國內(nèi)外自密實(shí)高性能混凝土研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

1、.國內(nèi)外自密實(shí)高性能混凝土研究及應(yīng)用現(xiàn)狀 摘要自密實(shí)混凝土即拌合物具有很高的流動性而不離析、不泌水,能不經(jīng)振搗或少振搗而自動流平并充滿模型和包裹鋼筋的混凝土。不僅可大大降低施工噪聲,而且可加快施工速度、保證和提高施工質(zhì)量?？赏ㄟ^配合比調(diào)整其物理、力學(xué)性能。對原材料、配合比敏感,對施工要求嚴(yán)格。由于歷史短,尚有若干問題需進(jìn)一步研究。關(guān)鍵詞混凝土自密實(shí)混凝土高性能混凝土配合比展望 80年代后半期,日本東京大學(xué)教授村甫開發(fā)了“不振搗的高耐久性混凝土”,稱之為高性能混凝土(High Perfor-mance Concrete)。1996年在美國泰克薩斯大學(xué)講學(xué)中,甫村稱該混凝土為自

2、密實(shí)高性能混凝土(以下簡稱自密實(shí)混凝土self  compacting concrete)。之所以稱為高性能,是因?yàn)榫哂泻芨叩氖┕ば阅?能保證混凝土在不利的澆筑條件下也能密實(shí)成型,同時因使用大量礦物細(xì)摻料而降低混凝土的溫升,并提高其抗劣化的能力,而可提高混凝土的耐久性。自密實(shí)混凝土即拌合物具有很高的流動性而不離析、不泌水,能不經(jīng)振搗或少振搗而自動流平并充滿模型和包裹鋼筋的混凝土。自密實(shí)混凝土綜合效益顯著,特別是用于難以澆筑甚至無法澆筑的部位,可避免出現(xiàn)因振搗不足而造成的空洞、蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷。強(qiáng)度等級越高,比常態(tài)混凝土費(fèi)用越低。自密實(shí)混凝土配制的關(guān)鍵是滿足良好的流變性能

3、要求。自密實(shí)混凝土屬于高流動性混凝土的一部分。1國內(nèi)外自密實(shí)混凝土的應(yīng)用概況至1994年底,日本已有28個建筑公司掌握了自密實(shí)混凝土的技術(shù)。從日本19921993年各學(xué)會、技術(shù)刊物等發(fā)表的自密實(shí)的高性能混凝土在土木工程中應(yīng)用實(shí)例來看,自密實(shí)高性能混凝土特別適合于澆筑量大、澆筑高度大、鋼筋密集、有特殊形狀等的工程。在西方也有不振搗的混凝土的應(yīng)用,如美國西雅圖65層的雙聯(lián)廣場鋼管混凝土柱,28d抗壓強(qiáng)度115MPa?；炷翉牡讓又饘颖盟?無振搗。在美國為了保證混凝土的澆筑質(zhì)量以保證鋼筋和混凝土的整體性,在密筋的鋼筋混凝土和幾何形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中,也使用高坍落度而能自流平的混凝土,但強(qiáng)調(diào)仍需要適當(dāng)?shù)恼?/p>

4、搗以確保混凝土的足夠密實(shí)。近年來由于在日本不斷有采用自密實(shí)混凝土成功的工程實(shí)例,美國也開始注意該項(xiàng)技術(shù)。在我國北京、深圳、濟(jì)南等城市也開始使用自密實(shí)混凝土,從1995年開始,澆筑量已超過4萬m3。主要用于地下暗挖、密筋、形狀復(fù)雜等無法澆筑或澆筑困難的部位、解決擾民問題、縮短工期等。2自密實(shí)混凝土的性能2.1自密實(shí)混凝土拌合物的性質(zhì)自密實(shí)混凝土的拌合物除高流動性外,還必須具有良好的抗材料分離性(抗離析性)、間隙通過性(通過較密鋼筋間隙和狹窄通道的能力)和抗堵塞性(填充能力)。國外大多用拌合物的坍落流動度,即坍落后拌合物鋪展的直徑,作為高流動性混凝土流變性能的量度。日本報道,坍落流動度一般為507

5、0mm。超過70mm時,拌合物易產(chǎn)生離析;不到50mm時,則可能發(fā)生充填障礙。拌合物抗離析性可用坍落流動速率來評定。坍落流動速率用拌合物坍落后鋪展到直徑為50cm的時間除以流動距離15cm的值表示。坍落流動速率快時,流動性好,但過快時容易產(chǎn)生離析。也有人在一種L形流動性測定裝置的轉(zhuǎn)角處裝置傳感器測定拌合物流動初始的速率,來判斷拌合物的抗離析性。對于泌水量,按日本標(biāo)準(zhǔn)JASSA1123的方法檢測時,JASS5規(guī)定對普通混凝土要求<0.5cm3/cm2,而對高耐久性的混凝土則要求<0.3cm3/cm2。抗離析性直接影響混凝土拌合物澆筑后的均勻性。必要時可檢測水平流動至不同部位或垂直澆筑

6、到不同高度的拌合物中粗骨料的含量,作為拌合物均質(zhì)性的評定。國內(nèi)不同單位或部門參考國外已有檢測方法,結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn),創(chuàng)造了各具特色的評價方法,有待于規(guī)范化。一般,自密實(shí)混凝土的凝結(jié)時間較長,可達(dá)10h左右,尤其是在冷天施工時。但初、終凝時間間隔短,一旦凝結(jié),強(qiáng)度很快就會增長;如果使用低濃度的高效減水劑,由于NaSO4含量較高,會使混凝土凝結(jié)時間縮短,甚至在夏季還需添加適量緩凝劑。2.2硬化混凝土的性質(zhì)(1) 強(qiáng)度自密實(shí)混凝土屬于高性能混凝土,可有很寬的強(qiáng)度范圍,即從C25到C60以上。我國目前大量使用的是C30C40。為了保證及時拆模,成型后在標(biāo)準(zhǔn)條件下24h抗壓強(qiáng)度應(yīng)5MPa。在施工計(jì)劃允許、

7、著重長期強(qiáng)度、使用低熱水泥等情況下,可放寬上述要求。(2) 彈性模量由于粗骨料用量較少,自密實(shí)混凝土比使用同一品種骨料的普通混凝土彈性模量稍低些,根據(jù)JIS的方法試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d時,降低值小于10%。根據(jù)北京二建的測試,因采用低水膠比,盡管有所降低,仍能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。適當(dāng)提高配制強(qiáng)度、增加粉煤灰摻量、添加適量合成短纖維等措施均可提高彈性模量。(3) 收縮通常,由于粗骨料用量小,粉體材料用量大,自密實(shí)混凝土的干燥收縮會大些,容易產(chǎn)生有害裂縫?？筛鶕?jù)結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件尺寸、施工條件、工程性質(zhì)等的不同,確定不同的目標(biāo)。據(jù)日本的資料,標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7d的試件在20±2、相對濕度60

