浅谈免振自密实混凝土的研究与应用

[摘要]：免振自密实混凝土通过对骨料、外加剂、胶结料和掺合料的选择以及配合比优化，合理的解决了混凝土流动性与抗分离之间的矛盾，提高了混凝土拌合物的间隙通过能力和填充能力，在骨料作用下自行密实，并能填充到复杂形体和密筋结构和各个部位、硬化后混凝土具有良好的力学性能及体积稳定性。本文就制备原理、方法及应用情况进行了论述。

[关键词]免振自密实混凝土

[abstract] : free vibration of self-compacting concrete through to aggregate, and admixture, cementing material and the mineral admixture choice and the optimization of mixing-ratio, reasonable solution to the concrete liquidity and separation of the contradiction between the concrete things would improve the clearance through the ability and filling ability, in the aggregate effect is their own, and can fill to complex form and dense muscle structure and each place, hardened concrete has good after the mechanical properties and volume stability. The preparation principle, method and application are discussed in this paper.

[key words] free vibration of self-compacting concrete

中图分类号： TU528文献标识码：A文章编号：

一、引言

免振自密实混凝土可以定义为：混凝土能够保持不离析和均匀性，不需要外加振动完全依靠重力作用充满模板每一个角落，达到充分密实和获得最佳性能。

随着城市建设日益蓬勃发展，建筑工程混凝土用量越来越大，多数工程结构配筋稠密复杂，振动棒不易插入，难以振动成型；有的工程则地处居民区、科研机构、学校、医院附近，需免除施工所产生的噪声；有的工程则是特种薄壁结构，配筋相对稠密，施工难度大，工期短。这些工程对混凝土的工作性提出了多方面要求，同时采用免振自密实混凝土拥有众多优点：

l、保证混凝土良好的密实

2、提高生产效率。由于不需要振捣，混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，工人劳动强度大幅度降低，需要工人数量减少。

3、改善工作环境和安全性，没有振捣噪音，避免工人长时间手持振动棒导致“手臂振动综合症”。

4、改善混凝土的表面质量，不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修补。

然而，免振自密实混凝土的原材料、组成与配合比设计、质量控制、性能试验方法等也具有新的特点和要求。

二、制备原理

免振自密实混凝土首先应具有较高的工作性能，具体表现为高流动性，高抗分离性，高间隙通过能力和高填充性。免振自密混凝土配制的关键就是通过外加剂、胶结材料、粗细骨料的选择和精心的配合比设计使混凝土拌合物的屈服剪应力尽可能小，同时又具有一定的塑性粘度，令骨料悬浮于水泥浆体中。

三、技术路线

(1)采取特种高效成水剂降低水胶比，提高流动性，降低新拌混凝土屈服剪应力，保持适当的粘度系数，使拌合物具有自密实性并具有抵抗离析所需要的粘性。

（2）采用KM超细粉煤灰为主要成份的混凝土掺合料，改善胶凝材料的颗粒级配，利用其颗粒形貌效应提高新拌混凝土的变形性能，提高抗离析及保水性能，同时提高耐久性。

（3）科学地确定免振自密实混凝土配合比，由水泥、砂、石、水、掺合料、外加剂构成的六组分混凝土，其配合比应确定合理参数，即胶凝材料总量、胶凝材料中掺合料掺量、用水量、砂率、外加剂掺量等。

（4）确定免振自密实混凝土工作性的评价指标及检验方法，要求具有科学性、易操作性。

（5）采用常规地方材料，即水泥、水、砂，石常规生产工艺，包括拌合和输送。

四、工作性能评价

为分析免振自密实混凝土的性能，采用了一些新试验方法：

l、塌落流动度法：（塌落度筒）评价混凝土的塌落流动度、扩展度、流下时间、中边差（塌落度试验中点与边缘之差。

2、粘度测定仪：（采用塌落度筒倒置加阀门）评价伴合物的流下时间。（图1）

图1

3、L型箱：评价混凝土通过钢筋间隙的能力和填充性，以及分析拌合物的抗分离性，模型内的钢筋密度可根据试验需要调整。

4、混凝土开裂评价装置：用于检测混凝土的开裂参数，在此使用裂缝面积和最大裂缝开裂宽度作为开裂的评价指标，用裂缝控制率来评价其抗裂性，裂缝控制率

K=（1-m/m0）×100％

式中：K－裂缝控制率（％）

m一裂缝面积

m0-平板面积

五、配合比试验与工作性能和硬化后性能的研究

按上述原则进行了大量试验，采用P.032.5R、P.042.5R、P.052.5R水泥，中粗砂,5－20mm卵石、萘系和树脂类高效减水剂，KM超细粉煤灰，按正交试验方法，对影响工作性能和硬化后力学及耐久性能的各因素进行了分析研究，确定了不同强度等级免振密实混凝土的配合比，研究表明：

1、原材料

（1）水泥：各种强度等级的普通硅酸盐水泥都可用于免振自密实混凝土，强度等级的选择决定于对混凝土强度、耐久性等的要求，一般水泥用量为350kg／m3－450kg／m3。

（2）细组料：普通混凝土用中、粗砂均可使用。

（3）粗骨料：5－20mm卵石，质量合格。

（4）化学外加剂：宜采用减水率高于25％的高效减水剂，掺入一定量的引气剂和膨胀剂。

（5）矿物掺合料：采用比表面积大于等于600m2／kg的KM超细粉煤灰。

2、配合比设计与调整。

（1）高流动性与高稳定性是免振自密实混凝土的基础，实现高流动性主要依赖高效减水剂，与水泥之间必须有良好的相容性，减水率越高越好，可以通过相对简单的砂浆流动性试验分析选择。

（2）浆固比增大，拌合物流动性、间隙通过能力和填充性提高，强度增大。但随着浆固比提高，混凝土收缩值增大，硬化后的体积稳定性变差，浆体所占体积、比率最佳范围是35％－45％，可使混凝土具有良好的工作性能、力学性能和耐久性能。

（3）砂率对间隙通过性能影响较大，对混凝土硬化后的各方面性能影响不显著，砂率值在45％－50％之间最佳。

（4）水泥用量相同的条件下，增大掺合料掺量可提高浆固比，调节改善混凝土拌合物的流变性，可降低水胶比，提高强度和其它性能，在浆固比相同的条件下，掺量超过一定数量会对强度产生影响。

六、免振自密实混凝土的经济性

应用免振自密实混凝土是否经济，很大程度上决定结构施工条件与环境，对于普通便于采用振动密实的混凝土结构，使用自密实混凝土结构，使用自密实混凝土浇筑的总体成本会高于使用普通混凝土；对于实施振动比较困难的混凝土结构，应用免振自密实混凝土的总体成本则会降低。

目前，兔振自密实混凝土技术仍处于承先启后的阶段，还需要进行深入的研究和进一步发展，在应用自密实混凝土的经济性方面还有许多潜力可控。