自密實(shí)混凝土研究進(jìn)
摘 要:評(píng)述了自密實(shí)混凝土在其設(shè)計(jì)方法與制備技術(shù)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。深入調(diào)查了自密實(shí)混凝土拌合物工作性的測(cè)試與評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用技術(shù)等方面的最新動(dòng)態(tài)。綜合分析了自密實(shí)混凝土拌合物的流變特性、硬化后的性能及其微觀結(jié)構(gòu)特征。對(duì)自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)原理、工作性測(cè)試評(píng)價(jià)方法及其工程應(yīng)用的發(fā)展前景進(jìn)行了展望,指出了加強(qiáng)自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量控制措施及其質(zhì)量保證體系研究的重要性。 關(guān)鍵詞:自密實(shí)混凝土;自密實(shí)性;設(shè)計(jì)方法;性能;應(yīng)用 中圖分類號(hào):TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0454–5648(2007)05–0671–08 自密實(shí)混凝土這一概念最早由日本學(xué)者Okamura 于1986 年提出[1]。隨后,東京大學(xué)的Ozawa等[2]開展了自密實(shí)混凝土的研究。1988 年,自密實(shí)混凝土第一次使用市售原材料研制成功,獲得了滿意的性能,包括適當(dāng)?shù)乃艧?、良好的密?shí)性以及其他性能。與普通混凝土相比,自密實(shí)混凝土具有以下性能特點(diǎn)[2]:(1)在新拌階段,不需人工額外振搗密實(shí),依靠自重充模、密實(shí)。(2)早齡期階段,避免了原始缺陷的產(chǎn)生。(3)硬化后,具有足夠的抗外部環(huán)境侵蝕的能力。 近20 年來,由于自密實(shí)混凝土的優(yōu)越性,自密實(shí)混凝土的研究與應(yīng)用實(shí)踐在世界范圍內(nèi)廣泛展開[3–9]。中南大學(xué)等單位于2005 年5 月26~28 日在湖南長沙主辦了我國第一次自密實(shí)混凝土技術(shù)方面的國際研討會(huì)(1st International Symposium on Design,Performance and Use of Self-Consolidating Concrete,SCC′2005–China)。 為促進(jìn)我國自密實(shí)混凝土技術(shù)的發(fā)展,綜合評(píng)述了自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)方法與配制技術(shù)、拌合物性能與硬化性能及其工程應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展,并對(duì)其未來的發(fā)展與應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。 1 自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)方法與制備技術(shù) 1.1 設(shè)計(jì)方法及原理 混凝土設(shè)計(jì)是指確定其合適的原材料組成及其比例,使其達(dá)到預(yù)定目標(biāo)性能的設(shè)計(jì)方法。與普通混凝土相比,自密實(shí)混凝土的關(guān)鍵是在新拌階段能夠依靠自重作用充模、密實(shí),而不需額外的人工振搗,也就是所謂的“自密實(shí)性(self-compactability)”,它包括流動(dòng)性或填充性、間隙通過性以及抗離析性等3 個(gè)方面的內(nèi)容[2]。自密實(shí)混凝土拌合物的自密實(shí)過程可由圖1 表示,粗骨料懸浮在具有足夠粘度和變形能力的砂漿中,在自重的作用下,砂漿包裹粗骨料一起沿模板向前流動(dòng),通過鋼筋間隙、進(jìn)而形成均勻密實(shí)的結(jié)構(gòu)。 