自密實泵送混凝土(與“混凝土”有關的文檔共44張)

自密實泵送混凝土第一頁，共44頁。

自密實混凝土（SelfCompactingConcrete簡稱SCC）是指拌合物具有很高的流動性并且在澆筑過程中不離析、不泌水，能夠不經振搗而充滿模板和包裹鋼筋的混凝土。在傳統(tǒng)的坍落度試驗中，自密實混凝土在達到260mm以上坍落度、600mm以上擴展度的同時，無離析、泌水現(xiàn)象發(fā)生。2自密實混凝土概述第二頁，共44頁。2.在配筋稠密且復雜的工程，或者是在一些特種薄壁結構、高細結構、淺埋暗挖工程、隧道和地下結構中，混凝土振搗密實困難。自密實混凝土產生的背景31.普通混凝土在澆筑過程中，由于一些客觀原因，不能保證混凝土完全密實，導致混凝土耐久性不良。3.商品混凝土的發(fā)展，對新拌混凝土的大流動性及在運輸、澆筑過程中較長的保塑性提出了新的要求。4.環(huán)保節(jié)能，傳統(tǒng)混凝土振搗施工不但產生噪音污染，而且費時費工，工人勞動強度大，工作環(huán)境惡劣。第三頁，共44頁。海上承臺樁芯混凝土澆筑日本明石海峽大橋某工程剪力墻配筋實例4第四頁，共44頁?！龀辆B續(xù)墻■鋼管柱■預制混凝土■水壩擋水墻適用場合5第五頁，共44頁。自密實混凝土的工作性6自密實混凝土的工作性特點主要是具有良好的穿透性能、充填性能和抗離析性能。高流動性：保證混凝土能夠繞過障礙物，充分填充模型的每個角落。高穩(wěn)定性：保證混凝土質量均勻一致，即不泌水，骨料不離析通過鋼筋間隙能力：保證混凝土穿越鋼筋間隙時流入而不離析或阻1 塞的能力自填充性：是流動性、穩(wěn)定性和間隙通過性的最終結果第六頁，共44頁。自密實混凝土評價方法■坍落度擴展度實驗SCC通常具有較大的坍落度(240mm～270mm)，因此可以用坍落擴展度試驗代替坍落度試驗做混凝土拌合物初步控制用。

■倒坍落度筒試驗

■L儀流動度試驗

7■L儀流動度試驗分別在距離開口5cm和10cm處設置紅外線或者超聲波傳感器，測量物料流過這兩點的時間，計算物料的流動速度，，說明混凝土粘度；流動停止后，測量垂直部分下沉值和水平鋪展值，即L-坍落度和L-流動值，說明混凝土的剪應力和粘度。

第七頁，共44頁。坍落擴展度與J形環(huán)擴展度差值（mm）通過能力級別備注0–250高通過能力25-501中等通過能力>502低通過能力J環(huán)試驗8第八頁，共44頁?！觯致┒稸型漏斗試驗9第九頁，共44頁。硬化混凝土的性能取決于新拌混凝土的質量、施工過程振搗密實程度、養(yǎng)護條件及齡期等。自密實混凝土由于具有優(yōu)異的工作性能，在相同的條件下，其硬化混凝土的力學性能將得到保證。自密實混凝土性能10

自密實混凝土的力學性能試驗主要包括不同齡期和配合比對抗壓強度、劈裂強度、抗折強度、彈性模量的影響。第十頁，共44頁。礦物摻合料骨料水泥原材料自密實混凝土的配制

考慮到工作性要求及坍落度經時損失小，應優(yōu)先選擇C3A和堿含量小、標準稠度需水量低的水泥。所選水泥要符合GB175-2007《通過硅酸鹽水泥》的要求。

應選擇質地堅硬、密實、潔凈的骨料。粗骨料針片含量少,最大粒徑一般在16mm～20mm范圍。細骨料宜選用級配良好的中砂，砂中所含小于0.125mm的細粉對SCC流變性能非常重要,一般要求不低于10%。

