scc规范与指导方针

自密实混凝土的规范与指导方针Feb 2002EFNARC, Association House, 99 West Street, Farnham, Surrey GU9 7EN, UKtel: +44 (0)1252 739147 fax: +44 (0)1252 739140 www.efnarc.orgISBN 0 9539733 4 4 EFNARC 2002EFNARC是致力于特殊建筑化学与混凝土体系研究的欧洲组织。组建于1989年3月，是代表专业建筑产品生产商与使用者的国家间贸易联系的一个欧洲联盟。随着其成员资格的放宽，许多没有国家贸易联系的主要的欧洲公司也参加进来。EFNARC的成员现在遍布所有的欧洲国家。EFNARC在欧洲标准和CEN技术委员会方面的主要活动范围包括混凝土的保护与修补、软土基的隧道开挖、喷射混凝土及现在的自密实混凝土。它为这一产业提供了一个普遍的意见，使其能够认识到其所处的位置和欧洲调查机构的观点，这类机构涉及CPD，CEN技术委员会以及其它组织，即类似涉及有关这一工业的规范、标准、证书和CE标记的欧洲的一致化组织。在每个生产领域，它是通过各相关专业委员会来运转的，这些专业委员会的职责是制定相关规范与指导方针，并使这些规范成为欧洲和其他地区的研究人员、承建商和材料供应商所承认的基本参考文献。自密实混凝土（SCC）的应用方面发展迅速。各欧洲国家的混凝土协会正在大力研究其应用及器具方面的经验。根据EFNARC在SCC方面广泛的实践经验制定的规范和指导方针为高质量SCC的设计与应用提供了一个基础框架。这是在全欧洲的EFNAR成员的最新研究和大量的实际应用经验的基础上面得出的。EFNARC认为一项技术是不断发展的，这就要求相关的规范也应随之进行修改和发展。负责此方面的技术委员会将继续关注这一领域，我们的目标是每隔一段时间进行一次更新。因此，我们欢迎来自应用这些文献的反馈，并将在下一次修改中做出说明。本说明及其要求的所有注解均应提交给:Brian Poulson, EFNARC 秘书长Little Barn, 2 Beechwood Court, Syderstone, Norfolk, PE31 8TR, UKTel: +44 1485 578 796 Fax: +44 1485 578 193E-mail: poulson致谢EFNARC对其SCC技术委员会提供所有稿件与注解表示感激，并感谢 Paisley大学工厂的参与目录 页码 1 绪论 32 适用范围 33 参考标准 34 说明 35 组成材料要求 46 自密实混凝土要求 57 拌和物成分 78 生产与浇注 89 质量控制 9附件A 指导条款 10B 检验标准列表 14C 遇到问题说明 16D 试验方法 19E 参考文献 301 绪论自密实混凝土(SCC)被称为“近几十年来在混凝土建筑方面最具革命性的发展”。其最初的发展原因是为了抵消熟练工人的不断减少对混凝土工程质量造成的影响，现已被证明其在经济上是有利的，主要是由于下面几方面的因素：l 缩短工期l 减少工程所需劳动力l 更好的表面层结构l 更易浇注l 耐久性提高l 建筑物设计更自由l 混凝土构件部位可以更窄l 取消振捣，降低噪音l 工作环境更安全SCC最早出现于日本，由于之前混凝土高效减水剂的发展，使SCC技术成为可能。现在不论是在现浇还是预应力混凝土工程，SCC在欧洲获得了空前的应用。在SCC实际应用过程中还伴随着对其物理和化学特性的研究，所获得的大量知识都在本指导性文献中作了详查和结合阐述。2 应用范围EFNARC规范详细说明了对SCC材料的特殊要求、其成分及应用等方面的问题。附录内容对设计人员、混凝土生产商、建筑商、专业人员以及测试组织来说也具有很大的参考价值。3 参考标准EN 197-1 水泥；成分，分类和适用标准EN 206-1 混凝土分类，性能，生产和适用性EN 450 混凝土用飞灰定义，要求和质量控制EN 934-2 混凝土掺和料定义和要求EN 1008 混凝土拌和用水EN 12350-1 新拌混凝土试验：第1部分：取样EN 12350-2 新拌混凝土试验：第2部分：坍落度测试EN 12620 混凝土用集料EN 12878 水泥基彩色建筑材料用色料EN 13263 混凝土用硅灰定义，要求及适用控制EN ISO 9001 质量管理体系要求条款：某些EN标准可能还处于准备阶段；将在最新的修订版中涉及。4 说明本规范需要用到以下定义：4.1 掺和料为了改善某一性能或获得特殊性质而用于混凝土中的无机材料。本规范涉及两种无机掺和料：- 接近惰性的混合材（类型）- 具有火山灰活性或潜在水硬性的掺和料（类型）4.2 外加剂在混凝土搅拌过程加入的、相对于水泥质量来说很少量的、可以改善新拌或硬化混凝土性能的材料。4.3 胶凝材料自密实混凝土中水泥与水硬性混合材的统称。4.4 受限流动能力 见：4.9 通过能力4.5 填充性能（自由流动能力）SCC在自重作用下，在模板内运动并完全充满模板内空间的能力。