C80高性能自密实钢管柱混凝土试验研究

    龚鸽

    

    

    摘 要：本文主要研究了C80高性能自密實混凝土的特点、原材料的选择过程、以及混凝土生产过程的相关控制措施。与此同时，混凝土浇筑过程中应该保证混凝土的密实性、工作性和强度，试件拆模后可以看出试件的表面密实性良好且非常光滑，由此可以得出，根据该配合比测得的混凝土可以满足设计和施工的要求。本文通过对C80自密实混凝土的研究为混凝土质量的提高奠定基础。

    关键词：C80自密实混凝土;配合比设计;质量控制

    中图分类号：U655.56? ? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ? ? ? ? 文章编号：1006—7973（2019）07-0060-02

    高性能混凝土不但需要具有良好的力学性能和工作性能，还需要具备良好的耐久性和稳定性，本文主要对C80高性能自密实混凝土进行配合比设计，针对高性能混凝土的水泥量大、水灰比低以及易收缩等特点，在配制C80自密实钢管柱混凝土时添加了粉煤灰、硅粉、矿渣粉、减水剂以及膨胀剂等材料。

    1 C80高性能自密实混凝土的特点

    C80自密实混凝土在进行设计的时候应该满足以下几点要求：①混凝土设计强度等级为C80，检测结果应该满足混凝土设计强度的要求;②混凝土应该具有良好的流动性、和易性及自密性，因此在浇筑完成后应该拆模检查混凝土的表观密实度;③在对混凝土进行浇筑的时候试验柱一次性浇筑的方量控制在2m3，立方体钢管柱尺寸为400×400×6000mm两根，为了防止钢管柱中出现裂缝应该减小混凝土的收缩量。根据上述的几个施工特点，试验人员应该优化混凝土的配合比，选择优质的施工材料，对施工过程的质量进行严格的把控，减小混凝土的收缩量，使混凝土的各项性能都能满足施工的要求。

    2 原材料的选择和配合比的设计

    在对C80自密实混凝土进行生产的过程中，不但需要选择优质的骨料，还应该掺加高效的外加剂和优质的掺和料。与此同时，为了使生产的混凝土具有良好的施工性能和耐久性能、低收缩和低水化热，试验人员应该根据设计的配合比来生产和养护混凝土。

    2.1原材料要求

    水泥：选择P.Ⅱ42.5水泥，该水泥28天的实际强度52.4MPa，其他指标满足GB175-2007的要求。

    （2）砂：主要使用的是中粗砂，其中实际测量的细度模数为2.7，该类砂中泥块的含量为0.4%，含泥量为0.6%，其他的各项指标满足规范及设计图纸要求。

    （3）粗集料：级配为5～20mm，压碎指标值为10%，针片状颗粒含量5.6%，泥块含量0.2%，含泥量0.4%，其他的各项指标满足规范及设计图纸要求。

    （4）矿物掺合料：粉煤灰使用的是优质Ⅰ级粉煤灰、矿渣粉为“S95级优质矿渣粉，在选择硅粉和膨胀剂的时候都应该考虑生产厂家的实力，膨胀剂的指标应该满足JGJ/T 178标准以及GB 23439的相关标准。对粉煤灰的指标要求主要如下：烧失量应该小于8%，细度不大于25%，需水量比不大于105%，三氧化硫含量不大于8%，含水量不大于1%。矿渣粉的要求如下：三氧化硫的含量不大于4%，矿渣粉的比表面积不小于350㎡/Kg。硅粉的比表面积不小于15000㎡/Kg，二氧化硅的含量不小于85%。

    （5）减水剂：减水剂使用的是高性能聚羧酸减水剂，该减水剂的的指标都满足GB 8076的要求。

    2.2混凝土配合比的设计

    该工程混凝土配合比的设计思路为：①为了增加混凝土的强度，应该在混凝土中掺加硅粉;②为了使拆开后的试验混凝土柱表面光滑、密实，应该使用矿渣粉和粉煤灰来代替水泥，达到减少水泥用量的目的;③为了减少混凝土的收缩，应该在混凝土钢管柱中掺加膨胀剂。其具体设计如下：

