自密实混凝土技术手册

总序

前言

第1章 自密实混凝土概论

第1节 自密实混凝土的起源

第2节 国内外研究现状

第3节 自密实混凝土的应用

第4节 自密实混凝土的效益

第5节 本书术语定义

第2章 自密实混凝土材料技术指南

第1节 混凝土的自密实理论

第2节 自密实混凝土的工作性能

第3节 配制自密实混凝土的原材料

第4节 配合比设计方法

第5节 轻骨料自密实混凝土

第3章 自密实混凝土工程技术指南

第1节 自密实混凝土生产与运输

第2节 自密实混凝土施工

第3节 自密实混凝土预制件生产

第4节 自密实混凝土的质量控制

第5节 自密实混凝土常见问题分析

第6节 应用自密实混凝土的新型建筑体系

第4章 堆石混凝土技术

第1节 堆石混凝土施工技术及研究现状

第2节 堆石混凝土施工流程与关键环节

第3节 堆石混凝土工程应用

第4节 堆石混凝土施工效率与综合成本评估

附录 自密实混凝土性能检测方法

参考文献

致谢

出版者的话

《简明土木工程系列专辑：自密实混凝土技术手册》是基于作者多年的自密实混凝土教学、理论研究与实际应用相结合的成果编撰而成。结合自密实混凝土的设计理念、研究进展和实际应用成果，将自密实混凝土材料的基础研究和自密实混凝土技术的工程应用有机地融合在一起。本书内容新颖、图文并茂、实用性强。

《简明土木工程系列专辑：自密实混凝土技术手册》既可作为一般全日制高等院校的教材或专题性辅助教材，也可供从事混凝土设计、研究及施工的专业人员参考。

自密实混凝土是依靠自重而无需振捣就能密实成型的新型混凝土材料，对于解决密集配筋或异型构件等现代大型复杂工程的施工难题，促进高效、绿色土木工程技术发展具有不可替代的优势。但自密实混凝土技术的相关应用基础研究和质量控制技术等还不成熟，实践过程中容易出现体积稳定性不好、易开裂等问题，同时缺乏工程设计方法和质量检测标准等，制约了自密实混凝土技术及其应用的发展。本书针对上述问题，系统论述其技术原理、试验成果、计算模型、设计方法、质量控制以及工程应用等。本书是作者长期从事自密实混凝土技术研究与应用以及培养研究生工作的积累和总结，可供高等院校土木工程专业师生和有关研究与设计人员使用。

