CCES 02-2004（条文说明） 自密实混凝土设计与施工指南.pdf

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1、自密实混凝土设计与施工指南条文说明目次1 总贝毕.27 2 术语、符号.29 3 自密实混凝土性能与配制.30 3. 1 一般规定. 30 3.2 拌合物工作性检测方法与指标.31 3.3 硬化？昆凝土性能检测方法与要求.34 3.4 组成材料要求.34 3.5 混凝土配合比设计.36 4 自密实混凝土结构设计.40 5 自密实混凝土生产与施工.53 5. 1 一般规定. 53 5.2 生产设备. 53 5. 3 拌制.53 5. 4 运输.55 5. 5 浇注.55 5.6 养护.57 6 自密实、混凝土质量检验与验收.58 6. 1 质量检验. 58 6.2 质量验收. 58 26 1总则

2、1. 0. 11. 0. 4 20世纪后期，国内外对高性能混凝土开展了大量的研究与应用。1986年2月冈村甫在日本水泥协会主办的混凝土讲习会上倡导研发自密实氓凝土，并于1988年夏在实验室开发成功了钢筋密集的prototypel1号(7d和28d强度分别为27. 7MPa和43.9MPa), 1989年7月在东京大学由群马县建设业协会组织举办了JOO多人参加的演示会。此后自密实混凝土开始应用到工程实践中。所谓自密实混凝土是指拌合物具有良好的工作性，即使在密集配筋条件下，仅靠混凝土自重作用无需振捣便能均匀密实成型的高性能？昆凝土。自密实混凝土的主要优点有：(1）可用于难以浇注甚至无法浇注的结构，

3、能解决传统混凝土施工中的漏振、过振以及钢筋密集难以振捣等问题，可保证钢筋、预埋件、预应力孔道的位置不因振捣而移位。(2）增加了结构设计的自由度。不需要振捣，可以浇注成形状复杂、薄壁和密集配筋的结构。(3）大幅降低工人劳动强度，节省人工数量。(4）有效地提高了混凝土的品质，具有良好的密实性、力学性能和耐久性。(5）降低环境噪声，改善工作环境。(6）能大量利用工业废料做矿物掺合料，有利于环境保护。(7）施工自动化程度高，能促进工业化的施工与管理。(8）节省电力能源。因此自密实混凝土技术在一些特殊工程、特殊条件下可发挥普通混凝土不可替代的作用。如：(1）密集配筋条件下的混凝土施工：在有的工程中构件用

4、钢量大，配筋密集，三向交错，振捣器插入困难，施工质量难以27 保证。(2）结构加固与维修工程中的混凝土施工：结构加固与维修工程中新筑的？昆凝土一般情况下为薄壁复杂异形体，且内配一定的加强筋，混凝土施工时根本无法使用振捣器，容易出现蜂窝麻面现象。(3）钢管混凝土施工：无论是采用泵送顶升法还是浇捣法，混凝土质量往往成为整个安全控制的关键点。(4）大体积混凝土和水下混凝土施工：大体积混凝土和水下：昆凝土施工时，混凝土振动的强度大，且有一定的难度，往往出现漏振或过振现象，容易出现混凝土质量事故。自密实混凝土的研制成功为解决这些工程施工疑难创造了条件。20世纪90年代以来，国外在自密实？昆凝土技术的研究

5、方面作了大量的工作，并在一些特殊条件下的工程施工中应用了这新技术。如日本在19921993年期间在木场公园大桥斜拉桥主塔中采用了自密实棍凝土650m3Cfc = 40MPa）；日本明石海峡悬索桥（主跨1990m）的2个铺镀应用设计强度24MPa的自密实混凝土，总量约50万m3；另外日本还在大量过密钢筋的工程中应用Jc为2430MPa的自密实混凝土。迄今为止，欧洲、日本、美国等国家和地区都颁发了相应的自密实混凝土技术规程。自20世纪90年代开始，国内不少高等院校、科研与施工单位也对自密实混凝土技术进行了系统深入的理论分析、试验研究和推广应用工作，典型工程有深圳赛格广场钢筋棍凝土柱（C40),长沙

6、市洪山庙浏阳河大桥（C50），长沙市妇女儿童活动中心综合楼加固工程（C40），湖南梆州市某高层宿舍CC50），厦门集美历史风貌建筑保护工程CC3日，福建甫田哑铃形钢管混凝土拱桥CC40），山西大学0号学生公寓。另外上海、辽宁等省市也有部分工程应用。这些研究与应用成果对制定本指南具有重要的参考价值。28 2 术语、符号2. 1.1 自密实混凝土（self-compactingconcrete) 20世纪80年代以前，人们就开始研究自密实混凝土，并有一些工程应用。但由于当时对高效外加剂和矿物掺合料等的性能认识不够深入，使得自密实混凝土的应用推广较为困难。20世纪80年代以后，人们对外加剂和矿物掺合