自密實(shí)混凝土拌合物的自密實(shí)性,為硬化混凝土的性能提供了重要保證,因而,也是進(jìn)行自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ),已有的自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法大部分是根據(jù)這一原理發(fā)展的。日本東京大學(xué)最早進(jìn)行了自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)研究,提出了所謂自密實(shí)混凝土原型模型方法(prototype method)[1],后來日本、泰國、荷蘭、法國、加拿大、中國等國的學(xué)者進(jìn)一步進(jìn)行了自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)方法研究[10–20],歸納起來可以分為三類: (1) 基于自密實(shí)混凝土拌合物的變形性、間隙通過性以及抗離析性的理論分析,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究結(jié)果,建立拌合物變形性、抗離析性以及間隙通過性與其配合比參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。如:日本學(xué)者Edanatsu 等[11]提出的基于砂漿變形及其與粗骨料之間相互作用的設(shè)計(jì)方法; 泰國學(xué)者Kasemsamrarm 等[12]基于自密實(shí)混凝土拌合物變形性、離析以及間隙通過性提出的設(shè)計(jì)方法等。 Edanatsu 等認(rèn)為:砂漿的變形性能對(duì)自密實(shí)混凝土拌合物性能起關(guān)鍵作用,自密實(shí)混凝土拌合物中砂子與砂漿的體積比(VS/Vm)相對(duì)固定,然后基于普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法即可進(jìn)行自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì),并研究提出了一種測(cè)定砂漿變形性能和粘度的V 形漏斗測(cè)定方法。這一模型比較簡單,操作簡便。 然而,這一設(shè)計(jì)方法理論依據(jù)不充分,實(shí)驗(yàn)依賴性較強(qiáng),而且對(duì)于粗骨料含量、性質(zhì)等參數(shù)對(duì)自密實(shí)混凝土拌合物性能的影響不明確。Kasemsamrarm 等[12]認(rèn)為:自密實(shí)混凝土拌合物的自密實(shí)性取決其變形性、離析以及間隙通過性,其關(guān)鍵影響因素是拌合物的自由水含量、粉體與骨料的保水性以及固體顆粒的有效表面積,由此建立了這些參數(shù)與變形能力、變形速度、離析等之間的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?。由于混凝土拌合物體系組成非常復(fù)雜,很難用數(shù)學(xué)公式對(duì)其自由水含量、固體顆粒的有效表面積等參數(shù)進(jìn)行精確量化,而且僅以泌水量反映拌合物的離析性能似乎缺乏足夠的說服力。 (2) 基于各組分對(duì)自密實(shí)混凝土拌合物工作性貢獻(xiàn)的理論分析提出的自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法。如:Sedran 等 [13]開發(fā)了可壓縮密實(shí)模型(compressiblepacking model, CPM);Oh 等[14]基于過剩漿體理論提出了過剩漿體層厚度與粘度系數(shù)、屈服剪切應(yīng)力經(jīng)驗(yàn)關(guān)系的流變模型;Bui 等 [15]基于經(jīng)濟(jì)性、耐久性提出了最小漿體體積的自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法等。 