普通混凝土與SCC性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究

司應(yīng)舉

【摘 要】自密實(shí)混凝土（簡(jiǎn)稱(chēng)SCC）與普通混凝土在建筑中有著很廣泛的應(yīng)用，這兩種混凝土在不同的建筑領(lǐng)域有著自身的優(yōu)點(diǎn)。本文研究SCC與普通混凝土在同樣的原材料和礦物摻合料下， SCC的坍落擴(kuò)展度比普通混凝土大，SCC的流動(dòng)性、抗離析性和填充性比普通混凝土的更具有優(yōu)異性，同樣原材料、礦物摻合料和不同的配合比下，SCC比普通混凝土的干縮系數(shù)大。

【關(guān)鍵詞】SCC；普通混凝土；性能

0 引言

普通混凝土是應(yīng)用最為廣泛的混凝土，在民用建筑、道路等各方面都在大量使用。隨著建筑物迅速發(fā)展，使混凝土技術(shù)從塑性混凝土到干硬混凝土，現(xiàn)在又到SCC，SCC以其不需要振搗，且其流動(dòng)性、填充性非常好，對(duì)施工環(huán)境的大大改善而得到廣泛應(yīng)用，是一種新型的高性能混凝土[1-3]。在二十世紀(jì)八十年代由馮乃謙教授提出了流體混凝土概念，奠定了研究基礎(chǔ)。而后北京城建公司在SCC的研究成果上取得了成功，而后中國(guó)鐵道建筑公司也取得了成果。此外，我國(guó)的一些科學(xué)家們也做了大量的SCC研究，推動(dòng)了我國(guó)SCC的發(fā)展[3]。在生產(chǎn)配置中，SCC與普通混凝土在原材料相同、礦物摻合料相同的情況下，測(cè)試其新拌混凝土與硬實(shí)混凝土的性能及SCC和普通混凝土耐久性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比SCC與普通混混凝土的性能差異，從而得出這兩種混凝土的不同。

1 原材料

（1）水泥，采用P.O 42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥水泥性能指標(biāo)依據(jù)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》GB175的相關(guān)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)稠度27.4%，28d抗壓強(qiáng)度50.2MPa。

（2）骨料。細(xì)集料，細(xì)度模數(shù)2.98，表觀密度2640kg/m3。粗集料不宜過(guò)大，最大粒徑不應(yīng)該大于20mm，應(yīng)該采用連續(xù)級(jí)配或者2個(gè)和2個(gè)以上的單位粒徑級(jí)配搭配使用。粗骨料的針片狀含量、含泥量及泥塊含量都應(yīng)該符合《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS203：2006中的粗骨料針片狀含量不應(yīng)超過(guò)8%。

（3）礦物摻合料

粉煤灰，細(xì)度3.8%，需水量比90%。礦渣采用S75粒化高爐礦渣，其指標(biāo)符合混凝土外加劑應(yīng)用規(guī)范。

（4）萘系減水劑，最大減水率為22 %，固含量≥96%。

2 配合比設(shè)計(jì)

2.1 SCC配合比設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)采用固定砂石體積法， 設(shè)定每立方混凝土中石子用量的松堆體積α=0，55m3，其中α范圍（0.5～0.6）； 砂漿中砂體積含量為44%（42%～45%）；水泥和粉煤灰總體積為1m3，粉煤灰參量為30%；減水劑摻量1.5%，得出1m3SCC材料用量：mc：mf：mw：mg：ms=388.5：166.5：184：842.6：794

2.2 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)構(gòu)件尺寸，粗骨料粒徑按公稱(chēng)粒徑選用Dmax=20mm，即采用5～20mm的粗骨料。選取W0=195kg/m3。粉煤灰代替25%的水泥，選取砂率為34%，減水劑摻量為膠凝材料的1.5%[4-5]，1m3混凝土用量為：m ：m ：m ：m ：m =375：125：195：556：1080

3 SCC與普通混凝土的性能實(shí)驗(yàn)[6]

（1）坍落度擴(kuò)展度試驗(yàn)：SCC與普通混凝土的坍落擴(kuò)展度數(shù)據(jù)符合GBT50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》如表1所示。

從表1知：在水泥使用量相同的情況下，SCC的坍落度、T50和擴(kuò)展度都比普通混凝土的大，說(shuō)明SCC的流動(dòng)性比普通混凝土的流動(dòng)性更好。

（2）SCC的V型漏斗試驗(yàn)是指SCC的粘度通過(guò)V型漏斗流出的時(shí)間，混凝土拌合物完全流過(guò)漏斗所用的時(shí)間T實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如表2所示。

