C40自密实微膨胀钢管混凝土配合比设计与试验研究

复合粉掺量
混凝土各项材料用量 （/ kg/m3）
掺量 /% F KF C
F KF ZY W
S G（5~20 mm）
30
1/2 1/2 300 73 73 39 184 873
873
30
1/2 1/2 308 75 75 40 174 840
910
FDN/% 0.75 0.75
注：①骨料以饱和面干状态质量计。②FDN 高效减水剂掺量以胶凝材料质量的百分数计。③混凝土强度试件均在标准养护内养护，养护室温度 为（20±3）℃。④F 代表粉煤灰；KF 代表矿渣粉；ZY 代表膨胀剂。
43.05
25.90
38.0
51.85
根据硬化后强度试验结果，Y1 配合比混凝土 28 d 抗压强 度虽然满足设计强度 C40 要求，但不能满足设计强度 49 MPa的 要求；Y2 混凝土配合比 28 d 抗压强度满足配制强度要求，可以 满足工程设计和施工要求。另外，由于掺加了膨胀剂，混凝土水 中 14 d 的限制膨胀率达到了 1.54×10-4，可以较好地补偿混凝土 的后期收缩，防止了型钢柱与混凝土结构的开裂。
物的工作性及硬化后混凝土的强度性能和微膨胀性能，提出适用于 C40 自密实钢管混凝土的最佳配合比，以供相关工程实践参考。
关键词： 自密实；微膨胀；钢管混凝土；配合比设计；试验研究
中图分类号： TU528.062
文献标志码： A
文章编号： 1002-3550（2011）05-0114-02
C40 s e lf- co m p a ctin g co n cre te m ix p ro p o rtio n d e s ig n o f e xp a n s io n p ip e a n d e xp e rim e n ta l re s e a rch
生产高性能混凝土必须要做到：①优质的原材料。水泥选择 P·O 42.5 级以上的水泥，必须要保证水泥的使用性能合格。矿 物细掺料必须保证材料质量，减水剂的要符合减水率大于 20%、 坍落度小等要求，以保证混凝土的流动性、耐久性达到要求；②科 学的工艺参数。HPC 胶凝材料用量 >（500~600 kg/m3），砂率 > （33%~38%），粗骨料的含量较少，水灰比 <0.4 或 <0.25，高效减 水剂掺量 >（0.7%~1.5%）；③正确的施工工艺。HPC 施工工艺设 计时，必须要对混凝土拌合物的高黏性与坍落度损失合理处 理，施工采取强制式搅拌、泵送施工、高频振动等。HPC 利用高 强度可降低结构截面积或结构体积，使得混凝土用量减少；利 用高耐久性可使得材料的使用时间延长，减少了建筑材料的消 耗等，这些都是新型材料体现出来的优越性。 3.4.2 高性能混凝土应用存在的缺点
坍落度 /mm 262 253
表 2 C40 自密实微膨胀钢管混凝土试配测定结果
拌合物技术性质
膨胀率 /10-4
扩展度 /mm
T50 /s
黏聚性
保水性
3d
7d
14 d
பைடு நூலகம்
610
6.39
好
好
1.05
-0.06
0.40
610
7.47
好
好
1.32
1.06
1.54
抗压强度 /MPa
3d
7d
28 d
28.16
33.8
112-113. [2] 王华.水泥我国可持续发展的双刃剑[J].建筑，2005（3）：51-53. [3] 毋雪梅，等.建筑垃圾磨细粉作矿物掺合料对水泥物理力学性能的
矿渣微粉：新源钢铁厂生产，烧失量为 0.24%；比表面积为 456.8 m2/kg。
膨胀剂：中岩公司生产的 ZY 牌膨胀剂。 细骨料：伊犁河砂，细度模数 3.2，连续级配，含泥量 1.3%。 粗骨料：伊犁卵石，最大粒径 20 mm，连续级配。 外加剂：天山建材精细化工有限公司生产的萘系高效减水剂。
3 混凝土配合比设计
0 引言
自密实高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅 度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的 混凝土，其最大的优点是能够在自重下不用振捣，能够通过钢 筋密集、结构截面比较复杂的工程部位，自行填充模板内的空 间并保持自身的均匀性和密实性，形成密实的混凝土结构，具有 节省劳动力、降低劳动强度、缩短施工周期、提高效率、消除施 工噪声危害、改善环境等优点。
收稿日期：2010-12-22
基金项目：新疆农业大学水利与土木工程学院水利水电工程重点学科（XJZDXK20021005）；新疆高等学校科研计划重点项目（XJEDU2008I15）
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试验 编号 Y1 Y2
水胶比
0.38 0.35
砂率 /% 50 48
ZY 掺量 /% 8 8
表 1 C40 自密实微膨胀钢管混凝土配合比
高性能混凝土的缺点体现在：①当前的 HPC 的研制仅停 留在实验室，但现实施工人员的水平较低，对混凝土的维持措 施不到位，影响了 HPC 的生产质量的优越性；②HPC 在原材料 选择上出现了水泥质量不稳定、离散性大，含泥量多、级配差等
问题，长期使用后效果不佳；③高强或高性能混凝土的低水胶 比会造成不利影响，导致混凝土自干燥、自收缩，其内部结构面 临诸多损伤而出现裂缝。
2. Xinjiang Highway Administration Executive Office of the 16th，Urumqi 839000，China）
