自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計研究進(jìn)展

【摘要】自密實(shí)混凝土是指一種能夠在自自身重力作用下，自動進(jìn)行流動、密實(shí)的混凝土，即使在有鋼筋的情況下也能夠自行對模板進(jìn)行全面填充，而且具有良好的質(zhì)地和性能，不需要另外對混凝土進(jìn)行振搗，也因此，自密實(shí)混凝土受到了我國建筑行業(yè)的廣泛認(rèn)可。但其對配合比的要求較高，為此文章分析了自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計研究的新進(jìn)展，以便自密實(shí)混凝土能夠正確的運(yùn)用到建筑行業(yè)中。

【關(guān)鍵詞】自密實(shí)混凝土；配合比設(shè)計；設(shè)計方法

自密實(shí)混凝土具有易澆筑、不離析、強(qiáng)度大、韌性好、穩(wěn)定性高，在很多特殊環(huán)境下都能保持較長使用壽命的優(yōu)勢，在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。而自密實(shí)混凝土配合比是保障自密實(shí)混凝土優(yōu)勢充分發(fā)揮的關(guān)鍵，其特殊性也決定了其配合比設(shè)計的計算方法與普通混凝土的方法不同，文章具體分析了現(xiàn)階段自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計存在的計算方法，以便建筑行業(yè)施工中選擇正確的計算方法準(zhǔn)確的運(yùn)用，保障自密實(shí)混凝土的作用得到充分發(fā)揮。

1、自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計的原理分析

自密實(shí)混凝土配制的關(guān)鍵在于控制好混凝土的流動性與抗離析性，保障二者的統(tǒng)一，才能使混凝土整體具有良好的和易性。從賓漢姆方程的角度來分析，混凝土在外力作用下進(jìn)行攪拌，會出現(xiàn)三種情況：第一種情況是內(nèi)部產(chǎn)生的剪應(yīng)力大于防止混凝土變形的力；第二種是兩種力相等；第三種是混凝土剪應(yīng)小于阻止混凝土變形的力。在前兩種情況下，混凝土?xí)a(chǎn)生流動的情況，而且在混凝土流動中還會產(chǎn)生一種塑性黏度，其是在阻止混凝土塑性變形能力下的產(chǎn)生的，這種黏度越小，混凝土的流動速度越快。普通混凝土?xí)ㄟ^振動降低減小組織混凝土塑性變形能力，但會影響混凝土的流動速度；而對自密實(shí)混凝土配合比的優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)三種力量的平衡，使骨料能夠與水泥產(chǎn)生高效的融合，不出現(xiàn)泌水和離析的情況，使混凝土密實(shí)且均勻的填充模板的空間。

2、自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計方法分析

當(dāng)前，通過對自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計的研究，研究出三種方法對自密實(shí)混凝土的配合比進(jìn)行計算，一是在選定砂石體積含量基礎(chǔ)上求解配合比、二是在經(jīng)驗(yàn)參數(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計配合比、三是使用高性能混凝土配合比設(shè)計方法進(jìn)行計算。

其中根據(jù)選擇砂石體積含量進(jìn)行配合比計算主要包括四種方法，一是利用固定砂石體積的含量進(jìn)行計算，這種計算方法的原理為配合比設(shè)計的特點(diǎn)，具體的計算步驟為：假定每立方米混凝土含有0.50m3—0.55m3的石子，能夠計算出石子的總用量以及在砂漿中的體積總量；然后設(shè)定在砂漿中含有0.42m3—0.44m3的砂，從而計算出砂的總用量以及在砂漿中的總含量；再根據(jù)混凝土的強(qiáng)度要求，確定配制中的水膠比，然后計算出攪拌中的用膠總量與用水總量；最后在計算水泥與其它配制摻合料的用量。這種方法能夠保障混凝土的強(qiáng)度等級，滿足自密實(shí)混凝土的配制要求，但未考慮到攪拌中的含氣量，配制過程中的摻合料用量情況不夠明確。二是簡易配合比法，這種方法是在輸送的骨料間，用膠凝材料將所有縫隙填滿，然后計算體積與其它配制材料進(jìn)行對比，這種方法的創(chuàng)新點(diǎn)就在于可以利用密實(shí)因數(shù)的理論控制配制中使用的骨料總量，從而控制混凝土的密實(shí)度與流動性。這種方法更方便操作，但其不能保護(hù)配制混凝土的強(qiáng)度，也未考慮到不同種類摻合料攪拌時產(chǎn)生的疊加效應(yīng)。三是四層體系設(shè)計法，這種方法是通過對比混凝土固液形成的四層體系，來確定最終配制的砂石體積含量。這種方法只適用配制強(qiáng)度較低的自密實(shí)混凝土。四是骨料比表面積計算方法，這種方法是在骨料比表面積的基礎(chǔ)上對砂漿富余量進(jìn)行分析的計算方法，通過這種方法配制的自密實(shí)混凝土具備良好的收縮性能、滲透性能以及抗碳化性能，是一種性價比較好的配制方法。

