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，其細度模量應(yīng)準確控制在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度差別較大，剩下試驗組的自密實混凝土抗壓強度均可以達到振搗混凝土抗壓強度的八成以上。由此可見，通過配比優(yōu)化設(shè)計，自密實混凝土的抗壓強度基本可以滿足需求。對抗壓強度差別較大的三個試驗組進行分析，它們所對應(yīng)的坍落度以及擴展度等都很小，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，并達到良好的密實效果。

2.2劈裂強度比較結(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，二者的劈裂強度比值可以達到0.991。因此可以斷定，是否進行振搗對于混凝土結(jié)構(gòu)的劈裂強度而言，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度方面的應(yīng)用需求。

3　抗折性能試驗

3.1抗折強度

抗折強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)計中隨機選取6組實施抗折強度試驗。首先，進行試件加工，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度對比信息）。

表1　6組試件的劈裂與抗折強度間的聯(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度比值上并沒有二太大的差別，基本可以達到相的水平。

3.2折后抗壓強度

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行試驗，進而得出試件抗壓強度的近似值。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度的方法來得出試件抗壓強度近似值。

表2　6組試件的折后抗壓強度與測值間的聯(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)力達到40%抗壓強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根進行軸心強度測試，其余3根用于彈性模量測試。

加荷之前先進行反復(fù)預(yù)壓，不少于三次，預(yù)壓時觀察壓力機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準，持續(xù)30 s，記錄此時千分表讀數(shù)；最后進行卸荷。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，抗壓強度得到有效改善。

（2）振搗并未對劈裂強度造成明顯影響。

（3）可采用折后抗壓強度測試的方法得出抗壓強度近似值。

（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。