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摘要：文中通過試驗對膠凝材料進行分析，結(jié)合砂率與自密實混凝土性能之間的相互影響關(guān)系展開探討。研究表明：膠凝材料用量增加，流動速度加快，塑性黏度會隨膠凝材料的用量增加而下降，兩者之間呈現(xiàn)出反比關(guān)系；砂率增加，會降低混凝土的黏性，并提高混凝土的流動性。

關(guān)鍵詞：自密實混凝土；膠凝材料；砂率；工作性能

0引言

自密實混凝土是一種高性能的混凝土，與普通的混凝土相比，具有較好的工作性能。在我國工業(yè)化發(fā)展不斷加快的背景下，對于該類型的材料提出了更高的要求，不僅需具備較強的工作性能以及耐久性，還應具有節(jié)能及環(huán)保的特點。自密實混凝土是上世紀80年代由日本學者提出的，它與普通混凝土相比，優(yōu)點較為突出，比如高流動性、高穩(wěn)定性、耐久性好等。因此，自密實混凝土受到全世界的關(guān)注并被廣泛應用。我國近幾年對自密實混凝土進行了一系列研究，并取得了一定的成果［1-5］。但是從整體的情況來看，我國對自密實混凝土的研究還不夠深入。本課題主要探討了膠凝材料和砂率對自密實混凝土工作性能的影響。

1自密實混凝土拌和物工作性能評價方法

影響自密實混凝土性能的因素較多，對高性能自密實混凝土工作性能進行分析時，可以使用坍落擴展度測試方法、L型測試方法、篩析穩(wěn)定性測試方法。實踐操作過程中，在水膠比不變的情況下，可以通過改變高效減水劑的摻量來對混凝土的性能進行調(diào)整［6-7］。

1.1坍落擴展度測試

在自密實混凝土的檢測中，坍落擴展度是一項十分重要的指標，且屬于最直觀性的指標之一，從擴展的角度對混凝土混合物的離析性能進行綜合判定。用坍落度筒測量,即測量兩個垂直方向的最大流動直徑,用其平均值表征。該指標可以量化混凝土在自重作用下，克服屈服應力黏度和摩擦后的流動狀態(tài)，擴展后的混凝土越接近圓形表明其流動性越好。

1.2L型儀測試

L型儀測試法一般是對拌和物是否可以自流平進行觀察，該儀器可以記錄混凝土流過的時間，并結(jié)合流動速度對混凝土的綜合填充性與流動性進行計算，實現(xiàn)科學有效的分析。

1.3篩析穩(wěn)定性測試

將混凝土裝入到直徑為300mm、容積為10L的容器中，靜置15min后，對混凝土的泌水情況進行記錄及分析。在完成以上操作后，將上部的混凝土取出5kg左右，放置到5mm的篩中，靜置2min，觀察篩子混凝土的重量，從而計算混凝土的工作性能和指標。

