关于低强度自密实混凝土在房建中的应用胡志野.docx

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关于低强度自密实混凝土在房建中的应用胡志野

关于低强度自密实混凝土在房建中的应用-胡志野

低强度自密实混凝土在房建中的应用

新民房建项目胡志野

【内容提要】：

本文主要论述了对普通混凝土的改进，改进为低强度的自密实混凝土以解决工程中混凝土施工出现的：

早期强度不高、易开裂、漏振等引起的工程质量问题。

【关键词】：

低强度自密实混凝土

1自密实混凝土的出现

1990年5月在马里兰州的盖瑟斯堡由美国ACI和NIST主办的讨论会上，高性能混凝土被定义为具有所要求性能的匀质混凝土，这些性能包括：

易灌筑、易密实、不离析、能氏期保持优越的力学性能、早期强度高、韧性高、体积稳定性好、在恶劣环境下寿命长等。

也就是说，高性能混凝土（HighPerformanceConcrete，简称HPC）是具有各项优良性能的新型混凝土。

自密实混凝土（Self—compactingconcrete，简称SCC）是HPC一个重要组成部分和发展方向。

它通过胶结材料、粗细骨料、外加剂的选择进行配合比的优化设计，使混凝土拌合。

物屈服值减小且又具有足够的塑性粘度，粗细骨料能够悬浮于水中不离析、不泌水，在不用或基本不用振捣的成型条件下，能充分填充所有空隙，形成密实而均匀的混凝土结构。

它可以大量掺用粉煤灰、磨细矿渣等工业废料进行配制，有利于生态环境的保护；特别是在施工时可以在自重的作用下，自动进入钢筋密集或者狭窄复杂的断面而几乎无噪音地密实流平。

所以．自密实混凝土又是一种绿色的新型高性能结构材料。

鉴于SCC的“绿色”属性，它自然成了新世纪土木工程领域备受瞩目的研究方向之一。

2本研究课题的提出

2.1在房建工程中的应用

我国大部分城市均采用砖混结构来构建房屋。

而混凝土为房建工程的主要承重结构。

现行《混凝士小型空心砌块灌孔混凝土》标准中规定，承重砌块灌孔或芯柱混凝土浇筑时，每浇筑400～500mm必须振捣密实后，才能继续浇筑。

由于砌块砌体结构中混凝土柱及圈粱等的数量众多，用普通混凝土不仅工作量大，更重要的是振捣时必将造成芯柱周围及圈梁下新砌砌块的位移，从而引起砌块灰缝的开裂。

浇筑时有部分漏振导致的构造柱中空或未填实，楼板浇筑完成后开裂较严重。

而自密实混凝土不需机械振捣，仅依靠自重即能使混凝土密实。

它具有施工现场无振捣噪音，可进行夜间施工，混凝土质量均匀，工作量小及施工速度快等优点。

纵观国内外对自密实混凝土的研究，主要集中在C40以上的高强度混凝士，且主要应用在钢筋布置密集的现浇钢筋混凝土结构中。

对用于房建工程中的构造柱，现浇楼板及圈梁的自密实混凝土研究还很少。

因此，本研究课题提出利用自密实混凝土的诸多优点来研究出低强度，即适用于房建工程的强度为C25或C30等的自密实混凝土，来改善改进房建工程中遇到的混凝土施工问题。

2.2改善后可取得的效果

由于在混凝土工程上采用自密实混凝土技术可以取得以下三项主要的技术经济效果：

（1）可以提高混凝土工程的质量

在不少混凝土工程上，往往遇到钢筋密集、结构的截面比较复杂，而使有些间隙过于狭窄等情况，采用传统的振动密实的施工方法，有时因混凝土难以通过而不能保证工程质量，或在操作上稍有疏忽就会使工程结构中的混凝土出现不应有的缺陷，从而降低了工程的耐久性或安全性。

（2）可以改善混凝土工程的施工环境，减少噪音对环境的污染

传统的混凝土振动密实施工工艺。

无论是采用表面振动器、插入式振动器或是附着式振动器，都会产生很强的噪音，不仅影响了工程附近的周围环境，也往往给混凝土施工人员带来了职业病。

目前世界各国十分重视环境保护，在防止环境污染的内容中也包括了减少噪音的污染。

（3）可以提高劳动生产率并降低工程费用

由于施工规程的要求，用传统的振动密实工艺浇筑混凝土都有规定的施工工序和周期，从而使劳动生产率难以提高。

此外，在施工时需要有一定数量的振动设备及其维修费，也还需配备一定数最技术熟练的工人。

所以，针对上述传统的混凝土振动密实施工工艺所存在的问题，自密实混凝土都可以得到比较圆满的解决。

因此，对于这种新材料在建筑上的研究和应用已在世界范围内逐步形成了一股趋势。

2.3研究意义

总结国内外的相关资料，由于采用了自密实混凝土，改善了捕工性能，降低了混凝土在浇筑、振捣时所需的劳动力，从而降低了造价，提高了工效，减少了劳动量并缩短了工期。

随着中国西部的大开发，道路桥梁、水工太坝、铁路设施等混凝土工程量迅速增加。

这些工程都是在野外比较困难的条件下施工的，工程进度的效率和连续性成了最为关键的问题。

自密实混凝土正是解决这些问题的最有效材料。

尤其应用于以下几个方面可以取得较好的技术和经济效果：

（1）钢筋密集、振捣困难的部位；

（2）采用泵送混凝土时；

（3）必须均匀致密地抹平混凝土时；

（4）对于墙壁、楼板、屋面板等构件，可以不用振捣，而高效率地浇筑混凝土。

从以上自密实混凝土的优点和在国内外的发展、应用以及推广前景来看，以及承重砌块结构在民用结构中的广泛应用，低强度自密实混凝土的研究不仅具有较高的学术价值，而且具有很好的应用前景。

