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自密實(shí)混凝土(self-compacting concrete,簡(jiǎn)稱SCC),是一種高流動(dòng)性且具有適當(dāng)粘度的混凝土,它不離析,能夠通過(guò)鋼筋填滿模板內(nèi)的任何空隙,在重力作用下自行密實(shí),屬于高性能混凝土的一種。
(二)性能及技術(shù)特點(diǎn)SCC拌合物具有良好的工作性能,即使在密集配筋和復(fù)雜形狀的條件下,僅依靠自重而無(wú)需振搗便能均勻密實(shí)填充成型,為施工操作帶來(lái)極大方便。同時(shí),兼有提高混凝土質(zhì)量、改善施工環(huán)境、加快施工進(jìn)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低工程費(fèi)用等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,被稱為“最近幾十年中混凝土技術(shù)最具革命性的發(fā)展”。
與傳統(tǒng)普通混凝土相比,自密實(shí)混凝土具必須具備下述優(yōu)越性能:(1)高流動(dòng)性:自密實(shí)混凝土能夠自行流動(dòng)并填滿模板內(nèi)每個(gè)角落。(2)穩(wěn)定性好:自密實(shí)混凝土在流動(dòng)過(guò)程中必須保證不離析,減少泌水。 (3)不會(huì)堵塞:自密實(shí)混凝土在流過(guò)密集鋼筋或狹窄空間不能產(chǎn)生堵塞,能夠順暢流動(dòng)布滿需澆注的空間。
由于SCC拌合物具有很高的流動(dòng)性而不離析、不泌水,能不經(jīng)振搗或少振搗而自動(dòng)流平并充滿模型和包裹鋼筋的混凝土。因此自密實(shí)混凝土綜合效益顯著,特別是用于難以澆筑甚至無(wú)法澆筑的部位,可避免出現(xiàn)因振搗不足而造成的空洞、蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷。強(qiáng)度等級(jí)越高,比普通混凝土費(fèi)用越低。自密實(shí)混凝土作為高流動(dòng)性混凝土,配制的關(guān)鍵是如何滿足良好的流變性能要求。
二、 自密實(shí)混凝土在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
(一)自密實(shí)混凝土在國(guó)外的研究及工程應(yīng)用現(xiàn)狀
1.自密實(shí)混凝土在國(guó)外的研究
日本作為最早提出并研制SCC的國(guó)家, 在70年代便開始了SCC的研究, 最早由Kochi大學(xué)Okamura教授在1986研制成功并開始在日本推廣。Ozawa教授1992年5月在伊斯坦布爾舉行的“CANMET & ACT”國(guó)際會(huì)議上關(guān)于日本SCC研究及應(yīng)用的介紹引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。
1998年8月在日本Kochi大學(xué)專門召開了SCC首次國(guó)際會(huì)議,來(lái)自15個(gè)國(guó)家的150 多名代表均介紹了SCC 在本國(guó)的研究狀況,表明SCC的研究與應(yīng)用在世界范圍內(nèi)均得到廣泛的重視。這之后該領(lǐng)域的研究在世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。除了日本外,1998在臺(tái)灣; 1999在冰島和瑞典;2000年在瑞士、英國(guó)和香港;2001年在阿聯(lián)酋、臺(tái)灣和俄羅斯;2002年在瑞士;2003年在韓國(guó)、冰島、墨西哥、德國(guó)和瑞典;2004年在臺(tái)灣、荷蘭和墨西哥;2005年在中國(guó)長(zhǎng)沙及美國(guó)均召開關(guān)于SCC的專題研討會(huì)和國(guó)際會(huì)議。經(jīng)過(guò)近年的研究與應(yīng)用實(shí)踐,在SCC的配制理論、評(píng)估方法及實(shí)際工程應(yīng)用方面均取得了較好的成果。
2.自密實(shí)混凝土在國(guó)外工程領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
