研究自密實混凝土及其性能試驗

李邦勛

（貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽 550001）

研究自密實混凝土及其性能試驗

李邦勛

（貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽 550001）

針對自密實混凝土特點，對其配比、密實效果、抗壓、劈裂、抗折、折后抗壓以及彈性模量等進行試驗。

自密實混凝土；配比設計；性能試驗

1　自密實混凝土配比設計

1.1原材料

（1）水泥：自密實混凝土雖有別于常規混凝土，但它并未對水泥材料提出特殊要求，所以采用普通的水泥材料即可。

（2）砂：使用信陽河砂，其細度模量應準確控制在2.79左右。

（3）石：石子在使用之前應清洗干凈，盡可能去除雜質，以確保連續級配。

（4）減水劑：自密實混凝土應適時選用減水劑，來減少實際用水量，其減水效果對于混凝土的整體質量而言，尤為重要。此次試驗經研究決定選用JM-A型萘系高效減水劑，其最大減水率可以達到20%。

（5）粉煤灰：建議使用優質的粉煤灰取代一部分水泥，并提高膠凝材料的實際用量，進而配制出理想狀態的自密實混凝土，在減水劑和粉煤灰的協同之下，混合料的各項性能將得到大幅的提升。

1.2配比設計

依靠正交設計原理，借助正交表實施配比設計。設計過程中需充分考慮的因素為：單位體積用水量、水灰比、含砂率、減水劑用量、粉煤灰摻量等。

2　自密實效果比較

2.1抗壓強度比較結果

由表1可以明顯看出，其中第五組、第九組與第十三組的抗壓強度差別較大，剩下試驗組的自密實混凝土抗壓強度均可以達到振搗混凝土抗壓強度的八成以上。由此可見，通過配比優化設計，自密實混凝土的抗壓強度基本可以滿足需求。對抗壓強度差別較大的三個試驗組進行分析，它們所對應的坍落度以及擴展度等都很小，使得混凝土不具備良好的垂直性與流動性，在澆筑過程中難以依靠自重達到最佳密實度。因此，自密實混凝土的應用，配比設計是關鍵，拌和物必須具有擁有足夠的坍落度與擴展度，以此有效消除屈服剪力，保證拌和物可以自行填滿整個模板，并達到良好的密實效果。

2.2劈裂強度比較結果

可以看出，所有試驗組中未發現明顯的劈裂強度區別，數值方面較為接近，通過計算得知，二者的劈裂強度比值可以達到0.991。因此可以斷定，是否進行振搗對于混凝土結構的劈裂強度而言，不會產生較大的影響，所以自密實混凝土可以很好的滿足劈裂強度方面的應用需求。

3　抗折性能試驗

3.1抗折強度

抗折強度是路橋混凝土施工中的主要參數之一，為深入開展自密實混凝土抗折性能試驗，從以上16組配比設計中隨機選取6組實施抗折強度試驗。首先，進行試件加工，試件的規格為100 mm× 100 mm×400 mm，所得試驗結果如表1所示（主要是指抗折與劈裂強度對比信息）。

表1　6組試件的劈裂與抗折強度間的聯系

由表1可以看出，自密實混凝土與常規振搗混凝土在抗折與劈裂強度比值上并沒有二太大的差別，基本可以達到相的水平。

3.2折后抗壓強度

現行試驗規程中明確指出，可以使用發生折斷以后的試件進行試驗，進而得出試件抗壓強度的近似值。但這一規定是否可用于自密實混凝土，還需進一步的試驗來證實。此次試驗選取相同規格的試件實施折后測試，所得結果見表2。

由表2可以看出，它們的強度比均值是0.98，方差0.04，變異系數0.04。從數據上可以證明，自密實混凝土可以使用測試折后抗壓強度的方法來得出試件抗壓強度近似值。

表2　6組試件的折后抗壓強度與測值間的聯系

4　彈性模量試驗

4.1試驗結果

混凝土彈性模量通常剛取應力達到40%抗壓強度時的實際加荷模量，測試過程中可選用反復加、卸載的方式。彈性模量試件的規格為100 mm ×100 mm×300 mm，每個試驗組由6根完全相同的試件組成，其中的3根進行軸心強度測試，其余3根用于彈性模量測試。

加荷之前先進行反復預壓，不少于三次，預壓時觀察壓力機與千分表的運行情況。預壓結束后，開始加荷，首次加荷需達到0.5 MPa應力，持續30 s記錄此時的千分表讀數；然后加荷至最終荷載標準，持續30 s，記錄此時千分表讀數；最后進行卸荷。重復以上流程，直到相鄰變形值差值趨于穩定，且滿足誤差要求。彈性模量試驗結果如表3示。

表3　試件彈性模量試驗結果

4.2彈性模量和抗壓強度之間的聯系

彈性模量的計算公式為

式中：f代表抗壓強度。cu

此次試驗過程中使用常規振搗混凝土的彈性模量計算方法實施計算發現，試驗值和按照公式（1）計算得出的結果相比，平均降低了近20%。所以，需要對公式（1）進行修正，修正后的計算公式為

根據公式（2），算出自密實混凝土試件的彈性模量數值，即為表4中的計算值。對比發現，計算和試驗結果基本吻合。

5　總 結

（1）抗壓強度方面，自密實混凝土為常規振搗混凝土的80%，經配比優化設計，抗壓強度得到有效改善。

（2）振搗并未對劈裂強度造成明顯影響。

（3）可采用折后抗壓強度測試的方法得出抗壓強度近似值。

（4）彈性模量方面，自密實混凝土低于常規振搗混凝土約20%，可用修正后的公式進行計算，以消除誤差。

［1］ 胡瓊，顏偉華，鄭文忠.自密實混凝土基本力學性能試驗研究［J］.工業建筑，2008，（10）：90-93.

［2］ 趙軍，高丹盈.高性能自密實混凝土的力學及變形性能試驗研究［J］.中外公路，2006，（2）：161-165.

［3］ 侯景鵬，張璐.自密實混凝土配合比設計及其性能試驗研究［J］.混凝土，2013，（2）：95-96，101.

U214

C

1008-3383（2016）10-0019-02

2016-02-12

李邦勛（1968-），男，貴州貴陽人，工程師。