自密实混凝土技术和科学应用

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1、自密实混凝土技术与应用自密实混凝土技术与应用 04.11.20042 低强度自密实混凝土 自密实混凝土应用 自密实混凝土的配制 国内外标准对比 自密实混凝土简介 04.11.20043 自密实混凝土（SCC）定义: 具有高流动度、不离析、均匀性和稳定性，浇注 时依靠其自重流动，无需振捣而达到密实的混凝土。 SCC: Concrete that is able to flow and consolidate under its own weight, completely fill the formwork even in the presence of dense reinforcement,

2、 whilst maintaining homogeneity and without need for any additional compaction . 自密实混凝土简介 定义 04.11.20044 起源 自密实混凝土简介 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。 04.11.20045 世界发展状况 自密实混凝土简介 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

3、2005芝加哥34 国家 SCC研讨讨会 04.11.20046 适用场合 自密实混凝土简介 沉井连续墙 钢管柱 预制混凝土 水坝挡水墙 04.11.20047 分类 自密实混凝土简介 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 04.11.20048 评价方法 自密实混凝土简介 坍落度扩展度实验 SCC 通常具有较大的坍落度(240 mm

4、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 04.11.20049 自密实混凝土简介 评价方法 Difference between J-Ring Flow and Slump Flow (mm) J形环扩展度与坍落扩 展度差值 Passing Ability Rating 通过能力级别 Remarks 备注 0 250High Passing Ability 高通 过能力 25 - 501Moderate Passing Ability 中等通过能力 502Low Passing Ability 低通

5、过能力 S % = (CAB CAT)/(CAB+CAT)/2) * 100 where: S = static segregation percent CAT = mass of coarse aggregate in the top section of the column CAB = mass of coarse aggregate in the bottom section of the column nSegregation Index 离析指数 04.11.200410 评价方法 自密实混凝土简介 形容器漏斗 04.11.200411 低强度自密实混凝土 自密实混凝土应用 自密实

6、混凝土的配制 国内外标准对比 自密实混凝土简介 04.11.20041212 国内自密实混凝土标准体系，二个标准： n自密实混凝土设计与施工指南CCES02-2004（中国土木工程学会）) n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） 国内外标准对比 国内标准 04.11.20041313 n2004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。 n2006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

7、量0.16-0.23 m3 n二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。 单方混凝土中的粗骨料均在950 kg/m3以下。 粗骨料的最大粒径在20mm以下。 国内外标准对比 国内标准 04.11.200414 国内外标准对比 规规程日本规规范欧洲规规范法国规规范 自密实实 等级级划 分标标准 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

8、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25mm20或25mm20mm1020mm 单单位体积积 粗骨料 量 1级0.280.30m30.280.30m3 0.280.35m3 （未分级） 未分级，也为提 出明确界限 2级0.300.33m30.300.33m3 3级0.320.35m30.320.35m3 我国规程与国外规范对比 04.11.200415 规规程日本规规范欧洲规规范法国规规范 单单位体积积用水量155180kg155175kg不超过200kg未提出明确界限 水粉比0.801.150.851.150.81.10未提出明确界限

9、单单位体积积粉体体积积0.160.23m30.160.19m30.160.24m3约500kg/m3 单单位体积浆积浆 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 04.11.200416 国内外标准对比 规规程日本规规范欧洲规规范法国规规范 U型箱试验试验 （SCC自填充性） 300mm以上（三种 障碍形式对应 三个等级） 300

10、mm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 检测 V型漏斗试验试验 （SCC抗离析性） 1级：1025s 2级：725s 3级：425s （改进，增加静置 1mins环节） 1级：1025s 2级：720s 3级：720s 初始：612s 静置5mins：615s 采用抗离析试 验检测 T50 （SCC抗离析性） 1级：520s 2级：320s 3级：320s 1级：520s 2级：315s 3级：315s 25s无 坍落扩扩展度试验试验 （SCC流动动性能） 1级：650750mm 2级：600700mm 3级：550650mm 1级：65

11、0750mm 2级：600700mm 3级：500650mm 650800mm600750mm 我国规程与国外规范对比 04.11.200417 低强度自密实混凝土 自密实混凝土应用 自密实混凝土的配制 国内外标准对比 自密实混凝土简介 04.11.200418 n 水泥 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。 n 骨料 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 %。 n 矿物掺合

12、料 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。 自密实混凝土的配制 原材料 04.11.200419 聚聚羧羧羧羧酸酸 如今、所有的大流动性 混凝土都使用聚羧酸系 外加剂。 自密实混凝土的配置 n 外加剂(高效减水剂) 原材料 04.11.200420 主要成分 自密实混凝土种类 粘度剂型兼用型 纤

13、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） 自密实混凝土的配置 n 外加剂(粘度剂) 原材料 04.11.200421 n 浆骨比 SCC需要一定的胶结料浆体含量,一般为3340 %，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。 自密实混凝土的配制 配合比 04.11.200422 n 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

14、会影响SCC 的弹性模量和抗压强度,一般宜控制在40 %45 %。 n 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 %。 n 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 。 自密实混凝土的配制 配合比 04.11.20042323 Self-Consolidating 自密实 High Flowability 高流动性 High Resistance to Segregation 抗离析 Superplasticizer 超塑化剂 High Conten

15、t of Fines 高总胶掺量 Viscosity Modifying Agent 粘度改性剂 自密实混凝土的配制 自密实混凝土设计原理 04.11.20042424 自密实混凝土的配制 传统混凝土与自密实混凝土对比 04.11.200425 低强度自密实混凝土 自密实混凝土应用 自密实混凝土的配制 国内外标准对比 自密实混凝土简介 04.11.200426 MS (mm) W/B (%) s/a (%) 水泥种 类类 粉煤灰 种类类 外加剂剂 単位量(kg/m3) WCFASGSP 25284552.52級RHEOPLUS251864051008209104.1 上海泓邦国际大厦 自密实混

16、凝土应用 应用实例 04.11.200427 配合 比 扩扩展度 (cm) GLENIUM SP8 (C%) W/B (%) s/a (%) 単位量(kg/m3) CFAWS G (5-10mm) G2 (10-20mm) 155-650.50.4051350881758958190 255-650.60.4048300100160883546364 355-650.60.434827993160895554369 三峡大坝发电站 自密实混凝土应用 应用实例 04.11.200428 台北金融中心101大樓 MS (mm) W/B (%) s/a (%) 设计设计基 准强度 MPa 设计设计 含气量 (%) 外加剂剂 単位量(kg/m3) WC矿矿粉硅粉SG 1930.855.5C70 2.0 RHEOBUILD SP8S(B)T (C