免振捣自密实混凝土技术及工程实践

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发布时间：2021-09-05

资料介绍

振捣自密实混凝土是高性能混凝土的一种，其最主要的性质是能够在自重下不用振捣，自行填充模板内的空间，形成密实的混凝土结构。此外它还具有良好的力学性能与耐久性能，这是一种从混凝土拌合物开始直至硬化后的使用期都被全面考虑的高性能混凝土，其优越性主要表现在：
1.提高混凝土的密实性和耐久性，避免漏振、过振等施工中的人为因素以及配筋密集、结构形成复杂等不利条件对施工质量的影响。
2.降低作业强度，节省劳力、振捣机具和电能消耗。
3.可消除振捣噪声，改善环境，缓解施工扰民的矛盾。
4.简化工序，缩短工期，提高效率。
第1章制备原理
免振捣自密实混凝土具有高工作性能，表现为具备高流动性，高抗分离性，高间隙通过能力和高填充性。榨流变学理论，新拌混凝土属宾汉姆流体，其流变方程为τ=τ0+ηγ，（τ为剪切应力；τ0为屈服剪切应力；η为塑性粘度；γ为剪切速率）。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，由此可知，屈服剪应力τ0和塑性粘度η是可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，制备免振捣自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择搭配和精心的配合比设计，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，形成密实旦均匀的结构。

首先，采用高效减水剂可对水泥粒子产生强烈的分散作用，高效减水剂在水泥粒子界面的吸附和形成的双电层，使水泥粒子间产生静电斥力作用，拆散其絮凝结构，释放它们约束的水，水泥粒子间相互滑动能力增大，使混凝土开始流动的屈服剪应力引降低，获得高流动性能，同时能有效控制混凝土用水量，保证力学与耐久性要求。
另一方面，免振捣自密实混凝土应具有较好的抗分离性。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，难以填充模板和保持拌合物均质。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。
免振捣自密实混凝土的工作性能是研究重点，要从流动性、抗分离性、间隙通过性和填充性4个方面统一考虑，解决流动性与抗分离性的矛盾，从而提高间隙通过能力和填充性。此外，还要解决混凝土的高工作性与硬化混凝土力学与耐久性能的矛盾。
第2章工作性能评价
免振捣自密实混凝土的工作性能的研究和评价方法是其制备和施工质量控制的基础，关于混凝土工作性评价，国内外试验方法很多，难以用一种方法来全面反映混凝土拌合物的工作性。故采用综合多种试验并与基本流变参数相联系的方法评价免振捣自密实混凝土的工作性。
第1节绸落度与扩展度试验
通常新拌混凝土的工作性宏观上采用现落度、扩展度来表示，它们主要由τ0决定， τ0越小，坍落度和扩展度就越大。该试验可反映τ0的大小，此外从坍落后拌合物的形状，可目测抗分离能力。
第2节模型试验
参照国外流态混凝土流动性试验的盒式模型试验装置加以改进，用透明有机玻璃制成模型试验装置（图3-10-1）。通过测定混凝土拌合物经过间隙，从模型一侧流入另一侧时经过两刻度线间的时间（反映η值影响）和流动停止后模型两侧拌合物的高差（反映τ0值影响），综合评价流动性、间隙通过性和填充性。
第3节配筋模型试验
用透明有机玻璃制成的配筋模型试验装置（图3-10-2），评价混凝土拌合物通过钢筋间隙的能力和填充性，以及分析拌合物的抗分离性，模型内的钢筋网密度可根据试验需要调整。试验方法是观察拌合物穿过钢筋网流动的情况，流动停止后测量模型两端拌合物的高差。另外，可开启模型末端的闸板，放出拌合物，称取通过钢筋骨架前后的拌合物，采用5mm孔径筛分，测定粗骨料含有率的变化，定量评价抗分离性能。