普通混凝土與SCC性能對比實驗研究

司應舉

【摘 要】自密實混凝土（簡稱SCC）與普通混凝土在建筑中有著很廣泛的應用，這兩種混凝土在不同的建筑領域有著自身的優點。本文研究SCC與普通混凝土在同樣的原材料和礦物摻合料下， SCC的坍落擴展度比普通混凝土大，SCC的流動性、抗離析性和填充性比普通混凝土的更具有優異性，同樣原材料、礦物摻合料和不同的配合比下，SCC比普通混凝土的干縮系數大。

【關鍵詞】SCC；普通混凝土；性能

0 引言

普通混凝土是應用最為廣泛的混凝土，在民用建筑、道路等各方面都在大量使用。隨著建筑物迅速發展，使混凝土技術從塑性混凝土到干硬混凝土，現在又到SCC，SCC以其不需要振搗，且其流動性、填充性非常好，對施工環境的大大改善而得到廣泛應用，是一種新型的高性能混凝土[1-3]。在二十世紀八十年代由馮乃謙教授提出了流體混凝土概念，奠定了研究基礎。而后北京城建公司在SCC的研究成果上取得了成功，而后中國鐵道建筑公司也取得了成果。此外，我國的一些科學家們也做了大量的SCC研究，推動了我國SCC的發展[3]。在生產配置中，SCC與普通混凝土在原材料相同、礦物摻合料相同的情況下，測試其新拌混凝土與硬實混凝土的性能及SCC和普通混凝土耐久性能。通過實驗結果對比SCC與普通混混凝土的性能差異，從而得出這兩種混凝土的不同。

1 原材料

（1）水泥，采用P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥水泥性能指標依據行國家標準《通用硅酸鹽水泥》GB175的相關規定，標準稠度27.4%，28d抗壓強度50.2MPa。

（2）骨料。細集料，細度模數2.98，表觀密度2640kg/m3。粗集料不宜過大，最大粒徑不應該大于20mm，應該采用連續級配或者2個和2個以上的單位粒徑級配搭配使用。粗骨料的針片狀含量、含泥量及泥塊含量都應該符合《自密實混凝土應用技術規程》CECS203：2006中的粗骨料針片狀含量不應超過8%。

（3）礦物摻合料

粉煤灰，細度3.8%，需水量比90%。礦渣采用S75粒化高爐礦渣，其指標符合混凝土外加劑應用規范。

（4）萘系減水劑，最大減水率為22 %，固含量≥96%。

2 配合比設計

2.1 SCC配合比設計

本實驗采用固定砂石體積法， 設定每立方混凝土中石子用量的松堆體積α=0，55m3，其中α范圍（0.5～0.6）； 砂漿中砂體積含量為44%（42%～45%）；水泥和粉煤灰總體積為1m3，粉煤灰參量為30%；減水劑摻量1.5%，得出1m3SCC材料用量：mc：mf：mw：mg：ms=388.5：166.5：184：842.6：794

2.2 普通混凝土配合比設計

根據構件尺寸，粗骨料粒徑按公稱粒徑選用Dmax=20mm，即采用5～20mm的粗骨料。選取W0=195kg/m3。粉煤灰代替25%的水泥，選取砂率為34%，減水劑摻量為膠凝材料的1.5%[4-5]，1m3混凝土用量為：m ：m ：m ：m ：m =375：125：195：556：1080

3 SCC與普通混凝土的性能實驗[6]

（1）坍落度擴展度試驗：SCC與普通混凝土的坍落擴展度數據符合GBT50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法》如表1所示。

從表1知：在水泥使用量相同的情況下，SCC的坍落度、T50和擴展度都比普通混凝土的大，說明SCC的流動性比普通混凝土的流動性更好。

（2）SCC的V型漏斗試驗是指SCC的粘度通過V型漏斗流出的時間，混凝土拌合物完全流過漏斗所用的時間T實驗所得數據如表2所示。

從表2數據知：所測得的數據的范圍為9.6～11.8s，說明SCC的流動性良好。

（3）U 型箱試驗方法評價拌合物間隙通過能力的性能，實驗所得數據如表3所示。

從表3可以看出實驗得到的H1-H2在0～12mm之間，所以實驗配制混凝土的流動性符合標準，不需要調整，SCC的流動性良好。

（4）抗壓強度試驗：在水泥用量相同，設計強度不同的情況下，根據《普通混凝土力學性能試驗方法》（GB/T50081-2002）分別測試SCC的7d、28d立方體抗壓強度，分別為51.6MPa、58.3MPa，普通混凝土分別為39.7MPa、47.8MPa。SCC的7天抗壓強度為設計要求的86%，而普通混凝土的7天抗壓強度為設計要求的79.4%，SCC的七天抗壓強度比普通混凝土的好。28天的抗壓強度都差不多。

4 SCC與普通混凝土的耐久性能對比

混凝土的耐久性是混凝土在各種實驗環境對抗混凝土的破壞能力，使混凝土保持自身的完整性的能力。本次混凝土耐久性的測試實驗是干縮實驗[7]。對C60SCC礦物摻合料的六個配合比和C50普通混凝土的同樣礦物摻合料的三個配合比，做九個實驗比。對SCC進行以粉煤灰15%、25%、35%和礦渣15%、25%、35%取代混凝土中水泥質量來進行配合比設計。同時對普通混凝土不摻任何礦物摻合料、25%粉煤灰取代水泥、25%礦渣取代水泥的配合比設計來做 1、3、7、14、28天干縮試驗。配合比如表4所示，干縮量結果如表5所示。

從表5中數據可以看出，混凝土的收縮系數在28天內增長非常快，SCC的各種不同礦物摻合料的大于普通混凝土的收縮系數。當摻入粉煤灰時，摻粉煤灰的混凝土收縮量比不摻粉煤灰的混凝土的收縮系數小，摻入量為35%的比摻摻入量為25%的收縮系數更小，摻入量為15%時的最大。當礦物摻合料為礦渣時，摻入量為25%時，混凝土的干縮系數比基準混凝土的大，當摻入量為45%時，收縮系數要小于基準混凝土。

5 結論

同樣原材料的SCC和普通混凝土，SCC的和易性、流動性、黏聚性和保水性比普通混凝土的更好；同樣原材料不同配合比設計強度的SCC和普通混凝土，在相同礦物摻合料下SCC的的干縮系數比普通混凝土的大。在混凝土中粉煤灰摻量越多，混凝土的收縮就會越小。礦渣的摻量在低于40%時，收縮系數低于普通混凝土，摻量在40%～50%時，收縮系數隨礦渣摻量的增加而增大，大于50%后又變低。

【參考文獻】

[1]樊俊.自密實混凝土耐久性研究現狀與探究[J].建設科技，2014，12（9）：136-139.

[2]王國清，程利平.自密實混凝土的發展歷史和研究現狀[J].中國水運（下半月刊），2011，11（07）：240-243.

[3]殷新，謝友均，龍廣成.自密實混凝土的研究及應用現狀[J]，建筑技術開發，2006（11），42-44.

[4]中國建筑科學研究院.JGJ 55-2011普通混凝土配合比設計規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[5]宋少民，王林.混凝土學[M].武漢理工大學出版社，2013，12.

[6]陳瑜，黃湘寧，周文芳.自密實混凝土工作性試驗方法評述[J].長沙理工大學學報（自然科學版），2011，2（04）：29-33.

[7]樓瑛，羅素蓉.混凝土自收縮的測定及若干因素對自收縮影響規律的研究[J]. 福州大學學報（自然科學版），2015，03（01）：100-105.

[責任編輯：朱麗娜]endprint