2022年9月9日， 组织召开了由四川华西绿舍建材有限公司完成的“多场景应用的高性能自密实混凝土成套技术研究”科技成果鉴定会（视频）。鉴定委员会专家们认为，该项目成果推动了高性能自密实混凝土技术在建设工程的广泛应用，具有广阔的应用前景。

一、立项背景

随着我国建筑产业的发展，工程设计及施工技术要求越来越高，许多工程建设依靠传统的施工方式已不能满足工程建设的需要，尤其像结构物钢筋密集部位、隧道衬砌、桥梁钢管混凝土施工等，混凝土振捣不密实，将影响混凝土结构的强度及耐久性，依靠人工振捣已不能满足实际需要。

我国建筑产业还处于劳动密集型阶段，在建筑施工过程中，需要大量从事体力劳动的熟练工人，包括现场施工振捣的混凝土浇筑人员。随着社会经济的发展，人口老龄化问题的出现，国内从事现场施工的熟练工人日益减少，劳动力紧张局面已经凸显，劳动力成本逐步提高。

自密实混凝土相对于普通混凝土，具备优异的工作性能，具有广阔的应用前景。从满足工程建筑及施工技术发展的需要、适应社会经济发展的需要以及满足混凝土质量及建筑物耐久性需求等方面分析，具有多场景适应性的高性能自密实混凝土具有显著的发展潜力。此外，传统的自密实混凝土与特种混凝土的性能的结合度不够使得其对不同应用场景的适应性较差，一定程度上也限制了自密实混凝土的应用和发展。因此，为推广应用自密实混凝土，开发适用不同场景的高性能自密实混凝土十分必要。

二、研究内容

顶升自密实微膨胀混凝土

本项目以成都市高翔东路人行桥施工项目为依托展开研发，施工设计要求使用顶升自密实微膨胀钢管混凝土，混凝土强度等级为C50。本桥为下承式钢管混凝土拱桥，跨径100.5m，总长104.7m，高16.25m；在离桥面1.5m高的拱肋侧面设一直径为150mm的注浆孔，在拱顶吊杆两侧设置直径为120mm，高2m的出浆孔；采用单肋钢管混凝土拱，拱轴线为悬连线。

顶升自密实微膨胀混凝土作为一种高性能混凝土，除满足强度和耐久性要求外，关键在于满足良好的施工性能，即高流动性、高黏聚性、坍落度损失小等。项目研究从胶凝材料体系、水胶比、砂率、外加剂及膨胀材料等方面入手，充分考虑顶升自密实微膨胀混凝土与普通混凝土的区别开展配合比设计研究。

混凝土泵送顶升浇筑成功的关键处混凝土配合比外，另一大关键因素的合理的施工工序。本项目泵送遵循“逐步成拱，逐级加压，外力释放，间期缩短”的原则，以拱顶为对称线，桥两侧对称加载。每根钢管混凝土必须两岸对称施工，控制两岸施工进度差不超过1m。现场两岸的混凝土施工性能都满足顶升施工工艺的要求，两岸严格按照施工前的技术交底进行，严格控制现场混凝土施工工序同时浇筑、同时加压、同时停止，取得了令各方满意的施工效果。

顶升自密实微膨胀混凝土成功应用于成都市高翔东路人行桥项目

高抛自密实钢管混凝土

高抛自密实微膨胀钢管混凝土结合了“高抛自密实混凝土”、“微膨胀混凝土”、“钢管混凝土”的技术难点，是一项相对复杂且极具挑战的新型混凝土技术。作为一种高性能混凝土，高抛自密实微膨胀钢管混凝土除满足结构设计所需要求的强度和耐久性能外，更要满足良好的施工性，即高流动性、高粘聚性、坍落度损失小，免振达到自密实。

本项目以成都市超五星写字楼中海国际城南一号C、D座为依托开展研发工作。该写字楼为钢管混凝土框架—核心筒结构，建筑高度160m，外框架采用钢管混凝土框架结构，钢管直径900～1050mm，壁厚18～22mm，钢管内混凝土强度等级C40～C70；核心筒为钢筋混凝土剪力墙结构，混凝土等级C30～C60。钢管制作安装三层为一节，钢管柱12m一次性吊装施工，钢管内混凝土也同样一次性浇筑12m，为满足设计要求，钢管内混凝土必须采用高抛自密实微膨胀混凝土进行浇筑。

研究主要考虑高抛自密实混凝土的高工作性、抗离析性、限制收缩性，通过引入三膨胀源复合膨胀剂，在保证混凝土的强度的情况下，限制混凝土的收缩，解决混凝土强度发展和收缩变形的协调发展问题。其次从配合比出发，选择合适的水胶比和砂率，保证高抛自密实微膨胀混凝土就有良好的流行性和密实性，并保证混凝土强度发展，解决传统高抛自密实混凝土在泌水离析和拌合物间隙通过性方面的问题。

项目通过对结构构造分析、工艺参数及混凝土性能指标的确定、自密实混凝土的原材料、配合比设计及其生产、运输、浇筑、养护等工艺的研究，形成了高抛自密实混凝土成套设计、配置、生产及施工工艺。