Ab s tra ct: Self-compacting concrete used for concrete filled steel tubular structure，But in weight or less vibration circumstances can self-compacting molding，For convenience of concrete filled steel construction，Eliminate construction noise hazards，To ensure the engineering quality has important significance.Through the application of high-performance concrete technology，Will fly ash and slag powders mixed compound together to concrete，study the mixing workability and hardened concrete strength properties and micro expansion，and propose suitable self-compacting concrete filled steel tube of C40 optimal proportioning，reference for relevant engineering practice. Ke y w o rd s : self-compacting；slight expansion；steel tube concrete；mixture proportion design；experimental research
LI Shuang-xi 1，ZHANG Jing-hua 2，SUN Zhao-xiong 1 （1. College of Water Conservancy and Civil Engineering of Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China；
坍落扩展度和 T50 流动时间用坍落度筒测试，混凝土试件成 型时不需振捣。
C40 自密实微膨胀钢管混凝土有关试配的结果见表 2。
根据混凝土拌合物性能测试结果可，Y1 和 Y2 都具有良好 的和易性，不离析，不沉淀；而且坍落扩展度、T50 流动时间均满 足规范要求，说明具有较好的填充性。
试验 编号 Y1 Y2
（3）C40 自密实微膨胀钢管混凝土掺加 8%的 ZY 膨胀剂， 可使得 14 d 水中的限制膨胀率达到 1.54×10-4，可以较好地补偿 混凝土的后期收缩，防止型钢柱与混凝土结构的开裂。
参考文献： [1] 吴中伟，章慧珍.高性能混凝土[M].北京：中国铁道出版社，1999. [2] CECS 203：2006，自密实混凝土应用技术规程[S]. [3] 王兆，扬锐.自密实混凝土在结构中的应用研究[J].混凝土，2008（7）：
钢管混凝土是一种正在迅速发展的结构形式，具有承载力 高、塑性和韧性好等诸多优点，正被越来越多地应用于工业厂 房、高层和超高层建筑、桥梁和地下等结构中，取得了良好的经 济效益和建筑效果。
如果将自密实高性能混凝土灌入钢管，形成钢管自密实高 性能混凝土，更能充分发挥两种材料的优点。高流态自密实混 凝土很适合于在钢管混凝土结构中应用，它可在自重或少振捣 的情况下就能自密实成型，对方便钢管混凝土的施工、确保工
（3）浇筑时下料口应尽可能的低，尽量减少混凝土的浇筑 落差，其混凝土自由下落高度不宜超过 5 m。
6 结语
（1）C40 自密实微膨胀钢管混凝土水胶比宜采用 0.35 以 下，粉煤灰掺量宜控制在 30%左右。
（2）C40 自密实微膨胀钢管混凝土砂率宜取 50%左右，可 以对胶凝材料起到较好的分散作用。
5 施工中应注意的事项
（1）为确保混凝土拌合物的均匀性，各固体材料加入搅拌 机后，至少干拌 45 s；再加水和外加剂湿拌 120 s，搅拌机须采用 强制式搅拌机。
（2）混凝土应分层浇筑，每层高度宜≤800 mm，应留有足够 的沉降时间约≥5 min，再进行上层的浇筑，同时，还应确保下层 混凝土未达到初凝前进行上层浇筑。
2011 年 第 5 期（ 总 第 259 期 ） Number 5 in 2011（Total No.259）
doi：10.3969/j.issn.1002-3550.2011.05.039
混
凝
土
Concrete
预拌混凝土 READY MIXED CONCRETE
C40 自密实微膨胀钢管混凝土配合比设计与试验研究
李双喜 1，张静华 2，孙兆雄 1 （1. 新疆农业大学 水利与土木工程学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2. 新疆公路管理局第十六项目执行办，新疆 乌鲁木齐 839000）
摘 要： 自密实混凝土用于钢管混凝土结构中，可在自重或少振捣的情况下就能自密实成型，对方便钢管混凝土的施工、消除施工噪声
危害、确保工程质量具有重要意义。通过应用高性能混凝土配制技术，将粉煤灰和矿渣粉复合在一起掺入到混凝土中，研究其混凝土拌合
4 结语
总之，随着科学的发展，建筑行业开始走“绿色环保”道路， 这对于人类社会的可持续发展是很有帮助的。混凝土绿化应用 可以起到减小工程投资、降低材料消耗、保护生态环境等方面 的作用，在现代建筑施工中是需要积极采用的新型材料。
参考文献： [1] 周宏敏，等.绿色生态混凝土技术及其研究现状[J].混凝土，2008（5）：
87-89.
作者简介： 李双喜（1978-），男，讲师，主要从事建筑材料研究工作。 联系地址： 新疆乌鲁木齐市南昌路 42 号 新疆农业大学水利与土木
工程学院（830052） 联系电话： 13609912703
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体现在“三高”，即：强度高、耐久性高、性能高，在高层建筑施工 中应用极为广泛，且在桥梁或者暴露于恶劣条件下的建筑物中 也较为实用。 3.4.1 高性能混凝土的应用
柱内混凝土设计强度 C40，为自密实混凝土，无收缩，混凝土量 共计 436 m3。
2 试验用原材料
水泥：南岗 P·O 42.5R 级水泥，3 d 抗压强度为 27.9 MPa， 28 d 抗压强度为 49.7 MPa，安定性合格。
粉煤灰：伊犁电厂生产的 II 级粉煤灰，细度 8.4%，烧失量 0.55%，需水量比：90%。
混凝土试验的配合比见表 1。
程质量具有重要意义。
1 工程概况
伊犁南岗水泥厂 100 万 t 水泥生产线预热器厂房为三跨双 坡单层结构厂房，跨度均为 30 m，钢管柱距 12 m，高 10 m，钢管
4 试验结果分析
不同配合比的混凝土拌和后，首先检测混凝土的坍落度、坍 落扩展度、T50 流动时间。另外，还分别测出各龄期混凝土抗压 强度以及混凝土在水中养护 3、7、14 d 龄期的限制膨胀率值。