周太郎 余建杰* 杨维康 刘生辉 屈润材

(南昌航空大学土建学院，江西 南昌 330063)

·建筑材料及应用·

粉煤灰掺量对于自密实混凝土性能影响探究★

周太郎 余建杰* 杨维康 刘生辉 屈润材

(南昌航空大学土建学院，江西 南昌 330063)

鉴于目前国内对于自密实混凝土的设计规范不完备，在现有的JGJ/T 283-2012自密实混凝土应用技术规程的基础之上，从自密实混凝土的组成与其工作性能、抗压强度、流动性之间的相互联系考虑，并对粉煤灰的掺量进行了综合探究，得出了一些有价值的结论。

自密实混凝土，配合比，设计，粉煤灰掺量

自密实混凝土，具有很高的工作性，在流动性、填充性、间隙通过能力等方面均优于普通混凝土，故使用自密实混凝土[1]，可以取得较大的经济效益、环境效益和社会效益，其主要包括以下几个方面：1)高流动性可以保证SCC在实际施工中对于一些不易浇筑甚至是难以浇筑的部位进行浇筑，可以有效避免普通混凝土浇筑过程中因施工不当而带来的空洞、蜂窝、麻面等问题，同时可以避免预留埋件、钢筋、模板等因振捣而产生偏移[2-4]。2)由于SCC在施工中不需或仅需极少的振捣，使得其可以24 h连续不间断施工，避免了扰民问题，可以大大缩短工期。3)由于减少了振捣，可以减少振捣设备的购买、维护使用等费用，同时减少振捣人工费用。4)由于SCC的性能要求，其中会加入部分矿渣等废物，既可以降低成本，又可以保护环境[5-7]。本实验采用控制单因素变量法，150 mm×150 mm×150 mm标准试模，依据JGJ/T 283-2012自密实混凝土应用技术规程规范进行。

1 实验材料

本实验采用的材料有：1)水泥：海螺牌P.O42.5，密度3.01 g/cm3；2)矿物掺合料：Ⅰ级粉煤灰，密度2 200 kg/m3；3)粗骨料：石子，5 mm～20 mm连续级配的碎石，级配良好，石子表观密度：2 450 kg/cm3～2 550 kg/cm3；4)细骨料：中砂，级配良好；5)外加剂：聚羧酸减水剂；6)水：普通自来水。

2 试验配合比(C40)

本次试验采用JGJ/T 283-2012自密实混凝土应用技术规程为基准，设计初步配合比，经过试验和调整配合比，在获得符合标准的一个配合比之后，通过保持水胶比不变，改变粉煤灰掺量进行试验。

基本方案配合比见表1，胶凝材料用量改变对比试验配合比影响见表2。

表1 基本方案配合比

表2 胶凝材料用量改变对比试验配合比影响

基本方案坍落扩展度如图1所示，试件装模如图2所示，抗压试验如图3所示，方案五～方案七坍落扩展度如图4～图6所示。

3 实验分析

在获得基本实验配合比之后，考虑到强度、扩展度等性能的综合要求，采用方案三作为胶凝材料的试验原始数据，其控制变量数据见表2。由表2实验数据可知，方案三、五、六、七采用保持水胶比不变，改变粉煤灰的用量，从而验证粉煤灰对于SCC强度、扩展度的影响。方案三由于与后期数据调动过大，不宜作为对比参考，主要对于方案五、方案六、方案七做对比性分析(见表3)。

表3 部分实验结果对比数据

方案28d强度MPa粉煤灰掺量/kg长边扩展度/mm粉煤灰在胶凝材料中的质量百分数/%方案五42．3149．252027．00方案六40．7165．7571030．05方案七34．2193．463035．00

实验现象：1)方案五：骨料和水泥浆之间粘稠，粗骨料有少量裸露，保水性好，没有泌水现象，但是扩展度相对较小，倒在铁皮上流动性欠佳，7 d强度达到40 MPa，28 d强度达到42.3 MPa。2)方案六：骨料和水泥浆之间粘稠，粗骨料无裸露现象，保水性好，无泌水现象，扩展度良好，试样倒在铁皮上迅速摊开，顶端无堆积，7 d强度达到38.0 MPa，28 d强度40.7 MPa。3)方案七：骨料和水泥浆之间粘稠，粗骨料无裸露现象，保水性好，没有泌水现象，扩展度良好，试样倒在铁皮上迅速摊开，顶端无堆积，7 d强度29.5 MPa，28 d强度34.2 MPa。

实际试验得出，粉煤灰的掺量对于SCC的抗压强度有着一定的影响，且影响呈单方向可预测影响，实验结果表明，粉煤灰含量从27%～35%(重量含量)，试块抗压强度有降低的趋势。粉煤灰的掺量多少对于扩展度的影响，由于实验所得数据不是呈单向变化，在没有更多试验数据的情况下，不能得出其对扩展度的具体影响。但是可以肯定的是，在一个界限内，随着粉煤灰的增加，可以增大其流动性，因为粉煤灰本身具有微珠效应，使得流动性增强。而超过这个界限之后，由于水泥的用量不足，使得水泥浆形成之后的包裹力不足反而使得扩展度降低。

[1] A.Leemann,R.Loser,B.Münch.Influence of cement type on ITZ porosity and chloride resistance of self-compacting concrete[J].Cement and Concrete Composites,2009(322):116-120.

[2] Miao Liu.Self-compacting concrete with different levels of pulverized[J].Construction and Building Materials，2010(24)：1245-1252.

[3] Tomasz Ponikiewski.The influence of high-calcium fly ash on the properties of fresh and hardened self-compacting concrete and high performance self-compacting concrete[J].Journal of Cleaner Production,2014(7)：31-33.

[4] M.Uysal,K.Yilmaz.Effect of mineral admixtures on properties of self-compacting concrete[J].Cement and Concrete Composites,2011,33(7):771-776.

[5] 罗 钰,谢友均,龙广成，等.组成及配合比参数对自密实混凝土抗压强度的影响研究[J].混凝土,2008(2):28-30,38.

[6] 刘翠兰,李高峰,乔红霞，等.基于遗传算法的粉煤灰高性能混凝土配合比优化设计[J].兰州理工大学学报,2006,32(5):133-135.

[7] 冯乃谦.高性能混凝土[M].北京：中国建筑工业出版社，1996.

Research on the influence of fly ash amount to the performance of self compacting concrete★

ZHOU Tai-lang YU Jian-jie* YANG Wei-kang LIU Sheng-hui QU Run-cai

(CivilEngineeringCollege,NanchangAviationUniversity,Nanchang330063,China)

In view of the un-complete design specification of self compacting concrete at current domestic, based on existing JGJ/T 283-2012SelfCompactingConcreteApplicationTechnologySpecification, from the interrelation of composition and its working performance, compressive strength, mobility of self compacting concrete, comprehensive researched the fly ash amount, gained some valuable conclusions.

self compacting concrete, mix proportion, design, fly ash amount

2014-07-15

周太郎(1993- )，男，在读本科生； 余建杰(1979- )，男，讲师； 杨维康(1990- )，男，在读本科生； 刘生辉(1993- )，男，在读本科生； 屈润材(1991- )，男，在读本科生

1009-6825(2014)27-0115-03

TU528

A

★：江西省教育厅科技计划项目(项目编号：DB201311176)；江西省教育厅教改项目(项目编号：JXJG-12-7-20)