7、料的研究越来越深入，高性能混凝土的研究与应用得到迅速发展，在此背景下，人们重新研究自密实混凝土技术，取得了重大突破。因此新一代自密实混凝土是以高性能混凝土技术为背景研究开发的无需振捣、仅靠自重作用就能密实填充模板各个角落的混凝土。29 3 自密实混凝土性能与配制3.1一般规定3.1.1 自密实混凝土的关键特征之一是泪凝土拌合物必须具有良好的工作性，即使在密集配筋条件下，仅靠混凝土拌合物自重作用、无需振捣便能均匀密实填充模型，即1昆凝土拌合物具有“自密实”特dl金；已有一套专门的工作性评价方法及指标用来衡量棍凝土是否能够达到自密实施工要求。所以，混凝土拌合物必须满足这些专门的工作性评价指标方能称

8、其为自密实混凝土。高性能混凝土的基本特征是泪凝土具有较高的耐久性，且具有合格的力学性能，所以设计的自密实混凝土须具有高性能混凝土的特征，其硬化后的耐久性必须能够使混凝土工程具有高耐久、长寿命的特点，其力学性能必须满足工程设计要求。经济合理是混凝土配合比设计的通用要求。3. 1. 2 原材料状况直接影响自密实混凝土的配合比设计参数的确定，例如水泥品种和强度等级等，哇！、子细度模数、级配和含泥量，石子的粒型、颗粒级配及最大粒径等，矿物掺合料的品种、细度、需水量及活性等，外加剂的品种及减水率等，这些因素对于混凝土的工作性、力学性能及耐久性都会产生影响；原材料选择适宜，则可以获得综合性能良好的自密实混

9、凝土，否则，配制的混凝土有可能不具备自密实施工性能或不具备高性能混凝土的特点。此外，由于构件的尺寸和形式、构件中钢筋直径的大小和稠密程度不同，尽管同样是自密实混凝土，但是所选用的原材料尤其是粗骨料（例如钢筋较为密集的构件，？昆凝土粗骨料最大粒径就不能过大）、所选择的配合比参数如砂率、外加剂的掺量等等，就会有很大的不同，对混凝土拌合物的工作性能也会有不同的指30 标要求。对于初步设计的自密实混凝土，必须经过试验室试配，针对不满足实际指标要求的方面，对配合比参数进行调整，直至全部指标满足工程要求为止。对于自密实混凝土施工性能的评价，必要时还需要进行模拟实际浇注试验。3.2 拌合物工作性检测方法与指

10、标3. 2.1 自密实混凝土拌合物性能最重要内容就是其工作性，工作性是衡量混凝土是否达到自密实要求的重要指标。3. 2. 23. 2. 4 普通混凝土拌合物性能试验方法标准CGB/T 50080）规定的胡落度法用来判定j昆凝土拌合物依靠自身重量抵抗表面摩擦力的变形能力。明落度法可以表征拌合物的水平自由流动性，但是该方法不适用于表征拌合物通过钢筋的能力，例如由于拌合物的配合比不同，即使明落度相同的两种拌合物其通过钢筋的能力也往往不同。所以，明落度法不能准确反映混凝土的自密实性能，仅能起到初步预估自密实混凝土拌合物工作性的作用。国内外研究和实践表明，相比于明落度测试，明落扩展度测试指标与提凝土的自

11、密实性能相关性较好；通过T川流动时间测试可以评价拌合物的秸度，Tsoo越小拌合物蒙古度越低，拌合物的流动越快。在无筋构件或钢筋间距较大的构件中进行混凝土自密实施工时，即拌合物受到的流动阻力较小时（接近于水平自由流动状态），明落扩展度、Tsoo流动时间可以较好的反映混凝土的自密实混凝土拌合物的填充性能。设置钢筋的L型仪是针对施工实际情况设计的拌合物工作性能测试装置，可以用来测试混凝土拌合物的自密实填充性、在有阻挡情况下的抗离析性能和钢筋通过能力。设置钢筋栅的U型仪可以用来反映混凝土拌合物的屈服应力、塑性蒙古度以及拌合物的填充能力、在有阻挡情况下的抗离析性能和间隙通过能力。31 拌合物稳定性跳桌试