8、±5%的條件下6個月的干縮為8×10-4以下,比同種骨料的普通混凝土收縮增加量<10%。摻用粉煤灰和少量膨脹劑有利于減小收縮。摻用合成纖維不僅可減小收縮,也可提高抗裂性能。(4) 抗碳化性普通混凝土的碳化速率和水灰比近似于線性關(guān)系。摻入礦物細(xì)摻料后,在相同水灰比下,碳化速率增加。降低混凝土的水膠比,則可達(dá)到相近的碳化速率?；炷翐接么罅炕旌喜牧虾?堿度大大降低,會加速碳化而不利于對鋼筋的保護(hù),但自密實(shí)混凝土因水膠比很低,混凝土密實(shí)度高,抵抗碳化的能力強(qiáng)。單純從材料來說,可以不懷疑其對鋼筋保護(hù)的作用。實(shí)際上,對不同的構(gòu)件應(yīng)作不同的考慮:對主要受壓的構(gòu)件,如基礎(chǔ)、墩柱以及

9、長期處于水下的結(jié)構(gòu),可不考慮碳化問題;對受彎構(gòu)件,如梁、板,則因在荷載作用下產(chǎn)生裂縫是不可避免的,設(shè)計(jì)時允許受力后受拉區(qū)產(chǎn)生寬度不大于0.2mm(對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土是0.1mm)的裂縫,則碳化問題就應(yīng)考慮。在此情況下,抗碳化的性能和細(xì)摻料的品種、摻量有關(guān)。例如摻粉煤灰30%而水膠比為0.35時,碳化速率約與普通混凝土水灰比為0.5時相當(dāng);同樣效果的礦渣摻量可達(dá)70%;水膠比為0.4、礦渣摻量達(dá)50%時,碳化速率同普通混凝土的相差無幾。因此,對用于不同部位的自密實(shí)混凝土,可通過配合比的調(diào)整來保證其抗碳化的性能。有些礦物細(xì)摻料中往往含有一定量的堿,對保持混凝土中的pH值是否起作用,需要通過試驗(yàn)來證

10、明。對自密實(shí)混凝土的抗碳化性也需要和構(gòu)件的裂縫情況結(jié)合起來進(jìn)行試驗(yàn)研究。(5) 其它摻用一定量的引氣劑,是抵抗凍融,特別是除冰鹽作用的有效措施。日本規(guī)范規(guī)定,經(jīng)凍融循環(huán)作用后,動彈性模量必須保持80%以上,循環(huán)次數(shù)最低為200次,在凍融循環(huán)作用頻繁的環(huán)境下,要求300次;含氣量一般要求為3%6%,在凍融循環(huán)作用頻繁的環(huán)境下,為4%7%。在日本多使用引氣型減水劑(AE減水劑)。由于摻入較大量礦物細(xì)摻料,自密實(shí)混凝土有很好的抗化學(xué)侵蝕和抗堿骨料反應(yīng)的能力。礦物細(xì)摻料抗堿骨料反應(yīng)的有效摻量粉煤灰為30%,礦渣是40%。3自密實(shí)混凝土的原材料和配合比3.1自密實(shí)混凝土的原材料(1) 膠凝材料除要求溫升

11、很低的大體積自密實(shí)混凝土需要選用中熱或低熱水泥外,硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥都可選用,按目前我國標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)號應(yīng)不低于32.5號,具有較低的需水性,還應(yīng)考慮與所有高效減水劑的相容性。摻用礦物細(xì)摻料的目的是調(diào)節(jié)混凝土的施工性能、提高混凝土的耐久性,降低混凝土的溫升。因此礦物細(xì)摻料應(yīng)具有低需水量、高活性。為了保證混凝土的耐久性,可利用不同細(xì)摻料的復(fù)合效應(yīng)。例如,礦渣比粉煤灰活性高,而抗離析性差;粉煤灰比礦渣抗碳化性能差,但收縮小。按適當(dāng)比例同時摻用粉煤灰和礦渣,則可取長補(bǔ)短。由于采用低水灰比,強(qiáng)度要求較低時,可再摻用適量填充性細(xì)摻料,如石英砂粉、石灰石粉等,來保證足夠的漿量。因此,日本的

12、高流動性混凝土普遍采用水泥、礦渣、粉煤灰三組份膠凝材料,有時加上石粉,成為四組份。據(jù)日本資料,從活性來說,磨細(xì)礦渣最優(yōu)的比面積為60008000cm2/g,但從減小收縮來說,最好為4000cm2/g左右。(2) 骨料骨料的粒形、尺寸和級配對自密實(shí)混凝土拌合物的施工性,尤其是對拌合物的間隙通過性影響很大。和泉意登志報道,用密實(shí)體積率為62%的日本青梅碎石,混凝土拌合物的間隙通過量是用密實(shí)體積率為67%的日本鬼怒川卵石時的一半,因此粗骨料的密實(shí)體積率大的好。粗骨料的最大粒徑,當(dāng)使用卵石時為25mm,使用碎石時為20mm,間隙狹小的部位用15mm。由于砂率大,砂子宜選用中粗砂,以偏粗為好。應(yīng)嚴(yán)格控制

13、砂中粉細(xì)顆粒的含量和石子的含泥量。同時要保證0.63mm篩的累計(jì)篩余大于70%,0.315mm篩的累計(jì)篩余為90%左右,而0.15mm篩的累計(jì)篩余>98%。(3) 外加劑即使設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級不高,也要用高效減水劑。日本杉本貢報道,對高流動混凝土外加劑性能的要求為:有優(yōu)質(zhì)的流化性能,保持拌合物流動性的性能、合適的凝結(jié)時間與泌水率、良好的泵送性;對硬化混凝土力學(xué)性質(zhì)、干縮和徐變無壞影響、耐久性(抗凍、抗?jié)B、抗碳化、抗鹽浸)好。為此多采用高性能引氣型(AE)減水劑。同時,由于自密實(shí)混凝土拌合物往往有離析的傾向,在日本多采取摻抗離析劑或增稠劑來解決。日本的抗離析劑有纖維素水溶性高分子、丙烯酸類水溶性

14、高分子、葡萄糖或蔗糖等生物高聚物等。其中纖維素醚和甲基纖維素用得最多。但是添加抗離析劑時,對混凝土的強(qiáng)度有些影響。北京建工集團(tuán)二建公司使用兩種不同原料來源的萘系高效減水劑復(fù)合使用,對自密實(shí)混凝土的抗離析性有顯著效果。3.2自密實(shí)混凝土的配合比自密實(shí)混凝土的配合比應(yīng)滿足拌合物高施工性能的要求,因此,與相同強(qiáng)度等級的普通混凝土相比,有較大的漿骨比,即較小的骨料用量,膠凝材料總量一般要超過500kg/m3;砂率較大,即粗骨料用量較小,砂率最大可達(dá)50%左右;使用高效減水劑,由于膠凝材料用量大,必須摻用大量礦物細(xì)摻料,細(xì)摻料總摻量一般大于膠凝材料總量的30%。為了保證耐久性,水膠比一般不宜大于0.4。