到2004年為止,日本自密實(shí)混凝土總應(yīng)用量已超過(guò)250萬(wàn)m3,并有逐年增加之勢(shì)。目前,日本正在致力于將自密實(shí)混凝土從特種混凝土發(fā)展成普通混凝土。典型的工程應(yīng)用實(shí)例是跨度為1990m的明石海峽大橋(懸索橋),該橋的兩個(gè)錨碇分別使用了24萬(wàn)m3和15萬(wàn)m3強(qiáng)度為25MPa的自密實(shí)混凝土。由于采用了自密實(shí)混凝土,使得錨碇的施工工期由2.5年縮短為2年,縮短工期20%。
近年來(lái),由于日本應(yīng)用自密實(shí)混凝土的不斷成功,使西方國(guó)家也開始關(guān)注和應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。其中,美國(guó)西雅圖六層的雙聯(lián)廣場(chǎng)鋼管混凝土柱28d抗壓強(qiáng)度115MPa,是迄今為止自密實(shí)混凝土應(yīng)用中強(qiáng)度最高的實(shí)例。由于采用了超高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土,從底層逐層泵送,無(wú)振搗,降低了結(jié)構(gòu)成本的30%。
荷蘭也是目前應(yīng)用該技術(shù)較為普及的國(guó)家之一,大約有75%的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)采用自密實(shí)混凝土。不僅保證了特殊結(jié)構(gòu)施工的需求,也使混凝土制品的性能與外觀質(zhì)量得到了改善和提高。
(二)自密實(shí)混凝土在國(guó)內(nèi)的研究及工程應(yīng)用現(xiàn)狀
1.自密實(shí)混凝土在國(guó)內(nèi)研究及發(fā)展
我國(guó)對(duì)自密實(shí)混凝土的研究及應(yīng)用相對(duì)較晚,但是最近幾年隨著城市化進(jìn)程加快,大型復(fù)雜的基礎(chǔ)建設(shè)及市政工程,對(duì)于建筑施工技術(shù)和混凝土施工性能的要求也越來(lái)越高。
自密實(shí)混凝土在我國(guó)發(fā)展應(yīng)用速度也逐步加快,應(yīng)用領(lǐng)域也進(jìn)一步拓展,為適應(yīng)工程建設(shè)需要,中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)在搜集了國(guó)內(nèi)外有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)資料及翻譯了國(guó)外的有關(guān)資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況編制了《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(CECS203:2006),推薦給工程建設(shè)、施工和使用單位采用。
在我國(guó)建筑工程中SCC主要應(yīng)用于澆注量大、鋼筋密集、以及有特殊形狀的部位,應(yīng)用領(lǐng)域也從房屋建筑擴(kuò)大到水利、橋梁、隧道等大型工程。
2.自密實(shí)混凝土在國(guó)內(nèi)工程領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
從1995年開始,SCC澆筑量已超過(guò)4萬(wàn)m3。主要用于解決地下暗挖、密筋、形狀復(fù)雜等無(wú)法人工振搗澆筑或澆筑困難的部位,同時(shí)也解決了施工擾民等問(wèn)題,縮短了建設(shè)工期,延長(zhǎng)了構(gòu)筑物的使用壽命。其中具有代表性的工程實(shí)例有:北京首都機(jī)場(chǎng)新航站樓的簡(jiǎn)體墻、西單北大街東側(cè)商業(yè)區(qū)改造的工程、大亞灣核電站的核廢料容器建設(shè)工程、廈門集美歷史風(fēng)貌建筑的保護(hù)工程、長(zhǎng)江三峽等多個(gè)水電站的導(dǎo)流洞、潤(rùn)揚(yáng)的長(zhǎng)江大橋的建設(shè)工程以及福建萬(wàn)松關(guān)的隧道工程等,均取得了較好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。主要工程實(shí)例介紹:
(1)在民用建筑領(lǐng)域的應(yīng)用
當(dāng)代民用建筑正在向著超高層、構(gòu)形復(fù)雜、密集配筋等方向發(fā)展, 此外, 文明施工要求盡量降低噪音, 避免振動(dòng)擾民等問(wèn)題,這些傳統(tǒng)混凝土施工無(wú)法滿足的問(wèn)題,都可以通過(guò)SCC的應(yīng)用來(lái)有效解決。主要代表性工程案例:沈陽(yáng)遠(yuǎn)吉大廈工程。
