研究自密實混凝土及其性能試驗

李邦勛

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550001）

研究自密實混凝土及其性能試驗

李邦勛

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550001）

針對自密實混凝土特點，對其配比、密實效果、抗壓、劈裂、抗折、折后抗壓以及彈性模量等進(jìn)行試驗。

自密實混凝土；配比設(shè)計；性能試驗

1　自密實混凝土配比設(shè)計

1.1原材料

（1）水泥：自密實混凝土雖有別于常規(guī)混凝土，但它并未對水泥材料提出特殊要求，所以采用普通的水泥材料即可。

（2）砂：使用信陽河砂，其細(xì)度模量應(yīng)準(zhǔn)確控制在2.79左右。

（3）石：石子在使用之前應(yīng)清洗干凈，盡可能去除雜質(zhì)，以確保連續(xù)級配。

（4）減水劑：自密實混凝土應(yīng)適時選用減水劑，來減少實際用水量，其減水效果對于混凝土的整體質(zhì)量而言，尤為重要。此次試驗經(jīng)研究決定選用JM-A型萘系高效減水劑，其最大減水率可以達(dá)到20%。

（5）粉煤灰：建議使用優(yōu)質(zhì)的粉煤灰取代一部分水泥，并提高膠凝材料的實際用量，進(jìn)而配制出理想狀態(tài)的自密實混凝土，在減水劑和粉煤灰的協(xié)同之下，混合料的各項性能將得到大幅的提升。

1.2配比設(shè)計

依靠正交設(shè)計原理，借助正交表實施配比設(shè)計。設(shè)計過程中需充分考慮的因素為：單位體積用水量、水灰比、含砂率、減水劑用量、粉煤灰摻量等。

2　自密實效果比較

2.1抗壓強(qiáng)度比較結(jié)果

由表1可以明顯看出，其中第五組、第九組與第十三組的抗壓強(qiáng)度差別較大，剩下試驗組的自密實混凝土抗壓強(qiáng)度均可以達(dá)到振搗混凝土抗壓強(qiáng)度的八成以上。由此可見，通過配比優(yōu)化設(shè)計，自密實混凝土的抗壓強(qiáng)度基本可以滿足需求。對抗壓強(qiáng)度差別較大的三個試驗組進(jìn)行分析，它們所對應(yīng)的坍落度以及擴(kuò)展度等都很小，使得混凝土不具備良好的垂直性與流動性，在澆筑過程中難以依靠自重達(dá)到最佳密實度。因此，自密實混凝土的應(yīng)用，配比設(shè)計是關(guān)鍵，拌和物必須具有擁有足夠的坍落度與擴(kuò)展度，以此有效消除屈服剪力，保證拌和物可以自行填滿整個模板，并達(dá)到良好的密實效果。

2.2劈裂強(qiáng)度比較結(jié)果

可以看出，所有試驗組中未發(fā)現(xiàn)明顯的劈裂強(qiáng)度區(qū)別，數(shù)值方面較為接近，通過計算得知，二者的劈裂強(qiáng)度比值可以達(dá)到0.991。因此可以斷定，是否進(jìn)行振搗對于混凝土結(jié)構(gòu)的劈裂強(qiáng)度而言，不會產(chǎn)生較大的影響，所以自密實混凝土可以很好的滿足劈裂強(qiáng)度方面的應(yīng)用需求。

3　抗折性能試驗

3.1抗折強(qiáng)度

抗折強(qiáng)度是路橋混凝土施工中的主要參數(shù)之一，為深入開展自密實混凝土抗折性能試驗，從以上16組配比設(shè)計中隨機(jī)選取6組實施抗折強(qiáng)度試驗。首先，進(jìn)行試件加工，試件的規(guī)格為100 mm× 100 mm×400 mm，所得試驗結(jié)果如表1所示（主要是指抗折與劈裂強(qiáng)度對比信息）。

