卢湾自密实混凝土

自密实混凝土为什么能具有常态混凝土的良好力学性能。要搞清这个问题，还须从混凝土的微结构理解。水泥石与骨料间的界面区，是混凝土结构薄弱的部位：与水泥石比较，界面区具有不同的结构和相分布，界面区孔隙增加，晶体相较软弱，渗透性大。

2005年三峡三期大坝达到了挡水高程后，二期工程导流底孔完成放水泄洪任务，具备了回填封堵条件。导流底孔单孔封堵体长78.0米，高12米；分长为28.0米、25.0米和25.0米三段施工，每段分4层施工。导流底孔回填封堵后，封堵体为大坝挡水部分，质量要求很高；如何确保封堵体混凝土回填质量，尤其是封堵体顶层空间狭小，施工人员很难进入仓位进行混凝土振捣，是孔洞结构混凝土回填封堵面临的难题；为确保封堵体顶层部位混凝土回填质量，葛洲坝集团在三峡工程施工中，经科研攻关，研发了一种高流态自密实混凝土，满足了导流底孔、大坝临时廊道、地下电站施工支洞等孔洞结构部位混凝土回填封堵的要求。

自密实混凝土配合比设计
1.混凝土水胶比
除了与常态混凝土一样混凝土水胶比选择应满足混凝土各项性能外，还须考虑自密实混凝土为保持良好的黏聚性需对大水胶比加以限制。通过试验，当水胶比在0.35～0.40之间时，骨料可以随着浆体通过多层钢筋网，当水胶比大于0.40时，骨料通过钢筋网的能力减弱，因此当钢筋比较密集时，水胶比以不大于0.40为佳。但对于较大的浇筑块体，相对钢筋较少时，亦可适当增大水胶比，根据施工经验，浇筑强度等级较低、钢筋较少部位的自密实混凝土，采用0.5水胶比，混凝土仍能保持良好性能。
2.混凝土胶凝材料用量
高强度等级混凝土胶凝材料用量大致在350~450千克/立方米之间选定，胶凝材料具体用量根据试验确定。
3.混凝土单位用水量
要得到的混凝土，在混凝土流动度前提下，应采用较小的单位用水量，应掺用减水率高且能保持混凝土结构稳定的外加剂。
4.混凝土掺合料
掺入细磨粉煤灰的微珠效应和复合减水剂作用叠加，赋予混凝土良好的免振自密实性能，而且掺入粉煤灰可以减低水泥水化热温升。为了满足低胶凝材料用量，在胶凝材料总量不变的情况下，选取合适粉煤灰掺量，可以满足各种强度等级混凝土要求。一般粉煤灰掺量在20%~25%左右，低强度等级混凝土的粉煤灰掺量可以达到40%。
5.混凝土砂率
自密实混凝土的砂率大小，影响着混凝土免振与振捣强度比的大小。一般情况下，自密实混凝土砂率在普通混凝土的基础上提高3～5%。
6.骨料粒径及级配
为了减小骨料分离，也为了能采用混凝土泵输送入仓，骨料大粒径应不超过40毫米，且中石与小石比例采用1∶1或2∶3为宜。钢筋密集的部位一般采用配自密实混凝土，骨料大粒径不超过20毫米；钢筋较少部位，可采用二级配自密实混凝土，骨料大粒径不超过40毫米。

自密实混凝土性能检测方法
自密实混凝土是混凝土中一种新型材料，其性能检测主要从其流动性、通过钢筋栅间隙能力、填充性、混凝土力学性能及耐久性等几方面检测，具体检测方法如下：
1.流动性
自密实混凝土属于高流态混凝土，不宜单一采用坍落度评价其流动性，也要依据《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001中混凝土拌合物扩散度，来评价自密实混凝土拌合物流动性能。一般情况下，新拌制的自密实混凝土扩散度为60±5毫米，坍落度为25～27毫米.
2.通过钢筋栅间隙能力
为评价混凝土拌合物通过钢筋间隙的能力，采用长200毫米×宽30毫米×高50厘米方木盒，盒中间设有两层间距为8毫米的$25毫米钢筋栅，作为试验装置进行试验。使拌合物从一端向另一端水平流动通过，待混凝土不再流动后，分别检测两端混凝土容重和高差，通过混凝土容重和高差比较评价混凝土通过钢筋间隙的能力。
3.填充性
填充能力是衡量自密实混凝土工作性能的一个重要指标，采用长200毫米×宽30毫米×高50毫米的木制“U”形槽，内置多层$25毫米钢筋网（钢筋网水平间距为8毫米），作为试验装置。试验时混凝土从一端倒人，流经布有钢筋网的中部，从另一端翻出。观察拌合物在流经钢筋网后是否发生分离，待混凝土硬化后，拆模观察混凝土对整个试验装置的填充情况和表面是否有缺陷。
4.混凝土力学性能及耐久性能
在水胶比及粉煤灰掺量相同情况下，自密实混凝土的抗压强度与常规混凝土基本相同，但自密实混凝土具有较高的轴拉强度和极限拉伸值，也具有良好的抗冻和抗渗性能。自密实混凝土抗压强度、轴拉强度、极限拉伸以及混凝土抗冻、抗渗性能试验检测方法同常规混凝土一样按照试验规范进行。

《自密实混凝土施工工法》的材料设备要求如下：
空间狭小孔洞结构自密实混凝土回填施工设备、材料、人力资源配置与常规泵送混凝土施工基本相似，主要不同点为：
1.空间狭小孔洞结构自密实混凝土回填时，为节约成本在仓内的埋管一般由普通钢管加工制作而成，钢管型号与泵机泵管相配套，一般采用125米或150米钢管加工制作。
2.空间狭小孔洞结构自密实混凝土回填时，混凝土不需要振捣，减少浇筑工的配置，一般一个班配置2～3个浇筑工就可以满足要求。
3.空间狭小孔洞结构自密实混凝土回填混凝土不需要振捣，一般不需要配置振捣机房和振捣棒。

掺加适量矿物掺和料能调节混凝土的流变性能，提高塑性黏度，同时提高拌和物中的浆—固比，改善混凝土和易性，使混凝土匀质性得到改善，并减少粗细骨料颗粒之间的摩擦力，提高混凝土的通阻能力。
掺入适量混凝土膨胀剂，减少混凝土收缩，提高混凝土抗裂能力，同时提高混凝土黏聚性，改善混凝土外观质量。适当增加砂率和控制粗骨料粒径不超过20毫米，以减少遇到阻力时浆骨分离的可能，增加拌和物的抗离析稳定性。在配制强度等级较低的自密实混凝土时可适当使用增稠剂以增加拌和物的黏度。