摘 要:简单的阐述一下Sika V iscocrete 自密实混凝土工具箱对自密实混凝土的要求和测试方法及部分工程应用, 重点介绍Sika V iscocrete 第3 代聚羧酸盐高效减水剂。
关键词: Sika viscocrete; 自密实混凝土工程应用
1 自密实混凝土的定义
自密实混凝土在我国一直没有统一的概念,Sika V iscocrete 自密实混凝土工具箱认为自密实混凝土必须具有如下特性:
(1) 新拌混凝土必须具有较高的流动性能, 良好的粘聚性、稳定性和匀质性, 不分层、不离析、不泌水, 具有良好的钢筋穿过性能。必须具有极佳的自密实性能, 混凝土应“柔软”, 利于施工。混凝土还需具有良好的工作性能保持能力, 满足不同施工条件和运输距离的要求。
(2) 硬化混凝土必须具有较高的强度, 表里均一, 良好的尺寸稳定性、耐冻融性能、抗碳化和抗腐蚀性能以及极高的耐久性。
2 自密实混凝土工作性的质量控制
由于自密实混凝土具有极佳的流动性, 因此采用传统的坍落度测试方法难以真正的检测混凝土的工作性。因此Sika V iscocrete 自密实混凝土工具箱认为自密实混凝土必须采用如下手段控制:
(1) 倒坍落度桶法倒置坍落度筒, 将混凝土装入坍落度桶, 测试坍落度桶提起后混凝土流动至50 cm 时间(T 50) 和最终扩展度(D)。流动时间反映混凝土的流动能力和混凝土的塑性屈服能力。一般要求混凝土T 50 约3～ 6 s,D 值在650～ 750 mm 之间, 检测混凝土的匀质性、不离析、不分层以及石子的分布情况。
(2)L 型箱
L 型箱用来检测混凝土的钢筋间隙通过能力,测试挡板提起后, 混凝土流动到40 cm 时所需时间(T 40) , 以及流动结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 型槽用来检测混凝土的填充能力, 以及混凝土的粘聚性、匀质性和钢筋通过能力。测试混凝土两边的高差及石子分布情况。一般要求两边高差小于10 mm , 石子均匀分布。
根据工程实际情况, 应充分检测混凝土工作性保持能力, 分别测试出厂工作性, 施工现场工作性和混凝土泵后工作性, 应确保混凝土浇注后具有良好的匀质性能、自密实性能和填充性能。
3 自密实混凝土所需的外加剂
为了达到上述所要求的混凝土性能, 必须特殊的外加剂才能满足混凝土的要求。以前人们一般采用萘系高效减水剂和增稠剂进行混凝土的配制。但由于萘系减水剂减水率相对较低, 最大30% , 分散能力较差, 混凝土的流动性能难以达到, 而且混凝土的工作性保持极差。增稠剂的质量难以控制, 使得混凝土的匀质性难以得到保证。
Viscocrete 高效减水剂是聚羧酸盐类高效减水剂, 专门为改善混凝土性能而设计的第三代混凝土外加剂, 能够提供强大的减水作用, 减水率高达40% , 特别优良的流动性, 同时还具有超强的粘聚性和高度的自密实性能。具有良好的工作性保持能力,增加早期强度的发展, 改善收缩性能和降低混凝土的碳化率。
Viscocrete 高效减水剂具有不同的作用机理。通过表面的吸收, 具有对水泥颗粒和水的电荷排斥和空间阻隔效应, 因而能够暂时阻挡水化作用。
4 自密实混凝土配合比设计
由于具有了极佳的高效减水剂, 因此自密实混凝土的配合比设计较应用萘系减水剂更加容易。基本上所有符合标准的水泥都能用于生产自密实混凝土。必须根据细粉质量分数和混凝土要求选择水泥等胶凝材料, 最大骨料粒径也是重要的因素。粉煤灰,磨细石灰石, 硅灰等都能用作胶凝材料。
(1) 自密实混凝土典型
骨料最大粒径 胶凝材料用量
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) 细粉需要量(细骨料和胶凝材料) ≤0.125mm
骨料最大粒径 细粉质量分数
4 mm ≥650 kg/m3
8 mm ≥550 kg/m3
16 mm ≥500 kg/m3
32 mm ≥475 kg/m3
(3) 骨料级配(见图1)
(4) 配合比设计简图(见图2)
自密实混凝土每次施工前或材料发生变化时,必须进行配合比试验。
5 自密实混凝土的优点
(1) 自密实混凝土对施工单位的优点: 无需振捣, 加快浇筑; 减少抹平工作, 特别是楼板或混凝土路面, 节约人工, 缩短设备占用时间(例如升降设备) ; 减少密布钢筋产生的浇筑问题, 均一的混凝土表面产生成本的降低(无泌水造成的麻面或冲蚀) ;非常适合修补工作; 大幅度降低噪音, 改善工人和居民环境; 避免“白手指综合症”, 由于振捣导致的严重疾病。
(2) 自密实混凝土对搅拌站的优点: 与众不同,提高竞争力; 增加营业额; 加快罐车周转; 更易于泵送。
(3) 自密实混凝土对预制构件厂的优点: 加快浇筑混凝土速度, 提高生产力; 节约人工; 能够生产较薄构件; 自密实混凝土允许较经济的生产步骤, 例如墙和地板一体的构件可一步浇筑完成。
6 应用实例
(1) 北京电视中心CFT 工程
工程概况: 高度: 239 m , 功能区层数: 44, 自密实混凝土强度: C60。位于CBD 中心区, 严格控制施工噪音。该工程采用钢管自密实混凝土, 浇注截面600 mm ×600 mm , 高度为5～ 9 m , 浇注方法为高抛免振。
混凝土要求: 出机倒坍落度桶扩展度为700mm ×700 mm , 2 h 后大于650 mm ×650 mm , T 50为3～ 6 s。
工程难点: 冬季负温施工, 工作性保持时间要求长, 拆模时间短。只能采用高抛免振, 要求混凝土粘聚性、匀质性高。
混凝土配合比: 水胶比0. 29, 砂率为45% , 粉煤灰/胶凝材料= 0. 35, 石子采用5～ 20 外加剂Sikaviscocrete3301 1.4% , Sika antifreeze 1%。
试验室试配结果: 扩展度: 710 mm ×710 mm ,T 50 为4 s; 2 h: 690 mm ×680 mm , T 50 为5 s; 28d平均抗压强度: 96MPa。
施工现场结果为: 扩展度: 720 mm ×730 mm ,T 50 为4s; 28d 平均抗压强度:89Mpa。
(2) 北京以色列大使馆
在新以色列大使馆上建一圆屋顶。
要求: 混凝土厚20 cm , 充分密实。
难点: 结构较为复杂, 配筋密集, 无法振捣。
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。
初始扩展度: 730 mm ×720 mm , 2 h 710 mm ×720 mm。
7 结 论
(1) 应用Viscorete 聚羧酸盐高效减水剂可在低掺量时达到高减水率> 30% , 混凝土非常柔软, 具有良好的匀质性和工作性, 且有正常的凝结时间, 2h后出色的坍落度保持, 高强度增长率, 更强的塑化和分散水泥颗粒作用, 可以在极低水灰比下使用, 如生产C100 仍具有良好的可浇筑性。
(2) Sika viscocrete 自密实混凝土技术可解决普通混凝土难以浇注的问题。并可应用多年的经验协助施工单位或搅拌站进行自密实混凝土配合比的设计和应用。
(3) Sika viscocrete 自密实混凝土属于高性能混凝土范畴, 具有良好的硬化性能和优异的耐久性能。
