自密实混凝土具有很高的流动性而不离析、不泌水，能不经振捣或少振捣而自动流平并充满模型和包裹钢筋的混凝土。由于自密实混凝土对振捣的消除，显著降低了普通振捣混凝土施工中的噪音污染，明显改善混凝土的施工性，降低劳动成本；节约振捣机具和能耗，从而减少机械费用及人工费用，具有较好的经济效益。且在生产中需大量添加粉煤灰、粒化高炉矿渣等工业废料，又有利于资源得到有效的利用。

1原材料的选择

1.1水泥

配制自密实混凝土一般采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，应符合国家标准GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定。而对于有温控要求的大体积自密实混凝土需要选用矿渣硅酸盐水泥、中热或低热水泥，水泥需具有较低的需水性，并能与所用的高效减水剂有较好的相容性。

1.2掺和料

自密实混凝土中掺加掺和料主要目的是改善混凝土的工作性、提高混凝土耐久性和降低混凝土水化热。可选用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉等作为矿物掺和料。粉煤灰应符合国家标准GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》规定，自密实混凝土优先使用I级粉煤灰，也可以使用II级粉煤灰，但要控制需水量比不超过100%。

式中：W/B——混凝土水胶比；fce——水泥实测抗压强度，MPa；β——矿物掺合料掺量质量分数；y——矿物掺合料胶凝系数；粉煤灰（≤0.3）可取0.4，矿渣（≤0.4）可取0.9；fcu，o——混凝土配制强度，MPa。

4.3计算单方混凝土用水量

单方混凝土中水泥浆体积Vp等于1m3混凝土拌合物中砂浆体积Vm减去砂体积Vs求出，计算式如下：

Vp=Vm-Vs（7）

单方混凝土用水量按照体积计算法的公式来计算，如下式所示：

式中：Vw——单位用水量体积，m3；Vp——水泥浆体积，m3；Vo——拌合物含气量，可考虑2%的含气量，m3；ρc，ρm——水泥、矿物掺和料表观密度，g/cm3；β——矿物掺合料掺量质量分数；B/W——胶水比，即水胶比的倒数。

根据求出的单位用水量体积Vw，乘以水的密度(1000kg/m3)算出单方混凝土中的用水量Mw。

4.4计算胶凝材料用量

通过以上公式得出的水胶比和单位用水量，即可求出单方混凝土中胶凝材料总用量，根据胶凝材料中矿物掺和料的质量分数，得到单方混凝土中矿物掺和料质量和水泥的质量。如下式所示：

Mb=Mw（W/B）（9）

Mm=Mb·β（10）

Mc=Mb-Mm（11）

式中：Mb——单方混凝土胶凝材料总用量，kg；Mw——单方混凝土用水量，kg；W/B——水胶比；Mm—单方混凝土矿物掺合料用量，kg；β——矿物掺合料掺量质量分数；Mc——单方混凝土水泥用量，kg。

4.5外加剂掺量

由于每种外加剂对自密实混凝土工作性能的影响各不相同，试验中可按照经验及自密实混凝土的工作性能来调整掺量。

4.6自密实混凝土配合比的试配、调整

根据上述计算得到初步混凝土配合比进行试拌，检查拌合物自密实性能的填充性、间隙通过性和抗离析性。当自密实性能满足要求时，需制作28d龄期混凝土抗压强度试件，如果拌合物自密实性能不能满足要求时应加以调整，应在保证水胶比不变的原则下合理调整胶凝材料用量、外加剂用量或砂的体积分数，直到符合要求为止。

5自密实混凝土配合比设计实例

5.1自密实混凝土性能设计要求

强度等级：C40

坍落扩展度：650mm±50mm

5.2原材料性能

台泥重庆水泥厂生产的台泥牌P.O42.5级水泥，实测强度为49.0MPa，水泥密度为3.08g/cm3；重庆华珞电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，粉煤灰密度为2.24g/cm3；粗骨料为碎石，5～20mm连续级配，表观密度2.65g/cm3；细骨料为河砂，细度模数2.70，表观密度2.65g/cm3；外加剂为江苏博特新材料有限公司生产的聚羧酸高效减水剂；拌合用水为饮用水。

5.3初步配合比设计

按照上文自密实混凝土配合比设计方法和步骤，1m3自密实混凝土中粗骨料密实体积取0.32m3，砂浆中砂的体积分数取0.42，粉煤灰掺量质量分数为0.3，减水剂掺量通过试验确定，经过计算，得到C40自密实混凝土初步配合比如下：水胶比为0.34，水泥为368kg/m3，粉煤灰为158kg/m3，石子为848kg/m3，砂子为768kg/m3，单位用水量为179kg/m3，苏博特聚羧酸高效减水剂掺量为1.2%。

5.4试验验证

按照上文计算得到的初步自密实混凝土配合比进行混凝土试拌，测试拌合物的自密实性能以及28d龄期硬化抗压强度，验证结果表明：混凝土拌合物自密实性能优良，混凝土拌合物坍落扩展度为660mm，扩展时间T500为2.3s，离析率为17.5%，28d立方体抗压强度为48.5MPa，达到了配制强度要求，同时满足自密实混凝土工作性能要求。

6结语

文章根据自密实混凝土工作性的特点和配制原理，对配合比设计方法进行了研究，提出了自密实混凝土配合比设计步骤。得到结论如下：

1）自密实混凝土配合比设计主要从自密实性、力学性、体积稳定性三方面要求确定了配合比设计参数：每立方混凝土中粗骨料体积宜在0.28～0.35m3之间，细骨料占砂浆中的体积比范围为0.42～0.45，自密实混凝土水胶比宜小于0.45。

2）提出的自密实混凝土配合比设计步骤简明，公式明确，计算简便，且自密实混凝土性能可靠，其有效性得到了试验验证。

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