沈陽(yáng)遠(yuǎn)吉大廈工程為地下2層,地上27層,局部28層,高96m,地下2層至地上5層為鋼管混凝土疊合柱,鋼管內(nèi)芯澆筑C100、C80混凝土,鋼管外圍為C40混凝土。該工程由遼寧省建筑設(shè)計(jì)院林立巖大師設(shè)計(jì),由沈陽(yáng)華強(qiáng)集團(tuán)施工,混凝土由沈陽(yáng)華興混凝土有限公司供應(yīng)。C100高性能混凝土要求免振、超大流動(dòng)、自密實(shí)、低收縮、低徐變、高彈模。在配置自密實(shí)混凝土?xí)r,采用42. 5級(jí)P·II 水泥,摻合料“雙摻”技術(shù)路線和特種泵送外加劑,同時(shí)選用粒形及細(xì)度模數(shù)較好的石灰石及普通河砂作骨料,配制出C100混凝土, C100混凝土初始坍落度達(dá)到250 - 260mm,擴(kuò)展度達(dá)600 - 650mm,經(jīng)4h靜停后,其保塑性仍非常優(yōu)異, 坍落度保留值和擴(kuò)展度與初始變化不大, 混凝土拌合物的倒置坍落度筒排空時(shí)間也充分說(shuō)明該混凝土的流動(dòng)性好,工作性好,不泌水,不離析,不浮漿,也沒(méi)有抓底現(xiàn)象,其凝結(jié)時(shí)間為8-10h,混凝土達(dá)終凝后即產(chǎn)生強(qiáng)度,早期強(qiáng)度上升明顯,7、28天強(qiáng)度發(fā)展也很快。
(2)在水利工程領(lǐng)域的應(yīng)用
隨著我國(guó)水利水電等大型基礎(chǔ)設(shè)施的蓬勃發(fā)展,對(duì)混凝土材料的技術(shù)要求也日益提高,SCC因其良好的技術(shù)性能滿足了復(fù)雜的施工技術(shù)的要求。主要代表性工程應(yīng)用案例:四川雜谷腦河紅葉二級(jí)水電站壓力管道回填
四川雜谷腦河紅葉二級(jí)水電站的壓力管道回填部位,混凝土澆筑振島困難、施工難度大,采用傳統(tǒng)的施工振搗方式很難保證混凝土的澆筑質(zhì)量,后采用JM- SCC(膨脹型)外加劑配制的SCC混凝土具有普通混凝土無(wú)法比擬的高流動(dòng)性,從混凝土材料的性能徹底解決這項(xiàng)工程施工的難題。整個(gè)工程自密實(shí)混凝土澆筑長(zhǎng)度327m,其中水平135m,斜管段200m,垂直高度119m,混凝土澆筑厚度60cm,采用溜筒一次澆筑完成。從工程應(yīng)用結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)119m的垂直澆筑高度后仍然能夠保持混凝土各相、各組分之間的比率,不離析、不泌水,而且由于配制時(shí)采用的外加劑具有適度微膨脹作用,有效補(bǔ)償了混凝土的收縮,增強(qiáng)了回填混凝土與壓力鋼管之間的界面粘結(jié),該項(xiàng)工程采用SCC后不僅大大縮短了施工時(shí)間,而且減輕了工人的施工強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)了文明施工也確保了工程質(zhì)量。
(3)在橋梁和隧道工程領(lǐng)域的應(yīng)用
在公路和橋梁的建設(shè)中, 有的部位的混凝土澆筑振搗難以進(jìn)行, SCC的應(yīng)用完全可以從材料的角度解決混凝土施工的難題,這一類型的結(jié)構(gòu)比較突出的有隧道襯砌部位及近年來(lái)比較流行的系桿拱橋。主要代表性工程應(yīng)用案例:福建萬(wàn)松關(guān)隧道襯砌
萬(wàn)松關(guān)隧道地處福建省漳州市萬(wàn)松關(guān)口之下,二次補(bǔ)砌混凝土設(shè)計(jì)總數(shù)量為25000m3 ,設(shè)計(jì)襯砌斷面為圓拱形,襯砌厚度為35~50cm,澆筑最大高度為85m,混凝土中配筋密集,施工時(shí)工作面小、振搗困難。
由于混凝土在鋼管中很難振動(dòng),針對(duì)以上特點(diǎn),隧道二次襯砌采用自密實(shí)混凝土。施工時(shí),該混凝土在拱橋底部的兩端同時(shí)泵送至橋的上部,這需要大約4~5h 的連續(xù)澆筑,因此該SCC的主要難度是應(yīng)具有較高的保坍能力。
三、自密實(shí)混凝土在我國(guó)發(fā)展的必要性及前景分析
(一)自密實(shí)混凝土發(fā)展的必要性及優(yōu)勢(shì)分析
1.工程建筑及施工技術(shù)發(fā)展的需要
