楊維康等

【摘 要】通過對比試驗(yàn)的方法，研究了在混凝土中添加消泡劑和復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰對混凝土的密實(shí)度和表觀質(zhì)量的影響。通過測試和分析發(fā)現(xiàn)：分別添加消泡劑和復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰后自密實(shí)混凝土的密實(shí)度、表觀質(zhì)量及強(qiáng)度都得到了提高，然而采用既添加消泡劑又復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰的方法能使混凝土構(gòu)件的密實(shí)度及表觀質(zhì)量得到雙重提高，有利于提高混凝土的耐久性。

【關(guān)鍵詞】自密實(shí)混凝土；消泡劑；硅粉；粉煤灰；密實(shí)度；表觀質(zhì)量

【中圖分類號(hào)】TU528

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【Abstract】In the concrete is studied through contrast test， the method of adding defoaming agent and mixed grinding fine silicon powder and fly ash on the compactness of concrete and apparent quality. Through test and analysis found that： adding defoaming agent and mixed grinding fine silicon powder and fly ash after the compactness， apparent quality and strength of self-compacting concrete are improved， but the fine grinding of adding defoaming agent and mixed method of silicon powder and fly ash can make the compactness of concrete component and doubly improve apparent quality，to improve the durability of concrete.

【Key words】Self-compacting concrete；Foam resistance agent；Silica fume；Fly ash；Compactness；Apparent quality

1. 引言

（1）自密實(shí)混凝土（Self CompactingConcrete 或Self-Consolidating Concrete，簡稱SCC）是指在自身重力作用下，具有較好的流動(dòng)性、密實(shí)性，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時(shí)獲得很好均質(zhì)性，并且不需要附加振動(dòng)的混凝土[1～3]。自密實(shí)混凝土屬于綠色混凝土的范疇，是未來混凝土的發(fā)展方向之一。自密實(shí)混凝土在施工過程中的使用，可以減小由于機(jī)械廣泛的振搗混凝土帶來的噪聲，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免管內(nèi)危險(xiǎn)作業(yè)和人為影響混凝土質(zhì)量等，同時(shí)節(jié)約由于參與振搗的施工人員帶來的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；其具有良好的流動(dòng)性、施工性能和填充性能，而且骨料不離析，混凝土硬化后具有良好的力學(xué)性能和耐久性，因此在未來的工程建設(shè)中將會(huì)得到廣泛的運(yùn)用[4～5]。

（2）隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，自密實(shí)混凝土的應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)對混凝土的質(zhì)量要求也越來越高。在實(shí)際工程條件下混凝土的現(xiàn)場澆筑不及實(shí)驗(yàn)室的條件理想，混凝土硬化之后表面存在蜂窩麻面的現(xiàn)象，未能達(dá)到較好的密實(shí)度和表觀質(zhì)量。本文通過在自密實(shí)混凝土中添加消泡劑和復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰以提高其密實(shí)度、改善其表觀質(zhì)量，從而進(jìn)一步提高自密實(shí)混凝土的力學(xué)性能及耐久性。

2. 試驗(yàn)機(jī)理

（1）消泡劑的表面張力， 滲透性強(qiáng)， 容易進(jìn)入混凝土漿體膜內(nèi)，使隔開空氣的漿體膜厚度越來越薄， 直至破裂， 里面的空氣逸出， 消除形成氣泡的條件。則加入消泡劑，一方面能在一定程度上消除混凝土與模板之間的氣泡 ，有效防止或消除混凝土表面蜂窩 、麻面的產(chǎn)生[7]， 使混凝土的表面具有較高的光澤度和平整度；另一方面，消泡劑能消除混過凝土內(nèi)部的氣泡，減少孔隙的產(chǎn)生， 則降低混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的孔隙率，提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。