第1章绪论

1.1自密实混凝土技术的研究意义

1.2自密实混凝土技术的研究与应用情况回顾

1.3本书的主要内容

第2章自密实混凝土的配制与工作性检测

2.1自密实混凝土的配制原理

2.2自密实混凝土的原材料

2.2.1胶结料

2.2.2粗细骨料

2.2.3外加剂

2.3自密实混凝土配合比优化设计

2.3.1优化设计的原则

2.3.2自密实混凝土配制强度的确定

2.3.3自密实混凝土配合比设计方法

2.3.4配合比的试配、调整与确定

2.4拌合物工作性的检测方法与指标

2.4.1坍落度筒检测法

2.4.2L型流动仪检测法

2.4.3J环检测法

2.4.4GTM稳定筛检测法

2.4.5坍落度经时损失检测

2.4.6拌合物工作性的指标要求

第3章自密实混凝土的基本力学性能

3.1自密实混凝土的抗压强度、劈拉强度和弹性模量

3.1.1试验方案

3.1.2试验结果及其分析

3.2自密实混凝土受压应力应变全曲线研究

3.2.1加载装置与加载制度

3.2.2试验结果

3.2.3自密实混凝土受压应力应变全曲线方程

3.3小结

第4章自密实混凝土的收缩变形与抗裂性能

4.1自密实混凝土自生收缩研究

4.1.1试验方案

4.1.2试验结果及分析

4.1.3自密实混凝土自生收缩计算模型

4.2自密实混凝土干燥收缩研究

4.2.1试验方案

4.2.2试验结果与分析

4.2.3自密实混凝土干燥收缩计算模型

4.3自密实混凝土约束收缩开裂性能研究

4.3.1试验方案

4.3.2试验结果分析

4.3.3沿环周面干燥时约束收缩试验结果分析

4.3.4圆环试验中混凝土开裂性能评价新指标

4.3.5自密实混凝土抗裂性能总结及建议

4.4小结

第5章自密实混凝土的徐变性能

5.1自密实混凝土单轴压缩徐变

5.1.1试验方案

5.1.2各因素对自密实混凝土徐变性能的影响

5.1.3自密实混凝土徐变与普通混凝土徐变比较

5.1.4自密实混凝土徐变预测模型

5.2自密实混凝土徐变拉压比

5.2.1试验方案

5.2.2试验结果与分析

5.2.3基于压缩徐变的平均拉压比系数

5.3自密实混凝土徐变机理及理论模型

5.3.1自密实混凝土徐变机理

5.3.2基于水化度的自密实混凝土固结基本徐变模型

5.3.3自密实混凝土干燥徐变模型

5.4自密实混凝土弹性徐变有限元求解格式

5.4.1混凝土结构徐变应力的增量分析

5.4.2徐变应力分析中的各应变修正量

5.4.3自密实混凝土弹性徐变递推隐式解法

5.4.4自密实混凝土弹性徐变有限元计算

5.5小结

第6章自密实混凝土与老混凝土的黏结性能

6.1自密实混凝土与老混凝土的黏结抗剪强度

6.1.1自密实混凝土与老混凝土的直剪试验

6.1.2自密实混凝土与老混凝土的黏结抗剪强度计算

6.1.3自密实混凝土与老混凝土黏结抗剪强度塑性极限分析

6.2自密实混凝土与老混凝土的黏结滑移关系

6.2.1试验方案

6.2.2试验结果与分析

6.3自密实混凝土与老混凝土黏结滑移有限元模拟分析

6.3.1有限元模拟分析

6.3.2有限元模拟计算结果分析

6.4自密实混凝土与老混凝土的黏结收缩试验

6.4.1试验方案

6.4.2平均收缩试验结果与分析

6.4.3主要位置点收缩试验结果与分析

6.5自密实混凝土与老混凝土的黏结收缩有限元分析

6.5.1有限元模型的建立

6.5.2计算结果比较

6.5.3黏结收缩性能分析

6.6小结

第7章自密实混凝土与钢筋的黏结锚固性能研究

7.1自密实混凝土与钢筋的平均黏结锚固性能

7.1.1拉拔试验方案

7.1.2试验数据处理方法

7.1.3试验结果分析

7.1.4平均黏结应力滑移本构方程回归

7.2钢筋与自密实混凝土局部黏结性能试验研究

7.2.1试验方案

7.2.2试验结果及其分析

7.2.3钢筋与自密实混凝土局部黏结应力位置函数回归

7.2.4钢筋与自密实混凝土局部黏结滑移研究

7.2.5钢筋与自密实混凝土局部黏结应力滑移关系研究

7.3钢筋与自密实混凝土黏结机理分析

7.3.1钢筋与自密实混凝土黏结相互作用分析

7.3.2钢筋与自密实混凝土黏结特征点黏结应力推导

7.4钢筋与自密实混凝土黏结滑移有限元模拟

7.4.1有限元模型的建立

7.4.2有限元计算结果分析

