水下灌注樁自密實混凝土配合比參數(shù)對混凝土性能影響的研究

王趕，尹志偉

（1. 為海集團(tuán)，江蘇 泰州 225500；2. 泰州市為海混凝土有限公司，江蘇 泰州 225300）

水下灌注樁自密實混凝土配合比參數(shù)對混凝土性能影響的研究

王趕1，尹志偉2

（1. 為海集團(tuán)，江蘇 泰州 225500；2. 泰州市為海混凝土有限公司，江蘇 泰州 225300）

水下灌注樁是自密實混凝土應(yīng)用較早、使用最廣泛的一種工程部位，如果混凝土性能不能滿足設(shè)計要求，將會對整個工程結(jié)構(gòu)安全留下重大安全隱患。本文主要采用 L16(45) 正交設(shè)計方法，根據(jù)不同膠水比（水膠比）、漿體體積率、粗集料級配、細(xì)集料細(xì)度模數(shù)、砂率得出不同混凝土配合比，通過力學(xué)性能、坍落度、擴(kuò)展度、T500時間、粗骨料振動離析率等指標(biāo)檢驗混凝土性能，最終分析出各配合比參數(shù)對水下灌注樁自密實混凝土性能影響。

水下灌注樁；自密實混凝土；配合比參數(shù)；性能

0 引言

改革開放后，特別是新千年后，隨著城市化進(jìn)程的加快，高鐵、地鐵、高層超高層建筑等大型建筑已廣泛應(yīng)用于民生基礎(chǔ)設(shè)施中。樁基礎(chǔ)工程的質(zhì)量直接關(guān)系到整個建筑物的安危，由于灌注樁屬于隱蔽工程，出現(xiàn)問題不易監(jiān)測，且灌注樁混凝土無法振搗，因此樁基混凝土的質(zhì)量控制尤為重要。

1 試驗設(shè)計

1.1 材料選擇

（1）水泥：P·Ⅱ52.5，密度 3160kg/m3；

（2）粉煤灰：Ⅱ 級灰，密度 2630kg/m3；

（3）粗集料：水成巖，壓碎值 15%，含泥量 0.5%，泥塊含量 0%，針片狀含量 4%，密度 2680kg/m3；

（4）細(xì)集料：Ⅱ 區(qū)天然中砂，細(xì)度 2.5，含泥量 1.8%，泥塊含量 0.2%，密度 2700kg/m3；

外加劑：聚羧酸減水劑，含固量 11%，建議摻量 1.5%～2.5%，密度 1026kg/m3；

（5）水：自來水，密度 1000kg/m3。

1.2 參數(shù)選擇

采用 L16(45) 正交表頭設(shè)計，因素包含：膠水比、漿體體積率、粗集料粒徑、細(xì)集料細(xì)度模數(shù)、砂率，相關(guān)參數(shù)見表1。

表1　自密實混凝土配合比 L16(45) 正交設(shè)計表

根據(jù)表 1 各設(shè)定參數(shù)，得出試驗計劃表見表 2。

表2　試驗計劃表

1.3 試驗配合比

混凝土含氣量控制 3%，粉煤灰摻量 30%，計算得試驗配合比，見表 3。

2 試驗結(jié)果分析

2.1 試拌

根據(jù)表 3 試驗配合比，試拌時拌制 15L，經(jīng)試拌，各試驗數(shù)據(jù)見表 3。

2.2 數(shù)據(jù)直觀分析

對表 3 試配結(jié)果進(jìn)行直觀分析，分析數(shù)據(jù)見表 4 直觀分析表。

由結(jié)果可分析出：

（1）混凝土強(qiáng)度受膠水比大小決定，其他因素有一定影響，但影響程度不大；

表3　試驗配合比和結(jié)果

表4　直觀分析表

（2）當(dāng)膠水比低于 2.00、漿體體積率小于 0.305 時，混凝土力學(xué)性能、抗離析性能能滿足要求，但工作性無法滿足水下灌注自密實混凝土性能要求，主要是因為該條件下的包裹和填充細(xì)集料的粉體顆粒少，導(dǎo)致漿體的流變性能差。

（3）膠水比與漿體體積大小對坍落度和擴(kuò)展度大小的影響程度明顯；細(xì)集料細(xì)度模數(shù)對坍落度有一定影響，說明細(xì)度模數(shù)是細(xì)集料粗細(xì)顆粒含量多少的一種表征，表明砂子的粗細(xì)對混凝土坍落度、砂率有顯著的影響，對強(qiáng)度則沒有影響[2]。

（4）離析率（振動離析率）是反映自密實混凝土拌合物穩(wěn)定性的一個重要指標(biāo)，各因素對其影響程度為：膠水比＞漿體體積率＞砂率＞粗集料粒徑＞細(xì)集料細(xì)度模數(shù)；相同水膠比前提下，漿體體積越大，混凝土離析率越高，這是因為隨著單位用水量的增加漿體稠度越來越低。

3 結(jié)論

（1）水下灌注樁自密實混凝土應(yīng)根據(jù)設(shè)計強(qiáng)度等級選擇合適的漿體體積率，當(dāng)水膠比大于 0.50 時，漿體體積率不宜小于 0.305。

（2）砂宜選擇中砂；0.40 以上水膠比，砂率宜選擇42%～46%，0.40 以下水膠比，砂率宜選擇 38%～42%；粗集料宜選擇連續(xù)級配集料。

（3）該試驗未考慮增粘劑對混凝土稠度的影響，添加適量的增粘組分可能會大大改善自密實混凝土抗離析性能，因此各參數(shù)的影響關(guān)系還有待更深入的研究。

［通訊地址］為海（泰州）建材有限公司（225500）

王趕（1981—），工學(xué)學(xué)士，為海集團(tuán)有限公司工程師。