4.6 细度 见：4.10 粉末4.7 砂浆混凝土的一部分，由灰浆和小于4mm的集料组成4.8 灰浆混凝土的一部分，由粉末和水及空气组成。4.9 通过能力（受限流动能力）SCC流过空隙，如钢筋网的间隙而不发生离析或阻塞的能力。4.10 粉末（细度）颗粒尺寸小于0.125mm的材料。包括这个尺寸范围的砂。4.11 自密实混凝土(SCC)不需振捣，可以在自身重力作用下流动，并且能够完全充满含有密集钢筋网的模板，同时保持均匀性的混凝土。4.12 抗分离能力（稳定性）在运输和浇注过程中，SCC保持组分均匀性的能力。4.13 稳定性 见：4.12 抗分离能力4.14 自由流动能力 见：4.5 填充性能4.15 工作性对于新拌混凝土浇注和密实难易程度的衡量：它是一个需要结合许多方面因素的复杂概念，如流动性、粘聚性、可运输性、密实能力和粘性等。5 组成材料要求5.1 概述用于生产自密实混凝土（SCC）的组成材料应该遵循EN 206要求。所选材料应该适合于在混凝土中应用，并不能含有可以损害混凝土质量或耐久性，或者引起钢筋腐蚀的有害成分。5.2 水泥应根据EN 197-1的要求确定水泥的适用性。5.3 集料集料选用遵循EN 12620。最大集料尺寸根据特殊的应用要求决定，通常限制在20mm。小于0.125mm的颗粒被看作是粉末。集料的含水量应该严格控制，并给予足够重视，以保证生产的SCC的质量稳定。5.4 拌和用水对拌和用水和混凝土生产中循环用水的适宜性的确定应遵循EN1008的规定。5.5 外加剂外加剂的使用应符合EN 934-2:2000(包括附件A)的要求。高效减水剂是提供SCC所必需工作性的主要成分。其它种类的外加剂可能也是必需的，如用来保证稳定性的增稠剂(VMA)，改善抗冻融循环能力的引气剂(AEA)，控制凝结时间的缓凝剂等。VMA外加剂不需要完全符合EN 934的标准，但是要能够满足该标准中表1的一般要求。另外厂商应提供其性能指标。5.6 掺和料第一类（近乎惰性的）掺和料的一般适宜性确定如下：l 填充集料遵循标准EN 12620l 色料符合标准EN 12878的要求第二类（火山灰活性或潜在水硬性的）掺和料确定如下：l 飞灰符合标准EN 450l 硅灰应符合标准EN 13263l 粒化高炉矿渣应遵循标准BS 6699由于SCC特殊流变性的要求，SCC中普遍使用了惰性与活性添加物以改善和维持工作性要求，类似于控制水泥用量以降低水化热。第二类添加料可以显著改善混凝土的长期性能。典型的掺和料有：石粉. 磨细石灰石、白云石、花岗石可用于增加粉末的总量：小于0.125mm的部分对混凝土将会有很大益处。注意：由于白云石可能会引起碱碳酸盐反应，有降低耐久性的危险。飞灰. 飞灰是具有火山灰活性的细的无机材料，可添加到SCC中以改善其性质。然而由于飞灰可能影响体积稳定性，使用前应予以检查。硅灰. 硅灰可以很好的改善混凝土流变性，以及机械特性和化学性质。也可以改进混凝土的耐久性。粒化高炉矿渣. 粒化高炉矿渣（GGBS）是一种细粒状的具有潜在火山灰活性的胶凝材料，也可加入SCC以改进其流变性。毛玻璃填料. 这种集料通常是磨细的可循环利用玻璃。颗粒尺寸应小于0.1mm，比表面积应大于2500cm2/g。尺寸颗粒过大可能引起碱硅酸盐反应。色料. 用于SCC中的色料性能应符合EN 12878的要求。5.7 纤维用于SCC的纤维应符合标准EN XXXX(欧洲标准正在筹备中)。常用纤维类型是钢纤维和聚合物纤维。纤维可以增强SCC的性能，可能与在普通混凝土中的作用方式相同。钢纤维常用于增强混凝土的机械特性，如抗弯强度和韧性。聚合物纤维可用于减少离析和塑性收缩，或增加抗燃性。搅拌和浇注的难易程度应经过现场试验证明。6 自密实混凝土要求6.1 应用领域SCC可作为预应力结构混凝土或者现场浇注混凝土使用。它可由施工现场搅拌制造，也可在混凝土搅拌厂生产然后由搅拌车运输至施工现场。它可通过泵送或者灌浆浇注到水平和垂直结构中。在配合比设计中，要考虑到结构的尺寸和形状、钢筋的尺寸和密度以及表面涂层等因素。这些因素将会影响对SCC的特殊要求。由于SCC的流动特性，它可能很难被浇注成斜坡形状，除非使用模板。使用SCC可以使混凝土结构质量达到使用现有其它混凝土技术所不可能达到的水平。6.2 要求SCC的设计要能达到标准EN 206对于密度、强度发展、最终强度和耐久性的要求。由于粉末含量高，SCC可能表现出比普通混凝土拌合物更大的塑性收缩或塑性变形。这些方面应该在设计和说明SCC时加以考虑。这些方面的现有知识很有限，这是一个需要进一步研究的领域。还需特别注意的是混凝土的养护应尽早开始。SCC的工作性要高于EN 206所列出的最高水平，可以通过下面的性质表征：l 填充能力l 通过能力l 抗离析能力只有同时满足这三个特性的混凝土拌和物才可称为自密实混凝土。6.3 测试方法已经发展出许多不同的测试方法来尝试表述SCC的性质。