Sedran 等提出的CPM 模型主要根據(jù)自密實(shí)混凝土拌合物流變性能與混合物體系密實(shí)度、超塑化劑等參數(shù)之間的理論分析,并考慮計(jì)算的精確性和快速化,開發(fā)了一套配合比設(shè)計(jì)軟件,其建立的模型如下兩式所示: 其中:μ ,τ 分別為粘度、屈服剪切應(yīng)力;a0,a,b,m 分別為與超塑化劑有關(guān)的常數(shù);Sp,Sp*分別為超塑化劑摻量及其飽和點(diǎn)摻量,下標(biāo)p 表示超塑化劑;Ki 為與顆粒混合物體系有關(guān)的密實(shí)指數(shù),di 為顆粒粒徑,下標(biāo)i 表示第i 級(jí)尺寸的顆粒。 該模型采用計(jì)算機(jī)處理,大大減少了工作量。然而,該模型需要進(jìn)一步建立混凝土拌合物的流變性能與實(shí)際工程應(yīng)用中工作性參數(shù)之間的聯(lián)系,以利于現(xiàn)場施工控制與應(yīng)用;而且,由于原材料參數(shù)的復(fù)雜性,需要建立適用于由更廣泛性質(zhì)原材料組成的混合物流變模型并考慮其變異性。 (3) 由于混凝土混合物組成的復(fù)雜性及其對(duì)混凝土拌合物性能的高要求,導(dǎo)致理論計(jì)算分析與模擬的不確定性和困難,因此,有關(guān)學(xué)者提出了基于大量試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)關(guān)系的自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法[18],即:通過積累大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立原材料配比參數(shù)與混凝土性能之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。然而,此方法工作量非常巨大,需要進(jìn)行大范圍的相關(guān)數(shù)據(jù)的收集累積,建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫,以提高模型的普適性。 綜上所述,由于已有的設(shè)計(jì)方法在全面反映自密實(shí)混凝土拌合物性能的真正內(nèi)涵及其在體現(xiàn)混凝土工作性、強(qiáng)度等級(jí)與耐久性之間的相互協(xié)調(diào)關(guān)系或是實(shí)用性等方面存在差距,目前還缺乏被廣泛認(rèn)同接受的自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法。 1.2 配制技術(shù) 自密實(shí)混凝土原材料包括:粗細(xì)骨料、膠凝材料、超塑化劑等。為了獲得滿意的性能,必須采取相應(yīng)的技術(shù)途徑,對(duì)自密實(shí)混凝土進(jìn)行精心設(shè)計(jì),確定各特定性質(zhì)組成材料的合理比例。實(shí)踐表明:混凝土拌合物的性能取決于漿體和骨料的性質(zhì)與含量。當(dāng)骨料性質(zhì)與含量一定時(shí),優(yōu)化漿體的粘度、屈服剪切應(yīng)力,即可獲得滿意的拌合物工作性。 Okamura 等[1]認(rèn)為:通過限制骨料的含量、選用低水膠比以及添加超塑化劑等措施,可使混凝土拌合物達(dá)到自密實(shí)性要求。Okamura 等為預(yù)拌混凝土工廠制定了如下配制自密實(shí)混凝土的技術(shù)原則:(1)混凝土中粗骨料占總骨料體積的50%;(2)細(xì)骨料占砂漿體積的40%左右;(3)水與膠凝材料體積比根據(jù)膠凝材料性質(zhì)調(diào)整,在0.9~1.0 之間;(4)依據(jù)拌合物的自密實(shí)性,確定超塑化劑的摻量和最終的水膠比。 隨著礦物摻合料、高分子聚合物合成技術(shù)及其在混凝土中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)步,自密實(shí)混凝土已形成了三大配制技術(shù)途徑,即所謂的礦物摻合料(填料)體系、增稠劑體系以及兩者并用體系[21–23]。化學(xué)外加劑對(duì)促進(jìn)混凝土技術(shù)的發(fā)展起到了非常大的作用,其應(yīng)用潛力巨大,包括自密實(shí)混凝土在內(nèi)的混凝土外加劑的研制與應(yīng)用技術(shù)還有很大的發(fā)展空間。相信在不久的將來,自密實(shí)混凝土技術(shù)會(huì)取得更大的突破,配制技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性不再成為其廣泛應(yīng)用的障礙,自密實(shí)混凝土將成為真正普遍應(yīng)用的“普通混凝土”。 