（材料學(xué)專業(yè)論文）高性能清水混凝土實(shí)驗(yàn)分析與研究.pdf

摘要 摘要 目前，高性能混凝土是近期混凝土技術(shù)發(fā)展的主要方向，國(guó)外學(xué)者曾稱之為 2 l 世紀(jì)混凝土。由于高性能混凝土具有綜合的優(yōu)異技術(shù)特性，特別適用于高層建 筑、橋梁以及暴露在嚴(yán)酷環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)，這正好符合了清水混凝土的使用條 件和使用性能。在我國(guó)，清水混凝土被廣泛應(yīng)用于橋梁、水工等結(jié)構(gòu)，要求混凝 土表面不經(jīng)粉刷裝飾直接裸露在空氣中，對(duì)混凝土的外觀質(zhì)量及耐久性能具有較 高的要求，這與高性能混凝土具有相同的性能要求。論文正是從高性能混凝土與 清水混凝土兩種混凝土所要求的性能的結(jié)合上進(jìn)行了理論與試驗(yàn)研究，使高性能 混凝土從設(shè)計(jì)到施工達(dá)到清水混凝土的效果，推動(dòng)清水混凝土施工技術(shù)的發(fā)展。 論文根據(jù)重慶新牌坊立交改造工程項(xiàng)目部提供的材料、施工條件以及重慶交 通大學(xué)的試驗(yàn)設(shè)備，結(jié)合重慶市建委“市政工程清水混凝土施工技術(shù)規(guī)程編制 ( 編號(hào)：城科字2 0 0 7 第6 號(hào)) 課題廣泛的收集了國(guó)內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)資料，參考 國(guó)內(nèi)有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工程實(shí)例，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，并通過(guò)工程實(shí)踐，全 面總結(jié)了高性能清水混凝土的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和施工工藝資料，系統(tǒng)的研究了混凝土的 耐久性能和外觀質(zhì)量的施工控制措施。 首先，論文從理論角度分析了高性能清水混凝土對(duì)拌合物工作性能及表面耐 久性能的具體要求；其次，通過(guò)大量試驗(yàn)研究了混凝土拌合物的工作性能及影響 因素和硬化混凝土的強(qiáng)度及耐久性能( 抗?jié)B性、抗凍性、耐鹽蝕、耐酸蝕性能) ， 并通過(guò)掃描電鏡，從微觀層次研究了混凝土的水化特征。文章從原材料選擇、配 合比設(shè)計(jì)和施工工藝等方面詳細(xì)地介紹了高性能清水混凝土的質(zhì)量控制措施，并 具體的從模板工程、鋼筋工程和混凝土澆筑等方面分析了影響混凝土外觀質(zhì)量缺 陷的因素及質(zhì)量控制措施，并介紹了混凝土的養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)技術(shù)。文章的最后，根據(jù) 本工程及國(guó)內(nèi)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并參考國(guó)家相關(guān)規(guī)范給出了清水混凝土的質(zhì)量驗(yàn)收 標(biāo)準(zhǔn)，用以指導(dǎo)和規(guī)范清水混凝土工程的施工。課題組最后完成了重慶市市政 工程清水混凝土施工技術(shù)規(guī)程( d b j t 5 0 一0 7 3 2 0 0 8 ) 的編制，并作為地方標(biāo)準(zhǔn) 推薦使用。 關(guān)鍵詞：高性能混凝土；清水混凝土；表面性能；外觀質(zhì)量；驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) a b s t r a c t a tp r e a s e n tt h eh i g hp e r f o r m a n c ec o n c r e t ei st h em a i nh e a d i n g i nd e v e l o p m e n to f c o n c r e t e f u r t h e r m o r es o m ef o r e i g ne x p e r t sp u r p o r tt h a t i ti st h e21c e n t u r yo f c o n c r e t e d u et ot h eh i g hp e r f o r m a n c ec o n c r e t eh a v em a n ye x c e l l e n t t e c h n i c a l c h a r c a t e r i s t i c sw h i c he s p e c i a l l ys e r v e so nt h ep i l ea r c h i t e c t u r e s ，b r i d g e sa n do t h e r s t r u c t u r e st h a ta r ee x p o s e do nt h ea t r o c i o u sc o n d i t i o n s ，w h i c ha c c o r dw i t ht h eu s eo f q u l i f i c a t i o na n dp e r f o r m a n c eo ft h e f a i r - f a c e dc o n c r e t e i no u rc o u n t r y , f a i r - f a c e d c o n c r e t ea r eo f e na p p l i e do nb r i d g e s ，h y d r a u l i cs t r u c t u r e sa n ds oo n ，w h i c hr e q u i r et h e s u r f a c eo fc o n c r e t ew i t h o u ts t u c ke x p o s eo nt h ea t m o s p h e r e t h ef a i r - f a c e dc o n c r e t e r e q u i r et h ea p p e a r a n c eq u a l i t ya n dd u r a b i l i t yo f t h ec o n c r e t ea r eh i g h l ye n o u g h ，a n di ti s i u s ta c c o r dw i t hm el l i g hp e r f o r m a n c ec o n c r e t e t i l i sp a p e rs t u d i e dt h e c o m b i n e d d e r f o r m a n c eo ft h eb o t hh i g hp e r f o r m a n c ec o n c r e t ea n df a i r - f a c e dc o n c r e t ei nt