自密实混凝土应用于CL 复合剪力墙结构需要注意的问题

黄 睿

（中铁物资集团有限公司，北京 100143）

1 绪论

近些年，山东，河北等北方地区开始将住宅的保温体系整体设计成CL建筑体系，该体系的CL 复合剪力墙结构要求使用现浇自密实混凝土完成施工。CL 复合剪力墙结构是将携带钢丝网片的保温板内置于墙体中，并在保温板两侧同时浇筑自密实混凝土形成的永久保温墙体结构，兼具结构受力和保温功能，保温板内侧混凝土层厚度200-250mm，外侧混凝土层厚度50-60mm，保温板厚度一般在100-200mm。由于保温板外侧空间有限，混凝土浇筑难度大，对自密实混凝土性能要求较高，为了降低浇筑施工难度，本文通过主材的选择对自密实混凝土配合比进行优化，找出关键原因改善自密实混凝土工作性能提高CL 复合剪力墙结构的施工质量。同时讨论了CL 复合剪力墙结构在混凝土浇筑施工中比较常见的问题，并以试验数据为依据提出相应的解决方法，保证CL 建筑体系的保温节能的功能达到预期效果。

2 原材料及试验方法

2.1 原材料

水泥：德州中联大坝水泥P·O 42.5；

粉煤灰：元宝山电厂Ⅰ级粉煤灰，天津军粮城电厂Ⅱ粉煤灰；

矿粉：唐龙S95 级；

细骨料：秦皇岛天然河砂细度模数2.4～2.6，含泥量2.1%

粗骨料：5-16 连续级配碎石，5-10 单级配碎石

外加剂：聚羧酸高性能减水剂

2.2 试验方法

使用不同粒径的粗骨料和不同品质的粉煤灰配制标号为C35 和C40 的自密实混凝土，并对新拌混凝土分别测定如下指标：扩展度、V 漏斗通过时间、和易性等。同时，制作100mm×100mm×100mm 的混凝土试块在标准环境下养护，测定3d，7d，28d 抗压强度。

2.3 混凝土配合比

试验用不同标号自密实混凝土配合比如表1 所示，并微调砂率尽量保证自密实混凝土和易性良好。

表1 试验用不同标号自密实混凝土配合比(kg/m3)

3 试验结果及分析

从表3 可以看出，虽然不同配合比的自密实混凝土各龄期抗压强度都满足设计要求，但使用5-10mm 单级配粗骨料的C40-3，C40-4，C35-3，C35-4的28d 抗压强度略低于使用5-16mm 连续级配的C40-1，C40-2 和C35-1，C35-2。

表2 各配比自密实混凝土工作性能

表3 各配比混凝土各龄期抗压强度

从表2 可以看出，各组试验的自密实混凝土工作性能差别巨大。使用Ⅰ级粉煤灰和5-16mm 连续级配粗骨料的C40-1 和C35-1 各时间段的工作性能最好，特别是3h 的扩展度还能保持在700mm 以上，且和易性良好，黏度理想；C40-2 和C35-2 的扩展度较C40-1 和C35-1 略小，3h 的扩展度也能保持在接近700mm 的水平，从试验情况可知，C40-2 和C35-2 的和易性和流动性可以通过调整外加剂的掺量或者调整外加剂的配方得到改善，但是C40-2和C35-2 的黏度明显高于C40-1 和C35-1，这是粉煤灰品质差别导致的；C40-3，C40-4 和C35-3，C35-4 无论从扩展度还是和易性方面都与其对照组有巨大差异，这是因为5-10mm 单级配粗骨料粒径大小相似，且颗粒间的空间阻力较大，无法在浆体推动下形成紧密堆积的结构，导致浆体与粗骨料分离，粗骨料堆积在中间不能随浆体分散，因此初始扩展度仅能达到650mm 左右的水平，也是28d 抗压强度略低于对照组的原因之一。

4 施工中需要注意的问题

根据以上试验数据并结合现场施工经验，为了使CL 复合剪力墙结构在自密实混凝土浇筑时顺利完工，接下来简单介绍一下其中比较重要的环节。

1、选择级配合理的粗骨料：自密实混凝土配合比设计中必须选择5-16mm 连续级配的粗骨料，而不能选择粒径更小的5-10mm 单级配的粗骨料。由于CL 复合剪力墙结构保温板外侧浇筑自密实混凝土的空间只有50-60mm，很多混凝土技术人员认为选择更小粒径的粗骨料配置自密实混凝土能够更加顺利的完成保温板外侧小空间的浇筑，通过以上试验数据可知，5-10mm 粗骨料级配单一不连续，颗粒之间阻力巨大，浆体对粗骨料的润滑效果不足，因此，使用5-10mm 单级配粗骨料配置的自密实混凝土扩展度只能做到600mm-650mm 之间，而且和易性差，跑浆，裸露和堆积石子情况严重，远远达不到750mm×750mm 的理想状态，严重影响自密实混凝土流动度，更影响浇筑后CL 复合剪力墙体的密实度。而使用5-16mm 连续级配的粗骨料配制自密实混凝土，粗骨料之间摩擦阻力小，砂浆可以充分润滑和推动粗骨料，形成紧密堆积的结构，自密实混凝土扩展度可以达到750mm×750mm比较理想的状态，和易性良好，也有良好的各龄期抗压强度。同时，粗骨料5-16mm 的粒径能够顺利穿过保温板外侧空间，不受空间限制。

