自密實混凝土為什么能具有常態(tài)混凝土的良好力學性能。要搞清這個問題,還須從混凝土的微結構理解。水泥石與骨料間的界面區(qū),是混凝土結構薄弱的部位:與水泥石比較,界面區(qū)具有不同的結構和相分布,界面區(qū)孔隙增加,晶體相較軟弱,滲透性大。
新拌混凝土的流動性和振搗作用,在很大程度上促進了界面區(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。由于振動影響產生的微泌水形成的孔隙結構,氣泡聚集以及界面區(qū)局部水灰比較大的情況比較嚴重。由于自密實混凝土黏性好,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。同時由于自密實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,就改善了自密實混凝土的界面區(qū)結構。結構密實,強度提高,滲透性低,就能夠提高耐久性能。
自密實混凝土是指在自身重力作用下,能夠流動、密實,即使存在致密鋼筋也能完全填充模板,同時獲得很好均質性,并且不需要附加振動的混凝土。
自密實混凝土被稱為'近幾十年中混凝土建筑技術具革命性的發(fā)展',因為自密實混凝土擁有眾多優(yōu)點:
·1 混凝土良好地密實。
·2 提高生產效率。由于不需要振搗,混凝土澆筑需要的時間大幅度縮短,工人勞動強度大幅度降低,需要工人數量減少。
·3 改善工作環(huán)境和安全性。沒有振搗噪音,避免工人長時間手持振動器導致的'手臂振動綜合癥'。
· 4改善混凝土的表面質量。不會出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面,不需要進行表面修補;能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型。
· 5增加了結構設計的自由度。不需要振搗,可以澆筑成型形狀復雜、薄壁和密集配筋的結構。以前,這類結構往往因為混凝土澆筑施工的困難而限制采用。
· 6避免了振搗對模板產生的磨損。
· 7減少混凝土對攪拌機的磨損。
· 8可能降低工程整體造價。從提高施工速度、環(huán)境對噪音限制、減少人工和質量等諸多方面降低成本。
自密實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,自密實混凝土中還有不穩(wěn)定的氣泡。高流動自密實性混凝土與普通混凝相比,干燥收縮略大。
折疊特性測試
自密實混凝土的'自密實'特性的測試,已經形成了系列標準的試驗方法。各種試驗方法要求達到的指標見表1。
采用賓漢姆流變學模型的參數屈服值和塑性粘度,來描述新拌混凝土的流變學特性,則不同地區(qū)配制的自密實混凝土有一定差異。為了平衡混凝土流動性與抗離析的矛盾,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度礦物材料如硅灰、粉煤灰,提高屈服值來自密實混凝土穩(wěn)定性。
自密實混凝土的配合比設計,需要充分考慮自密實混凝土流動性、抗離析性、自填充性、漿體用量和體積穩(wěn)定性之間的相互關系及其矛盾。
配制自密實混凝土的原理是通過外加劑、膠結材料和粗細骨料的選擇與搭配和精心的配合比設計,將混凝土的屈服應力減小到足以被因自重產生的剪應力克服,使混凝土流動性增大,同時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的空間,形成密實且均勻的膠凝結構。