2 自密實(shí)混凝土拌合物性能及其測(cè)試方法 2.1 自密實(shí)混凝土拌合物的流變性能 研究混凝土這類材料的流變性一般采用Bingham 模型,這個(gè)模型包括粘度系數(shù)μ 和屈服剪切應(yīng)力τ 兩個(gè)參數(shù)。對(duì)于特定骨料體系的自密實(shí)混凝土,其流變參數(shù)主要取決于漿體的流變性能。因而,礦物摻合料、化學(xué)外加劑等對(duì)混凝土流變性能影響較大,目前改善混凝土的流變性質(zhì)的主要技術(shù)途徑是摻加礦物粉體材料、超塑化劑以及增稠劑等[24–28]。為了測(cè)定混凝土的流變性能參數(shù),開發(fā)了不同的混凝土流變儀,然而,不同流變儀測(cè)得的參數(shù)并沒有可比性[29]。因而,必須開發(fā)具有普遍意義上的混凝土流變儀,以深入認(rèn)識(shí)自密實(shí)混凝土的流變性能。 混凝土拌合物相對(duì)砂漿、水泥漿體體系更為復(fù)雜,而且與普通混凝土相比,自密實(shí)混凝土拌合物的流變性能要求更高,必須合理平衡其粘度和屈服剪切應(yīng)力值,才能使其達(dá)到所要求的“自密實(shí)”。因而,大部分學(xué)者從組成自密實(shí)混凝土的砂漿、水泥漿體的流變性能來研究自密實(shí)混凝土拌合物的流變特性[11,30–32]。Ouchi[32]研究認(rèn)為:混凝土拌合物的自密實(shí)性主要與粗骨料占固體體積的比例、粗骨料級(jí)配、砂漿的變形性與粘度以及砂漿的壓力傳遞性能等5 個(gè)因素有關(guān)。 目前,有關(guān)自密實(shí)混凝土拌合物流變參數(shù)與其宏觀工作性參數(shù)之間相互關(guān)系等方面的成果還很少;而且,對(duì)于滿足“自密實(shí)性”的混凝土拌合物的粘度與屈服應(yīng)力值的取值范圍也不甚清楚,僅在Sedran 等[13]的論文中有一些介紹,認(rèn)為μ,τ 分別小于等于200 Pa·s,400 Pa 時(shí),混凝土拌合物具有良好的流動(dòng)性和可泵性??偟膩碚f,采用混凝土拌合物的流變參數(shù)來指導(dǎo)其工程實(shí)踐還存在差距,其實(shí)用性需進(jìn)一步研究。但無論如何,采用粘度、屈服剪切應(yīng)力兩個(gè)流變參數(shù)能真正全面表征自密實(shí)混凝土拌合物的流變特性,具有較強(qiáng)的理論意義。 2.2 自密實(shí)混凝土拌合物的工作性及其檢測(cè)評(píng)價(jià) 混凝土拌合物的工作性能與其工程應(yīng)用實(shí)踐存在直接聯(lián)系。因而,由于工業(yè)、工程應(yīng)用實(shí)踐等方面的相關(guān)需求,促使不少學(xué)者對(duì)自密實(shí)混凝土拌合物的工作性能開展了較為廣泛的研究,包括:工作性的影響因素、測(cè)試方法及其評(píng)價(jià)指標(biāo)等。隨著自密實(shí)混凝土應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,自密實(shí)混凝土工作性的檢測(cè)方法及其評(píng)價(jià)指標(biāo)成為研究的焦點(diǎn)[3]。目前,國際上開發(fā)的相關(guān)測(cè)試方法[3,33–34]包括:坍落度與坍落擴(kuò)展度試驗(yàn),Orimet 流速試驗(yàn),V 型漏斗試驗(yàn),J 環(huán)試驗(yàn),L 型儀試驗(yàn),U 型儀試驗(yàn),濕篩離析試驗(yàn)(wet-sieving segregation test)和滲入試驗(yàn)(penetrationtest)等。Bartos 等[3]對(duì)現(xiàn)有的各種測(cè)試方法進(jìn)行了整體評(píng)價(jià)。然而,這些測(cè)試方法大部分僅僅來源于實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果,并沒有經(jīng)受廣泛的工程實(shí)踐的考驗(yàn)。 因此,這些自密實(shí)混凝土拌合物性能測(cè)試方法還帶有明顯的局限意義,這也是至今為止開發(fā)這么多測(cè)試方法的原因。