高强自密实混凝土研究及其在工程中的应用.pdf

2 0 1 4年 第 1期 (总 第 2 9 1期 ) Nu mb e r 1 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 2 9 1 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 预拌混凝土 READY M Dr ED CONCRETE d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 4 0 1 0 2 5 高强自密实混凝土研究及其在工程中的应用 龙武剑 ，王卫仑 。冼向平 ，陈顺 ，范永法 ( 1 深圳大学 土木工程学院 广东省滨海土木工程耐久性重点实验室 ，广东 深圳 5 1 8 0 6 0 ； 2 深圳市建工集团股份有限公司，广东 深圳 5 1 8 0 4 8 ) 摘要： 自密实混凝土由于其优异的施工性能在各类型的结构工程中得到了广泛的使用。 研究选用混凝土公司普通混凝土 实际生产用原材料 ， 采用优化设计方法配制 3 d 抗压强度不低于 6 0 MP a ， 2 8 d 抗压强度 为 7 0 - 9 0 MP a ， 且流动性满足现场实际 施工要求的高强 自密实混凝土 ， 并将该配合 比的混凝土成功应用于深圳市红树别院工程项 目， 取得 了良好的施工效果。 自密实 混凝土 由于具有绿色施工特点 ， 在减少施工费用的同时也提高 了施工效率 ， 研究表 明其综合施工成本低 于普通混凝土。 关键词： 高强混凝土；自密实混凝土；配合比设计；工程应用 中图分类号： T U 5 2 8 5 3 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0 9 0 0 3 H i g h - s t r e n g t h s e rf - c o m p a c t i ng c on c r e t e a nd R s a p p l i c a t i o n L O N G Wu j i a n ， WA NG We i l u n 1 X I A NX i a n g p i n g ， C H E NS h u n 1 7 F ANY o n g f a ( 1 C o l l e g e o f C i v i l E n g i n e e r i n g ， G u a n g d o n g P r o v i n c i a l K e y L a b o r a t o r y o f D u r a b i l i t y f o r Ma r i n e C i v i l E n g i n e e r in g ， S h e n z h e n U n i v e r s i t y ， S h e n z h e n 5 1 8 0 6 0 ， Ch i n a ； 2 S h e n z h e nCo n s t r u c t i o nE n g i n e e ri n gGr o u pC o ， L t d ， S h e n z h e n 5 1 8 0 4 8 ， C h i n a ) Ab s t r a ct： S e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e m ( S C C) i s wo r l d wi d e u s e d d u e t o i t s e x c e l l e n t wo r k a b i l i tyL o c a l r a w ma t e ri a l s f r o m c o n c r e t e c o mp a - n y， we r e e mpl o y e d S e l f - c omp a c ti n g c o n c r e t e mi x t u r e s wi t h t a r g e t e d 2 8 d a y c o mp r e s s i v e s t r e ng t h s o f 7 0 M Pa t o 9 0 MPa a n d r e q ui r e d flo w p r o p e g i e s w e r e e v a lu a t e d Mo r e o v e r ， the s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e w a s s u c c e s s f u l l y a p p l i e d i n S h e n z h e n Ma n g r o v e G a r d e n p r o j e c t T h e u s e o f s e l f - c omp a c t i n g c o n c r e t e e x h i bi t s e x c e l l e nt g l o ba l e c o n o mi c a s p e c t s c o mpa r e d t o the us e o fc o nv e nt i o na l c o nc r e t e K e y wo r d s ： h i 曲一 s e n g t h c o n c r e t e ； s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e ； m i x d e s i g n ； p r a c ti c a l e n g i n e e ri n g a p p l i c a t i o n 0 引言 自密实混凝土工作性能优异， 具有良好的流动性能、 通 过性能和填充性 能 ， 并且 骨料不离析 ， 其硬化后也具有 良 好的力学性能和耐久性能， 因此 自密实混凝土在各类型的 结构工程中均得到越来越广泛的关注和应用 1 - 4 。 自密实混 凝土流动性较大， 不需要机械振捣， 仅依靠 自身重力便可 填充结构 构件空 间 ， 在节省人力 、 物力 的同时也 消除了因 机械振捣施工造成的噪音污染习 。 