建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)（鋼筋與混凝土技術(shù)）3-自密實(shí)混凝土技術(shù)

建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)

（第2章鋼筋與混凝土技術(shù)

混凝土技術(shù)部分）王永海副研究員冷發(fā)光研究員中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑材料研究所2018年3月23日22.1高耐久性混凝土技術(shù)2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)2鋼筋與混凝土技術(shù)（混凝土部分）2.2高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)2.4再生骨料混凝土技術(shù)2.5混凝土裂縫控制技術(shù)

主要修訂變化2.6超高泵送混凝土技術(shù)

自密實(shí)混凝土（Self-CompactingConcrete，簡(jiǎn)稱SCC）具有高流動(dòng)性、均勻性和穩(wěn)定性，澆筑時(shí)無(wú)需或僅需輕微外力振搗，能夠在自重作用下流動(dòng)并能充滿模板空間的混凝土，屬于高性能混凝土的一種。自密實(shí)混凝土技術(shù)主要包括：自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性、填充性、保塑性控制技術(shù)；自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)；自密實(shí)混凝土早期收縮控制技術(shù)。2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)2.3.1技術(shù)內(nèi)容（1）自密實(shí)混凝土流動(dòng)性、填充性、保塑性控制技術(shù)自密實(shí)混凝土拌合物應(yīng)具有良好的工作性，包括流動(dòng)性、填充性和保水性等。通過(guò)骨料的級(jí)配控制、優(yōu)選摻合料以及高效（高性能）減水劑來(lái)實(shí)現(xiàn)混凝土的高流動(dòng)性、高填充性。其測(cè)試方法主要有坍落擴(kuò)展度和擴(kuò)展時(shí)間試驗(yàn)方法、J環(huán)擴(kuò)展度試驗(yàn)方法、離析率篩析試驗(yàn)方法、粗骨料振動(dòng)離析率跳桌試驗(yàn)方法等。2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)2.3.1技術(shù)內(nèi)容

（2）配合比設(shè)計(jì)自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)宜采用絕對(duì)體積法，配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)要求：1）單方混凝土用水量宜為160kg～180kg；2）水膠比根據(jù)粉體的種類和摻量有所不同，不宜大于0.45；3）根據(jù)單位體積用水量和水膠比計(jì)算得到單位體積粉體量，單位體積粉體量宜為0.16～0.23；4）自密實(shí)混凝土單位體積漿體量宜為0.32～0.40。（3）自密實(shí)混凝土自收縮由于自密實(shí)混凝土水膠比較低、膠凝材料用量較高，導(dǎo)致混凝土自收縮較大，應(yīng)采取優(yōu)化配合比，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等措施，預(yù)防或減少自收縮引起的裂縫。2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)2.3.1技術(shù)內(nèi)容

（1）原材料的技術(shù)要求1）膠凝材料水泥選用較穩(wěn)定的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；摻合料是自密實(shí)混凝土不可缺少的組分之一。一般常用的摻合料有粉煤灰、?；郀t礦渣粉、石灰石粉、硅灰等，也可摻入復(fù)合摻合料，復(fù)合摻合料宜滿足《混凝土用復(fù)合摻合料》JG/T486中易流型或普通型Ⅰ級(jí)的要求。膠凝材料總量宜控制在400kg/m3~550kg/m3。2）細(xì)骨料細(xì)骨料質(zhì)量控制應(yīng)符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ52以及《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB50164的要求。2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)2.3.2技術(shù)指標(biāo)

（1）原材料的技術(shù)要求3）粗骨料粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配或2個(gè)及以上單粒級(jí)配搭配使用，粗骨料的最大粒徑一般以小于20mm為宜，盡可能選用圓形且不含或少含針、片狀顆粒的骨料；對(duì)于配筋密集的豎向構(gòu)件、復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)以及有特殊要求的工程，粗骨料的最大公稱粒徑不宜大于16mm。2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)2.3.2技術(shù)指標(biāo)

（1）原材料的技術(shù)要求4）外加劑自密實(shí)混凝土具備的高流動(dòng)性、抗離析性、間隙通過(guò)性和填充性這四個(gè)方面都需要外加劑的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。減水劑宜優(yōu)先采用高性能減水劑。對(duì)減水劑的主要要求為：與水泥的相容性好，減水率大，并具有緩凝、保塑的特性。2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)2.3.2技術(shù)指標(biāo)

（2）自密實(shí)性能主要技術(shù)指標(biāo)

對(duì)于泵送澆筑施工的工程，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件形狀與尺寸、構(gòu)件的配筋等情況確定混凝土坍落擴(kuò)展度。

1、對(duì)于從頂部澆筑的無(wú)配筋或配筋較少的混凝土結(jié)構(gòu)物（如平板）以及無(wú)需水平長(zhǎng)距離流動(dòng)的豎向結(jié)構(gòu)物（如承臺(tái)和一些深基礎(chǔ)），混凝土坍落擴(kuò)展度應(yīng)滿足550~655mm；

2、對(duì)于一般的普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及混凝土結(jié)構(gòu)坍落擴(kuò)展度應(yīng)滿足660~755mm；

