摘要：简单介绍了自密实混凝土的工作原理和工作性能，据此，提出了自密实混凝土的配合比设计原则。以C40自密实混凝土为例，通过试验，分析了掺合料、砂率、骨料粒径与级配对新拌混凝土流动性的影响。成功配制了性能满足要求的C40自密实混凝土，确定最佳配合比，为类似工程设计提供了参考。
关键词：自密实混凝土；配合比；工作性能。
1前言
自密实混凝土（Self-Compacting Concrete,简称SCC），又称高流态混凝土，属于高性能混凝土的范畴。该混凝土具有很高的流动性，在自身重力作用下，不需要另外加以振捣可以流动、密实，可以通过钢筋等障碍物填充到模板的各个角落。混凝土硬化后，内部密实、均匀，具有良好的力学性能和耐久性。自密实混凝土于20世纪80年代后期由日本首先发明并应用，其关键技术是通过掺高效外加剂和矿物掺合料，在低水胶比条件下，大幅度提高混凝土拌合物的流动性，同时保证良好的粘聚性、稳定性，防止泌水和离析。因为自密实混凝土拥有众多优点，现在已成为混凝土技术的一个新的发展方向。
2自密实混凝土的工作性能
2.1高流动性：自密实混凝土必须在免振捣情况下能够流动并填满模板内每个角落，并保证混凝土成份基本均匀，这要求混凝土具有很好的流动性。
2.2间隙通过性：自密实混凝土在流过密集钢筋或狭窄空间时不能产生堵塞。
2.3抗离析性：自密实混凝土在流动过程中必须保证不离析、减少泌水，因此自密实混凝土的塌落度、粘度应适中。
3自密实混凝土的技术要求
3.1满足工程设计强度、防渗、抗冻要求，具有高性能、高耐久性。
3.2满足泵送工艺的要求。新拌混凝土减少塌落度经时损失，具有大流动性、和易性好、可泵性能好，在运输及泵送过程中不离析。
3.3新拌混凝土具有较强的均匀性、填充性。骨料均匀分散，悬浮于水泥浆体中，不离析、不分层、泌水少。具有自由流动，自密实的功能，充实在模板空间，形成致密结构。
3.4可持续发展。在混凝土中掺加粉煤灰、超细矿渣粉，增大流动性，增强密实度，同时节约能源，保护环境，可持续发展。
4自密实混凝土的配合比设计思路及目标
自密实混凝土的特点是，高流动性、自密实。
自密实混凝土的关键是通过掺高效外加剂、粉煤灰、超细矿渣粉，精心设计配合比，使混凝土拌合物的屈服应力尽量小，实现高流动性。同时又具有一定的塑性粘度，使骨料悬浮于水泥浆体中，实现自密实，同时满足泵送要求。
4.1掺高效外加剂，改善新拌混凝土性能，解决好两对矛盾：粘聚力与流动阻力的矛盾；大坍落度与泌水、分层、离析的矛盾。
4.2以粉煤灰、超细矿渣粉为掺合料，利用其颗粒效应和形态效应，提高拌合物的变形性能，增加粘聚力，增强密实程度，提高抗离析能力。
4.3骨料的选择对于自密实混凝土的物理力学性能和耐久性非常重要，宜选用连续级配的粗骨料，最大粒径为20mm，自密实混凝土的砂率较大，宜选用级配良好的中砂。
4.4确定合理的配合比。通过反复试验，解决好水泥、碎石、中砂、水、掺合料、外加剂6种组分的掺量比例，充分发挥各种材料的作用，配制符合规范要求的自密实混凝土。
5配合比设计
5.1选用原材料
5.1.1水泥：华润水泥（平南）有限公司P.II42.5R硅酸盐水泥，细度、安定性、凝结时间、标准稠度用水量，符合GB175-2007标准。
5.1.2粉煤灰：大唐宁德火电厂，Ⅱ级灰，细度、烧失量、需水量比、三氧化硫，符合GB/T1596-2005标准。
5.1.3矿渣粉：广东韶关钢铁厂，S95级，三氧化硫、比表面积、活性指数、流动度比，符合GB/T18046-2008标准。
5.1.4骨料
中砂：广东西江产，细度模数、含泥量、泥块含量、颗粒级配，符合JGJ52--2006标准。
碎石：广东惠州产，人工碎石，粒径5-20mm，压碎指标、含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量、颗粒级配，符合JGJ52-2006标准。
5.1.5外加剂：广州市建筑科学研究院有限公司聚羧酸系列，减水率、泌水率比、含气量，符合GB50119-2013、GB8076-2008标准。
合格的原材料，是保证研究成功的基础。
5.2自密实混凝土工作性能检验方法及检验指标
5.2.1塌落度和扩展度
塌落度是用来评价混凝土拌合物流动性的最常用方法，但是当混凝土拌合物的塌落度大于250mm时，就显得无能为力了，为了弥补这一点，普遍采用的方法是测量塌落扩展度。扩展度不但是衡量混凝土拌合物流动性好坏的一个很直观的方法，而且也可以从扩展的过程中判断混凝土拌合物的抗离析性能。
5.2.2流下时间试验
采用V型漏斗进行试验，将混凝土拌合物装入V型漏斗直至与漏斗上口齐平。静置1min后，打开下出料口同时开始计时，记录流完所需时间，同时观察混凝土拌合物流出过程中是否连续状态。混凝土全部流出所用时间反映混凝土拌合物的流动性、粘性等。
5.2.3抗压强度试验
按GB/T50081-2002规定方法制作边长为150mm的立方体标准试件，试件没有经过振捣。
基本内容及指标：即满足强度及自密实的内容如表1。
5.3配合比试验及结果
5.3.1 C40自密实混凝土配合比设计，如表2。
5.3.2试验结果与分析
混凝土的工作性能与强度，如表3所示。
通过试验结果与试验过程中观察，由于矿渣粉可以和水泥颗粒形成良好的级配，掺入矿渣粉可以降低混凝土的需水量，提高流动性、粘聚性，从而改善拌合物的工作性能。砂率对于自密实混凝土工作性能有很大的影响，砂率过小，浆体对粗骨料的包裹性偏差，混凝土容易发生离析。2#和3#配合比说明了砂率过小、粗骨料级配差会降低混凝土拌合物的流动性，不利于配制自密实混凝土。4#配合比通过适当掺入矿物掺合料、调整砂率、采用连续级配的粗骨料，可以改善混凝土拌合物的工作性能，让混凝土拌合物的塌落度、扩展度、流出时间符合自密实混凝土的技术要求，适用于C40自密实混凝土。
6验证工程
6.1南沙珠江湾项目F北地块，主楼21层墙柱，强度等级C40，混凝土各项指标均满足施工要求并合格通过实体验收。
7结论
7.1通过配合比试验，分析了矿物掺合料、砂率、粗骨料粒经和级配对混凝土拌合物的影响。得出的配合比，能配制出工作性能和强度满足要求的C40自密实混凝土。
7.2自密实混凝土与以往任何混凝土施工技术不同，以往的混凝土是借助于外界的技术措施来达到混凝土特定的性能要求的，而自密实混凝土是依靠混凝土自身的优异性能来实现的，所以它是高性能混凝土的一种。
7.3自密实混凝土加大了粉煤灰及矿渣粉掺量，有利于环境保护，节约能源和资源，可持续发展。
参考文献：
[1]吴文清、周仕忠等。自密高强混凝土的配合比设计探讨
[2]胡学东。自密实高性能混凝土配合比设计及研究
[3]中国工程建设标准化协会标准。自密实混凝土应用技术规程（CECS203：2006）
论文作者:黄昌玉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/8
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