迄今为止，还没有一种单一的方法或综合测试方法被广泛接受，大多数测试方法都有其各自的拥护者。同样，还没有发现哪种单一的方法可以表述所有相关的工作性因素，所以每个配合比设计方案都要使用多于一个测试方法来测量不同的工作性参数。对不同测试参数的可供选择的测试方法列于表1和2中。对这些测试方法更详细地描述见附件D。表1：SCC工作性测量方法列表方法性质1Abrams锥体坍落-流动度填充能力2T50cm坍落流动度填充能力3J型环通过能力4V型漏斗填充能力5T5分钟V型漏斗抗离析能力6L型箱通过能力7U型箱通过能力8填充箱通过能力9GTM过筛稳定性试验抗离析能力10Orimet填充能力在SCC最初的配合比设计中，需要对所有这三个工作性参数进行评估，以确保混凝土满足所有方面的要求。要检验为一个专门应用所选择的混凝土配合比的自密实特性，需要用到一个全面的测试。对于现场质量控制，两种测试方法通常就足以监控产品质量。典型的组合方式是坍落流动度与V型漏斗试验方法的结合或者坍落流动度与J型环试验方法的结合。如果原材料质量保持恒定，由一个训练有素、经验丰富的技术人员操作的单一测试方法就足以满足质量监控的需要了。表2：SCC工作性与可选择的测试方法性质测试方法实验室（配合比设计）施工现场根据集料最大尺寸对试验所作修改填充能力1 坍落流动度2 T50cm坍落流动度4 V型漏斗10 Orimet1 坍落流动度2 T50cm坍落流动度4 V型漏斗10 Orimet无最大尺寸20mm通过能力6 L型箱7 U型箱8 填充箱3 J型环L型箱、U型箱、J型环的不同开口抗离析能力9 GTM过筛稳定性试验5 T5分钟V型漏斗9 GTM过筛稳定性试验5 T5分钟V型漏斗无6.4 新拌SCC工作性标准在混凝土浇注时要达到这些工作性方面的要求。在运输过程中工作性可能产生的变化也应该在生产中加以考虑。对于集料最大尺寸为20mm的自密实混凝土，已被达成共识的有代表性的标准列于表3。表3：自密实混凝土已被认同的标准方法单位测量值的典型范围最小值最大值1Abrams锥体坍落流动度mm6508002T50cm坍落流动度秒253J型环mm0104V型漏斗秒6125T5分钟V型漏斗随时间的增加秒036L型箱（h2/h1）0.81.07U型箱(h2-h1)mm0308填充箱%901009GTM过筛稳定性试验%01510Orimet秒05这些相对于每一种试验方法的典型要求都是基于常用的知识与生产实践。不过，以后的发展可能会导致采用不同的要求。也可以取上述范围以外的值，前提是生产商可以证明在某一特定条件下混凝土性能合格，例如：钢筋之间空间较大，层厚小于500mm，从卸料点开始流动的距离短，模板中需要通过的阻碍很少，模板结构设计简单等。要特别注意确保拌和物不发生离析，因为目前还没有一种简单可靠的试验方法可以给出所有实际条件下SCC的抗离析性能。对于测试方法适用性的进一步说明见附件D。7 拌和物成分7.1 概述拌和物成分要满足混凝土在新拌和硬化状态的所有性能标准要求。对新拌混凝土，要求见第6部分。在硬化状态下要达到EN206要求。7.2 初始拌和物成分在拌和物设计时，从体积上考虑关键组分的相互关系要比从质量方面考虑更有用。为了获得自密实性能，材料间的比例和数量的预先给定的典型范围如下。为了达到强度和其它性能要求，还需要作进一步的修改。l 水与粉末体积比范围为0.80至1.10l 粉末的总含量160至240升（400-600Kg）每立方米。l 粗集料含量占总体积的2835%l 水灰比按照EN206的要求选择，水含量一般不超过200升/m3l 砂含量用来平衡其它组分的体积。通常情况下，由于原材料质量与预期估计有差异，所以要进行适当的设计以保证混凝土能够保持其特殊的新拌状态下的性质。对于集料含水量的变化也要在设计时加以考虑。一般来说，增稠剂是用于修正由于砂级配和集料含水量的变异而引起的拌和物性质波动的有效工具。7.3 拌和物调整实验室试验被用于校检初始拌和物成分的性质。如果需要的话，对拌和物组分进行调整。一旦达到所有的要求，拌和物应该在混凝土工厂或是施工现场进行全范围检验。如果不能获得满意的性能，就需要考虑从基础上重新设计配合比。下面的修改路线可能是适当的：l 使用额外的或者不同种类的掺和料。（如果可能的话）；l 更改砂或粗集料的比例l 使用粘性调节剂，如果还不曾使用的话l 调整高效减水剂和/或者粘性调节剂的用量l 使用与当地原材料相容性好的高效减水剂（和/或者VMA）l 调整外加剂用量，以改变用水量，因此改变水粉体比。8 生产与浇注8.1 概述自密实混凝土的生产应该在可以较好的控制性能要求、操作工艺与原材料质量的工厂进行。因此，生产应该在可达到ISO9000标准的工厂中进行，或者在具有符合ISO9000或者类似标准的质量管理体系的工厂中生产。最好是自密实混凝土的生产人员经过培训，并具有生产自密实混凝土的经验。8.2 生产8.2.1 组成材料的储存如果可能的话，集料不要露天存放，以减少表面含水量的变化。