15、自密實(shí)混凝土配合比的確定是以上各參數(shù)和混凝土強(qiáng)度、耐久性、施工性、體積穩(wěn)定性(硬化前的抗離析性,硬化后的彈性模量、收縮徐變)等諸性質(zhì)間矛盾的統(tǒng)一。例如流動性和抗離析性要求粗骨料用量小,但粗骨料用量小時硬化混凝土的彈性模量低,收縮、徐變大;砂率大,有利于施工性和強(qiáng)度而不利于彈性模量;水膠比大,有利于流動性,而不利于強(qiáng)度和耐久性等等。因此與普通混凝土配合比設(shè)計(jì)不同的是,根據(jù)上述矛盾的統(tǒng)一確定粗骨料的最合適用量、砂子在砂漿中的含量。小和村建議作為砂漿和混凝土兩個層次的體系考慮自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)。石子最大粒徑為20mm,使用中熱水泥和增稠劑。北京建工集團(tuán)二建公司建議按混凝土、砂漿、水泥凈漿、膠凝材

16、料四層次體系設(shè)計(jì),如圖1所示。 粗骨料體積0.50.55m3混凝土                 砂體積含量40%43%砂漿                    水    &#

17、160;                       初步配合比水泥漿          W/C膠凝材料    水泥、摻合料外加劑圖1北京建工集團(tuán)二建公司建議的自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)體系 以上步驟均采用絕對體積方法計(jì)算。

18、由此可見,自密實(shí)混凝土的漿骨比變化的范圍是很小的?；炷恋男再|(zhì)主要受水泥漿濃度和性質(zhì)的支配。自密實(shí)混凝土配合比的實(shí)例如表1所示。表1自密實(shí)混凝土配合比實(shí)例 工程名稱現(xiàn)場實(shí)際強(qiáng)度MPa混凝土中原材料用量    /m3齡期強(qiáng)度水水泥細(xì)摻料砂石外加劑日本日本明石大橋A1基礎(chǔ)91d62.3142中熱172礦渣 172粉煤灰 86771965高效引氣型減水劑+超塑化劑+引氣劑北京恒基中心地下通道方廳墻、頂板、柱28 d37.5200P.O.525#280粉煤灰175UEA  33830830DFS0.75%北京凱旋大廈梁、板、柱28

19、d53.5200P.S.425#381粉煤灰148UEA  20796760SN  1.8%  4自密實(shí)混凝土施工的特點(diǎn)自密實(shí)混凝土的質(zhì)量對原材料的變動很敏感,制作和施工中各環(huán)節(jié)的控制要求嚴(yán)格,因此對操作工人的要求低了,而對技術(shù)和管理人員的要求高了。由于組成材料多,必須注意攪拌均勻,目前多采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī),攪拌時間比普通混凝土的長12倍,60180min甚至更長是必要的。攪拌不足的拌合物不僅因不均勻而影響硬化后的性質(zhì),而且在泵送出管后流動性進(jìn)一步增大,會產(chǎn)生離析現(xiàn)象。投料順序最好是先攪拌砂漿,最后投入粗骨料。一般來說,自密實(shí)混凝

20、土適合于泵送澆筑。墻或柱的澆筑高度可在4m左右。澆筑順序可參考和泉意登志在文獻(xiàn)中給出的泵管移動順序用吊斗澆筑時產(chǎn)生離析的可能性大,對配合比要求更嚴(yán)格,難度較大。在必須用吊斗澆筑時,應(yīng)使出料口和模板入口的距離盡量小,必要時可加串筒。柱子和墻澆筑前要嚴(yán)格檢查鋼筋間距及鋼筋與模板間的距離,最好準(zhǔn)備一根長釬,以便必要時進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟鍝v,排除可能截留的空氣。自密實(shí)混凝土的質(zhì)量對原材料和配合比的變動以及施工工藝都很敏感,因此對施工管理水平要求較高。每項(xiàng)工程實(shí)施前要有嚴(yán)格的施工規(guī)程和班前交底,尤其在交接班時,要有具體的措施以免差錯。5自密實(shí)混凝土應(yīng)用展望及需進(jìn)一步研究的問題(1) 自密實(shí)混凝土由于優(yōu)異的施工性

21、能,可大大加快施工速率,減小勞動強(qiáng)度,并可避免由于可能振搗不足而引起混凝土的嚴(yán)重質(zhì)量事故;低水膠比、低溫升和大量礦物細(xì)摻料,可保證混凝土的耐久性。但與相同強(qiáng)度的普通混凝土相比,彈性模量稍低,收縮和徐變稍大。此問題可通過適當(dāng)提高配制強(qiáng)度、摻用膨脹組分或纖維和收縮小的細(xì)摻料(如優(yōu)質(zhì)粉煤灰)等措施來解決。但因摻用大量細(xì)摻料,混凝土堿度較低,宜用于主要受壓的構(gòu)件,特別適用于較大體積的基礎(chǔ)底板和樁。用于受彎構(gòu)件時,在目前尚無構(gòu)件試驗(yàn)的情況下,細(xì)摻料摻量以不超過30%為宜。為此需要系統(tǒng)研究用自密實(shí)混凝土的主要受彎構(gòu)件在荷載作用下的裂縫和混凝土性質(zhì)的關(guān)系、碳化及其對鋼筋繡蝕的影響。(2) 目前尚未查到自密實(shí)

22、混凝土用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的報道,需要進(jìn)行有針對性的系統(tǒng)研究。(3) 自密實(shí)混凝土由于一般凝結(jié)時間較長,早期強(qiáng)度較低,冬季施工時最好不用。但在大體積混凝土中混凝土溫升對摻用細(xì)摻料的混凝土強(qiáng)度發(fā)展有利,自密實(shí)混凝土可在采取冬施措施的前提下使用。(4) 對都可達(dá)到自密實(shí)的高流動性混凝土并不是所有文獻(xiàn)上都稱之為“自密實(shí)”或其它如“免振”等,如明石大橋的混凝土無論水下還是水上,都是不振搗的;美國西雅圖雙聯(lián)廣場鋼管柱混凝土也是不振搗的,但都沒有稱做“自密實(shí)或“免振”等,因?yàn)樵凇皳頂D的部位”“盡管可得到高坍落度而自流平,但仍需稍加振搗以保證混凝土的足夠密實(shí)”,也就是說,并非任何工程澆筑的混凝土都能夠完全不