當(dāng)前有關(guān)自密實(shí)混凝土拌合物性能的各種測(cè)試方法及其檢測(cè)性能指標(biāo)如表1 所示。 如上所述,自密實(shí)混凝土拌合物工作性包含填充性、間隙通過性以及抗離析性能等3 方面。這3個(gè)方面的內(nèi)容是自密實(shí)混凝土拌合物流變特性的全面反映,缺一不可。然而,目前已開發(fā)的單一的拌合物性能測(cè)試方法僅能部分反映混凝土拌合物的流變性。因此,在全面評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土拌合物工作性時(shí),必需采用2 種或以上測(cè)試方法(如表1 所示)。 實(shí)踐表明:已有的測(cè)試方法中在評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土填充性、間隙通過性方面,取得了較好的效果,獲得了較為一致的認(rèn)同;而對(duì)于自密實(shí)混凝土的抗離析性能的測(cè)試評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法,還值得商榷和進(jìn)一步改進(jìn),如這些已有的抗離析性測(cè)試方法只能反映靜態(tài)情況或僅反映拌合物在局部空間內(nèi)的豎向運(yùn)動(dòng),不足以模擬實(shí)際情況。 因此,開發(fā)更加標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化以及實(shí)用化的自密實(shí)混凝土拌合物性能測(cè)試方法是這一研究領(lǐng)域追求的目標(biāo)。 3 硬化自密實(shí)混凝土的性能 3.1 力學(xué)性能 硬化混凝土的性能取決于新拌混凝土的質(zhì)量、施工過程中振搗密實(shí)程度、養(yǎng)護(hù)條件及齡期等。自密實(shí)混凝土由于具有優(yōu)異的工作性能,在同樣的條件下,其硬化混凝土的力學(xué)性能將能得到保證。文獻(xiàn)[35]通過模擬足尺梁、柱構(gòu)件實(shí)驗(yàn)研究表明:自密實(shí)混凝土表現(xiàn)出良好的勻質(zhì)性。采用自密實(shí)混凝土制作的構(gòu)件,其不同部位混凝土強(qiáng)度的離散性要小于普通振搗混凝土構(gòu)件。 在水膠比相同條件下,自密實(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度與普通混凝土相似,強(qiáng)度等級(jí)相同的自密實(shí)混凝土的彈性模量與普通混凝土的相當(dāng)[36]。 Holschemacher 等[37]通過拔出實(shí)驗(yàn),研究自密實(shí)混凝土中不同形狀鋼纖維的拔出行為發(fā)現(xiàn):由于自密實(shí)混凝土明顯改善了鋼纖維與基體之間的界面結(jié)構(gòu),使得自密實(shí)混凝土中鋼纖維的粘結(jié)行為明顯好于普通混凝土中的情況。另外,與相同強(qiáng)度的高強(qiáng)混凝土相比,雖然自密實(shí)混凝土與普通高強(qiáng)混凝土一樣呈現(xiàn)出較大的脆性,但自密實(shí)混凝土的峰值應(yīng)變明顯偏大,這表明自密實(shí)混凝土具有更高的斷裂韌性[38]。 3.2 長期耐久性能 隨著混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的日益突出,自密實(shí)混凝土的長期耐久性能也成為關(guān)注的焦點(diǎn)。文獻(xiàn)[39–40]報(bào)道的結(jié)果表明:相同條件下,不管是引氣或非引氣自密實(shí)混凝土均具有更高的抗凍融性能。 文獻(xiàn)[41]報(bào)道的結(jié)果表明:通過模擬實(shí)際條件,采用干濕循環(huán)、毛細(xì)管吸附以及擴(kuò)散試驗(yàn),混凝土的水灰比、水膠(水泥+填料)比是影響混凝土氯離子滲透深度的關(guān)鍵因素,自密實(shí)混凝土中氯離子的滲透深度要比普通混凝土的小。自密實(shí)混凝土由于含有更多的膠凝材料,導(dǎo)致其水化放熱增大,且最大放熱峰出現(xiàn)更早,填料(礦物摻合料)摻入后可以避免過大的水化放熱,但由于填料起到晶核作用而明顯影響自密實(shí)混凝土的水化過程[42]。 自密實(shí)混凝土由于漿體含量相對(duì)較多,因而其體積穩(wěn)定性成為關(guān)注的重點(diǎn)之一。