良好的集料和添加料（如果要用到的话）的储存能力是很必要的。外加剂的储存可以采用与普通混凝土相同的方式。应该遵照生产厂家的建议。8.2 搅拌对于搅拌机没有特殊要求。强制式搅拌机，包括旋叶式搅拌机、自由下落式搅拌机、搅拌车以及其它种类的搅拌机都是可以用的。搅拌时间需要通过实践试验来确定。通常，搅拌时间需要比普通混凝土长。外加剂加入的时间很重要，应该在工厂试验后与供应商要求保持一致。如果初始的配合比浓度发生变化，通常外加剂的浓度也要随着变化。如果水灰比能够达到EN206的要求，可以改变用水量，以对配合比做出必要的调整。8.3 生产控制8.3.1 集料在生产SCC过程中，对集料等级和含水量的检验要比普通情况下更频繁，这是因为与普通混凝土相比，SCC对集料的变化更敏感。8.3.2 搅拌过程在一开始或者在对特殊配合比设计缺乏经验的情况下，需要用额外的方法来监控SCC初始生产的所有方面。由于新拌混凝土的质量可能在生产初期存在上下波动，所以推荐由生产人员对每一次生产的混凝土工作性进行测试，直到获得稳定适宜的结果。随后，每一批交付的混凝土在运到工地前都要经过肉眼检查，并按照EN 206规定的频率进行例行检查。根据对集料含水量的检测结果，要更频繁地进行配合比调整，特别是用水量的调整。8.4 传送与运输根据使用SCC的混凝土结构物的尺寸，需要平衡生产能力、运输时间与浇注能力之间的关系。计划外的生产停顿将导致浓度的波动，对最终结果有消极影响。SCC的设计应该能够维持工作性达到合同条款的要求。浇注速度会很快，尤其是使用泵送法时，但是，最基本的一点是要保证传送与运输过程能够在混凝土保持工作性（自密实能力）的时间内完成。8.5 浇注8.5.1 概述在浇注SCC前，必须确定钢筋网与模板按计划放置好。模板状态要好，但不一定要采取专门的措施来防止灰浆渗漏。承包商希望考虑由模板底部浇注的可能存在的优势。如果混凝土是由料车浇注，需要注意管道的闭口处。对于深度超过3m的结构，要考虑完整的流体静力学压力。这就要求对模板和/或SCC的设计做出修改。8.5.2 浇筑距离尽管浇筑SCC比普通混凝土容易，仍然建议遵循下列规则以便将发生离析的风险降至最低。l 垂直下落距离限制在5m内l 从卸料口开始，水平流动距离限制在10m内注意：这条建议是比较保守的，在有利工作环境中承包商可以证实上述建议的限制范围可以向外延伸。见第6部分对步骤的描述8.5.3 冷缩缝尽管SCC与先前浇注的混凝土可以结合很好，但是由于冷缩缝的存在而导致破坏的可能性是不能通过振捣来减轻的，与普通混凝土的结合也存在同样情况。8.5.4 表面平整SCC的表面应该粗略抹平以达到一定的程度，然后在混凝土硬化之前的适当时间还要进行表面平整。使用钢铁泥刀进行常规的最终表面处理时，可能会遇到混凝土水平部分硬化的困难。可能要求几种可供选择的操作步骤或不同的施工工具。8.6 养护SCC往往比普通混凝土干燥的要快，这是由于其表面很少甚至不会渗水。因此为了使产生收缩裂缝的风险最低，最初的养护应该在混凝土浇注完成以后尽可能早的开始。9 质量控制9.1 生产控制所有的SCC应该将其生产控制作为生产厂商的责任，这也是与标准EN206-1，第9款的要求一致。9.2 现场检验对于SCC，接受标准化的管理控制是特别重要的。因此生产商与购买者应该在合同的开始就提出一个双方都同意的检验程序。除了对交货单的正常检查外，还需要对混凝土进行肉眼检查。现场质量控制应该遵从6.3的建议。购买方应该保证所有的现场检验试验都由有能力胜任的、经过培训的员工来操作，在一个适当的环境里这包括可以不受天气影响的地方，经过适宜的维护与校准的设备，和进行试验的水平稳定的地基。附件A： 指导条款A.1 目标指导条款部分的目标是对没有详细说明的方面提供实践上的建议。各国之间的实践情况有时是不同的，常常可归结于水泥混合材的有效性、集料性质或者气候条件等的不同。EFNARC遍及全欧洲的建筑专业人员网络提供了丰富的经验，覆盖了自密实混凝土设计、生产、和浇注的各个方面。A.2 组成材料要求水泥所有符合EN197要求的水泥种类都是合适的。对水泥种类的选择要根据对混凝土的全部要求来进行，比如强度、耐久性等。C3A含量超过10%可能造成工作性保持能力差的问题。一般水泥用量为350450Kg/m3.超过500 Kg/m3是危险的，会增加混凝土收缩。少于350 Kg/m3只适用于含有其它细填料的情况，如飞灰、火山灰。集料砂所有的常用混凝土砂都适用于SCC。所有碾碎或圆形的砂也都可用于SCC。硅质砂或者石灰质砂都可以使用。细度小于0.125mm的砂可被看作粉末，对于SCC的流变性能很重要。细粉（包括胶体和砂）必须保证一个最低用量以防止离析。粗集料所有种类的集料都是适用的。通常最大尺寸为1620mm；不过颗粒尺寸达40mm或者更高的集料都曾经在SCC中使用。级配的一致性是非常重要的。关于不同集料类型的特性，碾碎集料可以改进强度，这是因为颗粒棱角的搭锁作用，同时圆形集料可以改善流动性，因为其相互间的摩擦力低。