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摘要：自密实混凝土主要是指能够通过自身重力进行流动，从而填满之间的空隙使其密集的混凝土类型，由于其密实程度以及表面质量等方面的优势在建筑工程中被大规模使用。但是使用的原材料中矿物掺合料能够从一定程度上对其流变性能造成较大影响，为了探究各种矿物掺合料的影响程度，本文将通过实验进行分析，望能够为从事相关密实混凝土建造人员提供参考。
关键词：自密实混凝土；流变性能；矿物掺合料
一、自密实混凝土的材料介绍
自密实混凝土的原材料除了矿物掺合料之外还包括水泥、骨料等，探究矿物掺合料对其流变性能的影响还需要对其他的原材料进行了解才能保证数据的准确程度。
（一）水泥
自密实混凝土在水泥原料中的种类选取比较宽泛，大多数种类的水泥都能够满足其混凝土进行土木工程建造的要求，但是在种类选择的过程中需要根据施工条件的强度和耐久度等方面的需求进行选取。根据水泥含量的调查结果显示自密实混凝土的水泥用量中C3A在含量较低的情况下能够发挥更好的效果，并且水泥的用量大约保持在每立方米400千克左右，而当用量超过每平方米500千克时会产生大幅度收缩的现象；当用料少于每立方米340千克时需要添加粉煤灰等矿物掺合料进行调节。
（二）矿物掺合料
在制作自密实混凝土的过程中必须要用到矿物掺合料以加强其使用强度，在实际应用中矿物掺合料的种类主要为粉煤灰和磨细矿渣，而粉煤灰作为工业流程中废弃的物质在购买时的价格比较便宜且资源量比较大，在考虑到经济效益的时候就可以用其代替小部分的水泥降低工程的资金投入，还能够在一定程度上增加混凝土的强度；而磨细矿渣可以较大地提升自密实混凝土的耐久性能。
（三）骨料
这种混凝土提升其力学性能主要是通过选取合适的骨料实现的，在选取骨料的过程中需要对其种类以及尺寸等各方面进行综合考虑。当工程中需要使用到粗骨料时需要保证其最大的颗粒直径大约为24毫米，并且在各种形状中的含量不能超过百分之五，砂细度的模数方面大约保持在2.9左右；在砂中含有的细粉能够在流变性能方面产生决定作用且含量不能超过百分之十[1]。
（四）外加剂
自密实混凝土在各方面的性能提升还需要通过外加剂的方法实现。外加剂一般情况下能够与水泥进行高效融合，并且在减水率方面也能发挥出关键性的作用。在外加剂实际的应用中可能会需要预防混凝土离析，这就需要加入增稠剂。
图1自密实混凝土的配合比 图2基准拌合物的剪切速率与
应力关系图
二、探究矿物掺合料对流变性能影响的实验设计
（一）使用的材料
本次实验应用的是某水泥厂刚进行加工过的水泥，其细度控制在百分之四左右且进行初次凝固的时间控制在124分钟，而最终凝固的时间为188分钟。通过严格检测安定性和抗压强度都符合实验标准；粉煤灰的质量等级为I级，其细度大约为百分之五且烧失量大约为百分之三，其抗压强度满足该流变性能影响探究的要求；磨细矿渣粉的烧失量大约为百分之零点五，三氧化硫的含量大约为百分之零点五，磨细矿渣的密度大约为每立方厘米2.83克。
（二）自密实混凝土的配比
本次实验主要通过三种掺合料代替部分水泥的方式，设计了10种配合比供实验用料的原则，具体材料的成分含量如图1所示。
（三）实验方法
本次实验研究的目的主要是探究矿物掺合料的各种物质含量对自密实混凝土流变性能的影响，为了保证粗骨料对其造成的数据干扰使用控制变量法对其进行控制。本次实验主要通过TheoCAD400仪器对整体流程进行自动化控制，然后通过计算机将结果进行收集和整理。在实验的进行阶段将样品装入仪器中进行密封，然后通过每30分钟的测量进行剪切力以及黏度数据的收集，最后绘制出测试曲线对其流变性能进行评价[2]。
三、对实验的结果进行分析
（一）基准混凝土的性能变化
通过图2中每30分钟对C40基准混凝土的性能效果曲线图可以看出，在120分钟内的剪切应力与其速率大约呈现出正比的关系；通过对120分钟内4此的触变环面积大小可以看出其流变性能随着时间的推移而呈现出减弱的趋势；通过速率的变化塑性黏度也逐渐降低。
图3拌合物的剪切速率与 图4拌合物的剪切速率与
应力关系图 应力关系图
（二）粉煤灰对其性能的影响
通过粉煤灰不同的掺杂量情况下自密实混凝土的剪切速度和力度的关系图可以看出：在掺杂量为百分之十时剪切应力与速度大约成正比的关系且与触变环的面积成反比，这种情况说明流变性能在时间的推移中呈现出减弱的趋势。通过图像显示在120分钟的时候面积过大，这种情况经过调查主要是由于搅拌不均而产生的；在粉煤灰掺杂量为百分之二十的情况下触变环的面积在4次测定中呈现出减小的趋势，从而得出流变性能随着时间的推移而呈现出减弱的趋势；形影的在粉煤灰掺杂量为百分之三十的过程中流变性能随着时间的推移也呈现出减弱的趋势，但是在前期减弱的幅度相对较大[3]。
（三）矿渣对其性能的影响
通过矿渣不同的掺杂量情况下自密实混凝土的剪切速度和力度的关系图可以看出：矿渣的掺杂量为百分之二十时剪切应力在速度变化的情况下没有出现大幅度的变化，并且触变环的面积逐渐变小，从而得出流变性能随着时间的推移而呈现出减弱的趋势；通过矿渣不同的掺杂量对自密实混凝土的塑性黏度的影响曲线可以看出矿渣的掺杂量为百分之二十和百分之三十的情况下黏度随着时间的推移而呈现出下降的趋势，而矿渣的掺杂量为百分之四十的情况下从总体的角度上分析呈现出上升的趋势[4]。
四、结束语
根据上述探究矿物掺合料对密实混凝土流变性能的实验结果分析可以看出，密实混凝土的流变性能在粉煤灰掺杂量变大的环境下前期处于减弱的状态，而后期处于增强的状态；矿渣能够在较大程度上增强自密实混凝土的流变性能，并且在掺杂量为百分之二十和百分之三十塑性黏度一直减小，而在百分之四十时前期呈现出增大的趋势，后期呈现减小趋势；石灰石粉的掺杂能够大幅度增强自密实混凝土的流变性能，并且在百分之五的掺入量中效果更加明显。
参考文献:
[1]GAOXiaojian,SUNBochao,YEHuan,等.矿物掺合料对自密实混凝土流变性能的影响[J].吉林大学学报:工学版,2016,46(2):439-444.
[2]黄法礼.CRTSⅢ板式无砟轨道自密实混凝土剪切作用下的流变行为研究[D].中国铁道科学研究院,2016.
[3]马昆林,冯金,龙广成,等.流变参数对自密实混凝土等效砂浆静态稳定性的影响[J].硅酸盐学报,2017,45(2):196-205.
[4]王振,李化建,易忠来,等.自密实混凝土稳定性机理及其影响因素研究新进展[J].材料导报:纳米与新材料专辑,2017(1):379-383.
论文作者:周飞龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
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