從表2數(shù)據(jù)知：所測(cè)得的數(shù)據(jù)的范圍為9.6～11.8s，說(shuō)明SCC的流動(dòng)性良好。

（3）U 型箱試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)拌合物間隙通過(guò)能力的性能，實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如表3所示。

從表3可以看出實(shí)驗(yàn)得到的H1-H2在0～12mm之間，所以實(shí)驗(yàn)配制混凝土的流動(dòng)性符合標(biāo)準(zhǔn)，不需要調(diào)整，SCC的流動(dòng)性良好。

（4）抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：在水泥用量相同，設(shè)計(jì)強(qiáng)度不同的情況下，根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》（GB/T50081-2002）分別測(cè)試SCC的7d、28d立方體抗壓強(qiáng)度，分別為51.6MPa、58.3MPa，普通混凝土分別為39.7MPa、47.8MPa。SCC的7天抗壓強(qiáng)度為設(shè)計(jì)要求的86%，而普通混凝土的7天抗壓強(qiáng)度為設(shè)計(jì)要求的79.4%，SCC的七天抗壓強(qiáng)度比普通混凝土的好。28天的抗壓強(qiáng)度都差不多。

4 SCC與普通混凝土的耐久性能對(duì)比

混凝土的耐久性是混凝土在各種實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)抗混凝土的破壞能力，使混凝土保持自身的完整性的能力。本次混凝土耐久性的測(cè)試實(shí)驗(yàn)是干縮實(shí)驗(yàn)[7]。對(duì)C60SCC礦物摻合料的六個(gè)配合比和C50普通混凝土的同樣礦物摻合料的三個(gè)配合比，做九個(gè)實(shí)驗(yàn)比。對(duì)SCC進(jìn)行以粉煤灰15%、25%、35%和礦渣15%、25%、35%取代混凝土中水泥質(zhì)量來(lái)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)普通混凝土不摻任何礦物摻合料、25%粉煤灰取代水泥、25%礦渣取代水泥的配合比設(shè)計(jì)來(lái)做 1、3、7、14、28天干縮試驗(yàn)。配合比如表4所示，干縮量結(jié)果如表5所示。

從表5中數(shù)據(jù)可以看出，混凝土的收縮系數(shù)在28天內(nèi)增長(zhǎng)非?？?，SCC的各種不同礦物摻合料的大于普通混凝土的收縮系數(shù)。當(dāng)摻入粉煤灰時(shí)，摻粉煤灰的混凝土收縮量比不摻粉煤灰的混凝土的收縮系數(shù)小，摻入量為35%的比摻摻入量為25%的收縮系數(shù)更小，摻入量為15%時(shí)的最大。當(dāng)?shù)V物摻合料為礦渣時(shí)，摻入量為25%時(shí)，混凝土的干縮系數(shù)比基準(zhǔn)混凝土的大，當(dāng)摻入量為45%時(shí)，收縮系數(shù)要小于基準(zhǔn)混凝土。

5 結(jié)論

同樣原材料的SCC和普通混凝土，SCC的和易性、流動(dòng)性、黏聚性和保水性比普通混凝土的更好；同樣原材料不同配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度的SCC和普通混凝土，在相同礦物摻合料下SCC的的干縮系數(shù)比普通混凝土的大。在混凝土中粉煤灰摻量越多，混凝土的收縮就會(huì)越小。礦渣的摻量在低于40%時(shí)，收縮系數(shù)低于普通混凝土，摻量在40%～50%時(shí)，收縮系數(shù)隨礦渣摻量的增加而增大，大于50%后又變低。

【參考文獻(xiàn)】

[1]樊俊.自密實(shí)混凝土耐久性研究現(xiàn)狀與探究[J].建設(shè)科技，2014，12（9）：136-139.

[2]王國(guó)清，程利平.自密實(shí)混凝土的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月刊），2011，11（07）：240-243.

[3]殷新，謝友均，龍廣成.自密實(shí)混凝土的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]，建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2006（11），42-44.

[4]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ 55-2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[5]宋少民，王林.混凝土學(xué)[M].武漢理工大學(xué)出版社，2013，12.

[6]陳瑜，黃湘寧，周文芳.自密實(shí)混凝土工作性試驗(yàn)方法評(píng)述[J].長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，2（04）：29-33.

[7]樓瑛，羅素蓉.混凝土自收縮的測(cè)定及若干因素對(duì)自收縮影響規(guī)律的研究[J]. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，03（01）：100-105.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]endprint