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[摘要]全面介绍在西北某变电站在钢管混凝土施工时所用自密实混凝土时出现的不良性能对钢管混凝土顶升施工的影响及我单位消除这些不良性能的控制措施。以期为后续变电站自密实混凝土的应用提供参考。
[关键词]自密实混凝土；不良性能；控制措施
西北某变电站构架钢管柱采用钢管混凝土柱，施工方式采用在构架吊装后采用泵送顶升法将钢管内灌满混凝土。钢管内混凝土与管外混凝土不同，要考虑到凝结后钢管与混凝土协同工作又要考虑到混凝土的工艺性。为保证钢混凝土质量本次施工采用C35补偿收缩性自密实混凝土（坍落扩展度550mm到650mm）。在施工过程中由于自密实混凝土性能易受运输距离和时间、环境温度、原材料及配合比等因素影响导致混凝土出现一系列不良现象，进而影响顶升施工。为确保混凝土满足施工要求我单位采用实验室实验与现场足量实验相结合制定出控制混凝土不良性能的措施。
1、自密实混凝土不良性能
在施工过程中混凝土主要出现以下影响钢管混凝土施工质量的不良性能。
（1）混凝土经时损失值过大。导致混凝土运至现场后坍落扩展度减小，不但影响混凝土填充性而且混凝土泵送性降低造成泵送压力增大、堵管。
（2）混凝土离析。混凝土离析会导致混凝土在泵管中嵌锁堆积而产生堵管现象，而且还会造成钢管中混凝土严重分层，形成局部薄弱层，此外，硬化混凝土与钢管壁的黏结也可能由于泌水形成水膜的存在而不密实，对整个钢管柱混凝土的质量造成影响。
（3）混凝土凝结后收缩不能与钢管协同工作，降低构架柱强度。
2、自密实混凝土性能控制技术
要控制混凝土的性能必须采取措施消除混凝土拌合物性能的不良现象，让运至现场的坍落扩展度、抗离析、补偿收缩性等参数符合工艺要求。以满足填充在钢管内的混凝土凝结后钢管与混凝土协同工作以及混凝土的工艺性的要求。经过自密实混凝土的实验室配制以及多次现场足量实验后认为要使混凝土运至现场后能满足施工要求应采取以下技术。
2.1自密实混凝土配制技术
2.1.1专用原材料
自密实混凝土原材料的要求比普通混凝土高，需选用专用原材料。在配制时对原材料进行试验配比等实验，并经现场多次调整确定。原材料有：水、水泥、粉煤灰、聚羧酸高性能减水剂、砂、石、微膨胀剂。
1）胶凝材料：水泥：选用应优先选择硅酸盐水泥和碱含量小、标准稠度需水量低的水泥，以保持混凝土的工作性能减小经时损失。粉煤灰：选用需水比低的粉煤灰，减少粉煤灰对混凝土水分的吸收造成坍落扩展度降低，同时可显著地降低混合物的屈服剪切应力，提高流动性（优先选用Ⅰ级粉煤灰）。
2）骨料：细骨料采用连续级配¨区的中砂，粗骨料应采用5-20mm连续级配的卵石（卵石提升混凝土流动性）。使用时主要控制骨料的级配、含泥量、吸水率以及入机温度。主要控制参数如下
其中含泥量是自密实混凝土控制最关键因素，含泥量过大不但影响混凝土强度而且会加大混凝土的收缩使混凝土與钢管壁脱离。含泥量也会显著影响聚羧酸高性能减水剂的性能，造成混凝土坍落扩展度损失过大。
3）聚羧酸高性能减水剂：自密实混凝土需采用缓凝性聚羧酸高性能减水剂降低新拌混凝土的工作性能损失速度。但由于该类型减水剂性能易受其他因素影响因此在施工过程中应特别注意以下事项：首先，在减水剂使用前应做减水剂与混凝土其他原材料相容性实验，测定混凝土工作性能的变化避免出现混凝土坍落扩展度损失较大、混凝土泌水离析等现象；其次，聚羧酸减水剂对用水量较为敏感，在加大用水量时混凝土会出现泌水离析现象，因此在施工时应严格按施工配合比拌制混凝土严禁私自加水。