（2）磨細(xì)硅粉與粉煤灰因?yàn)樗鼈冚^小的顆粒粒徑與水泥粒徑在微觀上形成級(jí)配體系，所以能更好地分散、填充在水泥熟料顆粒之間，起到密實(shí)填充作用，使水泥顆粒能更好地參與水化； 同時(shí)生成更多的水化產(chǎn)物，使?jié){體結(jié)構(gòu)更加致密，混凝土強(qiáng)度進(jìn)一步提高[6]。摻入適量的礦物利用其微集料效應(yīng)、玻璃微珠效應(yīng)和火山灰效應(yīng)，減少混凝土中水泥用量，改善新拌混凝土的和易性，并提高混凝土的密實(shí)度、強(qiáng)度和表觀質(zhì)量。

3. 實(shí)驗(yàn)研究

3.1 試驗(yàn)材料。

（1）水泥：海螺牌P.O42.5，密度3.01g/cm3；

（2）礦物摻合料：I級(jí)粉煤灰，密度2.2g/cm3；硅粉，密度2.8g/cm3；

（3）粗骨料：石子，5～20mm連續(xù)級(jí)配的碎石，級(jí)配良好，石子表觀密度：2.45～2.55g/cm3；

（4）細(xì)骨料：中砂，級(jí)配良好，細(xì)度模數(shù)2.6，表觀密度2.65g/cm3；

（5）外加劑：聚羧酸減水劑（減水效率為25%～30%）；

（6）水：普通自來水；

（7） 消泡劑：南昌某化工企業(yè)生產(chǎn)SXP通用型消泡劑。

3.2 試驗(yàn)方法。

本試驗(yàn)對SCC40強(qiáng)度等級(jí)的自密實(shí)混凝土進(jìn)行研究，采用對比試驗(yàn)的方法，在經(jīng)過試配調(diào)整優(yōu)化后的配合比的基礎(chǔ)試驗(yàn)上，而通過添加消泡劑和復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰的方法進(jìn)行試驗(yàn)，研究對自密實(shí)混凝土強(qiáng)度和表觀質(zhì)量的影響。

3.2.1 基本試驗(yàn)。

（1）遵照J(rèn)GJT 283-2012 《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，經(jīng)過試驗(yàn)調(diào)整后SCC40自密實(shí)混凝土優(yōu)化后配合比及性能如下表1。endprint

（2）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拌合物的工作性能及成型后試塊的力學(xué)性能均能滿足設(shè)計(jì)要求，但混凝土試塊表面存在蜂窩麻面的現(xiàn)象。

（2）試驗(yàn)S2是在試驗(yàn)S1的基礎(chǔ)上摻入硅粉，且粉煤灰占膠凝材料的30%，硅粉占膠凝材料的5%；試驗(yàn)S3是在試驗(yàn)S1的基礎(chǔ)上添加了型號(hào)為SXP通用型消泡劑，添加量為膠凝材料總質(zhì)量的1%；試驗(yàn)S4是在試驗(yàn)S1的基礎(chǔ)上既摻入硅粉，且粉煤灰占膠凝材料的30%，硅粉占膠凝材料的5%，同時(shí)添又加了型號(hào)為SXP通用型消泡劑，添加量為膠凝材料總質(zhì)量的1%。

4. 試驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1 下面圖1、圖2、圖3分別為S1與S2、S1與S3、S1與S4試驗(yàn)試塊的表觀質(zhì)量對比圖。

從圖1～圖3，可以看出：在既沒有摻入硅粉也沒有添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土成型后會(huì)在其表面產(chǎn)生不少孔洞，存在蜂窩、麻面等缺陷；在摻入硅粉后，自密實(shí)混凝土成型后的表觀質(zhì)量能夠得到較好改善；在僅僅添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土成型后的表觀質(zhì)量也能夠得到較明顯的改善；如果既摻入硅粉也添加消泡劑，那么自密實(shí)混凝土成型后其表觀質(zhì)量的改善效果會(huì)更明顯。

4.2 試塊成型抗壓強(qiáng)度。

（1）混凝土試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，每一試驗(yàn)類型進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組測試，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組6個(gè)試塊，測試結(jié)果如下表4。