12、验是通过测定经过振动后上中下三层、混凝土拌合物中粗骨料的含量来评价拌合物的抗离析性能。该方法能够准确反映拌合物在动力作用下的稳定性，较接近于工程实际情况，测试条件比较苛刻。拌合物稳定性跳桌试验方法操作较麻烦，在施工现场不易操作，主要用于自密实棍凝土配合比参数优选。3. 2. 5 目前，许多国家都采用L型仪、U型仪或原理类似的其他方法对自密实棍凝土的工作性进行评价，表3.2. 5-1表3. 2. 5-3列出了些国家对这些测试方法的应用情况。根据我国实验室和施工现场的实际操作能力，提出了本指南表3.2. 5 中的5种检测方法及相应的技术要求。目前国外对于J环试验呈现出较大兴趣，当我国在研究与应用经

13、验成熟时，也可吸纳该方法。表3.2. 5-1 英国新拌自密实混凝土性能指标（建筑用）试验结果（拌合后的时间）试验方法试验参数5 15mm 60 70mm 场落扩展度650mm 600mm 拥落扩展度试验Tsoo 1. 02s 1. 66s 漏斗试验流下时间2.28s 2.96s （漏斗直径80mm)最小最大2. 21 2.32s 2.87 3.02s J环试验扩展度（钢筋净间距SOmm)670mm 605mm （与漏斗结合试验）t20 ls I，型仪试验（钢筋间距50mm)t40 Zs HdH1 0.81 骨料堵塞试验观察离析表面抹面优良32 表3.2. 5-2 日本土木学会自密实混凝土填充性

14、等级自填充性等级2 3 钢筋最小间距（mm)30 60 60 200 200以上钢筋用量（kg/m3)350以上100 350 100以下U型或箱型上升高度（mm)300以上300以上300以上（障碍R1)（障碍Rz)（元障碍）粗骨料绝对体和、（m3/m3)0. 28 0. 30 0.30 0.33 0.33 0.35 流动性拥落扩展度（mm)600 700 600 700 500 600 漏斗流下时间（s)9 20 7 13 4 11 抗离析性到达500mm时间（s)5 20 3 15 3 15 表3.2. 5-3 德国新拌混凝土试验指标试验项目单位数值5min 805 绸落扩展度30min

15、 口1口1790 60min 785 5mm 2.0 Tsoo 30min s 3.2 60min 3. 5 拥落扩展度口1m765 堵塞环试验流动时间t6. 5 s (5min后）环内外高度差D.h1mm 。Hz/H1 mm L型仪试验流动时间t20s 1. 7 流动时间t40s 3. 1 漏斗流下时间s 14.0 含气量%（体积）1. 1 密度kg/m3 2350 3. 2. 6 参照国外相关标准，并根据国内外大量的研究结果和实33 际应用效果，目前普遍认为明落扩展度比胡落度更能有效地体现出拌合物的流动性和填充性；同时，I，型仪和U型仪试验可以测得1昆凝土拌合物的间隙通过性（可以模拟实际构

16、件中拌合物通过钢筋的状况），也可获得更接近实际（即存在钢筋阻挡）的拌合物抗离析性能，拌合物的这些性能与混凝土自密实施工性能具有良好的相关性，是评定自密实混凝土工作性的核心内容，所以应该优先选用L型仪结合明落扩展度测试或者U型仪结合明落扩展度测试来综合评价混凝土拌合物的工作性。3.3 硬化混凝土性能检测方法与要求3.3.3 由于自密实混凝土流动性较大，如果拌合物勃聚性不良会引起粗骨料沉降离析严重，进而影响硬化混凝土的匀质性及其他性能。所以此处要求硬化？昆凝土上表面砂浆层厚度小于15mm，目的就是保证自密实混凝土拌合物的黠聚性良好，使浇注成型后的硬化混凝土具有良好的匀质性。3.4 组成材料要求3.

17、 4.1 水泥由于自密实？昆凝土中往往都掺有粉煤灰或磨细矿物掺合料，如果水泥当中再含有较多的矿物掺合料，则可能引起硬化混凝土强度发展较慢等问题，所以对于自密实混凝土，可优先使用不含矿物掺合料或矿物掺合料含量较少的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。当选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和高贝利特类（低热）水泥时，应清楚水泥中的？昆合材掺量、质量以及对强度发展与流变性能的影响。3. 4. 2 骨料砂的含泥量大，石子中的针片状颗粒含量高，将使混凝土的需水量增大；石子的空隙率大，则为满足相同的拌合物工作性所需的砂浆量增大。这些均会对自密实？昆凝土的工作性、力学性能和耐久性产生不良影响。在现行国家标准建筑用砂