中试试验柱实体

中试试验柱实体及钢管剖开图

清水自密实混凝土

本项目依托工程天府国际机场旅客过夜用房项目建设用地选址于天府机场一期工程航站区南北主轴线核心位置。自密实清水混凝土涉及的结构为1#、2#主楼内外圈柱，柱结构形状呈V型，属异性结构，该结构柱数量为52根，自密实清水混凝土总方量2000m3，设计强度等级C50，结构垂直高差约7m，柱直径700mm~1000mm，内设H型钢及钢筋骨架，为满足柱实体成型质量及表观质量要求，设计采用自密实清水混凝土一次成型，是一种便于施工且具有装饰效果的新型绿色混凝土。

自密实清水混凝土要求兼具自密实和清水的优点，但实际应用中两者又存在着矛盾，为了满足自密实混凝土的高流动性就要采用引气、大水胶比、大砂率等手段，却不利于满足清水混凝土的无明显气泡、颜色不分层、无明显水纹等要求，因此合理控制和平衡混凝土的自密实性能和清水效果是解决问题的关键。

为克服技术难题，项目组针对原材料选择、配合比设计、脱模剂喷涂、混凝土生产管理以及浇筑辅助振捣工艺等展开研究。项目严重中通过关键原材料的选择、关键配合比设计参数、关键施工工艺等技术的把控，合理控制和平衡混凝土的自密实性能和清水效果，获得性能较有的自密实清水混凝土，形成相关技术方案。

天府国际机场旅客过夜用房项目自密实清水混凝土V型柱

自密实清水混凝土成功应用于天府国际机场旅客过夜用房项目

超高层泵送自密实微膨胀混凝土

本项目依托工程重庆俊豪位于重庆市江北区江北嘴中央商务区（CBD）核心地段，设计地上68层、地下7层，中心主塔楼外轮廓总高度302.6m，主楼最高达333m，建成后将成为重庆市地标性建筑。此施工项目要求将混凝土一次泵送至浇筑面（高度335m），混凝土需具备良好的工作性能：夏季高温天气时，拌合物需要保持3h工作性能基本无损失；在超高压泵送下，拌合物工作性能损失较小；成型后，能满足结构实体对强度要求。

项目研究首先从原材料选择和配合比设计等方面开展工作，并通过对混凝土流体模型、工作性泵送损失等的模拟计算和盘管试验研究，解决了相关技术难点，成功实现了超高层泵送自密实混凝土的制备，获得了超高层泵送自密实混凝土制备成套技术方案。

重庆地区由于其原材料骨料级配区间较差，多为断级配，且多为卵石、碎石，机制砂、河砂混用，因此，找到骨料之间的合理配比是保证混凝土各项性能的前提。使用5~10和10~20mm两种单级配粗骨料按比例配制满足连续级配的要求，可以减少骨料间堆积孔隙率，减少浆体体积，提高混凝土的和易性和强度，提高体积稳定性。采用特细砂替代30%机制砂，混合砂的细度模数为2.6，颗粒级配区间为Ⅱ区中砂连续级配。通过盘管试验实现了一次性模拟垂直泵送高度450m。通过测试盘管实验过程中的泵送压力和泵送速率，证明了该C60混凝土泵送性能优异。

超高层泵送自密实混凝土泵送盘管试验

超高层泵送自密实混凝土成功应用重庆俊豪和重庆来福士广场项目

三、关键技术和创新点

1.通过优化骨料体系、浆体体系和外加剂组成，形成了适用于多场景的高性能自密实混凝土制备共性技术。

2.针对高抛自密实微膨胀钢管混凝土、顶升自密实微膨胀混凝土、自密实清水混凝土和超高层泵送自密实混凝土的应用场景，提出了相应的混凝土材料设计与制备方法、生产质量控制指标和施工关键技术的成套解决方案。

3.通过掺入多膨胀源复合膨胀剂，实现了钢管混凝土强度和收缩变形的协调发展。采用“先消泡后引气”的技术配合脱模剂和附着式振动施工技术，实现了自密实混凝土的无表面气泡、颜色匀质、无缺陷的清水混凝土质感。

4.通过理论模拟与中试相结合的方式，实现了一次性333米高度的垂直泵送，形成了超高层泵送自密实混凝土施工工法。

四、社会效益

本项目成果针对高抛自密实微膨胀钢管混凝土、顶升自密实微膨胀混凝土、自密实清水混凝土和超高层泵送自密实混凝土进行研发，成果涵盖了自密实混凝土的主要应用场景，提出的混凝土材料设计与制备方法、生产质量控制指标和施工关键技术的成套解决方案，将为各类高、大、难、新的建设工程提供个性化的技术方案，在建筑结构越来越复杂、混凝土性能和质量要求越来越高、熟练建筑工人短缺、人工成本不断上升、建筑环保要求日趋严格的预拌混凝土行业发展背景下，具有重要的社会意义。

五、总结

该项目成果已获授权发明专利1项，实用新型专利8项，制订行业标准1项、团体标准1项，制订省级工法1项、企业工法1项，形成了具有自主知识产权的技术体系。该技术成果在天府机场航站楼、高攀东路人行桥、天府机场酒店、重庆俊豪等15项工程中得到应用，经第三方检测机构进行混凝土性能和工程质量检测，满足工程建设要求，取得了良好的社会和经济效益。