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摘要：文中通過(guò)試驗(yàn)對(duì)膠凝材料進(jìn)行分析，結(jié)合砂率與自密實(shí)混凝土性能之間的相互影響關(guān)系展開(kāi)探討。研究表明：膠凝材料用量增加，流動(dòng)速度加快，塑性黏度會(huì)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(huì)降低混凝土的黏性，并提高混凝土的流動(dòng)性。

關(guān)鍵詞：自密實(shí)混凝土；膠凝材料；砂率；工作性能

0引言

自密實(shí)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(guó)工業(yè)化發(fā)展不斷加快的背景下，對(duì)于該類(lèi)型的材料提出了更高的要求，不僅需具備較強(qiáng)的工作性能以及耐久性，還應(yīng)具有節(jié)能及環(huán)保的特點(diǎn)。自密實(shí)混凝土是上世紀(jì)80年代由日本學(xué)者提出的，它與普通混凝土相比，優(yōu)點(diǎn)較為突出，比如高流動(dòng)性、高穩(wěn)定性、耐久性好等。因此，自密實(shí)混凝土受到全世界的關(guān)注并被廣泛應(yīng)用。我國(guó)近幾年對(duì)自密實(shí)混凝土進(jìn)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(lái)看，我國(guó)對(duì)自密實(shí)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(duì)自密實(shí)混凝土工作性能的影響。

1自密實(shí)混凝土拌和物工作性能評(píng)價(jià)方法

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

1.1坍落擴(kuò)展度測(cè)試

在自密實(shí)混凝土的檢測(cè)中，坍落擴(kuò)展度是一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)，且屬于最直觀性的指標(biāo)之一，從擴(kuò)展的角度對(duì)混凝土混合物的離析性能進(jìn)行綜合判定。用坍落度筒測(cè)量,即測(cè)量?jī)蓚€(gè)垂直方向的最大流動(dòng)直徑,用其平均值表征。該指標(biāo)可以量化混凝土在自重作用下，克服屈服應(yīng)力黏度和摩擦后的流動(dòng)狀態(tài)，擴(kuò)展后的混凝土越接近圓形表明其流動(dòng)性越好。

1.2L型儀測(cè)試

L型儀測(cè)試法一般是對(duì)拌和物是否可以自流平進(jìn)行觀察，該儀器可以記錄混凝土流過(guò)的時(shí)間，并結(jié)合流動(dòng)速度對(duì)混凝土的綜合填充性與流動(dòng)性進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效的分析。

1.3篩析穩(wěn)定性測(cè)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(duì)混凝土的泌水情況進(jìn)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(jì)算混凝土的工作性能和指標(biāo)。

2膠凝材料與高性能自密實(shí)混凝土之間的影響關(guān)系

通過(guò)大量的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際施工過(guò)程中，膠凝材料和砂率會(huì)對(duì)自密實(shí)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(huì)不斷增大，此時(shí)鋼筋間隙的通過(guò)性能也會(huì)不斷提高，隨著膠凝材料用量的增加而逐漸增大,說(shuō)明自密實(shí)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(shí)混凝土工作性能進(jìn)行分析，兩者產(chǎn)生的影響十分明顯，砂率的增加會(huì)導(dǎo)致混凝土的塑性黏度不斷下降，且會(huì)提高其流動(dòng)性。以上各項(xiàng)指標(biāo)的變化會(huì)使拌和物的鋼筋通過(guò)能力提高。本課題針對(duì)高性能自密實(shí)混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合性分析，重點(diǎn)研究膠凝材料的影響，在試驗(yàn)開(kāi)展的過(guò)程中，需應(yīng)用模板側(cè)向壓力原理及相關(guān)裝置進(jìn)行測(cè)試。該裝置是自行設(shè)計(jì)的，其主要的構(gòu)成要素有測(cè)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(shì)，可以提高采樣的頻率。從各組工作性能的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，膠凝材料的用量下降之后，流動(dòng)性不斷降低，此時(shí)需要通過(guò)增加減水劑的方法，確?；炷恋牧鲃?dòng)性達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)［8-10］。當(dāng)膠凝材料用量降低后，混凝土的塑性粘度會(huì)出現(xiàn)增大的趨勢(shì)，從而增加混凝土拌和物的流動(dòng)時(shí)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(huì)不斷減少，此時(shí)混凝土固體顆粒之間的摩擦呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì)，提高了鋼筋間隙通過(guò)性能，但隨著膠凝材料用量的增加，流動(dòng)速度也會(huì)不斷加快，此時(shí)塑性黏度會(huì)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(duì)自密實(shí)混凝土工作性能產(chǎn)生影響的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。通過(guò)表1分析可以發(fā)現(xiàn)，膠凝材料的用量在一定程度上會(huì)對(duì)自密實(shí)混凝土的工作性能產(chǎn)生影響，如果使用過(guò)量的膠凝材料，那么整個(gè)混凝土的漿體將會(huì)出現(xiàn)過(guò)量的情況，此時(shí)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(huì)逐漸被破壞，容易出現(xiàn)離析滲水的情況。如果無(wú)法及時(shí)地解決此問(wèn)題，還可能導(dǎo)致混凝土黏度過(guò)大。坍落度在受到嚴(yán)重的影響之后，也會(huì)對(duì)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(dá)標(biāo)，甚至可以形成包裹粗細(xì)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(shí)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(shí)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(duì)相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行管控時(shí)，需重點(diǎn)考慮坍落擴(kuò)展度，確保坍落擴(kuò)展度達(dá)標(biāo)。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，砂漿在其中的作用十分明顯，比如潤(rùn)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(dá)標(biāo)，那么自密實(shí)混凝土的質(zhì)量也可以得到優(yōu)化。砂率增加會(huì)提高混凝土的流動(dòng)性，對(duì)于整個(gè)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(biāo)，對(duì)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(guò)程中，膠凝材料用量為450kg/m3，水膠比為0.4，粉煤灰為35%，對(duì)砂率進(jìn)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(lái)的自密實(shí)混凝土工作性能。通過(guò)對(duì)收集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及指標(biāo)進(jìn)行分析，可以了解到在擴(kuò)展度試驗(yàn)、L型試驗(yàn)以及過(guò)篩試驗(yàn)的情況下，不同砂率的工作性能存在明顯的差異。砂率對(duì)自密實(shí)混凝土工作性能產(chǎn)生影響見(jiàn)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(xiàng)指標(biāo)也會(huì)發(fā)生變化，變化范圍比較小的指標(biāo)是拌和物的坍落度以及拌和物的坍落擴(kuò)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(qiáng)度也會(huì)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(shí)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(yàn)來(lái)衡量。（2）在水膠比不變的情況下,可通過(guò)調(diào)節(jié)高效減水劑摻量來(lái)調(diào)整膠凝材料用量,使混凝土拌合物的流動(dòng)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(kuò)展度變化不大;混凝土抗壓強(qiáng)度逐漸增加,但膠凝材料用量超過(guò)一定的量時(shí),強(qiáng)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(shí),混凝土具有優(yōu)良的工作性能。（5）砂率對(duì)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(qiáng)度下降。

作者:成昌康 單位:山西應(yīng)用科技學(xué)院