自密实混凝土制备原理

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自密实混凝土制备原理
自密实混凝土具有高工作性、抗离析性、间隙通过性和填充性。

按流变学理论,新拌混凝土属宾汉姆流体,其流变方程为:式(1) 中:τ为剪切应力;τ0 为屈服剪切应力;η为塑性粘τ0 是阻止塑性变形的最大应力,在外力作用下混凝土拌合物内部产生的剪切应力τ≥τ0 时,混凝土产生流动;η 是混凝土拌合物内部阻止其流动的一种性能,η越小,在相同外力作用下流动速度越快,由此可见。

屈服剪切应力τ0 和塑性粘度η是反映混凝土拌合物工作性的两个主要流变参数。

与普通混凝土采用机械振捣时因触变作用令τ0 大幅减小,使振动影响区内的混凝土呈液化而流动并密实成型的道理相似,制备自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶凝材料和粗细骨料的选择搭配和配合比设计,使τ0 减小到适宜范围,同时又具有足够的塑性粘度η,使骨料悬浮于水泥浆中,不出现离析和泌水问题,能自由流淌充分填充模型内的空间,形成密实且均匀
的结构。

首先,采用高效减水剂可对水泥颗粒产生强烈的分散作用,高效减水剂在水泥颗粒界面的吸附和形成的双电层,使水泥颗粒间产生静电斥应力,拆散其絮凝结构,释放它们约束的水,水泥颗粒间相互滑动能力增大,使混凝土开始流动的屈服剪切应力τ0 降低,获得高流动性能,同时能有效控制混凝土的用水量,保证力学与耐久性的要求。

另一方面,自密实混凝土应具有较好的抗离析性。

试验表明,离析的混凝土在通过间隙时,粗骨料会产生聚集而阻塞间隙。

混凝土离析的主要原因是τ0 和η过小,混凝土抵抗粗骨料与水泥砂浆相对移动的能力弱。

由此可知,屈服剪切应力τ0 和塑性粘度η既是混凝土开始流动的前
提,又是不离析的条件。

混凝土拌合物的浆固比和砂率值,对工作性有很大影响,浆固比越大流动性越好,但过大对硬化后的体积稳定性不利;砂率适宜,粗骨料周围包裹足够的砂浆,不易在间隙处聚集而影响
填充和密实效果,提高了拌合物通过间隙的能力.
w自密实混凝土的定义、特点及适用范围
自密实混凝土(SelfCompactingConcrete),也有人称为高流态混凝土(HighlyFluidizedConc rete),指混凝土拌合物主要*自重,不需要振捣即可充满模型和包裹钢筋,属于高性能混凝土的一种。

该混凝土流动性好,具有良好的施工性能和填充性能,而且骨料不离析,混凝土硬化后具有良好的力学性能和耐久性。

自密实混凝土正是有利于保证质量、加快施工进度、提高建设效益,解决野外困难工程的关键施工技术。

以公路隧道混凝土衬砌结构为例,它既是承载围岩压力的结构,又是防水的最后一道防线,设计上必须既满足强度和抗渗要求,采用普通混凝土施工时必须进行充分振捣以保证结构的整体性,但是,由于壁薄、配筋密实、形状复杂及施工空间的限制,非常容易漏振和过振,从而产生如表面蜂窝麻面、露筋、折皱及外观颜色欠佳等质量病害,造成耐久性和安全性隐患。

如果采用自密实混凝土,不仅可提高混凝土密实性解决质量通病,还能节约振捣设备和能源、节省浇筑时间,降低工作噪音、改善工作环境,保障施工的进度和效率,是有效解决上述施工难题、提高建筑结构的整体质量水平的先进技术。

自密实混凝土特别适用于:(1)浇筑量大、浇筑深度、高度大的工程结构;(2)形体复杂、配筋密集、薄壁、钢管混凝土等受施工操作空间限制的工程结构;(3)工程进度紧、严格环境噪声限制、或普通混凝土无法实现的工程结构。

因此,国外在隧道工程、水工大坝、铁路设施、
地下结构等领域都有非常广泛的应用,如日本、美国、英国、德国、加拿大等国家自密实混凝土用量已达总量的30%~40%,在许多重大工程和标志性工程都取得良好的技术经济效果。

自密实混凝土所占比重已经成为衡量一个国家混凝土行业技术水平高低的重要标志,我国研究工作尚属于起步阶段,目前年用量大约不到1%。