自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法研究進(jìn)展

袁海芳

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司,山西 太原 030006)

1 自密實(shí)混凝土材料分類

(1)水泥是自密實(shí)混凝土中最重要的原材料，能夠直接決定混凝土使用質(zhì)量，實(shí)際上多采用硅酸鹽水泥作為原材料，若混凝土混合對(duì)溫度有要求，需采用礦渣硅酸鹽水泥或中熱水泥。(2)骨料分為細(xì)骨料和粗骨料，細(xì)骨料在混凝土中發(fā)揮著減水和需水的作用，根據(jù)不同混凝土需求，調(diào)整細(xì)骨料材料和使用量，提高混凝土質(zhì)量。粗骨料主要應(yīng)用于鋼筋壁薄或密集結(jié)果中，能夠提高密實(shí)作用。(3)摻合料是提高混凝土耐久性和工作性的重要材料，能夠改善混凝土硬化后的結(jié)果和強(qiáng)度，改變混凝土的流變性能。(4)外加劑是改善混凝土流動(dòng)性、離析性、間隙通過性和填充性的重要材料。

2 自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法分類

2.1 全計(jì)算法與改進(jìn)全計(jì)算法

全計(jì)算法是由陳建奎教授提出，是一種定量的高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)方法，其計(jì)算依據(jù)是根據(jù)高性能混凝土含砂率情況和立方米用水量的計(jì)算公式以全計(jì)算法計(jì)算，所得出的含砂率較低，并不能滿足目前建筑工程自密實(shí)混凝土需求，因此，針對(duì)自密實(shí)混凝土需求，對(duì)全計(jì)算法進(jìn)行改進(jìn)，采用固定砂石體積含量計(jì)算法，并保留用水量計(jì)算公式急性計(jì)算，能夠定量計(jì)算自密實(shí)混凝土各項(xiàng)原材料配比量，計(jì)算操作簡(jiǎn)單，能夠應(yīng)用于建筑工程中。

2.2 骨料比表面積法

骨料比表面積法是在原材料的骨料確定上采用此方法，并設(shè)計(jì)砂漿量計(jì)算模型，在計(jì)算中需詳細(xì)研究富余砂漿量和骨料比表面積，根據(jù)粗骨料、細(xì)骨料的孔隙率情況，由此計(jì)算出骨料用量情況，由于計(jì)算量較為復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用范圍較窄。

2.3 參數(shù)設(shè)計(jì)法

參數(shù)設(shè)計(jì)法是在全計(jì)算法基礎(chǔ)上的新型計(jì)算方法，在配合比計(jì)算中，采用多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，采用α表示粗骨料系數(shù)、β表示細(xì)骨料系數(shù)、γ表示摻和劑系數(shù)、W/B表示外加劑系數(shù)，根據(jù)具體原材料的性能確定系數(shù)的取值情況，從而提高混凝土質(zhì)量。

2.4 固定砂石體積法

固定砂石體積法是在保證混凝土強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行原材料配合比設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中提高混凝土的工作性能，觀察混凝土設(shè)計(jì)原則，以粗骨料和細(xì)骨料的體積含量作為混凝土流動(dòng)性的重要因素，首先對(duì)自密實(shí)混凝土中的粗骨料、細(xì)骨料用量進(jìn)行計(jì)算，得出砂用量以及砂漿用量，在對(duì)用水量和凝漿材料總量進(jìn)行計(jì)算，得出摻和劑和外加劑的實(shí)際用量。

3 自密實(shí)混凝土配合比要求

自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)需要平衡混凝土流動(dòng)性和抗離析性，因此在設(shè)計(jì)中需遵循四項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，(1)強(qiáng)度要求，針對(duì)不同的建筑工程，對(duì)自密實(shí)混凝土的強(qiáng)度要求不同，如C50～C80為高強(qiáng)自密實(shí)混凝土，對(duì)其耐久性和抗壓性要求更高。(2)和易性要求，自密實(shí)混凝土配置后需要具有流動(dòng)性、粘聚性以及自密實(shí)性，澆灌后能夠自動(dòng)流入建筑材料中，有效保障簡(jiǎn)直質(zhì)量。(3)耐久性要求，由于建筑工程需保證其建筑質(zhì)量和使用年限，對(duì)自密實(shí)混凝土耐久性要求較高，而自密實(shí)混凝土耐久性主要取決于水泥、骨料、外加劑的配合比，需處理好原材料配比關(guān)系。(4)經(jīng)濟(jì)性要求，自密實(shí)混凝土配比中需在保障其使用質(zhì)量情況下，降低水泥、外加劑使用量，提高混凝土經(jīng)濟(jì)效益。

4 自密實(shí)混凝土使用效果分析

為比較4種自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用效果，采用相同材質(zhì)原材料按照不同配合比時(shí)間方案，分析制成的混凝土工作性能，如表1。本次研究自制Ⅱ級(jí)自密實(shí)混凝土，等級(jí)強(qiáng)度為C60。(1)水泥為石家莊金隅牌42.5級(jí)水泥；(2)細(xì)骨料選擇中砂密度為2.7 g/cm3，孔隙率44.03%，含泥量2.65%；(3)粗骨料選擇石子，密度為2.68 g/cm3，孔隙率41.52%，石子粒徑≤16 mm，含泥率0.75%；(4)摻和劑選擇Ⅱ級(jí)粉煤灰；(5)外加劑選擇減水劑，減水劑>30%，固含量40%。

表1 四種自密實(shí)混凝土工作性能對(duì)比

據(jù)表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，參數(shù)設(shè)計(jì)法在C60強(qiáng)度自密實(shí)混凝土制作中出現(xiàn)混凝土離析情況，在實(shí)際中應(yīng)用效果較低，改進(jìn)全計(jì)算法、骨料比表面積法、固定砂石體積法三種方法均能達(dá)到Ⅱ級(jí)自密實(shí)混凝土強(qiáng)度要求，且填充高度、坍落擴(kuò)展度差異量不大，在實(shí)際建筑中，可根據(jù)建筑工程需要，選擇合理的自密實(shí)混凝土配比方法。

5 結(jié) 語

綜上，自密實(shí)混凝土在建筑工程中起著不可替代的作用，可采用全計(jì)算法、改進(jìn)全計(jì)算法、參數(shù)設(shè)計(jì)法、固定砂石體積法四種配合比設(shè)計(jì)法分析，根據(jù)不同的建筑需求，采用合理的自密實(shí)混凝土配比方法，從而提高其使用質(zhì)量，獲得良好的工程效益。