18、CGB/T34 14684-2001)中，砂的含泥量一般要求小于3.0%，在现行国家标准建筑用卵石、碎石CGB/T14685-2001)中，石子的针片状颗粒含量要求小于15%，空隙率要求小于47%。但是，配制自密实？昆凝土要求砂石的品质更高，对砂的含泥量、石子中针片状颗粒含量、石子空隙率等指标要求均严于现行国家标准建筑用砂（GB/T 14684-2001）和建筑用卵石、碎石CGB/T 146852001)中的相应指标要求。自密实混凝土要求石子为连续级配，目的也是为了使石子获得较低的空隙率。由于自密实混凝土往往用于薄壁构件、密集配筋构件等场合，所以粗骨料粒径不宜过大，否则将影响拌合物的间隙通过性

19、；即使不是在这些场合使用，粗骨料粒径过大也会增大拌合物中粗骨料的分层离析几率；而且粒径较大的粗骨料会增大内摩擦，从而增大拌合物流动阻力。所以本指南限定自密实混凝土中粗骨料粒径一般宜小于20mm0自密实棍凝土的砂浆量较大，砂率较大，如果选用细砂，则混凝土的强度和弹性模量等力学性能将会受到不利影响，同时，细砂的比表面积较大将增大拌合物的需水量，对拌合物的工作性产生不利影响；若选用粗砂则会降低混凝土拌合物的秸聚性。所以，自密实混凝土一般宜选用中砂或偏粗中砂。经试验证实可以达到需要的性能指标时，也可采用中砂以外的其他砂及混合砂。3.4.4 外加剂外加剂是配制自密实混凝土的关键组成材料。常使用各类高效减

20、水剂、高效AE减水剂等，通过掺人适宜的外加剂，混凝土才能在较低的水胶比下获得适宜的黠度、良好的流动性、良好的黠聚性和保塑性，才能实现自密实所需的工作性。外加剂也是提凝土获得高性能的关键因素，混凝土具有良好的体积稳定性是高性能混凝土的重要特征，所以自密实混凝土的外加剂应该使混凝土28d收缩率比不大于100%。自密实混凝土拌合物工作性的一项重要技术要求是保证拌合物具有较大流动性而又不离析，所以为了提高拌合物的蒙古聚性，如有必要也可采用增稠剂等。35 3. 4. 5 矿物掺合料自密实混凝土浆体总量较大，如果胶结料单用水泥会引起混凝土早期水化热较大、硬化混凝土收缩较大，不利于提高混凝土的耐久性和体积稳

21、定性，在胶结料中掺用适宜的矿物掺合料则可克服这些缺陷；再者，自密实混凝土需要拌合物具有高流动性、适度的秸聚性、低泌水性，品种适宜的矿物掺合料可以和水泥颗粒形成良好的级配，或者降低水泥用量、降低胶结料的需水量，或调整黠度、调节凝结时间、调节水化热，增强对外加剂的适用性等作用，从而改善拌合物的工作性。自密实混凝土所用的矿物掺合料品种较多，质量要求较高，应符合现行国家标准高强高性能混凝土用矿物外加剂CGB/T18736）、粉煤灰混凝土应用技术规程CGBJ146）、现行行业标准粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程(JG28）以及相关矿物掺合料标准的要求。矿物掺合料可以单掺或复合掺入，如果对水化热、减少离

22、析、改善工作性等有特殊要求，也可使用定量低活性或惰性矿物掺合料。3.5 混凝土配合比设计3.5.1 混凝土配合比计算步骤1 确定了拌合物中的粗骨料松散体积、砂浆中酬，、的体积、浆体的水胶比、胶凝材料中矿物掺合料用量，也就确定了混凝土中各种原材料的用量。2 大量试验及理论研究结果表明，1旷混凝土中粗骨料用量的松散体积在o.5 0. 6m3沮围内较为适宜。过小混凝土弹性模量等力学性能显著降低，过大则拌合物的工作性显著降低。4 大量试验研究表明，中砂在自密实混凝土砂浆中的体积含量在0.420.44时之间较为适宜，过大则混凝土的工作性和强度降低，过小则混凝土收缩较大、体积稳定性不良。使用其他类型的砂，

23、其最佳砂率应由试验确定。8 优质矿物掺合料对于提高混凝土耐久性、控制混凝土早36 期水化温升都具有良好效果，所以确定胶凝材料中矿物掺合料的体积的依据是实际工程对混凝土的耐久性、温升控制等的要求。9 1昆凝土中胶凝材料用量过大，易引起混凝土体积稳定性不良，而且不经济；胶凝材料用量过小，则浆体量过少，难以满足拌合物自密实的工作性要求。根据大量试验研究，自密实混凝土中胶凝材料总用量范围宜为450550kg/m3。高掺合料、少水泥用量的自密实混凝土，应注意提高其抗碳化的能力。考虑高强超高强自密实混凝土的制备，胶凝材料可适当增加。当使用纤维素、丙烯类等增霜剂时，胶凝材料总量可适当降低。单位用水量不仅关系