Poppe 等[43]研究了密封與非密封條件下,不同自密實(shí)混凝土的徐變與收縮性能。結(jié)果表明:自密實(shí)混凝土的水灰比、水膠比是影響其收縮、徐變的主要影響因素,填料的細(xì)度對(duì)其收縮與徐變無顯著影響;水泥強(qiáng)度等級(jí)雖對(duì)其收縮無影響,但不可忽視其對(duì)自密實(shí)混凝土基本徐變和干燥徐變的影響作用。此外,環(huán)境條件對(duì)自密實(shí)混凝土的徐變變形影響顯著[44]。一般而言,自密實(shí)混凝土采用低水膠比以及較大摻量的礦物摻合料等合理的配合比設(shè)計(jì),其體積穩(wěn)定性可以得到較好地控制。有關(guān)自密實(shí)混凝土的碳化、護(hù)筋性能等研究報(bào)道較少。 3.3 微觀結(jié)構(gòu) 混凝土組成是影響其微觀結(jié)構(gòu)的主要因素,而混凝土微觀結(jié)構(gòu)與其宏觀性能存在直接的相關(guān)性。Ye 等[45]比較了自密實(shí)混凝土、高性能混凝土以及普通混凝土的微觀結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明:自密實(shí)混凝土的總孔隙率、孔徑分布、臨界孔徑與高性能混凝土相似;而自密實(shí)混凝土中的氫氧化鈣含量明顯不同于高性能混凝土、普通混凝土。在高溫條件下,自密實(shí)混凝土的耐火性能比高性能混凝土更差,特別是溫度高于700 ℃以后,自密實(shí)混凝土的性能急劇下降。摻入聚丙烯纖維后,能夠提高自密實(shí)混凝土的抗火性能,改善其受火后的微觀結(jié)構(gòu)[46]。 Zhu 等[47]的研究表明:自密實(shí)混凝土中骨料與基體界面過渡區(qū)的寬度大約為30~40 μm,與普通混凝土基本相同。同時(shí)發(fā)現(xiàn),自密實(shí)混凝土中骨料上方界面過渡區(qū)與骨料下方界面過渡區(qū)的彈性模量幾乎相當(dāng)。而普通混凝土中骨料上、下方界面過渡區(qū)的彈性模量則差別明顯??傊?,自密實(shí)混凝土的具有更為密實(shí)、均一的微觀結(jié)構(gòu),這對(duì)于自密實(shí)混凝土的耐久性能具有重要意義。 4 自密實(shí)混凝土的應(yīng)用 自密實(shí)混凝土由于其優(yōu)異的性能特點(diǎn),給其工程應(yīng)用帶來了極大的便利及廣闊的前景,特別是在一些截面尺寸小的薄壁結(jié)構(gòu)、密集配筋結(jié)構(gòu)等工程施工中顯示出明顯的優(yōu)越性?! omone[48]對(duì)1993~2003 年11 年間自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。目前,自密實(shí)混凝土已廣泛應(yīng)用于一些新建的大型建筑結(jié)構(gòu)、橋梁以及既有結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固工程中。根據(jù)不同的實(shí)際工程需要,已成功開發(fā)了不同類型的自密實(shí)混凝土[6,9,49–51],如大體積自密實(shí)混凝土、補(bǔ)償收縮自密實(shí)混凝土、自密實(shí)鋼纖維混凝土、自密實(shí)輕集料混凝土、自密實(shí)再生骨料混凝土、自密實(shí)廢棄輪胎混凝土等。 針對(duì)自密實(shí)混凝土特殊性,文獻(xiàn)[52–53]對(duì)自密實(shí)混凝土施工過程中的模板壓力及其施工質(zhì)量保證措施進(jìn)行了研究,從混凝土拌合過程、現(xiàn)場檢測(cè)項(xiàng)目、方法與頻度以及澆注等方面進(jìn)行自密實(shí)混凝土施工過程控制。由于泵送壓力的作用,混凝土拌合物離析傾向加大,泵送施工過程中自密實(shí)混凝土的粘度必須合理控制,且應(yīng)隨泵送高度而變化。實(shí)踐表明[52]:當(dāng)自密實(shí)混凝土泵送高度在40 m 以下,拌合物的V 形漏斗流出時(shí)間應(yīng)控制在10~20 s 之間,泵送高度大于40 m 時(shí),V 形漏斗流出時(shí)間為20~30 s。