1、工程概況
由中建八局一公司承建的青島極地海洋世界工程、青島極地海洋世界極地館工程，位于青島市嶗山區(qū)東海路以南，緊鄰大海，總建筑面積46816 m?，其中地下建筑面積9132m2，地上36496 m2, 極地館展示部分面積31862 m2，商業(yè)面積14829 m2。極地館部分地上二層,地下兩層(含一層貯水槽)；商業(yè)部分主體三層(臨海一側為二層,北側局部四層為水箱間,電梯機房及空調室外機和冷卻塔放置處) ，鋼筋混凝土框架結構，展示部分和表演大廳為網(wǎng)架屋面，建筑高度31米，是集極地動物展示和表演，商業(yè)服務設施和餐飲，體現(xiàn)海洋文化、海洋科普和海洋生態(tài)的一類公共建筑。工程整體造型以抽象的形式向人們講述一個有關海洋的故事，展現(xiàn)出一群看似經(jīng)過千萬年洗禮的化石，散落在青島石老人地區(qū)海濱岸邊，前看似貝殼，側看象海洋動物，上看如一條大魚。
風帆造型是極地館將海洋文化、海洋科普和海洋生態(tài)升華到極點的標志構筑物。最高點高度60米。 風帆設計鋼筋量大且密集，按常規(guī)混凝土施工，難度很大，整體混凝土澆筑、振搗困難，不易填充，很容易出現(xiàn)"脫空"現(xiàn)象。為解決這一問題，工程施工人員在充分試驗和論證的基礎上，將自密實混凝土用于該部位，并取得了比較滿意的效果，為自密實混凝土在大體積混凝土工程上的應用積累了一些經(jīng)驗。
2 、自密實混凝土工作特性
自密實混凝土的一個顯著特點是具有更高的流動性，在不振搗或少振搗的情況下可以自流平而充滿模型，并且能夠保持不離析、不沁水，成型后質量均勻，不會產(chǎn)生普通混凝土由于振搗不當而造成的蜂窩、麻面和內部空洞等質量缺陷。20世紀80年代，日本學者首先提出自密實混凝土的概念，并在今后的時間得到極其迅速的發(fā)展，我國也有部分工程使用。它是通過外加劑、膠結材料和粗細骨料的選擇和配合比的設計，使混凝土拌和物屈服值減小且又具有足夠的塑性粘度，粗細骨料能懸浮于水泥漿體中不離析、不泌水，在不用或基本不用振搗的成型條件下，能充分填充模板和鋼筋空隙，形成密實、均勻的混凝土結構。
3、自密實混凝土配比設計實驗
試驗由中建八局一公司與嶗山區(qū)工程質量監(jiān)督站、青島東巖建材有限公司合作完成，按照《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGJ55-2000)和日本《土木學會高流態(tài)混凝土施工指南》(JISA 1101)進行，目的是尋找出混凝土流動性、穩(wěn)定性以及通過鋼筋間隙能力的最佳配合比，以期達到混凝土"高流動性"和"高穩(wěn)定性"之間的平衡。試驗最終選擇摻入礦粉、粉煤灰、外加劑進行了現(xiàn)場試用。
3.1設計技術要求
混凝土強度：C40
塌落度：250-270mm
水灰比：0.4---0.6
粗骨料粒徑：小于25mm
水泥：不小于P.O42.5
3.2試驗原材料：
水泥：P.O42.5 青島三青水泥
細骨料： 粉煤灰（0.125mm以下） 青島電廠
粗骨料：碎石（16mm-20mm）
化學外加劑：JDF減水劑
礦物摻合料：礦石粉（0.125mm以下） 青島堿廠
3.3試驗方法及過程：
