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自密實(shí)高強(qiáng)高性能混凝土的研制與應(yīng)用
來(lái)源:砼商網(wǎng) 作者:馬安 發(fā)布日期:Jan 12, 2018 閱讀次數(shù):2737 收藏 打印 
摘要:本文通過(guò)一系列試驗(yàn),運(yùn)用常規(guī)原材料配制出C70高強(qiáng)自密實(shí)高性能混凝土,其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能滿足自密實(shí)性能要求,對(duì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的控制,成功在南通一船廠工程中加以應(yīng)用。

自密實(shí)混凝土(SCC)是一種高流動(dòng)性且具有適當(dāng)粘度的混凝土,它具備不離析性、能夠通過(guò)鋼筋填滿模板內(nèi)的任何空隙,在重力作用下自行密實(shí),自密實(shí)混凝土源于高性能混凝土而高于高性能混凝土,是高性能混凝土的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向。其顯著的突出特點(diǎn)是拌合物具有良好的工作性能,即使在密集配筋和復(fù)雜形狀的條件下或澆筑難度很大、振搗困難的條件下,能僅依靠自重而無(wú)需振搗便能均勻密實(shí)填充成型,為施工操作帶來(lái)極大方便。同時(shí),兼有改善施工環(huán)境、加快施工進(jìn)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低工程費(fèi)用等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,被稱為“最近幾十年中混凝土技術(shù)最具革命性的發(fā)展”。自密實(shí)混凝土自身明顯的特點(diǎn),如膠凝材料用量大、砂率較高、使用高效減水劑、礦物摻量較多等,故普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法和原則已不再適用,探索合理的配合比設(shè)計(jì)方法和根據(jù)各地區(qū)的具體原材料情況,開展?jié)M足本地區(qū)原材料性能要求的自密實(shí)混凝土研究與試驗(yàn),具有非常重要的意義。

一、 配合設(shè)計(jì)原則、性能要求和方法

自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)的一般原則是:要求拌合物具有較高的坍落擴(kuò)展度,且不產(chǎn)生離析,滿足所要求的強(qiáng)度和耐久性。具體原則為:①水灰比:自密實(shí)混凝土的水灰比和普通混凝土的水灰比基本相同,根據(jù)要求的強(qiáng)度和耐久性來(lái)確定。②單位用水量:在采取其他措施能保證自密實(shí)混凝土坍落度的前提下,應(yīng)盡量降低單位用水量。③砂率:為了保證自密實(shí)混凝土在泵送時(shí)和澆筑后不離析,要適量增加砂率。

自密實(shí)混凝土除要檢測(cè)常規(guī)混凝土指標(biāo)外,另外需進(jìn)行如下指標(biāo)的檢測(cè),以確定混凝土的工作性能。①、坍落擴(kuò)展度,此指標(biāo)是衡量自密實(shí)混凝土自密實(shí)能力的重要技術(shù)指標(biāo),一般要求自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度在500~600mm 之間。自密實(shí)混凝土 T50時(shí)間是流動(dòng)度的次要表征,時(shí)間短表示流動(dòng)性好,一般建議T50時(shí)間為3~7秒;②、V型漏斗試驗(yàn),把混凝土裝入V型漏斗內(nèi),測(cè)定混凝土流空時(shí)間,這個(gè)試驗(yàn)測(cè)量的是混凝土流動(dòng)性能,時(shí)間越短表明流動(dòng)性越好。對(duì)于自密實(shí)混凝土,流動(dòng)時(shí)間為10秒被認(rèn)為是適當(dāng)?shù)?。③、L型箱流動(dòng)試驗(yàn),檢測(cè)自密實(shí)混凝土在沒(méi)有阻礙條件下通過(guò)L型箱的流動(dòng)度,測(cè)量混凝土到達(dá)200mm和400mm標(biāo)記的時(shí)間T20、T40和混凝土的下落高度,計(jì)算混凝土的混凝土阻塞率D,D值越接近1,表明混凝土的流動(dòng)性越好,一般建議可接受的最小值為0.8。④、U型箱間隙通過(guò)能力測(cè)試,U型箱裝置測(cè)量最大粗集料尺寸不超過(guò)25mm的自密實(shí)混凝土的間隙通過(guò)能力,通過(guò)檢測(cè)填充后兩邊的高度差來(lái)反映混凝土的流動(dòng)性能,填充高度差越接近零,混凝土的流動(dòng)和通過(guò)能力越好,U型箱試驗(yàn)如下圖1:


