先进材料研究论坛。163-167（2011）pp 4604-4611自2010年12月/ 06月起在线提供www.scientific.net

copy;（2011）Trans Tech Publications，瑞士DOI:10.4028/www. scimatir. 163-167.4604

复杂条件下高性能自密实清水混凝土的开发与应用

春高^{1, 2}

1. 武汉大学，罗家山，武汉，中国
2. 中国建筑第三工程局建设有限公司武汉市武珞路456号

Gaochun2702@sina.com

关键词：自密实混凝土;清水混凝土;高性能混凝土;沸石粉。

抽象。在武汉到广州的客运线武汉火车站的配套完善，混凝土中沸石的特性得到了充分利用，通过试验研究了胶结材料，添加剂，外加剂和砂率等主要因素。确定了有效的试验方法，实现了自密实的清水面精修混凝土，并采用了6600msup3;的混凝土。开发的自密实混凝土具有良好的效果，通过自密实的特点降低了劳动强度，节省了施工周期。绿色建筑的水平也得到提升。

简介研究背景。

20世纪80年代后期，东京大学发展大学的史存福教授早些时候提出并成功开发了自密实混凝土。从那时起，欧美国家开始着手自密实混凝土领域的开发和应用。自密实混凝土在中国的研究和应用已有十多年的历史，目前我国自密实混凝土的应用范围越来越广。但是，自密实混凝土具有砂率高，水灰比低，粘结材料含量高的特点，存在收缩率大，坍落度大等问题。因此，在确保项目质量的情况下，我们需要扩展自密实混凝土应用。

海外，清水混凝土于1920年开始生产。建筑师希望利用混凝土固有的装饰特征来表达建筑所传递的情感。然后，世界上越来越多的建筑师采用了面对面的混凝土技术。在中国，随着混凝土结构的发展，清水混凝土正在发展。联想在北京的研发基地于2004年完成，表明清水混凝土在中国已进入一个新的阶段。然而，清水混凝土的整理效果设计相对简单，综合技术也不成熟，如，面层抛光混凝土的发展，施工工艺，高速复杂结构的质量控制措施。铁路桥。而且耐用性被忽略，使用寿命缩短。

自密实清水整理混凝土的研究和应用较少。它是一种新型高性能混凝土，在原料选择，混合设计，施工技术和质量控制方面，没有成熟的经验可以学习。这种混凝土的相关工作仍有很大的改进空间。

项目示例。武广客运专线武汉火车站项目是国内外桥梁与建筑结构统一的第一座桥梁，也是科技含量最高的车站工程。

版权所有。未经TTP书面许可，不得以任何形式或任何方式复制或传播本文内容的任何部分，www.ttp.net. (ID: 158.42.28.33, Universidad Politecnica de Valencia, Valencia, Spain-24/03/15,10:27:30)

中国最大的施工难度。下桥的设计要求是清水混凝土。

在武汉站房的中央房间，有10个三跨刚架拱桥，跨度从92m到116m。桥形由不可展开曲面的空间构件组成，宽度为15.5m，高度10.88m，钢材含量327kg /msup3;，无水平施工缝应按设计要求设定。

由于桥梁的数量大，形状复杂，钢材含量高，混凝土大落差等限制，必须开发自密实的清水面混凝土，以满足建筑领域和高速铁路桥梁行业的需要。

要研究的主要问题

考虑到项目的材料组织和工程结构的实际情况，研究小组重点研究了以下问题：

具体的流动能力。该项目的自密实混凝土应用位置结构复杂。三跨刚架拱桥拱位钢含量高达327 kg /msup3;，钢结构布局密集。平均加固距离仅为5.7厘米。在没有机械振动的条件下，混凝土是否完全流动，填充模板，包钢和形成内密组件，是本课题要解决的主要问题。

要维护的性能问题。混凝土浇筑施工的时间集中在5月至8月，武汉的高温阶段。混凝土具有快速的流动性损失。如果自密实混凝土具有良好的工作性能保持能力，则是该研究项目的另一个难点。

自密实混凝土的均匀性（抗偏析）问题。有资料表明，虽然国外已有大量自密实混凝土使用，国内工程应用经验较多，但自密实混凝土的均匀性控制仍是自密实混凝土质量控制的关键和难点。有资料表明，在非强化加固情况下，混凝土垂直自由落体高度不大于5m，混凝土材料浇筑点的水平流动距离不大于10m，对于密实加固的混凝土构件，混凝土自由落体高度不超过2.5m。该项目的混凝土落差高达11米，混凝土骨料更容易下沉。如何在本项目中很好地控制自密实混凝土的均匀质量，是研究成功的关键之一。

