自密实混凝土原材料选择原理

自密实混凝土原材料选择原理

长期以来，国内外对自密实混凝土的研究大多集中在拌合物的配制方面，其技术途径采用普通硅酸盐水泥+ 活性矿物掺和料+ 超塑化剂+ 细集料+ 粗集料。

1 水泥

基于目前我国的原材料状况，水泥的主要问题是与外加剂的相容性、标准稠度用水量和强度问题，水泥与外加剂是否相适应，决定着能否配制出某个强度等级的自密实混凝土，因此应选用较

稳定的水泥。

2 掺合料

掺合料是自密实混凝土不可缺少的组成部分之一，一般常用的有粉煤灰、磨细矿渣、硅粉、矿粉等。利用它们的物理效应、填充效应和火山灰效应，不但能提高新拌混凝土的工作性，而且能

增强硬化后混凝土的耐久性。

粉煤灰是自密实混凝土最常用的活性掺合料，具有“活性效应”、“界面效应”、“微填充效应”和“减水效应”。在自密实混凝土中，要求充分发挥这些效应，一是要求活性掺合料的颗粒与水泥颗粒在微观上应形成级配体系；二是球形玻璃体含量要求高，因为球形玻璃体掺合料的减水效应显著，

需水量比可大大降低。

磨细矿渣的火山灰效应高，因此能改善自密实混凝土硬化后的孔结构和强度；矿渣由于细度较高，能显著提高自密实混凝土拌和物的流动速度，改善其流变性能，且对改善自密实混凝土的早期孔结构有一定作用。日本自密实混凝土普遍采用粉煤灰和矿渣复掺，有时还加上矿粉。

3 细骨料

砂在混凝土中存在双重效应，一是圆形颗粒的滚动减水效应；二是比表面积吸水率高的需水效应。这两种相互矛盾的效应，决定了必须根据水泥、掺合料、外加剂等情况综合考虑。砂的含泥量和杂质，会使水泥浆与骨料的粘结力下降，需要增加用水量和增加水泥用量，所以砂必须符合

规范技术要求。

常用于自密实混凝土配制的细集料通常是中砂，中砂不同于细砂，中砂的总表面积较细砂小，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积越小，则需要包裹砂粒表面的胶结材就越少，一般说用中砂拌制混凝土比用细砂所需的胶结材为省；中砂级配优于细砂，空隙率较小，在混凝土中砂粒之间所需胶结材填充的空隙就越少，即节约胶结材又提高了强度，可见控制砂的颗粒级配

和粗细程度有很大的技术经济意义。

4 粗骨料

由于自密实混凝土常常用于钢筋稠密或薄壁的结构中，因此粗骨料的最大粒径一般以小于20 mm为宜，尽可能选用圆形且不含或少含针、片状颗粒的骨料。

5 外加剂

自密实混凝土具备的高流动性、抗离析性、间隙通过性和填充性这四个方面都需要以外加剂的手段来实现，因此对外加剂的主要要求为：a) 与水泥的相容性好：b) 减水率大；c) 缓凝、保塑。高性能减水剂的主要成分几乎都是聚合物电解质类，它们对水泥和混凝土具有高的分散作用，能较好地保持混凝土的坍落度，适宜的减水剂能改善固液两相之间的摩擦，改善拌合物体系剪切阻力，为使新拌混凝土具有较小的屈服值，主要技术途径是采用高效减水剂。掺这类外加剂可以使混凝土拌合物的流动性大大提高，或者在保持相同流动性的情况下大幅度减少混凝土拌合物的用水量，同时可使混凝土具有高耐久性。高性能减水剂可使混凝土的水灰比下降到0.25 以下，而水泥用量仍可保持在500 kgPm3，同时它的坍落度可保持200mm以上。

常用超塑化剂有：萘磺酸盐系列、磺化三聚氰胺系列、氨基磺酸盐系列和聚羧酸系列四大类。众多研究发现在众多系列的减水剂中，聚羧酸系减水剂具有很多独特的优点，具有高减水、低坍落度损失、低掺量、不缓凝、不受掺加时间影响等性能。聚羧酸系减水剂减水率高达30 % ，

该减水剂与不同水泥有相对更好的相容性。低掺量(0.2 %～0.5 %)而发挥高的分散性能；保坍性好，90min 内坍落度基本无损失；延缓凝结时间较少。用不同结构单元共聚羧酸高效减水剂拌制混凝土，28 d 混凝土试块强度稳定甚至提高20 %左右。与其它减水剂例如萘系复合使用，发挥其特点，使复合减水剂呈现超叠加效应，综合性能更优异。

自密实混凝土拌合物中掺加了大量高效减水剂，为使其既不产生泌水又防止颗粒的离析，有时还需掺入粘度改性剂即增粘剂。目前应用于自密实混凝土的增粘组分主要有纤维素类聚合物、丙烯酸类聚合物、生物聚合物、乙二醇类聚合物以及无机增粘剂几大类。