                 1    L型箱試驗(yàn)

自密實(shí)混凝土的力學(xué)性能指標(biāo):強(qiáng)度、彈性模量等,耐久性指標(biāo):收縮、碳化、電通量等指標(biāo)。

二、 原材料選擇及配合比確定

㈠、原材料品種及規(guī)格

①、水:自來(lái)水;②、水泥:選用中材52.5P.Ⅱ水泥,3天強(qiáng)度30.5MPa,28天強(qiáng)度62.3MPa,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量27.2%,安定性合格;③、粉煤灰:南通電廠Ⅱ級(jí)灰,細(xì)度11.5%,燒失量7.2%,需水量比98%;④、礦粉,沙鋼S95,比表面積435mm2/g,燒失量3.0%,28天活性指數(shù)106%;⑤、砂,中砂,細(xì)度模數(shù)2.8,泥含量0.1,泥塊含量0,無(wú)其他有機(jī)雜質(zhì);⑥、碎石,5~20mm連續(xù)級(jí)配,無(wú)泥、泥塊含量,壓碎值6.2%,空隙率42%;⑦、外加劑,江蘇南京SBT-901(A)高效聚羧酸減水劑,減水率35%,凈漿流動(dòng)度230mm。

   ㈡、混凝土配合比

自密實(shí)混凝土配合比沒(méi)有統(tǒng)一的依據(jù),根據(jù)查閱相關(guān)資料結(jié)合本地原材料進(jìn)行試驗(yàn),擬用如下配合比:

                    表一:混凝土配合比(單位:Kg/M3)

編號(hào)

水灰比

砂率(%)

水泥

粉煤灰

礦粉

外加劑

1

0.272

50

150

350

80

120

890

890

8.3

2

0.259

48

150

380

80

120

792

858

8.7

3

0.246

46

150

410

80

120

745

875

9.2

三、 試驗(yàn)結(jié)果及分析

根據(jù)表一的配合比,分別進(jìn)行了混凝土工作性能、力學(xué)性能和耐久性能指標(biāo)的檢測(cè),其試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

1、混凝土工作性能檢測(cè)如下表二:

                      表二:混凝土工作性能檢測(cè)結(jié)果

編號(hào)

坍落擴(kuò)展度(mm)

T50時(shí)間(S)

V型漏斗時(shí)間(S)

L型箱堵塞率D

U型高度差(mm)

0

30min

60min

1

580

550

530

6

10

0.6

8

2

650

630

620

5

6

0.9

5

3

600

580

560

5

7

0.8

4

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出:所有試驗(yàn)配合比基本滿足自密實(shí)混凝土工作性能要求,無(wú)泌水離析現(xiàn)象,能夠順利通過(guò)鋼筋隔柵填充自制填充箱,尤其編號(hào)2各項(xiàng)性能更具備良好的工作性能。

2、混凝土力學(xué)指標(biāo)、久性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如下表三:

                      表三:力學(xué)、耐久性能檢測(cè)結(jié)果

   編號(hào)

強(qiáng)度(MPa)

電通量

(C)

彈性模量

(×10000Mpa)

28天收縮徝(μm)

28天碳化(mm)

7d

28d

1

70.9

81.3

890

3.5

200

0

2

73.6

85.6

850

3.8

150

0

3

74.2

86.5

850

3.9

160

0

   從上表可以看出,混凝土力學(xué)性能和耐久性指標(biāo)均能滿足C70高強(qiáng)自密實(shí)高性能混凝土的技術(shù)要求,結(jié)合工作、力學(xué)、耐久性能指標(biāo),選擇編號(hào)2進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)并進(jìn)行模擬生產(chǎn)和澆注,混凝土泵送順利,澆注后表面平整光滑無(wú)氣泡,回彈強(qiáng)度達(dá)75MPa,滿足設(shè)計(jì)要求,拆模后構(gòu)件如下圖2:

   

      2 模擬澆注后的構(gòu)件外觀

四、 自密實(shí)的生產(chǎn)和施工 現(xiàn)場(chǎng)控制要點(diǎn)

