C70自密實混凝土性能研究

王寧，吳謙，高倫，王愛鈺，何正斌

（ 中建商品混凝土有限公司，湖北 武漢 430040）

C70自密實混凝土性能研究

王寧，吳謙，高倫，王愛鈺，何正斌

（ 中建商品混凝土有限公司，湖北 武漢 430040）

本文研究了 C70 自密實混凝土的工作性能、力學性能及耐久性能。所配制的自密實混凝土初始坍落度 260mm、擴展度 690mm、倒坍時間 9.2s、U 型槽填充高度 330mm，可以滿足自密實的要求，2h 坍落度無損失；28d 抗壓強度達到104.8MPa；所配制的混凝土抗滲性能良好、抗 Cl-滲透性能良好，28d 收縮值比普通混凝土小 23.8%，各齡期抗碳化性能良好。

C70 自密實混凝土；工作性；抗 Cl-滲透；收縮

0 引言

隨著高層或超高層建筑的跨越式發展，高強混凝土用量不斷增多。由于這一類高層或超高層建筑普遍結構復雜，布筋密集，在要求混凝土具有高強度的同時，工作性也需要滿足自密實的要求，在這樣的條件下，高強自密實混凝土應運而生。高膠凝材料用量。低水膠比是高強自密實混凝土的顯著特點，這一特點可以使混凝土滿足高強自密實的要求，但也增加了混凝土開裂的風險，影響混凝土的耐久性[1-3]。本文對 C70 自密實混凝土的工作性能、力學性能及耐久性能進行研究，配制出的混凝土在工作性、抗壓強度及耐久性方面均滿足要求。

1 原材料與試驗方法

1.1 原材料

（1）水泥

水泥采用華新 P·O42.5 水泥，其物理性能見表 1。

表 1 水泥的物理性能

（2）礦物摻合料

粉煤灰采用 I 級級粉煤灰，其細度 6.5%，燒失量2.9%，需水量比 94%；礦粉采用 S95 級礦粉，比表面積420m2/kg，密度 2.82kg/m3，28d 活性指數 97%；硅灰中 SiO2含量為 91.85%，比表面積為 20000m2/kg。

（3）骨料

細骨料采用中粗河砂，細度模數 2.6，含泥量 0.3%，泥塊含量 0%；粗集料采用碎石，碎石粒徑 5～20mm，顆粒級配良好，含泥量 0.1%，泥塊含量 0%，壓碎值 7%。

（4）高效減水劑

減水劑采用聚羧酸減水劑，固含量 21.50%，減水率20.8%。

（5）水

試驗用水采用潔凈的自來水。

1.2 試驗方法

混凝土的抗滲試驗、抗 Cl-滲透試驗、抗碳化試驗及收縮試驗，按照 GB/T 50082－2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》中的規定進行；力學性能試驗按照GB/T 50081－2002《普通混凝土力學性能試驗方法》中的規定進行。

2 C70自密實混凝土性能

2.1 C70 自密實混凝土配合比設計

自密實混凝土的耐久性與收縮性密切相關，如果收縮性滿足要求，表明混凝土內部裂紋較少，自由水通過的難度增加，抗滲性能也會達到要求。通過前期試驗對比，自密實混凝土的收縮比普通混凝土的要大。因此，本試驗在配合比設計過程中，考慮到水化溫升對自密實混凝土收縮性能的影響，采用摻入礦物摻合料取代水泥的方式降低水化熱，在不影響和易性的前提下降低自密實混凝土的收縮。C70 自密實混凝土與 C70 普通混凝土的配比如表 2 所示。