h e o r y a n dp r a c t i c e a n dt h a tw i l lm a k et h ep e r f o r m a n c ec o n c r e t em e e tt h er e q u i r e m e n t s 幻r t h ea p p e a r a n c ef r o md e s i g nt oc o n s t r u c t i o n ，a n de x p e c t et h i sr e s e a r c hc a np r o m o t et h e d e v e l o p m e n to fc o n s t r u c t i o nt e c h n i q u eo ff a i r - f a c e dc o n c r e t e d e p e n d so nt h em a t e r i a l sa n dc o n s t r u c t i o nc o n d i t i o n sp r o v i d e sb y t h ec h o n g q i n g x i n p a i f a n gi n t e r c h a n g e m o d i f i c a t i o np r o j e c ti t e m sd e p a r t m e n t ，a n d t h et e s t e q u i p m e n t so fc h o n g q i n gj i a o t o n gu n i v e r s i t y , t h i sp a p e rc o l l e c t e dm a n yr e f e r e n c e l i t e r a t u r e ，r e f e r r e dt oo t h e rt e c h n o l o g ys t a n d a r d sa n de n g n e e r i n gi n s t a n c e s ，c a r r i e do n m a s s i v ee x p e r i m e n t a ls t u d i e sf o rt l l er e s e a r c h a n dt a k e dp a r ti na ne n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o np r o j e c t t 1 1 i sp a p e rm a i n l ys u m m a r i z e dt h e d a t ao ft e s t sa n dt h e c o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yo fh i g hp e r f o r m a n c ef a i r - f a c e dc o n c r e t e ，i ta l s or e s e a r c h e dt h e d u r a b i l i t ya n dc o n s t r u c t i o nc o n t r o lm e a s u r e so fa p p e a r a n c eq u a l i t yo fc o n c r e t e f i r s t ，t h ep a p e ra n a l y z e dw o r kb i l i t yo ff r e s hc o n c r e t ea n ds u r f a c ed u r a b i l i t yo f 1 1 i g hp e r f o r m a n c e f a i r - f a c e d c o n c r e t e s e c o n d l y , t h i sp a p e r s t u d i e dt h ew o r k p e r f e r m a n c ea sw e l la si n f l e n c ef a c t o r so f 舭s hc o n c r e t ea n dt h es t r e n g t ha sw e l la s d u r a b i l i t y ( i n c l u d e sp e n e t r a t i o nr e s i s t a n c e ，a n t i f r e e z i n g f e a t u r e ，r e s i s t a n c e o fs a l t s u b s t a n c ea t t a c k ，r e s i s t a n c eo fs u l f a t ea t t a c k ) o fh a r d e n i n gc o n c r e t e ，t h r o u g hs c a n n i n g e l e c t r i c i t yp h y s i c st e s ta n a l y s i s ，i ta l s os t u d i e dt h ep e r f o r m a n c ec h a r a c t e r i s t i cf r o mt h e m i c r o s c o p i cl e v e l n ep a p e rp a r t i c u l a r l yi l l u s t r a t e st h eq u a l i t yc o n t r o lm e a s u r e so f t h e h i g h p e r f o r m a n c e f a i r - f a c e dc o n c r e t e f r o mr a wm a t e r i a l s p r o p o r t i o n i n g ，c o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g y a n ds oo n ，w i t ht h ee x c e p t i o n c h o o s i n g ， o ft h i s ，i t d i s c u s s e dt h ef a c t o r si n f l u e n c e da p p e a r a n c eq u a l i t yo fc o n c r e t ef r o mf o r m w o r k e n g i n e e r , s t e e le n g i n e e r , c o n c r e t ec a s t i n ga n do t h e ra s p e c t s ，i nt h i sp a r t ，i ta l s oi n t r u d u c e d t h em a i n t e n a n c ea n dd e f e c tm e n d i n gt e c h n o l o g yo fc o n c r e t e i nt h ee n d ，a c c o r d i n gt o t h e e n g i n e e r i n g p r a c t i c l y e x p e r i m e n t s，r e f e r e n