间断级配的集料通常要好于连续级配的集料，后者具有更大的内摩擦力，还会降低流动性。外加剂最重要的外加剂是高效减水剂，可以减水超过20%。使用粘性调节剂（VMA）可以在粉末用量被限制时，更好的控制离析。这种外加剂有利于提供好的均匀性，并减少离析的倾向。掺和料掺和料在SCC中的应用是来自细颗粒含量高的要求。所有符合EN标准的掺和料都是合适的。由于SCC的特殊流变性的要求，所有惰性和活性添料通常都用于改善和保持混凝土工作性，同时也可以调节水泥用量以降低水化热。第2类掺料可以显著改善混凝土的长期性能。纤维很细的人造纤维可能阻碍流动，一般其用量不超过1Kg/m3。A.3 对自密实混凝土的要求SCC与普通混凝土不同的一点在于：它新拌状态下的性质对于其是否能够被满意的浇注有重要影响。控制其填充能力、通过能力和抗离析能力的工作性的不同方面都需要仔细监控，以确保其浇注能力保持适当。工作性SCC的流动水平主要由高效减水剂的用量决定。不过，用量过多可能会带来离析和阻塞的危险。因此，需要选用不同测试方法中更适宜的两种，来小心控制新拌SCC的特性。抗离析能力由于SCC具有高流动性，其离析和阻塞的风险也就很高。防止离析因此成为质量控制中一个重要特点。要减少离析倾向可以使用足够量的粉末（小于0.125mm）,或者使用粘性调节剂（VMA）。可施工时间SCC保持理想流变性质的时间，对于获得优良的混凝土浇注结果非常重要。这一时间的调整可以通过选择合适的高效减水剂种类或者结合使用缓凝剂来实现。不同的外加剂对可施工时间有不同的影响，它们的使用要根据水泥的种类和SCC的运输和浇注时间来选择。A.4 配合比设计概述配合比的选择与调整可按照图1所示步骤来进行。图1：配合比设计步骤在设计配合比时，从体积方面考虑关键组分的相关性质比从质量方面考虑要有用的多。如果不能得到令人满意的性能，那么就需要从基础上重新设计配合比。由于显而易见的问题，下面的做法是合适的：l 使用额外的或者不同类型的掺料，（如果可以的话）l 更改砂或者粗集料的比例l 使用粘性调节剂，如果还没有在混合物中使用的话l 调整高效减水剂和/或粘性调节剂的用量l 选择与当地材料的相容性更好的高效减水剂（和/或粘性调节剂）l 不同用量的外加剂，来改变用水量，因此导致水粉体比的变化。配合比设计程序下面是一个有效设计SCC拌和物的程序。它是基于Okamura提出的一种方法。重要的是要认识到这种方法产生的参数可能不同于7.2部分所涉及的。顺序决定如下：A) 理想含气量的选定（大多数是2%）B) 粗集料体积的确定C) 砂量的确定D) 灰浆成分设计E) 确定最佳水粉体比和浆体中高效减水剂用量。F) 最后，用标准试验评估混凝土性质A) 理想含气量的确定（多数是2%）含气量一般定为2%，设计抗冻混凝土时可以取较高的值。B）粗集料体积确定粗集料体积是使用体积密度说明的。一般粗骨料（尺寸大于4mm）的含量应该在50%到60%之间。当混凝土中的粗集料体积超过某一限定值时，粗集料之间碰撞或接触的机会迅速增加，使混凝土通过钢筋间隙时阻塞的危险增大。粗集料的最佳含量与下列因素有关：l 最大集料尺寸。最大集料尺寸越小，粗集料比例就可以越高。l 破碎或者卵形集料。对于卵形集料，其用量可高于破碎集料。C) 砂用量的确定砂，在本混合物组分设计步骤中是指所有尺寸大于0.125mm而小于4mm的颗粒。砂用量是用体积密度来说明的。灰浆中砂的最佳体积含量根据浆体的性质在4050%之间变化。D) 灰浆成分设计在选定一个水泥与掺和料比例的条件下，确定浆体流动性为零时的初始水粉体比（bp）。使用选定的粉末组分进行坍落度锥体试验，所用水粉体比按体积比表示为1.1，1.2，1.3和1.4，结果列于图A.1。直线与y轴相交点的纵坐标就代表bp值。bp值主要用于新到批次水泥和填料的需水量的质量控制。图A.1 水粉体比bp的确定E) 最佳水粉体比和浆体中高效减水剂用量确定使用bp范围为0.80.9的不同水粉体比及不同用量的高效减水剂，进行灰浆的流动度锥体试验和V型漏斗试验。高效减水剂用于平衡浆体的流变性。灰浆中砂的体积含量与前面已确定的含量一致。坍落流动度目标值为24至26cm，V型漏斗时间目标值为7至11秒。在目标坍落流动度内，若V型漏斗时间低于7秒，应该降低水粉体比；如果V型漏斗时间超过11秒，则应该增加水粉体比。如果达不到这些标准，那材料的配比就是不合适的。这时的首选方案是尝试一种不同的高效减水剂。第二选择是使用新的外加剂，而换另外一种水泥则是最后的手段。图A.2 测定相关坍落-流动度p的坍落度锥和平台P/M的定义：P/M=(d/d0)-1这里 d = ( d1 + d2 )图A.3 测定灰浆流动时间V型漏斗F）混凝土试验在混凝土试验的基础上确定混凝土组分，并最终选定高效减水剂用量。附件B: 检验标准列表检验列表的设计目的是：帮助专业人员、生产商与使用者确定，在工作开始前，SCC应用中的所有关键要素都已经被考虑到了。