本文首先对自密实混凝土的发展与现状进行总结,提出自密实混凝土的制备原理,同时介绍自密实混凝土的原材料选择原则和配合比设计方法,并展望了自密实混凝土的发展方向与相应的解决途径。
1 自密实混凝土的发展
自密实混凝土(Self Compacting Concrete) ,也有人称为高流态混凝土(Highly Fluidized Concrete) ,指混凝土拌合物主要靠自重,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。
世界各国对混凝土结构的耐久性问题十分关注。目前所有混凝土均靠充分振捣来达到密实,满足所需要的强度和耐久性,振捣不良会大大降低混凝土的最终性能。因此,日本岗村教授提出研究开发自密实混凝土,利用其自身优良的施工性能,保证混凝土即使在不利施工的条件下,也能密实成型,避免因振捣不足而造成的空洞、蜂窝、麻面等质量缺陷。
他们首先利用水下混凝土的技术来研制这种流动性好、填充性高的混凝土。通过试验发现简单地把这种工艺移到地面上施工并不成功,主要原因有:a) 由于这类混凝土粘度较高,包裹在混凝土中的空气难以排除;b) 在钢筋密集部分,难以做到密实填充。因此,他们又开始做了新的研究,并取得较大进展。1989 年,在东京举行了自密实混凝土的公开试验,有100 多位研究人员和工程技术人员参加,会后许多大建筑公司开始了自密实混凝土的开发。1992 年出席日本混凝土学会关于自密实混凝土年会的单位增至30 家。
日本建筑协会在材料施工委员会下设置了“高流动性混凝土”分会,并于1992 年到1995 年三年内对自密实的质量标准、材料、配合比、施工、质量管理等有关内容进行了研究,1997 年1 月制定了“高流动性混凝土材料、配比、制造、施工指针”,大大推动了自密实混凝土在日本的应用。1998 年8月日本在一次国际会议上宣布到2003 年自密实混凝土的用量超过混凝土总用量50 %的计划。
欧洲也不甘落后,出资300 万欧元资助由多国建筑商、混凝土专家、外加剂生产厂、钢纤维生产厂联合攻关的开发项目,旨在开发土木工程通用型自密实混凝土(较高的强度)以及建筑用高质量饰面效果的纤维增强自密实混凝土,其目标是赶上和超过日本技术。
我国从20 世纪90 年代初期也开始了免振自密实混凝土的研究。从1995 年开始深圳、上海、北京等城市应用自密实混凝土浇筑了4 万余立方米,主要应用于地下暗挖、配筋形状较为密实、复杂等无法浇筑和振捣的部位,解决了施工扰民的问题,缩短了浇筑工期。
总结国内外的相关资料,自密实混凝土的工作性能指标应达到:坍落度240~270 mm ,扩展度≥600 mm ,Orimet 法流下时间8~16 s ,坍落度中边高差20 mm。