    （1）水胶比（W/B）。根据该项目的实际和试验的数据，初步判定C80混凝土的水胶比范围是0.24～0.30。

    （2）混凝土每立方米的用水量应该不超过155Kg。

    （3）外掺料：根据试验可以看出，矿渣粉的掺量为15%，Ⅰ级粉煤灰的掺量为10%，硅粉的掺量为6%，膨胀剂的掺量为7%。

    （4）砂率：混凝土的砂率应该控制在32%～40%。

    根据上述的设计配合比进行试拌验证，并对各项数据进行检验，检验的主要数据见表1C80自密实混凝土试配配合比以及表2C80试拌及调整配合比拌和物性能。

    根据试验的结果可以看出，配合比2中的混凝土拌和物虽然具有良好的流动性、保水性和粘聚性，但是该混凝土拌和物的强度却比较低;配合比3中的混凝土拌合物扩展度小且和易性较差，因此，只有配合比1能满足相关的设计和施工要求。综上所述，试验人员应该按照配合1进行试拌检验，试拌检验合格后，才能进行生产。

    3混凝土生产过程的质量控制

    3.1控制原材料的质量

    混凝土原材料在进场前应该进行取样检测，试验人员应该严格对各项原材料进行进场检测，合格后才能进场。

    3.2保证混凝土生产质量的相关措施

    （1）在每天生产前应该检测现场粗细集料的含水率，然后根据含水率的数值换算生产配合比，施工人员在对生产配合比的数据进行核对后再输入搅拌系统，在投料之前应该再次核对数据和原材料，确保无误后才能投入生产中。

    （2）混凝土的搅拌时间应该根据设计要求来确定，且应该不小于120s。

    （3）在混凝土生产结束后，试验人员应该对混凝土的质量进行检测，其检测的主要内容有：混凝土坍落度及和易性、生产计量精度、扩展度、坍损、测温、强度等，并按照规定留存试件。

    4生产浇筑过程及控制结果

    试验人员应该在工地现场对混凝土的扩展度和坍落度进行检测，并留存7天和28天的标养试件和现场试件。根据相关数据可以看出，在28天的时候，结构实体强度已经达到设计强度的118%，同养强度和标养强度则达到设计强度的116%，60天的标养强度为设计强度的121%，所以C80自密实混凝土的强度符合设计施工的强度要求。

    5 现场管理和施工配合

    5.1 施工准备要点

    （1）自密实混凝土的流动性较大，所以准备的试验模板应该具有足够的稳定性、刚度和强度来抵抗混凝土流动而产生的侧压力，模板间的缝隙应该不超过2mm，模板低于最高浇筑表面的部位不能有缺口或开放部位。在施工前施工技术人员应该对钢筋及保护层的厚度和模板的支立情况进行检查，一旦发现问题应该及时处理。

    （2）在浇筑混凝土的过程中，由于混凝土具有较大的粘聚性，所以单纯的依靠混凝土自流并不能使试验柱完全密实，为了使混凝土更加的密实，施工之前应该准备胶木锤，在对柱体进行浇筑的过程中，施工人员可以在钢管的外侧或者柱模板外侧用橡木锤进行敲击。

    5.2 泵送浇注控制要点

    （1）在泵送施工之前，应该根据施工现场的具体情况装备泵送设备，从而满足混凝土顺利浇筑的需求。与此同时，为了保证C80自密实高性能混凝土的质量和泵送的连续性，應该在施工的现场放置备用泵，防止泵送设备在施工过程中发生故障而影响到混凝土的施工质量。

    （2）在对混凝土卸车之前，应该二次搅拌混凝土，为了保证混凝土的均匀性，二次搅拌的时间不应该小于2分钟，与此同时，还应该对混凝土的质量进行测定，一旦混凝土的指标不满足施工的要求，就不能进行浇筑。

    （3）为了在自密实混凝土高工作性能消失前完成浇筑和泵送的过程，自密实混凝土的浇筑时间应该控制在120分钟以内。

    5.3 养护

    为了减少混凝土的干缩裂缝和温差，混凝土在浇筑完成后使用薄膜覆盖，除此之外，在拆除模板之后，应该在混凝土的表面刷一层养护剂进行养护。

    6结论

    （1）为了使C80自密实混凝土满足设计的指标，减少混凝土的收缩量、增加混凝土的外观质量和密实性，在优化配合比的时候可以合理的添加掺合料。

    （2）本文中所检测的C80高性能自密实混凝土强度均满足设计要求，且28天的标养强度大于92.6MPa，因此该混凝土的配合比符合施工和设计的要求。

    （3）在切开试验的钢管柱后可以看到混凝土的表面光滑、密实度高，没有出现开裂和分层的现象，所以由此可以判断该试验中C80自密实混凝土的配合比和生产数据是切实可行的。

    综上所述，本文中选择的原材料和C80自密实混凝土的配合比经试验的检验是符合工程设计要求的。

    参考文献：

    [1] CECS203：2006，自密实混凝土应用设计规程[S].

    [2] 廉慧珍，张青，张耀凯.国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状[J].施工技术，1999.28（5）.