自密實(shí)混凝土

自密實(shí)混凝土自身重力下能填充模板的混凝土01性能技術(shù)要求設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)目錄030204基本信息自密實(shí)混凝土(SelfCompactingConcrete或Self-ConsolidatingConcrete簡(jiǎn)稱(chēng)SCC)是指在自身重力作用下，能夠流動(dòng)、密實(shí)，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時(shí)獲得很好均質(zhì)性，并且不需要附加振動(dòng)的混凝土。早在20世紀(jì)70年代早期，歐洲就已經(jīng)開(kāi)始使用輕微振動(dòng)的混凝土，但是直到20世紀(jì)80年代后期，SCC才在日本發(fā)展起來(lái)。日本發(fā)展SCC的主要原因是解決熟練技術(shù)工人的減少和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提高之間的矛盾。歐洲在20世紀(jì)90年代中期才將SCC第一次用于瑞典的交通網(wǎng)絡(luò)民用工程上。隨后EC建立了一個(gè)多國(guó)合作SCC指導(dǎo)項(xiàng)目。從此以后，整個(gè)歐洲的SCC應(yīng)用普遍增加。性能測(cè)試比重優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)特性測(cè)試12345性能測(cè)試每種性能均可采用坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、V漏斗試驗(yàn)（或T50試驗(yàn)）和U型箱試驗(yàn)等一種以上方法檢測(cè)。比重EFCA技術(shù)委員會(huì)主席Dr.BertKilanowski在其《SCC在歐洲的實(shí)際地位（及將來(lái)發(fā)展）》文章中給出了SCC在歐洲預(yù)拌混凝土中的比重，并且估計(jì)不同國(guó)家的SCC在預(yù)制混凝土的比重分別是意大利大約30%，芬蘭大約30%，西班牙25-30%；美國(guó)10-40%。優(yōu)點(diǎn)自密實(shí)混凝土被稱(chēng)為‘近幾十年中混凝土建筑技術(shù)最具革命性的發(fā)展’，因?yàn)樽悦軐?shí)混凝土擁有眾多優(yōu)點(diǎn)：·1保證混凝土良好地密實(shí)?！?提高生產(chǎn)效率。由于不需要振搗，混凝土澆筑需要的時(shí)間大幅度縮短，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低，需要工人數(shù)量減少。·3改善工作環(huán)境和安全性。沒(méi)有振搗噪音，避免工人長(zhǎng)時(shí)間手持振動(dòng)器導(dǎo)致的‘手臂振動(dòng)綜合癥’?！?改善混凝土的表面質(zhì)量。不會(huì)出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面，不需要進(jìn)行表面修補(bǔ)；能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型?！?增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自由度。不需要振搗，可以澆筑成型形狀復(fù)雜、薄壁和密集配筋的結(jié)構(gòu)。以前，這類(lèi)結(jié)構(gòu)往往因?yàn)榛炷翝仓┕さ睦щy而限制采用。·6避免了振搗對(duì)模板產(chǎn)生的磨損?！?減少混凝土對(duì)攪拌機(jī)的磨損?！?可能降低工程整體造價(jià)。從提高施工速度、環(huán)境對(duì)噪音限制、減少人工和保證質(zhì)量等諸多方面降低成本。缺點(diǎn)自密實(shí)混凝土其硬化后的耐久性非常有限，尤其是在寒冷氣候條件下；同時(shí)，自密實(shí)混凝土中還有不穩(wěn)定的氣泡。高流動(dòng)自密實(shí)性混凝土與普通混凝相比，干燥收縮略大。特性測(cè)試自密實(shí)混凝土的‘自密實(shí)’特性的測(cè)試，已經(jīng)形成了系列標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法。各種試驗(yàn)方法要求達(dá)到的指標(biāo)見(jiàn)表1。采用賓漢姆流變學(xué)模型的參數(shù)屈服值和塑性粘度，來(lái)描述新拌混凝土的流變學(xué)特性，則不同地區(qū)配制的自密實(shí)混凝土有一定差異。為了平衡混凝土流動(dòng)性與抗離析的矛盾，日本使用較多的增粘劑和石粉，所配制的自密實(shí)混凝土屈服值低、粘度高。歐洲以冰島為代表則偏向采用高細(xì)度礦物材料如硅灰、粉煤灰，提高屈服值來(lái)保證自密實(shí)混凝土穩(wěn)定性。表1自密實(shí)混凝土工作性試驗(yàn)方法與典型值范圍設(shè)計(jì)配制原理配置措施參數(shù)突出特點(diǎn)采用方法12345設(shè)計(jì)配制原理配制自密實(shí)混凝土的原理是通過(guò)外加劑、膠結(jié)材料和粗細(xì)骨料的選擇與搭配和精心的配合比設(shè)計(jì),將混凝土的屈服應(yīng)力減小到足以被因自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力克服,使混凝土流動(dòng)性增大,同時(shí)又具有足夠的塑性粘度,令骨料懸浮于水泥漿中,不出現(xiàn)離析和泌水問(wèn)題,能自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間,形成密實(shí)且均勻的膠凝結(jié)構(gòu)。