性质参考文献要求确认混合物组成水泥符合标准EN197-1水泥种类控制推荐水泥用量：350450Kg集料符合EN12620标准控制小于0.125mm的颗粒控制含水量筛余曲线判断对钢筋空隙的填密能力拌和用水符合标准prEN1008外加剂符合标准EN934-2需要类型判定预期用量判定添加料符合标准prEN12620,EN450或者prEN13263的要求筛余曲线判定使用添加料的说明需水量增加判断色料符合EN12878的要求原材料所有用到的原材料的说明混合物合成配合比设计进行配合比设计粗集料砂浆体积的40%砂用量集料总重的50%自由水混合物总体积的40%工作性试验Abrams坍落流动度650800mmT50cm坍落流动度25秒J 型环010mmV型漏斗812秒V型漏斗-T5min+3秒L型箱H2/H1=0.81.0U型箱H2-H1最大=30mm填充箱90-100%过筛稳定性0-15%Orimet试验0-5秒混凝土硬化性能机械强度24h,7d,28d强度达到预期值收缩达到规定值弹性模量达到预期值确证试验全范围试验填充能力通过能力抗离析能力保持工作性1 小时附件C 遇到问题说明造成混凝土达不到规定要求的原因有很多。不同试验方法的结果达不到预期要求的可能原因列于表C.1a和C.1b。如果某一特定的试验结果在规定范围之外，其原因是多方面的。通过检查其它试验数值和 主观判断工作特性可以进一步确定其可能的成因。这样就可以找到解决这一问题的最可能有效的措施。表C.2列出了可用于混凝土中的可能解决方案及其作用效果。很明显，这些作用的效果与所采取措施的规模，以及混凝土的实际工作性和组成有关。每一种措施对于不同的混凝土特性都具有积极和消极两方面的作用。如果不同批次混凝土的试验结果有很大差异，其原因可能是下面的因素变化造成的：水泥特性，掺和料特性，集料级配，集料含水量，温度，搅拌程序，试验时间使用粘性调节剂（VMA）可以将其中的一些变异限制在一定的程度内。为了理解表中的内容，需要用到下列定义：“屈服值”指要使一种材料流动所需要施加的力（剪切应力）的大小。“粘度”是衡量一种材料由于内摩擦力的存在而阻碍流动的能力（是作用应力与剪切应力的比值）“阻塞”是指由于集料颗粒的搭桥效应，而造成的材料不能流过一定间隙的情况。 表C.1a： 过低结果的分析单位结果低于可能原因1Abrams锥体坍落流动度mm650a粘度太高c屈服值过高2T50cm坍落流动度秒2b粘度过低3J型环mm10a粘度过高c屈服值太高d离析f阻塞4V型漏斗秒8b粘度太低5T5分钟V型漏斗增加量秒g不确定结果6L型箱(h2/h1)0.8a粘度太高c屈服值过高f阻塞7U型箱（h2-h1）mm0g错误的结果8填充箱%90a粘度太高c屈服值过高9过筛稳定性试验%5a粘度太高f阻塞表C.1b： 过高结果分析结果超过可能原因1Abrams锥体坍流度mm750b粘度太低d离析2T50cm坍落流动度秒5a粘度太高c屈服值太高3J型环mmb粘度太低d离析4V型漏斗秒12a粘度太高c屈服值太高f阻塞5T5分钟V型漏斗增加量秒3d离析e工作性迅速损失f阻塞6L型箱（h2/h1）1g错误结果7U型箱（h2-h1）mm30a粘度太高c屈服值太高f阻塞8填充箱%100g错误结果9过筛稳定性试验%15d离析表C.2：对确定错误的可能修正措施可能措施作用效果填充能力通过能力抗离析能力强度收缩徐变a粘度太高a1增加用水量+-a2增大灰浆体积+-a3增加高效减水剂用量+-+00b粘度太低b1减少用水量-+b2减小灰浆体积-+b3减少高效减水剂用量-+-00b4增加粘性调节剂-+000b5使用更细粉末+0-b6使用更细砂+0-0c屈服值太高c1增加高效减水剂+-+00c2增大灰浆体积+-c3增大砂浆体积+-d离析d1增大灰浆体积+-d2增大砂浆体积+-d3减少用水量-+d4使用更细粉末+0-E工作性快速损失e1使用缓凝水泥品种00-00e2增加缓凝剂用量00-00e3使用不同高效减水剂?e4改变水泥混合材?f阻塞f1减小集料最大尺寸+-f2增加灰浆用量+-f3增加砂浆用量+-g错误结果g1检查试验条件n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.+通常可以改进混凝土试验结果0没有明显作用-一般使混凝土试验结果更差？无法预知作用效果n.a.不适用附件D 试验方法简介必须认识到目前还没有一种用于SCC的试验方法是标准的，对于试验方法的描述也不够完善或者权威。这里所列的方法胜在步骤描述比较详细。它们主要是专门设计用于SCC的特别的方法。这里没有考虑现有的流变学试验程序，尽管这些试验结果与混凝土流变学特性之间的关系被认为对于以后的工作，包括标准化工作，有很大影响。文中所作的很多注释来自于EU资助的SCC研究计划的参与人员的经验。一项关于试验方法的更进一步的EU研究计划即将展开。在考虑这些试验时，有许多要点需要引起重视。