編者按：免振自密實(shí)混凝土因其優(yōu)良的工作性和無(wú)噪音施工， 在我國(guó)的建筑業(yè)和市政建設(shè)、道路橋梁建設(shè)等工程中廣泛應(yīng)用深受歡迎。美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把該技術(shù)引入預(yù)制混凝土制品的生產(chǎn)中，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。希望通過(guò)本文的介紹， 能引起預(yù)制混凝土領(lǐng)域相關(guān)讀者朋友們的關(guān)注， 積極從事該領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)工作， 為我國(guó)預(yù)制混凝土制品領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步作出貢獻(xiàn)，本刊將有計(jì)劃報(bào)導(dǎo)該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的動(dòng)向。

關(guān)鍵詞：免振自密實(shí)混凝土；預(yù)制混凝土制品；聚羧基酶

0 前言

    由于免振自密實(shí)混凝土具有十分良好的工作性，自1999年以來(lái)， 在荷蘭已有20多家生產(chǎn)企業(yè)將之應(yīng)用于混凝土預(yù)制建筑構(gòu)件的生產(chǎn)。至2002 年其產(chǎn)量將達(dá)到250000立方米^[1]。由于預(yù)制混凝土建筑構(gòu)件的種類(lèi)較多， 并具有與現(xiàn)澆混凝土不同的工藝特點(diǎn)與性能要求， 因此， 對(duì)免振自密實(shí)混凝土的配制與工藝裝備需作適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。

1 組分材料的選用^[2]

    由于混凝土建筑構(gòu)件和制品在工業(yè)生產(chǎn)中模板周轉(zhuǎn)或放張預(yù)應(yīng)力筋的需要， 混凝土的早期強(qiáng)度至關(guān)重要。因此， 對(duì)水泥、細(xì)粉填料和化學(xué)外加劑的選擇以及各組分材料的配量都要嚴(yán)格控制。在滿(mǎn)足強(qiáng)度的前提下保證良好的工作性， 這對(duì)組分材料的選用提出了新的要求。由于水泥漿體是砂漿和混凝土的基材，因此， 在選用水泥和細(xì)粉填料時(shí)首先要對(duì)其保水率和變形系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。水泥和細(xì)粉填料的保水率值是水對(duì)粉體料的比值， 理想狀態(tài)的該值應(yīng)使水泥漿體的變形為零， 并使粉體顆粒中的空隙被水充滿(mǎn)飽和。在預(yù)制混凝土制品生產(chǎn)中采用免振自密實(shí)混凝土?xí)r， 要控制并保持所選用的粉體顆料(水泥和細(xì)粉填料)的保水率值基本不變是十分重要的。變形系數(shù)是反映當(dāng)水的體積與粉體顆料體積之比值發(fā)生變化時(shí)， 其流動(dòng)性變化的靈敏度， 變形系數(shù)越小則靈敏度越高。這也是在選用粉體顆料材料時(shí)需要加以考慮的。

    因此， 在選用水泥時(shí)不能單純考慮水泥的強(qiáng)度，因?yàn)橥粡?qiáng)度等級(jí)的水泥由于熟料的不同以及生產(chǎn)過(guò)程中所用的石膏和混合材的不同， 往往會(huì)影響水泥的成分及其保水性。而水泥漿體的保水率還與所選用的塑化劑與細(xì)粉填料有關(guān)，因此，對(duì)水泥的選用還須考慮到與所用的塑化劑與細(xì)粉填料共同組成的水泥漿體的保水率，所以，應(yīng)作較廣泛的試驗(yàn)后確定。

    細(xì)粉填料在生產(chǎn)中應(yīng)用較多的有粉煤灰與石灰石粉或石英粉等隋性細(xì)填料。在免振自密實(shí)混凝土中應(yīng)用粉煤灰有以下的優(yōu)點(diǎn)： ①粉煤灰的保水率比石灰石粉或石英粉低，且具有水化性質(zhì)，對(duì)28d 抗壓強(qiáng)度能有所貢獻(xiàn)，因此，在混凝土配合比中可降低水灰比。②能改善混凝土界面過(guò)渡區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)， 有利于混凝土的耐久性。③其圓形的顆粒形貌， 有利于新拌混凝土的工作性。④具有火山灰活性， 可以等量取代一部分水泥。⑤其價(jià)格低于其他細(xì)粉填料。因此，粉煤灰作為細(xì)粉填料在免振自密實(shí)混凝土中得到了廣泛的應(yīng)用。但也存在一些缺點(diǎn)： 使混凝土的外觀顏色較普通混凝土深暗；混凝土的耐火性有所降低。

    細(xì)粉填料在采用比表面積為300～500m²/kg的隋性材料石灰石粉時(shí)， 該粉料雖在混凝土中不參與水化過(guò)程，但經(jīng)試驗(yàn)證明，也能對(duì)免振自密實(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度作出貢獻(xiàn)。因?yàn)檫@些隋性細(xì)粉填料在混凝土中可使集料顆料表面避免薄水膜層的形成， 使混凝土界面過(guò)渡區(qū)充滿(mǎn)了純水化產(chǎn)物， 混凝土的28d抗壓強(qiáng)度可接近65MPa^[3～4]。

    免振自密實(shí)混凝土選用的塑化劑是國(guó)際上許多國(guó)家所認(rèn)同的聚羧基酶。該塑化劑能使水在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)包裹住水泥顆料， 使水與水泥在此期間內(nèi)能充分水化， 從而使混凝土能保持較長(zhǎng)時(shí)間良好的工作性。免振自密實(shí)混凝土的這一特性不僅對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆注的混凝土工程十分重要， 而且對(duì)預(yù)制混凝土制品的生產(chǎn)也是十分重要的。

