随着我国经济的发展，地铁、隧道、桥梁等基础建设项目及超高层、超复杂结构民用建筑越来越多。这些建筑或者位于地下或水下，施工空间狭小；或者浇筑深度及高度过高，结构复杂；需振捣密实的普通混凝土难以满足不断提高的工程建设要求。与普通混凝土相比，自密实混凝土无需振捣，依靠自身重力密实成型，具有施工方便、无噪声污染等优点，在工程建设中的应用越来越广泛[1、2]。自密实混凝土依靠自身重力作用充满模板，密实成型并获得良好性能，因此良好的工作性能是制备自密实混凝土的基础。工作性能不仅影响混凝土的施工与成型，也会影响混凝土的微观结构，进而影响混凝土的力学性能和耐久性能[3]。本文通过对不同强度等级混凝土性能的检测，研究了配合比变化对自密实混凝土相关性能的影响。
1 原材料
（1）水泥：淮海中联 P·O42.5 水泥，标准稠度需水量比 28.5%，28d 抗压强度 54.2MPa，比表面积 362m2/kg。（2）粉煤灰：国华Ⅰ级灰，45μm 方孔筛筛余 6.3%，比表面积 279m2/kg，28d 活性指数 77%。（3）矿粉：徐钢 S95 级矿粉，流动度比 99%，比表面积 775m2/kg，28d 活性指数 107%。（4）天然河砂：Ⅱ区中砂，含泥量 1.2%，细度模数 2.5。（5）碎石：公称粒径 5～20mm 碎石，含泥量 0.5%，针片状颗粒含量 1.0%。（6）水：市政自来水。（7）外加剂：苏博特 PCA-1 高效减水剂，减水率 18.4%。（8）石灰石粉：江苏徐州产石灰石，比表面积 791m2/kg。
2 试验方法
根据理论配合比配制不同强度等级的自密实混凝土，检测混凝土的相关性能。试验用理论配合比见表 1。
混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能检测分别参照 JGJ/T 283—2012《自密实混凝土应用技术规程》、GB/T 50081—2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》及 GB/T 50082—2016《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》的相关规定执行。
3 试验结果与讨论
3.1 混凝土的工作性能
以理论配合比为基准配合比，采用石灰石粉取代粉煤灰与矿粉作为掺合料，配制混凝土并检测混凝土拌合物工作性能，检测结果见表 2。
由表 2 可知，掺入石灰石粉后C30 混凝土的 T500 时间与 V 漏斗排空时间增加，而 C50 混凝土的检测结果相反；可见石灰石粉的掺入使低强度等级混凝土拌合物浆体的塑性粘度增加，高强度混凝土的粘度降低。低强度混凝土胶凝材料用量较少，浆体不足，提高浆体粘度可以使骨料分布更均匀，拌合物间隙通过性提高；高强度混凝土水胶比较低，塑性粘度高，降低黏度可以提高混凝土流动性。
3.2 混凝土的力学性能
分别检测各强度等级混凝土的抗压强度，检测结果如表 3 所示。
由表 3 可知，掺入石灰石粉分别取代粉煤灰或矿粉后混凝土抗压强度有所提高，其中石灰石粉取代粉煤灰时效果更加明显。通常所用水泥的颗粒分布与理想级配存在一定差距，试验用石灰石粉比表面积较大，细颗粒较多，可以填充在水泥颗粒之间，改善胶凝材料的颗粒级配，使混凝土结构更为致密，强度有所提高；与矿粉相比，粉煤灰与石灰石粉的比表面积差距较大，石灰石粉的填充效果更加明显[4、5]。
3.3 混凝土的耐久性能
混凝土的耐久性能关系着建筑物的安全性与使用寿命，是影响混凝土质量的一个重要因素；混凝土体积稳定性是耐久性能的基础，检测各强度等级混凝土收缩率随时间的变化，检测结果见图1。由图 1 可知，掺入石灰石粉后，混凝土的收缩率略有下降，体积稳定性有所提高。石灰石粉取代粉煤灰或矿粉后，总胶凝材料中活性掺合料减少，混凝土因水化反应产生的化学收缩降低，混凝土收缩率下降，体积稳定性提高。
抗冻等级、早期开裂性能、电通量及碳化深度是混凝土耐久性的重要指标。分别检测混凝土的相关耐久性能，检测结果见表4。
试验结果表明：各强度等级混凝土的裂纹条数和开裂面积均有一定程度降低；混凝土的抗冻融循环、抗氯离子渗透、抗碳化能力有所提高。适量石灰石粉的掺入可以调整胶凝材料颗粒级配，使混凝土内孔径分布得到优化，密实度提高，混凝土的耐久性能得到改善。
4 结论
（1）根据合适的理论配合比可以配制不同强度等级的的自密实混凝土，配制的混凝土工作性能良好、力学性能适中。（2）掺入适量的石灰石粉可以调整浆体粘度，使低等级混凝土的浆体粘度提高，高等级混凝土的浆体粘度降低，改善混凝土拌合物工作性能。（3）石灰石粉可以改善胶凝材料颗粒分布，使混凝土内孔径分布得到优化，密实度提高，力学性能和耐久性能有所提高。
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参考文献