試驗方法選擇坍落流動度試驗、V型漏斗Tminutes試驗、填充箱試驗分別對混凝土的填充能力、通過鋼筋間隙能力、抗離析能力進行測試[2]?；炷涟韬桶凑铡痘炷猎囼炓?guī)程》"混凝土拌和物室內拌和方法"進行。混凝上配合比0.37～0.45，骨料級配為不連續(xù)級配，粉煤灰摻量10%，礦粉10%。對拌和物和易性進行檢測，設計擴散度為60±5cm。自流填充箱試驗采用尺寸為長X寬X高＝600cmX450mX300Cm的方形箱，箱內設置16mm鋼筋間距30 mm,在箱的開口端搭接一略高于方形槽高度的灌注口，另一端設置排氣孔。通過模擬試驗發(fā)現(xiàn)混凝土通過自流，完全充滿了方形槽，骨料分布均勻，無骨料分離現(xiàn)象。
3.4試驗結果分析：
混凝土配合比加入不同劑量的外加劑JDF。混凝土流動性、穩(wěn)定性以及通過鋼筋間隙能力均滿足要求。
為檢驗高流態(tài)混凝土能否滿足設計力學強度指標、抗壓彈性模量和極限拉伸值、抗凍等耐久性和變形性能，進行廠28天齡期的試驗。從試驗結果看，各項指標均滿足設計要求。
4 自密實混凝土的生產(chǎn)、質量控制
自密實混凝土由東巖建材公司生產(chǎn)，生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝、組織實施與普通混凝土的生產(chǎn)一致，攪拌方法采用后添加法。
生產(chǎn)過程中的質量控制，主要是保證實現(xiàn)混凝土塑性狀態(tài)的性能，包括流變性、穩(wěn)定性和觸變性，確保混凝土的質量波動減小、性能全面提高。過程中重點考慮與控制因素：
生產(chǎn)系統(tǒng)的質量控制：嚴格按照質量控制體系的標準對生產(chǎn)過程進行控制，選擇業(yè)務素質、責任心強的工作人員進行生產(chǎn)。
原材料的控制：嚴格控制原材料的實體質量，確保原材料過程中的質量變異。嚴格控制級配，使級配穩(wěn)定連續(xù)。過程中增加對原材料的檢測頻率，尤其是骨料級配和含水率，對砂體積含量須控制在42%-44%之間。
加水量的控制：嚴格按照配比的要求，對加水量進行精確控制，并充分考慮骨料的含水率，過程中隨著骨料含水率的變化隨時進行調整。
外加劑:外加劑的摻量對混凝土塑性性能的影響很大，過程中應當嚴格控制，宜選用具有大減水、高保塌、高流動性、高擴展性的復合型外加劑。并加強進場材料的隨機抽檢頻率,保證外加劑成分的連續(xù)穩(wěn)定。
生產(chǎn)檢測與控制：混凝土的生產(chǎn)過程中受許多因素的影響，尤其剛開機生產(chǎn)時混凝土性能容易出現(xiàn)波動，應當加強混凝土的質量性能測試，并對此進行適當調整，直到性能穩(wěn)定。同時，過程中應當加強專人目測檢驗。
現(xiàn)場性能測試：混凝土運至現(xiàn)場，采用塌落度流動法、v型漏斗實驗法進行測試，確?；炷列阅苁欠癜l(fā)生改變。
5.自密實混凝土的澆筑與控制
自密實混凝土澆筑以前，必須對鋼筋設置、模板的位置進行檢驗，確保預留、預埋、預檢位置準確。模板及其支撐系統(tǒng)強度達到要求，風帆模板根部縫隙采用砂漿封堵完畢。并完成對操作人員的澆鑄施工方案的培訓學習。尤其是要注意以下四個方面：
1） 自密實混凝土對模板設計的要求
因自密實混凝土高的流動性，混凝土對模板壁的壓力增加。設計時應以混凝土自重傳遞的液壓力大小為作用壓力，同時考慮分隔板、配筋狀況、澆筑速度、溫度影響，提高安全系數(shù)。