23、振搗,需要在施工規(guī)程中加以區(qū)別,否則反而會引起質(zhì)量問題。(5) 自密實(shí)混凝土由于質(zhì)量對原材料和配合比很敏感,要求嚴(yán)格的施工管理制度。實(shí)踐表明,進(jìn)行過自密實(shí)混凝土施工后,可有力地推動施工管理水平的提高,但在管理水平低、缺少技術(shù)人員的工程中不宜采用。高性能自密實(shí)混凝土在工程中的應(yīng)用  試驗(yàn)研究1.1 原材料水泥: 河南上街525號普通水泥,28抗壓強(qiáng)度55.0,425號礦渣水泥,28抗壓強(qiáng)度45.0。粉煤灰: 首陽山級、鄭州電廠級粉煤灰。膨脹劑: 北京貝思達(dá)。硅灰: 山西忻州產(chǎn)硅灰,SiO2含量占92%。砂: 盧山中砂,細(xì)度模數(shù)為2.7,含泥量1.2%。石子: 新密粒

24、徑連續(xù)級配碎石,含泥量0.3%,壓碎指標(biāo)%。外加劑: 中建八局一公司YNB高性能超塑化劑,減水率28%,泌水率80%,抗壓強(qiáng)度比140%。1.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)高性能自密實(shí)混凝土是在較低水灰比條件下,利用外加劑和摻合料的調(diào)節(jié)作用,降低混凝土的屈服應(yīng)力,同時混凝土拌合物又具有足夠的塑性粘度,使骨料懸浮在水泥漿中,不泌水,不離析,填充鋼筋和模板空間,形成均勻致密結(jié)構(gòu),硬化后具有良好力學(xué)性能及耐久性能。采用的技術(shù)路線是利用高性能超塑化劑和粉煤灰等摻合料,降低混凝土的屈服應(yīng)力和水膠比,提高混凝土流動性,保持適度的粘度系數(shù),經(jīng)合理的配合比設(shè)計(jì),使混凝土高性能化,并用合理便捷的方法,對高性能自

25、密實(shí)混凝土工作性定量評價。在配合比設(shè)計(jì)中,遵守流動性和抗離析性平衡的原則,遵循水泥用量、粉煤灰摻量、砂率、外加劑摻量四因素,以混凝土坍落度、擴(kuò)展度、Orimet法流下時間、28標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度為考核指標(biāo),建立正交試驗(yàn)表,其設(shè)計(jì)程序如下:(1) 確定混凝土強(qiáng)度等級進(jìn)而確定試配強(qiáng)度;(2) 計(jì)算水灰比;(3) 拌合水用量計(jì)算;(4) 在膠體總體積含量0.35情況下,計(jì)算水泥漿各組分的體積含量,確定各組分用量;(5) 根據(jù)骨料體積0.65,確定各強(qiáng)度等級粗細(xì)骨料比例（砂率）,確定粗細(xì)骨料用量;(6) 確定外加劑的摻量。1.3 高性能自密實(shí)混凝土工作性指標(biāo)及評價高性能自密實(shí)混凝土拌合物應(yīng)具有高流動性

26、和良好的變形能力,且有較好的均勻性和穩(wěn)定性,能填充鋼筋和模板的空間,形成均勻致密結(jié)構(gòu)。高性能自密實(shí)混凝土的流動性、粘聚性、均勻穩(wěn)定性、填充性和間隙通過性體現(xiàn)了工作性的全部。我們參考國內(nèi)外資料,結(jié)合首次在山東省立醫(yī)院的施工經(jīng)驗(yàn),提出高性能自密實(shí)混凝土工作性指標(biāo)為坍落度240260,擴(kuò)展度大于600,Orimet法流下時間17;擴(kuò)展度中邊差10%;穿過形儀前后骨料差小于10%。并用坍落度、擴(kuò)展度、Orimet法、形儀、擴(kuò)展度中邊差進(jìn)行工作性定量評價。試驗(yàn)用配合比見表。表中50、60混凝土所用材料:525號普通水泥,粉煤灰級;30、40混凝土所用材料:425號礦渣水泥,粉煤灰級。表1 &#

27、160;                各強(qiáng)度等級混凝土配合比                    /m3混凝土強(qiáng)度等級水泥粉煤灰膨脹劑硅灰水砂石外加劑水膠比砂率塌落度/mm擴(kuò)展度/mmT0/S28天抗壓強(qiáng)度比/%C303208545&#

28、160;1907301000110.420.422557001597C403867658 1806781017130.350.42606509130C504286260 1756881032160.320.425065012101C604307158601706381041170.290.382406501399 表2             標(biāo)養(yǎng)震搗與自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度的比較     

29、;        Mpa砼強(qiáng)度等級標(biāo)養(yǎng)28天震搗標(biāo)養(yǎng)28天免震C3040.842.441.539.239.041.242.040.0C4051.350.553.049.550.449.851.558.2C5063.864.463.466.665.762.863.065.4C6072.874.276.779.472.274.774.281.7 1.4 高性能自密實(shí)混凝土的坍落度、擴(kuò)展度及其損失坍落度、擴(kuò)展度作為高性能自密實(shí)混凝土工作性的便捷定量評價方法,在應(yīng)用中同樣存在坍落度、擴(kuò)展度損失問題。試驗(yàn)

30、中發(fā)現(xiàn),坍落度損失和擴(kuò)展度損失并不同步,擴(kuò)展度損失一般先表現(xiàn)出來,這可能是由于擴(kuò)展度的增加必須通過自身的流淌和重力的推動作用,使其拌合物一起向前移動才能有效地表現(xiàn)出來。擴(kuò)展度損失與坍落度損失原因相同,有物理、化學(xué)因素,試驗(yàn)中通過改善外加劑的組成和摻入大量粉煤灰等有效措施,較好地控制了坍落度損失,的損失小于10,擴(kuò)展度的損失后仍大于600。1.5 高性能自密實(shí)混凝土的力學(xué)性能和耐久性能在同材料、同配合比條件下做振搗和免振的28標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)及自密實(shí)混凝土的抗凍、抗?jié)B試驗(yàn)。經(jīng)檢測其抗壓強(qiáng)度基本一致,在%范圍內(nèi)波動,見表。底板40、12混凝土的抗凍等級達(dá)100,抗?jié)B等級達(dá)40。 高

31、性能自密實(shí)混凝土的施工本工程地下室為超長結(jié)構(gòu),其底板為1.85厚40大體積混凝土,地下室外墻為60。施工中要考慮混凝土的工作性、力學(xué)性能,而且要較好地控制混凝土裂縫。40底板混凝土一次澆筑完成,60外墻設(shè)計(jì)后澆帶,分段澆筑,較好地解決了裂縫問題?；炷涟韬系耐读享樞?yàn)樯?、石、水泥、膨脹劑、粉煤灰、外加?攪拌min后出料。底板混凝土采用蓄熱養(yǎng)護(hù)法,覆蓋一層塑料布,二層麻袋,保持麻袋濕潤,后改為澆水養(yǎng)護(hù);外墻及柱拆模后,外包麻袋澆水養(yǎng)護(hù)。對底板50203自密實(shí)混凝土歷時一次澆筑成功,混凝土坍落度250,擴(kuò)展度600,混凝土強(qiáng)度平均值44.3;60混凝土地下部分17003,試件抗壓強(qiáng)度平均值65.