然而,混凝土的實(shí)際施工過程是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,其性能不僅與自身的性質(zhì)相關(guān),而且與現(xiàn)場環(huán)境溫度、濕度條件密切聯(lián)系,必須根據(jù)實(shí)際工程綜合考慮。同時(shí),現(xiàn)場施工技術(shù)人員在自密實(shí)混凝土施工方面的經(jīng)驗(yàn)還相對(duì)缺乏。因此,必須加強(qiáng)施工過程中自密實(shí)混凝土性能的波動(dòng)性及其質(zhì)量控制方面的探討,特別是自密實(shí)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體性能與同條件混凝土試件性能之間關(guān)系等問題的研究。 此外,國外已有不少企業(yè)將自密實(shí)混凝土應(yīng)用于預(yù)制混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)[5]。自1999 年以來,荷蘭已有20 多家企業(yè)采用自密實(shí)混凝土生產(chǎn)預(yù)制混凝土構(gòu)件,至2004 年其產(chǎn)量達(dá)8×105 m3。采用自密實(shí)混凝土生產(chǎn)預(yù)制混凝土制品,在構(gòu)件性能與外觀質(zhì)量以及綜合經(jīng)濟(jì)效益上具有較大的競爭力。 實(shí)踐表明,自密實(shí)混凝土的力學(xué)性能與普通混凝土相似,而其勻質(zhì)性、耐久性能則明顯優(yōu)于普通混凝土,這為自密實(shí)混凝土應(yīng)用的進(jìn)一步拓展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。顯然,自密實(shí)混凝土的應(yīng)用潛力非常巨大。 5 展 望 (1) 工作性是自密實(shí)混凝土的關(guān)鍵性能,如何量化和保證自密實(shí)混凝土拌合物性能一直是而且還將會(huì)是自密實(shí)混凝土研究的重點(diǎn);開發(fā)更加標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化以及實(shí)用化的自密實(shí)混凝土拌合物性能測(cè)試方法是這一研究領(lǐng)域的目標(biāo)。 (2) 進(jìn)一步加強(qiáng)具有技術(shù)、實(shí)用及經(jīng)濟(jì)綜合效益的自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)方法與配制技術(shù)研究,特別是針對(duì)工程中常用強(qiáng)度等級(jí)的混凝土,進(jìn)一步研究普通(中等)強(qiáng)度等級(jí)的自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)方法與配制技術(shù),開發(fā)中等強(qiáng)度等級(jí)的自密實(shí)混凝土,將有利于拓展自密實(shí)混凝土的工程應(yīng)用領(lǐng)域。 (3) 由于自密實(shí)混凝土在原材料組成等方面明顯不同于普通混凝土,進(jìn)一步加強(qiáng)自密實(shí)混凝土(結(jié)構(gòu))的環(huán)境服役行為,如自密實(shí)混凝土的收縮開裂性能、自密實(shí)混凝土的抗碳化性能、護(hù)筋性能等耐久性方面的研究,將有利于確保自密實(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命。 (4) 加強(qiáng)施工過程中自密實(shí)混凝土性能的波動(dòng)性及其施工質(zhì)量保證體系等方面的研究,調(diào)查自密實(shí)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體性能與同條件混凝土試件性能之間關(guān)系等,將為自密實(shí)混凝土的施工質(zhì)量控制、促進(jìn)自密實(shí)混凝土的工程應(yīng)用提供有力保證。 參考文獻(xiàn): [1] OKAMURA Hajime, OUCHI Masahiro. 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原作者: 劉運(yùn)華 謝友均 龍廣成 |
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