24、到混凝土的强度，而且直接关系到混凝土的耐久性，所以在满足拌合物工作性的前提下还应尽量减小单位用水量。对于一般条件下的自密实混凝土，单位体积用水量宜小于200kg/m3。高耐久性自密实混凝土宜小于175kg/m3。在较低用水量下，拌合物工作性可通过增加外加剂掺量、改善掺合料的需水性等技术措施来保证。3. 5. 2 试拌、调整与确定2 试验室拌合物搅拌量过小，1昆凝土的性能测试结果与实际工程测试结果可能存在较大差距，所以，为了使实验室拌合物具有较好的实际工程模拟效果，每盘混凝土的最小搅拌量不宜小于25L。高耐久性是高性能混凝土的一个重要特征，如果实际工程对氓凝土耐久性有具体要求，则需要对自密实、混

25、凝土的相应的耐久性指标进行检测，并据此调整混凝土配合比直至满足耐久性要求。5 有些工程的施工条件特殊，采用实验室的测试方法并不能准确评价混凝土拌合物的工作性是否满足实际施工要求，这时即需要进行足尺试验，以便直观准确地判断拌合物的工作性是否适宜。初始配合比选定后，宜采用实际的原材料进行试配，研究与应用表明，自密实混凝土的工作性对原材料的波动较为敏感，工37 程施工时，其原材料必须与试配时采用的原材料一致。当原材料发生显著变化时，应对配合比进行重新试配调整。当混凝土配合比需要调整时，可按表3.5.2进行调整。表3.5.2备因素措施对自密实混凝土拌合物性能的影晌影响性能采取措施填充性间隙通过性抗离析

26、性强度收缩徐变l 事古性太高l. l 增大用水量十+ l. 2 增大浆体体积十十十+ . 3 增加外加剂用量+ 十十。2 教性太低2. l 减少用水量十十+ + 2. 2 减少浆体体积十十2.3 减少外加剂用量十。2.4 添加增稠剂+ 。2. 5 采用细粉卜十十。2. 6 采用细砂十+ 斗。3 屈服值太高3. l 增大外加剂用量十+ 十。3.2 增大浆体体积十十十十3. 3 增大灰体积十十十十4 离析4. l 增大浆体体积十+ 十十4.2 增大灰体积十十十寸4.3 减少用水量卡十+ 十4.4 采用细粉+ 十十。5 工作性损失过快5. 1 采用慢反应型水泥。5. 2 增大惰性物掺量。38 续表影

27、响性能采取措施填充性间隙通过性抗离析性强度收缩徐变5. 3 用不同类型外加剂? ? ? ? ? ? 5.4 采用矿物掺合料? ? ? ? ? ? 6 堵塞6. 1 降低最大粒径+ 十+ 6.2 增大浆体体积+ 十+ + 6. 3 增大灰体积+ 十+ + 说明：十具有好的效果具有较差的效果。没有显著效果? 结果不可预测39 4 自密实混凝土结构设计4.0.1 近十多年来，国内外不少单位对自密实混凝土的基本力学性能和结构构件受力性能进行了系统深入的试验研究，取得了一系列研究成果，这些研究成果为完善自密实混凝土结构设计方法提供了重要的技术支撑。1 自密实混凝土的基本力学性能(1）抗压强度：国外研究表

28、明，自密实j昆凝土的抗压强度发展规律与普通混凝土相似，当采用石灰石粉作为掺合料时，其早期立方体抗压强度偏高。普通混凝土立方体抗压强度与圆柱体抗压强度之比为1.2，而自密实混凝土为1.0 1. 1。福州大学的研究表明，自密实混凝土的棱柱体轴心抗压强度与立方体抗压强度之比与普通混凝土相似，见图4.0.1斗。另外，自密实混凝土无需振捣而均匀密实填充模板的性能对混凝土强度的分布有着积极的影响。尤其对于大尺度的混凝土构件。由于自密实混凝土更加均匀的材料特性，在结构的不同位置所测得40 70 田里60 50 自40号30,_J 草草20 毫10贼。30 。A A sec AA俨AA。O NC 40 50

29、60 70 混凝土立方体抗压强度（MPa)80 图4.0. 1-1 自密实混凝土的棱柱体轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系的混凝土强度的离散性比用普通振捣混凝土的结构构件来得更小。中南大学的研究表明，在标准养护条件下，自密实成型与振捣成型的高性能混凝土，其早期和后期强度相差3.3% 13. 2%，平均值8.2%，而在蒸汽养护条件下，自密实成型与振捣成型的高性能？昆凝土，其早期和后期强度相差013.7%，平均值6.6%。从强度的发展来看：在标准养护条件下，无论是自密实还是振捣成型，其强度发展均较明显。而在蒸汽养护条件下，无论是自密实成型还是振捣成型，其后期强度发展相对较缓慢。(2）劈拉强度：国外