7.4.3钢筋与自密实混凝土黏结滑移关系的运用

7.5小结

第8章自密实混凝土配筋结构的受力性能研究

8.1自密实混凝土梁抗弯与抗剪性能试验研究

8.1.1试验概况

8.1.2主要试验结果

8.2自密实混凝土框架结构抗震性能试验研究

8.2.1试验方案

8.2.2试验过程

8.2.3试验结果及其分析

8.3小结

第9章自密实混凝土加固柱、梁的受力性能研究

9.1自密实混凝土加固柱的抗震性能研究

9.1.1试验原材料与构件设计

9.1.2加载方法与装置及加固施工

9.1.3试件破坏过程

9.1.4试验结果及其分析

9.1.5自密实混凝土加固柱的抗剪承载力

9.1.6自密实混凝土加固柱抗剪承载力实用计算公式

9.2自密实混凝土加固梁受弯性能研究

9.2.1试验方案

9.2.2试验结果与分析

9.2.3加固梁极限承载力计算

9.2.4极限抗弯承载力实用计算公式

9.3自密实混凝土加固梁的抗剪性能研究

9.3.1试验方案

9.3.2试验结果与分析

9.3.3抗剪承载力计算方法

9.4小结

第10章自密实混凝土加固框架节点的受力性能研究

10.1自密实混凝土加固框架节点的抗震性能试验

10.1.1试件设计与制作

10.1.2试件原材料及特性

10.1.3加载装置与加载制度

10.1.4试件破坏过程与特征

10.1.5加固节点梁端荷载位移滞回曲线

10.1.6加固节点梁端荷载位移骨架曲线

10.1.7加固节点抗震性能分析

10.2自密实混凝土加固框架节点非线性有限元分析

10.2.1ABAQUS混凝土模型介绍

10.2.2自密实混凝土加固框架节点有限元模型

10.2.3初始力、轴压比和界面处理方式对加固节点力学性能的影响

10.3自密实混凝土加固框架节点恢复力模型

10.3.1几种典型的恢复力模型

10.3.2自密实混凝土加固框架节点梁端的荷载位移骨架曲线模型

10.3.3刚度退化规律

10.3.4自密实混凝土加固框架节点恢复力模型

10.4自密实混凝土加固框架节点受力机理与承载力计算

10.4.1加固节点受力机理

10.4.2加固节点核心区抗剪强度计算

10.5小结

第11章自密实混凝土的生产、施工与工程应用

11.1自密实混凝土的生产

11.2自密实混凝土的施工方法

11.2.1自密实混凝土在新建结构中的施工

11.2.2自密实混凝土在加固结构中的施工

11.2.3自密实混凝土的养护

11.3自密实混凝土硬化后性能的检测

11.4自密实混凝土工程应用实例

11.4.1自密实混凝土在建筑工程中的应用

11.4.2自密实混凝土在钢管混凝土拱桥中的应用

11.4.3自密实混凝土在公路桥梁加固中的应用

参考文献

为了达到不振动能自行密实，硬化后具有常态混凝土一样的良好物理力学性能，配制的混凝土在流态下必须满足以下要求：

自密实混凝土黏性适度

在流经稠密的钢筋后，仍保持成分均匀。如果黏性太大，滞留在混凝土中的大气泡不容易排除。黏度用混凝土的扩展度表示，要求在500—700mm范围内。如黏性过大即扩展度小于500mm时，则流经小间隙和充填模板会带来一定的困难;如果黏性太小即扩展度大于700mm后，则容易产生离析。因此，自密实混凝土要求粉体含量有足够的数量，粗骨料应采用5～15mm或5～25mm的粒径，且含量也比普通混凝土少。绝对体积应在0. 28～0. 33m3之间。含砂率应在50%左右。

自密实混凝土良好的稳定性

浇筑前后均不离析、不泌水，粗细骨料均匀分布，保持混凝土结构的匀质性，使水泥石与骨料、混凝土与钢筋具有良好的黏结，保持混凝土的耐久性。

自密实混凝土适当的水灰比

如果加大水灰比，增加用水量，虽然会增大流动度，但黏性降低。混凝土的用水量应控制在150～200kg/m3。之间。要保持混凝土的黏性和稳定性，只能依靠掺加高效减水剂来实现。采用聚羧酸类减水剂比较好，也可采用氨基磺酸盐，掺量为o.8%～1.2%(占水泥重量)。

自密实混凝土控制粉体含量

要保持混凝土具有良好的稳定性，粉体含量是关键。混凝土中小于80tim的粉体含量即胶凝材料用量应在000～600kg/m3之间。当水泥用量较多时，可以掺用粉煤灰、矿渣粉或石灰石粉取代一部分水泥，以降低水化热量。必要时，可以采取减少水泥用量、掺用少量的增黏剂，以保持适度的黏性。一般采用生物聚合物多糖增黏剂。