隨著我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,無(wú)論是在工業(yè)民用建筑領(lǐng)域還是市政道路交通工程,以及水利、鐵路等大型基建項(xiàng)目建設(shè)的快速發(fā)展,對(duì)于工程設(shè)計(jì)及施工技術(shù)要求越來(lái)越高,許多工程建設(shè)依靠傳統(tǒng)的施工方式已不能滿足工程建設(shè)的需要,尤其像結(jié)構(gòu)物梁板柱交接鋼筋密集部位、隧道襯砌、橋梁鋼管混凝土施工等工程建設(shè)施工工程中依靠人工振搗已不能滿足實(shí)際需要,必須從材料上進(jìn)行技術(shù)革新,以滿足工程實(shí)際的需要,SCC良好的技術(shù)性能完全能徹底解決上述施工過(guò)程的難題,提高工程施工效率。
2.適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要
目前我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)還處于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),在建筑施工過(guò)程中,需要大量從事體力勞動(dòng)的熟練工人,包括現(xiàn)場(chǎng)施工振搗的混凝土澆筑人員,最近幾年勞動(dòng)力緊張局面已經(jīng)凸顯,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)從事現(xiàn)場(chǎng)施工的熟練工人日益減少,勞動(dòng)力成本會(huì)逐步提高,不能滿足建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,因此從施工技術(shù)及材料技術(shù)上的革新,來(lái)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,滿足建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是必然的趨勢(shì)。SCC的應(yīng)用不僅可以緩解熟練工人日益短缺的危機(jī), 而且消除了現(xiàn)場(chǎng)施工振搗噪音, 減弱了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了文明施工和現(xiàn)代化施工管理水平。同時(shí)由于自密實(shí)混凝土良好的流動(dòng)性,大大減少了對(duì)于混凝土輸送泵等設(shè)備的磨損,提高了設(shè)備的使用效率,加快了施工進(jìn)度。
3.滿足混凝土質(zhì)量及建筑物耐久性需要
普通混凝土傳統(tǒng)施工中,工人在現(xiàn)場(chǎng)振搗澆筑混凝土的過(guò)程中,往往為了提高混凝土的流動(dòng)性而人為加水現(xiàn)象較為普遍,無(wú)形增大混凝土的水膠比;以及梁板柱等鋼筋密集處或者較高的柱子等振搗不密實(shí),導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)物不致密,混凝土上下分層不勻質(zhì)的現(xiàn)象產(chǎn)生,嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及耐久性。
由于SCC良好的技術(shù)特性,毋須振搗即能密實(shí)成型,能夠在自重作用下自動(dòng)穿越鋼筋密集處并且仍保持混凝土拌合物的均勻性,避免了混凝土在施工振搗過(guò)程的加水、振搗不實(shí)或過(guò)度振搗的現(xiàn)象,使傳統(tǒng)混凝土的施工技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,適應(yīng)了當(dāng)代混凝土工程超大規(guī)?;?、復(fù)雜化的要求,滿足工程設(shè)計(jì)的需要;同時(shí)由于SCC采用了高性能外加劑和大摻量礦物外摻料,使得低水膠比、低水泥用量的混凝土配制成為可能,從而在提高了硬化混凝土的力學(xué)性能基礎(chǔ)上提升了混凝土結(jié)構(gòu)物耐久性。
(二)從自密實(shí)混凝土技術(shù)上及產(chǎn)業(yè)政策上的分析
1.自密實(shí)混凝土配制的基本原理
混凝土拌合物實(shí)際上是(粗、細(xì)) 集料懸浮于水泥漿體中的混合體系,拌合物本身的屈服剪切應(yīng)力和塑性粘聚度是決定混凝土流變特性的基本參數(shù)。對(duì)于混凝土拌合物這種多組份的分散流體而言,其屈服剪切應(yīng)力與塑性粘聚度隨著剪切應(yīng)力而變化, 實(shí)質(zhì)上是隨著粘聚結(jié)構(gòu)的破壞程度而變化。人工振動(dòng)澆注成型的原理就在于:通過(guò)振搗外力一方面破壞了水泥漿體水化初期形成的凝聚結(jié)構(gòu),膠體粒子擴(kuò)散層中的弱結(jié)合水在振動(dòng)的作用下解吸附變成自由水,混凝土拌合物呈現(xiàn)塑性性質(zhì),膠體曲凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z;另一方面振動(dòng)外力破壞了粗顆粒之間的粘結(jié)力和機(jī)械嚙合力,大大降低了內(nèi)阻,使混合料易于流動(dòng)。
