C80高性能自密實鋼管柱混凝土試驗研究

龔鴿

摘 要：本文主要研究了C80高性能自密實混凝土的特點、原材料的選擇過程、以及混凝土生產過程的相關控制措施。與此同時，混凝土澆筑過程中應該保證混凝土的密實性、工作性和強度，試件拆模后可以看出試件的表面密實性良好且非常光滑，由此可以得出，根據該配合比測得的混凝土可以滿足設計和施工的要求。本文通過對C80自密實混凝土的研究為混凝土質量的提高奠定基礎。

關鍵詞：C80自密實混凝土;配合比設計;質量控制

中圖分類號：U655.56? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）07-0060-02

高性能混凝土不但需要具有良好的力學性能和工作性能，還需要具備良好的耐久性和穩定性，本文主要對C80高性能自密實混凝土進行配合比設計，針對高性能混凝土的水泥量大、水灰比低以及易收縮等特點，在配制C80自密實鋼管柱混凝土時添加了粉煤灰、硅粉、礦渣粉、減水劑以及膨脹劑等材料。

1 C80高性能自密實混凝土的特點

C80自密實混凝土在進行設計的時候應該滿足以下幾點要求：①混凝土設計強度等級為C80，檢測結果應該滿足混凝土設計強度的要求;②混凝土應該具有良好的流動性、和易性及自密性，因此在澆筑完成后應該拆模檢查混凝土的表觀密實度;③在對混凝土進行澆筑的時候試驗柱一次性澆筑的方量控制在2m3，立方體鋼管柱尺寸為400×400×6000mm兩根，為了防止鋼管柱中出現裂縫應該減小混凝土的收縮量。根據上述的幾個施工特點，試驗人員應該優化混凝土的配合比，選擇優質的施工材料，對施工過程的質量進行嚴格的把控，減小混凝土的收縮量，使混凝土的各項性能都能滿足施工的要求。

2 原材料的選擇和配合比的設計

在對C80自密實混凝土進行生產的過程中，不但需要選擇優質的骨料，還應該摻加高效的外加劑和優質的摻和料。與此同時，為了使生產的混凝土具有良好的施工性能和耐久性能、低收縮和低水化熱，試驗人員應該根據設計的配合比來生產和養護混凝土。

2.1原材料要求

水泥：選擇P.Ⅱ42.5水泥，該水泥28天的實際強度52.4MPa，其他指標滿足GB175-2007的要求。

（2）砂：主要使用的是中粗砂，其中實際測量的細度模數為2.7，該類砂中泥塊的含量為0.4%，含泥量為0.6%，其他的各項指標滿足規范及設計圖紙要求。

（3）粗集料：級配為5～20mm，壓碎指標值為10%，針片狀顆粒含量5.6%，泥塊含量0.2%，含泥量0.4%，其他的各項指標滿足規范及設計圖紙要求。

（4）礦物摻合料：粉煤灰使用的是優質Ⅰ級粉煤灰、礦渣粉為“S95級優質礦渣粉，在選擇硅粉和膨脹劑的時候都應該考慮生產廠家的實力，膨脹劑的指標應該滿足JGJ/T 178標準以及GB 23439的相關標準。對粉煤灰的指標要求主要如下：燒失量應該小于8%，細度不大于25%，需水量比不大于105%，三氧化硫含量不大于8%，含水量不大于1%。礦渣粉的要求如下：三氧化硫的含量不大于4%，礦渣粉的比表面積不小于350㎡/Kg。硅粉的比表面積不小于15000㎡/Kg，二氧化硅的含量不小于85%。

（5）減水劑：減水劑使用的是高性能聚羧酸減水劑，該減水劑的的指標都滿足GB 8076的要求。

2.2混凝土配合比的設計

該工程混凝土配合比的設計思路為：①為了增加混凝土的強度，應該在混凝土中摻加硅粉;②為了使拆開后的試驗混凝土柱表面光滑、密實，應該使用礦渣粉和粉煤灰來代替水泥，達到減少水泥用量的目的;③為了減少混凝土的收縮，應該在混凝土鋼管柱中摻加膨脹劑。其具體設計如下：