32、7,施工完成后,對底板自密實(shí)混凝土進(jìn)行抽芯和抗凍、抗?jié)B檢測,芯樣強(qiáng)度,成型試件抗凍等級100,強(qiáng)度損失率%、重量損失率%,抗?jié)B等級40。 高拋免振搗自密實(shí)混凝土 摘要本文提出了對高拋免振搗自密實(shí)鋼管混凝土性能的評價方法、性能指標(biāo)以及相應(yīng)的試驗(yàn)方法。根據(jù)上述方法對配置的免振搗自密實(shí)鋼管混凝土拌合物進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,并進(jìn)行了兩次與現(xiàn)場施工狀況完全相同的模擬高拋試驗(yàn)。從模擬高拋試驗(yàn)的檢測結(jié)果可以證明,本文提出的研制高拋免振搗自密實(shí)混凝土的一整套技術(shù)是切實(shí)可行的。關(guān)鍵詞高拋免振搗自密實(shí)混凝土鋼管混凝土高性能混凝土混凝土外加劑 1高拋免振搗自密實(shí)混凝土性能評價方法及性能指標(biāo)1.

33、1高拋免振搗自密實(shí)混凝土拌合物性能評價方法和試驗(yàn)方法1.1.1坍落度S1p和坍落擴(kuò)展度Lsf坍落度是用來評價混凝土拌合物流動性的最常用的方法。但是當(dāng)混凝土拌合物的坍落度大于25cm時,就顯得無能為力了。為彌補(bǔ)這一點(diǎn),一種普遍采用的方法是測量坍落擴(kuò)展度以及擴(kuò)展速度。坍落擴(kuò)展度不但是衡量混凝土拌合物流動性好壞的一個很直觀的方法,而且也可以從坍落擴(kuò)展的過程中判斷混凝土拌合物的抗離析性能。擴(kuò)展速度是通過從坍落度筒上提開始計(jì)時,流至直徑為50cm時的時間來計(jì)量的。從流變力學(xué)的角度來看,擴(kuò)展速度可以反映混凝土拌合物的粘度系數(shù)。但是測定坍落擴(kuò)展速度要求很高,在實(shí)際施工中較少采用。坍落度和坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)影響因

34、素較大,如鐵板表面的含水率、坍落度筒上提的速度和垂直度、擴(kuò)展度測量時間、擴(kuò)展的均勻程度等因素有關(guān)。但坍落度試驗(yàn)簡單易行,而且從坍落擴(kuò)展的過程中,可以目測混凝土拌合物抗離析能力,故坍落度和坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)可作混凝土拌合物初步控制用。所以有些工程在實(shí)際施工中就把坍落度和坍落擴(kuò)展度作為控制免振搗自密實(shí)混凝土拌合物性能的一種方法。1.1.2充填性試驗(yàn)用U型儀做混凝土拌合物充填性試驗(yàn)是被實(shí)踐證明評價混凝土拌合物充填性最有效的方法。U型儀分左右兩腔,中間有距底板一定距離的隔板分開。試驗(yàn)時用擋板擋住間隙。將混凝土裝入左側(cè)箱內(nèi),裝滿后上提擋板,混凝土拌合物從底部間隙流過,測量2min時兩側(cè)混凝土的高差H。1.1

35、.3流動性試驗(yàn)用L型流動儀做流動性試驗(yàn)克服了坍落度試驗(yàn)的不足,受人為因素影響較小,是衡量流動度的一個較理想的方法。試驗(yàn)時把L型流動儀置于水平位置,混凝土拌合物裝入左側(cè)箱內(nèi),用抹刀抹平后上提隔板,量取2min混凝土流動的長度Lf。1.1.4抗離析性能試驗(yàn)混凝土拌合物抗離析性能可以通過U型儀試驗(yàn)后左右兩腔粗骨料對含量G來判別。如果混凝土拌合物抗離析性能欠佳,先裝入的那一腔混凝土粗骨料會下沉,左右兩腔混凝土的粗骨料相對含量就會有較大差別,這樣就能判別混凝土拌合物的抗離析性能。通過坍落擴(kuò)展度試驗(yàn),目測混凝土拌合物的抗離析性能。要求粗骨料中間不集堆,而且混凝土拌合物擴(kuò)展邊緣無砂漿析出。1.1.5模型試驗(yàn)

36、模型試驗(yàn)是模擬實(shí)際工程中局部的施工條件,制作模擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ?進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)。1.2混凝土物理力學(xué)和長期耐久性能評價高拋免振搗自密實(shí)混凝土的物理力學(xué)和長期耐久性能的評價方法與C60混凝土相同。1.3高拋免振搗自密實(shí)混凝土性能指標(biāo)1.3.1混凝土拌合物性能指標(biāo)坍落度S1p255mm;坍落擴(kuò)展度Lsf600mm;充填性H5mm;流動性Lf700mm;抗離析性G7%;保塑性90min內(nèi)滿足以上各項(xiàng)指標(biāo)要求。1.3.2混凝土力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度等級的普通混凝土力學(xué)性能指標(biāo)。其耐久性指標(biāo),除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求外,為避免混凝土收縮產(chǎn)生裂縫,按普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法(GBJ8285)要求的標(biāo)準(zhǔn)試

37、驗(yàn)方法,28d收縮值不宜大于0.3mm/m。2高拋免振搗自密實(shí)混凝土的配制2.1混凝土原材料水泥:小野田525硅酸鹽水泥;外加劑:中國建筑科學(xué)研究院生產(chǎn)CABR-SF高性能混凝土外加劑,減水率達(dá)到35%,且具有增強(qiáng)、保塑、增稠、減縮和降低混凝土拌合物剪應(yīng)力等綜合效應(yīng);摻合料:深圳媽灣電廠 級粉煤灰;砂子:深圳東莞中砂,表觀密度2620kg/m3,含泥量1.1%,泥塊含量0.4%,細(xì)度模數(shù)2.7;石子:深圳深云碎石,表觀密度2640kg/m3,含泥量0.8%,泥塊含量0.4%,壓碎指標(biāo)6.9%,最大粒徑25mm。       

38、   2.2混凝土配合比(見表1)表1混凝土配合比(重量比)kg水泥粉煤灰水外加劑砂石42018017220.227598560.70.30.310.0341.2651.427 2.3配合比的驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)康氖且?yàn)證特定配合比的混凝土各種性能的復(fù)演性。驗(yàn)證其充填性和流動性在每盤中的復(fù)演性以及其配制強(qiáng)度是否符合規(guī)定的要求。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果如下:(1)坍落度平均值為27.7cm;坍落度之間相差的最大值為1.9cm。(2)坍落擴(kuò)展度均值的平均值為79.2cm;坍落擴(kuò)展度平均值之間相差的最大值為6.25cm;坍落擴(kuò)展度均值:每個坍落擴(kuò)展度兩垂直方向相差的最大值為

