安徽建筑大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院《水泥基材料綜合設(shè)計(jì)》CDIO項(xiàng)目個(gè)人總結(jié)課題名稱自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)與實(shí)踐年級專業(yè) 14無機(jī)非組 數(shù)第二組指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué)號(hào)2017年5月1.文獻(xiàn)調(diào)研1.1自密實(shí)混凝土的概念及特點(diǎn)自密實(shí)混凝土（SelfCompactingConctete簡稱SCC）是指拌合物具有很高的流動(dòng)性并且在澆筑過程中不離析、不泌水，能夠不經(jīng)振搗而充滿模板和包裹鋼筋的混凝土，屬于高流動(dòng)性混凝土的高端部分。在傳統(tǒng)的坍落度實(shí)驗(yàn)中，自密實(shí)混凝土在達(dá)到260mm以上坍落度、600mm以上擴(kuò)展度的同時(shí)，無離析、泌水現(xiàn)象發(fā)生。與普通混凝土相比自密實(shí)混凝土具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）自密實(shí)混凝土具有卓越的流動(dòng)性和自填充性能，能夠通過鋼筋密集，結(jié)構(gòu)截面比較復(fù)雜的工程部位，填充密實(shí)，且不離析、不泌水，確保較高的均質(zhì)度，從而保證其工程質(zhì)量，提高了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，解決不易或無法實(shí)施振搗作業(yè)構(gòu)件的澆筑問題；（2）與使用機(jī)械振搗密實(shí)的混凝土相比，自密實(shí)混凝土免去振搗程序，依靠自重成型密實(shí)，降低了施工噪音，改善了施工環(huán)境和現(xiàn)場周邊環(huán)境，有利于環(huán)保；（3）使用自密實(shí)混凝土能提高澆筑速度，大大簡化了混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝，提高施工效率和施工質(zhì)量，縮短施工工期；（4）使用振動(dòng)密實(shí)工藝需要一定數(shù)量的設(shè)備和技術(shù)熟練工人，而自密實(shí)混凝土可以改善這一現(xiàn)狀，節(jié)約施工成本和節(jié)省勞動(dòng)力，且混凝土強(qiáng)度等級越高，與普通混凝土相比，節(jié)約成本越高。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀自密實(shí)混凝土在日本已經(jīng)發(fā)展了20多年，在美國加拿大和歐洲等國家也有十幾年的發(fā)展歷史。在研究發(fā)展過程中也出現(xiàn)了多個(gè)流派，其中最主要的是日本和歐美的兩種設(shè)計(jì)理念，兩者之間存在著較大的區(qū)別：日本由于其水泥的制造水平較高，因此制造自密實(shí)混凝土的思路更加傾向于大量使用水泥等粉體材料，同時(shí)使用少量的水，通過減水劑的調(diào)節(jié)來滿足自密實(shí)性能，這樣的優(yōu)點(diǎn)在于自密實(shí)混凝土工作性能穩(wěn)定，其強(qiáng)度能夠得到有效的保障；歐美方面則傾向于使用更多的砂、石和水，必要時(shí)使用增粘劑，這樣的優(yōu)點(diǎn)在于自密實(shí)混凝土造價(jià)低廉，但是自密實(shí)性能的實(shí)現(xiàn)相對困難。對比兩種設(shè)計(jì)理念，尚不能明確說明各自優(yōu)劣。但是，有一點(diǎn)可以明確的是：自密實(shí)混凝土一定會(huì)向著自密實(shí)性能更加合理穩(wěn)定，造價(jià)更加低廉的方向發(fā)展。自1993年以來，我國的研究機(jī)構(gòu)越來越關(guān)注自密實(shí)混凝土方面的研究，如中南大學(xué)、清華大學(xué)、原重慶建筑大學(xué)和武漢理工大學(xué)等相續(xù)開展自密實(shí)混凝土的配制和性能等研究。高校的研究可以更好的在我國推廣自密實(shí)混凝土這項(xiàng)先進(jìn)的建設(shè)技術(shù)，使其能夠?yàn)槲覈慕ㄖ袠I(yè)帶來有利的變革。1998年，中建二局南方公司承建的施工高度為352.5m的深圳賽格廣場鋼管混凝土中使用了高拋免振搗自密實(shí)混凝土，填補(bǔ)了我國建筑行業(yè)的一項(xiàng)空白；中國建筑科學(xué)研究院建筑工程材料與制品研究所研制成功的既能高位拋落又能低位澆筑的免振搗自密實(shí)高性能混凝土，已通過了專家鑒定；濟(jì)南四建研制的自密實(shí)混凝土于2000年3月獲得濟(jì)南市科委三等獎(jiǎng)；錫宜高速公路京杭運(yùn)河大橋跨滬寧鐵路和京杭大運(yùn)河，在施工中采用了C50自密實(shí)微膨脹混凝土；在深圳南方國際廣場的施工中，使用了C100自密實(shí)鋼管混凝土；漢國際會(huì)展中心的主樓中庭軸的鋼骨混凝土中使用了C40高保塑自密實(shí)混凝土。，3自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)思路與普通混凝土相比，自密實(shí)混凝土工作性能的顯著特征是非常小的屈服剪應(yīng)力，而集料的粒徑是對屈服剪應(yīng)力影響最大的因素。集料粒徑越大，配置出的混凝土的屈服剪應(yīng)力也越大。另一方面，集料的粒徑越小，它在混凝土中的沉降速度也越慢，有利于保持混凝土的穩(wěn)定性。因此，在配置自密實(shí)混凝土?xí)r應(yīng)控制集料的最大粒徑。