目前国内外均有大量使 用自密实混凝土的工程实例嘲 。 但与普通强度 自密实混凝 土大规模应用 的情况不同 ， 目前高强 自密实混凝土还处于 研究和试验性 阶段 ， 国内外实际工程 中的应用尚不多见 。 且 近年来 ， 混凝土结构复杂化 、 建筑空间要求的多样化 以及 对施工成本控制的严格化均对自密实混凝土的工程应用 提出了更严峻的要求 。 研究利用深圳市金 强混凝 土搅拌站提供 的实际生产 用原材料 ， 根据普通混凝土投料顺序及 生产工艺 ， 采用试 验设计及试验试配的方法成功研制出适合于搅拌站生产 的经济型高强 自密实混凝土， 并成功在深圳市红树别院工 程中进行现场中试 ， 为高强 自密实混凝土的实际工程应用 提供了借鉴经验。 1 试验原材料 试验用原材料由深圳市金强混凝土公司提供 ， 具体 陆能 指标如下： 水泥采用广西台泥普通硅酸盐水泥 P 0 4 2 5 R级 水泥； 砂采用东莞河砂， 细度模数 2 8 ， 中砂 ， 含泥量 1 8 ； 石 子采 用火 成岩 5 2 5 n 3 1 n连续 级配 碎石 ， 针 片状含 量 9 ， 压碎指标值 8 1 ， 含泥量 0 4 ； 矿物掺合料为磨细 矿粉 ， 首钢 $ 9 5 级 ； 化学外加剂采用西卡( 中国) 有限公 司 V i s c o c r e t e 3 0 0 0系列高效聚羧酸减水剂。 2 配合 比试验研 究 配合比设计采用绝对体积法， 试配的混凝土配合比材 料用量见表 1 。 配合 比1 6 是根据水胶 比、 配制强度以及试 配出的新拌混凝土的性能等因素设计的配合比， 它们之间 互相参照对比； 配合比7 、 8 是根据配制所需的强度要求高 、 收稿E t 期：2 0 1 3 0 7 - 0 7 基金项目：国家自然科学基金项 目( 5 1 2 7 8 3 0 6 5 、 1 0 0 8 1 9 7 ) ； 深圳市科技研发资金项 目( J C 2 0 1 0 0 5 2 8 0 5 6 6 A、 J C YJ 2 0 1 2 0 6 1 3 1 5 5 3 4 3 5 9 2 ) ： 商陛能土木工程材料国家重点实验室开放基金课题项目( 2 0 1 1 C E M0 0 3 ) 9 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 流动性等相对较好 的配合 比 5 、 6 而调整减水剂 用量的试 验组 。 试验过程投料方法模拟搅拌站 的实 际生产过程 ， 即 一 次投料法， 将砂子、 石子、 水泥、 矿渣、 减水剂一次全部加 入到搅拌机内( 减水剂提前与水搅拌均匀) ， 视新拌混凝土 的情况搅拌 2 mi n 左右成型。 新拌混凝土的坍落度按照国 家标准 G B T 5 0 0 8 0 - - 2 0 0 2 进行试验 ， 抗压强度模具试件尺 寸为 1 0 0mix 1 0 0mmx l O 0mn 1 。 表 1 自密实混凝土配合 比设计 3 自密实混凝 土性 能 混凝土拌合物的工作性能与其工程应用实践存在直 接联系。 目前 国际上普遍采用 的相关测试方法包括 ： 坍落扩 展度试验 ， O r i me t 流速试验 ， v型漏斗试验 ， J 环试验 ， L型 仪试验 以及 u型仪试验等 ， 但最 常用来表征 自密实混凝土 工作性能等的测试方法为坍落扩展度以及 T ， 9 1 。 坍落扩 展度表征了混凝土的流动性能和填充性能， 而 T 如表征了 混凝土 的黏聚性 以及流动性 。 采用表 1 所示混凝土配合 比 试验的自密实混凝土的工作性能测试结果如表 2 所示。 按配合 比 1 8 成 型相 应型号 的试 件 ， 其 力学性 能按 G B T 5 0 0 8 0 -2 0 0 2 普通混凝土力学性能试验方法标准 进行试验。 试件成型后放在标准养护室进行养护。 表 3 为 试拌 自密实混凝土的各龄期( 3 、 7 、 2 8 d ) 抗压强度， 且分别 在配合比2 4以及 7 预留一组振捣成型的自密实混凝土。 由表 3可以看出， 除配合比 1 、 2 、 3 其 2 8 d 抗压强度略低于 7 0 gP a 外， 其余配合比的混凝土 2 8 d 抗压强度均介于 7 0 9 0 MP a 之间， 配合 比 7 达到 9 1 9 MP a 。 同时， 如表 3 所示， 未振捣 自密实混凝土的力学性能 可以达到相应振捣的 自密实混凝土 的力学性能指标 ， 且未 振捣的试件的2 8 d 抗压强度分别为振捣试件的抗压强度 的 9 8 1 、 9 8 3 以及 9 9 7 ， 两者非常接近， 这表明白密实 混凝土的力学性能 良好。 表 2 自密实混凝土拌合物的工作性能 由表 4可见， 配合比7的试拌混凝土坍落度经时损失 值小， 不离析、 不泌水、 流动性好、 填充性强， 具有优良的工 作性能。 综合其优异的2 8 d 抗压强度， 决定采用该配合比于 现场 中试 。 4 应 用 实例 4 1工 程 施 工概 况 与国际自密实混凝土研究及应用现状相比较 ， 我国自 密实混凝土 的研究及应用起步相对较 晚， 但在最 近几年发 展迅速。 本研究以深圳市大型住宅 区项 目红树别 院高层住 宅楼的柱构件为试验对象浇筑 自密实混凝土， 混凝土 2 8 d 设计强度 为 8 0 MP a 。 由于柱 内配筋 密集 ， 采用普通混凝土 进行施工混凝土密实性较难 保证 ， 且 由此带来 的混凝土振 搅会引起施工扰民等问题， 同时考虑到混凝土拆模后表面 质量等问题， 故决定采用自密实混凝土进行对比浇筑研究。 混凝土的制备采用金强混凝土公司强制式搅拌机进行， 通 过混凝土搅拌车将 自密实混凝土运送至施工现场 ( 图 1 所 示 ) ， 然后通过溜槽直接入柱构件 ， 混凝土通过 自身重力通 过钢筋从而填满整个柱构件， 整个过程没有进行人工振捣。 表 3 自密实混凝土抗压强度指标对照表 表 4 自密实混凝土拌合物坍落度经时损失测试结果 配合比编号 经时时间 mi n 坍落度 m m 坍落度经时损失 mm 91 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m