自密实混凝土配合比设计及其性能试验研究

文摘 2024-11-22 07:04 河南

自密实混凝土在实际应用的过程中有着良好的力学性能和工作性能，因而在土木工程实际开展的过程中有着相当好的应用效果。文章从这一点出发，分析了应用全计算法的自密实混凝土配合比设计过程。

自密实混凝土是指进行混凝土配置的过程中，拌合物仅仅依靠自重，不需要进行进一步的振捣就可以充满模板，包裹钢筋，并表现出良好的均匀性和不离析特性，是目前土木工程实践过程中较为重要的一种技术。

一、相关背景

自密实混凝土常用于隧道衬砌等非振动地段。在城市，建筑噪音需要降低。制备自密实混凝土的关键是获得高流动性的混凝土混合料。它可以振动，但如果需要，它可以减少振动，同时确保所需的性能。自密实混凝土配制的基本原则是通过选择和掺入外加剂、优质外加剂、粗骨料和细骨料来降低混凝土混合料的屈服应力，使混凝土混合料具有较高的速度。

自流平、无渗水、成型后质量均匀、无蜂窝、内部缝隙等缺陷等。影响自密实混凝土流变性能的因素很多，而且非常复杂。通常需要大量的实验来确定混合比。正交实验法在应用的过程中相对来说有着更好的均匀分散特点，因而很多试验过程都会应用这一方式进行研究，能够有效对多因素进行处理过程。混凝土进行配比试验的过程中，必须要总结出充分客观能够反映规律的公式，才能够确保后续的工作效果并获取更加科学合理的配合比。

通常来说，进行混凝土配合比计算的过程中，都需要重点确定混凝土用水量单位和水胶（灰）比等，国内外一些学者根据不同的设计、配合比原则或配合比应力腐蚀开裂特性、应力腐蚀开裂机理及计算方法、普通混凝土配合比及设计参数控制方法等。

二、配合比设计

1.设计需要

在一定的水灰比下，高效减水剂与木质素磺酸钙复配，可获得较大的初坍落度和较小的坍落度损失。高效的复合剂应用之后可以有效的提高整体水灰比，进而进一步强化混凝土的强度，确保混凝土的屈服应力能够进一步降低，最终让工程整体表现出更好的密实情况。以粉煤灰为主要粘结剂的混凝土外加剂能发挥活性和微团聚作用，提高新拌混凝土的变形、保水性和耐久性。正交试验的应用可以有效的让水泥和砂之间有更好的强度效果，自密实混凝土的和易性取决于坍落度、膨胀度和膨胀损失。

2.计算方法

改进的总计算方法将最终方法与固定碎石体积法结合起来。设计方法中的砾石计算不再仅仅是基于水。水泥浆体积与传统水灰比有关。根据该公式可以定量计算混凝土配合比参数。计算公式和程序简单，具有一定的物理意义。显然，这是一种更全面的设计方法，需要考虑很多因素。

3.C60自密实混凝土配合比

C60的自密实混凝土性能等级为2，原材料主要是来自河砂，加入亚泰龙潭水泥有限公司、吉林市股份有限公司、吉林石矿顶路XP·042.5水泥依次为5～20ml碎石，其中吉林通化桃园电厂粉煤灰230kg/m³。普通自来水。

采用改进的全计算方法制备了C60自密实混凝土。首先，对试验强度进行了计算，确定了水凝胶的合理配比。砂的体积由固定砾石的体积含量决定，在计算的过程中需要根据参数和具体的情况来确定公式的应用，进而能够确定胶凝材料需要应用的数量，在此基础上可以确定水泥和粉煤灰应用的总量，并进一步确定减水量等。

4.计算试验

采用HJW150型混凝土搅拌机对360℃自密实混凝土的性能进行了研究，采用坍落度试验研究了新拌自密实混凝土的流动性。高度就是落差，通过坍落度膨胀试验，研究了新拌混凝土的流动性和抗离析性能。当提升坍落度管后混凝土停止流动时，坍落度膨胀的直径为坍落度膨胀。流动时间用于测试新拌混凝土的附着力。混凝土从直径50cm的坍塌管道中流出所需的时间。使用直径为5mm和350mm的标准筛管绝缘电阻通过测量混合物的屏蔽通量来反映。这是通过在桶中放置大约10L的预拌混凝土来完成的。休息15min后，将4.8kg混凝土倒入桶顶，放入方筛中，称量筛分泥浆的大小，这两个质量的比值是混凝土筛分合格率。