對(duì)于自密實(shí)混凝土而言,混凝土的成型和密實(shí)過(guò)程同時(shí)發(fā)生,并且是依靠拌合物自身的高流動(dòng)性填充模板內(nèi)部空隙,從而形成密實(shí)的混凝土結(jié)構(gòu)物。這就要求:一方面混凝土拌合物必須具備較低的屈服剪切應(yīng)力和塑性粘聚度,拌合物才能具備高流動(dòng)性,無(wú)需振動(dòng)即能充模板內(nèi)部空隙;另一方面混凝土拌合物在密實(shí)成型的過(guò)程中必須保持均勻,無(wú)離析、不泌水現(xiàn)象發(fā)生。
采用增加單位用水量以及使用超塑化劑的傳統(tǒng)方法,使混凝土拌合物的屈服剪切應(yīng)力和塑性粘度大大降低,在一定范圍內(nèi)可改善混合料的流動(dòng)性。但是當(dāng)混凝土拌合物塑性粘聚性降低到一定程度時(shí),拌合物抗離析性就急劇下降,出現(xiàn)漿骨分離、粗集料聚集堆積,混凝土拌合物的流動(dòng)性大大降低,因而不能達(dá)到自密實(shí)的效果。因此配制SCC的關(guān)鍵就在于采取有效方法獲取流動(dòng)性與粘聚性高度統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)混凝土拌合物良好的工作性和抗離析性的和諧統(tǒng)一。
2.自密實(shí)混凝土配制的主要技術(shù)途徑
要獲得高流動(dòng)性與抗離析性的和諧統(tǒng)一,成功地配制出自密實(shí)高性能混凝土,多功能高效的外加劑、大摻量礦物摻合料、原材料的嚴(yán)格控制以及合理的配合比是SCC配制過(guò)程的關(guān)鍵。一般主要采用以下幾種技術(shù)途徑:
(1)使用高性能礦物摻合料(高爐微粉、粉煤灰及硅灰等),提高漿體比例來(lái)改善混凝土拌合物的抗離析性。
大摻量的礦物外摻料應(yīng)用于自密實(shí)混凝上的外摻料主要包括磨細(xì)石灰石粉、硅灰、粉煤灰以及磨細(xì)礦粉,后兩種在我國(guó)應(yīng)用較為普遍。礦物外摻料在SCC的配制中主要起著以下作用:
①改善混凝土拌合物的流變性
通常采用的這幾類摻合料比表面積較水泥高,比重相對(duì)較小,等量替代水泥時(shí)增加了漿體的體積,使得漿骨比增大,更多的漿體包裹在集料周圍,減少了集料之間直接接觸的幾率,因而降低了混合料的屈服剪應(yīng)力,改善了混合料的流動(dòng)性和透過(guò)鋼筋的能力,混凝土自密實(shí)性也因此增強(qiáng)。尤其是品質(zhì)優(yōu)良的粉煤灰,由于粉煤灰微粒具有圓球狀的形態(tài),在混凝土拌合物合中能起著滾珠效應(yīng),減少了顆粒之間的內(nèi)部摩擦,能有效降低降低了拌合物的內(nèi)部剪應(yīng)力,對(duì)改善混凝土拌合物的流動(dòng)性具有顯著的效果。
②改善混凝土的體積穩(wěn)定性及抗裂性能
礦物摻合料的使用,使水泥早期水化熱及總的水化熱均有較大程度的降低,水化熱的降低大大減小了混凝土的溫升,減小了由于溫度應(yīng)力而引起的開裂。此外,優(yōu)質(zhì)的粉煤灰對(duì)于降低混凝土的自收縮以及所引起的開裂具有明顯的效果。
(2)多功能高效的外加劑
多功能高效外加劑是配制自密實(shí)混凝土的核心技術(shù),與普通混凝土所用的外加劑相比,SCC所用的外加劑更加強(qiáng)調(diào)多組份復(fù)合或者是多功能的疊加,在工程中目前應(yīng)用較多的是復(fù)合型的多組份外加劑,其功能組份主要包括以下幾種:
①減水組份:引入高效減水組分的目的是一方面為了利用其強(qiáng)分散作用,降低混凝土拌合物的屈服剪應(yīng)力,改善其流變性;另一方面為了有效降低水膠比,保證硬化混凝土的力學(xué)性能及耐久性。目前高效減水劑的種類主要包括萘磺酸鹽系列、磺化三聚氰胺系列、氨基磺酸鹽系列和聚羧酸系列四大類,在我國(guó)應(yīng)用較多的是前兩類,尤以萘系為主,但是近年來(lái)聚羧酸的外加劑由于摻量小、減水率高、堿含量低、環(huán)保清潔特點(diǎn),且兼具有塑性保坍等多重功效而在重點(diǎn)工程中(尤其是高鐵等工程)受到了廣泛使用。
