1、1自密实混凝土在箱型钢柱中的应用摘要：自密实混凝土施工质量控制涉及原料、搅拌、运输等诸多因素，是一个全面而复杂的问题，将计算机应用于自密实混凝土的质量控制中，可以快速、有效、系统地储存、修改、查找及处理大量的混凝土的控制因素，使混凝土的质量进一步提高。 关键词：自密实混凝土；箱型钢柱；应用 中图分类号：文献标识码：A 文章编号： 引言 因自密实混凝土具有很高的流动性而不离析、不泌水,且能不经振捣或少振捣而自动流平并充满模型和包裹钢筋混凝土。不仅有利于保护环境，降低施工噪声，而且可在保证和提高施工质量的前提下加快施工进度。通过采用一组特制的混凝土导管对箱型钢柱进行分段作业，为在狭小的箱型体钢管内
2、进行钢结构混凝土工程施工提供了宝贵的经验以及有效的施工方法。 1.建筑工程概况 西电研发中心工程位于西安市高新技术产业开发区，该工程主要功能为研发办公，主楼呈开放空间结构，其平面建筑尺寸为 2248m，柱网尺寸为 8m8m/8m6m,设计采用钢制箱型钢柱 24 根，钢柱内灌注混凝土，2建筑面积 40699?，地下 2 层，地上 24 层。该建物结构采用钢框架剪力墙结构，建筑高度 93.25m，首层高度为 6.59m，标准层层高 3.8m。 箱型钢管混凝土立柱及内隔板 2.工程特点、难点、重点： 2.1 工程的特点 （1）本工程设计采用方型钢柱内灌混凝土，是具有承载力高、自重轻、塑性和韧性好，经
3、济效益显著、美观、施工工期短等优点。 （2）箱型钢柱的钢板本身作为浇筑混凝土的模板，具有很好的整体性和密闭性、不漏浆、耐内压。减少了支模板的工程量，节省了大量的模板及脚手架；免去了钢筋下料、绑扎、成型等一系列工艺过程。 （3）采用该工艺质量可靠性好，钢壁环箍混凝土，提高了混凝土的抗压能力，进而提高了钢柱的承载力，与混凝土柱相比，柱截面小，增加了有效使用面积。 （4）施工方面，可为逆作法施工创造条件，耐火性能优于钢结构。 2.2 工程的难点 （1）主要是箱型钢柱高 10.34m，标准层为 11.4m，同时柱内设有多道内隔板，使钢柱内混凝土浇筑质量无法做到直观检查。 （2）柱内隔板下方 3045角
4、处，难以控制其混凝土本身的密实度。 （3）箱型钢柱的混凝土浇灌时的计量控制。 （4）箱型钢柱内混凝土浇灌密实难，且要求混凝土达到设计强度后，钢柱与混凝土间不得有缝隙。 2.3 工程的重点 （1）本工程的重点是在施工前，首先确定图纸设计有关箱型钢柱内3浇灌的混凝土配合比方案。 （2）对该工程柱内混凝土浇灌的重要部位的事前控制，如钢框架柱与梁交接的节点处的隔板下混凝土浇筑。 （3）确保混凝土的密实度的技术措施，以及对箱型钢柱内的混凝土的密实度检测技术控制措施。 针对本工程的结构混凝土的特殊性，以及钢管柱混凝土浇筑的难点、重点，进行技术攻关，通过对比试验，攻克技术难点，并结合工程的特殊性，编制出一个
5、科学、合理、切实可行的施工方案。 3.混凝土施工措施 3.1 混凝土的选择与确定 因图纸设计要求本工程箱型钢柱内采用无收缩混凝土，微膨胀混凝土水灰比 0.4，坍落度 20mm，在混凝土中掺入 NF 高效减水剂和 12%UEA膨胀剂。自密实混凝土配合比在设计中充分考虑了其流动性、抗离析性、自填充性、浆体用量之间的相互关系。为有效浇筑钢管柱混凝土，用微膨胀混凝土、自密实混凝土做截面尺寸 1：1 模型进行工程模拟试验。 第一方案是用 12?厚钢化玻璃加工成 650?650?，高度 1.5 米内隔板两道，排气孔为 25。第二方案是用 8?厚的钢板焊接成两组550?550?3600?，中间设 3 道隔板
