本文首先對自密實混凝土的發展與現狀進行總結,提出自密實混凝土的制備原理,同時介紹自密實混凝土的原材料選擇原則和配合比設計方法,并展望了自密實混凝土的發展方向與相應的解決途徑。
1 自密實混凝土的發展
自密實混凝土(Self Compacting Concrete) ,也有人稱為高流態混凝土(Highly Fluidized Concrete) ,指混凝土拌合物主要靠自重,不需要振搗即可充滿模型和包裹鋼筋,屬于高性能混凝土的一種。該混凝土流動性好,具有良好的施工性能和填充性能,而且骨料不離析,混凝土硬化后具有良好的力學性能和耐久性。
世界各國對混凝土結構的耐久性問題十分關注。目前所有混凝土均靠充分振搗來達到密實,滿足所需要的強度和耐久性,振搗不良會大大降低混凝土的最終性能。因此,日本崗村教授提出研究開發自密實混凝土,利用其自身優良的施工性能,保證混凝土即使在不利施工的條件下,也能密實成型,避免因振搗不足而造成的空洞、蜂窩、麻面等質量缺陷。
他們首先利用水下混凝土的技術來研制這種流動性好、填充性高的混凝土。通過試驗發現簡單地把這種工藝移到地面上施工并不成功,主要原因有:a) 由于這類混凝土粘度較高,包裹在混凝土中的空氣難以排除;b) 在鋼筋密集部分,難以做到密實填充。因此,他們又開始做了新的研究,并取得較大進展。1989 年,在東京舉行了自密實混凝土的公開試驗,有100 多位研究人員和工程技術人員參加,會后許多大建筑公司開始了自密實混凝土的開發。1992 年出席日本混凝土學會關于自密實混凝土年會的單位增至30 家。
日本建筑協會在材料施工委員會下設置了“高流動性混凝土”分會,并于1992 年到1995 年三年內對自密實的質量標準、材料、配合比、施工、質量管理等有關內容進行了研究,1997 年1 月制定了“高流動性混凝土材料、配比、制造、施工指針”,大大推動了自密實混凝土在日本的應用。1998 年8月日本在一次國際會議上宣布到2003 年自密實混凝土的用量超過混凝土總用量50 %的計劃。
歐洲也不甘落后,出資300 萬歐元資助由多國建筑商、混凝土專家、外加劑生產廠、鋼纖維生產廠聯合攻關的開發項目,旨在開發土木工程通用型自密實混凝土(較高的強度)以及建筑用高質量飾面效果的纖維增強自密實混凝土,其目標是趕上和超過日本技術。
我國從20 世紀90 年代初期也開始了免振自密實混凝土的研究。從1995 年開始深圳、上海、北京等城市應用自密實混凝土澆筑了4 萬余立方米,主要應用于地下暗挖、配筋形狀較為密實、復雜等無法澆筑和振搗的部位,解決了施工擾民的問題,縮短了澆筑工期。
總結國內外的相關資料,自密實混凝土的工作性能指標應達到:坍落度240~270 mm ,擴展度≥600 mm ,Orimet 法流下時間8~16 s ,坍落度中邊高差20 mm。