2膠凝材料與高性能自密實混凝土之間的影響關(guān)系

通過大量的試驗研究發(fā)現(xiàn)，在實際施工過程中，膠凝材料和砂率會對自密實混凝土的工作性能產(chǎn)生顯著的影響。首先，隨著膠凝材料用量的降低，混凝土的塑性黏度會不斷增大，此時鋼筋間隙的通過性能也會不斷提高，隨著膠凝材料用量的增加而逐漸增大,說明自密實混凝土的穩(wěn)定性隨著膠凝材料用量的增加而降低。研究表明，混凝土的穩(wěn)定性主要取決于黏度、稠度和漿體吸附性等。因此，保持水膠比不變的情況下,隨著膠凝材料的用量增加,混凝土拌和物的黏度和稠度均降低,穩(wěn)定性下降,抗離析性能變差。結(jié)合砂率與自密實混凝土工作性能進行分析，兩者產(chǎn)生的影響十分明顯，砂率的增加會導致混凝土的塑性黏度不斷下降，且會提高其流動性。以上各項指標的變化會使拌和物的鋼筋通過能力提高。本課題針對高性能自密實混凝土的各項指標進行綜合性分析，重點研究膠凝材料的影響，在試驗開展的過程中，需應用模板側(cè)向壓力原理及相關(guān)裝置進行測試。該裝置是自行設(shè)計的，其主要的構(gòu)成要素有測試模板、壓力傳感器和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。該儀器使用便捷，具有綜合分析的優(yōu)勢，可以提高采樣的頻率。從各組工作性能的測試結(jié)果來看，膠凝材料的用量下降之后，流動性不斷降低，此時需要通過增加減水劑的方法，確?；炷恋牧鲃有赃_到相應的指標［8-10］。當膠凝材料用量降低后，混凝土的塑性粘度會出現(xiàn)增大的趨勢，從而增加混凝土拌和物的流動時間。出現(xiàn)這一現(xiàn)狀的主要原因是膠凝材料的用量有所變化，粗骨料的體積會不斷減少，此時混凝土固體顆粒之間的摩擦呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢，提高了鋼筋間隙通過性能，但隨著膠凝材料用量的增加，流動速度也會不斷加快，此時塑性黏度會隨著膠凝材料用量的增加而下降，兩者之間呈現(xiàn)反比。其中膠凝材料用量對自密實混凝土工作性能產(chǎn)生影響的試驗數(shù)據(jù)如表1所示。通過表1分析可以發(fā)現(xiàn)，膠凝材料的用量在一定程度上會對自密實混凝土的工作性能產(chǎn)生影響，如果使用過量的膠凝材料，那么整個混凝土的漿體將會出現(xiàn)過量的情況，此時粉體顆粒和基料之間將不能很好地接觸，混凝土之間的平衡體系也會逐漸被破壞，容易出現(xiàn)離析滲水的情況。如果無法及時地解決此問題，還可能導致混凝土黏度過大。坍落度在受到嚴重的影響之后，也會對混凝土的工作性能產(chǎn)生不利影響。適量的膠體含量可使混凝土的密度達標，甚至可以形成包裹粗細骨料的富余漿體，使混凝土的攪拌物具有更好的工作性能。

3砂率與自密實混凝土性能之間的相互影響關(guān)系

在高性能混凝土中，自密實混凝土配合比與常規(guī)混凝土有著明顯的區(qū)別，特別是在對相關(guān)的指標進行管控時，需重點考慮坍落擴展度，確保坍落擴展度達標。在混凝土配合比設(shè)計中，砂漿在其中的作用十分明顯，比如潤滑作用，滾珠可以有效減少骨料之間的摩擦。如果砂漿的數(shù)量和質(zhì)量達標，那么自密實混凝土的質(zhì)量也可以得到優(yōu)化。砂率增加會提高混凝土的流動性，對于整個混凝土而言，砂率是決定粗骨料比例以及砂漿含量的主要指標，對混凝土的填充性及勻質(zhì)性都具有較大的影響。本課題在研究的過程中，膠凝材料用量為450kg/m3，水膠比為0.4，粉煤灰為35%，對砂率進行調(diào)整，具體的調(diào)整方法是將砂率控制在44%，49%，54%以及59%，分析不同條件下配置出來的自密實混凝土工作性能。通過對收集的各項數(shù)據(jù)以及指標進行分析，可以了解到在擴展度試驗、L型試驗以及過篩試驗的情況下，不同砂率的工作性能存在明顯的差異。砂率對自密實混凝土工作性能產(chǎn)生影響見表2。

4結(jié)論

在水膠比不變的情況下，膠凝材料用量發(fā)生變化，混凝土拌和物的各項指標也會發(fā)生變化，變化范圍比較小的指標是拌和物的坍落度以及拌和物的坍落擴展度。如果膠凝材料的用量發(fā)生變化，那么混凝土的抗壓強度也會發(fā)生變化，兩者之間表現(xiàn)為正相關(guān)的關(guān)系。（1）高性能自密實混凝土的工作性能可以用坍落度、L型儀、U型箱和篩析試驗來衡量。（2）在水膠比不變的情況下,可通過調(diào)節(jié)高效減水劑摻量來調(diào)整膠凝材料用量,使混凝土拌合物的流動性保持不變。（3）在水膠比不變的情況下,隨著膠凝材料用量的變化，混凝土拌和物的坍落度和坍落擴展度變化不大;混凝土抗壓強度逐漸增加,但膠凝材料用量超過一定的量時,強度反而下降。（4）在水膠比不變的情況下,膠凝材料用量在540~580kg/m3之間時,混凝土具有優(yōu)良的工作性能。（5）砂率對混凝土的工作性能影響比較大，隨著砂率增加,混凝土的穩(wěn)定性增加,但抗壓強度下降。

作者:成昌康 單位:山西應用科技學院