摘 要:簡單的闡述一下Sika V iscocrete 自密實混凝土工具箱對自密實混凝土的要求和測試方法及部分工程應用, 重點介紹Sika V iscocrete 第3 代聚羧酸鹽高效減水劑。
關鍵詞: Sika viscocrete; 自密實混凝土工程應用
1 自密實混凝土的定義
自密實混凝土在我國一直沒有統(tǒng)一的概念,Sika V iscocrete 自密實混凝土工具箱認為自密實混凝土必須具有如下特性:
(1) 新拌混凝土必須具有較高的流動性能, 良好的粘聚性、穩(wěn)定性和勻質性, 不分層、不離析、不泌水, 具有良好的鋼筋穿過性能。必須具有極佳的自密實性能, 混凝土應“柔軟”, 利于施工。混凝土還需具有良好的工作性能保持能力, 滿足不同施工條件和運輸距離的要求。
(2) 硬化混凝土必須具有較高的強度, 表里均一, 良好的尺寸穩(wěn)定性、耐凍融性能、抗碳化和抗腐蝕性能以及極高的耐久性。
2 自密實混凝土工作性的質量控制
由于自密實混凝土具有極佳的流動性, 因此采用傳統(tǒng)的坍落度測試方法難以真正的檢測混凝土的工作性。因此Sika V iscocrete 自密實混凝土工具箱認為自密實混凝土必須采用如下手段控制:
(1) 倒坍落度桶法倒置坍落度筒, 將混凝土裝入坍落度桶, 測試坍落度桶提起后混凝土流動至50 cm 時間(T 50) 和最終擴展度(D)。流動時間反映混凝土的流動能力和混凝土的塑性屈服能力。一般要求混凝土T 50 約3～ 6 s,D 值在650～ 750 mm 之間, 檢測混凝土的勻質性、不離析、不分層以及石子的分布情況。
(2)L 型箱
L 型箱用來檢測混凝土的鋼筋間隙通過能力,測試擋板提起后, 混凝土流動到40 cm 時所需時間(T 40) , 以及流動結束后混凝土水平高差。一般要求T 40 在3～ 6 s, 水平高差小于20%。
(3)U 型槽
U 型槽用來檢測混凝土的填充能力, 以及混凝土的粘聚性、勻質性和鋼筋通過能力。測試混凝土兩邊的高差及石子分布情況。一般要求兩邊高差小于10 mm , 石子均勻分布。
根據(jù)工程實際情況, 應充分檢測混凝土工作性保持能力, 分別測試出廠工作性, 施工現(xiàn)場工作性和混凝土泵后工作性, 應確?；炷翝沧⒑缶哂辛己玫膭蛸|性能、自密實性能和填充性能。
3 自密實混凝土所需的外加劑
為了達到上述所要求的混凝土性能, 必須特殊的外加劑才能滿足混凝土的要求。以前人們一般采用萘系高效減水劑和增稠劑進行混凝土的配制。但由于萘系減水劑減水率相對較低, 最大30% , 分散能力較差, 混凝土的流動性能難以達到, 而且混凝土的工作性保持極差。增稠劑的質量難以控制, 使得混凝土的勻質性難以得到保證。
Viscocrete 高效減水劑是聚羧酸鹽類高效減水劑, 專門為改善混凝土性能而設計的第三代混凝土外加劑, 能夠提供強大的減水作用, 減水率高達40% , 特別優(yōu)良的流動性, 同時還具有超強的粘聚性和高度的自密實性能。具有良好的工作性保持能力,增加早期強度的發(fā)展, 改善收縮性能和降低混凝土的碳化率。
Viscocrete 高效減水劑具有不同的作用機理。通過表面的吸收, 具有對水泥顆粒和水的電荷排斥和空間阻隔效應, 因而能夠暫時阻擋水化作用。
4 自密實混凝土配合比設計
由于具有了極佳的高效減水劑, 因此自密實混凝土的配合比設計較應用萘系減水劑更加容易。基本上所有符合標準的水泥都能用于生產(chǎn)自密實混凝土。必須根據(jù)細粉質量分數(shù)和混凝土要求選擇水泥等膠凝材料, 最大骨料粒徑也是重要的因素。粉煤灰,磨細石灰石, 硅灰等都能用作膠凝材料。
(1) 自密實混凝土典型
骨料最大粒徑 膠凝材料用量
4 mm 500～ 650 kg/m3
8 mm 450～ 500 kg/m3
16 mm 400～ 450 kg/m3
32 mm 375～ 425 kg/m3
