配制C30自密实砼及配合比优化

配制C30自密实砼及配合比优化

[摘要]试验中就材料的选用、配合比设计、配合比优化作了一些有益的探索与研究。笔者认为自密实砼的配制，主要是合理选择原材料及原材料的合理匹配以达到新拌砼的高流动性、稳定性和间隙通过性的统一。

[关键词]自密实砼，配合比设计，优化

[abstract] in the test material selection, mix proportion design, the optimization of some beneficial exploration and research. The author thinks that of self-compacting concrete configuration, mainly is the rational selection of raw materials and the raw materials in order to achieve the rational matching new mix of concrete, the stability and the clearance high liquidity through sexual unity.

[key words] self-compacting concrete, mixture design, optimization

1前言

自密实砼指砼拌和物主要靠自重，不需要振捣即可充满模板和包裹钢筋，属于高性能砼的一种，该砼流动性好，具有良好的力学性能和耐久性。

2.自密实砼初步配合比确定

2.1对原材料的要求和选择

2.1.1水泥

应选用质量稳定与外加剂相容性好的水泥。本实验拟用鼎鑫42.5普通水泥，其矿物成分含量稳定、质量优异。

2.1.2 细骨料

细骨料应选择级配良好和有害物质含量少的中砂。

2.1.3 粗骨料

尽可能选用连续级配良好的近似圆形骨料，并严格控制针、片状颗粒的含量。

2.1.4外加剂

外加剂的主要要求为：a)与水泥的相容性好；b)减水率大；c)缓凝、保塑；d)增稠。

2.1.5 掺合料

掺合料是自密实砼中不可缺少的组分之一，利用它们的物理效应、填充效应和火山灰效应，不但能提高新拌砼的工作性，而且还能增强硬化后砼强度和耐久性。

2.2实验方法

自密实砼的配合比优化调整采用人工拌合，试件成型采用机械拌合。

2.2.1 拌合物工作性的测定方法

主要测定坍落度、扩展度、中边差。检测坍落度损失，研究拌和物性能变化规律。

自密实砼技术指标符合：坍落度≥250 mm,扩展度≥550 mm,中边差≤25 mm

2.2.2强度的测定方法

由于自密实砼没有相应的试验方法和标准，这里采用与普通砼相同的方法。抗压强度测定按GBJ81-85《普通砼力学性能试验方法》进行。试模采用150mm ×150mm ×150mm标准试模。

2.3C30自密实砼配合比的确定

根据实际试验掺量量及强度要求得出配合比如下：

C30砼配合比（kg/m3）

C F G S W

1m3 400 100 813 813 200

8L 3.2 0.8 6.5 6.5 1.6

注：粉煤灰掺量0.20。

3 自密实砼的优化

为了使自密实砼达到技术指标要求和造价的合理性，应从以下几点因素优化：

（1）优化砂率

（2）优化粉煤灰的掺量

（3）优化外加剂的掺量

3.1优化过程

3.1.1萘系高效减水剂在固定其它影响参数时对自密实砼拌和物工作性影响

首先考虑高效减水剂对自密实砼工作性的影响，通过数次实验决定在葡萄糖酸钠和三聚磷酸钠掺量各为0.025%、增稠剂掺量为0.06%以及木钙掺量为0.2%的情况下，初步确定萘系高效减水剂在掺量分别为1.2% 、1.3%、1.4% 对拌合物的影响。试验结论表示可考虑在掺量为1.4%的基础上增加增稠剂的掺量来改善其性能。

3.1.2砂率对砼拌合物工作性的影响

适当调整自密实砼的砂率，对自密实砼拌合物的泌水有所改善。在萘系高效减水剂掺量为1.4%和木钙掺量为0.2%基础上，砂率调整为48%和50%，试验结果和试验现象可以看出:砂率在48%和50%对自密实砼拌合物的坍落度和扩展度影响不大，本文采用50%的砂率。

3.1.3增稠剂对砼拌合物工作性的影响

增稠剂是一种对砼增加粘聚性的外加剂，其掺量变化对砼工作性有一定的影响。在萘系高效减水剂掺量为1.4%、萄糖酸钠和三聚磷酸钠掺量各为0.025% 、木钙(0.2﹪)和砂率为（50%）基础上增加增稠剂，掺量为0.06%、0.065%、0.07%，试验结果和试验现象表明：增稠剂的掺入不同程度的改善了自密实砼拌合物的泌水和离析现象。但当掺量为0.07%时N6自密实砼性能有较大变化，坍落度和扩展度经时60s后，坍落度由N5的273mm变为271mm,扩展度由N5的662.5mm变为640mm,两者都略有减小，同时也有不同程度的离析和泌水。因此最优掺量为0.065%选定N5。

3.1.4缓凝剂对砼工作性能的影响

本实验中采用的缓凝剂为萄糖酸钠和三聚磷酸钠，粉煤灰掺量在20%、25%时萄糖酸钠和三聚磷酸钠掺量都为0.025%，缓凝剂的加入改善了砼经时损失的减小，同时改善了自密实砼的扩展度，很好的改善了砼的工作性能，在此就不多阐述。

3.2 粉煤灰掺量变化对砼工作性和强度的影响

本试验采用粉煤灰为I级灰。在萘系高效减水剂掺量为1.4%、木钙掺量为0.2%和砂率为50%的基础上，粉煤灰的掺量分别为15%、20%和25%。试验结果表示在萘系高效减水剂产量为1.4%，木钙掺量为0.2%,砂率在50%不变的情况下，随着粉煤灰的掺量的增加，自密实砼的坍落度、扩展度技术指标变化不大，但是中边差有逐渐变小，开始由N7的25mm、N5的23.5mm 变为N8的22.5mm。技术指标都符合要求。

如自密实砼灰掺量对自密实砼的强度有一定影响。在其他系数不变的情况下，随着粉煤灰掺量的适度增加其七天强度有所降低，由N7的28.1Mpa、N5的24.6Mpa变为N8的22.7Mpa。本试验采用N7作为最后选中数据。

4 结论

（1）本课题通过单因素试验优化，最终选定高效减水剂掺量为1.4%，木质磺酸钙掺量为0.2%，砂率为15%配比作为最优配合比，同时降低造价。

（2）本试验中将萘系高效减水剂、木质磺酸钙、葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠和增稠剂按照试验现象复合掺加，通过单因素优化方法得出符合自密实砼要求的外加剂掺量。

（3）利用此优化方法，可以得到满足自密实砼工作性要求的配合比。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。