②其他組份:多功能高效外加劑中的緩凝組份以保證實(shí)際的施工時(shí)間;引氣組份以改善混合料的流變性和抗凍性;減縮組份以改善混凝土硬化過(guò)程中的體積穩(wěn)定性;增稠組份以提高混凝土拌合物合抗離析的能力等。多組份的復(fù)合和多功能的疊加,為SCC配置提供技術(shù)基礎(chǔ)。
(3)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策支持及行業(yè)發(fā)展的推動(dòng)
當(dāng)前我國(guó)仍將持續(xù)推進(jìn)城市化進(jìn)程及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),建筑業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要支柱產(chǎn)業(yè),同時(shí)也面臨國(guó)家產(chǎn)業(yè)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級(jí)的發(fā)展趨勢(shì),建筑業(yè)須積極推行節(jié)能減排,綠色環(huán)保、產(chǎn)業(yè)升級(jí)及技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展要求,作為建筑業(yè)分項(xiàng)工程的混凝土行業(yè),也必須因應(yīng)行業(yè)發(fā)展的大環(huán)境。因此,高性能綠色環(huán)保型的混凝土必將成為發(fā)展的趨勢(shì),也必將成為市場(chǎng)選擇的主流,混凝土行業(yè)及企業(yè)應(yīng)發(fā)揮自己的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),確定自己的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力, 科學(xué)而合理的制定企業(yè)的發(fā)展策略和努力目標(biāo)。中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CECS203:2006《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》已于2006年8月1日實(shí)施 ,使得SCC從科研向應(yīng)用領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化。同時(shí)中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T283-2012《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》由中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2012年3月15日發(fā)布,2012年8月1日起正式實(shí)施,將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)自密實(shí)混凝土的發(fā)展并規(guī)范其市場(chǎng)。
目前混凝土行業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度不高、企業(yè)小而多,技術(shù)研發(fā)水平較低,管理粗放,大部分混凝土企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力較弱。隨著國(guó)內(nèi)大型水泥企業(yè)向下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸步伐加快,勢(shì)必會(huì)加快混凝土行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級(jí)及技術(shù)管理提升,混凝土企業(yè)必將由分散化→集團(tuán)化、由粗放型→技術(shù)型、由重?cái)?shù)量→重品牌的可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變,為SCC研究發(fā)展提供良好的行業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。
四、目前自密實(shí)混凝土在設(shè)計(jì)及生產(chǎn)使用上存在的主要問(wèn)題