2、自密实混凝土扩展度的要求：各地的《CL 建筑体系技术规程》对自密实混凝土的扩展度有明确的要求，但并不一致。在实际施工中，如果混凝土和易性良好，浆体饱满，且耐久性满足要求，扩展度在700mm-790mm 之间都能够顺利的浇筑到CL 复合剪力墙结构中，如果要求自密实混凝土扩展度大于800mm 会大幅度增加混凝土主材成本，导致不必要的建筑成本的增加，扩展度小于700mm 时混凝土黏度增大不利于施工。

3、延长自密实混凝土的工作时间：从CL 复合剪力墙结构的设计情况可知，该结构中混凝土的浇筑速度较慢，在同时考虑到施工中存在的不确定因素以及难以避免的自密实混凝土流动性能泵送损失的情况下，必须配制自密实混凝土在和易性良好的前提下，保持扩展度大于等于700mm×700mm 的工作状态不低于3 小时。从表2 的试验数据可知，扩展度小于700mm×700mm时自密实混凝土流动性能下降，黏度明显增加，在浇筑保温板外侧空间时阻力增加，导致施工难度加大，容易出现外侧混凝土层填充不密实的情况，影响整个体系的施工质量。

如果施工地点与混凝土公司距离很近且调度得力的情况下可以考虑使用Ⅱ级粉煤灰配制自密实混凝土，即C40-2 和C35-2 两组配合比所示，这样可以节约大量优质主材。但是，当混凝土扩展度小于700mm×700mm 时不宜浇筑到CL 复合剪力墙结构中。

4、降低自密实混凝土的黏度：严格控制骨料中含泥量和泥块儿含量；使用优质的Ⅰ级粉煤灰取代水泥，而不是被磨细至Ⅰ级的粉煤灰。使用降黏型外加剂也可以在一定程度上降低自密实混凝土的黏度但需要进一步试验进行支撑。混凝土浇筑前将混凝土罐车充分反转，这样有利于保持自密实混凝土浆体松软的状态。

5、充分固定及保护保温板：严格按照《CL 建筑体系技术规程》固定保温板，有必要时在技术规程的基础上增加焊接点，连接点和拉筋的数量做到充分固定保温板。浇筑过程中泵送混凝土冲击力巨大，禁止泵送混凝土直接冲击保温板及钢筋焊接点，并使用在保温板两侧空间交替浇筑的方法保持混凝土液面一致降低压力差。如果混凝土流动性变差，下落困难时可以用振捣棒轻振主筋或者轻振外侧模板，不宜将振捣棒插入混凝土中反复振捣或者猛振模板。这样操作可以避免保温板在受到泵送混凝土连续冲击的情况下损坏、脱落或被挤出墙体的情况发生，也能减少在流体状态下的混凝土产生的压力差造成保温板出现位移，撕裂以及偏离设计位置等情况，可以确保整个保温体系的完整性。施工现场经常发现为了提高施工效率，降低施工成本而减少固定保温板工序的情况，保温板损坏，脱落，偏移等情况时有发生，导致CL 复合剪力墙结构的节能保温功能遭到破坏。

6、避免低温环境下施工：CL 复合剪力墙结构中，保温板外侧混凝土层厚度仅50-60mm，局部属于超长薄壁结构，自身水化热有限，而且很难采取保温措施，如果在低温环境下浇筑，容易出现混凝土受冻后出现开裂，脱落后出现裸露保温板等情况。因此，日平均温度低于5℃的情况下不应进行混凝土浇筑施工，而且混凝土必须达到临界强度后脱模。

5 结论

CL 复合剪力墙结构的理论设计本不复杂，关键的技术要点是如何利用自密实混凝土的免振捣的特性将保温板外侧空间完整填充。设计使用自密实混凝土的目的是更倾向于实现CL 复合剪力墙结构的节能保温功能，使整个结构同时具备受力和节能保温的功能，即节省工期又降低成本。根据设计要求，有针对性的选择主材，控制好自密实混凝土质量并处理好浇筑前后保温板的安装和保护工作可以实现CL 复合剪力墙结构的节能保温功能。