淺談自密實混凝土配合比設計

齊賀宇

摘 要：自密實混凝土（簡稱SCC），被譽為“混凝土建筑技術中最具革命性的發展”，因其優異的產品性能和施工性，廣泛應用于各種建筑領域。本文主要從設計說明、設計依據、原材料選定、配合比計算、配合比試配及選定等方面，簡要說明自密實混凝土配合比設計方法。為測試人員、工程人員提供技術參考及理論支撐。

關鍵詞：自密實混凝土；配合比設計；

引言：自密實混凝土具有高流動性、自密實、不泌水、不離析等特點，廣泛應用于建筑工程、鐵路工程。自密實混凝土配合比設計直接影響其拌合物性能、力學性能和耐久性，是現場施工的基礎。準確掌握自密實混凝土配合比設計方法至關重要。

1 設計說明

1.1 拌合物性能要求

入泵坍落度：200～260mm、入泵擴展度：500～650mm、5h坍落度≥180mm、5h擴展度≥400mm、含氣量<2.5%、T50：5～20s、初凝時間：16～22h、終凝時間：18～24h。

氯離子含量不超過膠凝材料總量的0.10%、總三氧化硫含量不超過膠凝材料總量的4.0%、總堿含量≤3.0kg/m3。

1.2 耐久性及力學性能要求

56d混凝土電通量<1000C、強度等級：C55。

2 設計依據

CECS 203：2006《自密實混凝土應用技術規程》；

JTG/T D65-06-2015《公路鋼管混凝土拱橋設計規范》；

TB 10424-2018《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》；

JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設計規程》。

3 原材料選定

混凝土配合比設計應采用工程實際使用的原材料，所用細骨料含水率應小于0.5%，粗骨料含水率應小于0.2%，所有材料均須驗收合格。

3.1 粉體選定

根據新拌混凝土性能和硬化混凝土性能，選定使用P﹒O 42.5低堿水泥、S95礦粉、F類Ⅰ級粉煤灰、Ⅱ型膨脹劑，用于滿足自密實混凝土性能要求。

3.2 骨料選定

選定使用河砂（中砂）、碎石（5～10：10～20mm=4：6），用于滿足自密實混凝土性能要求。

3.2 外加劑選定

選定摻入高性能緩凝型減水劑，用于改善漿體的粘性和流動性。

4 配合比計算

4.1 確定試配強度

由公式 fcu，o≥fcu，k+1.645σ（其中fcu，k為設計強度等級，σ取6.0MPa）可得：配制強度fcu，o≥55+1.645×6.0=64.9MPa。

4.2 選取單位體積粗骨料量

根據自密實混凝土設計性能及CECS 203：2006要求，單位體積粗骨料絕對體積宜為0.32～0.35m3，初選0.34m3。

4.3 選取單位體積用水量、單位體積粉體量、水粉比

根據自密實混凝土設計性能及CECS 203：2006要求，用水量宜為155～180kg，初選170kg，體積0.17m3；單位體積粉體量宜為0.16～0.23m3，初選0.20m3；水粉比宜為0.80～1.15，經計算水粉比為0.85，滿足標準要求。

4.4 暫定含氣量

根據CECS 203：2006及JTG/T D65-06-2015要求，含氣量宜為1.5～2.5%，暫定含氣量為2.0%。

4.5 確定單位體積細骨料量

自密實混凝土宜采用絕對體積法設計，單位體積細骨料量應由單位體積粉體量、單位體積粗骨料量、單位體積用水量和含氣量確定，經計算得出單位體積細骨料量為1-0.34-0.17-0.20-0.02=0.27m3。

4.6 確定每立方米混凝土中原材用量

經實測，粗骨料表觀密度2700kg/m3、細骨料表觀密度2700kg/m3、水泥表觀密度3060kg/m3、粉煤灰表觀密度2450kg/m3、礦粉表觀密度2800kg/m3、膨脹劑表觀密度2850kg/m3；根據自密實混凝土設計性能要求，暫定膨脹劑內摻10%，粉煤灰占膠材總量17%，礦粉占膠材總量10%，減水劑摻量1.3%；

經計算可得：每立方米混凝土中水泥用量為382kg、粉煤灰用量為89kg、礦粉用量為52kg、膨脹劑用量為58kg、砂用量為729kg、碎石用量為918kg、減水劑用量為6.8kg。

4.7 確定基準配合比

按以上計算的配合比進行試拌，根據拌合物性能要求，調整單位體積用水量為160kg，混凝土的保水性和粘聚性好。據此，我們以0.306作為基準水膠比，水膠比增加和減少0.02，用水量不變，砂率增加和減少1%，分別選取水膠比為0.326、0.306、0.286的配合比進行試拌，經計算得出配合比如下：

①水膠比為0.326

水泥：粉煤灰：礦粉：膨脹劑：砂：石：水：減水劑=359：83：49：54：762：921：160：6.4

②水膠比為0.306

水泥：粉煤灰：礦粉：膨脹劑：砂：石：水：減水劑=382：89：52：58：729：918：160：6.8

③水膠比為0.286

水泥：粉煤灰：礦粉：膨脹劑：砂：石：水：減水劑=408：95：56：62：696：911：160：7.3

5 配合比試配及選定

經試配，水膠比0.306的配合比試塊強度略大于制配強度（64.9MPa），拌合物性能、耐久性均符合設計要求。混凝土拌合物表觀密度實測值與計算值之差的絕對值未超過計算值的2%，無需修正，配合比維持不變。

配合比選定結果如下：

水泥：粉煤灰：礦粉：膨脹劑：砂：石：水：減水劑=382：89：52：58：729：918：160：6.8

結語：綜上所述，自密實混凝土配合比設計的每一方面均需要通過試拌測試和以往經驗確定。不斷摸索水膠比、水粉比、粉體總量與混凝土強度、自密實性能、粘性、流動性之間的內在關聯非常重要。作為檢測人員，應熟練掌握配合比設計方法和設計原理，為社會提供準確、公正、科學的檢測結果。

參考文獻：

[1] CECS 203：2006《自密實混凝土應用技術規程》.

[2] JTG/T D65-06-2015《公路鋼管混凝土拱橋設計規范》.

[3] TB 10424-2018《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》.

[4] JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設計規程》.