4）微膨胀剂：加入膨胀剂的目的是其能使混凝土内产生预应力以此来补偿混凝土自身收缩使混凝土与钢管紧密接触协调工作。
2.1.2优化配合比
（1）高浆骨比：提高润滑浆体和砂浆的比例（33～40%），使混凝土内具有足够的润滑层和可流动组分，使混凝土具有更好的流变性能。
（2）增加砂率：在一定范围内增加砂率（40%-45%），有利于提高混凝土的抗离析性。
（3）水灰比：水灰比应在0.45以下。
（4）减水剂掺量：聚羧酸减水剂对掺量较为敏感，应经实验确定最佳掺量并在混凝土生产中严格控制。自密实混凝土外加剂的掺量应在1.5%-2.0%内选用。
（5）膨胀剂：混凝土的膨胀率要经实验确定，膨胀率过大可能引起钢管爆裂，过小达不到补偿混凝土收缩的目的，本工程混凝土膨胀率为万分之六。
2.1.3加强施工管理
（1）缩短混凝土从拌制到施工时间，减少坍落扩展度损失。现场管理人員与商混站做好协调沟通工作，提前将混凝土浇筑计划及时间报送商混站使其提前做好混凝土发送准备，合理安排时间进行运输。确保罐车到达施工现场时就能够立即进行浇筑。
（2）合理安排作业时间尽量避开高温时间段施工，降低高温环境对罐车内混凝土的影响，必要时采取降温措施。
（3）加强进场混凝土质量控制。混凝土进场后在顶升前做混凝土坍落扩展度和T500试验来判断混凝土的填充性及是否离析，以防不合格混凝土投入使用。若混凝土不满足要求可以现场适当调节，处理后仍不满足要求坚决退场。
（4）注重搅拌工艺：搅拌站生产自密实混凝土时，为让减水剂充分发挥作用，混凝土搅拌时间延长至90s（普通混凝土为40S）。
结语：
自密实混凝土作为十大新型建筑材料目前多在钢管混凝土中使用，近年电网建设中对站内建筑物造型不断推陈出新造型越来越复杂若用普通混凝土，浇注和振捣难度都很大，相信自密实混凝土的高流动、自密实性将大有作为。因此特写该论文以期为后续自密实混凝土在变电站建设中的应用提供参考。
[关键词]自密实混凝土；不良性能；控制措施
西北某变电站构架钢管柱采用钢管混凝土柱，施工方式采用在构架吊装后采用泵送顶升法将钢管内灌满混凝土。钢管内混凝土与管外混凝土不同，要考虑到凝结后钢管与混凝土协同工作又要考虑到混凝土的工艺性。为保证钢混凝土质量本次施工采用C35补偿收缩性自密实混凝土（坍落扩展度550mm到650mm）。在施工过程中由于自密实混凝土性能易受运输距离和时间、环境温度、原材料及配合比等因素影响导致混凝土出现一系列不良现象，进而影响顶升施工。为确保混凝土满足施工要求我单位采用实验室实验与现场足量实验相结合制定出控制混凝土不良性能的措施。
1、自密实混凝土不良性能
在施工过程中混凝土主要出现以下影响钢管混凝土施工质量的不良性能。
（1）混凝土经时损失值过大。导致混凝土运至现场后坍落扩展度减小，不但影响混凝土填充性而且混凝土泵送性降低造成泵送压力增大、堵管。
（2）混凝土离析。混凝土离析会导致混凝土在泵管中嵌锁堆积而产生堵管现象，而且还会造成钢管中混凝土严重分层，形成局部薄弱层，此外，硬化混凝土与钢管壁的黏结也可能由于泌水形成水膜的存在而不密实，对整个钢管柱混凝土的质量造成影响。
（3）混凝土凝结后收缩不能与钢管协同工作，降低构架柱强度。
2、自密实混凝土性能控制技术
要控制混凝土的性能必须采取措施消除混凝土拌合物性能的不良现象，让运至现场的坍落扩展度、抗离析、补偿收缩性等参数符合工艺要求。以满足填充在钢管内的混凝土凝结后钢管与混凝土协同工作以及混凝土的工艺性的要求。经过自密实混凝土的实验室配制以及多次现场足量实验后认为要使混凝土运至现场后能满足施工要求应采取以下技术。