石粉：石灰石、白云石、花崗巖等的磨細粉,用于改善和保持SCC的工作性。粉煤灰：火山灰質摻合料，能夠改善SCC的流動性，有利于硬化混凝土的耐久性。

磨細礦渣：火山灰質摻合料，能改善和保持SCC的工作性，有利于硬化混凝土的耐久性。

微硅粉：高活性火山灰質摻合料，用于改善SCC的流變性能和抗離析能力,提高硬化混凝土的強度和耐久性。11第十一頁，共44頁。高效減水劑：聚羧酸如今、所有的大流動性混凝土都使用聚羧酸系外加劑。12自密實混凝土的配制第十二頁，共44頁。砂率減小砂漿與粗骨料之間的相互分離作用,還可通過增加混凝土砂率的辦法加以實現(xiàn),但砂率值過大會影響SCC的彈性模量和抗壓強度,一般宜控制在40%～45%。摻合料用量

可以按凈漿和砂漿流動度試驗確定不同種類摻合料的具體用量,也可根據(jù)實際情況和經驗選取合理值,可大于膠凝材料總量的30%。水灰比

水灰比按混凝土強度、耐久性選擇確定,一般在0.4以下,且用水量不宜超過200kg/m3。13自密實混凝土的配制配合比第十三頁，共44頁。配合比漿骨比

SCC需要一定的膠結料漿體含量,一般為32～40%，另外采用較小的粗骨料體積含量，以減少粗大顆粒在狹窄空間內頻繁接觸發(fā)生堆集堵塞的概率(如圖)。但對混凝土而言,過小的粗骨料體積含量會產生較大的收縮，因此，確定最佳漿骨比是配合比設計的關鍵。14自密實混凝土的配制第十四頁，共44頁。設計的基本參數(shù)：15自密實混凝土的配制第十五頁，共44頁。試配中存在的問題：問題原因分析充填性能不足1.流動性不足2.粘性過大3.骨料用量過多流動性不足1.外加劑用量不足2.體積水粉比過大3.原材料性能不佳4.配合比設計不當粘性過大1.體積水粉量過低2.外加劑用量不足3.細骨料過細抗離析性不足1.體積水粉比過大問題原因分析泌水、抓底1.外加劑適應性不佳2.粉體及顆粒級配不佳3.配合比設計不當SCC保塑時間短1.外加劑摻量過低2.外加劑保塑性能力差外加劑用量過高1.外加劑與水泥適應性問題2.粉煤灰中含碳量過高3.砂中細粉含量過高16自密實混凝土的配制第十六頁，共44頁。泵送混凝土概述12443混凝土的可泵性泵送混凝土的澆筑泵送混凝土的配合比設計17泵送混凝土第十七頁，共44頁。定義：混凝土拌合物的坍落度不低于100mm并用泵送施工的混凝土。18泵送混凝土概述特點：采用混凝土泵輸送混凝土拌合物，可一次連續(xù)完成垂直和水平運輸，而且可以進行澆筑，因而生產效率高，節(jié)約勞動力，特備適用于狹窄和有障礙的施工現(xiàn)場以及大體積混凝土結構（如高層建筑）。第十八頁，共44頁。1、粗骨料被包裹，使輸送管道內壁形成砂漿潤滑層，混凝土拌合物在管道中被壓送。2、當混凝土泵送時，輸送管道除直管外，還有彎管、錐形管和軟管等。當混凝土拌合物通過上述非直管和軟管時，位置將產生變化。此時如果水泥砂漿量不足，則混凝土拌合物變形不夠，便會產生堵塞現(xiàn)象。19混凝土泵送過程第十九頁，共44頁?；炷恋目杀眯钥杀眯灾饕憩F(xiàn)為：流動性和內聚性流動性是能夠泵送的主要性能；內聚性是抵抗分層離析的能力，即使在振動狀態(tài)下和在壓力條件下也不容易發(fā)生水與骨料的分離。20泵送混凝土須滿足：強度和耐久性等要求；滿足泵送工藝要求，即要求混凝土有較好的可泵性：混凝土在泵送過程中具有良好的流動性、阻力小、不離析、不易泌水、不堵塞管道等性質。第二十頁，共44頁。泵送基本要求：（１）混凝土與管壁的摩擦阻力要小，泵送壓力合適輸送的距離和單位時間內輸送量受到限制；混凝土承受的壓力加大，混凝土質量會發(fā)生改變。21（２）泵送過程中不得有離析現(xiàn)象粗骨料在砂漿中則處于非懸浮狀態(tài)，骨料相互接觸，摩擦阻力增大，超過泵送壓力時，將引起堵管。第二十一頁，共44頁。（３）在泵送過程中（壓力條件下）混凝土質量不得發(fā)生明顯變化主要存在因壓力條件導致泌水和骨料吸水造成混凝土水分的遷移以及含氣量的改變引起拌和物性質的變化，主要有如下兩種情況：本來泵壓足夠，但漿體保水差、骨料吸水率大，在壓力條件下，水分向前方遷移和骨料內部遷移，使混凝土漿體流動性降低、潤滑層水分喪失而干澀、含氣量降低，局部混凝土受到擠壓密實，引起摩擦阻力加大，超過泵送壓力，引起堵管；本來因輸送距離和摩擦阻力原因造成泵壓不足，同時漿體流動性不足，拌和物移動速度過緩，混凝土承受壓力時間過長，持續(xù)壓力條件下，保水性好的混凝土雖然無水分遷移但含氣量引起損失，使局部混凝土受到擠壓而密實并喪失流動性，摩擦阻力進一步加大，泵壓更為不足，引起堵管。22◆泵送失敗的兩個主要原因是摩擦阻力大和離析。第二十二頁，共44頁。三、混凝土配合比與可泵性的關系