30、研究表明，自密实i昆凝土劈拉强度与立方体抗压强度的关系与普通混凝土相似，其劈拉强度不低于同等强度等级的普通混凝土。中南大学的研究表明，自密实混凝土的劈裂抗拉强度与振捣混凝土相比，其值在一8%1%之间变化，自密实与振捣成型？昆凝土的拉压比为0.1180.065，与普通高强混凝土的拉压比0.0670.056基本相当。因此，采用超细粉煤灰配制的自密实、混凝土较明显地改善了混凝土的韧性，其抗裂性大大提高。自密实混凝土抗压、劈拉强度在不同养护条件下均呈现一直增长的趋势，元倒缩现象，在自然养护的条件下，90d的抗压强度与标准养护的仅差4.0%；与蒸汽养护的仅差3.54%，并经历了一55的检验，这说明不同的

31、养护条件对自密实混凝土的后期强度的影响不大。福州大学针对强度等级为C50C60的自密实混凝土所做的试验表明，自密实混凝土的劈拉强度和立方体抗压强度的比值在1/151/13左右，见图4.0. 1-2，符合高强混凝土的经验公式f,. =O. 30f2c3 (4. o. 1-1) (3）弹性模量：一般认为由于粉体材料用量较大，在！、率较高，自密实混凝土的弹性模量会比普通泪凝土有所降低，国外有关自密实混凝土弹性模量的报道中，大多认为缸C的弹性模量与41 6 AA : A AAC ！也。1思结串3: 个。A sec O NC 。30 40 50 60 70 混凝土立方体抗压强度（MPa)图4.0. 1-

32、2 自密实棍凝土劈拉强度与立方体抗压强度的关系80 抗压强度之间可以用Ee舟5表示，此处Ee表示自密实？昆凝土的弹性模量，Jc表示自密实混凝土的抗压强度。这与ACI推荐的普通振捣混凝土的弹性模量值与其抗压强度之间的关系相似。也有文献报道自密实混凝土相对于同等强度等级的普通混凝土弹性模量有所降低，而降低的最大幅度不会超过20%。福州大学的研究表明，新拌阶段表现密度正常（大于2300kg/m3）的自密实混凝土与普通棍凝土的弹性模量相差不大，当自密实混凝土粉体材料用量较低（550kg/m3以下），并且用大掺量（25%45%）粉煤灰来代替水泥时，其弹性模量并不比普通混凝土低。而新拌混凝土的表观密度明显

33、较小（非引气型油凝土）的混凝土弹性模量降低较多，但是这种混凝土往往是原材料不理想或者配合比设计不够好，稳定性较差，其拌合物工作性及硬化混凝土4性能也往往难以达到本指南第3.2. 5条和第3.3 节的有关要求。(4）干缩性能：i昆凝土的干缩性能是工程界非常关心的问题。一般而言，混凝土中粉体量越多，其自收缩越大，裂缝产生日期提早。而自收缩一般小于干燥收缩，自收缩因数据资料积累少，故应加强研究。中南大学对以粉煤灰为主要矿物掺合料配制42 的自密实混凝土的干缩性能试验研究结果表明，无论是早期还是后期，自密实混凝土的干缩值与振捣成型混凝土的干缩值相比均无明显差别。(5）抗渗及抗冻性能：中南大学的试验结果

34、表明，标养和蒸养条件下，经125次冻融循环，自密实说凝土外观完好无损，无重量损失；强度损失对自密实混凝土在标准养护条件下养护的试件而言为17.5%，而在蒸汽养护条件下的则只有7.6%。当经200次冻融循环后，两种不同养护制度下的试件重量损失均只有0. 2%，而强度损失均小于25%，均未达到抗冻极限（即重量损失大于5%，强度损失大于25%）。这说明两种不同养护制度下泪凝土的抗冻性能优良。由于自密实混凝土水胶比较小（一般小于o.4日，因此，均匀密实成型的混凝土其抗渗性能优良。中南大学的试验结果表明，掺25%40%超细粉煤灰配制C40C60强度等级的自密实混凝土，28d龄期时，混凝土6小时库仑电量均

