维普资讯 http://www.cqvip.com 试 ｉｕ 普通自密实混凝土工作性能试验分析 黄会锋 曾小丽 １江西省赣州市交通工程质量监督站（３４１０００） ２江西省赣州市市政工程公司（３４１０００） 摘要：简要介绍了普通自密实混凝土的工作原理和工作性能，通过试验，分析了砂率、减水剂及增稠荆对新拌混凝土流动性 和樊庀栏的影响，戎曲 满足孝遁茸雾实混凝土工 性能的最崔配此 ｜ 关篷坷 茸密实琨凝ｉ Ｉ 性能配舍此ｌ 。 ｜ １自密实混凝土概述 主要仪器设备有：１００ｍｍｘ１００ｍｍｘ１００ｍｍ试模：水泥混 免振捣自密实混凝土是高性能混凝土范畴中的一种，在 凝土搅拌机；ＳＹＥ一２０００型全自动水泥强度试验机（最大负荷 追求高强度、高耐久性的同时，重点实现高施工性能。通过对 ２０００ｋＮ）。 骨料、外加剂、胶凝材料和细掺料等组分的合理选择与配合 ②原材料 比优化，合理地解决流动性与抗分离性之间的矛盾，提高拌 １）水泥：Ｐ０４２．５普通硅酸盐水泥，上海海豹水泥厂生 和物的间隙通过能力和填充能力。在骨料自重作用下混凝土 产，水泥的化学成分见表１。 能自行密实，并能填充到复杂形体和密筋结构的各个部位， 表１水泥的化学成分（％） 混凝土硬化后具有良好的力学性能和耐久性能。 自密实混凝土首先应具有较高的工作性能，具体表现为 高流动性、高抗分离性、高间隙通过能力和高填充性。根据宾 汉姆方程：Ｔ＝Ｔｎ＋ ・ｒ，在外力作用下混凝土拌和物内部产生 ２）外加剂：ＰＣ减水剂、增稠剂、引气剂； 的剪应力Ｔ大于或等于阻止塑性变形能力Ｔ 时．混凝土开 ３）砂：粗砂粒径≤２．５ｍｍ，细砂粒径≤０．５ｍｍ，细度模数 始流动； 是混凝土拌和物内部阻止其流动的一种性能，称 ２．３￣３．０； 做塑性粘度， 越小，在相同外力作用下流动速度越快。与普 ４）石子：粒径５～１５ｒａｍ； 通混凝土采用机械振捣时因触变作用令Ｔｎ大幅度减小，使 ５）水：自来水 振动影响区内的混凝土呈液化而流动并密实成型的道理相 ２＿２配比方案 似：制备免振捣自密实混凝土的原理是通过骨料、外加剂、胶 自密实混凝土的配制过程中，流动性、抗离析性能、填充 凝材料和细掺料的优选和配合比的优化设计，使Ｔｎ减小到 性三因素起关键作用。配比中，水泥、减水剂、增稠剂的用量 适宜范围，同时又具有足够的塑性粘度，使骨料悬浮于水泥 和砂率决定这三项性能的优劣。所以设计以下试验方案来找 浆中，不出现离析和泌水，能自由流淌充分填充模型内的空 出满足普通自密实混凝土工作性能的最佳配比。 间．形成密实且均匀的结构。 水泥用量和砂率的试验方案（水灰比控制在０．４）：水泥 采用高效减水剂可对水泥颗粒产生强烈的分散作用，高 用量分别为：５１０ｋｇ、５４０ｋｇ、５７０ｋｇ。砂率分别为：０．３５、０．４０、 效减水剂在水泥颗粒界面的吸附和形成的双电层，使水泥颗 ０．４５。试验配比见表２。 粒间产生静电斥力作用，拆散其絮凝结构，释放它们约束的 表２不同水泥用量和不同砂率的混凝土配比（ｋｇ／ｍ。） 水，水泥颗粒间相互滑动能力增大，使混凝土开始流动的屈 ｔ鳙号｜／ 承弼 ／砂子 石子 『ｌ承ｉ 服剪应力降低，获得高流动性能，同时能有效控制混凝土用 １ ５１０ ５８８ １Ｏ９２ ２Ｏ４ ３。５７ ＬＯ２ ０。０５１ 水量，保证力学与耐久性要求。 ２ ５１０ ６７２ １０ｏ８ ２Ｏ４ ３．５７ Ｌ０２ ０．