浅谈自密实混凝土配合比设计

齐贺宇

摘 要：自密实混凝土（简称SCC），被誉为“混凝土建筑技术中最具革命性的发展”，因其优异的产品性能和施工性，广泛应用于各种建筑领域。本文主要从设计说明、设计依据、原材料选定、配合比计算、配合比试配及选定等方面，简要说明自密实混凝土配合比设计方法。为测试人员、工程人员提供技术参考及理论支撑。

关键词：自密实混凝土；配合比设计；

引言：自密实混凝土具有高流动性、自密实、不泌水、不离析等特点，广泛应用于建筑工程、铁路工程。自密实混凝土配合比设计直接影响其拌合物性能、力学性能和耐久性，是现场施工的基础。准确掌握自密实混凝土配合比设计方法至关重要。

1 设计说明

1.1 拌合物性能要求

入泵坍落度：200～260mm、入泵扩展度：500～650mm、5h坍落度≥180mm、5h扩展度≥400mm、含气量<2.5%、T50：5～20s、初凝时间：16～22h、终凝时间：18～24h。

氯离子含量不超过胶凝材料总量的0.10%、总三氧化硫含量不超过胶凝材料总量的4.0%、总碱含量≤3.0kg/m3。

1.2 耐久性及力学性能要求

56d混凝土电通量<1000C、强度等级：C55。

2 设计依据

CECS 203：2006《自密实混凝土应用技术规程》；

JTG/T D65-06-2015《公路钢管混凝土拱桥设计规范》；

TB 10424-2018《铁路混凝土工程施工质量验收标准》；

JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》。

3 原材料选定

混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，所用细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%，所有材料均须验收合格。

3.1 粉体选定

根据新拌混凝土性能和硬化混凝土性能，选定使用P﹒O 42.5低碱水泥、S95矿粉、F类Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ型膨胀剂，用于满足自密实混凝土性能要求。

3.2 骨料选定

选定使用河砂（中砂）、碎石（5～10：10～20mm=4：6），用于满足自密实混凝土性能要求。

3.2 外加剂选定

选定掺入高性能缓凝型减水剂，用于改善浆体的粘性和流动性。

4 配合比计算

4.1 确定试配强度

由公式 fcu，o≥fcu，k+1.645σ（其中fcu，k为设计强度等级，σ取6.0MPa）可得：配制强度fcu，o≥55+1.645×6.0=64.9MPa。

4.2 选取单位体积粗骨料量

根据自密实混凝土设计性能及CECS 203：2006要求，单位体积粗骨料绝对体积宜为0.32～0.35m3，初选0.34m3。

4.3 选取单位体积用水量、单位体积粉体量、水粉比

根据自密实混凝土设计性能及CECS 203：2006要求，用水量宜为155～180kg，初选170kg，体积0.17m3；单位体积粉体量宜为0.16～0.23m3，初选0.20m3；水粉比宜为0.80～1.15，经计算水粉比为0.85，满足标准要求。

4.4 暂定含气量

根据CECS 203：2006及JTG/T D65-06-2015要求，含气量宜为1.5～2.5%，暂定含气量为2.0%。

4.5 确定单位体积细骨料量

自密实混凝土宜采用绝对体积法设计，单位体积细骨料量应由单位体积粉体量、单位体积粗骨料量、单位体积用水量和含气量确定，经计算得出单位体积细骨料量为1-0.34-0.17-0.20-0.02=0.27m3。

4.6 确定每立方米混凝土中原材用量

经实测，粗骨料表观密度2700kg/m3、细骨料表观密度2700kg/m3、水泥表观密度3060kg/m3、粉煤灰表观密度2450kg/m3、矿粉表观密度2800kg/m3、膨胀剂表观密度2850kg/m3；根据自密实混凝土设计性能要求，暂定膨胀剂内掺10%，粉煤灰占胶材总量17%，矿粉占胶材总量10%，减水剂掺量1.3%；

经计算可得：每立方米混凝土中水泥用量为382kg、粉煤灰用量为89kg、矿粉用量为52kg、膨胀剂用量为58kg、砂用量为729kg、碎石用量为918kg、减水剂用量为6.8kg。

4.7 确定基准配合比

按以上计算的配合比进行试拌，根据拌合物性能要求，调整单位体积用水量为160kg，混凝土的保水性和粘聚性好。据此，我们以0.306作为基准水胶比，水胶比增加和减少0.02，用水量不变，砂率增加和减少1%，分别选取水胶比为0.326、0.306、0.286的配合比进行试拌，经计算得出配合比如下：

①水胶比为0.326

水泥：粉煤灰：礦粉：膨胀剂：砂：石：水：减水剂=359：83：49：54：762：921：160：6.4

②水胶比为0.306

水泥：粉煤灰：矿粉：膨胀剂：砂：石：水：减水剂=382：89：52：58：729：918：160：6.8

③水胶比为0.286

水泥：粉煤灰：矿粉：膨胀剂：砂：石：水：减水剂=408：95：56：62：696：911：160：7.3

5 配合比试配及选定

经试配，水胶比0.306的配合比试块强度略大于制配强度（64.9MPa），拌合物性能、耐久性均符合设计要求。混凝土拌合物表观密度实测值与计算值之差的绝对值未超过计算值的2%，无需修正，配合比维持不变。

配合比选定结果如下：

水泥：粉煤灰：矿粉：膨胀剂：砂：石：水：减水剂=382：89：52：58：729：918：160：6.8

结语：综上所述，自密实混凝土配合比设计的每一方面均需要通过试拌测试和以往经验确定。不断摸索水胶比、水粉比、粉体总量与混凝土强度、自密实性能、粘性、流动性之间的内在关联非常重要。作为检测人员，应熟练掌握配合比设计方法和设计原理，为社会提供准确、公正、科学的检测结果。

参考文献：

[1] CECS 203：2006《自密实混凝土应用技术规程》.

[2] JTG/T D65-06-2015《公路钢管混凝土拱桥设计规范》.

[3] TB 10424-2018《铁路混凝土工程施工质量验收标准》.

[4] JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》.