质量控制。本项目码头总容量6600msup3;，单个混凝土浇筑量330msup3;。自密实混凝土在铁路和桥梁施工中的大规模应用从未有报道，因此，材料供应，生产组织和质量控制是建议高需求。

清水混凝土饰面的效果。三跨刚架拱桥工程采用自密实混凝土，混凝土混合料与混凝土箱梁相比有很大差异。如何确保两个混凝土表面之间颜色一致，整洁美观，精致细节是本项目需要解决的关键技术之一。

自密实清水混凝土的开发与应用

关于复合的思考。在混合比设计期间，我们需要着重改善混凝土的内部结构，在保证混凝土的抗压强度和耐久性的基础上，使其具有优良的工作性能，以满足工程施工的特殊需要。

所有原材料与原桥混凝土的原材料相同。仅通过调整添加剂和添加少量混合物来进行混合设计，以确保混凝土颜色一致。

充分利用沸石粉具有的吸收功能，离子交换和其他特殊性能。混凝土内部的屈服剪切应力tau;降低到适当的范围，同时塑性粘度eta;足够，因此骨料中的聚集物悬浮，不会出现偏析和渗出现象。混凝土可以自由流动并充分填充钢之间的空间，形成致密均匀的结构。

主要性能指标的原材料和试验方法。

原材料。根据现场时间，与原有的C50清水混凝土专用于桥梁相比，外观相似，色差较小，所有原材料均遵循尽可能相同的原则，而指标应符合相关要求。规格。实际上是：

• 1. 水泥：选择Pbull;O42.5（低碱）水泥;

Ⅰ

• 1. 减水剂：选用聚羧酸高效减水剂;

Ⅱ

• 1. 粉煤灰：选择等级 F型粉煤灰;

（4）沸石粉：选择等级

沸石粉;

Ⅱ

1. 精细聚合：选择 砂面积，细度模数2.6;
2. 粗骨料：使用5~10mm和10~20mm砂砾，按2：8比例分级砾石。混合物主要性能的试验方法

自密实清水混凝土混合料的工作性能主要包括填充，间隙通过和抗偏析等性能。目前，相关的试验方法包括：坍落度和坍塌膨胀试验，Orimet流速试验，V型漏斗试验，J型环试验，L型仪器试验，U型仪表试验，湿筛分离试验和渗透试验。然而，对于自密实混凝土这三种性能的综合评价没有单一的方法。

在综合分析的基础上，任务组采用坍落度试验，坍塌膨胀试验，T50试验，倒塌试验，U型仪器试验等试验方法，结合物理试验，以充分反映项目实体。

混合比设计

首次混合比测试。通过改变砂比，结合材料的总量，外加剂组分和添加剂用量，设计不同的比例（典型的混合比，见表-1）。研究了砂率，粘结剂料量和混合料组分对混凝土流动和填充性能的影响。

表-1初始混合比（kg / m3）

数	水泥	飞灰	沸石粉	河沙	砾石/毫米		水	添加剂
					5~10	10~20
1#	350	150	0	800	170	680	170	6.36
2#	350	150	0	700	190	760	170	6.36
3#	350	150	0	750	180	720	170	6.36
4#	380	150	0	750	180	720	170	6.50
5#	330	150	20	750	180	720	170	7.50
6#	360	150	20	750	180	720	170	7.95

对各组的混合比进行了试验，外机施工性能，1h型U箱填充高度，机械性能，电通量均检测，试验结果见表-2。

表-2初始混合比测试结果

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复杂条件下高性能自密实清水混凝土的开发与应用

摘要：在武汉到广州的客运线武汉火车站的配套完善，混凝土中沸石的特性得到了充分利用，通过试验研究了胶结材料，添加剂，外加剂和砂率等主要因素。确定了有效的试验方法，实现了自密实的清水面精修混凝土，并采用了6600msup3;的混凝土。开发的自密实混凝土具有良好的效果，通过自密实的特点降低了劳动强度，节省了施工周期。绿色建筑的水平也得到提升。

