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        自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)及應(yīng)用

        2019-11-29 06:52:10畢宏杰
        商品混凝土 2019年10期
        關(guān)鍵詞:水膠膠凝表觀

        畢宏杰

        (山西宏圖佰勝混凝土有限公司,山西 太原 030023)

        0 前言

        自密實(shí)混凝土俗稱自流平混凝土,具有高流動(dòng)性、均勻性、穩(wěn)定性,不離析、不泌水,澆筑時(shí)能夠不經(jīng)振搗而自動(dòng)流平,并能夠在自重作用下流動(dòng)密實(shí)的特性。自密實(shí)混凝土是高性能混凝土的一種,與相同強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土相比,具有粗骨料用量少、砂率較大、粉體用量大的特點(diǎn),水膠比小于常規(guī)混凝土的水膠比,添加了高性能減水劑,提高了混凝土的流動(dòng)性,有很高的施工性能。本文主要以絕對體積法對自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)及工程實(shí)例應(yīng)用進(jìn)行簡要闡述,以供參考。

        1 工程實(shí)例

        太原市某工程,部位:矩形鋼管柱,強(qiáng)度等級(jí):C50 自密實(shí),坍落擴(kuò)展度:(700±50)mm,預(yù)計(jì)方量:5000 方。

        施工技術(shù)要求:

        (1)矩形鋼管柱內(nèi)混凝土澆筑施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)和必要的澆筑工藝試驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上制定澆筑工藝和各項(xiàng)技術(shù)措施。

        (2)矩形鋼管柱內(nèi)混凝土澆筑之前,應(yīng)將管內(nèi)異物、積水清除干凈,管內(nèi)混凝土澆筑應(yīng)在鋼構(gòu)件安裝完畢并驗(yàn)收合格后進(jìn)行。

        (3)矩形鋼管柱中的混凝土除滿足強(qiáng)度指標(biāo)外,尚因注意混凝土坍落度的選擇,混凝土配合比應(yīng)根據(jù)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)計(jì)算,并通過試驗(yàn)確定。

        (4)矩形鋼管柱的混凝土宜連續(xù)澆筑。當(dāng)必須間歇時(shí),間歇時(shí)間不得超過混凝土終凝時(shí)間,需留施工縫時(shí),應(yīng)將管口封閉,防止水、油等異物落入。

        (5)當(dāng)留施工縫時(shí),在澆筑混凝土前,應(yīng)先澆筑一層厚度為 100~200mm、與混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同的水泥砂漿。以免自由下落的混凝土骨料產(chǎn)生離析。

        (6)矩形鋼管柱結(jié)構(gòu)內(nèi)混凝土澆筑質(zhì)量,可采用敲擊鋼管法來檢查其密實(shí)度,對于重要構(gòu)件部位,應(yīng)采用超聲波進(jìn)行檢測,對于混凝土不密實(shí)的部位,應(yīng)采用局部鉆孔壓降法進(jìn)行修補(bǔ),然后將鉆孔補(bǔ)焊封固。

        (7)在每層鋼管混凝土柱下部的鋼管壁上對稱開兩個(gè)排氣口,孔徑 20mm。

        2 自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)

        2.1 自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)原則

        (1)自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)宜采取絕對體積法,水膠比宜小于 0.42,膠凝材料用量宜控制在450~550kg/m3。

        (2)自密實(shí)混凝土要求拌合物在保持大流動(dòng)性的同時(shí)增加粘聚性。國內(nèi)外一般均采取增加膠凝材料的方法適當(dāng)增加漿體體積或通過添加外加劑的方法改善漿體的粘聚性和流動(dòng)性。

        (3)在增加膠凝材料的同時(shí),還要保持大流動(dòng)性,就需要選擇優(yōu)質(zhì)高性能減水劑。宜選用當(dāng)前市場上減水率大于 30% 的聚羧酸系高性能減水劑。