( 2) 細粉需要量(細骨料和膠凝材料) ≤0.125mm
骨料最大粒徑 細粉質量分數(shù)
4 mm ≥650 kg/m3
8 mm ≥550 kg/m3
16 mm ≥500 kg/m3
32 mm ≥475 kg/m3
(3) 骨料級配(見圖1)
(4) 配合比設計簡圖(見圖2)
自密實混凝土每次施工前或材料發(fā)生變化時,必須進行配合比試驗。
5 自密實混凝土的優(yōu)點
(1) 自密實混凝土對施工單位的優(yōu)點: 無需振搗, 加快澆筑; 減少抹平工作, 特別是樓板或混凝土路面, 節(jié)約人工, 縮短設備占用時間(例如升降設備) ; 減少密布鋼筋產(chǎn)生的澆筑問題, 均一的混凝土表面產(chǎn)生成本的降低(無泌水造成的麻面或沖蝕) ;非常適合修補工作; 大幅度降低噪音, 改善工人和居民環(huán)境; 避免“白手指綜合癥”, 由于振搗導致的嚴重疾病。
(2) 自密實混凝土對攪拌站的優(yōu)點: 與眾不同,提高競爭力; 增加營業(yè)額; 加快罐車周轉; 更易于泵送。
(3) 自密實混凝土對預制構件廠的優(yōu)點: 加快澆筑混凝土速度, 提高生產(chǎn)力; 節(jié)約人工; 能夠生產(chǎn)較薄構件; 自密實混凝土允許較經(jīng)濟的生產(chǎn)步驟, 例如墻和地板一體的構件可一步澆筑完成。
6 應用實例
(1) 北京電視中心CFT 工程
工程概況: 高度: 239 m , 功能區(qū)層數(shù): 44, 自密實混凝土強度: C60。位于CBD 中心區(qū), 嚴格控制施工噪音。該工程采用鋼管自密實混凝土, 澆注截面600 mm ×600 mm , 高度為5～ 9 m , 澆注方法為高拋免振。
混凝土要求: 出機倒坍落度桶擴展度為700mm ×700 mm , 2 h 后大于650 mm ×650 mm , T 50為3～ 6 s。
工程難點: 冬季負溫施工, 工作性保持時間要求長, 拆模時間短。只能采用高拋免振, 要求混凝土粘聚性、勻質性高。
混凝土配合比: 水膠比0. 29, 砂率為45% , 粉煤灰/膠凝材料= 0. 35, 石子采用5～ 20 外加劑Sikaviscocrete3301 1.4% , Sika antifreeze 1%。
試驗室試配結果: 擴展度: 710 mm ×710 mm ,T 50 為4 s; 2 h: 690 mm ×680 mm , T 50 為5 s; 28d平均抗壓強度: 96MPa。
施工現(xiàn)場結果為: 擴展度: 720 mm ×730 mm ,T 50 為4s; 28d 平均抗壓強度:89Mpa。
(2) 北京以色列大使館
在新以色列大使館上建一圓屋頂。
要求: 混凝土厚20 cm , 充分密實。
難點: 結構較為復雜, 配筋密集, 無法振搗。
混凝土配合比: 水泥390 kg; 粉煤灰110 kg; 5～ 20 mm 石子840 kg; 河砂840 kg; 水170 L; SikaV iscoCrete 52600 4.0L。
初始擴展度: 730 mm ×720 mm , 2 h 710 mm ×720 mm。
7 結 論
(1) 應用Viscorete 聚羧酸鹽高效減水劑可在低摻量時達到高減水率> 30% , 混凝土非常柔軟, 具有良好的勻質性和工作性, 且有正常的凝結時間, 2h后出色的坍落度保持, 高強度增長率, 更強的塑化和分散水泥顆粒作用, 可以在極低水灰比下使用, 如生產(chǎn)C100 仍具有良好的可澆筑性。
(2) Sika viscocrete 自密實混凝土技術可解決普通混凝土難以澆注的問題。并可應用多年的經(jīng)驗協(xié)助施工單位或攪拌站進行自密實混凝土配合比的設計和應用。
(3) Sika viscocrete 自密實混凝土屬于高性能混凝土范疇, 具有良好的硬化性能和優(yōu)異的耐久性能。
