周太郎 余建杰* 楊維康 劉生輝 屈潤材

(南昌航空大學土建學院，江西 南昌 330063)

·建筑材料及應用·

粉煤灰摻量對于自密實混凝土性能影響探究★

周太郎 余建杰* 楊維康 劉生輝 屈潤材

(南昌航空大學土建學院，江西 南昌 330063)

鑒于目前國內(nèi)對于自密實混凝土的設(shè)計規(guī)范不完備，在現(xiàn)有的JGJ/T 283-2012自密實混凝土應用技術(shù)規(guī)程的基礎(chǔ)之上，從自密實混凝土的組成與其工作性能、抗壓強度、流動性之間的相互聯(lián)系考慮，并對粉煤灰的摻量進行了綜合探究，得出了一些有價值的結(jié)論。

自密實混凝土，配合比，設(shè)計，粉煤灰摻量

自密實混凝土，具有很高的工作性，在流動性、填充性、間隙通過能力等方面均優(yōu)于普通混凝土，故使用自密實混凝土[1]，可以取得較大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，其主要包括以下幾個方面：1)高流動性可以保證SCC在實際施工中對于一些不易澆筑甚至是難以澆筑的部位進行澆筑，可以有效避免普通混凝土澆筑過程中因施工不當而帶來的空洞、蜂窩、麻面等問題，同時可以避免預留埋件、鋼筋、模板等因振搗而產(chǎn)生偏移[2-4]。2)由于SCC在施工中不需或僅需極少的振搗，使得其可以24 h連續(xù)不間斷施工，避免了擾民問題，可以大大縮短工期。3)由于減少了振搗，可以減少振搗設(shè)備的購買、維護使用等費用，同時減少振搗人工費用。4)由于SCC的性能要求，其中會加入部分礦渣等廢物，既可以降低成本，又可以保護環(huán)境[5-7]。本實驗采用控制單因素變量法，150 mm×150 mm×150 mm標準試模，依據(jù)JGJ/T 283-2012自密實混凝土應用技術(shù)規(guī)程規(guī)范進行。

1 實驗材料

本實驗采用的材料有：1)水泥：海螺牌P.O42.5，密度3.01 g/cm3；2)礦物摻合料：Ⅰ級粉煤灰，密度2 200 kg/m3；3)粗骨料：石子，5 mm～20 mm連續(xù)級配的碎石，級配良好，石子表觀密度：2 450 kg/cm3～2 550 kg/cm3；4)細骨料：中砂，級配良好；5)外加劑：聚羧酸減水劑；6)水：普通自來水。

2 試驗配合比(C40)

本次試驗采用JGJ/T 283-2012自密實混凝土應用技術(shù)規(guī)程為基準，設(shè)計初步配合比，經(jīng)過試驗和調(diào)整配合比，在獲得符合標準的一個配合比之后，通過保持水膠比不變，改變粉煤灰摻量進行試驗。

基本方案配合比見表1，膠凝材料用量改變對比試驗配合比影響見表2。

表1 基本方案配合比

表2 膠凝材料用量改變對比試驗配合比影響

基本方案坍落擴展度如圖1所示，試件裝模如圖2所示，抗壓試驗如圖3所示，方案五～方案七坍落擴展度如圖4～圖6所示。

3 實驗分析

在獲得基本實驗配合比之后，考慮到強度、擴展度等性能的綜合要求，采用方案三作為膠凝材料的試驗原始數(shù)據(jù)，其控制變量數(shù)據(jù)見表2。由表2實驗數(shù)據(jù)可知，方案三、五、六、七采用保持水膠比不變，改變粉煤灰的用量，從而驗證粉煤灰對于SCC強度、擴展度的影響。方案三由于與后期數(shù)據(jù)調(diào)動過大，不宜作為對比參考，主要對于方案五、方案六、方案七做對比性分析(見表3)。

表3 部分實驗結(jié)果對比數(shù)據(jù)

