前 言
自密实混凝土（SCC）是一种高流动性且具有适当粘度的混凝土，它具备不离析性、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，自密实混凝土源于高性能混凝土而高于高性能混凝土，是高性能混凝土的一个重要分支和发展方向。其显著的突出特点是拌合物具有良好的工作性能，即使在密集配筋和复杂形状的条件下或浇筑难度很大、振捣困难的条件下，能仅依靠自重而无需振捣便能均匀密实填充成型，为施工操作带来极大方便。同时，兼有改善施工环境、加快施工进度、提高劳动生产率、降低工程费用等技术经济效果，被称为“最近几十年中混凝土技术最具革命性的发展”。自密实混凝土自身明显的特点，如胶凝材料用量大、砂率较高、使用高效减水剂、矿物掺量较多等，故普通混凝土配合比设计方法和原则已不再适用，探索合理的配合比设计方法和根据各地区的具体原材料情况，开展满足本地区原材料性能要求的自密实混凝土研究与试验，具有非常重要的意义。
一、 配合设计原则、性能要求和方法
自密实混凝土配合比设计的一般原则是：要求拌合物具有较高的坍落扩展度，且不产生离析，满足所要求的强度和耐久性。具体原则为：①水灰比：自密实混凝土的水灰比和普通混凝土的水灰比基本相同，根据要求的强度和耐久性来确定。②单位用水量：在采取其他措施能保证自密实混凝土坍落度的前提下，应尽量降低单位用水量。③砂率：为了保证自密实混凝土在泵送时和浇筑后不离析，要适量增加砂率。
自密实混凝土除要检测常规混凝土指标外，另外需进行如下指标的检测，以确定混凝土的工作性能。①、坍落扩展度，此指标是衡量自密实混凝土自密实能力的重要技术指标，一般要求自密实混凝土的坍落扩展度在500～600mm 之间。自密实混凝土 T50时间是流动度的次要表征，时间短表示流动性好，一般建议T50时间为3～7秒；②、V型漏斗试验，把混凝土装入V型漏斗内，测定混凝土流空时间，这个试验测量的是混凝土流动性能，时间越短表明流动性越好。对于自密实混凝土，流动时间为10秒被认为是适当的。③、L型箱流动试验，检测自密实混凝土在没有阻碍条件下通过L型箱的流动度，测量混凝土到达200mm和400mm标记的时间T20、T40和混凝土的下落高度，计算混凝土的混凝土阻塞率D，D值越接近1，表明混凝土的流动性越好，一般建议可接受的最小值为0.8。④、U型箱间隙通过能力测试，U型箱装置测量最大粗集料尺寸不超过25mm的自密实混凝土的间隙通过能力，通过检测填充后两边的高度差来反映混凝土的流动性能，填充高度差越接近零，混凝土的流动和通过能力越好，U型箱试验如下图1：
图1 L型箱试验
自密实混凝土的力学性能指标：强度、弹性模量等，耐久性指标：收缩、碳化、电通量等指标。
二、 原材料选择及配合比确定
㈠、原材料品种及规格
①、水：自来水；②、水泥：选用中材52.5P.Ⅱ水泥，3天强度30.5MPa，28天强度62.3MPa，标准稠度用水量27.2%，安定性合格；③、粉煤灰：南通电厂Ⅱ级灰，细度11.5%，烧失量7.2%，需水量比98%;④、矿粉，沙钢S95，比表面积435mm2/g，烧失量3.0%,28天活性指数106%；⑤、砂，中砂，细度模数2.8，泥含量0.1，泥块含量0，无其他有机杂质；⑥、碎石，5~20mm连续级配，无泥、泥块含量，压碎值6.2%,空隙率42%;⑦、外加剂，江苏南京SBT-901（A）高效聚羧酸减水剂，减水率35%,净浆流动度230mm。
㈡、混凝土配合比
自密实混凝土配合比没有统一的依据，根据查阅相关资料结合本地原材料进行试验，拟用如下配合比：
表一：混凝土配合比（单位：Kg/M3）
|
编号 |
水灰比 |
砂率（%） |
水 |
水泥 |
粉煤灰 |
矿粉 |
砂 |
石 |
外加剂 |
|
1 |
0.272 |
50 |
150 |
350 |
80 |
120 |
890 |
890 |
8.3 |
|
2 |
0.259 |
48 |
150 |
380 |
80 |
120 |
792 |
858 |
8.7 |
|
3 |
0.246 |
46 |
150 |
410 |
80 |
120 |
745 |
875 |
9.2 |
三、 试验结果及分析
根据表一的配合比，分别进行了混凝土工作性能、力学性能和耐久性能指标的检测，其试验数据如下：
1、混凝土工作性能检测如下表二：
表二：混凝土工作性能检测结果
|
编号 |
坍落扩展度（mm） |
