C80大体积自密实混凝土的配制

C80大体积自密实混凝土的配制
摘要：用300 kg/m3~340kg/m3水泥配制C80自密实混凝土，同时能满足大体积混凝土的要求。

水泥品种为P.O42.5。

关键词：高强混凝土；大体积；自密实
Abstract: Using 300 kg/m3~340kg/m3 cement to proportion C80 self-compacting concrete, at the same time the concrete performance meet the requirements of mass concrete. The variety of cement used is P.O42.5.
Keywords: high-strength concrete, large volume, self-compacting
0 前言
天津滨海新区某工程计划建造高度超500米摩天大楼，建筑楼层为100层，其中地下四层。

其钢管柱采用C80混凝土进行浇筑，由于浇筑部位不易振捣，混凝土应具有自流平特性，前期我公司中心试验室以此为思路展开试验。

1 原材料选择
1.1 水泥
为满足混凝土的强度要求，首先采用P.O52.5进行试验。

考虑P.O52.5水泥前期放热较为集中，且后期强度增长幅度较小，将P.O42.5作为备用材料。

1.2 矿粉
采用天津地区应用较为普遍的S95级矿粉。

1.3 硅灰
1.4 粉煤灰
如果粉煤灰颗粒粒径与水泥颗粒在微观上形成级配体系，则粉煤灰能充分发挥其形态效应和减水效应，从而改善新拌自密实混凝土的流变性能[1]。

基于此原理，分别采用Ⅰ级粉煤灰和Ⅱ级粉煤灰进行试配。

1.5 砂子
采用Ⅱ区中砂。

1.6 石子
采用碎石。

1.7 外加剂
采用聚羧酸高性能减水剂。

2 试验结果及讨论
2.1 力学性能和自密实性能
首先使用P.O52.5进行试配试验，由于粉煤灰活性较低，为了保证混凝土力学性能合格，暂时不掺加粉煤灰，只掺加矿粉和硅灰。

基准配比如下，胶凝材料总量为610kg/m3，其中水泥用量为360 kg/m3~380kg/m3。

新拌混凝土自密实性能指标见表1，硬化混凝土的抗压强度见表2。

从数据可知，本组混凝土的V型漏斗的通过时间均过长，不能满足混凝土的自密实性能。

混凝土的黏性增大，需调整配比，使新拌混凝土的黏性降低。

从强度数据可以看出，混凝土早期强度增长速度较快，后期涨幅较小，主要是因为P.O52.5水泥的水化规律所致。

表1 新拌混凝土自密实性能指标（一）
表2 硬化混凝土的抗压强度（一）
综合新拌混凝土的工作性及硬化混凝土的强度增长规律，将水泥换为P.O42.5继续试验。

试验结果见表3~表4。

从试验数据可以看出，更换水泥后，混凝土的自密实性能和力学性能均有所提高，主要是因为用相同质量的外加剂，在达到相同出机状态的前提下，P.O42.5的需水量较小，混凝土的强度则有所提高。

在后面的试验中，将采用P.O42.5作为唯一的水泥品种进行试验，用量为380 kg/m3。

表3 新拌混凝土自密实性能指标（二）
表4 硬化混凝土的抗压强度（二）
2.2 耐久性能
经过上面的试验，混凝土的力学性能和自密实性能达到设计要求，但是考虑施工部位半径大，高度大，加之混凝土强度等级高，胶凝材料用量大，有可能因为水化热过大产生裂缝。

为了排除这种风险，在上面试验的基础上，掺加粉煤灰，降低水泥用量，继续试验。

本阶段分别用I级粉煤灰和Ⅱ级粉煤灰进行了试配试验，发现采用I级粉煤灰时，混凝土的黏性较大，可能是因为水泥和I级粉煤灰无法形成良好地级配，而且I级粉煤灰活性较高，导致混凝土对外加剂用量增加，从而使混凝土的黏性增大。

而采用Ⅱ级粉煤灰时，情况有所改善，故采用Ⅱ级粉煤灰进行试验，用量则在80 kg/m3~120 kg/m3之间，水泥用量为300 kg/m3~340kg/m3，试验数据见表5~表6。

从试验数据可知，加入粉煤灰后，混凝土的自密实性能仍可以满足，但要注意坍落度损失；混凝土的早期强度有所降低，但是56天强度可达到110%以上，满足使用要求。

降低水泥用量不仅大大降低了成本，而且混凝土后期强度倒缩现象基本消失，混凝土后期强度倒缩主要是因为水泥的水化产物与有害离子反应生成体积较大的晶体从而使混凝土开裂，以钙矾石为主。

根据石云兴[2]等人的研究，在大体积混凝土中，如果早期水化热过高，钙矾石有可能在混凝土硬化后生成，从而使混凝土开裂。

混凝土后期强度倒缩现象的缓解验证了此配比适用于大体积混凝土。

表5 新拌混凝土自密实性能指标（二）
表6 硬化混凝土的抗压强度（二）
3 结论
（1）相对于P.O52.5，用P.O42.5配制的C80自密实混凝土的自密实性能和力学性能更佳。

（2）水泥用量在300 kg/m3~340kg/m3之间便可满足C80自密实大体积混凝土的性能要求。

参考文献
[1]李政, 张德思. 粉煤灰对自密实混凝土流变性能的影响. 粉煤灰综合利用, 2005, 5: 3-5.
[2]石云兴, 王泽云, 吴东等. 钙矾石的形成条件与稳定性. 混凝土: 2000, 8:52-54.。