6、。分别采用微膨胀混凝土、自密实混凝土浇筑。 通过对微膨胀混凝土和自密实混凝土对比试验： 在混凝土经过 7 天膨胀、凝固、干收缩，28 天达到强度后，透过玻璃柱可视观察，及由陕西省建筑工程质量检测中心用超声波对钢柱内的混凝土缺陷进行检测，查看混凝土配比是否满足钢柱与混凝土间不得有4缝隙得要求，及柱内混凝土浇筑易产生气泡、空鼓的位置。 检测结束后又对钢柱表面进行了机械钻孔，为直观看到钢柱内隔板下面混凝土的状况，通过超声波检测和开孔检查。事实证明：采用微膨胀混凝土配比的混凝土浇筑，钢柱内隔板下面发现大量的气泡和缝隙，且隔板下方 3545处形成死角，使得混凝土不易浇灌，达不到密实要求。而采用自密实混凝
7、土配比的混凝土浇筑时，钢柱内仅有极少的气泡，所有死角均能消除，试验达到设计要求。结合实验结果并经设计院慎重考虑，决定对该工程钢管柱内采用自密实混凝土进行浇筑。 普通混凝土隔板处出现缝隙自密实混凝土隔板处开孔未见缝隙 自密实混凝土施工相对于普通混凝土施工具有如下特点： 对原材料的变动很敏感，制作和施工中各环节的控制要求严格，因此在施工过程中，必须注意搅拌均匀。否则，不仅因不均匀而影响硬化后的性质，而且在泵送出管后流动性进一步增大，会产生离析现象。投料顺序是先搅拌砂浆，最后投入粗骨料。 （2）自密实混凝土适合于泵送浇筑。用吊斗浇筑时产生离析的可能性增大，对配合比要求更严格，难度较大。在必须用吊斗浇
8、筑时，应使出料口和模板入口的距离尽量小，必要时可加串筒。柱子浇筑前要严格检查钢筋间距及钢筋与模板间的距离，备好一根长钎以便必要时进行插捣，排除可能截留的空气。 （3）自密实混凝土的质量对原材料和配合比的变动以及施工工艺都很敏感，因5此对施工管理水平要求较高，每项工程实施前要有严格的施工规程和班前交底。 4.自密实混凝土施工工艺流程 采用 150 焊接钢管配制 9.7m、6m、2.2m 混凝土导管各 1 套，用于该工程钢柱混凝土的浇灌，混凝土浇筑时其上安放料斗便于施工，同时可穿插施工流水作业。用塔吊配合起吊导管，第一次将 9.7m 混凝土导管放入钢型柱孔洞内穿过内隔板孔洞放入至钢柱-9.7m 标
9、高进行固定，见附图一： （图一） （图二） （图三） 计算出下方的混凝土量，当混凝土灌注高度达到 1m 高度时（0.5m用料斗控制混凝土的灌入量） ，用振动棒轻微振捣密实，同时采用敲击法及外部振捣法进行振捣敲击，直至无空鼓声为止，方可继续灌注混凝土到箱型钢型柱的内隔板梁下方 1.9m 处标高，再用振动棒放入导管内进行振动，振动棒须快插慢拔。随着混凝土的灌入振捣，密实后，进行振捣敲击，直至无空声为止。然后将钢导管提升 600?至梁隔板上方孔洞处固定，继续灌注混凝土到隔板梁上方处并进行振捣密实。 第一次混凝土浇筑完后，将第一根钢质导管移至第二根箱型钢管柱施工，与此同时将第二根 6.0m 的混凝土导
10、管从钢型柱孔洞内穿过内隔板孔径，放入至第二道梁内隔板下方 300?处，见附图二： 进行混凝土灌注，灌注高度以 1m 为界进行振捣，施工方法同前。然后导管提升到 600?隔板孔径上面固定，继续施工灌注混凝土至梁隔板上6方进行振捣密实。 当第二次混凝土浇筑完毕后，移至到第二个作业面继续施工。同时起吊第三根 2.2m 的混凝土导管放至到第三道梁的隔板下方 300?处固定，施工方法、顺序同前，直至本节钢柱混凝土浇筑完毕，清除柱顶浮浆并压实。见附图三： 5.结论 （1）自密实混凝土具有易于泵送，其良好通过性能可有效填充柱内隔板下面，良好的流淌性更容易流进内部复杂的结构体中。 （2）在箱型钢柱浇灌时，增加振动更加有利于自密实混凝土的密实。 （3）对箱型钢柱分段作业，降低了浇注高度，确保了施工安全性，为今后在狭小箱体间进行钢管混凝土钢结构工程施工提供了宝贵的经验以及有效的施工方法。 （4）本工程的钢柱混凝土的结构形式也是首次应用于西北地区的高层建筑，正逐渐成为一个更具吸引力选择的建筑设计。 参考文献： 钟善桐.钢管混凝土结构M.北京:清华大学出版社,2003. 韩林海.钢管混凝土结构理论与实践M.北京:科学出版社,2004. 钢筋混凝土强度检验评定标准 （GBJ107-87）. 自密实混凝土应用规程 （CEC203:2006）.
