C30自密实混凝土配合比及工作性能影响因

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0引言

自密实混凝土是指在自身重力作用下,能够流动并密实的混凝土,其特点是即使存在致密钢筋也能完全填充模板,同时降低普通混凝土施工中的噪音污染,改善混凝土施工性,降低成本。

普通的混凝土的配制方法,主要是从两个方面来考虑的。其一是原材料的性能;其二是混凝土强度。计算方法是先计算出初步配合比,再进行调配最终确定出达到要求的配合比。但是自密实混凝土设计配合比的方法与传统的普通混凝土配合比有着很大不同。年8月,我国新颁布实施了JGJ/T—《自密实混凝土应用技术规程》,作为自密实混凝土配合比设计的行业标准。新规程的配合比设计步骤更加清晰明了,与已有的选定砂石体积含量法相比,新选取参数均基于大量的国内外试验研究及我国国情,并且按照混凝土等级的不同提出了相应的粗骨料用量选取范围,更具针对性。用新规程的方法配制的自密实混凝土优点更明显,应用于工程也更有利。

1实验原料

(1)胶凝材料。水泥:福建龙麟水泥厂生厂的P·O42.5普通硅酸盐水泥,28d抗压强度52.2MPa,标准稠度28.5%,比表面积m2/kg;粉煤灰:厦门益材有限公司F类Ⅱ级粉煤灰,28d活性指数78%;矿粉:三钢集团(龙海)矿微粉有限公司矿粉,S95级,比表面积m2/kg,流动度比99%,28d活性指数%。

(2)骨料。粗骨料:5~20mm连续级配碎石,针片状颗粒含量≤8%,含泥量≤1.0%,泥块含量≤0.5%,表观密度kg/m3;细骨料:河砂,级配Ⅱ区中砂,含泥量≤3.0%,泥块含量≤1.0%,表观密度为kg/m3。其他性能符合JGJ52—《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》。

(3)外加剂。科之杰牌聚羧酸系高性能减水剂,减水率≥25%,掺量1.0%~1.2%,其性能符合GB—《混凝土外加剂》和GB—《混凝土外加剂应用技术规范》。

(4)消泡剂。水泥混凝土通用消泡剂,用量0.1%~0.5%。

(5)自来水。

2实验结果与分析

根据JGJ/T—与JGJ55—《普通混凝土配合比设计规程》进行C30自密实混凝土配合比设计。在实验中,由于配置的是自密实混凝土,所以坍落度不作为考量混凝土工作性能的指标之一,主要以扩展度表征。

2.1混凝土配合比设计试验

试验过程配合比及工作性能汇总见表1。

第一组实验结果:混凝土出现泌浆现象,说明有离析泌水情况;另外,扩展度仅达到mm,没有达到自密实混凝标准要求。针对上述情况,有可能是粉煤灰用量过少或砂用量过多导致的屈服极限过大。减少水泥用量,同时加大粉煤灰用量,将粉煤灰掺量从30%增加到50%,再次调配试验。

第二组实验结果:混凝土保水性、黏聚性有所好转,没有离析泌水现象,扩展度有所提高,达到mm。但是在混凝土试块成型、养护后,试块有气泡,而且28d抗压强度仅为32.9MPa,偏低。由于混凝土的流动性能偏低,所以决定将砂率降低。砂率过大,自密实混凝土的流动性不能保证;砂率过小,自密实混凝土的黏聚性和保水性会达不到目标要求。因此,调整砂率和水胶比,同时稍微增加胶凝材料总用量,改善混凝土的流动性能;28d抗压强度较低,将粉煤灰掺量降低到40%;为改善气泡问题,加入消泡剂解决。

第三组实验结果:黏聚性和保水性进一步增强,扩展度增大,达到mm,成型试块无气泡,28d抗压强度为38.3MPa。由于扩展度还不能达标,继续微调胶凝材料总用量,调整水胶比和砂率。由于外加剂效果不理想,所以重新调整外加剂用量。

第四、五组实验结果:配制的自密实混凝土均为未出现泌浆现象,第四组自密实混凝土扩展度达到mm,其28d抗压强度为39.5MPa;第五组自密实混凝土扩展度达到mm,其28d强度为38.8MPa,满足设计要求。由于第四组和第五组的28d强度基本可行,但还有改善空间,所以采用双掺来改善性能。

第六组实验结果:第六组自密实混凝土扩展度达到mm,其28d抗压强度为41.0MPa,满足设计要求。第四、第五组的扩展度和强度均不如第六组,矿粉与粉煤复掺,可改善自密实混凝土的性能,同时可降低成本,具备一定的经济效益。

2.2含气量对自密实混凝土的强度影响

根据GB/T—《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中含气量试验进行试验,数据如表1所示。自密实混凝土含气量越低,强度越高。含气量为2.1%时,拌合物和易性良好,并未出现泌浆现象,且强度为最佳值,说明较低的含气量对提高自密实混凝土强度是有利的。

2.3J—环及V—漏斗测试设计配合比的工作性能

J—环与V—漏斗数据如表1所示。在拌合物和易性良好下,混凝土流动性越好,J—环与V—漏斗的工作性能表现越好。在第六组试验中,其扩展度最大,J—环与扩展度仅相差20mm,V—漏斗时间最短,工作性能最佳。

2.4抗渗性能分析

根据GB/T—《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中抗水渗透试验进行试验,数据如表2所示。

试验混凝土具有很好的抗渗性,按标准方法采用逐级加压,水压力1.2MPa时,渗水高度均≤20mm,均满足P12。粉煤灰和矿粉的掺入有助于混凝土抗渗性的提高,且在一定范围内随掺量的增大而提高。

2.5抗冻性能分析

根据GB/T—《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中抗冻试验进行试验,数据如表3所示。

第六组试块在不同冻融次数下质量损失率最小,说明在加入粉煤灰和矿粉掺合料的情况下,两者产生交互效应,改善自密实混凝土的抗冻性能,增加材料的使用寿命。从第一组到第三组数据可以看出,粉煤灰应适量添加,掺量过多会降低试块的抗冻性能。

2.6生产实践验证

择优考虑后,确认表1中的序号6混凝土配比为实际生产配合比,根据生产材料进行微调,在站内进行实践生产,数据如表4所示。

实验结果显示,以表4配合比所配制的C30自密实混凝土未出现泌浆现象,所制混凝土扩展度达到mm,J—环与V—漏斗试验显示自密实混凝土工作性能良好,含气量2.0%,28d抗压强度为41.8MPa,满足设计强度要求,完成低标号自密实混凝土配合比设计。

3结论

在各项综合比较之下,进行实验试配,通过对施工工作性能和力学性能检测,以及通过调整砂率、调整水胶比、对比含气量及外加剂的用量等方法来确认最佳C30自密实混凝土配合比,即水泥kg/m3、粉煤灰kg/m3、矿粉kg/m3、石子kg/m3、砂子kg/m3、水kg/m3、外加剂6.5kg/m3、消泡剂0.75kg/m3。其扩展度达到mm、28d强度达到41.8MPa,J—环与V—漏斗显示其工作性能良好,符合设计要求。(来源:《福建建材》.10)




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