39、10cm;從坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)中可以觀察到混凝土的抗離析性能很好。(3)U型儀高差平均值為0.8mm;U型儀高差之間相差的最大值為2mm。(4)L型儀流動度平均值為933mm;L型儀流動度之間相差的最大值為105mm。(5)混凝土拌合物的抗離析性能試驗(yàn)結(jié)果如表2所示,G=4.9%5.5%。表2抗離析性能試驗(yàn)H1G1G1/H1H2G2G2/H2G1+G2H1+H2G19.667.170.36417.055.900.34613.0736.170.04916.796.770.40314.326.100.42612.8731.110.055注:G=|(G1/H1-G2/H2)|/(G1+G2)/(H1+H

40、2)式中:G為抗離析性;H1為一腔的混凝土重量;H2為另一腔的混凝土重量;G1為一腔的粗骨料重量;G2為另一腔的粗骨料重量。(6)對試驗(yàn)編號為Y2-7的這一盤做了90min后的保塑性試驗(yàn),其結(jié)果如表3所示,證明保塑性符合要求。表3保塑性能試驗(yàn)S1p(cm)Lsp(cm)Lf(mm)H(mm)G(%)時間(min)27.584×74.528755.51027.076×7438201.5590 (7)用優(yōu)化后的配合比配制的混凝土拌合物的充填性、流動性和抗離析性能是非常穩(wěn)定的。(8)用免振搗方法成型了3d、7d、28d檢測強(qiáng)度的試件;且每盤用插搗方法成型一組與免振搗方法

41、成型的混凝土試件強(qiáng)度作對比。免振搗成型的混凝土28d強(qiáng)度最大值為75.5MPa,最小值為63.8MPa,平均值為69.8MPa,強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為2.36MPa;插搗成型的混凝土28d強(qiáng)度最大值為73.2MPa,最小值為62.5MPa,平均值為69.6MPa,強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為3.67MPa;由此可以得出:28d免振搗成型的強(qiáng)度完全滿足C60強(qiáng)度等級的要求。而且其離差很小,說明這種混凝土的力學(xué)性能比較穩(wěn)定。免振搗成型的強(qiáng)度略高于插搗成型的強(qiáng)度,其標(biāo)準(zhǔn)差也小于插搗成型的標(biāo)準(zhǔn)差。這說明用免振搗成型對免振搗自密實(shí)混凝土的強(qiáng)度沒有任何影響,從某種意義上說,只有用免振搗成型的方法才更適用于這種性能的混凝土。3模擬試

42、驗(yàn)?zāi)M試驗(yàn)是完全模擬賽格廣場鋼管混凝土的真實(shí)施工狀況,對具有2.3性能的高拋免振搗自密實(shí)混凝土的保持性能、施工性能、成型后的自密實(shí)性能及力學(xué)性能進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。模擬試驗(yàn)由中建二局深圳南方公司賽格項(xiàng)目組負(fù)責(zé)實(shí)施。模擬試驗(yàn)采用18mm厚膠合板加工成 1600mm×1800mm和 800mm×1800mm半圓形模板,內(nèi)包鐵皮,做成 1600mm×1800mm和 800mm×1800mm兩個圓柱,上套鋼管。混凝土從11.1m高度,泵送或料斗高拋,免振一次成型。還用膠合板做成900mm×900mm×1800mm方形柱,采用低位直接泵送入模

43、,免振一次成型?；炷翝仓?4h拆模,檢查其外觀,然后用麻袋包裹,澆水養(yǎng)護(hù)7d。到28d齡期后用抽芯取樣的方法,檢查從柱頂?shù)街谆炷恋拿軐?shí)度、均勻性和強(qiáng)度。我們用2.2的配合比進(jìn)行了二次模擬試驗(yàn)。模擬試驗(yàn)結(jié)果如下:(1)經(jīng)混凝土攪拌車的運(yùn)送,達(dá)到施工現(xiàn)場約需1h,混凝土拌合物的各種流變性能都優(yōu)于在攪拌站時的性能;再經(jīng)2h的施工,仍然保持這種優(yōu)異的流動性、充填性和抗離析性能。(2)從澆筑外觀的質(zhì)量看,不論是用泵送或料斗高拋免振搗成型還是低位免振搗成型,混凝土成型質(zhì)量良好,無蜂窩麻面,表面密實(shí)。(3)各柱的粗骨料沿高度方向分布均勻,無任何分層離析現(xiàn)象。(4)深圳質(zhì)檢站檢測報告:同條件養(yǎng)護(hù)試塊2

44、8d強(qiáng)度為83.4MPa;混凝土芯樣共計(jì)49個,其強(qiáng)度最小值為74.25MPa;最大值為89.9MPa;平均值為82.6MPa;標(biāo)準(zhǔn)差為3.47MPa。4混凝土其它物理力學(xué)性能這種混凝土的其它力學(xué)性能委托國家工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測,各種性能指標(biāo)如表4所示。  表4混凝土物理力學(xué)性能統(tǒng)計(jì)軸壓強(qiáng)度(MPa)彈性模量(MPa)劈拉強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)150d收縮(mm/m)72.53.99×1044.615.50.414 5結(jié)論(1)高拋免振搗自密實(shí)混凝土技術(shù)與以往任何混凝土技術(shù)不同,以往的混凝土技術(shù)都是借助于用外界的技術(shù)措施來達(dá)到混凝土特定性能

45、要求的,而高拋免振搗自密實(shí)混凝土技術(shù)是依靠混凝土自身的優(yōu)異的性能來達(dá)到的,所以高拋免振搗自密實(shí)混凝土是一種高性能混凝土。(2)本文提出的高拋免振搗自密實(shí)混凝土性能試驗(yàn)方法及其性能指標(biāo),為評價高拋免振搗自密實(shí)混凝土性能提供依據(jù)。(3)按本文提出的配合比配制出高拋免振搗自密實(shí)混凝土,用同條件模擬試驗(yàn)證實(shí)混凝土拌合物具有超高流動性、充填性、抗離析性和保塑性能,既能采用泵送或料斗高拋施工,也能采用低位泵送澆注施工,成型的鋼管混凝土芯柱,具有高度的勻質(zhì)性,強(qiáng)度等級符合C60的要求,達(dá)到C80;其它物理力學(xué)性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求,是一種高強(qiáng)高性能混凝土。(4)我們在試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上提出的“高拋免振搗自密實(shí)混凝

