自密实混凝土配合比设计方法初探

（石河子市泰安建筑工程有限公司，石河子市，832000） 王世平

自密实混凝土靠自身重力，就能够流动、填充密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，且不需要附加振动的混凝土。自密实混凝土在我国较多地区有应用，新疆地区随着经济的发展，工业及公用建筑的结构形式越来越复杂，这就对混凝土的性能提高了要求。

1 自密实混凝土工作性能的特点和检测方法

自密实混凝土的自密实性能主要包括流动性、抗离析性和填充性。

其中，流动性可以通过检测普通高性能混凝土拌合物坍落扩展度的方法检测。其流动性坍落扩展度目标值为：（650～755）mm。

抗离析性又称抗离析稳定性，采用V形漏斗实验进行测定。即装满10L混凝土拌合物，打开底盖计量流出时间(S)。其抗离析性V型漏斗通过时间目标值为：（7～25）S（如图1）。

图1 V形漏斗

自填充性又称间隙通过性，采用U箱形实验进行测定。用一个矩形箱，中间通过隔板分为A、B室，下端19cm高连通口，连通口处垂直放一定间距的钢筋。将A室装满混凝土拌合物，拔开隔板，拌合物即通过钢筋流入B室。停止流动后测两侧混凝土高度差。其填充性U型箱填充高度目标值为：320mm以上（如图2）。

图2 箱形实验仪

2 自密实混凝土配合比设计

现以自密实砼设计为C40强度，选用材料：天业P·O42.5、玛河卵石、玛河河砂、天业粉煤灰、奈系减水剂，配合比见表1。

调整内容：

（1）减水效率：15%调整为18%，液体调整为粉剂。

（2）单位体积混凝土中气体含量以15L计算，配合比调整见表2。

2.1 第一次试验试配情况（表3）

坍落扩展度：640mm，620mm。

V型漏斗通过时间：13.6S，9.7S。

U型箱填充高度：无（仪器结构问题）

过程现象：坍落扩展中间有堆石现象，混凝土试样处于即将离析状态，表面有浮浆，且混凝土抓底现象严重。

可能原因分析：

（1）砂率：砂率偏小，砂包裹石的量不足；

表1 自密实混凝土配合比 （单位：kg）

表2 调整后自密实混凝土配合比 （单位：kg）

表3 自密实混凝土第一次试验配合比 （单位：kg）

表4 自密实混凝土第一次试验调整后配合比 （单位：kg）

表5 自密实混凝土第二次试验配合比 （单位：kg）

（2）粉煤灰替代量：粉煤灰替代量偏小，粉体不足，致使浆体包裹骨料的量不足以使骨料悬浮；

（3）减水剂：减水剂掺量不太合适，混凝土中被释放出来的自由水过多，浮浆析出。

针对以上原因采取的对策及调整：

（1）、提高砂率：砂率由0.48调整为0.51；

取石为810kg，则砂为843kg；

（2）、提高粉煤灰替代量：替代量由20%调整为25%。

则 ，FA 为 130.5kg，水 泥 为 391.3kg，水 为192.5kg；

（3）降低减水剂用量：由1%调整为0.85%，减水剂为4.44kg。调整后的配合比（表4）。

2.2 第二次试验试配情况（表5）

坍落扩展度：700mm，700mm。

V型漏斗通过时间：30S，28S。

U型箱填充高度：80mm。

过程现象：坍落扩展中间无堆石现象，混凝土流动性良好，V型漏斗试验过程中有暂堵现象，U型箱出现堵塞。

可能原因分析：

（1）配合比不太合适，需调整。

（2）V型漏斗：石的粒径部分超标；仪器表面过于粗糙。

（3）U型箱：石粒径过大；仪器表面过于粗糙。

（4）往仪器装料时未一次性匀速装入。

针对以上原因采取的对策及调整：

（1）调整石的粒径：筛除19mm以上粒径石子。

（2）用盛料容器一次性匀速倒入。

2.3 第三次试验试配情况(表6）

表6 自密实混凝土第三次试验配合比 （单位：kg）

表7 自密实混凝土第四次试验配合比 （单位：kg）

表8 自密实混凝土第四次试验配合比 （单位：kg）

表9 五次试验结论

筛分：随机选取50kg石，19mm粒径筛余1.4kg，百分率为2.8%。

由于砂较湿，含水量较大，实际用水量为5.3kg。

坍落扩展度：730mm，690mm。无堆石、离析现象。

V型漏斗通过时间：14.1S，8.8S。

U型箱填充高度：140mm。

原因分析及对策：U型箱钢筋隔栅位置误差太大，按规范重新调整。

2.4 第四次试验试配情况（表7）

坍落扩展度：780mm，750mm。无堆石、离析现象。

V型漏斗通过时间：19.6S，14.0S，12.8S。

U型箱填充高度：180mm。

下面的试验计划：继续控制石的粒径，筛除16mm以上粒径是石子。

2.5 第五次试验试配情况（表8）

筛分：随机取30kg石，16mm粒径筛余4.63kg，百分率为15.4%。

试验过程：

（1）控制用水量，实际用水量为5.29kg，余0.49kgT50=1.05S。

坍落扩展度：730mm，710mm。无堆石、离析现象。

V型漏斗通过时间：18.5S。

U型箱填充高度：200mm。

（2）加入余下的水0.49kg，进行搅拌至均匀。

V型漏斗通过时间：8.6S。

U型箱填充高度：200mm。

3 结论

通过反复试验（表9），得出以下结论：

（1）通过配合比的调整，坍落扩展度满足了试验的初步要求；

（2）通过筛除试验要求的粒径20mm以上的石，V型漏斗通过时间满足了试验的初步要求；

（3）逐步控制石的粒径后，U型箱填充高度向好的方向发展；

（4）随着石的粒径的逐渐减小，对U型箱填充高度的影响也逐渐减小（石的粒径在试验的要求粒径范围内变化）。