C30自密实混凝土工作性及其应用研究

张华君

【摘 要】文中结合某工程地下连续墙的实际工程应用,针对粉煤灰、砂率、用水量等对自密实混凝土工作性的影响开展试验研究,结果表明:采用聚羧酸系减水剂配制的自密实混凝土的工作性对单位用水量极为敏感,水胶比增大0.02即可能出现泌水现象;随着粉煤灰掺量的增加、砂率的提高,混凝土坍落扩展度和J环扩展度均呈现先增大后减小的趋势,本研究条件下,粉煤灰掺量以30％为宜,砂率以50％～ 53％为宜.

【期刊名称】《低温建筑技术》 【年(卷),期】2016(038)005 【总页数】2页(P32-33) 【关键词】混凝土;耐久性 【作 者】张华君

【作者单位】南通四建集团有限公司,江苏南通226300 【正文语种】中 文 【中图分类】TU528.0

高强度、高性能是当前混凝土技术发展的重要方向，而高性能混凝土除了要具有高强度或者高耐久性外，还必须具备高工作性，自密实混凝土的高工作性体现在可以利用其自身的流动性与填充性，使混凝土无需振捣便能获得密实结构[1]。近年来，自密实混凝土以其优异的施工性能和良好的耐久性，在许多大型、中型的现浇混凝

土工程中得到越来越广泛的应用，在隧道的衬砌等无法振捣的部位，地铁盾构管片和钢筋混凝土异形构件等配筋密集、断面狭小、结构复杂、难于施工和振捣的结构中，其优势更是充分显现出来[2]。

自密实混凝土的施工性能不同于普通混凝土，配合比设计也不同于普通混凝土，要求高砂率、高胶凝材料用量[3,4]，因此采用自密实混凝土生产制品或现场施工，相对于普通混凝土在材料成本上略有所增加，但施工工序简化、劳动生产率提高，人工费用、振动设备及其维修费大大减少，工程整体费用降低，综合技术经济效益良好。

文中结合某工程地下连续墙的实际工程应用，针对粉煤灰、砂率、用水量等对自密实混凝土工作性的影响开展试验研究，为自密实混凝土的配制提供试验依据和技术支持，确保工程质量。 1.1 原材料

试验采用P·O42.5普通硅酸盐水泥；I级粉煤灰，主要化学成分见表1；中砂，细度模数2.9，含泥量1.05%，表观密度2620kg/m3；5～20mm连续级配石灰岩碎石，表观密度2760 kg/m3；SJ-2型引气剂；聚羧酸系高效减水剂，减水率28%。混凝土配制强度C30。 1.2 工程概况

宝通府第工程，建设单位为哈尔滨市益民房地产开发有限责任公司。混凝土设计强度等级为C30，抗渗等级P6，地下连续墙厚度800mm，配筋适中，为了降低混凝土浇筑期间对对周围居民区的噪声污染，采用自密实混凝土技术进行施工，通过施工前的自密实混凝土混凝土配合比设计研究，到施工质量控制，最后达到预期施工效果，通过质量验收。 1.3 试验方法

本研究自密实混凝土的工作性主要从流动性、粘聚性、保水性和钢筋间隙通过性几

个方面进行考量，参照JGJ/T 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》，按照固定砂石体积含量法进行配合比设计，固定总胶凝材料用量 380 kg/m3，水胶比0.46、0.48、0.50，粉煤灰的掺量20%、30%、40%，砂率分别为44%、47%、50%、53%。采用坍落扩展度、T500、J环扩展度为考核指标，同时观察混凝土的粘聚性和保水性。

2.1 用水量对自密实混凝土工作性的影响

对应于0.46、0.48、0.50三个水胶比的混凝土单位用水量分别为175.0、182.5、190.0，所得到的混凝土工作性能参数见表2。

由表2可见，当单位用水量从175.0 kg/m3增大到182.5 kg/m3时，混凝土坍落扩展度和J环扩展度均有较大幅度增加，达到T500和留空时间均缩短，环内外高差降低；单位用水量进一步增加时，坍落扩展度和J环扩展度变化不明显，目测混凝土出现泌水现象，粗骨料在环内聚集，环内外高差显著增大。因为，混凝土流动性越大，对减水剂掺量和用水量越敏感，尤其是使用聚羧酸系减水剂是，用水量对混凝土和易性的影响更加显著。

2.2 粉煤灰掺量对自密实混凝土工作性的影响

混凝土水胶比固定为0.48，砂率50%，改变粉煤灰掺量，分别为等量取代水泥20%、30%、40%，所配制混凝土的工作性能参数见表3。

由表3可见，随粉煤灰掺量的增加，混凝土坍落扩展度和J环扩展度均呈现先增大又减小的趋势。这是因为本项目采用的I级粉煤灰需水量比较小，当胶凝材料总量和水胶比一定时，浆体的流动性增大；但是，当粉煤灰掺量过多时，由于粉煤灰密度轻，颗粒细小，与同质量的纯水泥浆相比，浆体的粘聚性提高，流动性略有降低。 2.3 砂率对自密实混凝土工作性的影响

混凝土水胶比固定为0.48，粉煤灰掺量为等量取代水泥30%，改变混凝土的砂率，分别为44%、47%、50%、53%、56%，所配制混凝土的工作性能参数见表4。

由表 4可已看出，在水胶比和胶凝材料用量一定的条件下，当砂率小于53%时，随着砂率的增加，混凝土的坍落扩展度、J环扩展度逐渐增大，扩展速率亦提高，砂率由44%提高到50%时，达到T500的时间缩短了31%，留空时间缩短了19%；但是，当砂率再继续增大至56%时，混凝土的坍落扩展度、J环扩展度急剧降低，扩展速率亦降低。

可见，自密实混凝土工作性有较大影响，与普通混凝土类似，存在着一个最佳范围，不超过极限砂率时，随砂率的增加，混凝土的流动性得以改善，一旦超过最佳范围，流动性急剧降低。这是因为集料总质量一定时，砂率越高，水泥砂浆量越充足，包裹在粗集料周围，可以减小粗集料之间的摩擦，粘聚性和保水性均较好，钢筋间隙的通过能力亦提高。当砂率过高时，砂的总比表面积大幅度提高，砂浆中的水泥浆量不足，砂表面的水泥浆体厚度较薄，润滑程度下降，混凝土的坍落度降低，流动速度亦降低。因此，自密实混凝土配制时应在合理砂率范围内选择相对较高的砂率，本研究以50%～53%为宜。

(1) 采用聚羧酸系减水剂配制的自密实混凝土对单位用水量极为敏感，水胶比增大0.02即可能出现泌水现象。

(2) 随粉煤灰掺量的增加、砂率的提高，混凝土坍落扩展度和J环扩展度均呈现先增大后减小的趋势，本研究条件下，粉煤灰掺量以30%为宜，砂率以50%～53%为宜。

【相关文献】

[1] 吕兴军，丁言兵，曹明莉.自密实混凝土配合比设计研究进展[J].混凝土，2013,(8): 105-109. [2] 朱朝晖，刘秀江.自密实混凝土在地下连续墙施工中的应用[J]. 建筑施工，2015，37(11): 1313-1315.

[3] 庄金平，郑建岚.自密实混凝土与钢筋局部黏结性能试验研究[J]. 建筑结构学报，2013，34(6): 143-152.

[4] 徐杰，叶燕华，朱铁梅，薛洲海.砂率对自密实混凝土工作性能的影响[J]. 混凝土，2013,(4): 101-103.