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1、国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状 [摘要] 自密实混凝土即拌合物具有很高的流动性而不离析、不泌水,能不经振捣或少振捣而自动流平并充满模型和包裹钢筋的混凝土。不仅可大大降低施工噪声,而且可加快施工速度、保证和提高施工质量。可通过配合比调整其物理、力学性能。对原材料、配合比敏感,对施工要求严格。由于历史短,尚有若干问题需进一步研究。[关键词] 混凝土 自密实混凝土 高性能混凝土 配合比 展望 80年代后半期,日本东京大学教授村甫开发了“不振捣的高耐久性混凝土”,称之为高性能混凝土(HighPerfor-manceCon
2、crete)。1996年在美国泰克萨斯大学讲学中,甫村称该混凝土为自密实高性能混凝土(以下简称自密实混凝土self compactingconcrete)。之所以称为高性能,是因为具有很高的施工性能,能保证混凝土在不利的浇筑条件下也能密实成型,同时因使用大量矿物细掺料而降低混凝土的温升,并提高其抗劣化的能力,而可提高混凝土的耐久性。自密实混凝土即拌合物具有很高的流动性而不离析、不泌水,能不经振捣或少振捣而自动流平并充满模型和包裹钢筋的混凝土。自密实混凝土综合效益显著,特别是用于难以浇筑甚至无法浇筑的部位,可避免出现因振捣不
3、足而造成的空洞、蜂窝、麻面等质量缺陷。强度等级越高,比常态混凝土费用越低。自密实混凝土配制的关键是满足良好的流变性能要求。自密实混凝土属于高流动性混凝土的一部分。1 国内外自密实混凝土的应用概况至1994年底,日本已有28个建筑公司掌握了自密实混凝土的技术。从日本1992～1993年各学会、技术刊物等发表的自密实的高性能混凝土在土木工程中应用实例来看,自密实高性能混凝土特别适合于浇筑量大、浇筑高度大、钢筋密集、有特殊形状等的工程。在西方也有不振捣的混凝土的应用,如美国西雅图65层的双联广场钢管混凝土柱,28d抗压强度115M
4、Pa。混凝土从底层逐层泵送,无振捣。在美国为了保证混凝土的浇筑质量以保证钢筋和混凝土的整体性,在密筋的钢筋混凝土和几何形状复杂的结构中,也使用高坍落度而能自流平的混凝土,但强调仍需要适当的振捣以确保混凝土的足够密实。近年来由于在日本不断有采用自密实混凝土成功的工程实例,美国也开始注意该项技术。在我国北京、深圳、济南等城市也开始使用自密实混凝土,从1995年开始,浇筑量已超过4万m3。主要用于地下暗挖、密筋、形状复杂等无法浇筑或浇筑困难的部位、解决扰民问题、缩短工期等。2 自密实混凝土的性能2.1 自密实混凝土拌合物的性质自密
5、实混凝土的拌合物除高流动性外,还必须具有良好的抗材料分离性(抗离析性)、间隙通过性(通过较密钢筋间隙和狭窄通道的能力)和抗堵塞性(填充能力)。国外大多用拌合物的坍落流动度,即坍落后拌合物铺展的直径,作为高流动性混凝土流变性能的量度。日本报道,坍落流动度一般为50～70mm。超过70mm时,拌合物易产生离析;不到50mm时,则可能发生充填障碍。拌合物抗离析性可用坍落流动速率来评定。坍落流动速率用拌合物坍落后铺展到直径为50cm的时间除以流动距离15cm的值表示。坍落流动速率快时,流动性好,但过快时容易产生离析。也有人在一种L形
6、流动性测定装置的转角处装置传感器测定拌合物流动初始的速率,来判断拌合物的抗离析性。对于泌水量,按日本标准JASSA1123的方法检测时,JASS5规定对普通混凝土要求<0.5cm3/cm2,而对高耐久性的混凝土则要求<0.3cm3/cm2。抗离析性直接影响混凝土拌合物浇筑后的均匀性。必要时可检测水平流动至不同部位或垂直浇筑到不同高度的拌合物中粗骨料的含量,作为拌合物均质性的评定。国内不同单位或部门参考国外已有检测方法,结合自己的实验,创造了各具特色的评价方法,有待于规范化。一般,自密实混凝土的凝结时间较长,可达10h左右,尤
7、其是在冷天施工时。但初、终凝时间间隔短,一旦凝结,强度很快就会增长;如果使用低浓度的高效减水剂,由于NaSO4含量较高,会使混凝土凝结时间缩短,甚至在夏季还需添加适量缓凝剂。2.2 硬化混凝土的性质(1)强度 自密实混凝土属于高性能混凝土,可有很宽的强度范围,即从C25到C60以上。我国目前大量使用的是C30～C40。为了保证及时拆模,成型后在标准条件下24h抗压强度应≥5MPa。在施工计划允许、着重长期强度、使用低热水泥等情况下,可放宽上述要求。(2)弹性模量 由于粗骨料用量较少,自密实混凝土比使用同一品种骨料的普通混凝土
8、弹性模量稍低些,根据JIS的方法试验,标准养护28d时,降低值小于10%。根据北京二建的测试,因采用低水胶比,尽管有所降低,仍能满足结构设计规范的要求。适当提高配制强度、增加粉煤灰掺量、添加适量合成短纤维等措施均可提高弹性模量。(3)收缩 通常,由于粗骨料用量小,粉体材料用量大,自密实混凝
