自密實混凝土應用

1、自密實混凝土應用技術規(guī)程 要點講解 侯云芬 1 總則 本規(guī)程適用自密實混凝土工程和預制自密 實混凝土構件的材料、配合比設計、施工 及驗收。 本條主要是明確自密實混凝土適用范圍。 自密實混凝土適用于現場澆筑的自密實混 凝土工程和生產預制自密實混凝土構件， 尤其適用于澆筑量大、振搗困難的結構以 及對施工進度、噪音有特殊要求的工程。 與傳統(tǒng)混凝土相比，自密實混凝土粗骨料用 量少，粉體用量有所增加，水與粉體用量的 比值遠小于常規(guī)混凝土的水灰比，而由于添 加了高性能減水劑，在不增加單位體積用水 量的情況下可以大大提高流動性。 高流動性：保證混凝土能夠在自重作用下克服內 部阻力（包括膠凝材料的粘滯性與內聚

2、力以及骨 料顆粒間的摩擦力）和與模板、鋼筋間的粘附性， 產生流動并填充模板與鋼筋周圍； 高穩(wěn)定性：保證混凝土質量均勻一致，在澆注過 程中砂漿與骨料不會發(fā)生離析，同時澆注后不會 出現泌水與沉降分層的現象； 通過鋼筋間隙能力：保證混凝土在實際的建筑工 程中穿越鋼筋間隙時不會發(fā)生阻塞； 填充密實性：保證混凝土填充模板，并能夠自行 排出在澆灌過程中帶入的氣泡達到混凝土成型密 實，這一性能是流動性、穩(wěn)定性和間隙通過性的 綜合表現。 2 術語和符號 自密實混凝土：具有高流動性、均勻性和穩(wěn)定性， 澆筑時無需外力振搗，能夠在自重作用下流動密 實的混凝土 。 擴展時間 ：用坍落度筒測量混凝土坍落擴展度時， 自坍

3、落度筒提起開始計時至拌合物坍落擴展度達 到500mm的時間（s）。 J-環(huán)擴展度：指J-環(huán)擴展度實驗中，混凝土停止流 動后，展開圓形的最大直徑和與最大直徑呈垂直 方向的直徑的平均值（mm）。 浮漿百分比：篩析實驗中，混凝土靜置120s5s 后，流過標準篩的漿體質量與混凝土質量的比例 （%）。 3 材料 粗骨料宜采用連續(xù)級配或2個及以上單粒徑級配搭 配使用， 粗骨料最大粒徑對自密實混凝土工作性能（抗離 析性等）影響較大，不宜大于20mm；對于結構 緊密的豎向構件、復雜形狀的結構（間隙通過性） 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。 粗骨料的針片狀顆粒含量（影響間隙通過性）

4、小 于8%。 陶粒的吸水率過大，導致拌合物坍落擴展度損失 過快，影響到自密實混凝土自密實性能。輕粗骨 料24h吸水率宜不大于10%。當24h吸水率大于 10%時，應通過試驗驗證，確保滿足可泵送施工 要求。 細骨料宜選用級配區(qū)的中砂 石粉的影響 為了使拌合物在高流動性條件下獲得良好 的粘聚性而不離析，自密實混凝土中可采 用增粘劑或降粘劑等其它外加劑，改善混 凝土拌合物的和易性，但需通過試驗進行 驗證。 為補償自密實混凝土收縮，自密實混凝土 中可摻入適量的膨脹劑，其摻量應通過試 驗確定。 4 混凝土性能 混凝土自密實性能主要可通過流動性、填充性、 間隙通過性、抗離析性來表征。 自密實性能指標相應表