l 设计此类试验的一个主要困难在于它们必须评估三个截然不同的，尽管也有联系，新拌SCC性质填充能力（流动性），通过能力（依靠自重通过钢筋网而不引起阻塞）以及抗分离能力（稳定性）。迄今为止还没有一种单一的试验方法可以测量所有三个性质。l 试验结果与现场施工性能之间的联系还没有明确。l 由于精确的数据很少，因此对应遵守的限制没有明确的规定。l 建议重复试验。l 试验方法和标准是根据集料最大尺寸为20mm来设定的。其它尺寸集料可能适用不同的试验标准和/或仪器尺寸。l 对于垂直和水平浇注混凝土可能适用不同试验标准。l 类似的，不同的钢筋密度也可能有不同的试验标准l 在进行试验时，混凝土取样应符合EN12350-1的要求。用铲将混凝土重新搅拌一下是 一个很好的做法，除非试验程序另有要求。坍落流动度试验（1）和T50cm试验（2）介绍坍落流动度试验用于评估SCC在没有阻碍的情况下的水平自由流动的能力。这种方法最早出现于日本，是用于评价水下混凝土性能的。它以测定坍落度的试验方法为基础。混凝土圆面的直径可衡量混凝土的填充能力。试验方法评价这是一种简单、快速的试验方法，尽管测量T50时间需要两个人来操作。它可以在施工现场使用，虽然其底板的尺寸有些大，而且还必须要在水平地面上进行。这是最常用的试验方法，可以很好的评价混凝土填充性能。试验结果不能表示混凝土通过钢筋而不阻塞的能力，但可以部分说明混凝土的抗分散性能。需要注意的是不具有任何界限的完全自由流动不能代表实际生产中混凝土在结构物中的流动情况，但用于评估供应到施工现场的混凝土粘度是很有用的。设备整套装置见图D.1.1。l 截去顶部的圆锥模具，下底内径200mm，上部直径100mm，高300mm，应符合标准EN12350-1。l 底板采用坚硬不吸水材料，最小为边长700mm的正方形，底板中央有圆形标记，更外围标记有直径为500mm的同心圆。l 刮刀l 铲l 直尺l 秒表图D.1.1步骤试验需要大约6升混凝土，正常方法取样。打湿底板和坍落度筒内部。将底板放在水平坚硬地面上，坍落度筒放置于板中央，压紧。用铲将筒内填满混凝土，不要插捣，只需用刮刀将筒顶部的混凝土抹平。清除筒底部周围的多余混凝土。垂直提起坍落度筒，使混凝土自由流动。同时，按下秒表，记录混凝土达到500mm扩展直径所用的时间（即T50时间）。记录混凝土在两个垂直方向的最终直径。计算两个测量直径的平均值（即坍流度，单位mm）。注意混凝土边缘是否有不包裹粗集料的灰浆或砂浆。结果说明坍流度（SF）值越高，混凝土在自重作用下填充模板的能力越好。对于SCC，要求最低值为650mm。对于特定数值的合理公差方面还没有达成共识，尽管50mm可能是合适的（类似于相关的流动台试验）T50时间是流动度的次要表征。时间短表示流动性好。Brite EuRam 的研究建议：应用于土木工程方面，T50时间可为37秒；房屋建筑方面应用时，可为25秒。如果混凝土分离严重，则大多数粗集料停留在混凝土的中央位置，而灰浆或水泥砂浆分布于周边。在混凝土分离较小的情况下，混凝土的边缘将会出现不包裹粗集料的灰浆。如果上述现象没有发生，也不能确定混凝土不会出现分离，因为还有一个时间的影响因素，可能混凝土在经过一个较长的时间后会出现离析现象。J型环试验介绍J型环的原理可能来自日本，但没有文献证明这一点。J型环试验的发展完善是在Paisley大学进行的。试验用于测量混凝土的通过能力。整套装置包括了一个矩形截面（30mm25mm）的开口圆环，环垂直方向钻孔，可旋入钢筋。这些钢筋有不同直径，不同间距：考虑到常用的钢筋网，间距采用3倍最大集料尺寸是合适的。环的直径为300mm，高100mm。J型环试验可以与坍流度试验，Orimet试验，甚至是V型漏斗试验结合使用。上述方法的结合使用可以测试混凝土的流动能力和通过能力（主要是J型环的作用）。Orimet 时间和/或坍流扩展度的测量结果通常用于评估流动性能。主要通过设置J型环的钢筋的间距来调节混凝土通过能力试验的严格程度。试验开始后，测量J型环内外混凝土的高度差。这是一个通过能力的表征，或者说是混凝土通过钢筋时受限制程度的表征。试验方法评价这些试验方法的结合使用被认为有很大潜力，尽管对于如何准确的解释试验结果还没有达成共识。这里存在多种选择例如将坍流度/J型环扩展度与不受限制坍流度进行比较，可能会带来某些启发：到底会减小的什么程度？与坍流度试验一样，这些试验的结合使用也具有混凝土不受限制的缺点，因此不能够反映实际施工中混凝土浇注和运动情况。Orimet 方法的优势在于它是一个动力学试验，也可以反映实际中混凝土的浇注情况，尽管它需要两个操作人员。图D.3.1 J型环与坍流度试验结合使用设备l 模具，无脚踏片，去顶圆锥形状，底部内径200mm，顶部内径100mm，高300mm。l 底盘为坚硬不吸水材料，边长至少700mm，底板中央位置有圆形标记，外围还有一个直径为500mm的同心圆标记。l 刮刀l 铲l 直尺l J型环，矩形截面（30mm25mm）开口圆环，垂直方向钻孔，有螺纹，可以将钢筋（长100mm，直径10mm，间距482mm）旋入。