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自密实混凝土是一种在浇筑过程中无需振捣,能够依靠自重作用自由流淌,穿越钢筋间隙填充模板空隙,同时具有足够的粘聚性而不离析泌水,拌合物均匀密实,硬化后具有良好的力学性能和耐久性能的混凝土。核电工程以安全性为核心,有些重要部位结构复杂、钢筋密集,采用普通混凝土浇筑难以振捣密实,因此核电工程考虑使用自密实混凝土。一般而言,为了达到优良的工作性能,自密实混凝土中胶凝材料用量较大。高胶凝材料用量自密实混凝土的收缩和温升较大,这都影响了自密实混凝土的体积稳定性和耐久性。依托“十二·五”国家科技支撑计划项目《核电自密实混凝土的制备与应用关键技术研究》,本试验通过以下工作来减少胶凝材料用量,研制出工作性能良好、耐久性能良好的低胶凝材料用量自密实混凝土。具体工作包括:研究了材料组成对自密实混凝土中水泥净浆和砂浆流变性能的影响规律。获得了减水剂的饱和掺量为1.1%,粉煤灰最佳掺量为30%,矿粉最佳掺量为15%,硅灰最佳掺量为3%,水灰比为0.31~0.33,砂灰比为1.8。根据实际材料的特性,提出了新的自密实混凝土配合比设计方法即基于骨料骨架的撑开模型,细骨料填充粗骨料空隙与净浆填充骨料空隙。配合比设计中包括三个参数:包裹层厚度、骨料表面积和骨料空隙率。根据不同的包裹层厚度、骨料表面积和骨料空隙率计算出骨料体积。根据新的配合比设计方法,研究净浆包裹层厚度和砂浆包裹层厚度对自密实混凝土工作性能及流变性能的影响。试验结果表明:随着净浆和砂浆包裹层厚度的增加,自密实混凝土的扩展度逐渐增大,T50逐渐减小,U型填充高度逐渐增大,V型漏斗通过时间逐渐减小。随着净浆包裹层厚度的增加,自密实混凝土的塑性粘度和屈服应力逐渐减小。随着砂浆包裹层厚度的增加,自密实混凝土的塑性粘度逐渐增大,屈服应力逐渐减小。试验得出了最佳砂浆包裹层厚度为5.5~6.1mm,净浆包裹层厚度为40~45μm。根据最佳包裹层厚度设计自密实混凝土,1m~3自密实混凝土中胶凝材料用量可减少至470kg。该组自密实混凝土工作性能满足《自密实混凝土应用技术规程》(CECS203:2006)中规定的指标,且硬化自密实混凝土性能与阳江核电站普通混凝土性能相近。