Ｏ５１ 自密实混凝土应具有较好的抗分离性。试验表明，离析 ３ ５１０ ７５６ ９２４ ２ｏ４ ３．５７ １．０２ ０Ｄ５１ 的混凝土在通过间隙时．粗骨料会产生聚集而阻塞间隙．难 ４ ５４０ ５７７．５ １０７２．５ ２１６ ３．７８ １．０８ ０＿０５４ 以填充模板和保持拌和物均质。混凝土离析的主要原因是 ５ ５４０ ６６ｏ ９９０ ２１６ ３Ｉ７８ １．０８ ０．０５４ 和Ｔｎ过小，混凝土抵抗粗骨料与水泥沙浆相对移动的能力 ６ ５４０ ７４２．５ ９Ｏ７．５ ２１６ ３．７８ １．０８ ０．Ｏ５４ 弱。由此可知，屈服剪应力Ｔ０和塑性粘度 既是混凝土开始 ７ ５７０ ５６７ １０５３ ２２８ ３．９９ １．１４ ０．０５７ 流动的前提，又是不离析的条件。 ８ ５７０ ６４８ ９７２ ２２８ ３，９９ １．１４ ０ ０５７ ２配比试验 ９ ５７０ ７２９ ８９１ ２２８ ３ １．１４ ０．０５７ ２．１仪器与原材料 砂率对流动性的影响配比如表３。 ①仪器 ３９ 维普资讯 http://www.cqvip.com ：阳 ５４０ 磐 １０９２ －－２１６ 聋３ Ｌ０８ ０１０５４。 ｜ ５４ｏ ７４３： ９０７ ２１６ ３ １．０８ ０；０５４ ５４０ ７ 锣 ８９１ ２１６ ｊ ７８ －ｉ：０８ ０：０５４ 口 刚 ｜ ７ ８５８ １￣ ｉ一２１６ 冀３ ｜Ｊ１ｏ８ ０．０５４ ｉ ｉ ８２５ｉ￣ ８２５ ２１６ ３．｜７８ ｉＩ． ０￣０５４ 减水剂对流动性能的影响配比如表４。 图２水中标准养护的试块 ｜ ｌ｜ ５函４０ ｜ ７２６ ｝ ９２４ ２１６ ≯５．４ １．０８ ｉ０．０５４ ２ ｜ ７５６｜ ９２４ ２１６ ．４．３２ 童Ｊ．０８ １０．０５４ ３结果分析 ｌｊ ７５６ ／ ９２４ ２１６ ３．７８ １．０８｜ ｜０．０５４ ３．１砂率对新拌混凝土流动性和填充性的影响 ４ ５４盼０ ７５６ ９２４ ２１６ ３．４２ １．０８｜ ０．０５４ Ｉ．Ｚ￣－ｉｌｔ ５ ５胡４０， ７５６： ９２４ ２１６ １６ ｌ ０．０５４ ｌ １ ｜ｉ２２ ／ １５ ／Ｉ｜６ ５４ 目测薄 ｌ 增稠剂用量对混凝土的流动性和填充性能的影响的配 比如表５、表６。 ２ ２４５ ， ： ６１ 目测爵析 ３ ２５：５ ６２ 曩Ｊ３ ８ ｌ ｌ雩｜６ｊ｜ 石离 ｆ 表５增稠剂ＰＦ５００对流动性和填充性影响的混凝土配比（ｋｇ／ｍ。） ４ ｌ２４．５ 卯 １１ ｊ ８｜ —５３ 茸滴 群 ２５ ５ 刀 ＪＤ・ ｌｌ ８ ６９｜ ｌ 彝 § ｉ２５．５ 加 ７ 。 ５９ 无离析 ７ 一瑟 ｊ ８ ｉ ｊ ６ ｉｉ！ｉ！！ｉｉ ｉ５９ 离折一 ０ ８ ２７＝ ７２ 孽６ ８ ｌ 蠹｜ 离 ｜ 表６增稠剂２５０ＧＸＲ对流动性和填充性影响的混凝土配比（ｋｇ／ｍ。） ｑ２５ ６ ８ ４ 薯 ＿无离析 ４： ５４０ ８２５． ８２ ５ ２１６ ３．７８ 。 ０。．５４ ｎ０５１ ５ ５４０ｊ ｜８２５ 。８２５ ２１６ ３．７８ １．０８ ｜ ０．０５ｌ 由试验结果可以看出： （１）从目测的混凝土形状看，三个水泥用量中，砂率小于 ５４ ｊ 。 ８２５ ｇ２５ ２１６ ３ ７８ ｏｌ１０５ Ｏ．４时混凝土发生离析，砂率Ｏ．４５时效果最好。 ２．３试件制备 （２）从流动性（即坍落度，坍落扩展度，扩展速度）观察， ２＿３．