c e d c o r r e l a t i v et e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n ，t h ep a p e rb r i n g s f o r w a r dt h ea c c e p t a n c ec r i t c r i ao ft h ef a i r - f a c e d c o n c r e t e ，i no r d e rt og u i d i n ga n dr e g u l a t i n gt h ec o n s t r u c t i o no ft h ef a i r - f a c e dc o n c r e t e a tl a s t ，t h es u b j e c tg r o u pf i n i s h e dt h ep r o j e c t - - - c h o n g q i n g “t e c h n i c a ls p e c i f i c a t i o nf o r f a i r - f a c e dc o n c r e t ec o n s t r u c t i o no fm u n i c i p a le n g i n e e r i n g ( d b j t 5 0 0 7 3 2 0 0 8 ) a sa l o c a ls t a n d a r d k e y w o r d s ：h i 曲p e r f o r m a n c ec o n c r e t e ；f a i r - f a c e dc o n c r e t e ；s u r f a c ep e r f o r m a n c e ； a p p e a r a n c eq u a l i t y ；a c c e p t a n c ec r i t e r i a 重慶交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究 工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人 或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體， 均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名：獅龜 日期：2 g 年弓 月弓1日 重慶交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保 留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 本人授權(quán)重慶交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索， 可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 學(xué)位論文作者簽名：立烈j 殛 指導(dǎo)教師簽名：圭k & 日期：厶y 孵年專月f 日日期： 多年 月多( 日 第1 章引言 第1 章引言 1 1 高性能混凝土的發(fā)展及應(yīng)用 高性能混凝土( h i g hp e r f o r m a n c ec e m e n t ，簡(jiǎn)稱h p c ) 是近期混凝土技術(shù)發(fā) 展的主要方向，國(guó)外學(xué)者曾稱之為2 1 世紀(jì)混凝土。挪威于1 9 8 6 年首先對(duì)此進(jìn)行 了研究，在1 9 9 0 年由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所( n i s t ) 與美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)( a c i ) 共同主辦的一次研討會(huì)上正式定名。大會(huì)規(guī)定高性能混凝土是具有某些性能要求 的勻質(zhì)混凝土，必須采用嚴(yán)格的施工工藝，采用優(yōu)質(zhì)材料配制，便于澆搗、不離 析、力學(xué)性能穩(wěn)定、早期強(qiáng)度高、具有韌性和體積穩(wěn)定性等性能的耐久的混凝土， 特別適用于高層建筑、橋梁以及暴露在嚴(yán)酷環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)。由于高性能混凝 土具有綜合的優(yōu)異技術(shù)特性，引起了國(guó)內(nèi)外材料界與工程界的廣泛重視與關(guān)注。 十多年來(lái)，世界上許多國(guó)家相繼投入了大量的人力、財(cái)力、物力進(jìn)行該項(xiàng)研究與 開(kāi)發(fā)應(yīng)用，使高性能混凝土技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，在原料的選擇、配合比設(shè)計(jì)、 物理力學(xué)性能、耐久性、工作性、結(jié)構(gòu)性能以至應(yīng)用技術(shù)等方面都取得了既有理 論基礎(chǔ)又有實(shí)用價(jià)值的科技成果。 在1 9 9 3 年，美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)下屬的技術(shù)委員會(huì)提出一新的高性能混凝土定 義：滿足工程特殊要求的各種性能，可包括易澆搗而不離析，高長(zhǎng)期力學(xué)性能、 高早期強(qiáng)度、高堅(jiān)韌性與高體積穩(wěn)定性，或在嚴(yán)酷環(huán)境中使用壽命長(zhǎng)久，并且勻 質(zhì)性良好的混凝土。1 9 9 8 年美國(guó)a c i 又發(fā)表了一個(gè)定義為：“高性能混凝土是符 合特殊性能組合和勻質(zhì)性要求的混凝土，采用傳統(tǒng)的原材料和一般的拌合、澆筑 與養(yǎng)護(hù)方法，往往不能大量地生產(chǎn)出這種混凝土。所指特性為：易于澆筑，振搗 不離析，早強(qiáng)，長(zhǎng)期力學(xué)性能，抗?jié)B性、密實(shí)性，水化溫升，韌性，體積穩(wěn)定性， 惡劣環(huán)境下的較長(zhǎng)壽命?！绷壅湓? 0 0 3 年發(fā)表的對(duì)高性能混凝土十年來(lái)推廣 應(yīng)用的反思文章當(dāng)中的理解為：“高性能混凝土不是一個(gè)混凝土的品種而是強(qiáng)調(diào) 混凝土的“陛能或者質(zhì)量、狀態(tài)、水平，或者說(shuō)是一種質(zhì)量目標(biāo)，對(duì)不同的工 程，高性能混凝土有不同的強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)( 即特殊性能組合) u 。 