自密实混凝土

摘要：本文简要介绍在混凝土应用过程中出现的一些问题以及自密实混凝土简介然后介绍了自密实混凝土在工程中的应用、机理、性能、存在的问题和展望。

关键词：自密实混凝土 性能

1. 混凝土在应用过程中出现的一些问题

随着城乡建设的日益发展，混凝土早已成为现代工程结构的主要材料，但是在应用过程中也出现了一些问题，概括起来有以下几个方面。

1） 振捣密实困难。

许多工程结构配筋稠密且复杂，不易振捣；有的则是特种薄壁结构、高细结构、浅埋暗挖工程、隧道和地下结构，根本没有振捣可操作空间，施工非常困难。

2）生产效率和安全性要求。

传统的混凝土振捣施工不但产生噪声污染，而且费时费工，工人劳动强度大，工作环境恶劣。

3）工程造价。

从提高施工速度、环境对噪声限制、减少人工、机械、电能费用、减小振捣对模板产生的磨损、利用工业废料、保证质量提高耐久性、减少加固修复费用等诸多方面综合考虑，降低工程整体造价。

2.自密实剂混凝土

2.1自密实混凝土概念

自密实混凝土（Self Compacting Concrete）.亦有人称为高流态混凝土（Highly Fluidized Concrete，HFC），系指混凝土拌台物主要靠自重，不需振捣即可充满模型和包裹钢筋，属于高性能混凝土的一种，该混凝土流动性好，具有良好的施工性能和填充性能，而且骨料不离析，混凝土硬化后具有良好的力学性能和耐久性能。

2.2 自密实混凝土性能

与普通混凝土相比，自密实混凝土具有下述性能：

（1）高流动性，自密实混凝土必须能够流动并填满模板内每个角落。

（2）稳定性好，自密实混凝土在流动过程中必须保证不离析，减少泌水。

（3）不会堵塞，自密实混凝土在流过密集钢筋或狭窄空间不能产生堵塞。

3.自密实混凝土的密实机理

按流变学理论划分，新拌混凝土属于宾汉姆流体，其流变方程为τ=τ0 +η×γ（τ为剪应力；τ0为屈服剪应力；η为塑性粘度；γ为剪切速度） 。τ0是阻碍塑性变形的最大应力， 由材料之间的附着力和摩擦力引起， 它支配了拌和物的变形能力； 当τ>τ0时，混凝土产生流动。η是反映流体各平流层之间产生的与流动方向反向的阻止其流动的粘滞阻力，它支配了拌和物的流动能力，η越小，在相同外力作用下流动越快。

3.1 SCC的自密实机理

（1）浆体的粘聚作用：

胶结料浆体具有一定的塑性粘度η，它能减少骨料间的接触应力，削弱骨料的固体特性，抑制骨料起拱堆集从而有效抑制离析。

（2）气泡自动聚合上浮作用：

SCC由于掺加高效减水剂降低了混凝土的表面张力，使气泡更容易聚合上浮，增加混凝土的密实性。

（3）掺合料的微粉作用：

SCC中的掺合料不仅具有物理填充效应，而且因为巨大的表面积产生较大的内表面力而提高混凝土的粘聚性。

（4）最大堆积密度

SCC中各组分粒径力求满足“最大堆积密度理论”，例如，颗粒从小到大依次为：微硅粉、粉煤灰、水泥、砂、石。这样细颗粒填充粗颗粒之间的空隙，更细颗粒填充细颗粒之间的空隙，达到最大密度或最小空隙率，从而有效提高SCC的密实度。

4、自密实混凝土的原材料及配合比要求

4.1原材料

水泥：理论上各种水泥都可用于配制SCC ，品种的选择决定于对混凝土强度、耐久性等的要求；但考虑到工作性要求及坍落度经时损失小，应优先选择C3A 和碱含量小、标准稠度需水量低的水泥。

