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摘要：依托实际工程及设计要求，结合贵州省威宁县混凝土原材料的实际情况，采用当地自产的机制砂配制自密实混凝土配合比，试验结果表明，当机制砂的石粉含量为13.6%时，自密实混凝土其各项技术指标能够达到最佳设计和施工要求。
关键词：机制砂 石粉含量 自密实混凝土
1.前言
自密实混凝土（self-compacting concrete,简称SCC）又称自流平混凝土、高流动混凝土、免振捣混凝土，是一种在浇筑时不需要振捣，仅依靠自重就能充满配筋密集的模版，并且保持良好匀质性的混凝土，自密实混凝土作为高性能混凝土的一个分支，由于其优越的性能越来越受到重视。
本文依托实际工程，该工程位处贵州省威宁县并结合威宁县当地混凝土原材料的实际情况，根据设计要求配制自密实混凝土并研究机制砂在不同石粉含量的情况下对自密实混凝土产生的影响。
由于该工程位于贵州省毕节市威宁县中水镇境内，是典型的山区高速公路，地理环境十分恶略，当地无天然砂，所以为保证施工质量，我部经过多次试验确定当地自产机制砂为配制自密实混凝土的细集料。
2.机制砂
经除土处理，有机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒，但不包括软质、风化的颗粒，俗称人工砂。机制砂的特点目前基本为中粗砂，由于是机械生产，具有可调控性；颗粒表面粗糙，棱角尖锐；含有一定的石粉；相比堆积密度偏小，孔隙率偏大。
本工程地处黔西，该地区岩石种类属于玄武岩。是岩石层理较明显的中硬岩石,其抗压强度在60～150MPa，吸水率在0.1%～4.5%，表观密度在2000kg/m3～2800kg/m3。通过试验确定本地区岩石的单轴保水抗压强度平均值为85MPa，吸水率平均值为1.8%，表观密度平均值为2650kg/m3，碱活性满足规范要求，以上数据表明，使用其作为机制砂的母材能够充分满足设计和规范要求。
3.自密实混凝土配合比
3.1设计目标
自密实混凝土设计等级为二级；以自密实工作性、强度、耐久性为基础设计配合比；
混凝土的强度等级C30。
3.2原材料性能
3.2.1水泥
采用贵州威宁西南水泥有限公司生产的“振丰”牌水泥P.O42.5 普通硅酸盐水泥， 密度3.05g/cm3 ，3 天抗折强度与抗压强度分别为5.5MPa 和27.6MPa ,28 天抗折与抗压强度分别为9.6 MPa 和46.2MPa。
3.2.2机制砂
用玄武岩生产的机制砂, 母岩强度平均85MPa。机制砂表观密度2.68g/cm3 , 堆积密度1.456g/cm3.空隙率44.7%，细度模数2.9 ,含泥量1.0%,石粉含量6.8%，亚甲蓝值0.8，属Ⅱ区中砂。
3.2.3碎石
用玄武岩生产的碎石，表观密度2.69g/cm3 , 堆积密度1.477 g/cm3 ,空隙率41.7%，压碎指标18.7 %，含泥量0.4 %。使用5～20mm连续级配碎石。
3.2.4粉煤灰
贵州省六盘水市野马寨生产II级粉煤灰。
3.2.5外加剂
高性能减水剂：山西康特儿精细化工有限公司生产的KTPCA型高性能减水剂,固含量37% , 减水率28 %以上。
3.2.6水
河水。
3.3配合比计算
3.3.1自密实混凝土性能等级指标
以上可见，绝对体积法所设计出的C30自密实混凝土配合比均能满足自密实混凝土性能等级指标。
3.3.4硬化后混凝土强度
硬化后混凝土的强度主要测3d，7d，28d，28d振捣强度；自密实混凝土自密实性能，混凝土的内部结构是否密实，可以通过混凝土的抗压强度来反映。混凝土的强度随内部空隙率的增加而降低，这是早已被混凝土强度理论所证实的。所以，把混凝土一部分振捣来测28天强度，通过不振捣和振捣的28天强度的比值来检验自密实混凝土的自密实性能。
硬化后混凝土强度 （MPa）
注：自密实性评价是根据f1/f2比值来确定。当f1/f2≥0.90，自密实性优良；
当f1/f2=0.80-0.90，自密实性良好；当f1/f2＜0.80，自密实性差；
从上表中，可见这三个C30自密实混凝土配合比其硬化混凝土强度均能达到C30自密实混凝土的设计强度要求。而且，其自密实性能优良。
4.机制砂中石粉含量对自密实混凝土的影响
根据以上试验结果选取基准配合比作为研究对象。用以上原材料，分别配出机制砂石粉含量为8.7%、11.5%、13.6%、15.3%、17.8%、19.6%，时的基准配合比，研究机制砂在不同石粉含量时对自密实混凝土的影响。
4.1对自密实混凝土工作性能的影响
对自密实混凝土工作性能的影响
4.2对自密实混凝土硬化后强度的影响
对硬化后混凝土强度的影响（MPa）
根据以上试验数据进行综合分析研究，当机制砂石粉含量为13.6%时，配制出的自密实混凝土工作性能最好；当机制砂石粉含量为15.3%时，配制出的自密实混凝土强度最高。依据规范要求C30混凝土的试配强度为38.2MPa，机制砂的石粉含量为13.6%、15.3%时配制出的自密实混凝土强度都能满足规范要求，所以我部选择既能满足强度要求又能满足工作性能的自密实混凝土，即机制砂石粉含量为13.6%时，配制出的自密实混凝土，作为此次研究的最佳自密实混凝土。
5.结论
综上总结，在同一个自密实混凝土配合比中，当机制砂的石粉含量从6.8%逐渐增大到13.6%时，在这一过程中，自密实混凝土的工作性、和易性逐渐优化，强度逐渐增大。当机制砂的石粉含量达到13.6%时，自密实混凝土的工作性、和易性达到最佳，之后其工作性，和易性逐渐降低；当机制砂的石粉含量从13.6%继续增大到15.3%时，自密实混凝土的强度在这一过程中还在继续增大，当石粉含量达到15.3%时自密实混凝土强度达到最高峰，之后其强度逐渐降低。所以经研究表明，适当的增加自密实混凝土中机制砂的石粉含量有助于提高混凝土的工作性、和易性及强度
论文作者:田威,郝晓东
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第12期
论文发表时间:2017/12/11
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