淺談自密實(shí)膨脹混凝土發(fā)展前景及配合比設(shè)計(jì)

李岱韓

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，廣東廣州 510000）

1 自密實(shí)膨脹混凝土的優(yōu)勢

混凝土的發(fā)明距今已有幾千年的歷史，在這幾千年的發(fā)展與運(yùn)用中，混凝土的應(yīng)用范圍越來越廣泛，逐步成為現(xiàn)代建設(shè)工程的基礎(chǔ)材料之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對技術(shù)的要求逐漸增長，混凝土工程結(jié)構(gòu)也變得更加復(fù)雜、規(guī)模更大更高、功能要求日漸增多。某些鋼筋結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜的工程中，或是構(gòu)件結(jié)構(gòu)較小，因?yàn)闊o法實(shí)現(xiàn)振搗或是充分振搗，導(dǎo)致構(gòu)件強(qiáng)度及質(zhì)量降低，同時(shí)，城市建筑物施工因混凝土振搗引起的噪音，是混凝土結(jié)構(gòu)施工面臨的一大問題。

自密實(shí)混凝土是通過摻入一定比例的減水劑、粉煤灰等活性混合料，設(shè)計(jì)合適的水膠比并通過調(diào)整集料級配來調(diào)整砂率，從而使配制出的混凝土具有良好的流動(dòng)性、抵抗分離能力、穿越鋼筋能力以及滿足要求強(qiáng)度的新型材料。

自密實(shí)混凝土具有較好的流動(dòng)性，因此對于結(jié)構(gòu)特殊、外形不規(guī)則以及內(nèi)部鋼筋密度大的模板澆筑比其他建筑材料更為適合，無需振搗即可達(dá)到密實(shí)的效果，同時(shí)可以減少過程中噪聲的產(chǎn)生，符合城市要求的環(huán)保施工。然而，混凝土較其他材料具有在水化反應(yīng)過程中隨著強(qiáng)度不斷的增加，干燥時(shí)體積會(huì)收縮變形，且其劈裂抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)不如抗壓強(qiáng)度等缺點(diǎn)[1]。吳中偉院士指出[2]：混凝土的裂縫是使混凝土耐久性降低的主要原因，由于混凝土體積收縮變形會(huì)引起開裂，因此，利用膨脹混凝土能夠有效阻止裂縫的產(chǎn)生。

2 試驗(yàn)概述

通過內(nèi)摻法制備強(qiáng)度為C40的自密實(shí)膨脹混凝土，即：預(yù)先配置好功能及強(qiáng)度滿足要求的自密實(shí)混凝土，再將膨脹劑按4%、8%、12%、16%、20%的比例等質(zhì)量代替水泥。通過測拌合物的拓展度檢測混凝土的流動(dòng)性，通過標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)檢測混凝土強(qiáng)度和測量7d、14d、28d限制膨脹率測試膨脹劑對自密實(shí)混凝土補(bǔ)償收縮的效果。

3 材料性能實(shí)驗(yàn)試件的制備及測試

3.1 試件制備

制備150mm×150mm×150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊，濕水養(yǎng)護(hù)7d以及28天，用于測量標(biāo)準(zhǔn)立方體7d和28d抗壓強(qiáng)度，由于添加膨脹劑，混凝土膨脹會(huì)擠壓模具，用氣泵脫模容易損壞試件及模具，被破壞的試件抗壓強(qiáng)度減少較大，采用可拆卸模具，以便脫模。混凝土初凝時(shí)立即拆模，置于水中養(yǎng)護(hù)7d，再放置空氣中21d，測其3d、7d、14d、28d限制膨脹率，共10個(gè)，自密實(shí)膨脹混凝土的配合比如表1所示。

3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測試

3.2.1 自密實(shí)混凝土流動(dòng)性測試

按照CCES 02—2004[3]規(guī)范要求對拌合物進(jìn)行工作性能檢測。制備出的拌合物應(yīng)均勻，不泌水。作為填充劑的指標(biāo)要求坍落拓展度（SF）應(yīng)滿足650mm≤SF≤750mm。C30以及C40自密實(shí)膨脹混凝土的坍落度如表2所示。

表1 C40自密實(shí)膨脹混凝土配合比

表2 拓展度

3.2.2 混凝土限制膨脹率測試

按照（GB 23439—2009）[4]規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)制備測試試件，縱向限制器采用GB1499.2中規(guī)定的。測量采用上虞市道墟港亞公路建材儀器廠生產(chǎn)的ISOBY-354型混凝土標(biāo)準(zhǔn)比長儀，測量范圍為354~357mm。取相近的2個(gè)試件測定值的平均值作為長度變化率的測量結(jié)果，計(jì)算值精確至0.001%，結(jié)果如表3所示。

表3 抗壓強(qiáng)度/MPa

表4 自密實(shí)膨脹混凝土限制膨脹率

3.2.3 混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

按照規(guī)范要求[5]進(jìn)行測試。

本試驗(yàn)通過設(shè)計(jì)C40自密實(shí)膨脹混凝土的配合比，在C40自密實(shí)膨脹混凝土的配合比情況下，膨脹劑摻量的增加使立方體抗壓強(qiáng)度逐漸遞減，當(dāng)膨脹劑摻量超過20%時(shí)，混凝土表面開裂，搬動(dòng)混凝土?xí)r表面很容易剝落，抗壓強(qiáng)度急劇降低，基本無法承重。

膨脹劑的摻加使得混凝土強(qiáng)度有一定的提高，且在一定范圍內(nèi)，隨著膨脹劑參加量的提高，拌合物的流動(dòng)性有所增加。兩種配合比下，當(dāng)膨脹劑摻量超過16%時(shí)，28d抗壓強(qiáng)度無法滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，只能選擇4%、8%和12%摻量下的配合比。