自密实混凝土在砼空心砌块体系中的应用试验

摘要：芯柱及圈梁的数量众多，用普通混凝土不仅振捣工作量大，施工条件恶劣，更重要的是振捣时必将造成芯柱周围及圈梁下新砌砌块的位移，从而引起砌块灰缝的开裂，采用自密实混凝土不需机械振捣，具有施工现场无振捣噪音，工作量小及施工速度快等优点。

[关键词]自密实混凝土；配合比；抗离析性；粉煤灰；耐久性

中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：

混凝土空心砌块体系是建设部推荐的新型住宅建筑体系[1]。承重混凝土砌块具有节能、减少资源浪费及易于工厂化等优点，是一种全面代替粘土砖的主导墙体材料[2]。在承重混凝土砌块砌体结构中使用混凝土芯柱部分替代传统意义上的构造柱，现行《混凝土小型空心砌块灌孔混凝土》标准中规定，用于承重砌块芯柱的混凝土浇灌时，每浇灌400mm～500mm必须振捣密实后，才能继续浇灌。由于芯柱及圈梁的数量众多且芯柱的横截面积只有大约150㎜×140㎜，用普通混凝土不仅振捣工作量大，施工条件恶劣、噪音大，更重要的是振捣时必将造成芯柱周围及圈梁下新砌砌块的位移，从而引起砌块灰缝的开裂，这一现象在承重砌块结构中非常普遍。自密实混凝土不需机械振捣，而是依靠自重使混凝土密实，它具有施工现场无振捣噪音，可进行夜间施工，混凝土质量均匀，工作量小及施工速度快等优点，可以很好地解决芯柱浇筑过程中产生的问题。

1 试验原材料[3]

水泥：河北省邯郸生产，太行山牌32.5普通硅酸盐水泥，表观密度为3100kg/m3，细度为2.0%，初凝和终凝时间符合要求；粉煤灰：丰盛牌Ⅰ级粉煤灰，表观密度2200㎏/m3；砂：表观密度2593㎏/ m3，堆积密度1550㎏/m3，细度模数2.4；石子：表观密度2740㎏/m3，堆积密度1560㎏/m3，粒径5～16㎜的连续级配；外加剂：河北省保定慕湖恒源新型建材有限公司生产。

2试验方法[4-9]

2.1 自密实混凝土配合比的确定

目前，自密实混凝土配合比计算方法一般有两类：全计算法和固定砂石体积含量计算法。本试验采用固定砂石体积含量计算法。结果如下：混凝土的体积为0.98 m3，石子用量为890㎏，砂浆密实体积为0.655m3，砂的密实体积为0.328 m3，水泥浆密实体积为0.327m3，水胶比为0.541，胶凝材料的密度为2683㎏/ m3，胶凝材料重量为358㎏，粉煤灰质量为136㎏，水泥的质量为222㎏，每立方米混凝土的用水量为194㎏。

2.2配合比的调整

配合比的调整可参照以下方法进行：当拌和物泌水、离析时，可采取以下措施：优化配合比的调整可参照以下方法进行：当拌和物泌水、离析时，可采取以下措施：优化粗骨料的级配、选用粒形好的粗骨料、提高砂率、增加矿物掺合料的掺入量、调整高效减水剂的品种或掺入量、采用增稠剂、掺入具有抗离析作用的矿物掺合料，如微硅粉；当拌和物流动性不好时，可采取以下措施：增加拌和物中的浆体成分、提高砂率、提高高效减水剂的掺入量。本试验采用了三个不同的配合比，其水胶比差值取0.02，见表1

表1 C20自密实混凝土试验配合比

3 试验结果

3.1 自密实混凝土的配合比与强度

通过试验可知，水胶比为0.531、0.511、0.491的三组自密实混凝土，水胶比为0.491的一组强度明显高出很多，这说明在其他情况均相同的情况下，水胶比对于强度的影响最为显著，水胶比较低,混凝土强度则大幅度提高。由于自密实混凝土水泥用量和用水量均比较少，混凝土气孔量减少，而且骨料之间空隙小，孔隙率低,密实度比普通混凝土有大幅度提高，从而抗压强度能够满足施工要求。另外在低水泥用量下，能达到较高的强度,这充分显示出自密实混凝土的优越性。

