自密实混凝土技术与应用

自密实混凝土技术与应用吴慧华巴斯夫化学建材上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司2009.1204.11.20042低强度自密实混凝土自密实混凝土应用自密实混凝土的配制国内外标准对比自密实混凝土简介04.11.20043自密实混凝土（SCC）定义:具有高流动度、不离析、均匀性和稳定性，浇注时依靠其自重流动，无需振捣而达到密实的混凝土。SCC:Concretethatisabletoflowandconsolidateunderitsownweight,completelyfilltheformworkeveninthepresenceofdensereinforcement,whilstmaintaininghomogeneityandwithoutneedforanyadditionalcompaction.自密实混凝土简介定义04.11.20044起源自密实混凝土简介冈村教授前川教授小沢教授自密实混凝土是在1988年由东京大学的冈村教授，前川教授以及小沢教授首次在世界上提出的并冠以自密实混凝土的名称，其设想是从水下不分离混凝土中得到的启示。04.11.20045世界发展状况自密实混凝土简介年举办地参加国1998高知15国家1999斯德歌尔摩20国家2001东京20国家2003雷克雅未克31国家2005芝加哥34国家SCC研讨会04.11.20046适用场合自密实混凝土简介■沉井连续墙■钢管柱■预制混凝土■水坝挡水墙04.11.20047分类自密实混凝土简介粉体型兼用型粘度剂型•高性能混凝土•建筑混凝土•喷射混凝土•填埋混凝土由于粉料量的増加，材料的抗分离性提高了由于粘度剂的效果提高了材料的抗分离性粉料量的増加提高了材料的抗分离性、而粘度剂的使用减小了高流动混凝土的扩展度变化粉料量少，处于分离状态的混凝土可塑性状态的混凝土04.11.20048评价方法自密实混凝土简介■坍落度扩展度实验SCC通常具有较大的坍落度(240mm～270mm)，因此可以用坍落扩展度试验代替坍落度试验做混凝土拌合物初步控制用。■倒坍落度筒试验■牵引球粘度计■L仪流动度试验04.11.20049自密实混凝土简介评价方法DifferencebetweenJ-RingFlowandSlumpFlow(mm)J形环扩展度与坍落扩展度差值PassingAbilityRating通过能力级别Remarks备注0–250HighPassingAbility高通过能力25-501ModeratePassingAbility中等通过能力502LowPassingAbility低通过能力S%=[(CAB–CAT)/((CAB+CAT)/2)]*100where:S=staticsegregationpercentCAT=massofcoarseaggregateinthetopsectionofthecolumnCAB=massofcoarseaggregateinthebottomsectionofthecolumnSegregationIndex离析指数04.11.200410评价方法自密实混凝土简介■Ｕ形容器■Ｖ漏斗04.11.200411低强度自密实混凝土自密实混凝土应用自密实混凝土的配制国内外标准对比自密实混凝土简介04.11.20041212国内自密实混凝土标准体系，二个标准：《自密实混凝土设计与施工指南》CCES02-2004（中国土木工程学会）)《自密实混凝土应用技术规程》CECS203-2006（中国工程建设标准化协会）国内外标准对比国内标准04.11.200413132004规程中，对外加剂的要求：28d收缩率比不宜大于100%。若有必要，可掺加增塑剂。胶凝材料总用量范围可为：450-550kg/m3。2006规程中：对于某些低强度等级的自密实混凝土，仅靠增加粉体量不能满足浆体粘性时，可通过试验确认后适当增加增稠剂。单位体积粉体量0.16-0.23m3二个规程推荐的单位体积混凝土中的粗骨料用量：2006：0.28-0.35m3的绝对体积;2004：0.5-0.6m3的松散体积。单方混凝土中的粗骨料均在950kg/m3以下。粗骨料的最大粒径在20mm以下。国内外标准对比国内标准04.11.200414国内外标准对比《规程》日本规范欧洲规范法国规范自密实等级划分标准1级钢筋的最小净间距为35～60mm钢筋的最小净间距为35～60mm未提出分级概念未提出分级概念2级钢筋的最小净间距为60～200mm钢筋的最小净间距为60～200mm3级钢筋的最小净间距200mm以上和素混凝土钢筋的最小净间距200mm以上和素混凝土骨料最大粒径25mm20或25mm20mm10~20mm单位体积粗骨料量1级0.28~0.30m30.28~0.30m30.28~0.35m3（未分级）未分级，也为提出明确界限2级0.30~0.33m30.30~0.33m33级0.32~0.35m30.32~0.35m3我国《规程》与国外规范对比04.11.200415《规程》日本规范欧洲规范法国规范单位体积用水量155~180kg155~175kg不超过200kg未提出明确界限水粉比0.80~1.150.85~1.150.8~1.10未提出明确界限单位体积粉体体积0.16~0.23m30.16~0.19m30.16~0.24m3约500kg/m3单位体积浆体量0.32~0.40m3无无0.33~0.40m3骨料中粉体界限小于0.075mm小于0.075mm小于0.125mm小于0.080mm设计方法提出明确的设计方法提出明确的设计方法只给出参数，未明确提出设计方法只给出参数，未明确提出设计方法国内外标准对比我国《规程》与国外规范对比04.11.200416国内外标准对比《规程》日本规范欧洲规范法国规范U型箱试验（SCC自填充性）300mm以上（三种障碍形式对应三个等级）300mm以上（三种障碍形式对应