研究自密实混凝土及其性能试验

李邦勋

（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550001）

研究自密实混凝土及其性能试验

李邦勋

（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550001）

针对自密实混凝土特点，对其配比、密实效果、抗压、劈裂、抗折、折后抗压以及弹性模量等进行试验。

自密实混凝土；配比设计；性能试验

1　自密实混凝土配比设计

1.1原材料

（1）水泥：自密实混凝土虽有别于常规混凝土，但它并未对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：使用信阳河砂，其细度模量应准确控制在2.79左右。

（3）石：石子在使用之前应清洗干净，尽可能去除杂质，以确保连续级配。

（4）减水剂：自密实混凝土应适时选用减水剂，来减少实际用水量，其减水效果对于混凝土的整体质量而言，尤为重要。此次试验经研究决定选用JM-A型萘系高效减水剂，其最大减水率可以达到20%。

（5）粉煤灰：建议使用优质的粉煤灰取代一部分水泥，并提高胶凝材料的实际用量，进而配制出理想状态的自密实混凝土，在减水剂和粉煤灰的协同之下，混合料的各项性能将得到大幅的提升。

1.2配比设计

依靠正交设计原理，借助正交表实施配比设计。设计过程中需充分考虑的因素为：单位体积用水量、水灰比、含砂率、减水剂用量、粉煤灰掺量等。

2　自密实效果比较

2.1抗压强度比较结果

由表1可以明显看出，其中第五组、第九组与第十三组的抗压强度差别较大，剩下试验组的自密实混凝土抗压强度均可以达到振捣混凝土抗压强度的八成以上。由此可见，通过配比优化设计，自密实混凝土的抗压强度基本可以满足需求。对抗压强度差别较大的三个试验组进行分析，它们所对应的坍落度以及扩展度等都很小，使得混凝土不具备良好的垂直性与流动性，在浇筑过程中难以依靠自重达到最佳密实度。因此，自密实混凝土的应用，配比设计是关键，拌和物必须具有拥有足够的坍落度与扩展度，以此有效消除屈服剪力，保证拌和物可以自行填满整个模板，并达到良好的密实效果。

2.2劈裂强度比较结果

可以看出，所有试验组中未发现明显的劈裂强度区别，数值方面较为接近，通过计算得知，二者的劈裂强度比值可以达到0.991。因此可以断定，是否进行振捣对于混凝土结构的劈裂强度而言，不会产生较大的影响，所以自密实混凝土可以很好的满足劈裂强度方面的应用需求。

3　抗折性能试验

3.1抗折强度

抗折强度是路桥混凝土施工中的主要参数之一，为深入开展自密实混凝土抗折性能试验，从以上16组配比设计中随机选取6组实施抗折强度试验。首先，进行试件加工，试件的规格为100 mm× 100 mm×400 mm，所得试验结果如表1所示（主要是指抗折与劈裂强度对比信息）。

表1　6组试件的劈裂与抗折强度间的联系

由表1可以看出，自密实混凝土与常规振捣混凝土在抗折与劈裂强度比值上并没有二太大的差别，基本可以达到相的水平。

3.2折后抗压强度

现行试验规程中明确指出，可以使用发生折断以后的试件进行试验，进而得出试件抗压强度的近似值。但这一规定是否可用于自密实混凝土，还需进一步的试验来证实。此次试验选取相同规格的试件实施折后测试，所得结果见表2。

由表2可以看出，它们的强度比均值是0.98，方差0.04，变异系数0.04。从数据上可以证明，自密实混凝土可以使用测试折后抗压强度的方法来得出试件抗压强度近似值。

表2　6组试件的折后抗压强度与测值间的联系

4　弹性模量试验

4.1试验结果

混凝土弹性模量通常刚取应力达到40%抗压强度时的实际加荷模量，测试过程中可选用反复加、卸载的方式。弹性模量试件的规格为100 mm ×100 mm×300 mm，每个试验组由6根完全相同的试件组成，其中的3根进行轴心强度测试，其余3根用于弹性模量测试。

加荷之前先进行反复预压，不少于三次，预压时观察压力机与千分表的运行情况。预压结束后，开始加荷，首次加荷需达到0.5 MPa应力，持续30 s记录此时的千分表读数；然后加荷至最终荷载标准，持续30 s，记录此时千分表读数；最后进行卸荷。重复以上流程，直到相邻变形值差值趋于稳定，且满足误差要求。弹性模量试验结果如表3示。

表3　试件弹性模量试验结果

4.2弹性模量和抗压强度之间的联系

弹性模量的计算公式为

式中：f代表抗压强度。cu

此次试验过程中使用常规振捣混凝土的弹性模量计算方法实施计算发现，试验值和按照公式（1）计算得出的结果相比，平均降低了近20%。所以，需要对公式（1）进行修正，修正后的计算公式为

根据公式（2），算出自密实混凝土试件的弹性模量数值，即为表4中的计算值。对比发现，计算和试验结果基本吻合。

5　总 结

（1）抗压强度方面，自密实混凝土为常规振捣混凝土的80%，经配比优化设计，抗压强度得到有效改善。

（2）振捣并未对劈裂强度造成明显影响。

（3）可采用折后抗压强度测试的方法得出抗压强度近似值。

（4）弹性模量方面，自密实混凝土低于常规振捣混凝土约20%，可用修正后的公式进行计算，以消除误差。

［1］ 胡琼，颜伟华，郑文忠.自密实混凝土基本力学性能试验研究［J］.工业建筑，2008，（10）：90-93.

［2］ 赵军，高丹盈.高性能自密实混凝土的力学及变形性能试验研究［J］.中外公路，2006，（2）：161-165.

［3］ 侯景鹏，张璐.自密实混凝土配合比设计及其性能试验研究［J］.混凝土，2013，（2）：95-96，101.

U214

C

1008-3383（2016）10-0019-02

2016-02-12

李邦勋（1968-），男，贵州贵阳人，工程师。