表1　6組試件的劈裂與抗折強(qiáng)度間的聯(lián)系

由表1可以看出，自密實混凝土與常規(guī)振搗混凝土在抗折與劈裂強(qiáng)度比值上并沒有二太大的差別，基本可以達(dá)到相的水平。

3.2折后抗壓強(qiáng)度

現(xiàn)行試驗規(guī)程中明確指出，可以使用發(fā)生折斷以后的試件進(jìn)行試驗，進(jìn)而得出試件抗壓強(qiáng)度的近似值。但這一規(guī)定是否可用于自密實混凝土，還需進(jìn)一步的試驗來證實。此次試驗選取相同規(guī)格的試件實施折后測試，所得結(jié)果見表2。

由表2可以看出，它們的強(qiáng)度比均值是0.98，方差0.04，變異系數(shù)0.04。從數(shù)據(jù)上可以證明，自密實混凝土可以使用測試折后抗壓強(qiáng)度的方法來得出試件抗壓強(qiáng)度近似值。

表2　6組試件的折后抗壓強(qiáng)度與測值間的聯(lián)系

4　彈性模量試驗

4.1試驗結(jié)果

混凝土彈性模量通常剛?cè)?yīng)力達(dá)到40%抗壓強(qiáng)度時的實際加荷模量，測試過程中可選用反復(fù)加、卸載的方式。彈性模量試件的規(guī)格為100 mm ×100 mm×300 mm，每個試驗組由6根完全相同的試件組成，其中的3根進(jìn)行軸心強(qiáng)度測試，其余3根用于彈性模量測試。

加荷之前先進(jìn)行反復(fù)預(yù)壓，不少于三次，預(yù)壓時觀察壓力機(jī)與千分表的運行情況。預(yù)壓結(jié)束后，開始加荷，首次加荷需達(dá)到0.5 MPa應(yīng)力，持續(xù)30 s記錄此時的千分表讀數(shù)；然后加荷至最終荷載標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)30 s，記錄此時千分表讀數(shù)；最后進(jìn)行卸荷。重復(fù)以上流程，直到相鄰變形值差值趨于穩(wěn)定，且滿足誤差要求。彈性模量試驗結(jié)果如表3示。

表3　試件彈性模量試驗結(jié)果

4.2彈性模量和抗壓強(qiáng)度之間的聯(lián)系

彈性模量的計算公式為

式中：f代表抗壓強(qiáng)度。cu

此次試驗過程中使用常規(guī)振搗混凝土的彈性模量計算方法實施計算發(fā)現(xiàn)，試驗值和按照公式（1）計算得出的結(jié)果相比，平均降低了近20%。所以，需要對公式（1）進(jìn)行修正，修正后的計算公式為

根據(jù)公式（2），算出自密實混凝土試件的彈性模量數(shù)值，即為表4中的計算值。對比發(fā)現(xiàn)，計算和試驗結(jié)果基本吻合。

5　總 結(jié)

（1）抗壓強(qiáng)度方面，自密實混凝土為常規(guī)振搗混凝土的80%，經(jīng)配比優(yōu)化設(shè)計，抗壓強(qiáng)度得到有效改善。

（2）振搗并未對劈裂強(qiáng)度造成明顯影響。

（3）可采用折后抗壓強(qiáng)度測試的方法得出抗壓強(qiáng)度近似值。

（4）彈性模量方面，自密實混凝土低于常規(guī)振搗混凝土約20%，可用修正后的公式進(jìn)行計算，以消除誤差。

［1］ 胡瓊，顏偉華，鄭文忠.自密實混凝土基本力學(xué)性能試驗研究［J］.工業(yè)建筑，2008，（10）：90-93.

［2］ 趙軍，高丹盈.高性能自密實混凝土的力學(xué)及變形性能試驗研究［J］.中外公路，2006，（2）：161-165.

［3］ 侯景鵬，張璐.自密實混凝土配合比設(shè)計及其性能試驗研究［J］.混凝土，2013，（2）：95-96，101.

U214

C

1008-3383（2016）10-0019-02

2016-02-12

李邦勛（1968-），男，貴州貴陽人，工程師。