高强自密实混凝土制备技术及工程应用

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1、高强自密实混凝土制备技术及工程应用第1章绪论1.1课题的背景和意义日本以其高超的水泥制造工艺为依托，更倾向于通过使用大量水泥等粉体材料和相对少量的水及减水剂的调节作用来获得较好的抗离析性能；相比之下，欧美国家则更倾向于通过使用更多的砂、石和水，必要的时候使用增稠剂，以此使其流动性得到保障。在我国，对自密实混凝土的研究和应用相对起步较晚，其发展主要是在高等院校和聚羧酸减水剂生产商的带动下进行，而国内对自密实混凝土的研究还不是很成熟，造价相比于普通混凝土偏高，配合比设计也多以经验为依据，对技术人员的能力要求较高。综合以上可以看出在自密实混凝土的研究方面仍

2、然还有许多问题需要解决[4]。近年来，自密实混凝土的配制由于高效减水剂的出现成为了可能，并已成为混凝土技术的一个最新的发展方向。由于自密实混凝土可改善混凝土的施工性能并降低劳动成本，利于环境保护，同时还可提高硬化后混凝土的力学性能和耐久性，因此，世界各国都十分重视开发、利用该项技术。现在，SCC在西方发达国家的用量已占混凝土总产量的30%~40%。高效减水剂在我国开发较晚，自密实混凝土研究时间也较短，在实际工程中的应用也还不是很多[5]。90年代初期，我国开始自密实混凝土的研究与应用，冯乃谦教授在1987年提出的流态混凝土概念，奠定了我国这一领域的研

3、究基础；20世纪80年代末，高强混凝土在我国开始应用；90年代中期，在高性能混凝土、外加剂的研制基础上，我国的高强混凝土越发向高大流动性、超高度泵送、高耐久性等高性能混凝土转变[6-7]。..1.2高性能自密实混凝土配制SCC在配制过程中要解决好拌合物高流动性和抗离析性间的矛盾；同时，要解决好其工作性能与力学性能、耐久性能间的矛盾[12-13]。自密实混凝土的成型原理是通过选择、搭配粗细骨料，外加剂，胶结材料和精心设计配比，将混凝土拌合物的屈服剪应力控制在允许范围内，且其塑性粘度足够，使骨料在水泥浆中悬浮，不发生离析、泌水现象，同时，自密实混凝土的工

4、作性能指标应达到：坍落度为240-270mm，扩展度≥600mm，Orimet法流下时间为8-16s，坍落度中边高差≤20mm，为使混凝土达到自密实，1995年，Okamura和Ozaet口下料、J环等较规范的方法，自密实混凝土需借助这些测试方法来进行配合比设计与现场质量检验，但用一种方法难以全面反映混凝土拌合物的工作性，一般需同时采用两种或以上试验方法来评价流动性、稳定性和通过钢筋间隙能力[3]，详见表1-1。.第2章原材料的优选2.1引言普通混凝土的原材料即可适用于高强自密实混凝土，但必须注意要同时使用优质矿物掺料和外加剂。针对高强自

5、密实混凝土的技术难点，本章就其配制过程中各种原材料的选取进行了叙述，并结合实验对材料性能进行了分析。骨料下沉速度随其粒径增大而增大，这就造成了颗粒在混凝土内分布的不均匀，从而，导致其流动性变差，尤其是其抗离析性流动过程中下降更明显，因此，高性能自密实混凝土粗骨料的最大粒径宜小一些。但也不是粒径越小越好，太小的粒径会使石子空隙率增大，比表面积增加，水泥用量增加，造价提高，影响混凝土强度。此外，粒径越小，加工时粘附在石子表面上的粉尘也会相应增多，造成施工冲洗困难，一旦冲洗不彻底，就会使骨料界面的粘结力严重削弱，进而降低混凝土的强度。..2.2水泥自密实混

6、凝土水泥的选择主要是考虑其与外加剂的适应性问题，一般来说，水泥矿物中C3A吸附外加剂量最大，依此为C4AF，C3S，C2S。水泥胶结料对外加剂吸附量的多少对混凝土的流动性及强度增长影响很大，水泥浆体外加剂吸附量越少，其流动度值越大。水泥对萘系减水剂相容性及其凝结时间随其碱含量的增大而降低，因此，高性能混凝土中的使用的水泥最好C3A含量低，使混凝土拌和物流动性增大，流动度经时损失减小，而C3S对混凝土的徐变影响较大，随着其增加，混凝土的徐变减小。综上，C3A含量低、碱含量低和标准稠度用水量低的水泥更适合配制自密实混凝土[26-28]。同时，生产自密实混

7、凝土不宜选用凝结速度过快的水泥，因为此类水泥配制的混凝土流动性损失很快，一般无法实现自密实施工。按照以上要求，同时考虑到水泥的市场供应情况，选用了广州粤秀水泥厂生产的粤秀牌P•Ⅱ42.5硅酸盐水泥，其性能如表2-1。骨料形貌主要指其孔隙特征、粗糙程度及其针片状含量。骨料的形貌会影响到骨料、水泥石的粘结，从而对混凝土的强度产生影响，特别是对抗压强度影响更为明显。与卵石相比，碎石表面多棱角、粗糙，与水泥砂浆有较强的粘结力，接触过程中界面作用明显，因此，本研究选用表面粗糙且多棱角的碎石。此外，石料在加工过程中由于各种原因，均会产生针片状石料。对S

8、CC，针片状颗粒含量对其性能影响较大，因此，要更加严格控制针片状颗粒含量，以5%以内为宜。参照