（2）從表3中，可以看出：自密實(shí)混凝土試塊成型后的7d和28d抗壓強(qiáng)度對比中，在既沒有摻入硅粉也沒有添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度較低；在摻入硅粉后，自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度得到提高；在僅僅添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度也得到提高；如果既摻入硅粉也添加消泡劑，那么自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度提高效果較明顯。

5. 結(jié)論

通過試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）在自密實(shí)混凝土中僅添加消泡劑或僅復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰都是消除混凝土表面氣孔和蜂窩、麻面等缺陷，對改善混凝土表觀質(zhì)量的效果明顯。

（2）既添加消泡劑也復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰對改善混凝土表觀質(zhì)量的效果更明顯。

（3）在自密實(shí)混凝土中加入消泡劑能較大降低混凝土的含氣量，提高混凝土的密實(shí)度，從而提高混凝土的強(qiáng)度，有效改善混凝土的力學(xué)等性能。

（4）在自密實(shí)混凝土中復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰能提高混凝土的填充性，從而提高混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度。

（5）自密實(shí)混凝土中既添加消泡劑也復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰比單一添加消泡劑或復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰混凝土的強(qiáng)度更高。

參考文獻(xiàn)

[1] Othmane Boukendakdji，El-Hadj Kadri，Said Kenai et al.Effects of granulated blast furnace slag and superplasticizer type on the fresh properties and compressive strength of self-compacting concrete[J].Cement &； concrete composites，2012，34（4）：583～590.

[2] 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.

[3] 張希清，宋少民. 消泡劑對清水混凝土表面性能影響的研究[J]. 建筑技術(shù)，2002，09：669～670.

[4] 羅素蓉，鄭建嵐，王國杰，王雪芳. 自密實(shí)高性能混凝土結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用[J]. 土木工程學(xué)報(bào)，2005，38（ 4） ：46-52.

[5] JGJT283-2012自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[6] 張愛玲，陳曉霞.復(fù)合超細(xì)粉配制自密實(shí)混凝土耐久性試驗(yàn)[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，32（5）：37～39，44.

[7] P. Ramanathan，I. Baskar，P. Muthupriya et al.Performance of Self-Compacting Concrete Containing Different Mineral Admixtures[J].KSCE journal of civil engineering，2013，17（2）：465～472.

[基金項(xiàng)目]江西省教育廳科技計(jì)劃項(xiàng)目（DB201311176）；江西省教育廳教改項(xiàng)目（JXJG-12-7-20）。

[文章編號(hào)]1619-2737（2014）08-05-457

[作者簡介] 楊維康（1990.02-），在校土木工程專業(yè)本科生。

余建杰（1979.12-），男，講師（在讀博士生），主要從事土木工程方向的教學(xué)科研工作。endprint

（2）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拌合物的工作性能及成型后試塊的力學(xué)性能均能滿足設(shè)計(jì)要求，但混凝土試塊表面存在蜂窩麻面的現(xiàn)象。

（2）試驗(yàn)S2是在試驗(yàn)S1的基礎(chǔ)上摻入硅粉，且粉煤灰占膠凝材料的30%，硅粉占膠凝材料的5%；試驗(yàn)S3是在試驗(yàn)S1的基礎(chǔ)上添加了型號(hào)為SXP通用型消泡劑，添加量為膠凝材料總質(zhì)量的1%；試驗(yàn)S4是在試驗(yàn)S1的基礎(chǔ)上既摻入硅粉，且粉煤灰占膠凝材料的30%，硅粉占膠凝材料的5%，同時(shí)添又加了型號(hào)為SXP通用型消泡劑，添加量為膠凝材料總質(zhì)量的1%。

4. 試驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1 下面圖1、圖2、圖3分別為S1與S2、S1與S3、S1與S4試驗(yàn)試塊的表觀質(zhì)量對比圖。

