一种应用于预应力结构的自密实混凝土技术领域
本发明涉及一种自密实混凝土，尤其是一种应用于预应力结构的自密实混凝土，
属于土木工程材料科学领域的科学技术领域。
背景技术
自密实混凝土是一项较新的混凝土技术，能够在不经振捣或少振捣的情况下依靠
自身重力流最终充满模型和包裹钢筋，在日本和欧美应用广泛。在我国，自密实混凝土主要
应用于钢筋密集区域、钢管混凝土或薄壁结构的混凝土浇筑。相关地自密实混凝土专利和
研究论文也颇为丰富。
尽管自密实混凝土在预应力结构方面也有一定应用，但由于自密实混凝土本体胶
凝材料采用了相对含量较多的活性掺和料，限制了其早期强度的快速发展。查询多个专利
和国内期刊、学位论文提供的相关资料可知，具有类似强度等级的自密实混凝土自然条件
养护下，7天抗拉强度/28天抗拉强度在70%左右，即混凝土7天强度不能满足预应力后张拉
法施工要求。
对于单个或少量预应力结构施工而言（例如桥梁），工期不受影响。但对于类似于
机库这样存在多个预应力单体结构的项目而言，由于预应力结构复杂、钢筋密集，无法采用
普通混凝土浇筑，但若采用传统配方的自密实混凝土，则后张拉法施工需等待自密实混凝
土强度满足施工要求才可推进，因此其整体工期成本无法估量，也就限制了自密实混凝土
在类似建筑施工方面的大范围推广。
发明内容
本发明为了克服以上缺陷，提供一种7天抗压强度可达到设计标准的90%，在短期
内满足预应力结构后张拉法施工的要求，可缩减混凝土浇筑-后张拉法施工的循环周期，能
大幅提高施工效率的一种应用于预应力结构的自密实混凝土。
本发明是通过以下技术方案实现的：本发明所述自密实混凝土采用如下的配合比
重的原材料拌合而成：
水泥350~500 kg/m3；
活性掺和料55~100 kg/m3；
细骨料砂700~850 kg/m3；
粗骨料石子900~1000 kg/m3；
减水剂8~15 kg/m3；
水150~200 kg/m3。
本发明的进一步改进在于，所述水泥选用具有早强性能的普通硅酸盐水泥，所述
普通硅酸盐水泥的强度为42.5R或52.5R。
本发明的进一步改进在于，所述的活性掺和料为II级粉煤灰，粉煤灰与水泥用量
比控制在0.15~0.22之间。
本发明的进一步改进在于，所述的伴和水与胶凝材料用量比控制在0.31~0.34之
间。
本发明的进一步改进在于，所述减水剂为聚羧酸缓凝高性能减水剂。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1）根据结构设计和预应力后张拉法施工要求，所述自密实混凝土7天抗压强度需大于
设计标准的75%，而本发明最终生产的自密实混凝土7天抗压强度超过设计标准的90%，且28
天强度也符合设计要求，满足了预应力结构后张拉法施工时对混凝土结构抗压强度达到设
计标准75%的要求。
2）对于需大量预应力结构后张拉法施工的项目而言，采用本发明提供的自密实混
凝土，能够实现混凝土浇筑与后张拉法循环作业，提高施工效率，缩短整体施工工期，降低
工期成本，提高经济效益。
3）最终生产的自密实混凝土扩展度1h损失率极低，可见本发明提供的自密实混凝
土，对混凝土搅拌站的距离要求相对较低，对集疏运条件要求不高，相应地降低了运输成本
和混凝土价格。
具体实施方案
下面结合实例对本发明做进一步说明。
根据结构设计和预应力后张拉法施工要求，自密实混凝土7天抗压强度需大于设
计标准的75%，因此选用具有早强性能的普通硅酸盐水泥，P.O 42.5R，P.O 52.5R。考虑到自
密实混凝土对扩展度、和易性和粘聚度有较高的要求，对水泥含量、砂、石子、粉煤灰、减水
剂、用水量按固定砂石体积含量法进行计算，初步确定试验用配合比组合，具体配比如下：
水泥380~420 kg/m3；活性掺和料70~85 kg/m3；细骨料砂700~850 kg/m3；粗骨料石子900~
1000 kg/m3；减水剂8~15 kg/m3；水150~200 kg/m3。
根据设计标准和预应力后张拉法施工要求，确定胶凝材料和其他材料。预应力结
构设计标准为C45，因此水泥采用中材天山牌 P.O42.5R水泥，活性掺和料采用珠海电厂II
级粉煤灰。
粗骨料石子采用5~20mm的连续级配花岗岩碎石，材料选购时需保证颗粒的圆滑
度，同时控制19.0mm级含量在5%以下。
细骨料砂采用细度模数为2.5~2.7的中粗河沙，采购时严格控制含泥量。
减水剂采用江门红球生产的聚羧酸缓凝高性能减水剂。
实验方法：
按照上述配方进行，明确粗细骨料、拌合水和减水剂用量后，根据固定砂石体积含量法
计算胶凝材料用量，再通过对胶凝材料配合比进行调整，尤其是适当调低粉煤灰在胶凝材
料中所占比例。
实施例1- 6的配比见表1，其中实施例2，4，2'符合初步确定的配合比组合，2与2'
配合比相同，但为两个不同的实验组次；实施例1，3，6为对比试验组次。
表1
测试方法：
经过混凝土扩展度、扩展度1h损失率、7天、28天抗压强度试验，以及和易性、粘聚性观
察等对比试验，最终确定满足设计和施工要求的自密实混凝土配合比。
实施例1- 6的综合性能测试结果见表2。
表2
根据试验结果（表2）可知，实施例2的效果最佳。根据实施例2的配比作为实际施工所用
的自密实混凝土配比组合，并进行生产。经过现场施工实践，采用该配比生产的自密实混凝
土不仅能够满足现场复杂结构形式浇筑的要求，而且7天抗压强度能够满足后张拉法施工
的要求，28天抗压强度也满足设计标准。
在实际浇筑和养护过程中，请注意结合当地自然条件，选择合适地方式进行养护，
避免因早期强度高、水化热释放多导致结构出现较明显温度裂缝，进而影响结构的耐久性。
以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术
人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在
本发明的保护范围之内。