自密實(shí)混凝土為什么能具有常態(tài)混凝土的良好力學(xué)性能。要搞清這個(gè)問題,還須從混凝土的微結(jié)構(gòu)理解。水泥石與骨料間的界面區(qū),是混凝土結(jié)構(gòu)薄弱的部位:與水泥石比較,界面區(qū)具有不同的結(jié)構(gòu)和相分布,界面區(qū)孔隙增加,晶體相較軟弱,滲透性大。
新拌混凝土的流動(dòng)性和振搗作用,在很大程度上促進(jìn)了界面區(qū)的形成。
在普通混凝土中,界面區(qū)的孔隙率水泥石的孔隙率。由于振動(dòng)影響產(chǎn)生的微泌水形成的孔隙結(jié)構(gòu),氣泡聚集以及界面區(qū)局部水灰比較大的情況比較嚴(yán)重。由于自密實(shí)混凝土黏性好,泌水少,加上不需要振搗,因而減少了微泌水,水泥石的孔隙率尤其是界面區(qū)的孔隙率顯著低于普通混凝土,而且均勻分布于界面區(qū)和水泥石本體之中。同時(shí)由于自密實(shí)混凝土摻入了較多的粉煤灰,水化中消耗了較多的氫氧化鈣,大大減少了界面區(qū)氫氧化
鈣晶體的形成。減少了氫氧化鈣這一軟弱晶體的形成,就改善了自密實(shí)混凝土的界面區(qū)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)密實(shí),強(qiáng)度提高,滲透性低,就能夠提高耐久性能。
自密實(shí)混凝土是指在自身重力作用下,能夠流動(dòng)、密實(shí),即使存在致密鋼筋也能完全填充模板,同時(shí)獲得很好均質(zhì)性,并且不需要附加振動(dòng)的混凝土。
自密實(shí)混凝土被稱為'近幾十年中混凝土建筑技術(shù)具革命性的發(fā)展',因?yàn)樽悦軐?shí)混凝土擁有眾多優(yōu)點(diǎn):
·1 混凝土良好地密實(shí)。
·2 提高生產(chǎn)效率。由于不需要振搗,混凝土澆筑需要的時(shí)間大幅度縮短,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低,需要工人數(shù)量減少。
·3 改善工作環(huán)境和安全性。沒有振搗噪音,避免工人長時(shí)間手持振動(dòng)器導(dǎo)致的'手臂振動(dòng)綜合癥'。
· 4改善混凝土的表面質(zhì)量。不會(huì)出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面,不需要進(jìn)行表面修補(bǔ);能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型。
· 5增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自由度。不需要振搗,可以澆筑成型形狀復(fù)雜、薄壁和密集配筋的結(jié)構(gòu)。以前,這類結(jié)構(gòu)往往因?yàn)榛炷翝仓┕さ睦щy而限制采用。
· 6避免了振搗對(duì)模板產(chǎn)生的磨損。
· 7減少混凝土對(duì)攪拌機(jī)的磨損。
· 8可能降低工程整體造價(jià)。從提高施工速度、環(huán)境對(duì)噪音限制、減少人工和質(zhì)量等諸多方面降低成本。
自密實(shí)混凝土其硬化后的耐久性非常有限,尤其是在寒冷氣候條件下;同時(shí),自密實(shí)混凝土中還有不穩(wěn)定的氣泡。高流動(dòng)自密實(shí)性混凝土與普通混凝相比,干燥收縮略大。
折疊特性測試
自密實(shí)混凝土的'自密實(shí)'特性的測試,已經(jīng)形成了系列標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法。各種試驗(yàn)方法要求達(dá)到的指標(biāo)見表1。
采用賓漢姆流變學(xué)模型的參數(shù)屈服值和塑性粘度,來描述新拌混凝土的流變學(xué)特性,則不同地區(qū)配制的自密實(shí)混凝土有一定差異。為了平衡混凝土流動(dòng)性與抗離析的矛盾,日本使用較多的增粘劑和石粉,所配制的自密實(shí)混凝土屈服值低、粘度高。歐洲以冰島為代表則偏向采用高細(xì)度礦物材料如硅灰、粉煤灰,提高屈服值來自密實(shí)混凝土穩(wěn)定性。
自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì),需要充分考慮自密實(shí)混凝土流動(dòng)性、抗離析性、自填充性、漿體用量和體積穩(wěn)定性之間的相互關(guān)系及其矛盾。
配制自密實(shí)混凝土的原理是通過外加劑、膠結(jié)材料和粗細(xì)骨料的選擇與搭配和精心的配合比設(shè)計(jì),將混凝土的屈服應(yīng)力減小到足以被因自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力克服,使混凝土流動(dòng)性增大,同時(shí)又具有足夠的塑性粘度,令骨料懸浮于水泥漿中,不出現(xiàn)離析和泌水問題,能自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間,形成密實(shí)且均勻的膠凝結(jié)構(gòu)。