低強(qiáng)度等級(jí)自密實(shí)混凝土配合比優(yōu)化試驗(yàn)研究

  摘 要:通過在河北地區(qū)低強(qiáng)度等級(jí)自密實(shí)高性能混凝土的試驗(yàn)研究，得出自密實(shí)高性能混凝土的工作性能規(guī)律，研制出低強(qiáng)度等級(jí)的免振搗自密實(shí)高性能混凝土，促進(jìn)自密實(shí)高性能混凝土在我國的推廣應(yīng)用.

  關(guān)鍵詞:自密實(shí)混凝土;配合比優(yōu)化試驗(yàn)

  當(dāng)前，混凝土技術(shù)發(fā)展有兩個(gè)重要方向：一是發(fā)展高強(qiáng)度、高性能混凝土；二是使普通混凝土高性能化，使其使用壽命由40～45年延長至60～70年。免振自密實(shí)混凝土通過混凝土本身的流動(dòng)性與填充性，使混凝土獲得密實(shí)，這也是高性能的一種體現(xiàn)。

  1 自密實(shí)混凝土簡介

  自密實(shí)混凝土屬于一種高性能混凝土，也稱免振搗混凝土，是通過外加劑、膠結(jié)材料、粗細(xì)骨料的選擇和配合比的設(shè)計(jì)，使混凝土拌合物屈服值減小且又具有足夠的塑性粘度，粗細(xì)骨料能夠懸浮于水中不離析、不泌水，在不用或基本不用振搗的成型條件下，能充分填充所有空隙，形成密實(shí)而均勻混凝土結(jié)構(gòu)的一種高性能混凝土.自密實(shí)混凝土可以在較低的水膠比下僅靠自重就能填充到復(fù)雜模型的各個(gè)角落，具有均勻的自密實(shí)成型性能，同時(shí)保證混凝土硬化后具有很好的力學(xué)性能和優(yōu)異的耐久性能;且在硬化后表面的結(jié)構(gòu)十分致密，滲透性低，提高了其耐久性.

  2 自密實(shí)混凝土的試驗(yàn)原材料和配合比優(yōu)化

  2.1 原材料

  (1)水泥:采用邯鄲太行山牌32.5普通硅酸鹽水泥，水泥中礦渣、粉煤灰、石灰石含量為14.2%，水泥標(biāo)準(zhǔn)GB175-1999。(2)活性礦物摻合料:采用河北省衡水市陶城Ⅰ級(jí)粉煤灰. (3)骨料:采用河北省保定市滿城縣石子，5～10mm連續(xù)級(jí)配，級(jí)配良好。(4)外加劑:選用北京慕湖外加劑公司研制生產(chǎn)的萘系(UNF-5)高效減水劑粉劑和MNC-ZC增稠劑和葡萄糖酸鈉等。(5)水:普通自來水. 采用NJB-50型單臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行混凝土攪拌。計(jì)算所得自密實(shí)混凝土配合比見表1。

  2.2 自密實(shí)混凝土配合比優(yōu)化

  下面主要通過各種外加劑摻量的不同對(duì)C30自密實(shí)混凝土坍落度、擴(kuò)展度和中邊差等性能的影響來確定最優(yōu)配合比。

  C30單因素萘系摻量變化對(duì)自密實(shí)混凝土坍落度、擴(kuò)展度和中邊差影響情況見表2。

  注:砂率50%,N1～N5粉煤灰摻量35%

  由上表可以看出隨著萘系摻量的增多，自密實(shí)混凝土拌合物的流動(dòng)性增加，表現(xiàn)在新拌混凝土的坍落度和擴(kuò)展度增加，但是出現(xiàn)泌水和離析現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。混凝土拌合物的泌水和離析現(xiàn)象可用復(fù)合木鈣或者增稠劑進(jìn)行改善，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

  注:砂率50%,N6、N8木鈣摻量為0.2%

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  由上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出高效減水劑摻量為1.2%還是稍高了，因此，在萘系高效減水劑摻量為1.1%的基礎(chǔ)上，分別復(fù)合不同量葡萄糖酸鈣緩凝劑，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

  表4 葡萄糖酸鈉(緩凝劑)摻量變化對(duì)自密實(shí)混凝土拌合物坍落度、擴(kuò)展度、中邊差的影響

  由上表試驗(yàn)結(jié)果可以看出，葡萄糖酸鈉摻入確實(shí)控制了混凝土拌合物的坍落度損失，考慮到緩凝劑摻量較多時(shí)，會(huì)影響到混凝土拌合物的早期強(qiáng)度，因此，并初步選定葡萄糖酸鈉摻量為0.07%，但是仍有泌水現(xiàn)象的出現(xiàn)，用復(fù)合增稠劑來進(jìn)行改善.在萘系高效減水劑摻量為1.1%和緩凝劑摻量為0.07%的基礎(chǔ)上，分別摻入0.07%，0.08%和0.09%的增稠劑，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

  表5 增稠劑摻量對(duì)自密實(shí)混凝土拌合物坍落度、擴(kuò)展度、中邊差的影響

  綜合上述試驗(yàn)結(jié)果我們可以看出:N17(萘系摻量1.1%;增稠劑摻量0.09%;葡萄糖酸鈉0.07%;砂率50%和粉煤灰摻量35%)為最優(yōu)配合比，0～90min混凝土拌合物坍落度、擴(kuò)展度和中邊差均滿足要求.優(yōu)化后的低強(qiáng)度自密實(shí)混凝土試驗(yàn)配合比見表6。

  表6 優(yōu)化后的低強(qiáng)度自密實(shí)混凝土配合比(1m³ 各項(xiàng)材料用量單位:kg)

  采用此優(yōu)化后的配合比所配制的自密實(shí)混凝土具有良好的工作性，完全符合自密實(shí)混凝土的工作性要求。

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