自密實混凝土

自密實混凝土自身重力下能填充模板的混凝土01性能技術要求設計混凝土結(jié)構(gòu)目錄030204基本信息自密實混凝土(SelfCompactingConcrete或Self-ConsolidatingConcrete簡稱SCC)是指在自身重力作用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好均質(zhì)性，并且不需要附加振動的混凝土。早在20世紀70年代早期，歐洲就已經(jīng)開始使用輕微振動的混凝土，但是直到20世紀80年代后期，SCC才在日本發(fā)展起來。日本發(fā)展SCC的主要原因是解決熟練技術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90年代中期才將SCC第一次用于瑞典的交通網(wǎng)絡民用工程上。隨后EC建立了一個多國合作SCC指導項目。從此以后，整個歐洲的SCC應用普遍增加。性能測試比重優(yōu)點缺點特性測試12345性能測試每種性能均可采用坍落擴展度試驗、V漏斗試驗（或T50試驗）和U型箱試驗等一種以上方法檢測。比重EFCA技術委員會主席Dr.BertKilanowski在其《SCC在歐洲的實際地位（及將來發(fā)展）》文章中給出了SCC在歐洲預拌混凝土中的比重，并且估計不同國家的SCC在預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10-40%。優(yōu)點自密實混凝土被稱為‘近幾十年中混凝土建筑技術最具革命性的發(fā)展’，因為自密實混凝土擁有眾多優(yōu)點：·1保證混凝土良好地密實?！?提高生產(chǎn)效率。由于不需要振搗，混凝土澆筑需要的時間大幅度縮短，工人勞動強度大幅度降低，需要工人數(shù)量減少。·3改善工作環(huán)境和安全性。沒有振搗噪音，避免工人長時間手持振動器導致的‘手臂振動綜合癥’?！?改善混凝土的表面質(zhì)量。不會出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面，不需要進行表面修補；能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型?！?增加了結(jié)構(gòu)設計的自由度。不需要振搗，可以澆筑成型形狀復雜、薄壁和密集配筋的結(jié)構(gòu)。以前，這類結(jié)構(gòu)往往因為混凝土澆筑施工的困難而限制采用?！?避免了振搗對模板產(chǎn)生的磨損?！?減少混凝土對攪拌機的磨損。·8可能降低工程整體造價。從提高施工速度、環(huán)境對噪音限制、減少人工和保證質(zhì)量等諸多方面降低成本。缺點自密實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，自密實混凝土中還有不穩(wěn)定的氣泡。高流動自密實性混凝土與普通混凝相比，干燥收縮略大。特性測試自密實混凝土的‘自密實’特性的測試，已經(jīng)形成了系列標準的試驗方法。各種試驗方法要求達到的指標見表1。采用賓漢姆流變學模型的參數(shù)屈服值和塑性粘度，來描述新拌混凝土的流變學特性，則不同地區(qū)配制的自密實混凝土有一定差異。為了平衡混凝土流動性與抗離析的矛盾，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度礦物材料如硅灰、粉煤灰，提高屈服值來保證自密實混凝土穩(wěn)定性。表1自密實混凝土工作性試驗方法與典型值范圍設計配制原理配置措施參數(shù)突出特點采用方法12345設計配制原理配制自密實混凝土的原理是通過外加劑、膠結(jié)材料和粗細骨料的選擇與搭配和精心的配合比設計,將混凝土的屈服應力減小到足以被因自重產(chǎn)生的剪應力克服,使混凝土流動性增大,同時又具有足夠的塑性粘度,令骨料懸浮于水泥漿中,不出現(xiàn)離析和泌水問題,能自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間,形成密實且均勻的膠凝結(jié)構(gòu)。配置措施在配制中主要應采取以下措施:1)借助以萘系高效減水劑為主要組分的外加劑,可對水泥粒子產(chǎn)生強烈的分散作用,并阻止分散粒子凝聚,高效減水劑的減水率應≥25%,并應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,同時提高混凝土粘聚性,改善混凝土外觀質(zhì)量。4)適當增加砂率和控制粗骨料粒徑≤20mm,以減少遇到阻力時漿骨分離的可能,增加拌合物的抗離析穩(wěn)定性。5)在配制強度等級較低的自密實混凝土時可適當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)配制自密實混凝土應首先確定混凝土配制強度、水膠比、用水量、砂率、粉煤灰、膨脹劑等主要參數(shù),再經(jīng)過混凝土性能試驗強度檢驗,反復調(diào)整各原材料參數(shù)來確定混凝土配合比的方法。突出特點自密實混凝土配合比的突出特點是:高砂率、低水膠比、高礦物摻合料摻量。采用方法從國內(nèi)自密實混凝土研究的文獻上看,自密實混凝土配合比設計一般采用全計算法和固定砂石體積含量法。全計算法的基本觀點為：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、細摻料、砂和空隙組成。固定砂石體積含量計算法是根據(jù)高流動自密實混凝土流動性及抗離析性和配合比因素之間的平衡關系,在試驗研究的基礎上得到的一種能較好適應高流動自密實混凝土的特點和要求的配合比計算方法。技術要求黏性適度良好的穩(wěn)定性適當?shù)乃冶瓤刂品垠w含量技術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。黏度用混凝土的擴展度表示，要求在500—700mm范圍內(nèi)。如黏性過大即擴展度小于500mm時，則流經(jīng)小間隙和充填模板會帶來一定的困難;如果黏性太小即擴展度大于700mm后，則容易產(chǎn)生離析。因此，自密實混凝土要求粉體含量有足夠的數(shù)量，粗骨料應采用5～15mm或5～25mm的粒徑，且含量也比普通混凝土少。絕對體積應在0.28～0.33m3之間。含砂率應在50%左右。良好的穩(wěn)定性澆筑前后均不離析、不泌水，粗細骨料均勻分布，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?shù)乃冶热绻哟笏冶龋黾佑盟浚m然會增大流動度，但黏性降低?；炷恋挠盟繎刂圃?50～200kg/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實現(xiàn)。采用聚羧酸類減水劑比較好，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，粉體含量是關鍵。混凝土中小于80tim的粉體含量即膠凝材料用量應在000～600kg/m3之間。當水泥用量較多時，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，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)自密實混凝土為什么能具有常態(tài)混凝土的良好力學性能。要搞清這個問題，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。新拌混凝土的流動性和振搗作用，在很大程度上促進了界面區(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重。由于自密實混凝土黏性好，泌水少，加上不需要振搗，因而減少了微泌水