由中國(guó)工程建 設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)組織制定的高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程( c e c s 2 0 7 ：2 0 0 6 ) 中給 出的定義是：“采用常規(guī)材料和工藝生產(chǎn)，具有混凝土結(jié)構(gòu)所要求的各項(xiàng)力學(xué)性能， 且具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土?！?高性能混凝土從問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)有了二十年的發(fā)展歷史，在我國(guó)，從1 9 9 4 年清華大學(xué)向國(guó)內(nèi)介紹和發(fā)起應(yīng)用高性能混凝土以來(lái)，也經(jīng)過(guò)了十多年的研究和 應(yīng)用，盡管當(dāng)前對(duì)高性能混凝土的定義尚未能取得一致的看法，但高性能混凝土 作為一種新技術(shù)在性能已經(jīng)更為完善，在不同的結(jié)構(gòu)物中得到了成功的應(yīng)用。 第1 章引言2 1 高性能混凝土在高層建筑中的應(yīng)用。 高性能混凝土( 4 0 m p a ) 首先用于3 0 層以上高層建筑物的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 因?yàn)檫@種建筑物下部三分之一的柱子，在用普通混凝土?xí)r斷面很大。除節(jié)省材料 費(fèi)用外，與鋼結(jié)構(gòu)相比，加快施工速度也是采用混凝土結(jié)構(gòu)的重要特點(diǎn)，自美國(guó) 芝加哥在1 9 6 5 年以5 0m p a 混凝土澆注l a k ep o i n tt o w e r 的一些柱子以來(lái)，北 美和其他國(guó)家到處都在用高性能混凝土建造高層建筑。芝加哥7 9 層的w a t e r t o w e rp l a c e 大樓柱子采用了6 0 m p a 混凝土；多倫多的s c o t i ap l a z ab u i l d i n g 和西雅圖的t w ou n i o ns q u a r eb u i l d i n g 兩座建筑物則分別有9 0 m p a 和1 2 0 m p a 強(qiáng)度的高性能混凝土柱子。 在我國(guó)，高性能混凝土在高層建筑中也有了較多的應(yīng)用。沈陽(yáng)方園大廈、大 西電業(yè)園等多項(xiàng)高層建筑鋼管混凝土柱中應(yīng)用了c 8 0 高強(qiáng)與高性能混凝土。上海 高性能混凝土研究領(lǐng)域中具有代表性的成果有：中華第一高樓8 8 層金茂大廈 的c 4 0 一次泵送到3 8 2 5 m ；明天廣場(chǎng)礦渣微粉c 8 0 泵送混凝土；在上海教育電視 臺(tái)綜合樓大體積基礎(chǔ)混凝土，水泥用量只占膠凝材料總量的4 6 ，配制的混凝土 漿量飽滿，混凝土工作性、粘聚性和抗離析性能都十分優(yōu)異，強(qiáng)度達(dá)到c 4 0 的高 性能混凝土。 2 高性能混凝土在橋梁工程上的應(yīng)用 國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家在高性能混凝土的研究和應(yīng)用領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。日本在 2 0 世紀(jì)7 0 年代就采用h p c 預(yù)應(yīng)力樸架修建了幾座鐵路橋梁，以減少交通靜荷載， 降低活載作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，消除火車營(yíng)運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)問(wèn)題。1 9 9 3 年，日本還修建了一座長(zhǎng)4 0 米的單跨后張箱形梁人行天橋，使用的混凝土是很有 流動(dòng)性的自成型混凝土，強(qiáng)度達(dá)到1 2 2m p a 。 在美國(guó)，佛羅里達(dá)州在1 9 8 2 年重建s u n s h i n es k y w a y 橋時(shí)就已開(kāi)始采用了今 天所謂的h p c 。此后，隨著對(duì)h p c 的研究和認(rèn)識(shí)的深入，其它各個(gè)州都開(kāi)始嘗試 h p c 在橋梁上的應(yīng)用，一大批h p c 橋梁建造起來(lái)，h p c 開(kāi)始得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 其它國(guó)家如挪威、德國(guó)及法國(guó)等也都在h p c 的研究應(yīng)用方面取得了巨大的成 功。特別是挪威，近二十年來(lái)，在h p c 方面的研究發(fā)展非常迅速，在h p c 的抗?jié)B 性研究等方面己走在世界的前列。己使用h p c 建造了多個(gè)北海石油勘探用大型鉆 井平臺(tái)，修建了多個(gè)跨海灣的大橋等。 3 高性能道面混凝土 隨著對(duì)交通運(yùn)輸要求的日益提高，采用高性能道面混凝土，提高混凝土的抗 折強(qiáng)度與耐久性是當(dāng)前道面混凝土的發(fā)展趨勢(shì)。1 9 9 7 年召開(kāi)的第十六屆國(guó)際混凝 土路面會(huì)議，提出路面設(shè)計(jì)不僅要提出平均強(qiáng)度要求，還應(yīng)提出耐久性要求。在 未來(lái)發(fā)展方向中提出抗拉強(qiáng)度達(dá)1 7 m p a 的超高強(qiáng)混凝土，用于鋪筑連續(xù)的混凝土 第1 章引言3 一 路面。提高混凝土道面表面的致密性、抗?jié)B性都是很重要的，而這是需要通過(guò)高 性能混凝土來(lái)實(shí)現(xiàn)的。高性能道面混凝土還具有顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。由于其 具有較高的抗折強(qiáng)度，使用高性能道面混凝土可以顯著提高道面的承載能力，延 長(zhǎng)使用壽命或減薄道面的厚度以降低工程造價(jià)。高性能道面混凝土所具有的足夠 的耐久性，能夠抵抗氣候和環(huán)境的長(zhǎng)期破壞作用，保證在道面的設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)， 混凝土能夠正常工作，降低了維護(hù)的費(fèi)用。 4 海洋混凝土結(jié)構(gòu) 港口水工建筑物對(duì)耐久性的要求很高，新型海工高性能混凝土在大跨橋梁、 海底隧道和離岸采油平臺(tái)等水工建筑物方面得到了廣泛的推廣應(yīng)用。汕頭港外深 水航道治理工程、珠江口伶仃洋深水航道治理工程以及青島、寧波北侖等港口建 成了能靠泊二十萬(wàn)噸級(jí)油輪和礦石船的深水泊位等都采用的是高性能混凝土。 5 免振自密實(shí)混凝土 由于免振自密實(shí)混凝土具有十分良好的工作性，使混凝土的填充性、密實(shí)性、 均勻性得到顯著的提高，成為混凝土技術(shù)的一項(xiàng)新的進(jìn)展而被列為高性能混凝土 一族。