        (4)要選用粒型與級(jí)配較優(yōu)的粗細(xì)骨料,并限定粗骨料的最大粒徑。關(guān)于粗骨料最大粒徑,日本規(guī)定粗骨料最大粒徑為 20mm 或 25mm。

        在增加粉體量的同時(shí),粗骨料用量也相應(yīng)減少。本次選用的是 5~20mm 連續(xù)級(jí)配。

        2.2 自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法

        自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)確定拌合物中粗骨料體積、砂漿中砂的體積分?jǐn)?shù)、水膠比、膠凝材料中礦物摻合料的用量和膠凝材料用量等參數(shù)按下列步驟進(jìn)行:

        (1)根據(jù)自密實(shí)混凝土流動(dòng)性指標(biāo),確定粗骨料體積(Vg)及質(zhì)量(mg),砂漿體積 Vm,根據(jù)砂子的體積分?jǐn)?shù)參數(shù),確定砂的體積(Vs)和質(zhì)量(ms)。

        (2)根據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求選擇水泥,按水泥實(shí)際強(qiáng)度和統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差確定配制強(qiáng)度,從而計(jì)算出水膠比(mw/mb),計(jì)算單方用水量 mw。

        (3)根據(jù)漿體體積(Vp)、表觀密度(ρb)、水膠比(mw/mb)等參數(shù)計(jì)算膠凝材料質(zhì)量(mb),試驗(yàn)確定選用適宜的外加劑,來達(dá)到自密實(shí)混凝土的性能要求。

        3 原材料

        水泥:山水 P·O42.5 水泥,表觀密度 3.1g/cm3,28d強(qiáng)度 52MPa。

        粉煤灰:神頭電廠生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰,表觀密度2.2g/cm3。

        礦粉:太鋼超細(xì) S95 級(jí)礦粉,表觀密度 2.9g/cm3。

        細(xì)骨料:忻州水洗砂,顆粒級(jí)配為Ⅱ區(qū)中砂,表觀密度 2.65g/cm3。

        粗骨料:泥屯碎石,5~20mm,連續(xù)級(jí)配,表觀密度 2.70g/cm3。

        外加劑:聚羧酸高性能減水劑。

        4 基準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)

        (1)每方混凝土粗骨料的體積 (Vg)、質(zhì)量 (mg),根據(jù)自密實(shí)流動(dòng)性指標(biāo) SF2 選取 Vg= 0.30m3,

        質(zhì)量 mg=Vg×ρg= 0.30×2700 = 810(kg)

        (2)砂漿體積(Vm)

        (3)砂漿中砂的體積分?jǐn)?shù) φs= 0.45

        (4)每立方米混凝土中砂的體積 (Vs)、質(zhì)量 (ms)

        (5)漿體體積 Vp= Vm-Vs= 0.70-0.32 = 0.38(m3)

        (6)膠凝材料表觀密度ρb

        根據(jù)摻合料和水泥的相對含量及各自的表觀密度確定,下式計(jì)算:

        (7)自密實(shí)混凝土配制強(qiáng)度 fcu,0:

        (8)計(jì)算水膠比(mw/mb)

        (9)每方自密實(shí)混凝土中膠凝材料的質(zhì)量 mb:

        (10)每方混凝土用水質(zhì)量 mw

        (11)每方混凝土水泥質(zhì)量 mc及摻合料質(zhì)量 mf和mk

        (12)每方混凝土外加劑質(zhì)量 mca

        (13)確定基準(zhǔn)配合比(見表 1)

        表 1 自密實(shí)混凝土基準(zhǔn)配合比 kg/m3

        5 效果

        根據(jù)試驗(yàn)試配,工程實(shí)際使用原材料,試配攪拌量25L,并依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ 55—2011規(guī)定設(shè)計(jì),三個(gè)不同水膠比確定基準(zhǔn)配合比,根據(jù)試配結(jié)果對基準(zhǔn)配合比進(jìn)行調(diào)整,從而達(dá)到混凝土性能坍落擴(kuò)展度 750mm,T50=12s,粘聚性及保水性良好。7d 抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 85%,28d 抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 120%,滿足工程要求。

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