35、小于1000库仑(ASPMC1202方法）。(6）抗碳化性能：中南大学采用1999.7. 10制作的自密实钢筋混凝土试件，用铁锤砸开试件后，观察棍凝土内钢筋锈蚀情况，以及检测混凝土的碳化深度，实测结果表明，自密实混凝土具有优异的护筋性和抗碳化性能。2 自密实混凝土与钢筋的帖结锚固性能国外有关文献表明，自密实混凝土与钢筋的的粘结锚固强度高于同等强度等级的普通混凝土，自密实混凝土在位移较小的情况下有更高的粘结刚度。福州大学针对胶结料用量为550kg/m3、砂率48%、粉煤灰掺量为25%45%的自密实混凝土与钢筋的粘结锚固强度做了大量的拉拔试验，包括40个自密实混凝土试件和22个普通混凝土试件。试验

36、结果表明，在混凝土抗压强度基本相同的情况下，自密实混凝土的粘结强度略高于普通混凝土，我国有关混凝土与钢筋粘结锚固的规范条文同样适用于自密实泪凝土。另外，试验43 同时表明，自密实氓凝土开始发生自由端滑移的荷载值明显高于普通混凝土，表明自密实？昆凝土在滑移较小的阶段表现出较高的粘结刚度。在试验中量测得到的与自由端滑移0.01、0.1、1.OOmm对应的荷载值Po.01,Po.10, Pl.oo和最大荷载值Pu，以及与最大荷载值对应的自由端滑移值乱，如表4.0.1所示。同时按下式计算了在自由端滑移分别为0.01、0.10、l.OOmm时的粘结应力平均值。_Po.01 10LOO r平均3dl. (

37、4. 0. 1-2) 从表4.0. 1可以看出，在混凝土抗压强度基本相同的情况下，自密实混凝土的粘结强度略高于普通混凝土。如C-8与NC-3两组试件，其抗压强度相同，自密实混凝土粘结强度比普通混凝土高6.9%。同时可以看到，自密实混凝土自由端开始发生滑移的荷载值明显高于普通混凝土，如C-8与NC-3两组试件，自密实混凝土在自由端滑移为0.Olmm时所对应的荷载值Po.01比普通混凝土高54.8%，说明普通混凝土在较小的荷载下自由端就发生滑移。研究表明，自密实混凝土与钢筋的粘结性能高于普通混凝土。表4.0.1 备组拉拔试件粘结强度实测值及计算值组号PC如1Pa)Po.01 Po.而Po.10 P

38、1.曲Pu Su 平均fcufcu CkN) CkN) CkN) CkN) CkN) (mm) C8 67.67 34.05 56.50 72.92 107.92 113. 63 193.60 0.263 0.418 C7 68.36 34. 17 58.35 67.25 99.93 103. 17 189. 19 0.244 0. 375 C-2 74. 78 62. 60 85. 70 93. 10 106. 75 111. 56 132. 65 o. 291 0. 371 C3 73. 11 64.00 85.00 90.00 116. 20 116. 50 205.96 0.306 0

39、.396 Cl 65.33 28. 75 59. 00 77.25 106.00 109. 25 197.97 0.269 0.416 NC-1 66. 60 23.88 49. 67 64. 67 106. 70 108.80 194.47 o. 243 0.406 NC-2 60.96 17.50 42. 75 61. 13 105. 60 109. 53 141. 23 0.250 0.447 NC-3 67. 63 22.00 46. 67 59.40 97.30 107. 02 184. 34 0.246 0. 387 44 3 自密实？昆凝土的应力一应变关系为了研究自密实混凝土应力

40、一应变关系，中南大学对养护条件不同对自密实混凝土应力一应变关系的影响进行了试验研究。共成型20组lOOmmlOOmm300mm的标准试件。10组标准养护，10组蒸汽养护，28d后进行试验。试验曲线如图4.0. 1-3所示。试验结果表明：养护制度对自密实混凝土的应力一应变全曲线形状没有太大的影响。自密实混凝土的峰值应变比普通混凝土大。自密实混凝土达到峰值应力后的下降速率比普通混凝土快，O.85fc相应的应变比普通混凝土小。60 50 一标养十蒸养一PC30-T-PC60 nnUAU A锦句、“气42HE）hN臼10 0 0 000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.