关键词：自密实混凝土;清水混凝土;高性能混凝土;沸石粉

简介研究背景：

20世纪80年代后期，东京大学发展大学的史存福教授早些时候提出并成功开发了自密实混凝土。从那时起，欧美国家开始着手自密实混凝土领域的开发和应用。自密实混凝土在中国的研究和应用已有十多年的历史，目前我国自密实混凝土的应用范围越来越广。但是，自密实混凝土具有砂率高，水灰比低，粘结材料含量高的特点，存在收缩率大，坍落度大等问题。因此，在确保项目质量的情况下，我们需要扩展自密实混凝土应用。

海外，清水混凝土于1920年开始生产。建筑师希望利用混凝土固有的装饰特征来表达建筑所传递的情感。然后，世界上越来越多的建筑师采用了面对面的混凝土技术。在中国，随着混凝土结构的发展，清水混凝土正在发展。联想在北京的研发基地于2004年完成，表明清水混凝土在中国已进入一个新的阶段。然而，清水混凝土的整理效果设计相对简单，综合技术也不成熟，如，面层抛光混凝土的发展，施工工艺，高速复杂结构的质量控制措施。铁路桥。而且耐用性被忽略，使用寿命缩短。

自密实清水整理混凝土的研究和应用较少。它是一种新型高性能混凝土，在原料选择，混合设计，施工技术和质量控制方面，没有成熟的经验可以学习。这种混凝土的相关工作仍有很大的改进空间。

项目示例：

武广客运专线武汉火车站项目是国内外桥梁与建筑结构统一的第一座桥梁，也是科技含量最高的车站工程。中国最大的施工难度。下桥的设计要求是清水混凝土。在武汉站房的中央房间，有10个三跨刚架拱桥，跨度从92m到116m。桥形由不可展开曲面的空间构件组成，宽度为15.5m，高度10.88m，钢材含量327kg /msup3;，无水平施工缝应按设计要求设定。

由于桥梁的数量大，形状复杂，钢材含量高，混凝土大落差等限制，必须开发自密实的清水面混凝土，以满足建筑领域和高速铁路桥梁行业的需要。

要研究的主要问题:

考虑到项目的材料组织和工程结构的实际情况，研究小组重点研究了以下问题：具体的流动能力。该项目的自密实混凝土应用位置结构复杂。三跨刚架拱桥拱位钢含量高达327 kg /msup3;，钢结构布局密集。平均加固距离仅为5.7厘米。在没有机械振动的条件下，混凝土是否完全流动，填充模板，包钢和形成内密组件，是本课题要解决的主要问题。

要维护的性能问题。混凝土浇筑施工的时间集中在5月至8月，武汉的高温阶段。混凝土具有快速的流动性损失。如果自密实混凝土具有良好的工作性能保持能力，则是该研究项目的另一个难点。

自密实混凝土的均匀性（抗偏析）问题。有资料表明，虽然国外已有大量自密实混凝土使用，国内工程应用经验较多，但自密实混凝土的均匀性控制仍是自密实混凝土质量控制的关键和难点。有资料表明，在非强化加固情况下，混凝土垂直自由落体高度不大于5m，混凝土材料浇筑点的水平流动距离不大于10m，对于密实加固的混凝土构件，混凝土自由落体高度不超过2.5m。该项目的混凝土落差高达11米，混凝土骨料更容易下沉。如何在本项目中很好地控制自密实混凝土的均匀质量，是研究成功的关键之一。

质量控制，本项目码头总容量6600msup3;，单个混凝土浇筑量330msup3;。自密实混凝土在铁路和桥梁施工中的大规模应用从未有报道，因此，材料供应，生产组织和质量控制是建议高需求。

清水混凝土饰面的效果。三跨刚架拱桥工程采用自密实混凝土，混凝土混合料与混凝土箱梁相比有很大差异。如何确保两个混凝土表面之间颜色一致，整洁美观，精致细节是本项目需要解决的关键技术之一。

自密实清水混凝土的开发与应用

关于复合的思考。在混合比设计期间，我们需要着重改善混凝土的内部结构，在保证混凝土的抗压强度和耐久性的基础上，使其具有优良的工作性能，以满足工程施工的特殊需要。

所有原材料与原桥混凝土的原材料相同。仅通过调整添加剂和添加少量混合物来进行混合设计，以确保混凝土颜色一致。

充分利用沸石粉具有的吸收功能，离子交换和其他特殊性能。混凝土内部的屈服剪切应力tau;降低到适当的范围，同时塑性粘度eta;足够，因此骨料中的聚集物悬浮，不会出现偏析和渗出现象。混凝土可以自由流动并充分填充钢之间的空间，形成致密均匀的结构。

