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摘要：文中通過試驗對膠凝材料進行分析，結合砂率與自密實混凝土性能之間的相互影響關系展開探討。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，兩者之間呈現出反比關系；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。在我國工業化發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，還應具有節能及環保的特點。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，優點較為突出，比如高流動性、高穩定性、耐久性好等。因此，自密實混凝土受到全世界的關注并被廣泛應用。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，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，實現科學有效的分析。

1.3篩析穩定性測試

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系

通過大量的試驗研究發現，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,穩定性下降,抗離析性能變差。結合砂率與自密實混凝土工作性能進行分析，兩者產生的影響十分明顯，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，需應用模板側向壓力原理及相關裝置進行測試。該裝置是自行設計的，其主要的構成要素有測試模板、壓力傳感器和數據收集系統。該儀器使用便捷，具有綜合分析的優勢，可以提高采樣的頻率。從各組工作性能的測試結果來看，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，確保混凝土的流動性達到相應的指標［8-10］。當膠凝材料用量降低后，混凝土的塑性粘度會出現增大的趨勢，從而增加混凝土拌和物的流動時間。出現這一現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，兩者之間呈現反比。其中膠凝材料用量對自密實混凝土工作性能產生影響的試驗數據如表1所示。通過表1分析可以發現，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系

在高性能混凝土中，自密實混凝土配合比與常規混凝土有著明顯的區別，特別是在對相關的指標進行管控時，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。如果砂漿的數量和質量達標，那么自密實混凝土的質量也可以得到優化。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%，對砂率進行調整，具體的調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據以及指標進行分析，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生影響見表2。

4結論

在水膠比不變的情況下，膠凝材料用量發生變化，混凝土拌和物的各項指標也會發生變化，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生變化，那么混凝土的抗壓強度也會發生變化，兩者之間表現為正相關的關系。（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,可通過調節高效減水劑摻量來調整膠凝材料用量,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