自密实混凝土技术在工程中应用

摘要:自密实混凝土即拌合物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。不仅可大大降低施工噪声,而且可加快施工速度、保证和提高施工质量，减少施工成本。

关键词:混凝土　自密实混凝土　高性能混凝土　配合比

普通混凝土在长期施工中暴露出的一些弊端，促成了免振捣自密实混凝土的出现。自密实混凝土（self－compacting concrete，简称SCC），是一种高流动性且具有适当粘度的混凝土，它不离析，能够通过钢筋填满模板内的任何空隙，在重力作用下自行密实，属于高性能混凝土的一种。

随着城市建设日益蓬勃发展，建筑工程混凝土用量越来越大，多数工程结构配筋稠密复杂，振动棒不易插入，难以振动成型；有的工程则地处居民区、科研机构、学校、医院附近，需免除施工所产生的噪声；有的工程则是特种薄壁结构，配筋相对稠密，施工难度大，工期短。这些工程特点对混凝土的工作性提出了更高的要求，而采用免振捣自密实混凝土能够有效地解决上述问题，提高混凝土的工作性，满足施工要求。

同普通混凝土相比，自密实混凝土在配合比设计上对原材质量和用量有更高的要求，主要表现在如下方面：高效减水剂是自密实混凝土产生的前提。自密实混凝土随着高效减水剂的发展而产生的，减水剂对其性能有决定响。减水剂的作用相当于振捣棒，均匀分散水泥颗粒于水形成浆体，骨料通过浆体浮力和粘聚力悬浮于水泥浆中。自密实混凝土的优势主要表现：（1）提高混凝土的密实性、耐久性和表面质量，避免漏振、过振、对模板冲击磨损移位等施工中的人为因素以及配筋密集、结构形成复杂等不利条件对施工质量的影响。（2）降低作业强度，避免工人长时间手持振动棒导致“手臂振动综合症”，节省劳力、振捣机具和电能消耗。（3）可消除振捣噪声，改善环境，缓解施工扰民的矛盾。（4）简化工序，缩短工期，提高效率。（5）大量利用工业废料做掺合料，利于生态环境的保护，降低混凝土水化热。

配制自密实混凝土在选择材料方面要比普通混凝土要求更高，水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥配制的混凝土和易性、匀质性好， 混凝土硬化时间短，混凝土外观质量好，便于拆模，故应优先选择。一般水泥用量为350~450kg/m3。水泥用量偏大，混凝土收缩大；偏小，则和易性差。 矿物掺合料：可弥补由水泥引起混凝土早期水化热较大、混凝土收缩较大的缺陷，并且可改善混凝土的工作性能。 矿物掺合料常用的有（粉体）：沸石粉、粉煤灰、火山灰质掺合料、磨细矿渣、硅灰等活性矿物掺合料。其技术性能指标均应满足相关标准。 细骨料：选用中砂或偏粗中砂，砂细度模数在2.5~3.0 为宜；砂中所含粒径小于0.125mm的细粉要求不低于10%；含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%。 粗骨料：宜采用连续级配或两个单粒径级配的石子，最大粒径一般不超过20mm；石子的空隙率宜﹤40%；含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%；针片状颗粒量≤8%。 外加剂：选用高效减水剂或高性能减水剂，可使混凝土获得适宜的粘度、良好的粘聚性、流动性、保塑性。还可根据需要添加增稠剂（增加混凝土粘度，提高混凝土的抗离析能力）、膨胀剂（补充混凝土的收缩，防开裂）等。

与普通混凝土配合比强度设计不同，配制自密实混凝土应首先确定混凝土配制强度、水胶比、用水量、砂率、粉煤灰掺量、外加剂掺量等主要参数，再经过混凝土性能试验、强度检验，反复调整各原材参数来确定混凝土配合比。 要求通过反复试验，解决好水泥、碎石、中砂、水、掺和料、外加剂6种组分的掺量比例，充分发挥各种材料的作用，配制符合规范要求的免振混凝土。 自密实混凝土配合比的突出特点是：高砂率、低水胶比、高矿物掺合料掺量。

