自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)

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1、自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)傅沛興，賀奎(北京市建筑設(shè)計(jì)‘研究院，100039北京)摘要：自密實(shí)混凝土不但要求有較大的流動(dòng)性，而且還要求有較好的粘聚性，因而其施工工作性要同時(shí)具備流動(dòng)性、抗離析性、和間隙通過(guò)性。據(jù)此，提出了自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)原則，并著重闡述了骨料的堆積密實(shí)型連續(xù)級(jí)配的原理，論述了配制自密實(shí)混凝土膠結(jié)材漿體與砂率、石子體系的關(guān)系，以利于配制優(yōu)良的自密實(shí)混凝土。關(guān)鍵詞：自密實(shí)混凝土；自密實(shí)性；抗離析性；自填充性；連續(xù)級(jí)配比。自密實(shí)混凝土由高性能混凝土發(fā)展而來(lái)，是高性能混凝土的一個(gè)分支。由于自密實(shí)?昆凝土可以不用振搗，靠拌合物自重就可以通過(guò)鋼筋等障

2、礙物填充到模板的各個(gè)角落，因而在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家節(jié)約了價(jià)格較貴的專業(yè)技術(shù)工人工資，節(jié)約了振搗設(shè)備和電力，特別是大大降低了施工噪聲污梨q；因而發(fā)展很快，在日本及歐洲許多國(guó)家，自密實(shí)混凝土的澆筑量都已超過(guò)全部混凝土施工量的50％以上。我國(guó)近十年來(lái)，已經(jīng)在一些工程上有所應(yīng)用。我們經(jīng)一年來(lái)試驗(yàn)研究，探討自密實(shí)混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法，供業(yè)界參考。1自密實(shí)混凝土工作性的特點(diǎn)和檢測(cè)方法自密實(shí)混凝土拌合物不僅要求有較大的流動(dòng)性，而且還要求有較好的粘聚性。白密實(shí)混凝土的膠結(jié)材漿體要能充分包裹與分隔砂石的每一個(gè)顆粒，使砂、石懸浮在膠結(jié)材漿體中。因而自密實(shí)混凝土工作性就要求同時(shí)具備(1

3、)流動(dòng)性(2)抗離析性(3)自填充性，這三種性能又稱自密實(shí)性。流動(dòng)性可以用檢測(cè)普通高性能混凝土拌合物坍落擴(kuò)展度的方法檢測(cè)?？闺x析性又稱抗離析穩(wěn)定性，日本和歐洲標(biāo)準(zhǔn)均用兩種方法檢測(cè)。一是用一種特殊的V形漏斗，裝滿10L混凝土拌合物，打開(kāi)底蓋計(jì)量流出時(shí)間(S)。另一種方法是計(jì)量坍落擴(kuò)展度擴(kuò)展到平均50cm的時(shí)間(s)。V形漏斗流出時(shí)間歐洲規(guī)定不大于20S，日本雖也同樣規(guī)定一般自密實(shí)混凝土不大于20S，而鋼筋凈間距小于60mm時(shí)，規(guī)定為不大于25S，意即當(dāng)鋼筋密度大時(shí)，拌合物的粘聚性需要大一些。坍落擴(kuò)展度擴(kuò)展Nsocm的時(shí)間，日本規(guī)定一般自密實(shí)混凝土為3-15S，鋼

4、筋凈間距小于60mm時(shí)為5-20S，見(jiàn)圖1。圖1V形漏斗自填充性又稱間隙通過(guò)性，用箱形試驗(yàn)(歐洲稱U形箱)，用一個(gè)矩形箱，中間通過(guò)隔板分為A、B二室，下端流出19cm高連通口，連通口處垂直放一定間距的鋼筋。將A室裝滿混凝土拌合物，拔開(kāi)隔板，拌合物即通過(guò)鋼筋流人B室。停止流動(dòng)后測(cè)兩側(cè)混凝土高度差。日本規(guī)定高度差小于8cm為合格，歐洲則規(guī)定愈小愈好，(圖2)。圖2箱形實(shí)驗(yàn)儀(a)歐洲型；(b)13本型2自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)原則2．1自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)采取絕對(duì)體積法。2．2自密實(shí)混凝土要求拌合物在保持大流動(dòng)性的同時(shí)增加粘聚性。國(guó)內(nèi)外一般均采取增加膠結(jié)材與惰性

5、粉體量的方法，也可以采取摻用一部分增粘劑的方法。增粘劑的品種較多，需要做與膠結(jié)材適應(yīng)性試驗(yàn)后進(jìn)行選用。關(guān)于自密實(shí)混凝土粉體量日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為160L-230L，歐洲規(guī)范則規(guī)定為160L-240L。2．3在增加膠結(jié)材漿體粘性的同時(shí)，還要保持大流動(dòng)性，就需要選擇優(yōu)質(zhì)高效減水劑。宜選用當(dāng)前市場(chǎng)上減水率大于30％的聚羧酸系高效減水劑。2．4要選用粒型與級(jí)配較優(yōu)的粗細(xì)骨料，并限定粗骨料的最大粒徑。關(guān)于粗骨料最大粒徑，歐洲規(guī)范限定不大于20mm，日本規(guī)定粗骨料最大粒徑為20mm或25mm。在增加粉體量的同時(shí)，粗骨料用量也相應(yīng)減少。歐洲與日本的標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定粗骨料用量為2

6、80L-350L。3關(guān)于級(jí)配砂、石與石子用量關(guān)系的討論配制符合要求的自密實(shí)混凝土，砂石的粒型和級(jí)配十分重要，國(guó)外均采取堆積密實(shí)型連續(xù)級(jí)配。按富勒(Fuller)堆積密實(shí)理論，應(yīng)用于自密實(shí)混凝土的粗骨料連續(xù)級(jí)配宜用理查德(F．E．Richart)的級(jí)配公式[4]，為(1)式中，P——通過(guò)百分率；d——篩孔徑(mm)；D——粗骨料最大粒徑(mm)。用(1)式計(jì)算粗骨料最大粒徑為25mm和20mm的骨料最佳級(jí)配如表1所示。表1骨料連續(xù)級(jí)配計(jì)算表從表1的數(shù)據(jù)得出，石子最大粒徑為25mm時(shí)，最佳連續(xù)級(jí)配各粒徑石子數(shù)量的比例應(yīng)是：20-25：15-20：10～15：5～1

7、0mm約略為17：20：26：37或1：1．2：1．5：2．1。刨去18．51％粉體，砂率為49％。石子最大粒徑為20mm時(shí)，最佳連續(xù)級(jí)配各粒徑石子數(shù)量比例應(yīng)是：15-20：10-15：5～10mm約略為25：31：44或1：1．3：1．8。刨去20％粉體，砂率為54％。這樣連續(xù)級(jí)配的石子空隙率，一般為36％左右。配制混凝土?xí)r，用偏粗中砂的砂率，石子最大粒徑25mm時(shí)為49％，石子最大粒徑為20mm時(shí)為54％。用同樣方法計(jì)算，則石子最大粒徑為15mm時(shí)砂率為61％。日本建設(shè)省提出“新RC計(jì)劃”認(rèn)為，最大堆積密實(shí)理論對(duì)于骨料比表面積與多余的起潤(rùn)滑作用漿體數(shù)量的影

8、響考慮不夠，提出有利于新拌混凝土流動(dòng)性