司應舉
【摘 要】自密實混凝土(簡稱SCC)與普通混凝土在建筑中有著很廣泛的應用,這兩種混凝土在不同的建筑領域有著自身的優(yōu)點。本文研究SCC與普通混凝土在同樣的原材料和礦物摻合料下, SCC的坍落擴展度比普通混凝土大,SCC的流動性、抗離析性和填充性比普通混凝土的更具有優(yōu)異性,同樣原材料、礦物摻合料和不同的配合比下,SCC比普通混凝土的干縮系數大。
【關鍵詞】SCC;普通混凝土;性能
0 引言
普通混凝土是應用最為廣泛的混凝土,在民用建筑、道路等各方面都在大量使用。隨著建筑物迅速發(fā)展,使混凝土技術從塑性混凝土到干硬混凝土,現在又到SCC,SCC以其不需要振搗,且其流動性、填充性非常好,對施工環(huán)境的大大改善而得到廣泛應用,是一種新型的高性能混凝土[1-3]。在二十世紀八十年代由馮乃謙教授提出了流體混凝土概念,奠定了研究基礎。而后北京城建公司在SCC的研究成果上取得了成功,而后中國鐵道建筑公司也取得了成果。此外,我國的一些科學家們也做了大量的SCC研究,推動了我國SCC的發(fā)展[3]。在生產配置中,SCC與普通混凝土在原材料相同、礦物摻合料相同的情況下,測試其新拌混凝土與硬實混凝土的性能及SCC和普通混凝土耐久性能。通過實驗結果對比SCC與普通混混凝土的性能差異,從而得出這兩種混凝土的不同。
1 原材料
(1)水泥,采用P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥水泥性能指標依據行國家標準《通用硅酸鹽水泥》GB175的相關規(guī)定,標準稠度27.4%,28d抗壓強度50.2MPa。
(2)骨料。細集料,細度模數2.98,表觀密度2640kg/m3。粗集料不宜過大,最大粒徑不應該大于20mm,應該采用連續(xù)級配或者2個和2個以上的單位粒徑級配搭配使用。粗骨料的針片狀含量、含泥量及泥塊含量都應該符合《自密實混凝土應用技術規(guī)程》CECS203:2006中的粗骨料針片狀含量不應超過8%。
(3)礦物摻合料
粉煤灰,細度3.8%,需水量比90%。礦渣采用S75粒化高爐礦渣,其指標符合混凝土外加劑應用規(guī)范。
(4)萘系減水劑,最大減水率為22 %,固含量≥96%。
2 配合比設計
2.1 SCC配合比設計
本實驗采用固定砂石體積法, 設定每立方混凝土中石子用量的松堆體積α=0,55m3,其中α范圍(0.5~0.6); 砂漿中砂體積含量為44%(42%~45%);水泥和粉煤灰總體積為1m3,粉煤灰參量為30%;減水劑摻量1.5%,得出1m3SCC材料用量:mc:mf:mw:mg:ms=388.5:166.5:184:842.6:794
2.2 普通混凝土配合比設計
根據構件尺寸,粗骨料粒徑按公稱粒徑選用Dmax=20mm,即采用5~20mm的粗骨料。選取W0=195kg/m3。粉煤灰代替25%的水泥,選取砂率為34%,減水劑摻量為膠凝材料的1.5%[4-5],1m3混凝土用量為:m :m :m :m :m =375:125:195:556:1080
3 SCC與普通混凝土的性能實驗[6]
(1)坍落度擴展度試驗:SCC與普通混凝土的坍落擴展度數據符合GBT50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法》如表1所示。
從表1知:在水泥使用量相同的情況下,SCC的坍落度、T50和擴展度都比普通混凝土的大,說明SCC的流動性比普通混凝土的流動性更好。
(2)SCC的V型漏斗試驗是指SCC的粘度通過V型漏斗流出的時間,混凝土拌合物完全流過漏斗所用的時間T實驗所得數據如表2所示。
從表2數據知:所測得的數據的范圍為9.6~11.8s,說明SCC的流動性良好。
(3)U 型箱試驗方法評價拌合物間隙通過能力的性能,實驗所得數據如表3所示。
從表3可以看出實驗得到的H1-H2在0~12mm之間,所以實驗配制混凝土的流動性符合標準,不需要調整,SCC的流動性良好。
(4)抗壓強度試驗:在水泥用量相同,設計強度不同的情況下,根據《普通混凝土力學性能試驗方法》(GB/T50081-2002)分別測試SCC的7d、28d立方體抗壓強度,分別為51.6MPa、58.3MPa,普通混凝土分別為39.7MPa、47.8MPa。SCC的7天抗壓強度為設計要求的86%,而普通混凝土的7天抗壓強度為設計要求的79.4%,SCC的七天抗壓強度比普通混凝土的好。28天的抗壓強度都差不多。
4 SCC與普通混凝土的耐久性能對比
混凝土的耐久性是混凝土在各種實驗環(huán)境對抗混凝土的破壞能力,使混凝土保持自身的完整性的能力。本次混凝土耐久性的測試實驗是干縮實驗[7]。對C60SCC礦物摻合料的六個配合比和C50普通混凝土的同樣礦物摻合料的三個配合比,做九個實驗比。對SCC進行以粉煤灰15%、25%、35%和礦渣15%、25%、35%取代混凝土中水泥質量來進行配合比設計。同時對普通混凝土不摻任何礦物摻合料、25%粉煤灰取代水泥、25%礦渣取代水泥的配合比設計來做 1、3、7、14、28天干縮試驗。配合比如表4所示,干縮量結果如表5所示。
從表5中數據可以看出,混凝土的收縮系數在28天內增長非??欤琒CC的各種不同礦物摻合料的大于普通混凝土的收縮系數。當摻入粉煤灰時,摻粉煤灰的混凝土收縮量比不摻粉煤灰的混凝土的收縮系數小,摻入量為35%的比摻摻入量為25%的收縮系數更小,摻入量為15%時的最大。當礦物摻合料為礦渣時,摻入量為25%時,混凝土的干縮系數比基準混凝土的大,當摻入量為45%時,收縮系數要小于基準混凝土。
5 結論
同樣原材料的SCC和普通混凝土,SCC的和易性、流動性、黏聚性和保水性比普通混凝土的更好;同樣原材料不同配合比設計強度的SCC和普通混凝土,在相同礦物摻合料下SCC的的干縮系數比普通混凝土的大。在混凝土中粉煤灰摻量越多,混凝土的收縮就會越小。礦渣的摻量在低于40%時,收縮系數低于普通混凝土,摻量在40%~50%時,收縮系數隨礦渣摻量的增加而增大,大于50%后又變低。
【參考文獻】
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[2]王國清,程利平.自密實混凝土的發(fā)展歷史和研究現狀[J].中國水運(下半月刊),2011,11(07):240-243.
[3]殷新,謝友均,龍廣成.自密實混凝土的研究及應用現狀[J],建筑技術開發(fā),2006(11),42-44.
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[5]宋少民,王林.混凝土學[M].武漢理工大學出版社,2013,12.
[6]陳瑜,黃湘寧,周文芳.自密實混凝土工作性試驗方法評述[J].長沙理工大學學報(自然科學版),2011,2(04):29-33.
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[責任編輯:朱麗娜]endprint