表 2 C70 自密實混凝土與 C70普通混凝土配合比 kg/m3

2.2 C70自密實混凝土拌合物工作性

C70 自密實混凝土的工作性能指標與坍落度經時損失結果見表 3，拌合物工作性試驗如圖 1、圖 2 所示。

表 3 C70 自密實與普通混凝土工作性

圖 1 自密實混凝土工作性

圖 2 自密實混凝土的 L 流動儀試驗

從圖中可以看出，混凝土拌合物不離析、不泌水、間隙通過性強，具有優良的工作性。從表 3 中可見，試驗驗證的C70 自密實混凝土滿足自密實要求，2h 坍落度幾乎無損失。滿足自密實混凝土應用技術規范可知，所配制自密實混凝土自密實性能達到二級要求。

2.3 C70 自密實混凝土力學性能

表 4 為 C70自密實混凝土的力學性能。從表中看出 C70自密實混凝土的力學性能均達到了 C70 普通混凝土的力學性能指標，且未振搗試件的抗壓強度為振搗試件抗壓強度的98.8%。

表 4 C70 自密實混凝土力學性能指標

3 C70 自密實混凝土長期性能與耐久性能

3.1 C70 自密實混凝土的抗滲性能

試驗過程中，試件均未出現滲漏現象。將抗滲試件劈裂后發現，滲水高度只有 2mm，試件滲透性很低，混凝土抗滲性能良好。

3.2 C70 自密實混凝土 Cl-滲透性

表 5 為 ASTMC1202 中混凝土抗 Cl-滲透性具體評價指標，表 6 為自密實混凝土抗 Cl-滲透性試驗結果。

表 5 電通量規定值及對應混凝土抗 Cl-滲透性等級

表 6 C70 自密實混凝土抗 Cl-滲透性試驗結果

由試驗結果可知，自密實混凝土 28d 電通量為498～622C，均小于 1000C，優于規定指標，表明混凝土內部結構密實，具有良好的抗 Cl-滲透性能。

3.3 C70 自密實混凝土收縮性能

為了比較，同時成型了 C70 普通混凝土收縮試件。圖 3為 C70 自密實混凝土與 C70 普通混凝土收縮率隨齡期變化的對比。從圖 3 中可以看出，C70 自密實混凝土和 C70 普通混凝土的收縮值在早期的增加速度較快，后期增長緩慢，并且 C70 自密實混凝土 28d 的收縮率比普通混凝土收縮率小23.8%。

圖 3 C70 自密實混凝土與 C70普通混凝土收縮率變化曲線

粉煤灰的摻入降低了自密實混凝土的收縮率。主要原因如下：（1）粉煤灰未水化顆粒填充在水泥水化產物的孔隙中，將原來的大孔分割成許多細小且互不連通的小孔，使水泥漿體孔隙率減少和孔結構細化；（2）粉煤灰火山灰反應生成的微晶相填滿了粉煤灰與水泥間水膜層的同時，又將原有水泥漿體骨架的孔隙填充，使漿體密實度提高。另外，未發生二次水化反應的粉煤灰很好地發揮了微集料效應，起到了抑制基體收縮的作用。

硅粉的摻入增加了自密實混凝土的收縮率。由于硅粉具有很強的活性，當硅粉與水接觸后，部分顆粒迅速水化，形成 Ca(OH)2與 C-S-H 凝膠。這一階段的水化速率迅速增加，導致早期混凝土強度和內部微應力均快速增長，而徐變松弛能力下降，因此，硅灰的摻入會提高自密實混凝土的收縮率。

礦粉的摻入降低了自密實混凝土的收縮率。因為礦粉具有潛在活性，在堿性條件下激發方可發生水化，早期沒有水化的礦粉填充在水泥水化產物的孔隙中，隨著水化產物Ca(OH)2的生成，礦粉的水化速率隨之增加，形成 C-S-H 凝膠，使漿體密實度提高，從而抑制混凝土的收縮。

綜上所述，粉煤灰、礦粉的摻入有效抑制了自密實混凝土的收縮，兩者后期形成的水化產物使混凝土整體更加密實，在降低收縮的同時也提高了整體的抗滲性能。

3.4 C70 自密實混凝土抗碳化性能

7d、28d 自密實混凝土碳化深度測量結果如圖 4 所示。