免振自密實(shí)混凝土是近十多年來(lái)由日本首先研究開(kāi)發(fā)并付諸工程應(yīng)用的一 項(xiàng)近代混凝土技術(shù)。由于免振自密實(shí)混凝土在工程上應(yīng)用可以取得提高混凝土質(zhì) 量、改善混凝土施工操作、降低施工噪音以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、加快施工進(jìn)度降 低工程費(fèi)用等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，近年來(lái)世界各國(guó)對(duì)此給予很大的重視與關(guān)注。 1 2 清水混凝土國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 混凝土最初是以一種結(jié)構(gòu)材料的形式出現(xiàn)的，它是現(xiàn)代建筑中運(yùn)用最為廣泛 的材料之一。早在公元前1 2 0 年，羅馬人就發(fā)現(xiàn)石頭、砂子和一種粉塵物經(jīng)過(guò)火 山噴發(fā)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就凝結(jié)在一起，形成了天然的混凝土，這種最古老的混凝 土被羅馬人用來(lái)建造了跨度達(dá)4 3 6 m 的萬(wàn)神廟。從1 8 4 2 年英國(guó)人發(fā)明了波特蘭水 泥以來(lái)，真正現(xiàn)代意義的混凝土才開(kāi)始出現(xiàn)。2 0 世紀(jì)上半葉，鋼筋混凝土開(kāi)始大 規(guī)模在建筑中應(yīng)用。2 0 世紀(jì)6 0 年代混凝土被廣泛地運(yùn)用于工業(yè)化預(yù)制建筑構(gòu)件 中。在勒柯布西耶、路易斯康等現(xiàn)代主義建筑大師的影響下，于是混凝土逐 漸從單純的結(jié)構(gòu)材料發(fā)展成為一種富有外在表現(xiàn)力的功能齊全的建筑材料?；炷?土作為一種功能材料如果能與設(shè)計(jì)很好的結(jié)合，控制混凝土的施工精度，通過(guò)形 態(tài)與色彩的變化，發(fā)現(xiàn)混凝土也可以傳達(dá)出豐富多彩的建筑語(yǔ)言，表達(dá)特定的情 感，這就是清水混凝土( f a i r f a c e dc o n c r e t e ) 。這期間，最為著名的是路易康 ( 1 0 v i sk a h n ) 設(shè)計(jì)的耶魯大學(xué)英國(guó)藝術(shù)館，美國(guó)設(shè)計(jì)師埃羅沙里寧( e e r o s e a r i n e n ) 設(shè)計(jì)的紐約肯尼迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)環(huán)球航空大樓( 圖1 1 ) 、華盛頓達(dá)拉斯國(guó) 際機(jī)場(chǎng)候機(jī)大樓等。 第l 章引言 圖1 1紐約肯尼迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)環(huán)球航空大樓 f i g 1 1 t r a n sw o r l da i r l i n e st e r m i n a l j o h nf k e n n e d ya i r p o r t 圖1 2 香港匯豐銀行 f i g 1 2 h s b cb a n k 4 一 到了8 0 年代，。批新起的建筑師延續(xù)了幽際主義風(fēng)格，強(qiáng)調(diào)高技術(shù)、強(qiáng)調(diào)建 筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)含量，形成了“高技派”，它們的代表人物有理食德羅杰斯、諾 曼福斯特等，典型作品如香港i 1 二豐銀行( 圖1 2 ) 。在業(yè)洲，n 本最先走到了建 筑前列。第二次世界大戰(zhàn)以后，百?gòu)U待興，部分混凝土建筑省掉了抹灰、裝 6 1 j 的 工序而直接使用，演繹到今天，同本的清水混凝士技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展。 在混凝上應(yīng)用h 閂本改變了以前的不加以修飾的水泥表面手法，利用現(xiàn)代的外 墻修補(bǔ)技術(shù)，將水泥墻而拆掉模板后進(jìn)行處理，使水泥表面達(dá)到非常精致的水平， 同時(shí)又充分展現(xiàn)出水泥本身特有的原始和樸素的+ 面。一種被認(rèn)為更接近于東方 禪學(xué)無(wú)為而為的思想，被以有“清水混凝一 二濤人”之稱的安藤忠雄為代表的日本 建筑川j 融入在其設(shè)計(jì)中，允分體現(xiàn)了東方文化色彩。岡1 3 、1 4 為安滕忠雄的兩 個(gè)作品。 圖1 3 沃夫茲堡現(xiàn)代美術(shù)館 f i g 1 3 m o r d e na r to fm u s e u mo ff o r t hw o r t h 圖1 4 光之教堂 f i g 1 4c h u r c ho fl i g h t 蕊 燃戮蔫磐翻i糾瓣溢渤 第1 章引言5 一 在我國(guó)，清水混凝士是隨著混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展不斷發(fā)展的。其基本定義為： 清水混凝土系一次成型，直接以混凝土原澆筑表而或以透明保護(hù)劑做保護(hù)性處理 后的混凝士表面作為外表面，要求表面平整光滑、色澤均勻、無(wú)碰損和污染，通 過(guò)混凝土的本色和自身質(zhì)感實(shí)現(xiàn)美觀效果的混凝土結(jié)構(gòu)。2 0 世紀(jì)7 0 年代，在內(nèi) 澆外掛體系的施工中，清水混凝土主要應(yīng)用在預(yù)制混凝土外墻板反打施工中，取 得了進(jìn)展。后來(lái)，山于人們將外裝飾的目光都投諸于面磚和玻璃幕墻中，清水混 凝十的j 她用和實(shí)踐幾乎處于停滯狀態(tài)。直至1 9 9 7 年，北京市設(shè)立了“結(jié)構(gòu)k 城杯 j r 程”獎(jiǎng)，推廣。清水混凝土施工，使清水混凝上熏獲發(fā)展。近年來(lái)，少量高檔建 筑工程如海南_ 一亞機(jī)場(chǎng)、首都機(jī)場(chǎng)、一f _ ：海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓、東方明珠的大型 斜筒體等都采用了清水混凝土，見(jiàn)圖1 5 。 圖1 5 上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓圖1 6 北京聯(lián)想研發(fā)基地 f i g 1 5 p v gt e r m i n a l f i g 1 6l e n o v or e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t ，b e i j i n g 清水混凝土顯示的是一種最本質(zhì)的美感，體現(xiàn)了建筑材料的自然之美，是名 副其實(shí)的綠色建筑，顯示了最純粹、最簡(jiǎn)堆的建筑語(yǔ)言的特質(zhì)，是混凝土材料中 最高級(jí)的表達(dá)形式。