自密實(shí)混凝土試驗(yàn)儀器說明

自密實(shí)混凝土(Self Compacting Conctete 或Self-Consolidating Concrete 簡稱SCC)是指在自身重力作用下，能夠流動、密實(shí)，即使存在致密鋼筋也能*填充模板，同時獲得很好均質(zhì)性，并且不需要附加振動的混凝土。

　　SCC的硬化性能與普通混凝土相似，而新拌混凝土性能則與普通混凝土相差很大。自密實(shí)混凝土的自密實(shí)性能主要包括流動性、抗離析性和填充性。每種性能均可采用坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、V漏斗試驗(yàn)（或T50試驗(yàn)）和U型箱試驗(yàn)等一種以上方法檢測。

　　自密實(shí)混凝土被稱為‘近幾十年中混凝土建筑技術(shù)革命性的發(fā)展’，因?yàn)樽悦軐?shí)混凝土擁有眾多優(yōu)點(diǎn)：

　　· 保證混凝土良好地密實(shí)。

　　· 提高生產(chǎn)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(qiáng)度大幅度降低，需要工人數(shù)量減少。

　　· 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(dǎo)致的‘手臂振動綜合癥’。

　　· 改善混凝土的表面質(zhì)量。不會出現(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。

　　· 增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計的自由度。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。

　　· 避免了振搗對模板產(chǎn)生的磨損。

　　· 減少混凝土對攪拌機(jī)的磨損。

　　· 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、減少人工和保證質(zhì)量等諸多方面降低成本。

　　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，提高屈服值來保證自密實(shí)混凝土穩(wěn)定性。

　　表1 自密實(shí)混凝土工作性試驗(yàn)方法與典型值范圍

　　自密實(shí)混凝土的設(shè)計、配制方法和調(diào)整方向，在下面‘擴(kuò)展閱讀’所列文獻(xiàn)中有詳細(xì)介紹。

　　自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計,需要充分考慮自密實(shí)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(guān)系及其矛盾。自密實(shí)混凝土對工作性和耐久性的要求較高，因此自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計應(yīng)該主要在這兩方面下功夫。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,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(nèi)的空間,形成密實(shí)且均勻的膠凝結(jié)構(gòu)。在配制中主要應(yīng)采取以下措施:

　　1)借助以萘系減水劑為主要組分的外加劑,可對水泥粒子產(chǎn)生強(qiáng)烈的分散作用,并阻止分散粒子凝聚, 減水劑的減水率應(yīng)≥25 % ,并應(yīng)具有一定的保塑功能。摻入的外加劑的主要要求有：①與水泥的相容性好; ②減水率大; ③緩凝、保塑。

　　2) 摻加適量礦物摻合料能調(diào)節(jié)混凝土的流變性能,提高塑性粘度,同時提高拌合物中的漿固比,改善混凝土和易性,使混凝土勻質(zhì)性得到改善,并減少粗細(xì)骨料顆粒之間的摩擦力,提高混凝土的通阻能力。

　　3) 摻入適量混凝土膨脹劑, ,可提高混凝土的自密實(shí)性及防止混凝土硬化后產(chǎn)生收縮裂縫,提高混凝土抗裂能力,同時提高混凝土粘聚性,改善混凝土外觀質(zhì)量。

　　4) 適當(dāng)增加砂率和控制粗骨料粒徑≤20mm,以減少遇到阻力時漿骨分離的可能,增加拌合物的抗離析穩(wěn)定性。

　　5) 在配制強(qiáng)度等級較低的自密實(shí)混凝土?xí)r可適當(dāng)使用增粘劑以增加拌合物的粘度。

　　6) 按結(jié)構(gòu)耐久性及施工工藝要求, 選擇摻合料品種, 取代水泥量和引氣劑品種及用量。

　　配制自密實(shí)混凝土應(yīng)首先確定混凝土配制強(qiáng)度、水膠比、用水量、砂率、粉煤灰、膨脹劑等主要參數(shù),再經(jīng)過混凝土性能試驗(yàn)強(qiáng)度檢驗(yàn),反復(fù)調(diào)整各原材料參數(shù)來確定混凝土配合比的方法。自密實(shí)混凝土配合比的突出特點(diǎn)是:高砂率、低水膠比、高礦物摻合料摻量。從國內(nèi)自密實(shí)混凝土研究的文獻(xiàn)上看, 自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計一般采用全計算法和固定砂石體積含量法。

　　全計算法的基本觀點(diǎn)為：①混凝土各組成材料括固、氣、液三相有體積加和性石子的空隙由干砂漿填充；②石子的空隙由干砂漿填充；③干砂漿的空隙由水填充；④干砂漿由水泥、細(xì)摻料、砂和空隙組成。

　　固定砂石體積含量計算法是根據(jù)高流動自密實(shí)混凝土流動性及抗離析性和配合比因素之間的平衡關(guān)系, 在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上得到的一種能較好適應(yīng)高流動自密實(shí)混凝土的特點(diǎn)和要求的配合比計算方法。