主要性能指标的原材料和试验方法

原材料，根据现场时间，与原有的C50清水混凝土专用于桥梁相比，外观相似，色差较小，所有原材料均遵循尽可能相同的原则，而指标应符合相关要求。规格。实际上是：

(1)水泥：选择Pbull;O42.5（低碱）水泥;

(2)减水剂：选用聚羧酸高效减水剂;

(3)粉煤灰：选择等级 F型粉煤灰;

(4)精细聚合：选择 砂面积，细度模数2.6;

(5)粗骨料：使用5~10mm和10~20mm砂砾，按2：8比例分级砾石。混合物主要性能的试验方法

自密实清水混凝土混合料的工作性能主要包括填充，间隙通过和抗偏析等性能。目前，相关的试验方法包括：坍落度和坍塌膨胀试验，Orimet流速试验，V型漏斗试验，J型环试验，L型仪器试验，U型仪表试验，湿筛分离试验和渗透试验。然而，对于自密实混凝土这三种性能的综合评价没有单一的方法。

在综合分析的基础上，任务组采用坍落度试验，坍塌膨胀试验，T50试验，倒塌试验，U型仪器试验等试验方法，结合物理试验，以充分反映项目实体。

混合比设计

首次混合比测试。通过改变砂比，结合材料的总量，外加剂组分和添加剂用量，设计不同的比例（典型的混合比，见表-1）。研究了砂率，粘结剂料量和混合料组分对混凝土流动和填充性能的影响。

表-1初始混合比（kg / m3）

没有	暴跌 /毫米	延伸度 /毫米	T50 /s	U型水箱填充高度 /毫米	1小时/毫米后的U盒填充高度	抗压强度/ MPa		56d电通量/ C.
						7d	28d
1#	240	600	12	310	280	42.3	59.2	827
2#	250	670	9	280	300	43.1	58.6	853
3#	250	670	10	340	300	43.5	60.2	800

数	水泥	飞灰	沸石粉	河沙	砾石/毫米		水	添加剂
					5~10	10~20
1#	350	150	0	800	170	680	170	6.36
2#	350	150	0	700	190	760	170	6.36
3#	350	150	0	750	180	720	170	6.36
4#	380	150	0	750	180	720	170	6.50
5#	330	150	20	750	180	720	170	7.50
6#	360	150	20	750	180	720	170	7.95

对各组的混合比进行了试验，外机施工性能，1h型U箱填充高度，机械性能，电通量均检测，试验结果见表-2。

表-2初始混合比测试结果

没有	暴跌 /毫米	延伸度 /毫米	T50 /s	U型水箱填充高度 /毫米	1小时/毫米后的U盒填充高度	抗压强度/ MPa		56d电通量/ C.
						7d	28d
1#	240	600	12	310	280	42.3	59.2	827
2#	250	670	9	280	300	43.1	58.6	853
3#	250	670	10	340	300	43.5	60.2	800
4#	270	680	13	340	310	46.2	61.5	764
5#	260	680	10	340	330	44.3	63.2	680
6#	270	690	11	340	340	47.1	67.4	604

通过对比试验，我们发现除了减水剂外，砂比，纸浆固体比和外加剂的种类和数量都影响了混凝土的和易性，强度和耐久性。砂率对混凝土间隙通过能力的影响很大，砂率过大会降低混凝土的流动性;纸浆固体比增加流动性，间隙通过能力和填充量，增加混合物强度;另外，在自密实清水混凝土中混合沸石粉后，混凝土浆料的粘度增加，集料运动阻力增大，使新拌混凝土中的骨料均匀，稳定地悬浮在浆料中，有利于促进浆料和浆料的流动。聚合填充，甚至在内部制成硬化混凝土，有助于提高强度和耐用性。

混合优化。对于第一次混合比测试结果，我们必须解决以下问题：

(1)混凝土的均匀问题，使其具有良好的流动性，没有隔离的风险。

(2)保持混凝土的和易度，第一次试验时的温度较低，混凝土的和易加工性能较差，但在具体施工过程中温度较高，具体的可加工性将面临更大的稳定性试验。学位。

为了解决上述问题，研究小组决定参考第一次试验

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资料编号：[18707]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

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