C30 機制砂自密實混凝土的試驗研究

朱燕妮，鄔海濤

（鹽城兆和建材有限公司，江蘇　鹽城　224044）

C30 機制砂自密實混凝土的試驗研究

朱燕妮，鄔海濤

（鹽城兆和建材有限公司，江蘇鹽城224044）

本文通過采用聚丙烯酰胺和聚羧酸外加劑復合添加的方法提高了 C30 機制砂混凝土的粘聚性和流動性，采用自密實混凝土的設計方法，制備出了工作性能和力學性能俱佳的 C30 機制砂自密實混凝土，為自密實混凝土提供了低強度等級、低原材料材質要求的發展方向。

C30；機制砂；自密實混凝土

0　前言

隨著工程應用的需求擴展，對混凝土性能的要求也在不斷提高，自密實混凝土（Self-Compacting Concrete，簡稱SCC）由于其具有高流動性、高填充性、高間隙通過性、高抗離析性能等優點，僅依靠自身的重力作用就能夠很好的流動并密實的混凝土，稱為自密實混凝土。可以有效緩解熟練技術工人的減少和混凝土結構耐久性提高之間的矛盾。有著廣闊的應用前景[1-4]。

在當前的工程實踐中，自密實混凝土主要應用于 C60 等高強度等級混凝土中，對占市場份額近一半的 C30 混凝土較少涉及。由于天然河砂資源的日趨緊張，機制砂替代天然河砂作為混凝土的細骨料被日益廣泛地應用。而機制砂由于其顆粒級配不良、粒形多棱角，將其應用于自密實混凝土的配制中存在一定的難度[2]。

1　原材料

水泥：P·O42.5 水泥，28d 水泥強度為 47.8MPa。

礦粉：需水量 97%，比表面積 411m2/kg，28d 活性指數102%。

粉煤灰：Ⅱ 級灰，45μm 方孔篩篩余 15%，燒失量1.8%，需水量比 99%。

粗骨料：5～20mm 碎石，含泥量 0.5%。

細骨料：機制砂，細度模數 3.2，MB 值 1.1。

水：市政自來水。

增稠劑：聚丙烯酰胺，分子量 200 萬。

減水劑：PCA，減水率 25%。

2　試驗方法

配比設計方法參照 JGJ/T 283－2012《自密實混凝土應用技術規程》，試驗方法參照 CECS 203：2006《自密實混凝土應用技術規程》和 GB /T 50081－2002《普通混凝土力學試驗方法》的有關規定進行，測試的項目包括 T500、坍落擴展度、V 型漏斗排空時間、U 型箱填充高度差、混凝土 7d、28d抗壓強度。

3　試驗結果與討論

3.1粗骨料用量對 C30 自密實混凝土性能的影響

由于 C30 混凝土強度等級較低，且使用的細骨料為顆粒圓整度較差的機制砂，因此設定砂漿中砂的體積分數為0.42，以增加膠凝材料的體積，來提升漿體的流動性能。具體的混凝土配合比如表 1 所示。

表1　調整粗骨料用量后混凝土的試驗配合比

試驗后測得混凝土的性能如表 2 所示。

表2　C30 機制砂自密實混凝土的性能測試結果

由表 2 試驗結果可知，隨著粗骨料用量的增加，混凝土的工作性能逐漸下降，當粗骨料體積分數達到 0.32 時，混凝土已達不到 CECS 203：2006《自密實混凝土應用技術規程》中規定的工作性能要求，V 型漏斗排空時間已超過 25s，其他工作性指標都能滿足要求。而隨著粗骨料用量的增加，混凝土的 7d 強度和 28d 強度有一定程度的增加。

3.2砂體積分數對 C30 自密實混凝土性能的影響

固定粗骨料體積分數為 0.30，以保證混凝土的工作性能和力學性能都能滿足要求。調整砂漿中砂的體積分數，調整混凝土的各項性能指標。具體混凝土配合比見表 3。

表3　調整砂體積分數后混凝土的試驗配合比

試驗后測得混凝土的性能如表 4 所示。

表4　C30 機制砂自密實混凝土的性能測試結果

由表 4 試驗結果可知，砂的體積分數調整，混凝土的工作性能變化不大，都能達到 CECS 203∶2006《自密實混凝土應用技術規程》中規定的工作性能要求，混凝土的力學性能隨著砂體積分數的提高有一定程度的下降。

3.3增稠劑（聚丙烯酰胺）用量對 C30 自密實混凝土性能的影響

調整增稠劑的用量，觀察聚丙烯酰胺的添加對混凝土工作性能和力學性能的影響。具體混凝土配合比見表 5。

表5　調整砂體積分數后混凝土的試驗配合比

試驗后測得混凝土的性能如表 6 所示。

表6　C30 機制砂自密實混凝土的性能測試結果

在未添加增稠劑時，混凝土的離析現象很明顯，各項工作性能都不能滿足要求，隨著增稠劑（聚丙烯酰胺）用量的增加，混凝土的粘聚性逐步提高，當增稠劑的用量達到0.5時，混凝土的各項工作性能指標都能達到要求，增稠劑的繼續提高導致混凝土的粘聚性進一步提高，工作性能有所下降。增稠劑的添加對混凝土的力學性能影響較大，隨著增稠劑用量的增加，混凝土的力學性能明顯下降。

4　結論

（1）在混凝土中添加一定用量的增稠劑可以明顯提高混凝土的粘聚性，解決用機制砂配制低強度等級自密實混凝土時混凝土的流動性和粘聚性較差的難題。

（2）聚丙烯酰胺對混凝土的強度影響較大，添加過量時會導致混凝土的力學性能急劇下降。

（3）機制砂自密實混凝土的工作性能隨著粗骨料用量的增加而下降，砂漿中砂體積分數的調整對混凝土的工作性能影響不大。

[1] 楊建輝，童智洋．利用機制砂配制自密實混凝土[J]．世界橋梁，2003(1)：30-32．

[2] 高育欣，葉勇， 修曉明，等．一種機制砂自密實混凝土的制備和工程應用．四川建筑科學研究[J]．2010，36(4)：222-224

[3] 劉桂鳳，方恩權，劉傳興．早齡期 C40 鋼纖維自密實混凝土強度及彎曲性能研究[J]．2007，33(4)∶59～62．

[4] Zhu Wenzhong, Bartos ，Peter J M．Permeation Properties of Self-Compacting Concrete[J]．Cement and Concrete Research , 2003，33(6)：921-926．

［通訊地址］江蘇省鹽城市亭湖區便倉鎮建材工業園 6 號（224044）

朱燕妮（1987－）女，助理工程師，從事水泥基建筑材料的生產與研究。