46、土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”、“生產(chǎn)質(zhì)量控制規(guī)程”和“施工技術(shù)規(guī)程”為高拋免振搗自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)和施工提供依據(jù)和保證。(5)高拋免振搗自密實(shí)混凝土技術(shù),進(jìn)一步完善我國鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝,減輕工人的勞動強(qiáng)度,避免管內(nèi)危險作業(yè)和人為影響混凝土質(zhì)量的因素,有效地控制混凝土質(zhì)量,加快施工進(jìn)度,在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工中具有廣闊的應(yīng)用前景。  自密實(shí)混凝土研究進(jìn)展發(fā)布人：jobin 發(fā)布時間：2009年11月25日 被瀏覽 1063 次自密實(shí)混凝土研究進(jìn)硅酸鹽學(xué)報第35卷第5期2007年5月摘 要：評述了自密實(shí)混凝土在其設(shè)計(jì)方法與制備技術(shù)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。深入調(diào)

47、查了自密實(shí)混凝土拌合物工作性的測試與評價方法及其應(yīng)用技術(shù)等方面的最新動態(tài)。綜合分析了自密實(shí)混凝土拌合物的流變特性、硬化后的性能及其微觀結(jié)構(gòu)特征。對自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)原理、工作性測試評價方法及其工程應(yīng)用的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，指出了加強(qiáng)自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量控制措施及其質(zhì)量保證體系研究的重要性。關(guān)鍵詞：自密實(shí)混凝土；自密實(shí)性；設(shè)計(jì)方法；性能；應(yīng)用中圖分類號：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：04545648(2007)05067108自密實(shí)混凝土這一概念最早由日本學(xué)者Okamura 于1986 年提出1。隨后，東京大學(xué)的Ozawa等2開展了自密實(shí)混凝土的研究。1988 年，自

48、密實(shí)混凝土第一次使用市售原材料研制成功，獲得了滿意的性能，包括適當(dāng)?shù)乃艧?、良好的密?shí)性以及其他性能。與普通混凝土相比，自密實(shí)混凝土具有以下性能特點(diǎn)2：(1)在新拌階段，不需人工額外振搗密實(shí)，依靠自重充模、密實(shí)。(2)早齡期階段，避免了原始缺陷的產(chǎn)生。(3)硬化后，具有足夠的抗外部環(huán)境侵蝕的能力。近20 年來，由于自密實(shí)混凝土的優(yōu)越性，自密實(shí)混凝土的研究與應(yīng)用實(shí)踐在世界范圍內(nèi)廣泛展開39。中南大學(xué)等單位于2005 年5 月2628 日在湖南長沙主辦了我國第一次自密實(shí)混凝土技術(shù)方面的國際研討會(1st International Symposium on Design,Performance

49、and Use of Self-Consolidating Concrete,SCC2005China)。為促進(jìn)我國自密實(shí)混凝土技術(shù)的發(fā)展，綜合評述了自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)方法與配制技術(shù)、拌合物性能與硬化性能及其工程應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展，并對其未來的發(fā)展與應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。1 自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)方法與制備技術(shù)1.1 設(shè)計(jì)方法及原理混凝土設(shè)計(jì)是指確定其合適的原材料組成及其比例，使其達(dá)到預(yù)定目標(biāo)性能的設(shè)計(jì)方法。與普通混凝土相比，自密實(shí)混凝土的關(guān)鍵是在新拌階段能夠依靠自重作用充模、密實(shí)，而不需額外的人工振搗，也就是所謂的“自密實(shí)性(self-compactability)”，它包括流動性或填

50、充性、間隙通過性以及抗離析性等3 個方面的內(nèi)容2。自密實(shí)混凝土拌合物的自密實(shí)過程可由圖1 表示，粗骨料懸浮在具有足夠粘度和變形能力的砂漿中，在自重的作用下，砂漿包裹粗骨料一起沿模板向前流動，通過鋼筋間隙、進(jìn)而形成均勻密實(shí)的結(jié)構(gòu)。自密實(shí)混凝土拌合物的自密實(shí)性，為硬化混凝土的性能提供了重要保證，因而，也是進(jìn)行自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，已有的自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法大部分是根據(jù)這一原理發(fā)展的。日本東京大學(xué)最早進(jìn)行了自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)研究，提出了所謂自密實(shí)混凝土原型模型方法(prototype method)1，后來日本、泰國、荷蘭、法國、加拿大、中國等國的學(xué)者進(jìn)一步進(jìn)行了自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)方法研究10

51、20，歸納起來可以分為三類：(1) 基于自密實(shí)混凝土拌合物的變形性、間隙通過性以及抗離析性的理論分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究結(jié)果，建立拌合物變形性、抗離析性以及間隙通過性與其配合比參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。如：日本學(xué)者Edanatsu 等11提出的基于砂漿變形及其與粗骨料之間相互作用的設(shè)計(jì)方法； 泰國學(xué)者Kasemsamrarm 等12基于自密實(shí)混凝土拌合物變形性、離析以及間隙通過性提出的設(shè)計(jì)方法等。Edanatsu 等認(rèn)為：砂漿的變形性能對自密實(shí)混凝土拌合物性能起關(guān)鍵作用，自密實(shí)混凝土拌合物中砂子與砂漿的體積比(VS/Vm)相對固定，然后基于普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法即可進(jìn)行自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)，并研究提出

52、了一種測定砂漿變形性能和粘度的V 形漏斗測定方法。這一模型比較簡單，操作簡便。然而，這一設(shè)計(jì)方法理論依據(jù)不充分，實(shí)驗(yàn)依賴性較強(qiáng)，而且對于粗骨料含量、性質(zhì)等參數(shù)對自密實(shí)混凝土拌合物性能的影響不明確。Kasemsamrarm 等12認(rèn)為：自密實(shí)混凝土拌合物的自密實(shí)性取決其變形性、離析以及間隙通過性，其關(guān)鍵影響因素是拌合物的自由水含量、粉體與骨料的保水性以及固體顆粒的有效表面積，由此建立了這些參數(shù)與變形能力、變形速度、離析等之間的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。由于混凝土拌合物體系組成非常復(fù)雜，很難用數(shù)學(xué)公式對其自由水含量、固體顆粒的有效表面積等參數(shù)進(jìn)行精確量化，而且僅以泌水量反映拌合物的離析性能似乎缺乏足夠的說服力。(

53、2) 基于各組分對自密實(shí)混凝土拌合物工作性貢獻(xiàn)的理論分析提出的自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法。如：Sedran 等 13開發(fā)了可壓縮密實(shí)模型(compressiblepacking model, CPM)；Oh 等14基于過剩漿體理論提出了過剩漿體層厚度與粘度系數(shù)、屈服剪切應(yīng)力經(jīng)驗(yàn)關(guān)系的流變模型；Bui 等 15基于經(jīng)濟(jì)性、耐久性提出了最小漿體體積的自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法等。Sedran 等提出的CPM 模型主要根據(jù)自密實(shí)混凝土拌合物流變性能與混合物體系密實(shí)度、超塑化劑等參數(shù)之間的理論分析，并考慮計(jì)算的精確性和快速化，開發(fā)了一套配合比設(shè)計(jì)軟件，其建立的模型如下兩式所示：其中： ， 分別為粘度、屈服剪切應(yīng)力