方案28d強度MPa粉煤灰摻量/kg長邊擴展度/mm粉煤灰在膠凝材料中的質(zhì)量百分數(shù)/%方案五42．3149．252027．00方案六40．7165．7571030．05方案七34．2193．463035．00

實驗現(xiàn)象：1)方案五：骨料和水泥漿之間粘稠，粗骨料有少量裸露，保水性好，沒有泌水現(xiàn)象，但是擴展度相對較小，倒在鐵皮上流動性欠佳，7 d強度達到40 MPa，28 d強度達到42.3 MPa。2)方案六：骨料和水泥漿之間粘稠，粗骨料無裸露現(xiàn)象，保水性好，無泌水現(xiàn)象，擴展度良好，試樣倒在鐵皮上迅速攤開，頂端無堆積，7 d強度達到38.0 MPa，28 d強度40.7 MPa。3)方案七：骨料和水泥漿之間粘稠，粗骨料無裸露現(xiàn)象，保水性好，沒有泌水現(xiàn)象，擴展度良好，試樣倒在鐵皮上迅速攤開，頂端無堆積，7 d強度29.5 MPa，28 d強度34.2 MPa。

實際試驗得出，粉煤灰的摻量對于SCC的抗壓強度有著一定的影響，且影響呈單方向可預測影響，實驗結(jié)果表明，粉煤灰含量從27%～35%(重量含量)，試塊抗壓強度有降低的趨勢。粉煤灰的摻量多少對于擴展度的影響，由于實驗所得數(shù)據(jù)不是呈單向變化，在沒有更多試驗數(shù)據(jù)的情況下，不能得出其對擴展度的具體影響。但是可以肯定的是，在一個界限內(nèi)，隨著粉煤灰的增加，可以增大其流動性，因為粉煤灰本身具有微珠效應，使得流動性增強。而超過這個界限之后，由于水泥的用量不足，使得水泥漿形成之后的包裹力不足反而使得擴展度降低。

[1] A.Leemann,R.Loser,B.Münch.Influence of cement type on ITZ porosity and chloride resistance of self-compacting concrete[J].Cement and Concrete Composites,2009(322):116-120.

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[4] M.Uysal,K.Yilmaz.Effect of mineral admixtures on properties of self-compacting concrete[J].Cement and Concrete Composites,2011,33(7):771-776.

[5] 羅 鈺,謝友均,龍廣成，等.組成及配合比參數(shù)對自密實混凝土抗壓強度的影響研究[J].混凝土,2008(2):28-30,38.

[6] 劉翠蘭,李高峰,喬紅霞，等.基于遺傳算法的粉煤灰高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計[J].蘭州理工大學學報,2006,32(5):133-135.

[7] 馮乃謙.高性能混凝土[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996.

Research on the influence of fly ash amount to the performance of self compacting concrete★

ZHOU Tai-lang YU Jian-jie* YANG Wei-kang LIU Sheng-hui QU Run-cai

(CivilEngineeringCollege,NanchangAviationUniversity,Nanchang330063,China)

In view of the un-complete design specification of self compacting concrete at current domestic, based on existing JGJ/T 283-2012SelfCompactingConcreteApplicationTechnologySpecification, from the interrelation of composition and its working performance, compressive strength, mobility of self compacting concrete, comprehensive researched the fly ash amount, gained some valuable conclusions.

self compacting concrete, mix proportion, design, fly ash amount

2014-07-15

周太郎(1993- )，男，在讀本科生； 余建杰(1979- )，男，講師； 楊維康(1990- )，男，在讀本科生； 劉生輝(1993- )，男，在讀本科生； 屈潤材(1991- )，男，在讀本科生

1009-6825(2014)27-0115-03

TU528

A

★：江西省教育廳科技計劃項目(項目編號：DB201311176)；江西省教育廳教改項目(項目編號：JXJG-12-7-20)