2.1自密实混凝土配制技术
2.1.1专用原材料
自密实混凝土原材料的要求比普通混凝土高，需选用专用原材料。在配制时对原材料进行试验配比等实验，并经现场多次调整确定。原材料有：水、水泥、粉煤灰、聚羧酸高性能减水剂、砂、石、微膨胀剂。
1）胶凝材料：水泥：选用应优先选择硅酸盐水泥和碱含量小、标准稠度需水量低的水泥，以保持混凝土的工作性能减小经时损失。粉煤灰：选用需水比低的粉煤灰，减少粉煤灰对混凝土水分的吸收造成坍落扩展度降低，同时可显著地降低混合物的屈服剪切应力，提高流动性（优先选用Ⅰ级粉煤灰）。
2）骨料：细骨料采用连续级配¨区的中砂，粗骨料应采用5-20mm连续级配的卵石（卵石提升混凝土流动性）。使用时主要控制骨料的级配、含泥量、吸水率以及入机温度。主要控制参数如下
其中含泥量是自密实混凝土控制最关键因素，含泥量过大不但影响混凝土强度而且会加大混凝土的收缩使混凝土與钢管壁脱离。含泥量也会显著影响聚羧酸高性能减水剂的性能，造成混凝土坍落扩展度损失过大。
3）聚羧酸高性能减水剂：自密实混凝土需采用缓凝性聚羧酸高性能减水剂降低新拌混凝土的工作性能损失速度。但由于该类型减水剂性能易受其他因素影响因此在施工过程中应特别注意以下事项：首先，在减水剂使用前应做减水剂与混凝土其他原材料相容性实验，测定混凝土工作性能的变化避免出现混凝土坍落扩展度损失较大、混凝土泌水离析等现象；其次，聚羧酸减水剂对用水量较为敏感，在加大用水量时混凝土会出现泌水离析现象，因此在施工时应严格按施工配合比拌制混凝土严禁私自加水。
4）微膨胀剂：加入膨胀剂的目的是其能使混凝土内产生预应力以此来补偿混凝土自身收缩使混凝土与钢管紧密接触协调工作。
2.1.2优化配合比
（1）高浆骨比：提高润滑浆体和砂浆的比例（33～40%），使混凝土内具有足够的润滑层和可流动组分，使混凝土具有更好的流变性能。
（2）增加砂率：在一定范围内增加砂率（40%-45%），有利于提高混凝土的抗离析性。
（3）水灰比：水灰比应在0.45以下。
（4）减水剂掺量：聚羧酸减水剂对掺量较为敏感，应经实验确定最佳掺量并在混凝土生产中严格控制。自密实混凝土外加剂的掺量应在1.5%-2.0%内选用。
（5）膨胀剂：混凝土的膨胀率要经实验确定，膨胀率过大可能引起钢管爆裂，过小达不到补偿混凝土收缩的目的，本工程混凝土膨胀率为万分之六。
2.1.3加强施工管理
（1）缩短混凝土从拌制到施工时间，减少坍落扩展度损失。现场管理人員与商混站做好协调沟通工作，提前将混凝土浇筑计划及时间报送商混站使其提前做好混凝土发送准备，合理安排时间进行运输。确保罐车到达施工现场时就能够立即进行浇筑。
（2）合理安排作业时间尽量避开高温时间段施工，降低高温环境对罐车内混凝土的影响，必要时采取降温措施。
（3）加强进场混凝土质量控制。混凝土进场后在顶升前做混凝土坍落扩展度和T500试验来判断混凝土的填充性及是否离析，以防不合格混凝土投入使用。若混凝土不满足要求可以现场适当调节，处理后仍不满足要求坚决退场。
（4）注重搅拌工艺：搅拌站生产自密实混凝土时，为让减水剂充分发挥作用，混凝土搅拌时间延长至90s（普通混凝土为40S）。
结语：
自密实混凝土作为十大新型建筑材料目前多在钢管混凝土中使用，近年电网建设中对站内建筑物造型不断推陈出新造型越来越复杂若用普通混凝土，浇注和振捣难度都很大，相信自密实混凝土的高流动、自密实性将大有作为。因此特写该论文以期为后续自密实混凝土在变电站建设中的应用提供参考。