（1）水膠比（W/B）。根據該項目的實際和試驗的數據，初步判定C80混凝土的水膠比范圍是0.24～0.30。

（2）混凝土每立方米的用水量應該不超過155Kg。

（3）外摻料：根據試驗可以看出，礦渣粉的摻量為15%，Ⅰ級粉煤灰的摻量為10%，硅粉的摻量為6%，膨脹劑的摻量為7%。

（4）砂率：混凝土的砂率應該控制在32%～40%。

根據上述的設計配合比進行試拌驗證，并對各項數據進行檢驗，檢驗的主要數據見表1C80自密實混凝土試配配合比以及表2C80試拌及調整配合比拌和物性能。

根據試驗的結果可以看出，配合比2中的混凝土拌和物雖然具有良好的流動性、保水性和粘聚性，但是該混凝土拌和物的強度卻比較低;配合比3中的混凝土拌合物擴展度小且和易性較差，因此，只有配合比1能滿足相關的設計和施工要求。綜上所述，試驗人員應該按照配合1進行試拌檢驗，試拌檢驗合格后，才能進行生產。

3混凝土生產過程的質量控制

3.1控制原材料的質量

混凝土原材料在進場前應該進行取樣檢測，試驗人員應該嚴格對各項原材料進行進場檢測，合格后才能進場。

3.2保證混凝土生產質量的相關措施

（1）在每天生產前應該檢測現場粗細集料的含水率，然后根據含水率的數值換算生產配合比，施工人員在對生產配合比的數據進行核對后再輸入攪拌系統，在投料之前應該再次核對數據和原材料，確保無誤后才能投入生產中。

（2）混凝土的攪拌時間應該根據設計要求來確定，且應該不小于120s。

（3）在混凝土生產結束后，試驗人員應該對混凝土的質量進行檢測，其檢測的主要內容有：混凝土坍落度及和易性、生產計量精度、擴展度、坍損、測溫、強度等，并按照規定留存試件。

4生產澆筑過程及控制結果

試驗人員應該在工地現場對混凝土的擴展度和坍落度進行檢測，并留存7天和28天的標養試件和現場試件。根據相關數據可以看出，在28天的時候，結構實體強度已經達到設計強度的118%，同養強度和標養強度則達到設計強度的116%，60天的標養強度為設計強度的121%，所以C80自密實混凝土的強度符合設計施工的強度要求。

5 現場管理和施工配合

5.1 施工準備要點

（1）自密實混凝土的流動性較大，所以準備的試驗模板應該具有足夠的穩定性、剛度和強度來抵抗混凝土流動而產生的側壓力，模板間的縫隙應該不超過2mm，模板低于最高澆筑表面的部位不能有缺口或開放部位。在施工前施工技術人員應該對鋼筋及保護層的厚度和模板的支立情況進行檢查，一旦發現問題應該及時處理。

（2）在澆筑混凝土的過程中，由于混凝土具有較大的粘聚性，所以單純的依靠混凝土自流并不能使試驗柱完全密實，為了使混凝土更加的密實，施工之前應該準備膠木錘，在對柱體進行澆筑的過程中，施工人員可以在鋼管的外側或者柱模板外側用橡木錘進行敲擊。

5.2 泵送澆注控制要點

（1）在泵送施工之前，應該根據施工現場的具體情況裝備泵送設備，從而滿足混凝土順利澆筑的需求。與此同時，為了保證C80自密實高性能混凝土的質量和泵送的連續性，應該在施工的現場放置備用泵，防止泵送設備在施工過程中發生故障而影響到混凝土的施工質量。

（2）在對混凝土卸車之前，應該二次攪拌混凝土，為了保證混凝土的均勻性，二次攪拌的時間不應該小于2分鐘，與此同時，還應該對混凝土的質量進行測定，一旦混凝土的指標不滿足施工的要求，就不能進行澆筑。

（3）為了在自密實混凝土高工作性能消失前完成澆筑和泵送的過程，自密實混凝土的澆筑時間應該控制在120分鐘以內。

5.3 養護

為了減少混凝土的干縮裂縫和溫差，混凝土在澆筑完成后使用薄膜覆蓋，除此之外，在拆除模板之后，應該在混凝土的表面刷一層養護劑進行養護。

6結論

（1）為了使C80自密實混凝土滿足設計的指標，減少混凝土的收縮量、增加混凝土的外觀質量和密實性，在優化配合比的時候可以合理的添加摻合料。

（2）本文中所檢測的C80高性能自密實混凝土強度均滿足設計要求，且28天的標養強度大于92.6MPa，因此該混凝土的配合比符合施工和設計的要求。

（3）在切開試驗的鋼管柱后可以看到混凝土的表面光滑、密實度高，沒有出現開裂和分層的現象，所以由此可以判斷該試驗中C80自密實混凝土的配合比和生產數據是切實可行的。

綜上所述，本文中選擇的原材料和C80自密實混凝土的配合比經試驗的檢驗是符合工程設計要求的。

參考文獻：

[1] CECS203：2006，自密實混凝土應用設計規程[S].

[2] 廉慧珍，張青，張耀凱.國內外自密實高性能混凝土研究及應用現狀[J].施工技術，1999.28（5）.