54、；a0，a，b，m 分別為與超塑化劑有關(guān)的常數(shù)；Sp，Sp*分別為超塑化劑摻量及其飽和點(diǎn)摻量，下標(biāo)p 表示超塑化劑；Ki 為與顆?；旌衔矬w系有關(guān)的密實(shí)指數(shù)，di 為顆粒粒徑，下標(biāo)i 表示第i 級尺寸的顆粒。該模型采用計(jì)算機(jī)處理，大大減少了工作量。然而，該模型需要進(jìn)一步建立混凝土拌合物的流變性能與實(shí)際工程應(yīng)用中工作性參數(shù)之間的聯(lián)系，以利于現(xiàn)場施工控制與應(yīng)用；而且，由于原材料參數(shù)的復(fù)雜性，需要建立適用于由更廣泛性質(zhì)原材料組成的混合物流變模型并考慮其變異性。(3) 由于混凝土混合物組成的復(fù)雜性及其對混凝土拌合物性能的高要求，導(dǎo)致理論計(jì)算分析與模擬的不

55、確定性和困難，因此，有關(guān)學(xué)者提出了基于大量試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)關(guān)系的自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法18，即：通過積累大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立原材料配比參數(shù)與混凝土性能之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。然而，此方法工作量非常巨大，需要進(jìn)行大范圍的相關(guān)數(shù)據(jù)的收集累積，建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，以提高模型的普適性。綜上所述，由于已有的設(shè)計(jì)方法在全面反映自密實(shí)混凝土拌合物性能的真正內(nèi)涵及其在體現(xiàn)混凝土工作性、強(qiáng)度等級與耐久性之間的相互協(xié)調(diào)關(guān)系或是實(shí)用性等方面存在差距，目前還缺乏被廣泛認(rèn)同接受的自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法。1.2 配制技術(shù)自密實(shí)混凝土原材料包括：粗細(xì)骨料、膠凝材料、超塑化劑等。為了獲得滿意的性能，必須采取相應(yīng)的技術(shù)途徑，對自密實(shí)

56、混凝土進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，確定各特定性質(zhì)組成材料的合理比例。實(shí)踐表明：混凝土拌合物的性能取決于漿體和骨料的性質(zhì)與含量。當(dāng)骨料性質(zhì)與含量一定時，優(yōu)化漿體的粘度、屈服剪切應(yīng)力，即可獲得滿意的拌合物工作性。Okamura 等1認(rèn)為：通過限制骨料的含量、選用低水膠比以及添加超塑化劑等措施，可使混凝土拌合物達(dá)到自密實(shí)性要求。Okamura 等為預(yù)拌混凝土工廠制定了如下配制自密實(shí)混凝土的技術(shù)原則：(1)混凝土中粗骨料占總骨料體積的50%；(2)細(xì)骨料占砂漿體積的40%左右；(3)水與膠凝材料體積比根據(jù)膠凝材料性質(zhì)調(diào)整，在0.91.0 之間；(4)依據(jù)拌合物的自密實(shí)性，確定超塑化劑的摻量和最終的水膠比。隨著礦物摻

57、合料、高分子聚合物合成技術(shù)及其在混凝土中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)步，自密實(shí)混凝土已形成了三大配制技術(shù)途徑，即所謂的礦物摻合料(填料)體系、增稠劑體系以及兩者并用體系2123?；瘜W(xué)外加劑對促進(jìn)混凝土技術(shù)的發(fā)展起到了非常大的作用，其應(yīng)用潛力巨大，包括自密實(shí)混凝土在內(nèi)的混凝土外加劑的研制與應(yīng)用技術(shù)還有很大的發(fā)展空間。相信在不久的將來，自密實(shí)混凝土技術(shù)會取得更大的突破，配制技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性不再成為其廣泛應(yīng)用的障礙，自密實(shí)混凝土將成為真正普遍應(yīng)用的“普通混凝土”。2 自密實(shí)混凝土拌合物性能及其測試方法2.1 自密實(shí)混凝土拌合物的流變性能研究混凝土這類材料的流變性一般采用Bingham 模型，這個模型包括粘度系

58、數(shù) 和屈服剪切應(yīng)力 兩個參數(shù)。對于特定骨料體系的自密實(shí)混凝土，其流變參數(shù)主要取決于漿體的流變性能。因而，礦物摻合料、化學(xué)外加劑等對混凝土流變性能影響較大，目前改善混凝土的流變性質(zhì)的主要技術(shù)途徑是摻加礦物粉體材料、超塑化劑以及增稠劑等2428。為了測定混凝土的流變性能參數(shù)，開發(fā)了不同的混凝土流變儀，然而，不同流變儀測得的參數(shù)并沒有可比性29。因而，必須開發(fā)具有普遍意義上的混凝土流變儀，以深入認(rèn)識自密實(shí)混凝土的流變性能?；炷涟韬衔锵鄬ι皾{、水泥漿體體系更為復(fù)雜，而且與普通混凝土相比，自密實(shí)混凝土拌合物的流變性能要求更高，必須合理平衡其粘度和屈服剪切應(yīng)力值，才能使其達(dá)到所要求的

59、“自密實(shí)”。因而，大部分學(xué)者從組成自密實(shí)混凝土的砂漿、水泥漿體的流變性能來研究自密實(shí)混凝土拌合物的流變特性11,3032。Ouchi32研究認(rèn)為：混凝土拌合物的自密實(shí)性主要與粗骨料占固體體積的比例、粗骨料級配、砂漿的變形性與粘度以及砂漿的壓力傳遞性能等5 個因素有關(guān)。目前，有關(guān)自密實(shí)混凝土拌合物流變參數(shù)與其宏觀工作性參數(shù)之間相互關(guān)系等方面的成果還很少；而且，對于滿足“自密實(shí)性”的混凝土拌合物的粘度與屈服應(yīng)力值的取值范圍也不甚清楚，僅在Sedran 等13的論文中有一些介紹，認(rèn)為， 分別小于等于200 Pa·s，400 Pa 時，混凝土拌合物具有良好的流動性和可泵性。總的來說，采用混凝土拌合物的流變參數(shù)來指導(dǎo)其工程實(shí)踐還存在差距，其實(shí)用性需進(jìn)一步研究。但無論如何，采用粘度、屈服剪切應(yīng)力兩個流變參數(shù)能真正全面表征自密實(shí)混凝土拌合物的流變特性，具有較強(qiáng)的理論意義。2.2 自密實(shí)混凝土拌合物的工作性及其檢測評價混凝土拌合物的工作性能與其工程應(yīng)用實(shí)踐存在直接聯(lián)系。因而，由于工業(yè)、工程應(yīng)用實(shí)踐等方面的相關(guān)需求，促使不少學(xué)者對自密實(shí)混凝土拌合物的工作性能開展了較為廣泛的研究，包括：工作性的影響因素、測試方法及其評價指標(biāo)等。隨著自密實(shí)混凝土應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，