自密混凝土的良好工作性和其他特性引起了来自世界各地的科技人员的极大兴趣,其研究和应用在世界各地得到广泛应用。美国、日本等**的学者对自密混凝土进行了系统研究,包括工作性和流变性能测量、配合比设计、耐久性、结构性能以及矿物掺合料和减水剂配置自密混凝土的研究[3]。2002年3月,欧盟混凝土和化学委员会(EFNARC)发布了自密混凝土设计和应用指南,这是自密混凝土的**个设计和应用标准[4]。同年,美国ASTMC09委员会也开展了制定自密混凝土标准的工作[5]。
同济大学、中南大学、清华大学、苏州混凝土水泥制品研究所、福州大学等研究机构都讨论过自密混凝土,但研究内容各有侧重。在开发和应用自密实混凝土用高性能减水剂和高性能矿物减水剂方面,同济大学主要开展了许多科研工作[6]。中南大学对自密混凝土掺合料、工作性、耐久性等方面进行了研究[7];清华大学开展了自密实混凝土工程试验研究,抗拉强度为80MPa[8];在配置方式领域,苏州混凝土水泥制品研究院开展了研究[9];福州大学开展了配合比设计领域的研究等[10];在大量研究的前提下,我国也陆续发布了自密实混凝土设计、应用的规范和标准。中国土木工程学会于2004年发布了《自密实混凝土设计与施工指南》,2006年发布了《自密实混凝土应用技术规程》,2012年发布了**标准JGJ/T283-2012《自密实混凝土应用技术规程》。
近10年来,我国自密实混凝土应用技术标准的逐步完善,自密实混凝土的使用进入了一个全面的爆发环节。应用领域涉及核能、铁路、水利、市政、民用等各种工程。除了其他工程部位,如地下深挖、密筋、复杂外观等。,它们不能在加固工程、盾构管片、离心成型等预制构件的生产中得到应用。自密实混凝土特性的不断提高,类型也趋于多样化,如混有钢纤维和人造纤维的自密实混凝土、轻骨料自密实混凝土、堆石自密实混凝土场、-NMC-特定工程中应用了SCC的隔层施工系统等。
2自密混凝土的设计与制备工艺
设计理论和原理2.1
与水泥混凝土相比,自密混凝土的关键是在新混凝土过程中,不需要额外的人工振动,就可以利用自重作用进行充模和密实,这就是所谓的“自密实性”(Self-compactability)“,流动性、添加性、间隙通过性和抗离析性是其关键特征。自密混凝土混合物的自密过程可以从图1中说明,粗骨料漂浮在粘度和变形力充足的砂浆中。在自重的影响下,砂浆包囊粗骨料沿模板向前流动,根据钢筋间隙形成均匀致密的结构。
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图1自密实混凝土混合物的自密实过程
自密实混凝土混合物的自密实性为混凝土硬化后的特性提供了重要的保证。因此,自密实是自密实混凝土设计的重要基础,现有的自密实混凝土设计理论大多是基于这一原则。日本东京大学zui早开展了自密实混凝土的设计研究,并给出了自密实混凝土的原型方法(Prototypemethod)[11]。在此基础上,各国学者还对自密实混凝土的设计理论进行了相关研究,可以概括为三类:
(1)结合试验室试验研究,根据自密实混凝土混合物的变形性、间隙通过性及其抗离析理论分析,创建混合物变形性、抗离析性和间隙通过性与其配合比参数之间的经验联系。
Edanatsu等[12]认为,砂浆的变形特性对自密混凝土混合物的特性起主导作用,砂浆与砂浆在自密混凝土混合物中的体积比(VS/Vm)相对固定,根据混凝土配合比的设计方法,可以开始自密实混凝土设计,并提出V型漏斗测定方法来测量砂浆的变形性能粘度。Kasemsamrarm等[13]认为,自密实混凝土混合物的自密实性取决于其变形性、离析性和间隙通过性,其关键相关因素是混合物的权利水含量、粉末和石头的保水性以及固体颗粒的快速面积,从而建立了参数与变形水平、变形速度、离析等之间的经验模型。
自密实混凝土设计理论是根据各种成分对自密实混凝土混合物工作性贡献的理论分析而提出的。Sedran[14]等提出可压缩密实模型(compressiblepackingmodel,CPM),根据自密混凝土混合物的流变性能与混合物系统的压实度、超塑化剂等参数之间的理论分析,为了计算的准确性和快速性,开发了一套配合比设计软件。该模型采用计算机解决,大大减少了任务量。,该模型需要创建混凝土混合物的流变性能与实际工程应用中的工作性能相互关系,以便**地用于现场操作和应用。而且由于各种原材料参数的高度多样化,因此需要创建更广泛的特性原材料来形成混凝土混合物的流变模型,并注意模型的特异性。
(3)根据大量实验统计关系的自密混凝土配合比设计方法,即根据大量测试数据的积累,创建原材料制备参数与混凝土性能之间的经验关系。这种方法可以解决理论计算和模拟分析的不确定性和困难,因为材料构成的多样性和多样性以及对混凝土混合物特性的高要求。,任务量巨大。为了提高模型的普遍性,有必要收集和积累大规模的相关数据,创建相关数据库。
自密混凝土与水泥混凝土的配合比设计有很大不同,至今没有统一的设计理论。目前,我国现有的混凝土配合比设计方法各有针对性和重点,应根据具体需要选择合适的配置自密混凝土的方式。JGJ/T283-2012《自密实混凝土应用技术规程》的实施和实施可以**地指导和完善自密实混凝土的配合比设计,为自密实混凝土配合比设计带来了依据。