3、對(duì)于結(jié)構(gòu)截面較小的豎向構(gòu)件、形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)等，混凝土坍落擴(kuò)展度應(yīng)滿足760m~850mm；

4、對(duì)于配筋密集的結(jié)構(gòu)或有較高混凝土外觀性能要求的結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展時(shí)間T500（s）應(yīng)不大于2s。其他技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/T283的要求。2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)2.3.2技術(shù)指標(biāo)

自密實(shí)混凝土適用于澆筑量大，澆筑深度和高度大的工程結(jié)構(gòu)；配筋密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁、鋼管混凝土等施工空間受限制的工程結(jié)構(gòu)；工程進(jìn)度緊、環(huán)境噪聲受限制或普通混凝土不能實(shí)現(xiàn)的工程結(jié)構(gòu)。2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)2.3.3適用范圍

上海環(huán)球金融中心、新疆哈密風(fēng)電塔筒工程、北京恒基中心過(guò)街通道工程、江蘇潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋、廣州珠江新城西塔、蘇通大橋承臺(tái)。2.3.4工程案例天津117大廈的巨柱，截面積45m2，內(nèi)部分為6個(gè)空腔。深圳平安金融中心巨柱，截面3.2m×6.5m，單一空腔最大尺寸超過(guò)1m。超高層建筑的巨型鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，需要采用自密實(shí)混凝土。引自清華大學(xué)閻培瑜教授資料。C70自密實(shí)混凝土的泵送高度和流動(dòng)性要求工程名稱泵送高度（m）流動(dòng)性要求廣州西塔256.35坍落度：240±20mm；擴(kuò)展度：≥600mm；倒坍落度筒排空時(shí)間：10～20s深圳京基150坍落度：220±20mm；擴(kuò)展度：≥600mm；倒坍落度筒排空時(shí)間：＜8s天津于家堡-16.75～-0.50自密實(shí)混凝土，坍落度：250～270mm；擴(kuò)展度：700±20mm長(zhǎng)沙匯金18.75坍落度：220±20mm；擴(kuò)展度：≥550mm上海中心173.7自密實(shí)混凝土，擴(kuò)展度：650±50mm深圳平安400自密實(shí)混凝土，擴(kuò)展度：660～755mm；倒坍落度筒排空時(shí)間：＜10s北京中國(guó)尊378自密實(shí)混凝土，擴(kuò)展度：650±50mm2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)新疆哈密風(fēng)電塔筒工程

新疆哈密風(fēng)電工程項(xiàng)目風(fēng)電塔筒為預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）塔筒總高120m（鋼制塔筒最高80m），為同軸空心薄壁圓柱體結(jié)構(gòu)，壁厚200mm，內(nèi)填C80自密實(shí)混凝土；2）鋼筋密集，鋼筋間距小，鋼筋與模板間距小，內(nèi)置波紋管軟弱，頂模封閉（僅兩側(cè)開口）。2.3自密實(shí)混凝土技術(shù)新疆哈密風(fēng)電塔筒工程當(dāng)?shù)厮?、砂、碎石等原材料不良，配制混凝土常產(chǎn)生如下問(wèn)題：1）配制強(qiáng)度不夠；2）粘度高，流動(dòng)性差；3)勻質(zhì)性差，易離析、分層；4）密實(shí)性差，試塊內(nèi)部缺陷多，表面缺陷嚴(yán)重。為解決以上問(wèn)題，在配合比優(yōu)化過(guò)程中優(yōu)選高性能聚羧酸系減水劑，并采用高強(qiáng)高性能混凝土專用降粘劑CABR-J，經(jīng)大量使用工作最終配制出各項(xiàng)性能滿足要求的混凝土。16C80自密實(shí)混凝土拌合物性能對(duì)比試驗(yàn)配合比優(yōu)化前配合比優(yōu)化后原材料名稱水泥一級(jí)粉煤灰降粘增強(qiáng)劑S95級(jí)礦粉硅灰砂石水減水劑倒筒時(shí)間（s）坍落擴(kuò)展度（mm）抗壓強(qiáng)度（MPa）3d28d56d配合比（kg/m3）442124052337598551567.524680*66058.986.190.459655.79700*71067.493.9104.9混凝土拌合物工作性改善前后對(duì)比

重慶巫山長(zhǎng)江大橋（跨徑460m，世界第二，C60）湖北滬蓉高速支井河大橋（跨徑430m，世界第三）

湖南湘潭湘江四橋（跨徑400m，世界第四）宜萬(wàn)長(zhǎng)江鐵路大橋（跨徑2×275m,

世界第一）合江長(zhǎng)江大橋（跨徑530m，世界第一，C60）長(zhǎng)春伊通河大橋（鋼管最大管徑φ1.8m）

大跨度拱橋C50~C100自密實(shí)補(bǔ)償收縮鋼管混凝土已在100多座跨度超過(guò)200米的大跨度鋼管混凝土拱橋成功應(yīng)用。謝謝18王永海副研究員主要研究方向