普通混凝土与SCC性能对比实验研究

司应举

【摘 要】自密实混凝土（简称SCC）与普通混凝土在建筑中有着很广泛的应用，这两种混凝土在不同的建筑领域有着自身的优点。本文研究SCC与普通混凝土在同样的原材料和矿物掺合料下， SCC的坍落扩展度比普通混凝土大，SCC的流动性、抗离析性和填充性比普通混凝土的更具有优异性，同样原材料、矿物掺合料和不同的配合比下，SCC比普通混凝土的干缩系数大。

【关键词】SCC；普通混凝土；性能

0 引言

普通混凝土是应用最为广泛的混凝土，在民用建筑、道路等各方面都在大量使用。随着建筑物迅速发展，使混凝土技术从塑性混凝土到干硬混凝土，现在又到SCC，SCC以其不需要振捣，且其流动性、填充性非常好，对施工环境的大大改善而得到广泛应用，是一种新型的高性能混凝土[1-3]。在二十世纪八十年代由冯乃谦教授提出了流体混凝土概念，奠定了研究基础。而后北京城建公司在SCC的研究成果上取得了成功，而后中国铁道建筑公司也取得了成果。此外，我国的一些科学家们也做了大量的SCC研究，推动了我国SCC的发展[3]。在生产配置中，SCC与普通混凝土在原材料相同、矿物掺合料相同的情况下，测试其新拌混凝土与硬实混凝土的性能及SCC和普通混凝土耐久性能。通过实验结果对比SCC与普通混混凝土的性能差异，从而得出这两种混凝土的不同。

1 原材料

（1）水泥，采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥水泥性能指标依据行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的相关规定，标准稠度27.4%，28d抗压强度50.2MPa。

（2）骨料。细集料，细度模数2.98，表观密度2640kg/m3。粗集料不宜过大，最大粒径不应该大于20mm，应该采用连续级配或者2个和2个以上的单位粒径级配搭配使用。粗骨料的针片状含量、含泥量及泥块含量都应该符合《自密实混凝土应用技术规程》CECS203：2006中的粗骨料针片状含量不应超过8%。

（3）矿物掺合料

粉煤灰，细度3.8%，需水量比90%。矿渣采用S75粒化高炉矿渣，其指标符合混凝土外加剂应用规范。

（4）萘系减水剂，最大减水率为22 %，固含量≥96%。

2 配合比设计

2.1 SCC配合比设计

本实验采用固定砂石体积法， 设定每立方混凝土中石子用量的松堆体积α=0，55m3，其中α范围（0.5～0.6）； 砂浆中砂体积含量为44%（42%～45%）；水泥和粉煤灰总体积为1m3，粉煤灰参量为30%；减水剂掺量1.5%，得出1m3SCC材料用量：mc：mf：mw：mg：ms=388.5：166.5：184：842.6：794

2.2 普通混凝土配合比设计

根据构件尺寸，粗骨料粒径按公称粒径选用Dmax=20mm，即采用5～20mm的粗骨料。选取W0=195kg/m3。粉煤灰代替25%的水泥，选取砂率为34%，减水剂掺量为胶凝材料的1.5%[4-5]，1m3混凝土用量为：m ：m ：m ：m ：m =375：125：195：556：1080

3 SCC与普通混凝土的性能实验[6]

（1）坍落度扩展度试验：SCC与普通混凝土的坍落扩展度数据符合GBT50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》如表1所示。

从表1知：在水泥使用量相同的情况下，SCC的坍落度、T50和扩展度都比普通混凝土的大，说明SCC的流动性比普通混凝土的流动性更好。

（2）SCC的V型漏斗试验是指SCC的粘度通过V型漏斗流出的时间，混凝土拌合物完全流过漏斗所用的时间T实验所得数据如表2所示。

从表2数据知：所测得的数据的范围为9.6～11.8s，说明SCC的流动性良好。

（3）U 型箱试验方法评价拌合物间隙通过能力的性能，实验所得数据如表3所示。

从表3可以看出实验得到的H1-H2在0～12mm之间，所以实验配制混凝土的流动性符合标准，不需要调整，SCC的流动性良好。

（4）抗压强度试验：在水泥用量相同，设计强度不同的情况下，根据《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081-2002）分别测试SCC的7d、28d立方体抗压强度，分别为51.6MPa、58.3MPa，普通混凝土分别为39.7MPa、47.8MPa。SCC的7天抗压强度为设计要求的86%，而普通混凝土的7天抗压强度为设计要求的79.4%，SCC的七天抗压强度比普通混凝土的好。28天的抗压强度都差不多。

4 SCC与普通混凝土的耐久性能对比

混凝土的耐久性是混凝土在各种实验环境对抗混凝土的破坏能力，使混凝土保持自身的完整性的能力。本次混凝土耐久性的测试实验是干缩实验[7]。对C60SCC矿物掺合料的六个配合比和C50普通混凝土的同样矿物掺合料的三个配合比，做九个实验比。对SCC进行以粉煤灰15%、25%、35%和矿渣15%、25%、35%取代混凝土中水泥质量来进行配合比设计。同时对普通混凝土不掺任何矿物掺合料、25%粉煤灰取代水泥、25%矿渣取代水泥的配合比设计来做 1、3、7、14、28天干缩试验。配合比如表4所示，干缩量结果如表5所示。

从表5中数据可以看出，混凝土的收缩系数在28天内增长非常快，SCC的各种不同矿物掺合料的大于普通混凝土的收缩系数。当掺入粉煤灰时，掺粉煤灰的混凝土收缩量比不掺粉煤灰的混凝土的收缩系数小，掺入量为35%的比掺掺入量为25%的收缩系数更小，掺入量为15%时的最大。当矿物掺合料为矿渣时，掺入量为25%时，混凝土的干缩系数比基准混凝土的大，当掺入量为45%时，收缩系数要小于基准混凝土。

5 结论

同样原材料的SCC和普通混凝土，SCC的和易性、流动性、黏聚性和保水性比普通混凝土的更好；同样原材料不同配合比设计强度的SCC和普通混凝土，在相同矿物掺合料下SCC的的干缩系数比普通混凝土的大。在混凝土中粉煤灰掺量越多，混凝土的收缩就会越小。矿渣的掺量在低于40%时，收缩系数低于普通混凝土，掺量在40%～50%时，收缩系数随矿渣掺量的增加而增大，大于50%后又变低。

【参考文献】

[1]樊俊.自密实混凝土耐久性研究现状与探究[J].建设科技，2014，12（9）：136-139.

[2]王国清，程利平.自密实混凝土的发展历史和研究现状[J].中国水运（下半月刊），2011，11（07）：240-243.

[3]殷新，谢友均，龙广成.自密实混凝土的研究及应用現状[J]，建筑技术开发，2006（11），42-44.

[4]中国建筑科学研究院.JGJ 55-2011普通混凝土配合比设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[5]宋少民，王林.混凝土学[M].武汉理工大学出版社，2013，12.

[6]陈瑜，黄湘宁，周文芳.自密实混凝土工作性试验方法评述[J].长沙理工大学学报（自然科学版），2011，2（04）：29-33.

[7]楼瑛，罗素蓉.混凝土自收缩的测定及若干因素对自收缩影响规律的研究[J]. 福州大学学报（自然科学版），2015，03（01）：100-105.

[责任编辑：朱丽娜]endprint