自密实混凝土

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,自密实混凝土,自密实混凝土简介,1,2,4,4,3,自密实混凝土制作,自密实混凝土工程应用,国内外标准对比,自密实混凝土产生的背景,1.,普通混凝土在浇筑过程中，由于一些客观原因，不能保证混凝土完全密实，导致混凝土耐久性不良。,2.,在配筋稠密且复杂的工程，或者是在一些特种薄壁结构、高细结构、浅埋暗挖工程、隧道和地下结构中，混凝土振捣密实困难。,3.,商品混凝土的发展，对新拌混凝土的大流动性及在运输、浇筑过程中较长的保塑性提出了新的要求。,4.,环保节能，传统混凝土振捣施工不但产生噪音污染，而且费时费工，工人劳动强度大，工作环境恶劣。,海上承台桩芯混凝土浇筑,日本明石海峡大桥,某工程剪力墙配筋,实 例,自密实混凝土（,Self Compacting Concrete,简称,SCC,）是指拌合物具有很高的流动性并且在浇筑过程中不离析、不泌水，能够不经振捣而充满模板和包裹钢筋的混凝土。在传统的坍落度试验中，自密实混凝土在达到,260mm,以上坍落度、,600mm,以上扩展度的同时，无离析、泌水现象发生。,高流动性,：保证混凝土能够绕过障碍物，充分填充模型的每个角落。,高稳定性,：保证混凝土质量均匀一致，即不泌水，骨料不离析,通过钢筋间隙能力,：保证混凝土穿越钢筋间隙时不发生阻塞,自填充性,：是流动性、稳定性和间隙通过性的最终结果,冈,村教授,前川教授,小沢教授,自密实混凝土是在,1988,年,由东京,大学,的冈,村教授，前川教授,以及,小沢教授,首次在,世界,上提出的并冠以自密实混凝土的,名称,，其设想是从,水,下,不分,离混凝土中得到的启示；,1988,年夏天在东京大学土木系混凝土研究室成功配置出第一号免振自密实混凝土。,自密实混凝土起源,年,举办地,参加国,1998,高知,15,国家,1999,斯德歌尔摩,20,国家,2001,东京,20,国家,2003,雷克雅未克,31,国家,2005,芝加哥,34,国家,SCC,研讨会,自密实混凝土国内外研究现状,1998,年，中建二局南方公司承建的施工高度为,352.2m,的深圳赛格广场钢管混凝土中使用了高抛免振捣自密实混凝土。,锡宜高速公路、京杭运河大桥跨沪宁铁路、京杭大运河在施工中采用了,C50,自密实微膨胀混凝土。,深圳南方国际广场的施工中，使用了,C100,自密实钢管混凝土；武汉国际会展中心的主楼中庭轴的钢骨混凝土中使用了,C40,高保塑自密实混凝土,1993,年来，国内的研究机构越来越关注自密实混凝土方面的研究。中南大学，清华大学，原重庆建筑大学和武汉理工大学等相继开展自密实混凝土的配置和性能等研究。,沉井连续墙,钢管,柱,预制混凝土,水坝挡水墙,适用场合,自密实混凝土分类,粉体,型,兼用型,粘度剂型,高性能混凝土,建筑混凝土,喷射混凝土,填埋混凝土,由于,粉,料,量,的,増加,，,材料,的抗分离性提高了,由于,粘度剂,的效果提高了材料的抗分离性,粉,料,量,的,増加,提高了,材料,的抗分离性,、,而,粘度剂的使用,减小了高流动混凝土的扩展度变化,粉,料,量少,，处于分离状态的混凝土,可塑性状态的混凝土,自密实混凝土的工作机理,按照流变学理论，新拌混凝土属于宾汉姆流体，其流变方程为,式中：为剪切应力,为屈服剪切应力,为塑性粘度,为剪切速度,是阻碍塑性变形的最大能力，由材料之间的附着力和摩擦力引起，它支配了拌合物的变形能力；当 时，混凝土产生流动。是反映流体各平流层之间产生的与流动方向反向的阻止其流动的粘滞阻力，它支配了拌和物的流动能力，越小，在相同外力作用下流动越快。,自密实混凝土评价方法,坍落度扩展度实验,SCC,通常具有较大的坍落度,(240 mm,270 mm),，因此可以用坍落扩展度试验代替坍落度试验做混凝土拌合物初步控制用。