5、征方法也主要以坍落擴展 度、T500、J-環(huán)、L型儀、U型儀、篩析法和拌合 物跳試試驗為主。 混凝土填充性須采用坍落擴展度試驗和T50試驗 共同表征，間隙通過性可通過J-環(huán)擴展試驗進行 檢測，抗離析性可采用篩析試驗或跳桌試驗來表 征。 填充性是自密實混凝土的必控指標，間隙通過性 和抗離析性可根據建（構）筑物的結構特點和施 工要求進行選擇。 測試方法 （1）坍落擴展度和T50試驗：填充能力 不分層一次填充至滿，且不施以任何搗實或振動。 將坍落度筒提起，待混凝土的停止流動后，測量展 開圓形的最大直徑，以及與最大直徑呈垂直方向的 直徑，平均 應自坍落度筒提起時開始，至擴展開的混凝土外緣 初觸平板上所

6、繪直徑500mm的圓周為止， 觀察最終坍落后的混凝土狀況，如發(fā)現粗骨料在中 央堆積或最終擴展后的混凝土邊緣有較多水泥漿析 出，表示此混凝土拌合物抗離析性不好， （2） J-環(huán)擴展度試驗：間隙通過性 將坍落度筒倒置在底板中心，并與J-環(huán)同心。然 后，將混凝土不分層一次填充至滿。 將坍落度筒沿鉛直方向連續(xù)地向上提起 229mm76mm左右的高度， 待混凝土的流動停止后，測量展開圓形的最大直 徑（d1），以及與最大直徑呈垂直方向的直徑 （d2），平均為J-環(huán)擴展度 間隙通過性性能指標（PA） =坍落擴展度-J-環(huán)擴 展度 目視檢查J-環(huán)加筋桿附近是否有骨料堵塞的現象 （3）篩析試驗：抗離析性 取10

7、L0.5L混凝土置于盛料器中，放置在 水平位置上，靜置15min0.5min。 將容量筒上部混凝土4.8kg0.2 kg移出， 倒入5mm方孔篩，稱量倒入標準篩中混凝 土的質量m0。 靜置120s5s后，稱量流到托盤上的漿體 質量m1。 浮漿百分比SR=( m1 / m0)*100% （4）跳桌試驗：穩(wěn)定性（抗離析性） 拌合物用料斗裝入穩(wěn)定性檢測筒內， 將穩(wěn)定性檢測筒放置在跳桌上，每秒鐘轉動一次 搖柄，使跳桌跳動25次。 分節(jié)拆除穩(wěn)定性檢測筒，并將每節(jié)筒內拌合物裝 入孔徑為5mm的圓孔篩子中，用清水沖洗拌合物， 篩除漿體和細骨料，將剩余的粗骨料用海綿拭干 表面的水分，用天平稱其質量，精確到1g

8、，分別 得到上、中、下三段拌合物中粗骨料的濕重：m1、 m2和m3。 粗骨料振動離析率=(m3 m1)/ m 自密實性能分級 自密實性能指標選擇：根據結構形狀、尺 寸、配筋狀態(tài)、施工方式等特點 5 混凝土配合比設計 采用絕對體積法可避免因膠凝組分密度不同 引起的計算誤差 通過增加膠凝材料的方法適當增加漿體體積 或通過添加外加劑的方法來改善漿體的粘聚 性和流動性。增加膠凝材料用量和選用高性 能減水劑有利于漿體充分包裹粗細骨料顆粒， 使骨料懸浮于漿體中，達到自密實性能。 配比設計控制的參數 粗骨料體積：是影響拌合物和易性的重要因素， 過小則混凝土彈性模量等力學性能顯著降低，過 大則拌合物的工作性顯

9、著降低， 0.28m30.35m3。 砂漿中砂的體積分數：顯著影響砂漿的稠度，從 而影響拌合物的和易性。在0.420.45之間較為 適宜，過大則混凝土的工作性和強度降低，過小 則混凝土收縮較大，體積穩(wěn)定性不良。 礦物摻合料的用量：改善自密實性能、水化溫升 特性、強度及收縮等性能，質量摻量宜不少于 20%的總膠凝材料用量對于石灰石粉（0.2）、 I級或II級粉煤灰（0.3）、S95或S105級礦渣粉 （0.4 水膠比的上限值0.42。 通過建立的水膠比與自密實混凝土抗壓強 度關系式來計算得到水膠比。 當不具備上述試驗統(tǒng)計資料時，計算 膠凝系數：對于石灰石粉（0.2）、I級或 II級粉煤灰（0.3

