自密實混凝土配合比設計研究進展

【摘要】自密實混凝土是指一種能夠在自自身重力作用下，自動進行流動、密實的混凝土，即使在有鋼筋的情況下也能夠自行對模板進行全面填充，而且具有良好的質地和性能，不需要另外對混凝土進行振搗，也因此，自密實混凝土受到了我國建筑行業的廣泛認可。但其對配合比的要求較高，為此文章分析了自密實混凝土配合比設計研究的新進展，以便自密實混凝土能夠正確的運用到建筑行業中。

【關鍵詞】自密實混凝土；配合比設計；設計方法

自密實混凝土具有易澆筑、不離析、強度大、韌性好、穩定性高，在很多特殊環境下都能保持較長使用壽命的優勢，在建筑行業得到了廣泛的應用。而自密實混凝土配合比是保障自密實混凝土優勢充分發揮的關鍵，其特殊性也決定了其配合比設計的計算方法與普通混凝土的方法不同，文章具體分析了現階段自密實混凝土配合比設計存在的計算方法，以便建筑行業施工中選擇正確的計算方法準確的運用，保障自密實混凝土的作用得到充分發揮。

1、自密實混凝土配合比設計的原理分析

自密實混凝土配制的關鍵在于控制好混凝土的流動性與抗離析性，保障二者的統一，才能使混凝土整體具有良好的和易性。從賓漢姆方程的角度來分析，混凝土在外力作用下進行攪拌，會出現三種情況：第一種情況是內部產生的剪應力大于防止混凝土變形的力；第二種是兩種力相等；第三種是混凝土剪應小于阻止混凝土變形的力。在前兩種情況下，混凝土會產生流動的情況，而且在混凝土流動中還會產生一種塑性黏度，其是在阻止混凝土塑性變形能力下的產生的，這種黏度越小，混凝土的流動速度越快。普通混凝土會通過振動降低減小組織混凝土塑性變形能力，但會影響混凝土的流動速度；而對自密實混凝土配合比的優化，能夠實現三種力量的平衡，使骨料能夠與水泥產生高效的融合，不出現泌水和離析的情況，使混凝土密實且均勻的填充模板的空間。

2、自密實混凝土配合比設計方法分析

當前，通過對自密實混凝土配合比設計的研究，研究出三種方法對自密實混凝土的配合比進行計算，一是在選定砂石體積含量基礎上求解配合比、二是在經驗參數基礎上設計配合比、三是使用高性能混凝土配合比設計方法進行計算。

其中根據選擇砂石體積含量進行配合比計算主要包括四種方法，一是利用固定砂石體積的含量進行計算，這種計算方法的原理為配合比設計的特點，具體的計算步驟為：假定每立方米混凝土含有0.50m3—0.55m3的石子，能夠計算出石子的總用量以及在砂漿中的體積總量；然后設定在砂漿中含有0.42m3—0.44m3的砂，從而計算出砂的總用量以及在砂漿中的總含量；再根據混凝土的強度要求，確定配制中的水膠比，然后計算出攪拌中的用膠總量與用水總量；最后在計算水泥與其它配制摻合料的用量。這種方法能夠保障混凝土的強度等級，滿足自密實混凝土的配制要求，但未考慮到攪拌中的含氣量，配制過程中的摻合料用量情況不夠明確。二是簡易配合比法，這種方法是在輸送的骨料間，用膠凝材料將所有縫隙填滿，然后計算體積與其它配制材料進行對比，這種方法的創新點就在于可以利用密實因數的理論控制配制中使用的骨料總量，從而控制混凝土的密實度與流動性。這種方法更方便操作，但其不能保護配制混凝土的強度，也未考慮到不同種類摻合料攪拌時產生的疊加效應。三是四層體系設計法，這種方法是通過對比混凝土固液形成的四層體系，來確定最終配制的砂石體積含量。這種方法只適用配制強度較低的自密實混凝土。四是骨料比表面積計算方法，這種方法是在骨料比表面積的基礎上對砂漿富余量進行分析的計算方法，通過這種方法配制的自密實混凝土具備良好的收縮性能、滲透性能以及抗碳化性能，是一種性價比較好的配制方法。

在經驗參數技術上進行配合比設計主要有三種方法：第一種方法是由吳紅娟提出的參數設計法，這種方法是指根據混凝土配制過程中使用的原材料類型，定義每種原材料的參數從而找到影響配制的因素，最終通過方程的聯立計算配合比。這種方法在實驗中進行實驗時，配制了靜置28天、抗壓強度在40MPa—100MPa的混凝土，但在實驗中進行的配制，可行性還需要進行更深入的探討。第二種方法是正交試驗法，這種方法又被成為析因法，其是根據混凝土配制中不同添加料對混凝土強度、性能的影響，確定合理用量的范圍，再通過配合比設計方法對具體的用量進行計算。這種方法體現了混凝土配制的客觀規律，而且便于優化配合比，避免在配制過程中反復進行實驗，提高了配制效率。三是經驗推導法，這種方法即使利用使用材料進行純粹的試配，涉及的參數較多，配制難度較大。

利用高性能混凝土配合比設計方法進行計算主要包括兩種方法：一種是全計算法，這種方法是結合體積建模與數學推導，確定每單位體積內的砂率與涌水量，再結合傳統方法中水灰比的計算法則，確定外加劑的用量，然后得出配制組成材料的具體用量。這種方法是一種定量設計方法，往往適用于砂量含量低、粗估量含量高的配合比計算上，但不利于控制自密實混凝土的流動性。另一種方法是改進后的全計算法，這種方法在全計算法基礎上，結合了砂石體積含量計算法，再根據自密實混凝土的特點進行計算，提高了計算的準確性與合理性。

3、結束語

綜上所述，我國當前自密實混凝土配合比設計的方法較多，文章介紹了每種方法的適用范圍和優缺點，希望建筑行業在選擇計算方法時能夠結合自身的配制要求進行科學選擇。另外，由于自密實混凝土在我國應用的時間較短，開發和利用上還存在不科學的地方，建筑行業在應用過程中一定要重視經濟可行性研究，保障自密實混凝土在我國建筑行業發展中持續應用，充分發揮價值。

參考文獻：

[1]羅建平.自密實混凝土配合比設計方法和步驟[J].東北水利水電，2017，29（9）：17-19，30.

[2]裴海軍.自密實高性能混凝土配合比計算方法及實踐[J].江西建材，2016，21（16）：5-5，7.

[3]楊澤宇， 孫紅， 李曉， 等.自密實混凝土配合比對其蒸養后強度的影響預測[J].硅酸鹽通報，2017，30（11）：3853-3859.

[4]蘭明章， 陳英偉， 楊進波， 等.高強自密實混凝土配合比設計方法探討[J].混凝土，2013，19（9）：87-89，96.