41、006 0.007 0.008 应变图4.0. 1-3混凝土应力应变曲线对比4 自密实钢筋混凝土受弯构件的受力性能为了研究自密实混凝土受弯构件的受力性能，中南大学和福州大学对自密实混凝土受弯构件的开裂荷载、抗弯承载力、抗剪承载力、构件延性和破坏形态等进行了试验研究，并与普通混凝土构件进行了对比。制作了14根弯曲破坏构件，其中6根梁的截面为150mm300mm，箍筋为何150，混凝土强度与纵筋变化，4根为自密实？昆凝土梁、2根为普通混凝土梁；另外8根梁的截面为200mm350mm，箍筋为如60，纵筋变化，5根为自密实？昆凝土梁、3根为普通混凝土梁。对其在竖向荷载下的受力过程、裂缝的开展情况、跨中

42、挠度以及构件的延性变形等进行了较为深入的研究分析。45 制作了14根受剪破坏构件，其中6根梁的截面尺寸为150mm300mm，纵筋配筋率均为2.79% 4根为自密实混凝土梁、2根为普通混凝土梁；其中8根梁的截面尺寸为250mm300mm,箍筋间距变化，6根为自密实混凝土梁，2根为普通混凝土粱。在综合分析试验数据的基础上，研究比较自密实混凝土和普通混凝土梁的抗剪性能。典型试验梁的弯矩挠度曲线如图4.0.1-4所示。200 FVB5a - - FVB-5b 一占一HB-2a一号HB-2b一辑FVB-4一。一fvb-5c一FVB-6一剖HB-2c 20 40 60 80 100 120 140 16

43、0 180 挠度（mm)图4.0. 1-4 弯矩挠度关系曲线在弯曲破坏的试验中，当混凝土强度等级和配筋率相等时，自密实混凝土梁的屈服弯短接近于普通混凝土梁，而其极限弯矩则略大于普通混凝土梁。从裂缝开展情况来看，二者在屈服荷载下的裂缝宽度均在0.20mm左右，而自密实混凝土梁的裂缝分布更为均匀。自密实混凝土梁和普通混凝土梁沿梁高的平均应变均能较好地符合平截面假定，这就为梁正截面受弯承载力的计算理论提供了有力的依据。在剪切破坏的试验中，当其他条件基本相同时，自密实混凝土的开裂荷载和破坏荷载与普通海凝土相比没有明显区别，破坏时的位移比普通混凝土梁略大；自密实混凝土梁与普通？昆凝土梁的裂缝宽度相差不大

44、。5 自密实混凝土框架结构的抗震性能为了保证自密实？昆凝土框架结构在抗震地区应用的安全性，46 福州大学采用MTS伺服加载系统进行了四榻单层单跨框架在拟静力荷载作用下的抗震性能试验研究。在混凝土强度相近、配筋与构件尺寸一样的情况下，对比分析了自密实混凝土框架与普通槐凝土框架的抗震性能。在试验中观测了自密实混凝土和普通泪凝土框架的裂缝开展情况、破坏过程、结构的荷载位移滞回曲线、钢筋与混凝土应变等。两种混凝土框架的滞回曲线见图4. 0. 1-5，两种？昆凝土的骨架曲线见图4.0. 1-6。80 主运也秘但80 47 r;f 150 200 位移Ll(mm)(b) 图4.0. 1 5 自密实混凝土与

45、普通泪凝土框架的滞回曲线(a）自密实混凝土框架；（b）普通混凝土框架250 200 150 、20 40 60 80 一一普通混凝土框架一白密实混凝土框架主移Ll(mm)图4.0. 1-6 自密实混凝土与普通j昆凝土的骨架曲线研究结果表明：(1）破坏过程中，自密实、混凝土框架的屈服荷载、极限荷载和破坏荷载均较普通棍凝土框架的略大，两者对应的位移相近。(2）两种混凝土框架的破坏形式非常接近，均是弯曲裂缝较剪切裂缝早出现，纵向钢筋较箍筋早屈服，最终由于远离作动器梁端与近作动器柱底部塑性钱区的严重破坏使其承载能力大幅度降低。(3）自密实混凝土框架与普通混凝土框架的荷载二位移滞回曲线、骨架曲线相似，自

46、密实混凝土框架的位移延性系数不低于普通混凝土桩架的位移延性系数，本次试验值分别为4.75和4. 72，两者均符合抗震要求。自密实混凝土框架的等效粘滞阻尼系数比普通棍凝土框架的略大，而功比指数相近。因此自密实？昆凝土框架结构的延性与耗能能力不低于普通混凝土框架结构，能满足结构在抗震地区的要求。6 自密实混凝土构件的疲劳性能中南大学通过自密实混凝土梁与振捣混凝土梁的试验研究，探讨了自密实棍凝土梁与振捣密实棍凝土梁疲劳性能的区别。共制作了8根试验梁，其中5根为自密实混凝土梁、3根为48 振捣混凝土梁。其截面均为200mm350mm，箍筋均为如60，配筋力比和应力水平变化。试验结果表明：(1）自密实泪凝土与振捣混凝土梁的破坏形态、变形曲线和疲劳寿命等性能均没有明显的差异，自密实混凝土结构的疲劳分析仍可引用振捣混凝土结构疲劳分析的理论和方法。(2）随着疲劳次数的增大，结构变形不断增大，卸载后，存在一定