10、）、S95或S105級礦渣 粉（0.4），分別可取0.2、0.4和0.9； 膠凝材料用量：膠凝材料用量宜控制在450 kg/m3550kg/m3之間 一般而言自密實混凝土的用水量不宜超過 190kg/m3。 試拌調整、強度、耐久性試驗 自密實混凝土配比設計示例 （1）選擇參數：粗骨料體積為0.32m3，砂漿中砂 的體積分數為0.45，粉煤灰和礦粉按照質量比1:1 摻加，礦物摻和料總摻量為50% （2）確定粗骨料體積（Vg）及質量（mg） mg =0.32*2600=832kg （3）砂漿體積（Vm）=1-0.32=0.68m3 （4）每立方米自密實混凝土中砂用量（ms）可根 據砂漿體積（Vm）

11、及砂漿中砂的體積分數（s） 、砂的表觀密度（s） Vm =0.680.45=0.31m3， ms =0.312650=811kg （5）漿體體積Vp=0.68-0.31=0.37m3 （6）膠凝材料表觀密度b=2.57 （7）確定水膠比mw/mb=0.32 （8）每立方米自密實混凝土中膠凝材料的質量 mb=(0.37-0.01)(12570+0.321000)=530kg （9）每立方米自密實混凝土中用水量 mw=5300.32=168kg （10）每立方米自密實混凝土中水泥的質量 （mc）和礦物摻合料的質量（mm） 故所得初配合比 C:F:GTBS:S:G:W=265:132:132:811

12、:832:168。 6 自密實混凝土的制備與運輸 自密實混凝土攪拌時間宜比普通混凝土適當 延長。 混凝土自密實性能對用水量比較敏感，骨料 宜采用倉儲或帶棚堆場貯存。每臺班骨料至 少檢測一次含水率。當骨料含水率有顯著變 化時，應增加測定次數，并應依據檢測結果 及時調整材料用量。 攪拌車的滾筒應保持勻速轉動 運輸車從開始接料至卸料的時間不宜大于 90min，如需延長運送時間，應采取相應的 有效技術措施，并應通過試驗驗證。 7 施工 自密實混凝土流動性大、側壓力大。模板的模板的 支撐立柱應置于堅實的地（基）面上，模板支撐立柱應置于堅實的地（基）面上，模板 體系應具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，體系

13、應具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性， 能可靠地承受澆筑混凝土的自重、側壓力、能可靠地承受澆筑混凝土的自重、側壓力、 風荷載及施工荷載。風荷載及施工荷載。 自密實混凝土的澆筑效果主要取決于自密實 混凝土的工作性能。因此，保持混凝土澆筑 的連續(xù)性是其關鍵，如停泵時間過長，自密 實混凝土工作性變差，必須對泵管內的混凝 土進行處理。 自密實混凝土所用粗骨料最大粒徑小于 20mm，骨料是懸浮在漿體中，為避免因混 凝土下落產生的沖擊力過大造成自密實混 凝土中骨料下沉產生離析，本規(guī)程從嚴考 慮，規(guī)定混凝土澆筑傾落高度應在5m以下。 7.4 養(yǎng)護 自密實混凝土每方膠凝用量一般都在 400kg/m3以上，水化溫