T50时间（S） |
V型漏斗时间（S） |
L型箱堵塞率D |
U型高度差（mm） |
|
0 |
30min |
60min |
|
1 |
580 |
550 |
530 |
6 |
10 |
0.6 |
8 |
|
2 |
650 |
630 |
620 |
5 |
6 |
0.9 |
5 |
|
3 |
600 |
580 |
560 |
5 |
7 |
0.8 |
4 |
从试验结果可以看出：所有试验配合比基本满足自密实混凝土工作性能要求，无泌水离析现象，能够顺利通过钢筋隔栅填充自制填充箱，尤其编号2各项性能更具备良好的工作性能。
2、混凝土力学指标、久性能指标检测结果如下表三：
表三：力学、耐久性能检测结果
|
编号 |
强度（MPa） |
电通量
(C) |
弹性模量
（×10000Mpa） |
28天收缩徝（µm） |
28天碳化（mm） |
|
7d |
28d |
|
1 |
70.9 |
81.3 |
890 |
3.5 |
200 |
0 |
|
2 |
73.6 |
85.6 |
850 |
3.8 |
150 |
0 |
|
3 |
74.2 |
86.5 |
850 |
3.9 |
160 |
0 |
从上表可以看出，混凝土力学性能和耐久性指标均能满足C70高强自密实高性能混凝土的技术要求，结合工作、力学、耐久性能指标，选择编号2进行重复试验并进行模拟生产和浇注，混凝土泵送顺利，浇注后表面平整光滑无气泡，回弹强度达75MPa,满足设计要求，拆模后构件如下图2：
图2 模拟浇注后的构件外观
四、 自密实的生产和施工 现场控制要点
南通一船厂工程，仓内一承重结构，外形复杂不规则，振动棒无法达到所有部位，且梁柱交界处间距不足20mm，设计要求C70，根据结构钢筋分布情况及复杂的外形，经过分析讨论后认为，为保证工程结构质量，决定采用C70自密实混凝土进行浇注。自密实混凝土生产过程中必须严格控制质量，保证混凝土质量满足工程技术要求，主要通过以下几方面进行控制：1、原材料的质量控制，认真检测所有原材料，来合格原材料严禁使用；2、混凝土生产浇筑过程中的质量控制。生产过程中应对混凝土配合比进行及时调整，及时测定骨料的含水率、含石率，对出场混凝土安排专人检测混凝土塌落度、扩展度，如不能满足出厂要求及时进行调整，并且对运输、浇筑过程进行监控，了解混凝土运输过程中塌落度的损失及现场浇筑情况，避免出现混凝土塌落度损失、混凝土离析等质量问题，并及时反馈到厂内进行及时调整。3、施工现场技术人员应进行技术交底，及时解决混凝土浇筑、养护过程中出现的问题。混凝土入模前再次进行混凝土塌落度和扩展度的测定，以确保塌落度220~260mm，扩展度大于600mm.，并且密切关注浇筑过程中有没有离析、泌水现象，发现问题及时进行现场调整或返回厂内调整。混凝土试块制作方式模拟实际施工情况，不做任何插捣和振动，轻轻抹平试块表面，进行同条件和标准条件养护，28d试压强度均在80MPa~85 MPa之间，混凝土强度稳定，混凝土实体结构养护7d后开始拆模，混凝土构件表面光滑平整，无蜂窝、麻面、露石、露筋现象。28天时使用非金属超声波探伤仪进行全面检测，未发现混凝土内部有孔洞或不密实现象，对构件进行实体回弹，强度满足设计要求。
总结：通过认真试验，模拟试生产浇注和生产、施工现场的认真把控制，总结如下：（1） C70高强自密实混凝土配合比设计满足工程质量和施工要求，此配合比生产的自密实混凝土切实可行。⑵ 自密实混凝土原材料要建立严格的验收制度，专料专用，现场施工建立完善的制度和措施。（3）自密实混凝土胶结材用量大，应尽可能利用磨细矿渣粉和粉煤灰，降低混凝土水泥用量，降低成本节省能源。（4） 采用自密实混凝土能显著提高混凝土施工效率，节省劳动力， 降低工人劳动强度，尤其对于结构复杂和钢筋密集结构，能大幅度提高混凝土结构的施工质量，是一种值得推广和研究的新型混凝土。
参考文献
1、《自密实混凝土的发展应用及展望》 齐永顺、杨玉红 《混凝土》 2007(1)P25-28
2、《自密实混凝土的研究现状及展望》白永兵、田元峰 《山西建筑》2006(10)P168-169
3、《自密实混凝土的试验配制与应用》王铁柱 《商品混凝土》2012（8）
4、《C70 高强混凝土配合比试验研究》杨文杰，郑卫东《商品混凝土》2015（2）
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