,倒坍落度筒试验,牵引球粘度计,L,仪流动度试验,J,形环扩展度与坍落扩展度差值（,mm,）,通过能力级别,备注,0 25,0,高通过能力,25-50,1,中等通过能力,50,2,低通过能力,J,环试验,形容器,漏斗,坍落扩展度试验,V,型漏斗试验,U,型箱试验,混凝土的强度主要决定于三个方面：,（,1,）胶结材料硬化后的强度,（,2,）胶结材料与骨料的粘结强度,（,3,）粗骨料的颗粒及骨架强度,自密实混凝土的力学性能试验主要包括不同龄期和配合比对抗压强度、劈裂强度、抗折强度、弹性模量的影响。,试验,1,：自密实混凝土基本力学性能,配合比,自密实混凝土力学性能,试验,2,：粉煤灰和胶凝材料对自密实混凝土强度影响,粉煤灰掺量对自密实高性能混凝土强度影响,水泥为,P.042.5R,水泥为,P.032.5,胶凝材料用量对自密实高性能混凝土强度影响,水泥为,P.042.5R,水泥为,P.032.5,低强度自密实混凝土（,SDC,）与传统振捣混凝土（,TVC*,）比较,配合比,类型,Type,水,W,水泥,C,矿粉,Slag,粉煤灰,FA,细骨料,Fine Agr.,粗骨料,Coarse Agr.,水灰比,W/B,外加剂及掺量,Admixture,Dosage%,SDC,170,180,50,130,880,880,0.472,Glenium,6000 SDC,1.0%,TVC*,180,200,70,80,792,916,0.486,LN800N,1.6,抗压强度,Comp.strength,（,MPa,）,SDC,TVC,3d,14.9,17.9,7d,26.3,29.4,28d,42.2,38.6,低强度自密实混凝土（,SDC,）与传统振捣混凝土（,TVC*,）比较,SDC,TVC,坍落度,slump(mm),0min,235,215,1hr,220,100,扩展度,flow(mm),0min,605,375,1hr,600,T50(s),0min,7,1hr,10,含气量,(%),0min,4.6,3.5,凝结时间,Setting,(h:min),初凝,Initial,10:15,9:10,终凝,Final,13:00,12:10,低强度自密实混凝土（,SDC,）与传统振捣混凝土（,TVC*,）比较,收缩性能,Shrinkage property,自密实混凝土的配置,考虑到工作性要求及坍落度经时损失小，应优先选择,C3A,和碱含量小、标准稠度需水量低的水泥。所选水泥要符合,GB175-2007,通过硅酸盐水泥,的要求。,应选择质地坚硬、密实、洁净的骨料。粗骨料针片含量少,最大粒径一般在,16mm,20mm,范围。细骨料宜选用级配良好的中砂，砂中所含小于,0.125 mm,的细粉对,SCC,流变性能非常重要,一般要求不低于,10%,。,石粉：石灰石、白云石、花岗岩等的磨细粉,用于改善和保持,SCC,的工作性。,粉煤灰：火山灰质掺合料，能够改善,SCC,的流动性，有利于硬化混凝土的耐久性。,磨细矿渣：火山灰质掺合料，能改善和保持,SCC,的工作性，有利于硬化混凝土的耐久性。,微硅粉：高活性火山灰质掺合料，用于改善,SCC,的流变性能和抗离析能力,提高硬化混凝土的强度和耐久性。,原材料：,水泥,骨料,矿物掺合料,原材料：,水泥,外加剂,(,高效减水剂,),自密实混凝土的配置,聚羧酸,如今,、,所有的大流动性混凝土都使用聚羧酸系外加剂,。,原材料,自密实混凝土的配置,外加剂,(,粘度剂,),主,要,成分,自密实混凝土种类,粘度剂型,兼用型,纤维素,系水溶性高分子,乙二醇,系水溶性高分子,丙烯基,系水溶性高分子,多糖類,聚合物,（,聚糖,）,水溶性,多糖类,（,韦,兰胶质,）,原材料,自密实混凝土的配置,配合比,浆骨比,SCC,需要一定的胶结料浆体含量,一般为,33,40%,，另外采用较小的粗骨料体积含量，以减少粗大颗粒在狭窄空间内频繁接触发生堆集堵塞的概率,(,如图,),。