低强度等级自密实混凝土配合比优化试验研究

  摘 要:通过在河北地区低强度等级自密实高性能混凝土的试验研究，得出自密实高性能混凝土的工作性能规律，研制出低强度等级的免振捣自密实高性能混凝土，促进自密实高性能混凝土在我国的推广应用.

  关键词:自密实混凝土;配合比优化试验

  当前，混凝土技术发展有两个重要方向：一是发展高强度、高性能混凝土；二是使普通混凝土高性能化，使其使用寿命由40～45年延长至60～70年。免振自密实混凝土通过混凝土本身的流动性与填充性，使混凝土获得密实，这也是高性能的一种体现。

  1 自密实混凝土简介

  自密实混凝土属于一种高性能混凝土，也称免振捣混凝土，是通过外加剂、胶结材料、粗细骨料的选择和配合比的设计，使混凝土拌合物屈服值减小且又具有足够的塑性粘度，粗细骨料能够悬浮于水中不离析、不泌水，在不用或基本不用振捣的成型条件下，能充分填充所有空隙，形成密实而均匀混凝土结构的一种高性能混凝土.自密实混凝土可以在较低的水胶比下仅靠自重就能填充到复杂模型的各个角落，具有均匀的自密实成型性能，同时保证混凝土硬化后具有很好的力学性能和优异的耐久性能;且在硬化后表面的结构十分致密，渗透性低，提高了其耐久性.

  2 自密实混凝土的试验原材料和配合比优化

  2.1 原材料

  (1)水泥:采用邯郸太行山牌32.5普通硅酸盐水泥，水泥中矿渣、粉煤灰、石灰石含量为14.2%，水泥标准GB175-1999。(2)活性矿物掺合料:采用河北省衡水市陶城Ⅰ级粉煤灰. (3)骨料:采用河北省保定市满城县石子，5～10mm连续级配，级配良好。(4)外加剂:选用北京慕湖外加剂公司研制生产的萘系(UNF-5)高效减水剂粉剂和MNC-ZC增稠剂和葡萄糖酸钠等。(5)水:普通自来水. 采用NJB-50型单卧轴强制式混凝土搅拌机进行混凝土搅拌。计算所得自密实混凝土配合比见表1。

  2.2 自密实混凝土配合比优化

  下面主要通过各种外加剂掺量的不同对C30自密实混凝土坍落度、扩展度和中边差等性能的影响来确定最优配合比。

  C30单因素萘系掺量变化对自密实混凝土坍落度、扩展度和中边差影响情况见表2。

  注:砂率50%,N1～N5粉煤灰掺量35%

  由上表可以看出随着萘系掺量的增多，自密实混凝土拌合物的流动性增加，表现在新拌混凝土的坍落度和扩展度增加，但是出现泌水和离析现象越来越严重。混凝土拌合物的泌水和离析现象可用复合木钙或者增稠剂进行改善，试验结果见表3。

  注:砂率50%,N6、N8木钙掺量为0.2%

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  由上述试验结果可以看出高效减水剂掺量为1.2%还是稍高了，因此，在萘系高效减水剂掺量为1.1%的基础上，分别复合不同量葡萄糖酸钙缓凝剂，试验结果如表4所示。

  表4 葡萄糖酸钠(缓凝剂)掺量变化对自密实混凝土拌合物坍落度、扩展度、中边差的影响

  由上表试验结果可以看出，葡萄糖酸钠掺入确实控制了混凝土拌合物的坍落度损失，考虑到缓凝剂掺量较多时，会影响到混凝土拌合物的早期强度，因此，并初步选定葡萄糖酸钠掺量为0.07%，但是仍有泌水现象的出现，用复合增稠剂来进行改善.在萘系高效减水剂掺量为1.1%和缓凝剂掺量为0.07%的基础上，分别掺入0.07%，0.08%和0.09%的增稠剂，试验结果如表5所示。

  表5 增稠剂掺量对自密实混凝土拌合物坍落度、扩展度、中边差的影响

  综合上述试验结果我们可以看出:N17(萘系掺量1.1%;增稠剂掺量0.09%;葡萄糖酸钠0.07%;砂率50%和粉煤灰掺量35%)为最优配合比，0～90min混凝土拌合物坍落度、扩展度和中边差均满足要求.优化后的低强度自密实混凝土试验配合比见表6。

  表6 优化后的低强度自密实混凝土配合比(1m³ 各项材料用量单位:kg)

  采用此优化后的配合比所配制的自密实混凝土具有良好的工作性，完全符合自密实混凝土的工作性要求。

  参考文献:

  [1]段雄辉.免振捣自密实混凝土技术及工程实践[J].建筑技术，1997，(1).

  [2]李清和.高强与免振捣自密实混凝土[J].建筑技术开发，1997，(12):34-38.

  [3]张青，廉惠珍.自密实高性能混凝土配合比研究与设计[J].建筑技术，1999，(1)