隨著綠色建筑的客觀需求，人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，返樸 歸真的自然思想的深入人心，我困清水混凝士工程的需求已不再局限于道路橋梁、 廠房和機(jī)場(chǎng)，在工、i 止與民用建筑巾也得到了定的衄用。由中建一局二公司作為 總承包商建設(shè)的聯(lián)想研發(fā)基地( 圖1 6 ) ，被建設(shè)部司列為“首座大面積清水混凝 上建筑工程”，標(biāo)志著我國(guó)清水混凝土已發(fā)展到了一個(gè)新的階段1 。 1 3 高性能清水混凝土研究的背景及意義 1 3 1 高性能清水混凝土的含義 山于我i 蚓同前尚無(wú)統(tǒng)一的清水混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，清水混凝上的概念也沒(méi)有統(tǒng) 一的界定，從清水混凝土的發(fā)展和應(yīng)用來(lái)看，人們普遍認(rèn)同的清水混凝土的基本 定義是以混凝士原澆筑表面或透明保護(hù)劑做保護(hù)性處理的混凝七表面作為外表 面，通過(guò)混凝十自身質(zhì)感和精心設(shè)計(jì)施工的外觀質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)美觀效果的現(xiàn)澆混凝 第1 章引言 6 一 土工程。從這個(gè)意義來(lái)說(shuō)，清水混凝土是將結(jié)構(gòu)與裝飾功能合二為一，混凝土層 面上不再做飾面，直接接受各種氣候條件以及化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，所以材質(zhì)必須要 有良好的耐久性和穩(wěn)定性，從而也就對(duì)混凝土的材料提出了更高的要求。因此， 工程實(shí)際就要求將清水混凝土這樣一種施工工藝和高性能混凝土這種具備高耐久 性、高和易性和高強(qiáng)度等特性的混凝土材料相結(jié)合，生產(chǎn)出外觀造型優(yōu)美典雅、 經(jīng)得住歲月侵蝕的清水混凝土。高性能混凝土的初步定義是一種高技術(shù)的混凝土， 是在大幅度提高混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原材料， 在嚴(yán)格的質(zhì)量管理?xiàng)l件下制成，除了水泥、水、集料以外，必須摻加足夠數(shù)量的 細(xì)摻料與高效外加劑，重點(diǎn)保證h p c 的高耐久性、和易性、各種力學(xué)性能、適用 性、體積穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)合理性。從高性能混凝土的定義可以看出，該類混凝土 的性能很多方面是和清水混凝土的性能要求相符合的，其良好的原材料和施工工 藝都可以用于清水混凝土。 1 3 2 高性能清水混凝土研究的意義 由于高性能混凝土具有綜合的優(yōu)異技術(shù)特性，適應(yīng)了工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、 重載方向發(fā)展，以及能承受惡劣環(huán)境條件的需要，已廣泛應(yīng)用于橋梁、高層建筑、 港口航道工程、地下工程等領(lǐng)域。清水混凝土作為一種建筑藝術(shù)，不僅要求混凝 土材料本身具有優(yōu)異的性能，同時(shí)對(duì)施工工藝水平也提出了較高的要求，如果高 性能與清水混凝土技術(shù)相結(jié)合，使高性能混凝土在更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)生產(chǎn)出性 能優(yōu)良、表面美觀、更耐久的混凝土產(chǎn)品，這將有助于促進(jìn)高性能混凝土的技術(shù) 的提高，使清水混凝土在更廣闊的建筑領(lǐng)域展現(xiàn)其自然美觀的藝術(shù)魅力。與國(guó)外 相比，我國(guó)工程中應(yīng)用的混凝土還停留在滿足使用要求的階段，對(duì)混凝土的外觀 質(zhì)量和工藝水平的要求不高，推廣應(yīng)用高性能清水混凝土對(duì)促進(jìn)國(guó)內(nèi)混凝土技術(shù) 總水平的提高將具有積極的意義。 1 4 高性能清水混凝土研究的內(nèi)容及方法 1 4 1 高性能清水混凝土研究的主要內(nèi)容 高性能清水混凝土的研究主要集中在兩個(gè)方面的結(jié)合上，一個(gè)是配合比方面 的結(jié)合。由于清水混凝土對(duì)表面的要求較高，所以相對(duì)于一般的高性能混凝土的 配合比而言，就需對(duì)其配合比進(jìn)行研究，以保證混凝土表面色澤度、平整度、孔 隙率、色差等方面的要求，滿足高性能清水混凝土對(duì)工作性能的要求。另一個(gè)是 高性能混凝土與清水混凝土表面性能結(jié)合方面的研究。由于清水混凝土長(zhǎng)年裸露 在大氣當(dāng)中，對(duì)表面的耐久性能要求要高，同時(shí)由于清水混凝土在表面色彩與造 型方面的獨(dú)特性，其對(duì)于高性能混凝土的要求不僅要保證表面基體混凝土的耐久 性能，同時(shí)也要能保證混凝土對(duì)色彩和造型的耐候性能。這一部分主要通過(guò)研究 第1 章引言 7 一 混凝土的耐久性能以及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和研究。 另外，論文也從施工工藝的角度結(jié)合工程實(shí)踐從模板、鋼筋及混凝土等方面 介紹和闡述了清水混凝土的施工技術(shù)措施和管理措施，并結(jié)合本課題依托的科研 項(xiàng)目：重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)市政工程清水混凝土施工技術(shù)規(guī)程( 編號(hào)d b j t 5 0 一0 7 3 - - 2 0 0 8 ) 的編制工作和成果，最后提出了清水混凝土的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 1 4 2 高性能清水混凝土研究的方法 本篇論文通過(guò)廣泛收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料文獻(xiàn)，采用理論指導(dǎo)，依托試驗(yàn)和工 程實(shí)踐相結(jié)合的方法綜合分析了高性能清水混凝土的使用性能問(wèn)題，并總結(jié)了相 關(guān)的技術(shù)措施。 首先依據(jù)已有的文獻(xiàn)資料從配合比的角度研究了高性能清水混凝土的配合比 設(shè)計(jì)方法。其次，根據(jù)重慶新牌坊立交改造工程清水混凝土課題研究組關(guān)于清水 混凝土使用性能研究所做的大量試驗(yàn)，收集分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合理論依據(jù)，闡 述了高性能清水混凝土外觀質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)和耐久性能的機(jī)理。