自密實混凝土試驗儀器說明

自密實混凝土(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，即使存在致密鋼筋也能*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。

　　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。自密實混凝土的自密實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展度試驗、V漏斗試驗（或T50試驗）和U型箱試驗等一種以上方法檢測。

　　自密實混凝土被稱為‘近幾十年中混凝土建筑技術革命性的發展’，因為自密實混凝土擁有眾多優點：

　　· 保證混凝土良好地密實。

　　· 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。

　　· 改善工作環境和安全性。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’。

　　· 改善混凝土的表面質量。不會出現表面氣泡或蜂窩麻面，不需要進行表面修補；能夠逼真呈現模板表面的紋理或造型。

　　· 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。

　　· 避免了振搗對模板產生的磨損。

　　· 減少混凝土對攪拌機的磨損。

　　· 可能降低工程整體造價。從提高施工速度、環境對噪音限制、減少人工和保證質量等諸多方面降低成本。

　　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，提高屈服值來保證自密實混凝土穩定性。

　　表1 自密實混凝土工作性試驗方法與典型值范圍

　　自密實混凝土的設計、配制方法和調整方向，在下面‘擴展閱讀’所列文獻中有詳細介紹。

　　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、漿體用量和體積穩定性之間的相互關系及其矛盾。自密實混凝土對工作性和耐久性的要求較高，因此自密實混凝土配合比設計應該主要在這兩方面下功夫。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。在配制中主要應采取以下措施:

　　1)借助以萘系減水劑為主要組分的外加劑,可對水泥粒子產生強烈的分散作用,并阻止分散粒子凝聚, 減水劑的減水率應≥25 % ,并應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節混凝土的流變性能,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,使混凝土勻質性得到改善,并減少粗細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性及防止混凝土硬化后產生收縮裂縫,提高混凝土抗裂能力,同時提高混凝土粘聚性,改善混凝土外觀質量。

　　4) 適當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定性。

　　5) 在配制強度等級較低的自密實混凝土時可適當使用增粘劑以增加拌合物的粘度。

　　6) 按結構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。

　　配制自密實混凝土應首先確定混凝土配制強度、水膠比、用水量、砂率、粉煤灰、膨脹劑等主要參數,再經過混凝土性能試驗強度檢驗,反復調整各原材料參數來確定混凝土配合比的方法。自密實混凝土配合比的突出特點是:高砂率、低水膠比、高礦物摻合料摻量。從國內自密實混凝土研究的文獻上看, 自密實混凝土配合比設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、細摻料、砂和空隙組成。

　　固定砂石體積含量計算法是根據高流動自密實混凝土流動性及抗離析性和配合比因素之間的平衡關系, 在試驗研究的基礎上得到的一種能較好適應高流動自密實混凝土的特點和要求的配合比計算方法。

自密實混凝土坍落擴展度

　　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，檢測混凝土的勻質性、離析程度、分層以及石子的分布情況。這種方法與傳統的坍落度方法相近，設備簡單，容易操作。

　　倒坍落度筒試驗

　　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，擴展度60～70cm，中邊差值宜≤20mm。該方法簡便適用，可重復性好。

           自密實混凝土J形環試驗儀

 混凝土流動能力采用沒有阻攔圓環時測得的流動度來判定。通常自密實混凝土流動度（sm）應在700mm～800mm之間。混凝土流動性能還可以采用帶有阻攔圓環（通過阻攔圓環鋼筋柱之間空隙）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。這效應在鋼筋柱間距對于大骨料直徑情況下會發生。因此檢驗時阻攔園環柱子數量和間距取決于骨料的zui大粒徑(見表2)。阻攔園環鋼筋柱直徑為18mm。阻攔圓環直徑為30cm。使用非連續級配的骨料更加提高了阻攔的阻力。
　　如果在阻攔園環內外沒有產生高度差時，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，這自密實混凝土（SVB）的組成被視為有用的。

自密實混凝土L型儀

一、本實驗方法主要用來評價自密實混凝土的穿越性，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、可拆卸的鋼筋網片等。
二、試驗方法
.1把L型流動儀放在水平、堅實的平面上，關閉隔板活動門。
.2用水濕潤模具內部，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。同時，按下秒表記錄混凝土通過鋼筋網片流到水平梁柱邊緣的時間。
.5當混凝土停止流到的時候，觀察混凝土在鋼筋網片兩側是否存在高度差，即是否流平。
6整個試驗過程須在5min(分鐘)內完成。
三、L型流動儀試驗結果的評價方法
1混凝土穿過鋼筋網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，混凝土在鋼筋網片兩側存在高度差，則混凝土的穿越能力較差。兩側的高度差越大，說明混凝土的穿越能力越差。
3自密實混凝土穿越鋼筋網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。

自密實混凝土V漏斗
　　自密實混凝土（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）。通常情況下自密實混凝土（SVB）的流出時間（tTr）在5～20s之間。
                    自密實混凝土U型箱

自密實混凝土U型箱（U型儀）用來評定自密實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現。當混凝土在U型儀中流動時，U型儀底部的障礙鋼筋可仿真現場實際構件中鋼筋對自密實混凝土的阻礙作用。

自密實混凝土全量檢測儀

用于自密實混凝土澆筑前實時檢測全部混凝土自密實性能的試驗方法