粗集料堆叠率对自密实混凝土性能的影响

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发布时间：2021-09-08

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粗集料堆叠率对自密实混凝土性能的影响
沈卫国，李正昊，谭昱’，李新玲，张川
(武汉理工大学a．硅酸盐建筑材料国家重点实验室，b．材料科学与工程学院，
c．加州大学·伯克利?昆凝土科学技术联合实验室，湖北武汉430070)
摘要：研究了自密实混凝土中粗集料的堆叠率和级配对自密实混凝土流动性、间隙通过性、填充性能和强度的影响。研究表
明：随着粗集料堆叠率的增大，自密实混凝土的各种工作性会逐渐变差，随着级配的细化自密实混凝土工作性则改善，但混凝土
强度则会随着堆叠率的增大而增大，随级配的细化强度则降低。由此可见，在粗集料用量和级配设计方面，工作性和强度之间存
在对立关系，在满足自密实混凝土工作性的前提下尽可能增加粗集料用量，采用较粗的级配有利于力学性能的提高。
关键词：自密实混凝土；堆叠率；级配；工作性；强度
中图分类号：TU528．041 文献标志码：A 文章编号：100：2—3550(2015)02—0073—03
Stack coarse aggregate ratio on the properties of self—compacting concrete
SHEN W eiguo a,b,c
，
LIZhenghao ，TAN Yu ，LI Xinling ，ZHANG Chuang
(a．School of Material Science and Engineering，b．State Key Laboratory of Silicate Materials for Architecture，
c．WUT—UC Berkeley Joint Laboratory on Concrete Science and Technology，Wuhan 430070，China)
Abstract：Studied the influences of gradation and packing ratio of coarse aggregate on the fluidity，passing abillity through gaps，filling
performance and mechanical properties of self～compacting concrete(SCC)by using three coarse aggregate grading and packing ratios
(0．5，0．6，0．7)．The result indicates that the workability of SCC would be worse with increase of parking ratio and increase of the mean
particle size of coarse aggregate．However，the mechanical strength of SCC would increase with parking ratio of coarse aggregate and
mean size of the coarse aggregate．Obviously there is a contrary influence between the content of coarse aggregate and the particle grada—
tion of it on the workability and the strengths．Therefore to meet an appropriate workability of SCC，increase on coarse aggregate content
and mean size of coarse aggregate gradation will contribute to the strength of SCC．
Key words：self—compacting concrete；packing ratio；gradation；workability；s~ength
0 引言
由于社会和经济的发展，技术熟练的混凝土工人日渐
变少，施工操作简单，节约人力的自密实混凝土应时而出。
自密实混凝土被定义为在保有良好抗离析性的前提下具有
高流动性，从而能够免去振捣、仅依靠自身流动充满模板、
包裹钢筋达到密实状态的高性能混凝土，属于高流动性混
凝土的高端部分。新拌自密实混凝土的关键性能指标包
括以下几个方面：(1)超好的流动性能；(2)合适的自消气
功能；(3)优良间隙通过能力；(4)良好的抗离析能力。
自密实混凝土的概念最早出现于1986年，是由日本
学者Okamura所提出通过改进施工工艺流程制备高耐久
的混凝土结构。Okamura认为通过限制骨料含量、选取低
水胶比、利用高效减水剂可配制出性能优越的自密实混凝
土。其技术原则概括为：(1)粗集料含量取其堆积密度的
50％；(2)细集料占砂浆体积的40％左右；(3)水胶比(体积
比)取值区间为[0．9，1．0]；(4)超塑化剂的掺量与最终水
胶比由拌合物的自密实性能确定。这种设计方法被称
收稿日期：2014—06—18
为“Et本方法” 。自密实混凝土的发展大概可分为三个
阶段：首先是20世纪80年代后期在日本的提出与应
用，并且在主跨度为1990m的明石海大桥成功应用。其
次为20世纪90年代中后期在欧洲的发展，第三是本世纪
初中国学者Nan Su、K．C．Hsu等学者对自密实混凝土设计
理念的突破。，被认为是一种“中国方法” 。
笔者通过抛填粗骨料增加了自密实混凝土强度的同时
大幅度降低了混凝土中胶凝材料用量。堆叠率(Packing
Ratio，PR)是反映粗集料在混凝土中堆叠和填充情况的指标：
PR一墨主塑篡量 r 1、一
粗集料松堆密度kg／m
本试验中研究了值为0．50、0．60、0．70和不同集料
级配的自密实混凝土的工作性能及与强度，探讨在保证自
密实混凝土性能的前提下提高粗集料用量，降低胶凝材料
用量的可行性。
1 原材料和试验方法
1．1 原材料
水泥：P·0 52．5级水泥，其主要物理性能见于表1。