3.2 自密实混凝土硫酸盐侵蚀试验

在试块养护28天后进行，干湿循环快速试验加速了结晶的形成，是一种对混凝土加速破坏的方法，因此，本实验采用干湿循环试验方法。干湿循环方法为：将成型的混凝土试块( 100mm×100mm×300mm)在室内Na2SO4饱和溶液中浸泡24h，在110℃烘箱恒温烘干24h,即为一个循环，循环次数为10次。

3.3 自密实混凝土抗渗试验

加压截止至2.4Mpa，与普通混凝土相比，自密实混凝土的抵抗硫酸盐侵蚀性能优异，进行了10次干湿循环后，普通混凝土试件边角均已均有严重破损，可以看到暴露的骨料，表面也有严重酥皮现象；而自密实混凝土则外观保持完好。从数据和图可以清楚地看出自密实混凝土的渗透高度低于普通混凝土，自密实混凝土水泥用量及用水量均少于普通混凝土，其中的气孔率较普通混凝土要低，水的渗透路径要少的多,长的多。总的来说,由于自密实混凝土用水量少,水泥用量低,颗粒结构堆积致密,空隙小,孔隙率低,则密度大,更加密实的特点提高了混凝土的抗渗性.

3.4 自密实混凝土碳化试验

标准立方体试块在室外阴凉环境56天后劈开对比碳化情况，传统混凝土试块边缘略有碳化迹象，碳化深度不足1.0mm，自密实C20混凝土试块均无明显迹象。

3.5 自密实混凝土压汞试验

自密实混凝土的结构特征为低孔隙率和较低的平均孔径，通过压汞试验的数据，可以验证自密实混凝土的孔隙特征。自密实混凝土和传统混凝土相比，无论累积孔体积、孔的表面积、平均孔径、中孔直径还是孔隙率等指标都小于传统混凝土；而堆积密度指标又大于传统混凝土，充分验证了自密实这一特点。

总结上述结果：C1、C2、C3三组自密实混凝土试验28天强度分别为26.7Mpa、24.6 Mpa 、16.6Mpa。本试验推荐的自密实混凝土配合比为第一组C1，其初始坍落度为270㎜、初始扩展度为710㎜，1小时的坍落度为260㎜、扩展度为635㎜，28天抗压强度达到26.7 Mpa，满足了配制要求。

4 讨论

传统混凝土在低水灰比情况下,混凝土中的水泥用量大,容易引起混凝土的“富贵病”,使耐久性降低。配制自密实混凝土的技术途径是合理地选择原材料并使之达到合理匹配，技术关键是使新拌混凝土的高流动性与抗离析性之间有适宜的匹配性。

参考文献：

[1] 翁友法,吕家良．自密实混凝土的研究现状及其发展方向[J]．中国港湾建设,2002,2）：16-18．

[2] 廉慧珍,张青,张耀凯．国内外高性能自密实混凝土研究及应用现状[J]．施工技术,1999,28(5): 1-3．

[3] 姜德民,高振林．高性能自密实混凝土的配合比设计[J]．北方工业大学学报,2001,13(3): 11-15．

[4] 吴红娟,李志国．自密实混凝土及其工作性评价[J]．武汉工业学院学报,2004，23（2）：68-72．

[5] L.J .Parrott .A review of carbonation on reinforced concrete[J]．Comentand Concrete Association,No.C/1 0987, Jul .1987, 369．

[6] K.Schonlin and H.K.Hilsdorf.Permeability as a measure of potential durability of concrete development of a suitable test apparatus[J]. In Permeability of Concrete , SP-108, 1988:99-115．

[7] 潘文佳,高建明,宋文峰.多孔混凝土在干湿交替作用下加速硫酸盐侵蚀的耐久性评价[J].混凝土与水泥制品,2007,(6)5-8．

[8] 陈德玉,谭克锋.聚丙烯微纤维混凝土的性能研究[J]. 混凝土与水泥制品,2004,(3):38-40.

[9] 宋少民．高密实混凝土技术路线与性能研究[J]．北京建筑工程学院学报,2003,19 (3): 47-49.