高性能自密实清水混凝土配合比研究

高性能自密实清水混凝土配合比研究

王一番 ,贾媛媛

中建二局第四建筑工程有限公司  天津市  300000

摘要：自密实高性能清水混凝相较于较为传统的普通混凝土,有着诸多优点,在普通混凝土的基础上改进了许多在实际工作应用中的不足。基于此，本文对高性能自密实清水混凝土配合比进行了研究分析。

关键词：高性能混凝土；自密实清水混凝土；配合比

前言

随着我国经济发展各行各业也在不断谋求创新，提高自身技术水平，建筑领域也不例外。北京十一学校中堂实验学校建筑设计理念新颖，结构设计复杂，应用了大量型钢梁、型钢柱组合结构，而这些部位若继续应用传统混凝土施工工艺会出现不易振捣，结构外观差等现象，而自密实清水混凝土恰好可以很好的解决这一问题，但同时也伴随着一定的施工难度。自密实清水混凝土顾名思义既要有自密实混凝土高流动性的特点，即不用振捣或较少振捣便可自动包裹钢筋充满模板的特性，同时还要具有清水特性使结构表面光滑，色泽均匀统一，棱角分明，这就对自密实清水混凝土施工提出了更高的要求。本文旨在通过对混凝土配合比的研究，配制出适用于型钢梁、型钢柱组合结构的高性能自密实清水混凝土，以此来实现高性能自密实混凝土技术和型钢结构的紧密结合。

一、清水混凝土与自密实混凝土的结合

自密实混凝土强调具有较好的流动性和抗离析性。清水混凝土强调成形质量，成形后表面观感和色泽，同时考虑在浇筑过程中对模板的填充性。所以自密实混凝土和清水混凝土二者是可以结合的。

通常情况下混凝土的抗离析性和流动性是相互矛盾的，随着流动性的增强混凝土的抗离析性必然减弱。所以自密实混凝土和清水混凝土的结合就要研制出高流态清水混凝土。通过现场施工实际研究发现，要想很好配制出高流态清水混凝土就要把控好以下几方面因素：

（1）想要配出流动性较好的高性能自密实清水混泥土塌落度流动值是一项十分重要的指标，经过试验发现塌落度的大小控制在50cm-70cm时自密实清水混凝土能够很好的兼顾二者特性。

（2）含气量也是衡量自密实清水混凝土性能的一个关键因素，含气量的高低会影响混凝土的抗压强度和抗冻性，记过实验发现含气量为4.5%最优在冬施条件下可适当提高至5.5%。

（3）自密实清水混凝土的单方用水量宜定为175kg/m³。用水量应根据现场实际情况调整，应尽量降低。

（4）自密实清水混凝土为了兼顾流动性和抗离析性与普通混凝土相比使用的胶结材料偏高。但胶结材料的使用易使混凝土在进行水化热反应时出现开裂的问题，所以胶结材料的使用应在保证混凝土应有强度的同时尽量降低。

（5）考虑到型钢结构部位钢筋绑扎密集间隙过小，一般情况下普通混凝土粗骨料体积容量为0.62-0.63m³/m³，但高性能自密实清水混凝土粗骨料体积容量宜选为0.50-0.55m³/m³。

二、高性能自密实清水混凝土的配比研究

2.1高性能自密实清水混凝土的配制思路

高性能自密实清水混凝土同时兼顾强度、流动性、和清水效果，这就对混凝土中各种原材的选配和配比提出了更高的要求。通过对国内外学术期刊调查研究发现，截止目前为止并没有统一的配合比规范和要求。所以，要想在实际施工过程中获得高性能自密实清水混凝土的施工效果就要从原材料入手，根据现场实际情况进行各种原材之间的配合比试验以此来得到最优的、符合现场实际施工的高性能自密实清水混凝土配合比。

2.2试验原材料的选取

表1 原材料的选取

2.3实验器材

（1）搅拌机

搅拌机，是一种带有叶片的轴在圆筒或槽中旋转，将多种原材料进行搅拌混合，使之成为一种混合物或适宜稠度的机器。

图1 搅拌机

（2）实验室电子称

图2配料电子称

（3）振捣台

振捣台通过电动，点液压，压电或其他原理获得机械振动，最终使混凝土拌合均匀。

图3 振捣台

（4）塌落度桶

图4 塌落度试验

2.4配合比试验

根据现有高性能自密实清水混凝土的配合比实验数据和对搅拌站数据的研究，同时结合不同结构部位的混凝土性能和标号，分别对C40、C40P6、C40P8、C60P8高性能自密实清水混凝土的砂率，胶结材料、掺合料和外加剂的用量各进行5组配合比实验，从而推导出适用于现场不同结构部位不同强度及需求的高性能自密实清水混凝土配合比。表2至表5分表体现了不同标号下高性能自密实清水混凝土的配合比试验数据。