自密實(shí)混凝土坍落擴(kuò)展度

　　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50cm時間（T50）和zui終擴(kuò)展度（D）。流動時間反映混凝土的流動能力和塑性屈服能力。一般要求T50約3～6s，D值在650～750mm之間，檢測混凝土的勻質(zhì)性、離析程度、分層以及石子的分布情況。這種方法與傳統(tǒng)的坍落度方法相近，設(shè)備簡單，容易操作。

　　倒坍落度筒試驗(yàn)

　　測試方法為：將坍落度筒倒置，底部加封蓋，裝滿混凝土并抹平（一般地將倒置坍落筒固定于一支架上，底部離地50cm），迅速滑開底蓋，用秒表計量混凝土流空的時間，并同時測定坍落度、擴(kuò)展度和中邊差，以此來判斷SCC的工作性。一般要求坍落度250～280mm，流動時間8～15s，擴(kuò)展度60～70cm，中邊差值宜≤20mm。該方法簡便適用，可重復(fù)性好。

           自密實(shí)混凝土J形環(huán)試驗(yàn)儀

 混凝土流動能力采用沒有阻攔圓環(huán)時測得的流動度來判定。通常自密實(shí)混凝土流動度（sm）應(yīng)在700mm～800mm之間?；炷亮鲃有阅苓€可以采用帶有阻攔圓環(huán)（通過阻攔圓環(huán)鋼筋柱之間空隙）時測得的流動度（smb）來判定。特別重要的是要驗(yàn)證水泥灰漿中的大的骨料流動是否能穿過阻礙（如鋼筋柱）或穿過阻礙的大的骨料是否分離。這效應(yīng)在鋼筋柱間距對于大骨料直徑情況下會發(fā)生。因此檢驗(yàn)時阻攔園環(huán)柱子數(shù)量和間距取決于骨料的zui大粒徑(見表2)。阻攔園環(huán)鋼筋柱直徑為18mm。阻攔圓環(huán)直徑為30cm。使用非連續(xù)級配的骨料更加提高了阻攔的阻力。
　　如果在阻攔園環(huán)內(nèi)外沒有產(chǎn)生高度差時，zui大骨料穿過鋼筋柱間空隙很順利，并且zui大的smb的值比sm值小，這自密實(shí)混凝土（SVB）的組成被視為有用的。

自密實(shí)混凝土L型儀

一、本實(shí)驗(yàn)方法主要用來評價自密實(shí)混凝土的穿越性，即穿越密集鋼筋的能力。
本方法所采用的模具主要包括一個用鋼板做成的L型箱、隔板活動門、可拆卸的鋼筋網(wǎng)片等。
二、試驗(yàn)方法
.1把L型流動儀放在水平、堅實(shí)的平面上，關(guān)閉隔板活動門。
.2用水濕潤模具內(nèi)部，并擦去明水，然后把儀器垂直部分的箱體裝滿混凝土試樣。
3靜置1 min (分鐘)
4提起活動門，使混凝土穿過鋼筋流到水平箱體內(nèi)。同時，按下秒表記錄混凝土通過鋼筋網(wǎng)片流到水平梁柱邊緣的時間。
.5當(dāng)混凝土停止流到的時候，觀察混凝土在鋼筋網(wǎng)片兩側(cè)是否存在高度差，即是否流平。
6整個試驗(yàn)過程須在5min(分鐘)內(nèi)完成。
三、L型流動儀試驗(yàn)結(jié)果的評價方法
1混凝土穿過鋼筋網(wǎng)片后在水平方向流平，說明混凝土有足夠的穿越鋼筋的能力。
2如果粗骨料堆積的鋼筋后面，混凝土在鋼筋網(wǎng)片兩側(cè)存在高度差，則混凝土的穿越能力較差。兩側(cè)的高度差越大，說明混凝土的穿越能力越差。
3自密實(shí)混凝土穿越鋼筋網(wǎng)片流到水平梁邊緣的時間，可以在一定程度上反映混凝土的流動性。

自密實(shí)混凝土V漏斗
　　自密實(shí)混凝土（SVB）的粘度通過漏斗流出時間（tTr）確定。流出時間的測定需要在一個連續(xù)流體射束的情況下用V形漏斗測定SVB流出時間（見圖2）。通常情況下自密實(shí)混凝土（SVB）的流出時間（tTr）在5～20s之間。
                    自密實(shí)混凝土U型箱

自密實(shí)混凝土U型箱（U型儀）用來評定自密實(shí)混凝土和物的填充性。其填充性可通過測量比較U型儀兩腔混凝土的高度差來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)混凝土在U型儀中流動時，U型儀底部的障礙鋼筋可仿真現(xiàn)場實(shí)際構(gòu)件中鋼筋對自密實(shí)混凝土的阻礙作用。

自密實(shí)混凝土全量檢測儀

用于自密實(shí)混凝土澆筑前實(shí)時檢測全部混凝土自密實(shí)性能的試驗(yàn)方