從圖1～圖3，可以看出：在既沒有摻入硅粉也沒有添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土成型后會(huì)在其表面產(chǎn)生不少孔洞，存在蜂窩、麻面等缺陷；在摻入硅粉后，自密實(shí)混凝土成型后的表觀質(zhì)量能夠得到較好改善；在僅僅添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土成型后的表觀質(zhì)量也能夠得到較明顯的改善；如果既摻入硅粉也添加消泡劑，那么自密實(shí)混凝土成型后其表觀質(zhì)量的改善效果會(huì)更明顯。

4.2 試塊成型抗壓強(qiáng)度。

（1）混凝土試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，每一試驗(yàn)類型進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組測試，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組6個(gè)試塊，測試結(jié)果如下表4。

（2）從表3中，可以看出：自密實(shí)混凝土試塊成型后的7d和28d抗壓強(qiáng)度對比中，在既沒有摻入硅粉也沒有添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度較低；在摻入硅粉后，自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度得到提高；在僅僅添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度也得到提高；如果既摻入硅粉也添加消泡劑，那么自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度提高效果較明顯。

5. 結(jié)論

通過試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）在自密實(shí)混凝土中僅添加消泡劑或僅復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰都是消除混凝土表面氣孔和蜂窩、麻面等缺陷，對改善混凝土表觀質(zhì)量的效果明顯。

（2）既添加消泡劑也復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰對改善混凝土表觀質(zhì)量的效果更明顯。

（3）在自密實(shí)混凝土中加入消泡劑能較大降低混凝土的含氣量，提高混凝土的密實(shí)度，從而提高混凝土的強(qiáng)度，有效改善混凝土的力學(xué)等性能。

（4）在自密實(shí)混凝土中復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰能提高混凝土的填充性，從而提高混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度。

（5）自密實(shí)混凝土中既添加消泡劑也復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰比單一添加消泡劑或復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰混凝土的強(qiáng)度更高。

參考文獻(xiàn)

[1] Othmane Boukendakdji，El-Hadj Kadri，Said Kenai et al.Effects of granulated blast furnace slag and superplasticizer type on the fresh properties and compressive strength of self-compacting concrete[J].Cement &； concrete composites，2012，34（4）：583～590.

[2] 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.

[3] 張希清，宋少民. 消泡劑對清水混凝土表面性能影響的研究[J]. 建筑技術(shù)，2002，09：669～670.

[4] 羅素蓉，鄭建嵐，王國杰，王雪芳. 自密實(shí)高性能混凝土結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用[J]. 土木工程學(xué)報(bào)，2005，38（ 4） ：46-52.

[5] JGJT283-2012自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[6] 張愛玲，陳曉霞.復(fù)合超細(xì)粉配制自密實(shí)混凝土耐久性試驗(yàn)[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，32（5）：37～39，44.

[7] P. Ramanathan，I. Baskar，P. Muthupriya et al.Performance of Self-Compacting Concrete Containing Different Mineral Admixtures[J].KSCE journal of civil engineering，2013，17（2）：465～472.

[基金項(xiàng)目]江西省教育廳科技計(jì)劃項(xiàng)目（DB201311176）；江西省教育廳教改項(xiàng)目（JXJG-12-7-20）。

[文章編號(hào)]1619-2737（2014）08-05-457

[作者簡介] 楊維康（1990.02-），在校土木工程專業(yè)本科生。

余建杰（1979.12-），男，講師（在讀博士生），主要從事土木工程方向的教學(xué)科研工作。endprint

（2）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拌合物的工作性能及成型后試塊的力學(xué)性能均能滿足設(shè)計(jì)要求，但混凝土試塊表面存在蜂窩麻面的現(xiàn)象。

（2）試驗(yàn)S2是在試驗(yàn)S1的基礎(chǔ)上摻入硅粉，且粉煤灰占膠凝材料的30%，硅粉占膠凝材料的5%；試驗(yàn)S3是在試驗(yàn)S1的基礎(chǔ)上添加了型號(hào)為SXP通用型消泡劑，添加量為膠凝材料總質(zhì)量的1%；試驗(yàn)S4是在試驗(yàn)S1的基礎(chǔ)上既摻入硅粉，且粉煤灰占膠凝材料的30%，硅粉占膠凝材料的5%，同時(shí)添又加了型號(hào)為SXP通用型消泡劑，添加量為膠凝材料總質(zhì)量的1%。