表2 C40高性能自密实清水混凝土配合比试验

表3 C40 P8 高性能自密实清水混凝土配合比试验

表4 C40 P6高性能自密实清水混凝土配合比试验

表5 C60 P8高性能自密实清水混凝土配合比试验

2.5拌合物性能测试

对上述4种强度等级不同和抗渗性能等级不同的高性能自密实清水混凝土分别进行五组不同配合比试验，调配过程中通过增减混凝土中各种原材料的多少和外加剂的量以此来获得符合要求的高性能自密实清水混凝土。

2.5.1高性能自密实清水混凝土的调配

按照上述表格（表2至表5）内配合比依次加入原材料，按照规范要求进行搅拌，搅拌过程如下图：

图5拌合物搅拌过程

2.5.2流动性测试

分别对按照上述表格中配合比搅拌而成的高性能自密实清水混凝土进行塌落度测试，进而选出符合自密实混凝土要求的最优配合比。

图6塌落度测试

2.5.3抗压强度测试

对上述表格中配合比混凝土依次进行抗压强度测试，分别测试拌合物3d、7d、28d立方体强度。

图7 抗压强度测试

2.5.4小结

在对上述4种强度等级和抗渗性能要求不同的高性能自密实清水混凝土分别进行5组配合比试验后，通过测定其流动性和抗压强度，最终得到4种最优高性能自密实清水混凝土配合比数据。

表6 C40高性能自密实清水混凝土性能试验

表7 C40 P8 高性能自密实清水混凝土性能试验

表8 C40 P6高性能自密实清水混凝土配合比试验

表9 C60 P8高性能自密实清水混凝土配合比试验

三、自密实清水混凝土模拟实验

通过配合比实验研究和测试最终获得4种不同强度等级要求和抗渗性能要求的最优高性能自密实清水混凝土配合比，下面再对得到的这四种最优配合比进行模拟实验。

3.1U形箱实验检测

现场制作一定配筋率的U型钢筋网如图，将混凝土灌注到U型箱中观察其在箱中上升的高度，同时观察在U型箱中混凝土上升高度受钢筋网的影响。通过实验表明上述4种配合比高性能自密实清水混凝土在U型箱中的上升高度为325mm，在U型箱中加入钢筋网后其上身高度为305mm。实验结果表明该配合比下的高性能自密实清水混凝土达到了自密实性能的要求。

图8 U型箱试验检测

3.2实体模拟实验

现场实际浇筑过程中由于型钢混凝土结构节点处钢筋密集混凝土不易振捣，针对此问题设计实体模拟实验来检验高性能自密实清水混凝土的流动性。通过现场实验4种配合比高性能自密实清水混凝土都具有较好的流动性能够在不振捣或少振捣的情况下自动包裹钢筋符合高性能自密实清水混凝土的自密实性能要求。同时在混凝土达到拆模要求后，混凝土结构体没有缺棱掉角，漏筋，振捣不密实等问题。表面观感平滑有光泽也达到了清水混凝土效果。高强回弹仪测试数值也到达了高性能自密实清水混凝土设计强度值得要求。满足构件力学性能要求。

图9 实体模拟实验

四、工程应用效果

本工程根据不同结构部位分别研究了各自现浇高性能自密实清水混凝土的最优配合比，其中泳池区域钢柱采用表3-2和表3-8中的配比数据，钢梁采用表3-6配比数据；体育馆区域钢柱采用表3-2和表3-4配比数据，钢梁采用表3-6配比数据。其中体育馆及泳池区域8-10米型钢混凝土柱共计26根，跨度为20-30m的型钢混凝土梁共计12根，这些结构部位在浇筑完成后均达到了相应的强度及质量标准，同时观感质量符合清水混您土施工要求获得了监理和甲方的一致认可。

五、结语

总而言之，与普通混凝土相比，自密实高性能混凝土具有许多优点。高性能自密实清水混凝土更注重比例的计算，重视和易性，同时也要满足混凝土的应用强度。虽然自密实高性能混凝土配比的计算非常重要，但是在实际应用当中，并没有统一的设计计算方法，应当根据材料和实际应用进行再判断再计算。本文主要分析土配合比的计算当中较为重要的固体砂石计算应根据材料和实际应用情况进行判断和计算。本文主要分析了的配合比计算，更重要的是固体砂的计算，并对自密实高性能混凝土的研究与开发进行了探讨，可以有效地更好地宣传自密实高性能混凝土。

参考文献：

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[2]王利,吴利静.水下自密实高性能混凝土配合比设计及工程应用[J].中国高新科技,2020(11):99-100.