一般認(rèn)為，自密實(shí)混凝土的集料最大粒徑應(yīng)為20~25mm。如果將混凝土看成是一個(gè)二元復(fù)合體系，集料看作粒子相，砂漿看作為液體相，混凝土的流動(dòng)性取決于液體相的數(shù)量和黏度。在保證混凝土流動(dòng)性的前提下，砂漿黏度越大，需要的砂漿量越多。反之，若要減少砂漿數(shù)量，必須相應(yīng)的減少砂漿的黏度。否則，混凝土達(dá)不到所要求的流動(dòng)度。砂漿的黏度對混凝土的穩(wěn)定性有較大的影響。砂漿黏度較大，集料運(yùn)動(dòng)的阻力則較大，因而不容易離析。反之，減小砂漿的黏度將使得集料在混凝土中的運(yùn)動(dòng)阻力減小，容易產(chǎn)生離析。從上面的分析可以看出，解決自密實(shí)混凝土流動(dòng)性與穩(wěn)定性的矛盾的關(guān)鍵是：1、減小集料粒徑；2、以較大的砂漿黏度來保證混凝土的穩(wěn)定性，以較大的砂漿量來提供流動(dòng)性。1.4國內(nèi)對自密實(shí)混凝土的研究國內(nèi)對自密實(shí)混凝土的研究與應(yīng)用開始于90年代初期。1987年馮乃謙教授提出了流態(tài)混凝土概念，奠定了這一研究的基礎(chǔ)。1993年，北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠在研制出C60-C80大流動(dòng)性高強(qiáng)度混凝土的基礎(chǔ)上開始著手于免振搗自密實(shí)高性能混凝土的研制，于1996年獲得了免振搗自密實(shí)混凝土的國家專利。之后，中建一局、中國鐵道建筑總公司及深圳、濟(jì)南、天津、寧夏等地陸續(xù)有了自密實(shí)混凝土應(yīng)用于工程實(shí)踐的報(bào)道。2003年廣州西卡建筑材料公司天津分公司先后在天津和北京舉辦“高性能混凝土、自密實(shí)混凝土研討會(huì)”，推動(dòng)了津京地區(qū)自密實(shí)高性能混凝土的發(fā)展。此外，清化大學(xué)的廉慧珍教授、覃維祖教授、武漢工業(yè)大學(xué)的馬保國教授、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的巴恒靜教授、福州大學(xué)的鄭建嵐教授、中南大學(xué)的謝友均教授、山東建工學(xué)院的李志明教授以及江蘇建材研究院、天津市建筑科學(xué)研究院等對自密實(shí)混凝土做了大量研究工作，促進(jìn)了我國自密實(shí)混凝土的發(fā)展。1,5國外對自密實(shí)混凝土的研究國外對自密實(shí)混凝土的研究報(bào)道較早出現(xiàn)于日本。1988年夏，東京大學(xué)岡村甫研制室第一次成功地配制出自密實(shí)混凝土。次年，在東京舉行了自密實(shí)混凝土的公開實(shí)驗(yàn)，會(huì)后許多大建筑公司開始了自密實(shí)混凝土的開發(fā)。1991年就有13家總承包公司的研究人員在東京大學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究自密實(shí)高性能混凝土，1992年出席日本混凝土學(xué)會(huì)關(guān)于自密實(shí)混凝土年會(huì)的單位增至30家。至1994年底，日本已有28個(gè)建筑公司掌握了自密實(shí)混凝土的技術(shù)，可見其發(fā)展速度是很快的。其它國家也逐漸開始研制自密實(shí)混凝土。事實(shí)上，上世紀(jì)80年代早期挪威建造的混凝土結(jié)構(gòu)海上石油平臺(tái)，由于配筋密集且結(jié)構(gòu)龐大無法對混凝土振搗，所配制使用的混凝土實(shí)際上是依靠重力密實(shí)。法國于1995年開始研制免振搗自密實(shí)混凝土，瑞典、德國、新加坡、瑞士等國家也相繼研制成功并獲得應(yīng)用，荷蘭自L999年開始已將自密實(shí)混凝土用于預(yù)制建筑構(gòu)件的生產(chǎn)。1.6配合比設(shè)計(jì)步驟自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)總的指導(dǎo)思想是以水泥漿的粘稠性來保證混凝土的穩(wěn)定性，以水泥漿的體積含量來保證混凝土的流動(dòng)性。根據(jù)這一指導(dǎo)思想，自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)按體積比進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)步驟如下:確定粗集料與砂漿的體積比在自密實(shí)混凝土中，粗集料體積含量太大，混凝土的屈服剪應(yīng)力值則較大，不易流動(dòng)；粗集料體積含量太小，不僅不經(jīng)濟(jì)，印花混凝土的體積穩(wěn)定性也會(huì)變差。因此，應(yīng)控制好粗集料的體積含量。對于普通集料混凝土，粗集料的絕對體積含量不應(yīng)超過混凝土總體積的40%。確定細(xì)集料與水泥漿體的體積比砂漿中細(xì)集料的體積含量影響砂漿的粘稠性和流動(dòng)性，也影響硬化砂漿的體積穩(wěn)定性。一般來說，細(xì)集料的絕對體積大約占砂漿總體積的40%?45%較為適宜。當(dāng)然，也應(yīng)該視細(xì)集料的密度和級配而定。確定膠凝材料與水的體積比確定膠凝材料于水的體積比的原則是保證水泥漿體具有一定的粘稠性，使得集料在水泥漿中運(yùn)動(dòng)，并通過水泥漿的流動(dòng)帶動(dòng)集料一起運(yùn)動(dòng)。因此，水泥漿的粘稠性與集料的大小及密度有關(guān)。集料較大或較重時(shí)水泥漿應(yīng)粘稠些。至于在水泥漿中膠凝材料與水的體積比多少較為合適，這主要取決于減水劑的性能。顯然，減水劑的減水率較大時(shí)，水可