2.4研究目的及内容

综上所述，本论文的研究目的就是，充分利用本地资源，利用正交试验法，对自密实混凝土配合比进行优化，找到适用于承重砌块结构中芯柱及圈梁的低强度（C25）自密实混凝土配合比。

在优化配合比的基础上，对低强度等级自密实混凝土的收缩作初步的研究。

同时，对低强度自密实混凝土的坍落度损失作了初步分析。

3所用原材料及最优配合比

3.1原材料

3.1.1胶凝材料——水泥

除要求温升很低的人体积自密实混凝十需要选用中热或低热水泥外，硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥都可选用，应考虑与所有高效减水剂的相容性。

使用时要求水泥品种和来源应相对稳定。

选择硅酸盐水泥效果比较好。

3.1.2辅助胶凝材料——矿物掺合料

掺合料是自密实混凝土不可缺少的组成部分之一，一般常用的有粉煤灰、磨细矿渣、硅粉、矿粉等。

利用它们的物理效应、填充效应和火山灰效应，不但能提高新拌混凝土的工作性，而且能增强硬化后混凝士的耐久性。

粉煤灰是自密实混凝土最常用的活性掺合料，具有“活性效应”“界面效应”“微填充效应”和“减水效应”。

在自密实混凝土中，要求充分发挥这些效麻，一是要求活性掺合料的颗粒与水泥颗粒在微观上应形成级配体系；二是球形玻璃体含量要求高，因为球形玻璃体掺合料的减水效应显著，需水量比可大大降低。

3.1.3骨料

骨料的粒形、尺寸和级配对自密实混凝土拌合物的施工性，尤其是对拌台物的间隙通过性影响很大。

粗骨料的最大粒径，当使用卵石时为25mm，使用碎石时为20mm，间隙狭小的部位用5mm，且要用连续级配的粗集料。

鉴于本地区特征，工程中所用为5-20mm连续级配的碎石。

由于砂率大，砂子宜选用中砂。

同时应严格控制砂中粉细颗粒的含量和石子的含泥量（均小于5%）。

3.1.4外加剂

即使所设计的混凝土强度等级不高，但也要用高效减水剂（如果为泵送时，需加入一定量的泵送剂），对高流动混凝土外加剂性能的要求为；有优质的流化性能；保持拌合物流动性的性能、合适的凝结时间与泌水率、良好的泵送性：

对硬化混凝土力学性质、干缩和徐变无坏影响；耐久性（抗冻、抗渗、抗碳化、抗盐浸）好。

本设计可采用萘系高效减水剂。

由于自密实混凝土较容易离析，因此设计中需加入一定量的增稠剂。

3.2配合比设计

自密实混凝土的配合比设计方法大体分为两种：

全计算法和固定砂石体积含量法；由于本设计只针对工程中出现的问题进行改进改善，因此具体方法及计算步骤请读者查阅有关资料，本文中只给出强度为C25最优配合比，敬请见谅。

表1C25自密实混凝土配合比

水胶比

水泥

石子

砂

水

增稠剂

萘系减水剂

粉煤灰掺量

砂率

0.46

217kg/m3

858kg/m3

854kg/m3

219kg/m3

0.10%

1.20%

40%

48%

注：

其中增稠剂与萘系减水剂含量为总体积的百分含量；粉煤灰掺量为水泥体积的百分含量。

3.3与普通混凝土在同强度等级下的对比

表2两种混凝土材料对比

胶凝材料

石子

砂

水

外加剂

普通混凝土

362kg

相同

相同

264kg

无

自密实混凝土

362kg（水泥217kg）

相同

相同

219kg

水体积的1.3%

对比发现自密实混凝土的材料使用水泥可节省40%，需要用同等体积的粉煤灰来替代，而粉煤灰市场价格较普通硅酸盐水泥便宜很多；水可节省20%；而外加剂的使用导致了自密实混凝土造价偏高，市场价为2000元/m3。

这样计算下来，自密实混凝土的使用会比普通混凝土价格要便宜些许。

4设计及在工程中应用的优缺点

优点：

①粉煤灰的市场价格相对于水泥而言要经济很多；

②使用了萘系高效减水剂可节省水资源近20%；

③节省大批劳动力，仅需2-3人施工即可；

④可改善混凝土浇筑过程中的漏振、混凝土未填实等现象；

⑤是浇筑完成后的混凝土表面平整度提高，减少了绝大部分裂痕；

⑥降低了噪音污染。

缺点：

①对于自密实混凝土的配比技术要求稍高；

②所需混凝土浇筑带处木模间的间隙不能太大，需用胶带贴实，以防漏浆。

因此，使用自密实混凝土可以解决房建工程中的一系列质量问题，而且较为经济，节省了大部分人力物力，改善了施工环境。

参考文献：

自密实混凝土的应用研究陈睿刘真武汉理工大学学报【Ｊ】，２００１，２３（１２）：

６６－７０

李崇智，李永德，冯乃谦等．２１世纪的高性能减水剂［Ｊ】．混凝土，２００１，５：

３～６．

余志武、潘志宏、谢友均、刘宝举等．浅谈自密实高性能混凝土配合比的计算方法【Ｊ】．混凝土，２００４：

ｌ：

５４－５７