１温度和湿度要求 混凝土中水泥用量为５４０ｋｇ和５７０ｋｇ的效果差不多，但要比 试验室温度为１７～２５℃，相对湿度大于５０％，水泥试样、 ５ｌＯｋｇ强。从经济角度考虑选择水泥的用量为５４０ｋｇ／ｍ 。 标准砂、拌和水等的温度应与室温相同；养护室温度２０－＋ 从填充性考虑．水泥用量为５７０ｋｇ／ｍ 、砂率为０．４５时为 ３￣Ｃ．相对湿度大于９０％；养护水温度２０＋３ｏＣ。 最佳．但流空时间要求在７～１５ｓ之间，所以选择水泥的用量 ２－３．２试块成型与养护 为５４０ｋｇ／ｍ 、砂率０．４５，混凝土的流动性和填充性能都可满 １）成型前将试模擦净，紧密装配，内壁均匀涂一薄层机 足要求 油。 ３－２减水剂对新拌混凝土流动性和填充性的影响 ２）按配合比称取水泥，将固态外加剂掺人水泥中，用小 不同减水剂用量的试验结果见图３。 勺干拌均匀．砂子和各种掺和料放人搅拌机内，加入水和液 态外加剂，拌均匀后装入试模，装模时不必振动，让混凝土自 然、均匀流人模内，用刮刀刮平，编号，放人养护箱养护２４±２ 小时，脱模。 ３）脱模后的试块放人２０℃水中养护１４天。 ０．４ ０．５ ０． ０．８ ｌ 减水荆用量／％ 图１ 刚成型的试块 图３减水剂用量与工作性能的关系 维普资讯 http://www.cqvip.com 凇■ ｉｕ 由图３可以看出，大量减水剂的用量达到０．６％时，Ｔ作 性能有改善，并且接近最佳值，在０．６％一１％范围内，当用量 为１％时不太经济。经综合比较，确定０．７％的用量为最佳，各 方面的性能都能满足自密实混凝土的要求。 ３．３增稠剂对新拌混凝土流动性和填充性的影响 为了保证自密实混凝土的流动性．加了大量的减水剂． 为了防止减水剂造成混凝土的离析．在混凝土中需加入增稠 剂，增加混凝土的粘性，保证混凝土不产生离析。但加入增稠 剂后，混凝土的流动性必然会受到影响，需通过试验确定它 ０．２７ ０ ５４ ０．８１ ０．５４ １．０８ １ ６２ 的用量。 增稠剂ｌ用量 增稠剂２用量 两种增稠剂最佳参量，试验结果见表８，性能对比图见 图４两种增稠剂用量与工作性能的关系 图４ 通过上述试验，确定满足普通自密实混凝土工作性能的 表８增稠剂用量对混凝土的流动性和填充性能的影响 最佳配比如下： １ 踮协７０∞∞ ∞｜ ∞５ 孔ｍ Ｏ ４ ｊ ６７ 礅鬣求辊浆 ２ ２８ ６５ １０ ４ ６３｜ 数量承掘浆 参考文献 ３ ２５ ｜６１ ８ 。 ８｜ ５５｜ 无离析 ［１］李乃珍等，抗海水水泥对高浓ＳＯ４２ Ｍ 、Ｃ１的耐腐蚀 ４ ２３．５ ｜ ｜ ７．５ Ｉ １． ６２ 目测离析 性能及其机理．《中国建材科技》．１９９８． ５ ２３．５ ｜７１ ，７ ８．５｜ ６２ 目测离析 『２］中国建筑科学研究院、混凝土研究所．混凝土实用手册 ６ ２３．５ ７２ ８ ６ 有水泥浆 ［Ｍ］．北京：中国建筑Ｘ－业出版社，１９８６． 『３］陈肇元．编．混凝土结构的耐久性与使用寿命． 由试验可以看出，增稠剂１的效果明显比２的要好，当 ［４］贺传卿，李永贵等．硫酸盐对水泥混凝土的侵蚀及其防 增稠剂１用量为Ｏ。８１％时，新拌混凝土无离析产生，工作性 治措施【『Ｉ．混凝土，２００３（３）． 能都有改善。经综合比较，确定０．８１％的用量为最佳，各方面 ｆ５］赵立华，傅捷．对普通硅酸盐水泥中铝酸三钙问题的几 的性能都能满足自密实混凝土的要求。 点认识【Ｉ１．江苏水利，２００２（８）． ３．４普通自密实混凝土的最佳配比 ４１
