摘要:
自密实混凝土(SelfCompactingConcrete或Self-ConsolidatingConcrete简称SCC)由于有优异的流动性、抗离析性和填充性等众多优点,所以在全世界得到发展并普及。本文介绍了SCC的应用现状、基本要求、材料配合比、不同的评价标准、施工和养护。
关键词:应用现状;基本要求;材料配合比;不同的评价标准;施工和养护
前言
自密实混凝土是指在自身重力作用下,能够流动、密实,即使存在致密钢筋也能完全填充模板,同时获得很好均质性,并且不需要附加振动的混凝土。自密实混凝土是在年由东京大学的几位教授首次在世界上提出并定义为自密实的概念,是从水下不分离混凝土中得到的设想启示,其后,自密实混凝土的设计及应用在世界上的重大工程上都得到应用,如黄埔大桥、杭州湾大桥、苏通大桥、长江三峡水坝等等,由于性能不断优化,在高铁上也得到广泛的应用。
一.SCC的应用现状
自从SCC自密实混凝土的概念被提出并得到正式工程应用至今,全世界范围内关于SCC的学术研讨会议曾多次举办。从SCC研讨会举办至今,会议的参加国逐年剧增。
(年至年SCC研讨会的举办地及参加国见下表)
在国内举行的研讨会:
SCC在建筑行业学术界受到如此青睐主要得益于其令人惊叹的独特性能。由此在建筑行业得到广泛应用。目前,在钢管柱/钢管拱、沉井连续墙、水坝挡水墙及部分预制混凝土构件中,优异的自密实特性造就了SCC的不可取代的独特地位。
二.SCC的基本要求
免振自密实混凝土应具有高流动性,高抗分离性、高间隙通过性和填充性,依靠自重即可充满复杂性模型,能通过密集的钢筋并应在这一过程中保持自身的均匀性,并且在同条件养护和标准养护条件下其各龄期的混凝土力学性能和耐久性能均达到普通混凝土的要求。因此配制免振自密实混凝土必须解决高流动性和抗分离性的矛盾,即混凝土在高流动性下不离析、不泌水、稠度适当利于泵送,从而提高间隙通过性和填充性。同时配制免振自密实混凝土时需解决好混凝土较高的工作性能与混凝土力学性能、耐久性能的矛盾。目前国内配制免振自密实混凝土主要依靠掺加高效减水剂(减水率在25%左右),以达到高流动性的目的,掺加高量的高细度水泥和超细掺合料提高混凝土的抗分离性,调节混凝土的工作性,改善混凝土的力学性能和耐久性能,以较低的水灰比保证混凝土硬化后的力学性能(对钢筋握裹力、混凝土收缩性、抗渗性和抗碳化性能、抗拉、抗折、弹性模量及其它力学指标等)。
三.SCC的材料及配比要求
以强度等级C60的高强度自密实混凝土为例,原材料选取方面的标准如下:
水泥:使用高细度P·Ⅱ52.5R型水泥。
矿渣粉:使用以水淬矿渣为主要原料生产的各项性能指标达到或超过S95标准的磨细矿渣粉。比表面积不小于cm2/g,需水量比宜不大于%,烧失量宜不大于5%。
硅粉:硅粉是冶金电炉排放的粉尘,比表面积不小于18m2/g,密度约Kg/m3,平均直径为0.1~0.2微米左右,其中高活性的SiO2含量不小于85%,可促使水泥高度分散,促进早期水化,硅粉的火山灰活性料不断和水泥水化物Ca(OH)2反应,也加速水泥水化,从而改变混凝土的孔结构,使混凝土更加密实,提高了混凝土的强度和抗渗性、抗蚀耐磨性。
硅粉和磨细矿渣粉双掺使用,既可克服单掺矿渣粉混凝土早期强度低的缺点,又可解决单掺硅粉的混凝土早期收缩较大的问题。同时硅粉的水泥等效系数可达到2以上,因此使用硅粉可有效降低单方混凝土中总胶结料的数量,使混凝土满足要求。
外加剂:使用特制的专用缓凝高性能减水剂,如FOX-8H(苏州弗克公司),减水率超过25%。
砂子:使用Ⅱ区中砂,细度模数:2.8。
石子:为使混凝土能顺利通过较密的钢筋,石子粒径采用5~15mm连续级配。
水:饮用水。
碱含量限值:每立方米混凝土的总碱含量不宜大于3kg。
四.SCC的评价标准
下表为我国相关规程与国外规范的对比:
五.SCC的施工和养护
同样以强度等级C60的高强度自密实混凝土为例,施工养护要求如下
1.浇筑要点
1)检查模板拼缝不得有大于1.5mm的缝隙。
2)泵管使用前用水冲净,并用同配比砂浆冲润泵管,以利于垂直运输。
3)卸料前罐车高速旋罐90S左右,再卸入混凝土输送泵,由于触变作用可使混凝土处于最佳工作状态,有利于混凝土自密实成型。
4)保持连续泵送,必要时降低泵送速度。
5)自密实混凝土浇筑时,尽量减少泵送过程对混凝土高流动性的影响,使其和易性能不变。
6)浇筑过程中设置专门的专业技术人员在施工现场值班,确保混凝土质量均匀稳定,发现问题及时调整。
7)浇筑时在浇注范围内尽可减少浇筑分层(分层厚度取为1m),使混凝土的重力作用得以充分发挥,并尽量不破坏混凝土的整体粘聚性。
8)使用钢筋插棍进行插捣,并用锤子敲击模板,起到辅助流动和辅助密实的作用。
9)自密实混凝土浇筑至设计高度后可停止浇筑,20min后再检查混凝土标高,如标高略低再进行复筑,以保证达到设计要求。
2.养护要点
1)自密实混凝土浇筑完毕后,若有梁面部位则采用无纺布进行覆盖,柱面采用双层塑料布包裹,以防止水分散失,终凝后立即洒水养护,不间断保持湿润状态。
2)养护时间下少于14天,混凝土表面与内部温差小于25度。
六.结论
自密实混凝土拆模后(由于自密实混凝土胶凝材料相对较多,水化充分,因此早期强度较普通混凝土约提早1/3,例如实际施工中C60自密实混凝土柱常温下18小时后拆模,梁板达到设计强度%后拆模),观察表面观感光滑光泽度,有无裂缝与气泡,作为评价SCC质量的重要因素。
但自密实混凝土同样存在的造价高,施工技术要求高的特点,这两点影响它的推广和大量应用。将来应在掺合料的选择和外加剂的性能上开展研究工作,使造价降低,并使高流动性的保存时间增长,使之能在更大范围内推广、应用。
七.参考文献
1.《高强混凝土结构技术规程》CECS:99-中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会;
2.黄智山,胡琼,杜卓铮,等.自密实混凝土工作性评价方法与两个主要的技术指标[J].,.
3.万魁元.自密实混凝土存在的问题及解决办法[J].,.
4.杨康,龚平,柯昌君,等.基于新规范的自密实混凝土配合比设计[J].,.
5.张嘉新,高小建,王子龙,等.自密实混凝土模板侧压力测试方法研究[J].,:6-8.
6.蔡亚宁,袁富平.泵送C60自密实混凝土在工程中的应用[J].,:57-59.