★混凝土的可泵性和混凝土與管壁間的摩擦、壓力條件下漿體性能及混凝土質量變化等有關，與混凝土組成材料及其配合比有關。1、坍落度坍落度大的混凝土，流動性好，在不離析（骨料不聚集、漿體不分離）、少泌水（水分不游離）的條件下，混凝土黏度合適（不粘管壁），具有粘著系數(shù)和速度系數(shù)小的性質，壓送就比較容易。2、膠凝材料用量膠凝材料用量增加、水膠比降低，一般均引起粘著系數(shù)和速度系數(shù)隨之增大，但過少（水膠比大）時，容易發(fā)生離析、泌水造成拌和物不均勻而引起堵管。23第二十三頁，共44頁。3、砂率砂率過高，需要足夠的漿體才能提供合適的潤滑層，否則粘著系數(shù)和速度系數(shù)會加大，降低砂率可以提供適當?shù)臐{體包裹量，但過低則容易發(fā)生離析，可以供適當數(shù)量的細粉料，粉煤灰、引氣劑用量以增加漿體體積含量，保證混凝土有足夠的和易性。4、粗骨料的影響骨料粒徑大小、顆粒形狀、級配、吸水性能對混凝土可泵性影響很大，應選擇空隙率小、針片狀含量少、級配合理、吸水率小的骨料。5、細骨料的影響泵送混凝土用細骨料應尤其注意0.3mm和0.15mm篩通過的細砂含量，應分別在15%和5%以上。這部分砂對漿體的流動性、離析和泌水、黏度性能、含氣量等影響作用極大，極易影響混凝土的可泵性。24第二十四頁，共44頁。可泵性試驗壓力泌水試驗儀器：壓力泌水儀活塞壓力3.0MPa活塞公稱直徑125mm混凝土容積1.66L，25第二十五頁，共44頁。

試驗步驟：將混凝土拌合物裝入試料筒內，用搗棒由外向中心均勻插搗25次，將壓力泌水儀按規(guī)定安裝完畢。盡快給混凝土加壓至3.0Mpa，立刻打開泌水管閥門，同時開始計時，并保持恒壓，泌出的水直接導入量筒。加壓10s后讀取泌水量V10，加壓140s后讀取泌水量V140。結果評定：Bp=V10/V140*100%Bp為壓力泌水率結果以三次試驗的平均值表示，精確至0.1%26第二十六頁，共44頁。四、影響混凝土可泵性的原材料因素1、水泥混凝土拌和物中石子本身并無流動性，它必須均勻分散在水泥漿體中通過水泥漿體帶動一起向前移動，石子隨漿體的移動受的阻力與漿體在拌和物中的充盈度有關，在拌和物中，水泥漿填充骨料顆粒間的空隙并包裹著骨料，在骨料表面形成漿體層，漿體層的厚度越大（前提是漿體與骨料不易分離），則骨料移動的阻力就會越小，同時，漿體量大，骨料相對減少，混凝土流動性增大，在泵送管道內壁形成的薄漿層可起到潤滑層的作用，使泵送阻力降低，便于泵送。27第二十七頁，共44頁。