三个等级）高差30mm以内（单一障碍形式）采用L型箱试验检测V型漏斗试验（SCC抗离析性）1级：10~25s2级：7~25s3级：4~25s（改进，增加静置1mins环节）1级：10~25s2级：7~20s3级：7~20s初始：6~12s静置5mins：6~15s采用抗离析试验检测T50（SCC抗离析性）1级：5~20s2级：3~20s3级：3~20s1级：5~20s2级：3~15s3级：3~15s2~5s无坍落扩展度试验（SCC流动性能）1级：650~750mm2级：600~700mm3级：550~650mm1级：650~750mm2级：600~700mm3级：500~650mm650~800mm600~750mm我国《规程》与国外规范对比04.11.200417低强度自密实混凝土自密实混凝土应用自密实混凝土的配制国内外标准对比自密实混凝土简介04.11.200418水泥考虑到工作性要求及坍落度经时损失小，应优先选择C3A和碱含量小、标准稠度需水量低的水泥。骨料应选择质地坚硬、密实、洁净的骨料。粗骨料针片含量少,最大粒径一般在16mm～20mm范围。细骨料宜选用级配良好的中砂，砂中所含小于0.125mm的细粉对SCC流变性能非常重要,一般要求不低于10%。矿物掺合料石粉：石灰石、白云石、花岗岩等的磨细粉,用于改善和保持SCC的工作性。粉煤灰：火山灰质掺合料，能够改善SCC的流动性，有利于硬化混凝土的耐久性。磨细矿渣：火山灰质掺合料，能改善和保持SCC的工作性，有利于硬化混凝土的耐久性。微硅粉：高活性火山灰质掺合料，用于改善SCC的流变性能和抗离析能力,提高硬化混凝土的强度和耐久性。自密实混凝土的配制原材料04.11.200419HCH2CC=OxCH2CC=OyOMO(EO)aMeMeMeHHCH2CC=OxCH2CC=OyOMO(EO)aMeMeMeH聚羧酸如今、所有的大流动性混凝土都使用聚羧酸系外加剂。自密实混凝土的配置外加剂(高效减水剂)原材料04.11.200420主要成分自密实混凝土种类粘度剂型兼用型纤维素系水溶性高分子○○乙二醇系水溶性高分子○○丙烯基系水溶性高分子○－多糖類聚合物（β聚糖）－○水溶性多糖类（韦兰胶质）－○自密实混凝土的配置外加剂(粘度剂)原材料04.11.200421浆骨比SCC需要一定的胶结料浆体含量,一般为33～40%，另外采用较小的粗骨料体积含量，以减少粗大颗粒在狭窄空间内频繁接触发生堆集堵塞的概率(如图)。但对混凝土而言,过小的粗骨料体积含量会产生较大的收缩，因此，确定最佳浆骨比是配合比设计的关键。自密实混凝土的配制配合比04.11.200422砂率减小砂浆与粗骨料之间的相互分离作用,还可通过增加混凝土砂率的办法加以实现,但砂率值过大会影响SCC的弹性模量和抗压强度,一般宜控制在40%～45%。掺合料用量可以按净浆和砂浆流动度试验确定不同种类掺合料的具体用量,也可根据实际情况和经验选取合理值,可大于胶凝材料总量的30%。水灰比水灰比按混凝土强度、耐久性选择确定,一般在0.4以下,且用水量不宜超过200kg/m3。自密实混凝土的配制配合比04.11.20042323Self-Consolidating自密实HighFlowability高流动性HighResistancetoSegregation抗离析Superplasticizer超塑化剂HighContentofFines高总胶掺量ViscosityModifyingAgent粘度改性剂自密实混凝土的配制自密实混凝土设计原理04.11.20042424自密实混凝土的配制传统混凝土与自密实混凝土对比04.11.200425低强度自密实混凝土自密实混凝土应用自密实混凝土的配制国内外标准对比自密实混凝土简介04.11.200426MS(mm)W/B(%)s/a(%)水泥种类粉煤灰种类外加剂単位量(kg/m3)WCFASGSP25284552.52級RHEOPLUS251864051008209104.1上海泓邦国际大厦自密实混凝土应用应用实例04.11.200427配合比扩展度(cm)GLENIUMSP8(C×%)W/B(%)s/a(%)単位量(kg/m3)CFAWSG１(5-10mm)G2(10-20mm)155-650.50.4051350881758958190255-650.60.4048300100160883546364355-650.60.434827993160895554369三峡大坝发电站自密实混凝土应用应用实例04.11.200428台北金融中心101大樓MS(mm)W/B(%)s/a(%)设计基准强度MPa设计含气量(%)外加剂単位量(kg/m3)WC矿粉硅粉SG1930.855.5C702.0RHEOBUILDSP8S(B)T(C×1.2%)16034015030957760自密实混凝土应用应用实例04.11.200429MS(mm)W/B(%)s/a(%)水泥种类粉煤灰种类外加剂単位量(kg/m3)WCFASG矿粉20324742.52級SP-8N(C×2.37%)16535070800900100世博演艺中心自密实混凝土应用应用实例04.11.200430MS(mm)W/B(%)s/a(%)水泥种类粉煤灰种类外加剂単位量(kg/m3)WCFASG矿粉374552.52級RHEOPLUS25(C×4.92%)16536040770101050辰山植物园自密实混凝土应用应用实例04.11.200431搅拌胶凝总量多——需要适当延长搅拌时间，使原料充分混合；控制用水量——不能随意增加用水量，以获取更好的混凝土工作性。浇注混凝土毋须振捣，可加快施工速度，节约施工成本，可节省人力，浇注可由更少的工人在更少的时间内完成。可降低由于施工工人粗心或不熟练而造成过振或漏振，使施工质量更有保证。模板侧压设计养护比传统混凝土更高的养护要求。自密实混凝土应用生产施工中的实际情况04.11.200432低强度自密实混凝土自密实混凝土应用自密实