4. 試驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1 下面圖1、圖2、圖3分別為S1與S2、S1與S3、S1與S4試驗(yàn)試塊的表觀質(zhì)量對比圖。

從圖1～圖3，可以看出：在既沒有摻入硅粉也沒有添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土成型后會(huì)在其表面產(chǎn)生不少孔洞，存在蜂窩、麻面等缺陷；在摻入硅粉后，自密實(shí)混凝土成型后的表觀質(zhì)量能夠得到較好改善；在僅僅添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土成型后的表觀質(zhì)量也能夠得到較明顯的改善；如果既摻入硅粉也添加消泡劑，那么自密實(shí)混凝土成型后其表觀質(zhì)量的改善效果會(huì)更明顯。

4.2 試塊成型抗壓強(qiáng)度。

（1）混凝土試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，每一試驗(yàn)類型進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組測試，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組6個(gè)試塊，測試結(jié)果如下表4。

（2）從表3中，可以看出：自密實(shí)混凝土試塊成型后的7d和28d抗壓強(qiáng)度對比中，在既沒有摻入硅粉也沒有添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度較低；在摻入硅粉后，自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度得到提高；在僅僅添加消泡劑的情況下，自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度也得到提高；如果既摻入硅粉也添加消泡劑，那么自密實(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度提高效果較明顯。

5. 結(jié)論

通過試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）在自密實(shí)混凝土中僅添加消泡劑或僅復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰都是消除混凝土表面氣孔和蜂窩、麻面等缺陷，對改善混凝土表觀質(zhì)量的效果明顯。

（2）既添加消泡劑也復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰對改善混凝土表觀質(zhì)量的效果更明顯。

（3）在自密實(shí)混凝土中加入消泡劑能較大降低混凝土的含氣量，提高混凝土的密實(shí)度，從而提高混凝土的強(qiáng)度，有效改善混凝土的力學(xué)等性能。

（4）在自密實(shí)混凝土中復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰能提高混凝土的填充性，從而提高混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度。

（5）自密實(shí)混凝土中既添加消泡劑也復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰比單一添加消泡劑或復(fù)摻磨細(xì)硅粉與粉煤灰混凝土的強(qiáng)度更高。

參考文獻(xiàn)

[1] Othmane Boukendakdji，El-Hadj Kadri，Said Kenai et al.Effects of granulated blast furnace slag and superplasticizer type on the fresh properties and compressive strength of self-compacting concrete[J].Cement &； concrete composites，2012，34（4）：583～590.

[2] 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.

[3] 張希清，宋少民. 消泡劑對清水混凝土表面性能影響的研究[J]. 建筑技術(shù)，2002，09：669～670.

[4] 羅素蓉，鄭建嵐，王國杰，王雪芳. 自密實(shí)高性能混凝土結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用[J]. 土木工程學(xué)報(bào)，2005，38（ 4） ：46-52.

[5] JGJT283-2012自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[6] 張愛玲，陳曉霞.復(fù)合超細(xì)粉配制自密實(shí)混凝土耐久性試驗(yàn)[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，32（5）：37～39，44.

[7] P. Ramanathan，I. Baskar，P. Muthupriya et al.Performance of Self-Compacting Concrete Containing Different Mineral Admixtures[J].KSCE journal of civil engineering，2013，17（2）：465～472.

[基金項(xiàng)目]江西省教育廳科技計(jì)劃項(xiàng)目（DB201311176）；江西省教育廳教改項(xiàng)目（JXJG-12-7-20）。

[文章編號(hào)]1619-2737（2014）08-05-457

[作者簡介] 楊維康（1990.02-），在校土木工程專業(yè)本科生。

余建杰（1979.12-），男，講師（在讀博士生），主要從事土木工程方向的教學(xué)科研工作。endprint