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1、免振捣自密实混凝土技术及工程实践免振捣自密实混凝土是高性能混凝土的一种，其最主要的性质是能够在自重下不用振捣，自行填充模板内的空间，形成密实的混凝土结构。此外它还具有良好的力学性能与耐久性能，这是一种从混凝土拌合物开头直至硬化后的使用期都被全面考虑的高性能混凝土，其优越性主要体现在：1.提高混凝土的密实性和耐久性，避免漏振、过振等施工中的人为因素以及配筋密集、结构形成复杂等不利条件对施工质量的影响。2 .降低作业强度，节省劳力、振捣机具和电能消耗。3 .可消除振捣噪声，改善环境，缓解施工扰民的矛盾。4 .简化工序，缩短工期，提高效率。第1章制备原理免振捣自密实混凝土具有高工作性能，体现为具备高
2、流动性，高抗离别性，高间隙通过能力和高填充性。榨流变学理论，新拌混凝土属宾汉姆流体，其流变方程为T=TO+nY,（T为剪切应力；TO为屈服剪切应力；n为塑性粘度：Y为剪切速率）。TO是阻止塑性变形的最大应力，在外力作用下混凝土拌合物内部发生的剪应力T2TO时，混凝土发生流动；n是混凝土拌合物内部阻止其流动的一种性能，n越小，在相同外力作用下流动速度越快，由此可知，屈服剪应力To和塑性粘度n是可反映混凝土拌合物工作性的两个主要流变参数。与普通混凝土采用机械振捣时因触变作用令TO大幅减小，使振动影响区内的混凝土呈液化而流动并密实成型的道理相似，制备免振捣自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶结原料和粗
3、细骨料的选择搭配和精心的配合比设计，使TO减小到适宜范围，同时又具有足够的塑性粘度n,使骨料悬浮于水泥浆中，不出现离析和泌水问题，能自由流淌充分填充模型内的空间，形成密实旦均匀的结构。首先，采用高效减水剂可对水泥粒子发生强烈的分散作用，高效减水剂在水泥粒子界面的吸附和形成的双电层，使水泥粒子间发生静电斥力作用，拆散其絮凝结构，释放它们约束的水，水泥粒子间相互滑动能力增大，使混凝土开头流动的屈服剪应力引降低，获得高流动性能，同时能有效控制混凝土用水量，保证力学与耐久性要求。另一方面，免振捣自密实混凝土应具有较好的抗离别性。实验表明，离析的混凝土在通过间隙时，粗骨料会发生聚集而阻塞间隙，难以填充模
4、板和坚持拌合物均质。混凝土离析的主要原因是TO和n过小，混凝土抵制粗骨料与水泥砂浆相对移动的能力弱。由此可知，屈服剪应力T。和塑性粘度n既是混凝土开头流动的前提，又是不离析的条件。混凝土拌合物的浆固比和砂率值，对工作性有很大影响，浆固比越大流动性越好，但过大对硬化后的体积稳定性不利；砂率适宜，粗骨料周围包裹足够的砂浆，不易在间隙处聚集而影响填充和密实效果，提高了拌合物通过间隙的能力。免振捣自密实混凝土的工作性能是研究重点，要从流动性、抗离别性、间隙通过性和填充性4个方面统一考虑，解决流动性与抗离别性的矛盾，从而提高间隙通过能力和填充性。此外，还要解决混凝土的高工作性与硬化混凝土力学与耐久性能的
5、矛盾。第2章工作性能评价免振捣自密实混凝土的工作性能的研究和评价方法是其制备和施工质量控制的基础，关于混凝土工作性评价，国内外实验方法很多，难以用一种方法来全面反映混凝土拌合物的工作性。故采用综合多种实验并与基本流变参数相联系的方法评价免振捣自密实混凝土的工作性。第1节绸落度与扩展度实验通常新拌混凝土的工作性宏观上采用现落度、扩展度来表示，它们主要由TO决议，TO越小，坍落度和扩展度就越大。该实验可反映TO的大小，此外从坍落伍拌合物的形状，可目测抗离别能力。第2节模型实验参照国外流态混凝土流动性实验的盒式模型实验装置加以改进，用透明有机玻璃制成模型实验装置（图通过测定混凝土拌合物通过间隙，从模