骨料：应选择质地坚硬、密实、洁净的骨料。粗骨料针片含量少， 最大粒径一般在16mm～20mm范围，且间断级配往往优于连续级配。

化学外加剂：宜采用减水率20%以上的高效减水剂，复合使用高效减水剂和普通减水剂也可获得较好效果。

矿物掺合料：

石粉：石灰石、白云石、花岗岩等的磨细粉， 粒径小于0.125 mm 或比表面积（250～800） m2/ kg ， 作为惰性填料，用于改善和保持其工作性；

粉煤灰：火山灰质掺合料，优质粉煤灰能够改善流动性，有利于硬化混凝土的耐久性。应优先选用；

微硅粉：高活性火山灰质掺合料，用于改善流变性能和抗离析能力，提高硬化混凝土的强度和耐久性，应优先选用

4.2配合比

浆骨比：自密实混凝土可看成由固液两相组成的3层体系。浆体的粘性是影响混凝土τ0和η的重要因素。

砂率：减小砂浆与粗骨料之间的相互分离作用，还可通过增加混凝土砂率的办法加以实现，但砂率值过大会影响SCC 的弹性模量和抗压强度，一般宜控制在40 %～45 %。

水灰比：水灰比按混凝土强度、耐久性选择确定，一般在0.14 以下，且用水量不宜超过200 kg/m3 。

5.施工工艺

5.1自密实混凝土的泵送

混凝土输送管路应采用支架、毡垫、吊具等加以固定，不得直接与模板和钢筋接触，除出口外其他部位不宜使用软管和锥形管。泵送时应连续泵送，必要时降低泵送速度，当停泵超过90min，则应将管中混凝土清除，并清洗泵机。泵送过程中严禁向泵槽内加水。

5.2自密实混凝土的浇筑

浇筑时下料口应尽可能的低，尽量减少混凝土的浇筑落差。混凝土应采取分层浇筑，在浇筑完第一层后，在下层混凝土未达到初凝前进行第二次浇筑。

5.3自密实混凝土的养护

自密实混凝土浇筑完毕后，应及时加以覆盖防止水分散失，并在终凝后立即洒水养护，洒水养护时间不得少于7d，以防止混凝土出现干缩裂缝。冬季浇筑的混凝土初凝后，应及时用塑料薄膜覆盖，防止水分蒸发，塑料薄膜上应覆盖保温材料。模板应在混凝土达到规定强度后方可拆除，拆除模板后应在混凝土表面涂刷养护剂进行养护。

6.存在的问题和研究展望

6.1目前存在的问题：

1）工作性是自密实混凝土的关键性能，保证自密实混凝土拌合物工作性能一直是而且还将会是自密实混凝土研究的重点。

2）进一步研究中低强度等级的自密实混凝土的设计方法与配制技术。开发中等强度等级的自密实混凝土，解决自密实混凝土高性能与高成本之间的矛盾，将自密实混凝土发展成为普通混凝土是我们的目标。

6.2发展前景

（1）经济分析

1）自密实混凝土在材料上成本上变化不大。

2）减少了机械费用、电能费用及人工费用。

3）在城市中可以连续施工，缩短工期。

（2）环境评价

1）原材料均为无，生产过程中没有“三废”产生。

2）掺合料可以大量使用经处理的高炉矿渣、电厂粉煤灰等活性材料，有利于环境保护。

3）自密实混凝土免振捣，减少了施工噪音污染。

建设部《关于进一步做好建筑业10项新技术推广应用的通知》中，将推广“自密实混凝土技术”放在了显著位置。SCC 具有许多振动密实混凝土所不具备的优点，有良好的发展前景。

参考文献：

[1]赵筠.“自密实混凝土的研究和应用”，《混凝土》2003年第6期

[2]刘秉京.混凝土技术。第2版。北京：人民交通出版社，2004

[3]齐永顺，杨玉红。自密实混凝土的研究现状分析及展望【J】.混凝土，2007（1）：25-28