最后，根據(jù)工程 實(shí)踐，從工程項(xiàng)目實(shí)施的各個(gè)階段綜合分析了影響清水混凝土的不同因素并提出 了相應(yīng)的技術(shù)措施。這主要包括從設(shè)計(jì)、原材料、外加劑、配合比、模板、混凝 土澆筑施工及養(yǎng)護(hù)、保護(hù)等多種因素對(duì)清水混凝土使用性能的影響等方面的研究。 這篇論文所依據(jù)的試驗(yàn)是嚴(yán)格按照相關(guān)的試驗(yàn)規(guī)范要求進(jìn)行，在試驗(yàn)方案的 選擇上適當(dāng)增大了數(shù)據(jù)樣本，并參考相關(guān)資料進(jìn)行了對(duì)比和再現(xiàn)的試驗(yàn)研究，使 得出的數(shù)據(jù)更加合理可靠。在對(duì)理論資料的分析中，主要依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)并借鑒了 相關(guān)文獻(xiàn)資料的研究成果進(jìn)行闡述；在對(duì)技術(shù)措施的總結(jié)論證上，主要依據(jù)了工 程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和成果，確保理論的可行性和可靠性。本篇論文在理論與實(shí)際相 結(jié)合的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照試驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)話，同時(shí)，對(duì)原有理論中不確定的因素也提 出了自己的見(jiàn)解，以使論文研究更加真實(shí)和可靠。 第2 章高性能清水混凝土性能與機(jī)理研究 第2 章高性能清水混凝土性能與機(jī)理研究 8 一 高性能清水混凝土是一種集性能與裝飾為一體的綠色混凝土。同普通混凝土 相比，其表觀質(zhì)量和耐久性能都優(yōu)于普通混凝土。對(duì)混凝土的要求，不僅要達(dá)到 性能上的優(yōu)良，同時(shí)，也要求混凝土硬化以后具有無(wú)需裝飾的效果。而這些性能 都需依賴于混凝土組成材料的選擇、配合比的優(yōu)化與設(shè)計(jì)、拌合物的工作性、硬 化后混凝土的耐久性以及精心的施工工藝。本章主要從混凝土拌合物工作性能要 求與混凝土硬化后對(duì)耐久性的要求兩個(gè)方面分析高性能清水混凝土的性能和機(jī)理 的關(guān)系以及對(duì)混凝土的影響。 2 1高性能清水混凝土拌合物的工作性 2 1 1 混凝土的工作性要求 混凝土的工作性可概括為混凝土達(dá)到充分搗實(shí)而無(wú)分層、離析產(chǎn)生所需的有 效內(nèi)功。高性能混凝土的工作性既包括傳統(tǒng)混凝土拌合物工作性中的流動(dòng)性、可 塑性、穩(wěn)定性和易密性等方面，又包括現(xiàn)代混凝土為適應(yīng)泵送、免振等施工要求 而要求的大流動(dòng)性、充填性、均勻性、坍落度保留好等方面。優(yōu)良的工作性是保 證混凝土有效成型，具有優(yōu)良的表觀質(zhì)量和良好的耐久性的前提。 由于清水混凝土結(jié)構(gòu)表面不作飾面層，混凝土面層直接作為飾面層，這對(duì)混 凝土的工作性、耐久性提出了更為嚴(yán)格的要求。一方面，為滿足實(shí)際工程的需要， 特別是小截面結(jié)構(gòu)、配筋率較高和有表面造型的清水混凝土工程，必須提高混凝 土拌合物的坍落度，這樣有利于混凝土輸送、澆筑；有利于混凝土充分填充鋼筋 間隙、模板角隅，有利于混凝土表面成型。另一方面，必須保證混凝土拌合物的 穩(wěn)定性、均勻性，減少混凝土的分層、離析、泌水現(xiàn)象的發(fā)生，保證混凝土硬化 后的密實(shí)度，提高混凝土的抗?jié)B性，改善混凝土的表面質(zhì)量，減少色差、蜂窩、 麻面等常見(jiàn)缺陷，使混凝土表面平整、光滑，質(zhì)感細(xì)膩，色澤均勻，最終獲得良 好的外觀質(zhì)量。 2 1 2 混凝土拌合物的流變特性 混凝土材料是由其組成材料( 水泥、粗細(xì)集料、礦物磨細(xì)料、外加劑、拌合 水等) 按一定比例拌合、澆筑、成型和養(yǎng)護(hù)( 凝結(jié)硬化) 而成的一種復(fù)合材料。 混凝土這種復(fù)合材料的最終性能與其組成材料的性質(zhì)、比例、拌合、澆筑、成型、 養(yǎng)護(hù)等一系列作業(yè)有著密切的關(guān)系。這種混凝土混合料也可以看成是一種由水和 分散粒子組成的體系，它具有彈性、黏性、塑性等特征。 物質(zhì)在一定的外力作用下能流動(dòng)和變形的性能稱為流變性。一般材料的流變 方程均是以三種理想材料的流變基元為基礎(chǔ)而建立的。 第2 章高性能清水混凝土性能與機(jī)理研究9 一 ( 1 ) 虎克( h o o k e ) 固體模型( 簡(jiǎn)寫(xiě)h 一模型) ，它表示具有完全彈性的理想 材料。 ( 2 ) 圣維南( s t v e n a n t ) 固體模型( 簡(jiǎn)稱s t v _ 模型) ，它表示超過(guò)屈服點(diǎn)后， 只有塑性變形的理想材料。 ( 3 ) 牛頓( n e w t o n ) 液體模型( 簡(jiǎn)稱n 一模型) ，它表示只具有黏性的理想材 料。 彈性、塑性、黏性和強(qiáng)度，是4 個(gè)基本流變性質(zhì)。 彈性，是使物體產(chǎn)生變形的力，在作用停止后，物體能恢復(fù)其原來(lái)的體積( 指 氣體和液體) 或形狀( 指固體) 的性能。對(duì)固體而言，在彈性極限以內(nèi)的變形， 變形大小與作用力成正比關(guān)系。作用力除去后，變形一般都能全部消失。當(dāng)作用 力超過(guò)物體彈性極限時(shí)，固體就失去彈性，這時(shí)若不出現(xiàn)破裂，便出現(xiàn)塑性變形。 塑性，是使固體產(chǎn)生變形的力，超過(guò)該固體的屈服值后，在應(yīng)力保持不變的 情況下，出現(xiàn)能使該固體長(zhǎng)期保持平衡狀態(tài)的一種性能。塑性變形是不可逆的。 從材料結(jié)構(gòu)分析，塑性變形是由產(chǎn)生在構(gòu)成材料的晶體的滑移面上的剪切應(yīng)力引 起的。但滑移面上的塑性變形并不出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。對(duì)軟質(zhì)材料而言，塑性也可解 釋為保持材料固定形狀的能力。 黏性，是指包括氣體和液體在內(nèi)的流體，由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的阻礙相對(duì)流 動(dòng)的一種性能，因此也稱為內(nèi)摩擦。u 。 固體材料在外力作用下，發(fā)生彈性變形和流動(dòng)。應(yīng)力小時(shí)作彈性變形，應(yīng)力 大于某一限度( 屈服值) 時(shí)發(fā)生流動(dòng)?