6、型一侧流入另一侧时通过两刻度线间的时间（反映n值影响）和流动停止后模型两侧拌合物的高差（反映TO值影响），综合评价流动性、间隙通过性和填充性。第3节配筋模型实验用透明有机玻璃制成的配筋模型实验装置（图3T0-2）,评价混凝土拌合物通过钢筋间隙的能力和填充性，以及分析拌合物的抗离别性，模型内的钢筋网密度可依据实验需要调整。实验方法是观察拌合物穿过钢筋网流动的情况，流动停止后测量模型两端拌合物的高差。另外，可开启模型末端的闸板，放出拌合物，称取通过钢筋骨架前后的拌合物，采用5丽孔径筛分，测定粗骨料含有率的变化，定量评价抗离别性能。第4节旋转粘度计实验采用流变学测量，用旋转粘度计来测定筛除石子后拌合
7、物中砂浆的流变参数TO和n,混凝土拌合物中砂浆的流变性能对工作性起着重要作用，该项实验有助于分析自密实混凝土的机理,探讨制备方法和工作性能的评价。第3章制备方法在对国内外同类技术比较分析的基础上提出研究目的是：（1）研制一种高工作性能，易于泵送施工，不用振捣成型和密实的混凝土；（2）混凝土硬化后具有优良的力学与耐久性能要求；（3）可在较长时间内坚持混凝土的高工作性能，以满足经远距离运输后的施工需要；（4）为便于推广应用，采用常用、易得的原原料和常规工艺，且经济合理。为此提出了新的免振捣自密实混凝土制备方法。1 .采用自行研制的可溶性树脂新型高效减水剂，按饱和临界掺量掺加，既可保证混凝土高流动性
8、和避免掺量大造成离析，又使混凝土具有低水胶比特征，从而保证混凝土硬化后具有良好的力学和耐久性能。2 .大批掺用粉煤灰、细度约4000m2g的磨细矿渣等易得矿物掺合料，改善混凝土工作性和硬化后各方面的性能，不采用同类技术中可能会引起副作用的增稠剂和加工成本较高的高细度胶结原料。3 .优选适宜的配合比参数。第4章配合比实验与工作性能和硬化后性能的研究按上述制备方法进行了大批配合比实验工作，采用的原原料为525号、425号硅酸盐、普通硅酸盐、矿渣硅酸盐水泥；中砂，520mm卵碎石；DFS-2高效减水剂；11、HI级粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料。按正交实验方法，对影响工作性能和硬化后力学及耐久性能的各因
9、素进行了分析研究，确定了免振捣自密实混凝土的配合比设计。研究表明：1.掺新型高效减水剂后，拌合物中砂浆的TO显著降低，适宜的掺量和较低的水胶比条件下混凝土流动性好，且无离析现象。4 .浆固比增大，拌合物流动性、间隙通过能力和填充性提高，强度增大，但随浆固比提高，混凝土收缩值有增大趋势。对于该项研究的免振捣自密实混凝土，浆体所占体积比率最佳范围是34喧42队可使混凝土具有良好的工作性能和力学及耐久性能。5 .砂率值对间隙通过性影响较大，对混凝土硬化后的各方面性能影响不显著，砂率值在50%左右为最佳。6 .水泥用量相同的条件下，增大掺合料掺量可提高浆固比，调节改善混凝土拌合物的流变性,并可降低水胶
10、比，提高强度和其余性能。在浆固比相同的条件下，粉煤灰掺量超越30%时对强度有降低影响，掺量45%以上影响较为显著，粉煤灰掺量提高，混凝土收缩值减小。7 .混凝土拌合物的流变性能与拌合物中砂浆的流变性能有关，但不完全取决于砂浆的流变性能，还与粗细骨料的质量、比率和胶结原料浆体所占比例有关。拌合物中砂浆的屈服剪应力亏o过小是混凝土发生离析的主要原因，故应使外加剂掺量和水胶比等控制在适宜范围，以获得良好的流动性与抗离别性。通过大批实验优选的兔振捣自密实混凝土配合比有以下特征：水胶比为0.270.41;混凝土拌合物中胶结原料浆体体积占34%42%;砂率值.为50%左右；DFS-2高效减水剂掺量一般为0
11、.5%0.8%；粉煤灰、磨细矿渣等掺合料按其品德和作用效应的不同，有各自不同的掺量范围，如粉煤灰的掺量一般为20%45%,磨细矿渣一-般为40%75%工作性能的实验结果是：胡落度为2427cm,扩展度大于55cm,大者可达7080c11i;模型实验高差3mm左右；配筋模型实验高差210mm,钢筋骨架前后混凝土中粗骨料含量之比为1.011.09o.对硬化后混凝土的性能进行的全面实验结果表明：（1）兔振捣自密实混凝土采用振捣和不振捣成型，抗压强度基本一致，依据配合比的不同，抗压强度为4092IPa;（2）免振捣自密实混凝土采用不振捣成型对钢筋握裹力无不利影响；（3）混凝土收缩较小；（4）抗渗和抗碳