南通一船廠工程,倉(cāng)內(nèi)一承重結(jié)構(gòu),外形復(fù)雜不規(guī)則,振動(dòng)棒無(wú)法達(dá)到所有部位,且梁柱交界處間距不足20mm,設(shè)計(jì)要求C70,根據(jù)結(jié)構(gòu)鋼筋分布情況及復(fù)雜的外形,經(jīng)過(guò)分析討論后認(rèn)為,為保證工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量,決定采用C70自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆注。自密實(shí)混凝土生產(chǎn)過(guò)程中必須嚴(yán)格控制質(zhì)量,保證混凝土質(zhì)量滿足工程技術(shù)要求,主要通過(guò)以下幾方面進(jìn)行控制:1、原材料的質(zhì)量控制,認(rèn)真檢測(cè)所有原材料,來(lái)合格原材料嚴(yán)禁使用;2、混凝土生產(chǎn)澆筑過(guò)程中的質(zhì)量控制。生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行及時(shí)調(diào)整,及時(shí)測(cè)定骨料的含水率、含石率,對(duì)出場(chǎng)混凝土安排專人檢測(cè)混凝土塌落度、擴(kuò)展度,如不能滿足出廠要求及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,并且對(duì)運(yùn)輸、澆筑過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,了解混凝土運(yùn)輸過(guò)程中塌落度的損失及現(xiàn)場(chǎng)澆筑情況,避免出現(xiàn)混凝土塌落度損失、混凝土離析等質(zhì)量問(wèn)題,并及時(shí)反饋到廠內(nèi)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。3、施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底,及時(shí)解決混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題?;炷寥肽G霸俅芜M(jìn)行混凝土塌落度和擴(kuò)展度的測(cè)定,以確保塌落度220~260mm,擴(kuò)展度大于600mm.,并且密切關(guān)注澆筑過(guò)程中有沒(méi)有離析、泌水現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整或返回廠內(nèi)調(diào)整?;炷猎噳K制作方式模擬實(shí)際施工情況,不做任何插搗和振動(dòng),輕輕抹平試塊表面,進(jìn)行同條件和標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù),28d試壓強(qiáng)度均在80MPa~85 MPa之間,混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定,混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)7d后開始拆模,混凝土構(gòu)件表面光滑平整,無(wú)蜂窩、麻面、露石、露筋現(xiàn)象。28天時(shí)使用非金屬超聲波探傷儀進(jìn)行全面檢測(cè),未發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部有孔洞或不密實(shí)現(xiàn)象,對(duì)構(gòu)件進(jìn)行實(shí)體回彈,強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

總結(jié):通過(guò)認(rèn)真試驗(yàn),模擬試生產(chǎn)澆注和生產(chǎn)、施工現(xiàn)場(chǎng)的認(rèn)真把控制,總結(jié)如下:(1) C70高強(qiáng)自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)滿足工程質(zhì)量和施工要求,此配合比生產(chǎn)的自密實(shí)混凝土切實(shí)可行。⑵ 自密實(shí)混凝土原材料要建立嚴(yán)格的驗(yàn)收制度,專料專用,現(xiàn)場(chǎng)施工建立完善的制度和措施。(3)自密實(shí)混凝土膠結(jié)材用量大,應(yīng)盡可能利用磨細(xì)礦渣粉和粉煤灰,降低混凝土水泥用量,降低成本節(jié)省能源。(4) 采用自密實(shí)混凝土能顯著提高混凝土施工效率,節(jié)省勞動(dòng)力, 降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,尤其對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和鋼筋密集結(jié)構(gòu),能大幅度提高混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量,是一種值得推廣和研究的新型混凝土。

參考文獻(xiàn)

1、《自密實(shí)混凝土的發(fā)展應(yīng)用及展望 齊永順、楊玉紅 混凝土》 2007(1)P25-28

2、《自密實(shí)混凝土的研究現(xiàn)狀及展望》白永兵、田元峰 《山西建筑》2006(10)P168-169

3、《自密實(shí)混凝土的試驗(yàn)配制與應(yīng)用王鐵柱  《商品混凝土》2012(8)

4、《C70 高強(qiáng)混凝土配合比試驗(yàn)研究》楊文杰,鄭衛(wèi)東《商品混凝土》2015(2)

  

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