自密實混凝土配合比設(shè)計

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

2、而在工業(yè)發(fā)達(dá)國家節(jié)約了價格較貴的專業(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家，自密實混凝土的澆筑量都已超過全部混凝土施工量的50％以上。我國近十年來，已經(jīng)在一些工程上有所應(yīng)用。我們經(jīng)一年來試驗研究，探討自密實混凝土配合比的設(shè)計方法，供業(yè)界參考。1自密實混凝土工作性的特點和檢測方法自密實混凝土拌合物不僅要求有較大的流動性，而且還要求有較好的粘聚性。白密實混凝土的膠結(jié)材漿體要能充分包裹與分隔砂石的每一個顆粒，使砂、石懸浮在膠結(jié)材漿體中。因而自密實混凝土工作性就要求同時具備(1)流動性(2)抗離析性(3)自填充性，這三種性能又稱自密

3、實性。流動性可以用檢測普通高性能混凝土拌合物坍落擴(kuò)展度的方法檢測?？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。一是用一種特殊的V形漏斗，裝滿10L混凝土拌合物，打開底蓋計量流出時間(S)。另一種方法是計量坍落擴(kuò)展度擴(kuò)展到平均50cm的時間(s)。V形漏斗流出時間歐洲規(guī)定不大于20S，日本雖也同樣規(guī)定一般自密實混凝土不大于20S，而鋼筋凈間距小于60mm時，規(guī)定為不大于25S，意即當(dāng)鋼筋密度大時，拌合物的粘聚性需要大一些。坍落擴(kuò)展度擴(kuò)展Nsocm的時間，日本規(guī)定一般自密實混凝土為3-15S，鋼筋凈間距小于60mm時為5-20S，見圖1。圖1V形漏斗自填充性又稱間隙通過性，用箱

4、形試驗(歐洲稱U形箱)，用一個矩形箱，中間通過隔板分為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，拔開隔板，拌合物即通過鋼筋流人B室。停止流動后測兩側(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箱形實驗儀(a)歐洲型；(b)13本型2自密實混凝土配合比設(shè)計原則2．1自密實混凝土配合比設(shè)計應(yīng)采取絕對體積法。2．2自密實混凝土要求拌合物在保持大流動性的同時增加粘聚性。國內(nèi)外一般均采取增加膠結(jié)材與惰性粉體量的方法，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)性試驗后進(jìn)行選用。關(guān)于自密實

5、混凝土粉體量日本建筑學(xué)會標(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，還要保持大流動性，就需要選擇優(yōu)質(zhì)高效減水劑。宜選用當(dāng)前市場上減水率大于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，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280L-350L。3關(guān)于級配砂、石與石子用量關(guān)系的討論配制符合要求的自密實混凝土，砂石的粒型和級配十分重要，國外均采取堆積密實型連續(xù)級配。按

6、富勒(Fuller)堆積密實理論，應(yīng)用于自密實混凝土的粗骨料連續(xù)級配宜用理查德(F．E．Richart)的級配公式[4]，為(1)式中，P——通過百分率；d——篩孔徑(mm)；D——粗骨料最大粒徑(mm)。用(1)式計算粗骨料最大粒徑為25mm和20mm的骨料最佳級配如表1所示。表1骨料連續(xù)級配計算表從表1的數(shù)據(jù)得出，石子最大粒徑為25mm時，最佳連續(xù)級配各粒徑石子數(shù)量的比例應(yīng)是：20-25：15-20：10～15：5～10mm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，最佳連續(xù)級配各粒徑石子數(shù)量比例應(yīng)是：15-

7、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時為49％，石子最大粒徑為20mm時為54％。用同樣方法計算，則石子最大粒徑為15mm時砂率為61％。日本建設(shè)省提出“新RC計劃”認(rèn)為，最大堆積密實理論對于骨料比表面積與多余的起潤滑作用漿體數(shù)量的影響考慮不夠，提出有利于新拌混凝土流動性