配置措施在配制中主要應(yīng)采取以下措施:1)借助以萘系高效減水劑為主要組分的外加劑,可對(duì)水泥粒子產(chǎn)生強(qiáng)烈的分散作用,并阻止分散粒子凝聚,高效減水劑的減水率應(yīng)≥25%,并應(yīng)具有一定的保塑功能。摻入的外加劑的主要要求有：①與水泥的相容性好;②減水率大;③緩凝、保塑。2)摻加適量礦物摻合料能調(diào)節(jié)混凝土的流變性能,提高塑性粘度,同時(shí)提高拌合物中的漿固比,改善混凝土和易性,使混凝土勻質(zhì)性得到改善,并減少粗細(xì)骨料顆粒之間的摩擦力,提高混凝土的通阻能力。3)摻入適量混凝土膨脹劑,,可提高混凝土的自密實(shí)性及防止混凝土硬化后產(chǎn)生收縮裂縫,提高混凝土抗裂能力,同時(shí)提高混凝土粘聚性,改善混凝土外觀(guān)質(zhì)量。4)適當(dāng)增加砂率和控制粗骨料粒徑≤20mm,以減少遇到阻力時(shí)漿骨分離的可能,增加拌合物的抗離析穩(wěn)定性。5)在配制強(qiáng)度等級(jí)較低的自密實(shí)混凝土?xí)r可適當(dāng)使用增粘劑以增加拌合物的粘度。6)按結(jié)構(gòu)耐久性及施工工藝要求,選擇摻合料品種,取代水泥量和引氣劑品種及用量。參數(shù)配制自密實(shí)混凝土應(yīng)首先確定混凝土配制強(qiáng)度、水膠比、用水量、砂率、粉煤灰、膨脹劑等主要參數(shù),再經(jīng)過(guò)混凝土性能試驗(yàn)強(qiáng)度檢驗(yàn),反復(fù)調(diào)整各原材料參數(shù)來(lái)確定混凝土配合比的方法。突出特點(diǎn)自密實(shí)混凝土配合比的突出特點(diǎn)是:高砂率、低水膠比、高礦物摻合料摻量。采用方法從國(guó)內(nèi)自密實(shí)混凝土研究的文獻(xiàn)上看,自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)一般采用全計(jì)算法和固定砂石體積含量法。全計(jì)算法的基本觀(guān)點(diǎn)為：①混凝土各組成材料括固、氣、液三相,有體積加和性；②石子的空隙由干砂漿填充；③干砂漿的空隙由水填充；④干砂漿由水泥、細(xì)摻料、砂和空隙組成。固定砂石體積含量計(jì)算法是根據(jù)高流動(dòng)自密實(shí)混凝土流動(dòng)性及抗離析性和配合比因素之間的平衡關(guān)系,在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上得到的一種能較好適應(yīng)高流動(dòng)自密實(shí)混凝土的特點(diǎn)和要求的配合比計(jì)算方法。技術(shù)要求黏性適度良好的穩(wěn)定性適當(dāng)?shù)乃冶瓤刂品垠w含量技術(shù)要求黏性適度在流經(jīng)稠密的鋼筋后，仍保持成分均勻。如果黏性太大，滯留在混凝土中的大氣泡不容易排除。黏度用混凝土的擴(kuò)展度表示，要求在500—700mm范圍內(nèi)。如黏性過(guò)大即擴(kuò)展度小于500mm時(shí)，則流經(jīng)小間隙和充填模板會(huì)帶來(lái)一定的困難;如果黏性太小即擴(kuò)展度大于700mm后，則容易產(chǎn)生離析。因此，自密實(shí)混凝土要求粉體含量有足夠的數(shù)量，粗骨料應(yīng)采用5～15mm或5～25mm的粒徑，且含量也比普通混凝土少。絕對(duì)體積應(yīng)在0.28～0.33m3之間。含砂率應(yīng)在50%左右。良好的穩(wěn)定性澆筑前后均不離析、不泌水，粗細(xì)骨料均勻分布，保持混凝土結(jié)構(gòu)的勻質(zhì)性，使水泥石與骨料、混凝土與鋼筋具有良好的黏結(jié)，保持混凝土的耐久性。適當(dāng)?shù)乃冶热绻哟笏冶龋黾佑盟?，雖然會(huì)增大流動(dòng)度，但黏性降低?；炷恋挠盟繎?yīng)控制在150～200kg/m3。之間。要保持混凝土的黏性和穩(wěn)定性，只能依靠摻加高效減水劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用聚羧酸類(lèi)減水劑比較好，也可采用氨基磺酸鹽，摻量為o.8%～1.2%(占水泥重量)?？刂品垠w含量要保持混凝土具有良好的穩(wěn)定性，粉體含量是關(guān)鍵?；炷林行∮?0tim的粉體含量即膠凝材料用量應(yīng)在000～600kg/m3之間。當(dāng)水泥用量較多時(shí)，可以摻用粉煤灰、礦渣粉或石灰石粉取代一部分水泥，以降低水化熱量。必要時(shí)，可以采取減少水泥用量、摻用少量的增黏劑，以保持適度的黏性。一般采用生物聚合物多糖增黏劑。

混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)自密實(shí)混凝土為什么能具有常態(tài)混凝土的良好力學(xué)性能。要搞清這個(gè)問(wèn)題，還須從混凝土的微結(jié)構(gòu)理解。水泥石與骨料間的界面區(qū)，是混凝土結(jié)構(gòu)最薄弱的部位：與水泥石比較，界面區(qū)具有不同的結(jié)構(gòu)和相分布，界面區(qū)孔隙增加，晶體相較軟弱，滲透性大。新拌混凝土的流動(dòng)性和振搗作用，在很大程度上促進(jìn)了界面區(qū)的形成。在普通混凝土中，界面區(qū)的孔隙率高于水泥石的孔隙率。由于振動(dòng)影響產(chǎn)生的微泌水形成的孔隙結(jié)構(gòu)，氣泡聚集以及界面區(qū)局部水灰比較大的情況比較嚴(yán)重。由于自密實(shí)混凝土黏性好，泌水少，加上不需要振搗，因而減少了微泌水