仲秀麗

(江蘇科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

1 概述

自密實(shí)混凝土(Self－Compacting Concrete)是指在混凝土自身重力作用下，不需要另外加以振動(dòng)可以流動(dòng)、密實(shí)，即使在模板中存在致密鋼筋也可以完全填充模板，達(dá)到充分密實(shí)并獲得最佳的性能，屬于高性能混凝土的一種。

影響新拌自密實(shí)混凝土的高充填能力的主要因素是形變能力和抗離析性，一些外加劑如高效減水劑、增稠劑、保塑劑等對(duì)新拌混凝土的變形和離析起至關(guān)重要的作用。自密實(shí)混凝土拌合物中，粗骨料懸浮在砂漿中，在自重的作用下，砂漿包裹粗骨料一起流動(dòng)，通過(guò)鋼筋間隙、填充模板，進(jìn)而形成均勻密實(shí)的結(jié)構(gòu)。

自密實(shí)混凝土拌合物的良好配合比為保證其自密實(shí)性，良好的工作性能提供了重要保證，也是進(jìn)行自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。

2 自密實(shí)混凝土的配制及其工作性能

2.1 自密實(shí)混凝土的配制

自密實(shí)混凝土原材料包括:粗細(xì)骨料、膠凝材料、外加劑等。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明:混凝土拌合物的性能取決于漿體和骨料的性質(zhì)與含量。自密實(shí)混凝土拌合物的自密實(shí)性主要與粗骨料占固體體積的比例、粗骨料級(jí)配、砂漿的流動(dòng)性與粘度以及砂漿的壓力傳遞性能5個(gè)因素有關(guān)。

2.2 自密實(shí)混凝土拌合物的工作性能

自密實(shí)混凝土拌合物的工作性能包含高流動(dòng)性、填充性、間隙通過(guò)性以及抗離析性能四個(gè)方面，這四方面決定了自密實(shí)混凝土拌合物的工作性能?；炷涟韬衔锏墓ぷ餍阅軇t直接影響到其在工程應(yīng)用實(shí)踐中的性能。

混凝土拌合物的工作性能主要受下列因素影響:拌合與拌合時(shí)間、粗細(xì)骨料性質(zhì)、水泥的性質(zhì)、外加劑、拌合料各種成分所占的比例。合理選擇材料，良好的配合比才能保障自密實(shí)混凝土所要求的高效能。

3 配合比設(shè)計(jì)

3.1 選用原材料

1)水泥:

P.O42.5普通硅酸鹽水泥，鎮(zhèn)江水泥廠生產(chǎn);

2)外加劑:

聚羧酸系減水劑、增稠劑;

3)砂:

粗砂粒徑不大于2.5 mm，細(xì)砂粒徑不大于0.7 mm，細(xì)度模數(shù)2.3 ～2.9;

4)石子:

粒徑10 mm～20 mm;

5)水:

自來(lái)水。

3.2 配合比方案

在自密實(shí)混凝土的配合比中，水泥、減水劑、增稠劑的用量和砂率的大小決定流動(dòng)性、抗離析性、填充性這三項(xiàng)工作性能的優(yōu)劣，通過(guò)設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)配合比方案來(lái)找出滿足工作性能的最佳配比。

不同水泥用量和不同砂率的實(shí)驗(yàn)方案見表1。

水灰比控制在0.4;水泥用量分別為:420 kg，450 kg，480 kg;砂率分別為:0.38，0.4，0.42。

表1 不同水泥用量和不同砂率的混凝土配比 kg/m3

不同減水劑用量的實(shí)驗(yàn)方案見表2。

表2 不同減水劑用量的混凝土配比 kg/m3

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

本次實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了新拌自密實(shí)混凝土的坍落度及養(yǎng)護(hù)3 d，7 d，28 d立方體抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分別得出砂率、減水劑對(duì)新拌混凝土流動(dòng)性和填充性的影響，從而得出滿足工作性能要求的自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)配合比。

4.1 不同水泥用量和不同砂率對(duì)新拌混凝土流動(dòng)性和填充性的影響

采用不同水泥用量和不同的砂率時(shí)，新拌混凝土的流動(dòng)性和填充性的測(cè)試結(jié)果見表3。

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出:

通過(guò)目測(cè)，所采用的三個(gè)水泥用量中，均為砂率取0.38時(shí)混凝土發(fā)生離析泌水現(xiàn)象，砂率取0.42時(shí)新拌混凝土各方面工作性能較好。從表3還可得出，當(dāng)采用水泥用量為450 kg和480 kg時(shí)，混凝土的流動(dòng)性能(即坍落度、坍落擴(kuò)展度、擴(kuò)展速度)差別不大，比水泥量為420 kg時(shí)混凝土的流動(dòng)性較好。故綜合考慮了新拌混凝土工作性能及經(jīng)濟(jì)性兩方面因素選擇水泥用量為450 kg/m3。

從流動(dòng)性考慮選擇水泥用量為450 kg/m3，故水泥用量為450 kg/m3時(shí)混凝土的流動(dòng)性和填充性要求都能得到滿足。

表3 砂率對(duì)新拌混凝土流動(dòng)性和填充性的影響

4.2 減水劑對(duì)新拌混凝土工作性能的影響

由圖1～圖4可看出，增加減水劑可改善混凝土的流動(dòng)性和填充性，當(dāng)減水劑的用量達(dá)到1.4%時(shí)，工作性能改善接近最佳值，減水劑用量在1%～1.8%范圍內(nèi)時(shí)，經(jīng)綜合比較各線形關(guān)系圖及趨勢(shì)圖，確實(shí)1.4%的用量為最佳，拌制所得的自密實(shí)混凝土各方面的性能滿足要求。

圖1 減水劑用量與坍落度的關(guān)系及趨勢(shì)曲線圖

圖2 減水劑用量與坍落擴(kuò)展度的關(guān)系趨勢(shì)圖

圖3 減水劑用量與流空時(shí)間關(guān)系及趨勢(shì)圖

圖4 減水劑用量與流空擴(kuò)展度關(guān)系及趨勢(shì)圖

4.3 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度

將新拌混凝土裝模并在標(biāo)準(zhǔn)條件下灑水養(yǎng)護(hù)，并分別測(cè)不同水泥用量和不同砂率混凝土3 d，7 d，28 d立方體抗壓強(qiáng)度值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。

表4 不同水泥用量和不同砂率混凝土立方體抗壓強(qiáng)度值 MPa

從表4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看出，三個(gè)水泥用量中，砂率為0.42時(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度最大，0.38時(shí)抗壓強(qiáng)度最小，從整體來(lái)觀察，混凝土中水泥用量為450 kg和480 kg的抗壓強(qiáng)度差不多均能達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度值。故從強(qiáng)度及經(jīng)濟(jì)角度考慮選擇水泥用量為450 kg。

5 結(jié)語(yǔ)

表5 混凝土配合比 kg

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)比較得到C40自密實(shí)混凝土的最佳配合比見表5。

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