自密实混凝土宜使用强制式搅拌机，当采用其他类型的搅拌设备时，应根据需要适当延长搅拌时间。 投料顺序宜先投入细骨料、水泥及惨合料搅拌20s后，再投入2/3的用水量和粗骨料搅拌30s以上，然后加入剩余水量和外加剂搅拌30s以上。当在冬期施工时，应先投入骨料和全部净用水量后搅拌30s以上，然后再投入胶凝材料搅拌30s以上，最后加外加剂搅拌40s以上。 应保证混凝土搅拌均匀， 适当延长混凝土搅拌时间， 搅拌时间宜控制在90~120s 内。

采用混凝土运输车，运输前将车内残留的其他混凝土清洗干净，排尽积水。运输中严禁向车内的加水。 运输时间应符合规定。若无规定，宜在90min内卸料完毕；当最高气温低于25℃，运送时间可延长30min。 卸料前搅拌运输车先高速旋转1min以上，以使混凝土处于最佳工作状态，有利于混凝土自密实成型。如需对混凝土扩展度调整，应在假如外加剂后高速旋转4min，经检测合格后方可卸料。

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。 浇筑时下料口应尽可能的低，尽量减少混凝土的浇筑落差，在非密集配筋情况下，混凝土垂直自由落下高度不宜超过5m，从下料点水平流动距离不宜超过7m。对配筋密集的混凝土构件，垂直自由落下高度不宜超过2.5m。 浇筑速度不要过快，防止卷入较多空气，影响混凝土外观质量。在浇筑后期应适当加高混凝土的浇筑高度以减少沉降。 自密实混凝土应在其高工作性能状态消失前完成泵送和浇筑，不得延误时间过长，应在120min内浇筑完成。

混凝土浇筑完毕，应及时养护(方法同普通混凝土)，并适当延长预养护时间，养护时间不得少于14d。对底板和楼板等平面结构构件，自密实混凝土浇筑收浆和抹压后，应及时采用塑料薄膜覆盖。混凝土硬化至可上人时，应揭去塑料薄膜，铺上麻袋或草帘，用水浇透，有条件时尽量蓄水养护。截面较大的柱子，宜用湿麻袋围裹喷水养护，或用塑料薄膜围裹自生养护，也可涂刷养护液。墙柱体自密实混凝土浇筑完毕，混凝土达到2.5MPa后，必要时可松动模板，离缝约3~5mm。，在墙柱体顶部架设淋水管，喷淋养护，拆除模板后，应在墙面覆挂麻袋或草帘等覆盖物，避免阳光直照墙面。连续喷水养护时间应根据工程环境条件确定。

对自密实混凝土的研究主要从配合比优化人手．结合结构设计、生产质量控制、现场施工工艺、工程应用等方面展开。在配合比优化方面主要针对自密实混凝土对材料和配比的敏感性，在大量正交试验的基础上，分析外加剂、矿物掺合料、骨料质量和数量等因素对自密实混凝土工作性能的影响，建立定量关系。利用优化理论，研究基于地域材料特点的自密实混凝土最佳配比方法；在材料性能试验方面，主要从混凝土的流变性能和工作性能；早期体积稳定性如收缩、徐变、温度变形等；力学性能如抗压强度、弹性模量、粘结强度等：抗渗性等方面展开。在理论研究方面如白密实混凝土的物理力学性能和耐久性方面的理论分析比较少。尤其是早期的收缩机理，影响因素的数量及程度，测量方法，预测模型等问题研究较少。工程实践表明，与传统混凝土施工方法相比，自密实混凝土施工更合理，节省人力和振捣机具，无振捣噪声，施工速度快且可避免漏振、过振等人为因素对施工质量的影响，可取代普通混凝土，社会效益十分显著。

其经济效益表现在：与机械振捣相比，由于不存在扰民问题，可24h作业，故可缩短工期；由于取消了振捣成型，可以提高施工速度，保证结构质量，具有显著的间接经济效益。由于取消了振捣机械及振捣工序，因而可以减少能耗、机械费用及人工费用， 根据初步测算，由此产生的直接经济效益为：原材料成本基本持平，浇筑每立方米免振捣自密实混凝土可减少机械费3.0元，按混凝土施工定额计算节省人工0.2工日/m3，电费0.l5元/m3，人工费按熟练工每工日30元计，合计免振捣自密实混凝土费用节省直接效益不低于9. 15元/m3。