但对混凝土而言,过小的粗骨料体积含量会产生较大的收缩，因此，确定最佳浆骨比是配合比设计的关键,自密实混凝土的配置,配合比,砂率,减小砂浆与粗骨料之间的相互分离作用,还可通过增加混凝土砂率的办法加以实现,但砂率值过大会影响,SCC,的弹性模量和抗压强度,一般宜控制在,40%,45%,。,掺合料用量,可以按净浆和砂浆流动度试验确定不同种类掺合料的具体用量,也可根据实际情况和经验选取合理值,可大于胶凝材料总量的,30%,。,水灰比,水灰比按混凝土强度、耐久性选择确定,一般在,0.4,以下,且用水量不宜超过,200 kg/m3,。,自密实混凝土的配置,设计的基本参数,自密实混凝土的配置,试配中存在的问题,问题,原因分析,充填性能不足,1.,流动性不足,2.,粘性过大,3.,骨料用量过多,流动性不足,1.,外加剂用量不足,2.,体积水粉比过大,3.,原材料性能不佳,4.,配合比设计不当,粘性过大,1.,体积水粉量过低,2.,外加剂用量不足,3.,细骨料过细,抗离析性不足,1.,体积水粉比过大,问题,原因分析,泌水、抓底,1.,外加剂适应性不佳,2.,粉体及颗粒级配不佳,3.,配合比设计不当,SCC,保塑时间短,1.,外加剂掺量过低,2.,外加剂保塑性能力差,外加剂用量过高,1.,外加剂与水泥适应性问题,2.,粉煤灰中含碳量过高,3.,砂中细粉含量过高,国内外标准对比,自密实混凝土设计与施工指南,CCES02-2004,（中国土木工程学会）,自密实混凝土应用技术规程,CECS203-2006,（中国工程建设标准化协会）,国内标准,2004,规程中，对外加剂的要求：,28d,收缩率比不宜大于,100%,。若有必要，可掺加增塑剂。胶凝材料总用量范围可为：,450-550kg/m3,。,2006,规程中，对于某些低强度等级的自密实混凝土，仅靠增加粉体量不能满足浆体粘性时，可通过试验确认后适当增加增稠剂。单位体积粉体量,0.16-0.23 m3,。,2,个规程推荐的单位体积混凝土中的粗骨料用量：,2006:,0.28-0.35 m3,的绝对体积；,2004,：,0.5-0.6 m3,的松散体积。,单方混凝土中的出骨料均在,950 kg/m3,以下,粗骨料的最大粒径在,20mm,以下,国内外标准对比,我国规程与国外规范对比,规程,日本规范,欧洲规范,法国规范,自密实,等级划,分标准,1,级,钢筋的最小净间距为,35,60mm,钢筋的最小净间距为,35,60mm,未提出分级概念,未提出分级概念,2,级,钢筋的最小净间距为,60,200mm,钢筋的最小净间距为,60,200mm,3,级,钢筋的最小净间距,200mm,以上和素混凝土,钢筋的最小净间距,200mm,以上和素混凝土,骨料最大粒径,25mm,20,或,25mm,20mm,1020mm,单位体积粗骨料量,1,级,0.280.30m,3,0.280.30m,3,0.280.35m,3,（未分级）,未分级，也为提出明确界限,2,级,0.300.33m,3,0.300.33m,3,国内外标准对比,我国规程与国外规范对比,规程,日本规范,欧洲规范,法国规范,单位体积用水量,155180kg,155175kg,不超过,200kg,未提出明确界限,水粉比,0.801.15,0.851.15,0.81.10,未提出明确界限,单位体积粉体体积,0.160.23m3,0.160.19m3,0.160.24m3,约,500kg/m3,单位体积浆体量,0.320.40m3,无,无,0.330.40m3,骨料中粉体界限,小于,0.075mm,小于,0.075mm,小于,0.125mm,小于,0.080mm,设计方法,提出明确的设计方法,提出明确的设计方法,只给出参数，未明确提出设计方法,只给出参数，未明确提出设计方法,国内外标准对比,我国规程与国外规范对比,规程,日本规范,欧洲规范,法国规范,U,型箱试验,(,SCC,自填充性,),300mm,以上（三种障碍形式对应三个等级）,300mm,以上（三种障碍形式对应三个等级）,高差,30mm,以内（单一障碍形式）,采用,L,型箱试验