水泥漿體的含量對混凝土泵送特別重要，國內外對泵送混凝土的最小水泥用量都有明確的規(guī)定，其規(guī)定的實質應是保證拌和物中的最低漿體含量，即保證填充骨料空隙、包裹骨料的漿體體積含量。我國規(guī)定泵送混凝土的最小水泥用量宜為300kg/m3。水泥品種、細度、礦物組成與摻合料等對達到同樣流動性的混凝土需水性、保持流動性的能力、泌水特性、稠度影響差異較大，是影響可泵性的主要因素。28第二十八頁，共44頁。2、骨料控制粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比，主要是防止混凝土泵送時管道堵塞。

粗骨料的粒徑越小，孔隙率就越大，從而也增加了細骨料的體積，加大了水泥的用量，所以也不能無原則減小骨料粒徑。粗骨料的最大粒徑與輸送管徑之比表29第二十九頁，共44頁。粗骨料宜采用連續(xù)級配，其針狀顆粒含量不宜大于10%；良好的石子級配可用較少的用水量控制流動性好、離析泌水少的拌合料，并能在相應的成型條件下，得到均勻密實的混凝土，同時達到節(jié)約水泥的效果?；炷涟韬臀锏牧鲃有酝ㄟ^填充完砂石間的空隙而富余的包裹骨料表面的水泥漿體層來實現(xiàn)。砂率的變動會使骨料的總表面積和空隙率發(fā)生改變，因此，對拌和物的和易性、流動性有明顯的影響，尤其是采用棱角系數(shù)大、吸水率大的砂的情況下，影響明顯。30第三十頁，共44頁。漿體量一定的情況下，砂率過大，骨料的總表面積和空隙率均增大，骨料間的漿體層減薄，流動性差，拌和物干稠；砂率過小，砂子不足以填充粗骨料間的空隙而需額外的漿體補充，骨料表面的裹漿層變薄，石子間內摩擦阻力增大，降低拌和物的流動性，嚴重影響拌和物的粘聚性和保水性，使粗骨料離析、漿體流失甚至潰散。合理的砂率可以使相同漿體量達到最大的坍落度、流動性，或達到相同坍落度、流動性時膠凝材料用量最少。配合比相同的條件下，骨料平均粒徑增大，質量相同的骨料顆?？倲?shù)減少，則同樣數(shù)量的漿體對骨料的裹漿層變厚，流動性改善；隨著骨料最大粒徑的減小，漿體含量需要增加。31第三十一頁，共44頁。顆粒形狀和表面狀態(tài)也極容易影響可泵性，顆粒圓潤、表面光滑的石子，空隙率小、表面積小，填充空隙和包裹顆粒所需的漿體較少，相同漿體量時，裹漿層和管道潤滑層厚，流動性大、摩擦阻力小，對可泵性有利，但對骨料與漿體的粘結有所削弱而使強度有所降低。骨料的吸水率也是影響可泵性的因素，未飽和吸水的骨料在壓力條件下會使水分向骨料內部孔隙發(fā)生遷移，雖然在壓力解除時有部分得到釋放，但也會造成影響，極端的例子是在多孔的輕骨料泵送混凝土中，因此，對于吸水率較大的骨料用于施工時應濕潤處理，但對抗凍要求高的地區(qū)，骨料的吸水率應有所限制。32第三十二頁，共44頁。3、外加劑由于泵送工藝的需要，為了滿足適當?shù)臐{體含量和適宜的流動性，泵送混凝土用水量通常較大，而從混凝土性能考慮，則需要控制水膠比，需借助外加劑的功效來解決其中的矛盾：降低用水量、改善和易性、增大漿體的流動性。