；炷粱旌狭弦簿哂猩鲜鲱愃频淖冃翁匦?， 但由于屈服值很小，所以由流動(dòng)方面的特征所支配。傳統(tǒng)上，混凝土拌合物被認(rèn) 為是一種黏、彈、塑性材料，其流變模型可由牛頓液體模型和圣維南固體模型并 聯(lián)，再與虎克固體模型串聯(lián)而成，稱為賓漢姆( b i n g h a m ) 模型。 研究混凝土拌合物流變性能應(yīng)采用的具體模型，視混凝土的組成( 如膠凝材料 組成、集料粒徑、混凝土水膠比等) 和性質(zhì)( 如流動(dòng)性的大小) 而定。有關(guān)研究表明 流體的黏聚性隨所施加的剪切速度而變化。由分散在液體中的固體顆粒問(wèn)引力形 成的凝聚體，其黏聚性隨剪切速度的增大而減小，稱作觸變性。在這種情況下， 剪應(yīng)力不受變形速度的影響而僅依存于時(shí)間，為觸變型流體。摻高效減水劑的富 漿混凝上有明顯的觸變性，需進(jìn)行強(qiáng)力攪拌。 2 1 3 混凝土拌合物的流動(dòng)性及經(jīng)時(shí)損失 水泥加水?dāng)嚢韬蠹撮_(kāi)始水化?；炷林械乃捎谒嗟乃饾u消耗，同 時(shí)也在空氣中逐漸蒸發(fā)。因此，混凝土的流動(dòng)性隨著時(shí)間的延續(xù)而逐漸降低，直 到完全失去塑性而終凝。 對(duì)于水灰比較低的高性能清水混凝土，拌合物的原始坍落度很低，其高流變 第2 章高性能清水混凝土性能與機(jī)理研究 性是由摻入高效減水劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種由于外加劑的作用而增大的流動(dòng)性隨時(shí)間 的變化下降迅速，很快就回到原始狀態(tài)，流動(dòng)性保持的時(shí)間大大低于施工各工序 要求的時(shí)間，為非正常的流動(dòng)性損失。流動(dòng)性急劇損失是加入高效減水劑的混凝 土拌合物所特有的行為。減水劑的減水率越大，這種損失越明顯；溫度越高，流 動(dòng)性損失越快。流動(dòng)性損失影響混凝土的工作性能，對(duì)施工造成不利影響。 流動(dòng)性損失的機(jī)理 混凝土流動(dòng)性的損失是由水泥水化的進(jìn)行以及自由水分的蒸發(fā)引起的。在混 凝土中加入高效減水劑后，不僅可釋放束縛水，而且能增加水泥水的比表面積。 由于減水劑的作用，延緩了水泥的凝結(jié)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)表明：水泥開(kāi)始水化時(shí)， 由于減水劑的存在，使得熱量降低，水泥顆粒的分散作用使水泥顆粒的比表面積 增大，水化過(guò)程加速，放熱量增大。這是因?yàn)闇p水劑吸附在水泥顆粒上時(shí)，阻礙 了水泥與水的反應(yīng)，推遲了新晶體的生成，早期水化階段明顯推遲。但是在第二 階段水化反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，摻減水劑的拌合物中c 4 與石膏反應(yīng)生成的細(xì)小鈣礬石不 斷形成，迅速?gòu)陌韬衔镏形固涠葥p失大大超過(guò)未摻減水劑的拌合物坍落 度損失。通過(guò)調(diào)節(jié)石膏摻量，得到最佳s 0 。含量時(shí)，可改變漿體的初始結(jié)構(gòu)和水 化反應(yīng)，顯著減少坍落度的損失。 影響飾面混凝土流動(dòng)性損失的因素及減小流動(dòng)性損失的途徑： 1 ) 外加劑和水泥的相容性 影響混凝土流動(dòng)性損失的主要因素是外加劑與水泥的相容性。凡影響外加劑 和水泥相容性的因素都影響混凝土坍落度損失，在選擇水泥時(shí)應(yīng)盡量選擇c 。a 和 堿含量低的水泥，否則應(yīng)適當(dāng)增加礦物細(xì)摻料的摻量以稀釋水泥中對(duì)流變性能不 利的組分。水泥的比表面積亦不應(yīng)太大。 2 ) 外加劑的品種 對(duì)于不同要求的混凝土，應(yīng)選擇合適的外加劑。實(shí)驗(yàn)表明：用木質(zhì)素磺酸鹽 類減水劑的混凝土的坍落度損失很小，原始坍落度也很??；用萘系和三聚氰氨系 高效減水劑的原始坍落度較大，坍落度損失也較大；而將萘系高效減水劑與木質(zhì) 素磺酸鈣與引氣劑復(fù)合使用，在一定水灰比下，既可得到較大的原始坍落度，又 有較小的坍落度損失。 3 ) 混凝土的溫度和環(huán)境濕度 提高溫度可使水泥水化的速率提高，而且加速自由水的蒸發(fā)，故溫度和環(huán)境 的相對(duì)濕度也會(huì)影響流動(dòng)性損失的速率。在炎熱環(huán)境下施工時(shí)，可適當(dāng)摻入緩凝 劑，或使用緩凝型的高效減水劑。含羥基、羧基或羰基的緩凝劑能吸附在水泥的 礦物和水化物的表面，對(duì)水起一種屏蔽作用，可延緩水泥的水化和水化物的凝聚。 4 ) 外加劑摻入方式和摻量 第2 章高性能清水混凝土性能與機(jī)理研究 有實(shí)驗(yàn)表明：外摻高效減水劑的總摻入量對(duì)坍落度及其經(jīng)時(shí)變化有明顯的影 響；總摻量相同時(shí)，分次摻入的效果優(yōu)于同摻法1 。 2 1 4 混凝土拌合物的充填性及密實(shí)性 混凝土的充填能力 充填性是指混凝土拌合物通過(guò)鋼筋間隙等狹窄空間流到模板各個(gè)角落不被堵 塞而均勻填充的性質(zhì)。為滿足飾面混凝土的表觀質(zhì)量和耐久性要求，混凝土拌合 物應(yīng)具有較高的填充性和抗堵塞能力。在配筋密集、模板形狀復(fù)雜的情況下，流 動(dòng)性不足的混凝土充填性差。流動(dòng)性主要受用水量的控制，隨著用水量的增加， 流動(dòng)度逐漸增加，填充性也隨之提高；但單純通過(guò)增加用水量而提高的流動(dòng)度增 加到一定程度后，會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)性很大而粘聚性不足的情況，進(jìn)而產(chǎn)生分層離析， 粗集料在鋼筋等障礙物處被堵塞，充填性不再提高，甚至下降。 研究表明：隨著混凝土拌合物坍落度的增大，雖然形變能力提高，但其抗離 析能力卻下降，使其填充性下降。因此，飾面混凝土不能只考慮其流動(dòng)性，流動(dòng) 性很大的拌合物，不一定就具有良好的填充性。 堵塞的機(jī)理及影響因素 混凝土拌合物是一種非均質(zhì)的材料，是各種尺寸、形狀和密度的固體材料分 散在液相中而組成的多相流動(dòng)體。當(dāng)混凝土拌合物流動(dòng)時(shí)，在擁擠的部位，如密 筋區(qū)、管線的彎道及分叉處、模板的轉(zhuǎn)角等狹窄空間，粗大顆粒頻繁接觸而堆積 成拱，阻塞流動(dòng)，低黏度的砂漿很可能通過(guò)粗集料間的空隙，砂漿中的砂子又會(huì) 被阻塞在粗集料之間，結(jié)果只有漿體或水通過(guò)砂粒間狹窄的空隙。因此，混凝土 拌合物的堵塞行為同離析、泌水密切相關(guān)。 混凝土拌合物在流動(dòng)時(shí)，各種固體顆粒，尤其是大尺寸的顆粒( 如粗集料) 之 間會(huì)產(chǎn)生剪切膨脹、碰撞、摩擦等作用，觸發(fā)混凝土拌合物的堵塞和離析。由于 水泥顆粒尺寸