三、SCC测试

为了达到自压缩性能，需要高效减水剂和大体积混凝土粉体。因此，自密实混凝土在大多数人眼里是混凝土的高端产品，只适用于高强混凝土的应用和不规则结构的浇筑。同时，目前我国自密实混凝土的技术水平参差不齐，检测方法统一，性能水平差异很大，这使得很多人对自密实混凝土的性能和性价比提出质疑。自密实混凝土是混凝土性能的核心技术。在保证自密实混凝土性能的基础上，对不同要求的混凝土应提供不同的配合比设计方案。我们可以设计出不同强度等级、不同防渗等级以及一些特征的癌症，如低压大型混凝土建筑和热癌症。当然，我们也可以根据需要设计符合。需要注意的是，提供给用户的SCC解决方案是相同的，即使它们有相同的要求，即使它们位于不同的地区，也应该使用当地的原材料特性，以确保最佳的自压缩。性能和经济性。为了满足强度要求和经济约束，对C30和C60混凝土结构进行了设计和试验，采用粉煤灰代替水。粉煤灰、石粉、硅粉等各种添加剂都可以使用，但硅粉太贵了。石粉的使用因地区而异。研究了常用的粉煤灰外加剂。采用大量粉煤灰代替水，保证粉体具有良好的自密实性。本发明的优点是：在大粉尘中使用粉煤灰可保持较低的含水量，粉煤灰与水渣的不同降低了自密实混凝土的成本；粉煤灰作为一种建筑材料，只对环境无害，可以降低水渣使用引起的内部温升。粉煤灰的使用可以大大提高混凝土结构的耐久性。通过试验验证了粉煤灰自密实混凝土制备过程中可能出现的问题。用低水混凝土释放scc20h，测试低水位下的rascc能否满足28天龄期的强度要求。

四、自密实混凝土的性能测试

立方体抗压强度是评价混凝土强度等级的重要力学参数，在第3天、第7天、第14天和第28天分别测试边长为100mm和150mm的立方体。每组测试三次，取平均值，劈裂抗拉强度是混凝土的基本力学指标。使用边长分别为100mm和150mm的立方体样品，加载可上下弯曲的板。指定的带材放置在加载板和试样之间，并转换为抗拉强度。抗折强度在自密实混凝土设计的过程中有着相对重要的作用，在结构的设计的过程中必须要充分重视相关的参数设计。100×100×400mm试件在7d、14d和28d的弯曲强度分别为8.16MPa、10.23MPa和11.96MPa。自密实混凝土在不同龄期的力学试验中得到了很好的发展。3D、7d和14d抗压强度分别为35.4%、66.7%和80.2%。当粉煤灰掺量为28d时，粉煤灰的反应活性约为10%。当粉煤灰掺量为90d时，粉煤灰的反应活性约为20%。在相同投加量和使用寿命下，粉煤灰细度对化学结合水和化学结合水的活性没有显著影响。因此，随着水泥和水泥材料中水泥含量的降低，混凝土的收缩阶段逐渐减小，最终收缩阶段逐渐增大，混凝土的自收缩值逐渐减小。用30%超细粉煤灰配制的混凝土具有良好的加工性能和力学性能。当胶凝材料总数为560，在600kg/m³时，超细粉煤灰含量为30%，水泥含量为25%。高强混凝土60%，抗压强度不低于25%。80MPa可制备28天。橡胶复合混凝土的16d自收缩值不应超过1.4/10000，混凝土的最大水化温度不应超过64℃。当胶凝材料总数为560，600kg/m³时，混凝土各龄期抗压强度均下降。不同的龄期混凝土在应用的过程中相对来说，抗压强度的变化不会十分明显，聚羧酸系高效减水剂对水泥颗粒具有很强的分散作用，能防止水泥颗粒分散后形成集料，降低混凝土的屈服应力和塑性粘度。适当的矿物掺合料可以调节混凝土的流变性能，提高混凝土的塑性粘度，改善混凝土的和易性，改善混凝土的均匀性，减少粗、细骨料颗粒。它们之间的摩擦增加了混凝土的阻力。为减少预分离的可能性，提高混合料的稳定性，应适当提高出砂率，并将粗集料的粒径控制在20mm以内。配制低强度自密实混凝土时，可采用适当的增稠剂来提高混凝土的粘度。应用坍落度测试的方式来对自密实混凝土实际应用过程中表现出的抗离析性能以及流动性进行测试和确定，这样的方式可以有效的对相关参数进行有效确定。当坍落度小于220mm时，膨胀率随坍落度变化不大。当坍落度大于250mm时，膨胀对混凝土流动比坍落度更敏感。自密实混凝土的坍落度基本相同，但随着混凝土流量的变化，坍落度明显增大。从这一点来看，通货膨胀法比崩溃法更能准确地评估SCC的流动性。在施工过程中，L型流量计法的试验过程接近自密实混凝土的形式，反映了混凝土的流动性。评价指标实际上反映了混凝土的屈服剪应力。与L形U形箱试验类似，U形台主要用于测量新浇混凝土通过钢筋间隙填充模板转角处土壤的能力。V形漏斗法是根据固定界面所需的时间，确定一定量混凝土的和易性。J型环用于检测自密实混凝土配合比的通过率，描述在有限空间内未分离、粘结或堵塞的裂缝中新拌混凝土的流动。T50时间是SCC偏析填充的综合指标。一般来说，测试方法不能完全反映其性能，因此需要两个或多个测试来评估流动性、填充、缺口通道和隔离阻力。

五、结语

自密实混凝土调试的过程中，煤粉等的掺量有着较为重要的影响，会直接影响到混凝土整体性能，因而可以获得更好的力学性能和工作性能，文章针对性的提出了对其进行配合比设计的相关工作内容，以及性能试验的内容。

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