2） 混凝土填充性檢查
對每次攪拌的混凝土在澆筑之前均要做填充性試驗。辦法是在受料或泵送前的位置設置類似機構物的鋼筋障礙狀物，以要求的速度通過。檢查判定充填性是否良好。為保證澆筑，應經(jīng)常作塌落度流動值等試驗，掌握填充性好壞，及時采取措施。
3） 泵送性能要求
自密實混凝土因材料不易離析，變形性能優(yōu)良，在萬貫和椎管處堵管的可能性減小，但另一方面，由于混凝土與管壁的滑動膜層形成困難，混凝土與關閉的摩擦阻力增大。與普通泵送混凝土相比，在同樣小時輸送量下，其壓力損失與增大30%-40%。若澆筑停止后，在澆筑需增大壓送力。因此，泵送應制定周密計劃，合理布置配管。
4） 混凝土的澆筑控制
較之適應控制好澆筑速度，不能過快。要防止過量空氣的卷入或混凝土供應不足中斷澆筑。因隨著澆筑速度的增加，自密實混凝土比一般混凝土輸送阻力的增加明顯增大，且呈非線性增長，故校注時應保持緩慢而連續(xù)的澆筑。注意制定好澆筑機泵送配管計劃，大型結構可采用分支配管。自密實混凝土用水量較少，表面水分蒸發(fā)速度較快，澆筑后必須注意早期保濕養(yǎng)護。
現(xiàn)場采用泵送方式施工，施工過程中注意的基本問題：
.為預防混凝土出現(xiàn)冷縫、離析現(xiàn)象，施工現(xiàn)場加設部分振搗點，混凝土振搗棒的插入，采用鋼管拓孔法，以便于振搗棒的插拔。振搗時操作人員在風帆立筋中間操作。
.混凝土澆筑前底部應先填以50mm厚與混凝土配合比相同的減半石子水泥砂漿，以防止風帆根部爛根。
.混凝土澆筑采用全面分層連續(xù)進行，一次推進。
.澆注過程中，派專人敲打模板，并用5mm鉆頭在側模上自下而上梅花形鉆眼，間距一米，以檢查混凝土的密實情況，見漿后隨時封堵。
.混凝土澆注過程中垂直自由下落高度控制在5米以內，水平流動距離控制在十米以內。
混凝土澆筑完成后，將上口的鋼筋進行整理就位，按預定標高進行抹面找平，并在最早的時間開始養(yǎng)護，防止混凝土水分流失。
6.幾點體會
(1)自密實混凝土用于澆筑鋼筋密集的大體積混凝土是成功的，其施工性能優(yōu)異，可大大加快施工速度，減少勞動強度，可以避免因振搗不足而引起原混凝土質量問題，保證了混凝土施工質量。
(2)自密實混凝土從試驗到現(xiàn)場使用情況看，配合比參數(shù)基本合理，滿足設計指標要求，通過進步的優(yōu)化配合比，使自密實混凝土的性能更好。
(3) 自密實混凝土從現(xiàn)場觀察情況看，混凝土的初凝時間比普通混凝土稍遲約3個小時，終凝時間約晚4個小時。這與當時澆筑時的溫度有關。當溫度較高時，差異不明顯。
(4)自密實混凝土每方水泥用量都在300kg以上。因此，對于屬大體積混凝土的結構部位，應采取有效的溫控措施，控制好混凝土的出機口溫度、入倉溫度和澆筑溫度，并且加強對混凝土的溫度監(jiān)控及養(yǎng)護。
(5)自密實混凝土在現(xiàn)場施工中要嚴格管理，控制過程要準，澆筑時要認真細致，應時刻注意自密實混凝土的流動范圍、骨料分離狀況。
(6)自密實混凝土在鋼筋密集的風帆部位的使用，得到了業(yè)主、設計和監(jiān)理單位的認可，在今后的工程中，我們將從現(xiàn)場管理方面總結經(jīng)驗，不斷優(yōu)化。