12、化性能良好；（5）抗拉、抗折、静力弹性模量等其余力学指标较理想。第5章免振捣自密实混凝土配合比及工作性能实际工程中采用的部分免振捣自密实混凝土的配合比见表3-10T,工作性能实验结果见表3-10-2,抗压强度见表3-10-3,钢筋与混凝土握裹力拉拔实验强度值见表3-10-4,收缩，碳化和抗渗实验结果见表3-10-5。第6章工程实践及社会、经济效益上述结果已胜利应用于多项工程，如北京西单北大街东商业区热力管道工程、朝阳区南磨房1、2号楼、西单G3区2号楼、十里河综合楼、恒基中心一天元大厦地下通道、恒基中心一北京站地铁地下通道工程、东热工程等，累计应用近500Om3。工程实践表明，这项技术与传统混
13、凝土施工方法相比，施工更合理，节省人力和振捣机具，无振捣噪声，施工速度快且可避免漏振、过振等人为因素对施工质量的影响，可取代普通混凝土，社会效益十分显著。其经济效益体现在1.与机械振捣相比，由于不存在扰民问题，可24h作业，故可缩短工期，具有显著的间接经济效益。2 .由于取消了振捣成型，能够提高施工速度，并可保证钢筋、埋件及预留孔道地位不因振捣而移位，有利于保证结构质量。3 .由于取消了振捣机械及振捣工序，因而能够减少能耗、机械费用及人工费用。依据初步测算，由于取消机械振捣、振捣工和辅助工及减少电能消耗，由此发生的直接经济效益为浇筑每立方米免振捣自密实混凝土可减少机械损耗费1.9元，按混凝土施
14、工定额计算节省人工0.2工日/m3,电费0.15元/m3,人工费按熟练工每工日30元计，每立方米混凝土发生的直接效益合计8.75元，混凝土生产情况，同强度等级的免振捣自密实混凝土原原料成本与一般泵送商品混凝土相当，即每立方米免振捣自密实混凝土直接效益不低于8.75元。施工现场安全施工注意事项1、施工人员进入施工现场前，必须要进行施工安全、消防知识的教育和考核工作，对考核不合格的职工，禁止进入施工现场参加施工。2、进入施工现场必须戴好安全帽，系好帽带，并正确使用个人劳动防护用品.3、严格执行操作规程，不得违章指挥和违章作业，对违章作业的指令有权拒绝并有责任制止他人违章作业。4、施工作业时必须正确
15、穿戴个人防护用品，进入施工现场必须戴安全帽。不许私自用火，严禁酒后操作。5、穿拖鞋、高跟鞋、赤脚或赤膊不准进入施工现场。6、穿硬底鞋不得进行登高作业。7、在高空、钢筋、结构上作业时，一定要穿防滑鞋.8、现场用电,一定要有专人管理，同时设专用配电箱，严禁乱接乱拉，采取用电挂牌制度,尤其杜绝违章作业，防止人身、线路，设备事故的发生。9、电钻、电锤、电焊机等电动机具用电、配电箱必须要有漏电保护装置和良好的接地保护地线，所有电动机具和线缆必须定期检查,保证绝缘良好，使用电动机具时应穿绝缘鞋，戴绝缘手套。10、工地施工照明用电，必须使用36伏以下安全电压,所有电器机具在不使用时，必须随时切断电源,防止烧
16、坏设备.11、在用喷灯、电焊机以及必要生火的地方，要填写用火申请登记和设专人看管，随带消防器材等，保证消防措施的落实。施焊时，特别注意检查下方有无易燃物，并做好相应的防护，用完后要检查，确认无火后再离开.12、未经安全教育培训合格不得上岗，非操作者严禁进入危险区域；特种作业必须持特种作业资格证上岗。13、凡2m以上的高处作业无安全设施,必须系好安全带；安全带必须先挂牢后再作业。14、高处作业材料和工具等物件不得上抛下掷.15、从事高空作业人员要定期体验。凡患有高血压、心脏病、贫血症、癫痫病以及不适于高空作业的人员，不得从事高空作业。16、机械设备、机具使用,必须做到“定人、定机”制度;未经有关人员同意，非操作人员不得使用。17、电动机械设备，必须有漏电保护装置和可靠保护接零，方可启动使用.18、未经有