14、升較大。因此，采 用大體積自密實混凝土的結構部位應采取 有效的溫控和養(yǎng)護措施。 水膠比低，膠凝材料用量多，從混凝土入 模開始就進行濕養(yǎng)護，在塑性階段采取薄 膜覆蓋，一旦混凝土硬化，采用濕麻布覆 蓋，并及時澆水。 8 質量檢驗與驗收 檢驗自密實性能指標 1 包括坍落擴展度和T50擴展時間，其它自密實性能 指標檢驗及頻率按合同規(guī)定進行。 2 出廠坍落擴展度和T50擴展時間檢驗時，同配合比 的混凝土檢驗不應少于1次；當一個工作班相同配 合比的混凝土不足50m3時，其取樣檢驗不得少于1 次。 3 交貨時的自密實混凝土坍落擴展度和T50擴展時間 檢驗頻率應與強度檢驗頻率一致。 4 實測坍落擴展度應符合設

15、計要求，混凝土拌合物不 得發(fā)生外沿泌漿和中心骨料堆積現象。 1、廈門南湖明珠工程中的應用：加固工程為33 層框架剪力墻，大量使用縱向鋼筋和角鋼，用傳 統(tǒng)混凝土無法施工，采用自密實混凝土，強度等 級C35. 原材料：42.5普通水泥，級高鈣粉煤灰；河砂， 細度模數為2.56，含泥量1.8%；花崗巖碎石，最 大粒徑20mm，針片狀含量為10.4%，含泥量 1.8%。 配合比：水泥420 kg/m3 ，粉煤灰160 kg/m3 ，碎 石816 kg/m3 ，河砂816 kg/m3 ，水170 kg/m3 ， 外加劑8.1 kg/m3 。（水膠比：0.29，砂率50%） 性能：3天強度36.9MPa，

16、28天強度65.1MPa。 自密實混凝土應用舉例 2. 上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心 主樓設計采用了周邊剪力主樓設計采用了周邊剪力 墻、交叉剪力墻和翼墻組墻、交叉剪力墻和翼墻組 成傳力體系，為了抵抗來成傳力體系，為了抵抗來 自風和地震的側向荷載自風和地震的側向荷載,采采 用了巨型柱、巨型斜撐等用了巨型柱、巨型斜撐等 構成的巨型結構，采用了構成的巨型結構，采用了 多種強度等級的混凝土。多種強度等級的混凝土。 將將C60混凝土一泵到頂混凝土一泵到頂 （492m），并進行了），并進行了 C80混凝土的泵送試驗。混凝土的泵送試驗。 剪力墻剪力墻C60混凝土的配合比設計混凝土的配合比設計: 1 13

17、1F31F剪力墻剪力墻C60C60 混凝土配合比混凝土配合比 水水膠凝材料膠凝材料砂砂石石外加劑外加劑 170170490490720720102010204.204.20 323267F67F剪力墻剪力墻C60C60 混凝土配合比混凝土配合比 水水膠凝材料膠凝材料砂砂石石外加劑外加劑 1701705005007507509809804.304.30 676769F69F斜撐斜撐C40C40 混凝土配合比混凝土配合比 水水膠凝材料膠凝材料砂砂石石外加劑外加劑 1701704404408408409509503.963.96 80F80F以上巨型柱以上巨型柱 C40C40混凝土配合比混凝土配合比

18、 水水膠凝材料膠凝材料砂砂石石外加劑外加劑 1851854754758508508608603.653.65 3、甘肅電力調度中心通訊樓： 建筑面積87163.46平方米，地下2層，地上 40層，建筑高度188米，目前是甘肅省建設 高度最高的建筑。 結構形式為組合結構：主樓型鋼混凝土筒中 筒結構，37層筒中筒型鋼混凝土結構轉換為 內筒外鋼結構，梁為型鋼混凝土梁。由于核 心筒墻體、柱及柱梁節(jié)點部位的鋼骨、主筋 、箍筋及拉筋密集，而且鋼骨間的操作空間 很?。▋艨兆钚?0mm），主筋與鋼骨之間 間隙很小，澆筑難度大，采用自密實混凝土 配合比：水泥：380kg，1級粉煤灰90kg， S105礦渣粉（比表面積440）120kg，膨脹 劑30kg，2區(qū)天然中砂778kg，520mm碎 石（壓碎指標6%，針片狀含量7%，含 泥量0.3%，泥塊含量0.2%）810