自密实混凝土的配合比特征与硬化后的性能优缺点
摘要:首先论述了自密实混凝土的配制原理,然后讲述了自密实混凝土的配合比设计原则与其特征,最后论述了自密实混凝土硬化后的性能优缺点。
关键词:自密实混凝土;配合比;硬化。
0 引言
20世纪80年代初,混凝土结构的耐久性问题在日本引起了广泛的关注。为了减少混凝土施工质量下降的问题,而衍生了自密实混凝土,这一概念首先是Okamura在1986年提出的。自密实混凝土(Self—Compacting Concrete,简称SCC)是高性能混凝(Higll Performance Concrete,简称HPC)的一种,是指具有不离析、不泌水,能够不经振捣或少振捣而自动流平,并能够通过钢筋间隙充满模板的混凝土,即无需振捣,仅依靠自重作用就能仿混凝土密实填充模板的各个角落
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。其与相同强度等级的普通混凝土相比,具有
较大的浆骨比、砂率较大、细掺料总量大的特点,有很高的施工性能。但至今为止,国内在自密实混凝土的配制技术上,仍未形成一种统一的配合比方法,因为对其配合比特征是很有意义的。混凝土硬化后,在力学性能和耐久性方面与普通混凝土相比具有很大优势。
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1 国内外应用研究现状
自密实混凝土自80年代后半期由日本东京大学的岗村甫提出来
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而问世以来,它的应用越来越广泛,其研究也越来越受到重视。此后,北京建工集团二公司开始研制并试用。中南大学等单位于2005年5月26~28日在湖南长沙主办了我国第一次自密实混凝土技术方面
的国际研讨会(1st International Symposium Design,Performance and Use of Self-Consolidating Concrete,SCC,2005—China)。特别是近几年,国内免振捣自密实混凝土的研究有了很大起色,到目前为止,已经将自密实混凝土应用于各类工业与民用建筑、道路、桥梁、隧道及水下工程
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。但是由于各地原材料和施工条件的差
别,具体实施时不能照搬国内外同行的技术经验。为保证自密实混凝土具有良好的工作性,且完全符合自密实混凝土的工作性要求,可通过采用优化配合比的方式来改善其工作性能,以达到自密实性。所以,对自密实混凝土的配合比特征与硬化后的性能优研究是很有必要的。
2 自密实混凝土的制备原理
与普通混凝土相比,自密实混凝土的关键是在新拌阶段能够依靠自重作用充模、密实,而不需额外的人工振捣,也就是所谓的“自密实性(self-compactability)”,它包括流动性或填充性、间
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隙通过性以及抗离析性等3个方面的内容。自密实混凝土拌合物的自密实过程可由图l表示,粗骨料悬浮在具有足够粘度和变形能力的砂浆中,在自重的作用下,砂浆包裹粗骨料一起沿模板向前流动,通过钢筋间隙、进而形成均匀密实的结构。
自密实混凝土拌合物的自密实性,为硬化混凝土的性能提供了重要保证,因而,也是进行自密实混凝土设计的重要基础,已有的白密实混凝土设计方法大部分是根据这一原理发展的。日本东京大学最早进行了自密实混凝土的设计研究,提出了所谓自密实混凝土原型模型方法(prototype method)
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,后来日本、泰国、荷兰、法
国、加拿大、中国等国的学者进一步进行了自密实混凝土的设计方法研究,归纳起来可以分为三类:
(1)基于自密实混凝土拌合物的变形性、间隙通过性以及抗离析性的理论分析,结合实验室试验研究结果,建立拌合物变形性、抗离析性以及间隙通过性与其配合比参数之间的经验关系。如:日本学者Edanatsu等
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提出的基于砂浆变形及其与粗骨料之间相互作用的
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设计方法;泰国学者Kasemsa瑚ra彻等基于自密实混凝土拌合
物变形性、离析以及间隙通过性提出的设计方法等。
(2)Edanatsu等认为:砂浆的变形性能对自密实混凝土拌合物性能起关键作用,自密实混凝土拌合物中砂子与砂浆的体积比相对固定,然后基于普通混凝土配合比设计方法即可进行自密实混凝土设计,并研究提出了一种测定砂浆变形性能和粘度的v形漏斗测定方法。这一模型比较简单,操作简便。然而,这一设计方法理论依据
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