隨著聚羧酸等高性能外加劑以高性能礦物外摻料技術(shù)在混凝土領(lǐng)域的使用,在一定程度上已經(jīng)解決了SCC設(shè)計(jì)及試驗(yàn)配置的問(wèn)題。然而解決在實(shí)際生產(chǎn)使用過(guò)程中所暴露出來(lái)的相關(guān)問(wèn)題, 還需要相關(guān)工程研究及技術(shù)人員的共同努力,主要存在的問(wèn)題有:
(1)原材料的質(zhì)量控制問(wèn)題:尤其是粗骨料的粒徑、形狀;砂的級(jí)配、砂含水率的波動(dòng)都會(huì)極大地影響SCC流動(dòng)性和抗離析性能。 如何在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制原材料的性能,是保障SCC性能的關(guān)鍵;
(2)早期收縮開裂及脆性的問(wèn)題:由于在SCC設(shè)計(jì)配置過(guò)程采用低水膠比并摻入大量活性礦物摻合料,混凝土拌合物會(huì)產(chǎn)生自干燥,從而引起混凝土的自收縮,使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到損傷,而產(chǎn)生微裂縫。如何采取有效措施避免其早期收縮開裂,是當(dāng)今SCC應(yīng)用領(lǐng)域所密切關(guān)注而有待解決的問(wèn)題;
(3)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題:由于自密實(shí)混凝土在設(shè)計(jì)配置上膠凝材料使用較大,材料成本要略高于普通混凝土,這也成為目前應(yīng)用自密實(shí)混凝土的主要障礙。但是它具有普通混凝土無(wú)法比擬的優(yōu)良性能,應(yīng)綜合考慮其環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排、提高建筑施工效率和可持續(xù)發(fā)展等社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),盡快推動(dòng)自密實(shí)混凝土在我國(guó)的廣泛應(yīng)用。
五、結(jié)語(yǔ)
(1)在滿足建筑設(shè)計(jì)及施工技術(shù)方面:由于SCC毋須振搗即能密實(shí)成型,是傳統(tǒng)混凝土在施工技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,為當(dāng)前建筑工程超大規(guī)?;?、復(fù)雜化發(fā)展及建筑施工技術(shù)提升奠定技術(shù)基礎(chǔ),同時(shí)也為滿足基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及密集配筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)提供了可靠的技術(shù)保障。
(2)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及節(jié)能環(huán)保方面:由于SCC的應(yīng)用不僅可以緩解建筑熟練工人日益短缺的危機(jī), 而且消除了施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土振搗噪音,減弱了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,避免現(xiàn)場(chǎng)人工加水及振搗不密實(shí)而帶來(lái)的施工隱患,加快了施工進(jìn)度,保證了工程質(zhì)量,提高了文明施工和現(xiàn)代化施工管理水平。
(3)隨著混凝土行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,科研水平提升及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,對(duì)SCC研發(fā)及應(yīng)用會(huì)越來(lái)越重視,對(duì)于SCC在生產(chǎn)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題會(huì)進(jìn)一步得到系統(tǒng)跟進(jìn)及解決,SCC必將在我國(guó)建筑工程領(lǐng)域中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,會(huì)逐步成為大型復(fù)雜工程混凝土的首要選擇,也勢(shì)必會(huì)推動(dòng)SCC在我國(guó)的發(fā)展。
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