在經(jīng)驗(yàn)參數(shù)技術(shù)上進(jìn)行配合比設(shè)計主要有三種方法：第一種方法是由吳紅娟提出的參數(shù)設(shè)計法，這種方法是指根據(jù)混凝土配制過程中使用的原材料類型，定義每種原材料的參數(shù)從而找到影響配制的因素，最終通過方程的聯(lián)立計算配合比。這種方法在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，配制了靜置28天、抗壓強(qiáng)度在40MPa—100MPa的混凝土，但在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行的配制，可行性還需要進(jìn)行更深入的探討。第二種方法是正交試驗(yàn)法，這種方法又被成為析因法，其是根據(jù)混凝土配制中不同添加料對混凝土強(qiáng)度、性能的影響，確定合理用量的范圍，再通過配合比設(shè)計方法對具體的用量進(jìn)行計算。這種方法體現(xiàn)了混凝土配制的客觀規(guī)律，而且便于優(yōu)化配合比，避免在配制過程中反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高了配制效率。三是經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)法，這種方法即使利用使用材料進(jìn)行純粹的試配，涉及的參數(shù)較多，配制難度較大。

利用高性能混凝土配合比設(shè)計方法進(jìn)行計算主要包括兩種方法：一種是全計算法，這種方法是結(jié)合體積建模與數(shù)學(xué)推導(dǎo)，確定每單位體積內(nèi)的砂率與涌水量，再結(jié)合傳統(tǒng)方法中水灰比的計算法則，確定外加劑的用量，然后得出配制組成材料的具體用量。這種方法是一種定量設(shè)計方法，往往適用于砂量含量低、粗估量含量高的配合比計算上，但不利于控制自密實(shí)混凝土的流動性。另一種方法是改進(jìn)后的全計算法，這種方法在全計算法基礎(chǔ)上，結(jié)合了砂石體積含量計算法，再根據(jù)自密實(shí)混凝土的特點(diǎn)進(jìn)行計算，提高了計算的準(zhǔn)確性與合理性。

3、結(jié)束語

綜上所述，我國當(dāng)前自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計的方法較多，文章介紹了每種方法的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，希望建筑行業(yè)在選擇計算方法時能夠結(jié)合自身的配制要求進(jìn)行科學(xué)選擇。另外，由于自密實(shí)混凝土在我國應(yīng)用的時間較短，開發(fā)和利用上還存在不科學(xué)的地方，建筑行業(yè)在應(yīng)用過程中一定要重視經(jīng)濟(jì)可行性研究，保障自密實(shí)混凝土在我國建筑行業(yè)發(fā)展中持續(xù)應(yīng)用，充分發(fā)揮價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅建平.自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計方法和步驟[J].東北水利水電，2017，29（9）：17-19，30.

[2]裴海軍.自密實(shí)高性能混凝土配合比計算方法及實(shí)踐[J].江西建材，2016，21（16）：5-5，7.

[3]楊澤宇， 孫紅， 李曉， 等.自密實(shí)混凝土配合比對其蒸養(yǎng)后強(qiáng)度的影響預(yù)測[J].硅酸鹽通報，2017，30（11）：3853-3859.

[4]蘭明章， 陳英偉， 楊進(jìn)波， 等.高強(qiáng)自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計方法探討[J].混凝土，2013，19（9）：87-89，96.