2 生產(chǎn)裝置與工藝

    采用免振自密實(shí)混凝土生產(chǎn)預(yù)制混凝土制品， 在原生產(chǎn)企業(yè)所用的工藝與裝置上需作適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)與補(bǔ)充。

    在生產(chǎn)裝備上除需增添一個(gè)細(xì)粉填料的筒倉(cāng)和一個(gè)免振自密實(shí)混凝土專(zhuān)用化學(xué)外加劑的貯罐外， 由于砂石含水率對(duì)其體積量及對(duì)免振自密實(shí)混凝土的性能有較大的影響， 因此， 還須在攪拌機(jī)上方的砂石進(jìn)料口下配備一個(gè)能精確測(cè)定砂石含水率的測(cè)定儀，該裝置實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)， 能將所測(cè)得的砂石含水率立即返回控制配料的微機(jī)系統(tǒng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)砂、石用量和用水量。免振自密實(shí)混凝土喂料罐的卸料口尺寸應(yīng)比用于普通混凝土的狹小， 以便于操作工人控制混凝土的澆注量， 使免振自密實(shí)混凝土在澆注過(guò)程中及澆注結(jié)束時(shí)能自由流動(dòng)并充滿(mǎn)模板的全部空間， 而且使混凝土制品的表面有較好的外觀質(zhì)量。在混凝土澆注工位上，采用普通混凝土?xí)r需要4 個(gè)操作工人，而采用免振自密實(shí)混凝土?xí)r， 僅需要2 個(gè)操作工人， 一個(gè)工人操作喂料罐， 另一個(gè)工人則關(guān)注混凝土注模情況與成型質(zhì)量。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果分析

    采用免振自密實(shí)混凝土生產(chǎn)預(yù)制混凝土制品， 在材料成本上比普通混凝土固然有所增加， 但對(duì)其產(chǎn)生的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果需作綜合分析。

    首先， 與同塑性與同粘性的普通混凝土相比， 配制免振自密實(shí)混凝土的水泥用量可減少。

    其次， 在澆注預(yù)制混凝土制品時(shí)， 不僅對(duì)平板型制品可以顯著減少工時(shí)， 而且對(duì)澆注垂直型制品以及鋼筋骨架密集的混凝土制品， 減少工時(shí)也十分顯著。一根8m長(zhǎng)的柱子， 混凝土的澆注可以從底部到頂部一次澆注完成。

    第三， 工作環(huán)境得到了改善。荷蘭等一些國(guó)家政府對(duì)預(yù)制混凝土制品工業(yè)的生產(chǎn)工作環(huán)境的管理十分嚴(yán)格。要治理按傳統(tǒng)混凝土工藝生產(chǎn)混凝土制品所產(chǎn)生的振動(dòng)噪音和粉塵等環(huán)境污染， 往往需要較大的投資。兩種不同混凝土在生產(chǎn)混凝土制品生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的噪音與粉塵濃度可見(jiàn)表1。

    根據(jù)荷蘭一些企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐， 認(rèn)為免振自密實(shí)混凝土材料成本雖比普通混凝土增加5%～15% ， 但其增加的費(fèi)用完全可以由減少的勞動(dòng)力工時(shí)與所耗的環(huán)境保護(hù)治理費(fèi)來(lái)補(bǔ)償。而且所生產(chǎn)的預(yù)制混凝土制品的性能與外觀質(zhì)量得到了改善和提高。

4 生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)免振自密實(shí)混凝土的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和體會(huì)

    荷蘭的一些科研單位和生產(chǎn)企業(yè)， 通過(guò)試驗(yàn)研究并采用免振自密實(shí)混凝土生產(chǎn)預(yù)制混凝土制品的實(shí)踐，對(duì)免振自密實(shí)混凝土得到了如下一些認(rèn)識(shí)和體會(huì)：

    (1) 由于免振自密實(shí)混凝土中含有較大量的細(xì)粉填料，并且不需經(jīng)過(guò)振動(dòng)即可達(dá)到密實(shí)。因此，在粗集料周?chē)募鬯伲?使混凝土的界面過(guò)渡區(qū)得到了較大的改善，使免振自密實(shí)混凝土可達(dá)到較高的強(qiáng)度。荷蘭已能配制出抗壓強(qiáng)度80MPa±5MPa 的免振自密實(shí)混凝土。

    (2) 免振自密實(shí)混凝土抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值與普通混凝土一致。

    (3) 免振自密實(shí)混凝土28d 的彈性模量比普通混凝土約低10%。

    (4) 免振自密實(shí)混凝土的收縮和徐變值與普通混凝土基本相等或略低。

    (5) 免振自密實(shí)混凝土的抗?jié)B性與普通混凝土相同。

    (6) 用于預(yù)應(yīng)力混凝土制品時(shí)，其應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度與普通混凝土相同。

參考文獻(xiàn)

1 Wimm Bennenk ， scc in the daily precast concrete practise ， Betonwerk   Fertigteil - Technik ， 2002. 6

2 Bennenk ， H. W. and J . Van Schijndel ， The mix design of scc ， suitable for precast concrete industry ， Proceedings of BIBM Congress ， 2002 ，Iastanbul ， Turkey

3 Takada K. ， Development of self - compacting concrete in the Netherlands ， 1996

4 Bennenk. K. H. W. ， scc and new era for the precast concrete industry ， Proceedings of the First International RILEM Symposium，1999