自密實混凝土為什么能具有常態(tài)混凝土的良好力學性能。要搞清這個問題,還須從混凝土的微結構理解。水泥石與骨料間的界面區(qū),是混凝土結構薄弱的部位:與水泥石比較,界面區(qū)具有不同的結構和相分布,界面區(qū)孔隙增加,晶體相較軟弱,滲透性大。
新拌混凝土的流動性和振搗作用,在很大程度上促進了界面區(qū)的形成。
在普通混凝土中,界面區(qū)的孔隙率水泥石的孔隙率。由于振動影響產生的微泌水形成的孔隙結構,氣泡聚集以及界面區(qū)局部水灰比較大的情況比較嚴重。由于自密實混凝土黏性好,泌水少,加上不需要振搗,因而減少了微泌水,水泥石的孔隙率尤其是界面區(qū)的孔隙率顯著低于普通混凝土,而且均勻分布于界面區(qū)和水泥石本體之中。同時由于自密實混凝土摻入了較多的粉煤灰,水化中消耗了較多的氫氧化鈣,大大減少了界面區(qū)氫氧化
鈣晶體的形成。減少了氫氧化鈣這一軟弱晶體的形成,就改善了自密實混凝土的界面區(qū)結構。結構密實,強度提高,滲透性低,就能夠提高耐久性能。
自密實混凝土是指在自身重力作用下,能夠流動、密實,即使存在致密鋼筋也能完全填充模板,同時獲得很好均質性,并且不需要附加振動的混凝土。
自密實混凝土被稱為'近幾十年中混凝土建筑技術具革命性的發(fā)展',因為自密實混凝土擁有眾多優(yōu)點:
·1 混凝土良好地密實。
·2 提高生產效率。由于不需要振搗,混凝土澆筑需要的時間大幅度縮短,工人勞動強度大幅度降低,需要工人數(shù)量減少。
·3 改善工作環(huán)境和安全性。沒有振搗噪音,避免工人長時間手持振動器導致的'手臂振動綜合癥'。
· 4改善混凝土的表面質量。不會出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面,不需要進行表面修補;能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型。
· 5增加了結構設計的自由度。不需要振搗,可以澆筑成型形狀復雜、薄壁和密集配筋的結構。以前,這類結構往往因為混凝土澆筑施工的困難而限制采用。
· 6避免了振搗對模板產生的磨損。
· 7減少混凝土對攪拌機的磨損。
· 8可能降低工程整體造價。從提高施工速度、環(huán)境對噪音限制、減少人工和質量等諸多方面降低成本。
自密實混凝土其硬化后的耐久性非常有限,尤其是在寒冷氣候條件下;同時,自密實混凝土中還有不穩(wěn)定的氣泡。高流動自密實性混凝土與普通混凝相比,干燥收縮略大。
折疊特性測試
自密實混凝土的'自密實'特性的測試,已經(jīng)形成了系列標準的試驗方法。各種試驗方法要求達到的指標見表1。
采用賓漢姆流變學模型的參數(shù)屈服值和塑性粘度,來描述新拌混凝土的流變學特性,則不同地區(qū)配制的自密實混凝土有一定差異。為了平衡混凝土流動性與抗離析的矛盾,日本使用較多的增粘劑和石粉,所配制的自密實混凝土屈服值低、粘度高。歐洲以冰島為代表則偏向采用高細度礦物材料如硅灰、粉煤灰,提高屈服值來自密實混凝土穩(wěn)定性。
為了達到不振動能自行密實,硬化后具有常態(tài)混凝土一樣的良好物理力學性能,配制的混凝土在流態(tài)下滿足以下要求:
折疊黏性適度
折疊良好的穩(wěn)定性
澆筑前后均不離析、不泌水,粗細骨料均勻分布,保持混凝土結構的勻質性,使水泥石與骨料、混凝土與鋼筋具有良好的黏結,保持混凝土的耐久性。
折疊適當?shù)乃冶?br />
如果加大水灰比,增加用水量,雖然會流動度,但黏性降低?;炷恋挠盟繎刂圃?50~200kg/m3。之間。要保持混凝土的黏性和穩(wěn)定性,只能依靠摻加減水劑來實現(xiàn)。采用聚羧酸類減水劑比較好,也可采用氨基磺酸鹽,摻量為o.8%~1.2%(占水泥重量)。
折疊控制粉體含量
要保持混凝土具有良好的穩(wěn)定性,粉體含量是關鍵?;炷林行∮?0tim的粉體含量即膠凝材料用量應在000~600kg/m3之間。當水泥用量較多時,可以摻用粉煤灰、礦渣粉或石灰石粉取代一部分水泥,以降低水化熱量。必要時,可以采取減少水泥用量、摻用少量的增黏劑,以保持適度的黏性。一般采用生物聚合物多糖增黏劑。
從國內自密實混凝土研究的文獻上看, 自密實混凝土配合比設計一般采用全計算法和固定砂石體積含量法。
全計算法的基本觀點為:①混凝土各組成材料括固、氣、液三相,有體積加和性;②石子的空隙由干砂漿填充;③干砂漿的空隙由水填充;④干砂漿由水泥、細摻料、砂和空隙組成。
固定砂石體積含量計算法是根據(jù)高流動自密實混凝土流動性及抗離析性和配合比因素之間的平衡關系, 在試驗研究的基礎上得到的一種能較好適應高流動自密實混凝土的特點和要求的配合比計算方法。
配制自密實混凝土應先確定混凝土配制強度、水膠比、用水量、砂率、粉煤灰、膨脹劑等主要參數(shù),再經(jīng)過混凝土性能試驗強度檢驗,反復調整各原材料參數(shù)來確定混凝土配合比的方法。
固定砂石體積含量計算法是根據(jù)高流動自密實混凝土流動性及抗離析性和配合比因素之間的平衡關系, 在試驗研究的基礎上得到的一種能較好適應高流動自密實混凝土的特點和要求的配合比計算方法。
我國混凝土外加劑品種很多,如能夠降低混凝土用水量、提高混凝土強度的減水劑,用于調整混凝土凝結時間的緩凝劑、促凝劑,要減少混凝土收縮開裂時使用的膨脹劑、減縮劑,能提高混凝土的抗凍融性能、延長混凝土的使用壽命的引氣劑,在冬季負溫條件下施工時使用的防凍劑等等,基本能夠滿足我國現(xiàn)有條件下施工的各種混凝土性能的要求。國外有的品種在國內幾乎都有,目前在國家標準和行業(yè)標準里已經(jīng)對14種外加劑產品的性能有了明確規(guī)定。