泵送工藝需要外加劑在混凝土中的功效體現(xiàn)在如下方面：降低用水量、增大流動性、改善和易性；改善泌水性能；改善因水膠比降低而增加的混凝土粘度以降低拌和物摩擦阻力；延長凝結時間以適應施工操作時間，改善水化；改善漿體流動性喪失的缺陷，降低坍落度損失。33第三十三頁，共44頁。4、水和細粉水是混凝土拌和物各組成材料間的聯(lián)絡相，也是泵送壓力傳遞的關鍵介質，主宰混凝土泵送的全過程，但水加的太多，漿體過分稀釋不利于泵送而且對混凝土強度及耐久性不利。如果混凝土中細粉料（膠凝材料和0.3mm以下的細料）對水沒有足夠的吸附能力和阻力，一部分水在泵送壓力下從固體顆粒間的空隙流向阻力較小的區(qū)域，造成輸送管道內壓力傳遞不均，使水先流失、骨料與漿體分離。由于細粉料對水的阻力作用，滿足可泵性時應保證混凝土中具有合適的數(shù)量，實質上是提高漿體的內聚性需要，防止在泵送壓力下的脫水作用。脫水具有逐漸增大的反作用，降低混凝土流動性并減少管壁潤滑層的流動潤滑體，逐漸引起阻力加大導致管道堵塞。34第三十四頁，共44頁。

六、影響可泵性的拌和物坍落度損失的改善1、減少溫度升高原因的影響。采取措施降低拌和物的溫度、使用緩凝型外加劑；2、控制適宜的初始坍落度?，F(xiàn)場工程施工實踐證明，很多情況下，配合比適當時，初始坍落度達到一定值（如20~22cm）時，拌和物的坍落度損失會減緩，泵送前后的坍落度變化也比較??；3、采用保坍性能好的與水泥相適應的外加劑；4、采用合適的外加劑摻加方式，外加劑滯水法摻加可以得到理想結果；35第三十五頁，共44頁。泵送混凝土的配合比設計設計原則滿足強度和耐久性等要求；滿足泵送工藝要求，即要求混凝土有較好的可泵性。設計思想泵送混凝土配比設計就是用適宜的外加劑用量（兼顧減水和保坍性能）和適宜水膠比的膠凝材料漿體（不明顯離析、泌水，并可以計算出其漿體含量）制得合適的砂漿填充合適含量的骨料的空隙并包裹骨料表面，達到流動性和可泵性的協(xié)調。36第三十六頁，共44頁。泵送混凝土配合比設計調整：經過對幾次試拌結果分析，調整材料用量，使混凝土拌和物和易性滿足要求，配比的設計應遵循如下思路：1、按照強度和耐久性要求，確定適宜的膠材方案、水膠比；2、根據(jù)坍落度要求和外加劑類別的適宜減水性能，選取適宜的單位用水量和外加劑用量，按照擬定水膠比確定膠凝材料用量；3、根據(jù)粗、細骨料的組成、級配、空隙率情況，結合漿體體積的計算，確定骨料組成。（一般情況下，可按照假定容重法進行砂率和粗骨料用量的假定估算，對于泵送混凝土，砂率通常應增大，粗骨料應減少。為了便于掌握和分析，建議采用絕對體積法計算。）4、試拌。37第三十七頁，共44頁。

根據(jù)試拌結果，判斷造成拌和物性能缺陷的原因，確定調整方法：381、坍落度偏低，原因可能是：漿體數(shù)量不夠、漿體流動性不足、級配不合理、假定容重過大。測定容重和含氣量，對配合比的重新設計進行驗算，結合拌和物骨料分布情況，確定適宜的砂率調整和粗骨料調整方案；根據(jù)測定的坍落度和漿體流動性情況，結合漿體量的計算，估計需要增加的用水量或外加劑用量；在試拌的拌和物中，添加額外的用水，達到要求的坍落度并觀察漿體的流動狀態(tài)，反推單位用水量作為調整用水和外加劑摻量調整的參考。第三十八頁，共44頁