国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状

国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状

2施工技术

自密实混凝土的拌合物除高流动性外,还必须具有良好

第28卷

对钢筋的保护,但自密实混凝土因水胶比很低,混凝土密实度高,抵抗碳化的能力强。单纯从材料来说,可以不怀疑其对钢筋保护的作用。实际上,对不同的构件应作不同的考虑:对主要受压的构件,如基础、墩柱以及长期处于水下的结构,可不考虑碳化问题;对受弯构件,如梁、板,则因在荷载作用下产生裂缝是不可避免的,设计时允许受力后受拉区产生宽度不大于012mm(对预应力钢筋混凝土是011mm)的裂缝,则碳化问题就应考虑。在此情况下,抗碳化的性能和细掺料的品种、掺量有关。例如掺粉煤灰30%而水胶比为0135时,碳化速率约与普通混凝土水灰比为015时相当;同样效果的矿渣掺量可达70%;水胶比为014、矿渣掺量达50%时,碳化速率同普通混凝土的相差无几。

因此,对用于不同部位的自密实混凝土,可通过配合比的调整来保证其抗碳化的性能。有些矿物细掺料中往往含有一定量的碱,对保持混凝土中的pH值是否起作用,需要通过试验来证明。对自密实混凝土的抗碳化性也需要和构件的裂缝情况结合起来进行试验研究。

(5),是抵抗冻融,特别是除

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<015cm3 cm2,而对高耐久性的混凝土则要求<013cm3

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抗离析性直接影响混凝土拌合物浇筑后的均匀性。必要cm。

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,其是在冷天施工时。但初,,很快就会增长;,aSO4含量较高,,适量缓凝剂。

212　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

,经冻融循环作用后,动200次,在冻,要求300次;含气量一般要求为

3%～6%,在冻融循环作用频繁的环境下,为4%～7%。在日

本多使用引气型减水剂(AE减水剂)。由于掺入较大量矿物细掺料,自密实混凝土有很好的抗化学侵蚀和抗碱骨料反应的能力。矿物细掺料抗碱骨料反应的有效掺量粉煤灰为

30%,矿渣是40%。

3　自密实混凝土的原材料和配合比311　自密实混凝土的原材料

(1)胶凝材料　除要求温升很低的大体积自密实混凝土

的强度范围,即从C25到C60以上。我国目前大量使用的是～C40。为了保证及时拆模,成型后在标准条件下24h抗C30

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

需要选用中热或低热水泥外,硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥都可选用,按目前我国标准标号应不低于

425号,具有较低的需水性,还应考虑与所有高效减水剂的相

使用同一品种骨料的普通混凝土弹性模量稍低些,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,

容性。掺用矿物细掺料的目的是调节混凝土的施工性能、提高混凝土的耐久性,降低混凝土的温升。因此矿物细掺料应具有低需水量、高活性。为了保证混凝土的耐久性,可利用不同细掺料的复合效应。例如,矿渣比粉煤灰活性高,而抗离析性差;粉煤灰比矿渣抗碳化性能差,但收缩小。按适当比例同时掺用粉煤灰和矿渣,则可取长补短。由于采用低水灰比,强度要求较低时,可再掺用适量填充性细掺料,如石英砂粉、石灰石粉等,来保证足够的浆量。因此,日本的高流动性混凝土普遍采用水泥、矿渣、粉煤灰三组份胶凝材料,有时加上石粉,成为四组份。据日本资料,从活性来说,磨细矿渣最优的比面积为6000～8000cm2 g,但从减小收缩来说,最好为

4000cm2 g左右。

(2)骨料　骨料的粒形、尺寸和级配对自密实混凝土拌

自密实混凝土的干燥收缩会大些,容易产生有害裂缝。可根据结构形式、构件尺寸、施工条件、工程性质等的不同,确定不同的目标。据日本的资料,标准条件下养护7d的试件在20±2℃、相对湿度60±5%的条件下6个月的干缩为≤8×

10-4以下,比同种骨料的普通混凝土收缩增加量<10%。掺

用粉煤灰和少量膨胀剂有利于减小收缩。掺用合成纤维不仅可减小收缩,也可提高抗裂性能。

(4)抗碳化性　普通混凝土的碳化速率和水灰比近似于

线性关系。掺入矿物细掺料后,在相同水灰比下,碳化速率增加。降低混凝土的水胶比,则可达到相近的碳化速率。混凝土掺用大量混合材料后,碱度大大降低,会加速碳化而不利于

合物的施工性,尤其是对拌合物的间隙通过性影响很大。和泉意登志报道,用密实体积率为62%的日本青梅碎石,混凝土拌合物的间隙通过量是用密实体积率为67%的日本鬼怒