步骤试验需要大约6升混凝土，按普通方法取样。打湿底板和坍落度筒内部。将底板放在水平地面上。将J型环放置于底板中央，坍落度筒放在环内，压紧。用铲将混凝土填满坍落度筒，不要插捣，仅用刮刀将顶部混凝土抹平。清除筒底部周围的多余混凝土。垂直提起坍落度筒，使混凝土自由流动。，测量两个垂直方向混凝土的最终直径。计算两个测量直径的平均值（单位mm）。测量环内与环外混凝土的高度差。计算四个位置高度差的平均值（单位mm）。注意混凝土边缘的灰浆或者砂浆是否没有粗集料。与Orimet 试验的结合（10）设备l Orimet 装置包含一个坚硬不吸水材料，见图D.10.1l 刮刀l 铲l 秒表l 直尺l J型环，矩形截面（30mm25mm）开口圆环，垂直钻孔，孔内有螺纹，可旋入钢筋（长100mm，直径10mm，间距482mm）；见图D.3.1步骤需要8升混凝土，普通方法取样。将Orimet 放在坚硬地面上。将铸管和端口内表面打湿。打开活门，排除多余水。关闭活门，将一个桶放在其下方。使管内填满混凝土，不要压紧或者捣实，仅用刮刀将顶部混凝土抹平即可。填充完成后10秒内，打开活门，使混凝土在重力作用下流出。当活门打开时，按下秒表，记录混凝土完全排出所用时间（流动时间）。可以根据管内透光来判断结束时间。测量两个相互垂直方向混凝土的最终直径（单位mm）。整个试验要在5分钟内完成。计算两个测量直径的平均值（单位mm）。测量钢筋内外混凝土的高度差（单位mm）计算四个点的高度差的平均值（单位mm）注意混凝土边缘的灰浆或者砂浆是否有不包裹粗集料的情况出现。结果分析应该认识到，虽然各种试验方法的结合使用可以测量流动和通过能力，但试验结果之间不是相互独立的。所测流动性会受到混凝土移动时受钢筋阻塞作用的程度的影响。而阻塞程度受流动性的影响很小。可以说，高度差越大，混凝土通过能力越差。阻塞和/或分离情况也可通过肉眼观察来判断，这通常要比计算更可靠。注意：J型环试验的结果会受到所选用联合试验方法的影响，不同联合试验所获得的结果不具可比性。V型漏斗（4）和V型漏斗T5分钟试验（5）简介该试验方法是在日本发展起来的，Ozawa等人使用的一种方法。装置中包含一个V型漏斗，见图D.4.1。V型漏斗的一个替代形式，O型漏斗，即采用圆形断面的漏斗，在日本也有应用。这里所述的V型漏斗试验用于测量最大集料尺寸为20mm的混凝土的填充能力（流动能力）。漏斗用大约12升混凝土填满，然后测量混凝土流出漏斗所需时间。试验方法评价尽管该试验是被设计用来测量流动能力的，但所得的结果会受到除流动性以外混凝土其它性质的影响。反转的锥体形状将会带来混凝土阻塞的倾向，从而在结果中反映出来如果，举例来说，粗集料太多的话。流出时间长也可与混凝土变形能力差联系起来，这可归咎于混凝土的粘度过大，另外时间长也与内部颗粒摩擦力大有关。虽然整套仪器很简单，但漏斗的角度的影响和漏斗壁对混凝土流动性的影响还不是很清楚。图D.4.1：V型漏斗试验装置（矩形断面）设备l V型漏斗l 水桶（12升）l 刮刀l 铲l 秒表流动时间测量步骤试验需要大约12升混凝土，通常方法取样。将V型漏斗放在坚硬地面上。打湿漏斗内表面。打开活门，排出多余水关闭活门，下方放桶将混凝土填满漏斗，不要压紧或者捣实，仅需用刮刀抹平。10秒内打开活门，记录混凝土完全排空的时间（流动时间）以有光线透过漏斗为结束标志。整个试验在5分钟内完成。T5分钟流动时间测量步骤不要清洗漏斗内表面。在测量完流动时间以后，立即关闭活门，重新向漏斗内填充混凝土。将桶放在漏斗下方。在不压紧或者捣实的情况下将漏斗填满，只需用刮刀抹平。漏斗填满5分钟后打开活门，使混凝土在自重下流出。同时，按下秒表，记录混凝土完全流出时间（T5分钟流动时间）。试验结果说明 这个试验测量的是混凝土流动的容易程度：时间越短表明流动性越好。对于SCC，流动时间为10秒被认为是适当的。倒转的锥体形状限制了混凝土的流动，流动时间的延长可以给出一些关于拌和物对于阻塞的敏感性的暗示。经过5分钟的沉淀之后，混凝土的离析将会表现在流动的不连续以及流动时间的延长上。L箱型试验方法（6）简介这项试验已经由Petersson进行了阐述，它来源于一项日本的关于水下混凝土的试验设计方法。试验评估的是混凝土的流动性，以及混凝土受到钢筋阻塞的程度。整套装置见图D.6.1。装置由一个矩形截面的箱组成，箱子有水平和垂直两部分，成“L”型，两部分被活门分开，活门前装置有垂直方向隔栅。箱的垂直部分装满混凝土，然后提起活门，使混凝土流动到水平部分。流动结束后，测量水平部分末端的混凝土高度，将其与仍留在垂直部分的混凝土高度进行比较（图中的H2/H1）。它表示的是静止时混凝土的坡度。这是通过能力的表征，或者说表示的是混凝土通过钢筋网时受限制的程度。箱的水平部分可以从活门开始标记200mm和400mm，测量混凝土到达这些标记点的时间。这就是通常所说的T20和T40时间