淺談自密實混凝土的發(fā)展概況與技術(shù)性能

席鵬飛

【摘 ? ?要】本文從自密實商品混凝土的優(yōu)勢、性能、施工、經(jīng)濟效益等方面做了介紹和比較。論述了自密實混凝土在其設(shè)計方法與制備技術(shù)領(lǐng)域的研究進展。深入調(diào)查了自密實混凝土拌合物工作性的測試。對自密實混凝土配合比的設(shè)計原理、生產(chǎn)原材料技術(shù)指標(biāo)、工作性測試評價方法及其工程應(yīng)用的發(fā)展前景進行了展望，指出了加強自密實混凝土施工質(zhì)量控制措施及其質(zhì)量保證體系研究的重要性。

【關(guān)鍵詞】自密實混凝土 ?自密實性 ?水膠比 ?性能 ?澆筑 ?養(yǎng)護環(huán)境

中圖分類號：G4 ? ?文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.05.210

一、定義與發(fā)展概況

自密實混凝土（簡稱SCC） 就是靠自身的重量，依靠混凝土和易性，無需振搗，自由填充模板的各個角落，而得到自然密實的混凝土。隨著高效減水劑的出現(xiàn)，使配制自密實混凝土成為了可能，自密實混凝土已成為混凝土技術(shù)的一個最新發(fā)展方向。

隨著城市建設(shè)日益蓬勃發(fā)展，建筑工程商品混凝土用量越來越大，多數(shù)工程結(jié)構(gòu)配筋稠密復(fù)雜，振動棒不易插入，難以振動成型;有的工程則地處居民區(qū)、科研機構(gòu)、學(xué)校、醫(yī)院附近，需免除施工所產(chǎn)生的噪聲;有的工程則是特種薄壁結(jié)構(gòu)，配筋相對稠密，施工難度大，工期短。這些工程特點對商品混凝土的工作性提出了更高的要求，而采用免振搗自密實商品混凝土能夠有效地解決上述問題，提高商品混凝土的工作性，滿足施工要求。

二、自密實混凝土的優(yōu)點

自密實商品混凝土（Self Compacting Concrete，簡稱SCC）被稱為“近幾十年中混凝土建筑技術(shù)最具革命性的發(fā)展”，自密實混凝土又名高流態(tài)混凝土，即拌合物具有很高的流動性而不離析、不泌水、均勻性和穩(wěn)定性，澆筑時依靠其自重能不經(jīng)振搗或微振搗而自動流平并充滿模型和包裹鋼筋的混凝土，混凝土硬化后，內(nèi)部密實、均勻、穩(wěn)定，具有良好的力學(xué)性能和耐久性能，是一種高性能商品混凝土，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：

1.提高商品混凝土的密實性、耐久性和表面質(zhì)量，避免漏振、過振、對模板沖擊磨損移位等施工中的人為因素以及配筋密集、結(jié)構(gòu)形成復(fù)雜等不利條件對施工質(zhì)量的影響。

2.降低作業(yè)強度，避免工人長時間手持振動棒導(dǎo)致“手臂振動綜合癥”，節(jié)省勞力、振搗機具和電能消耗，同時減少混凝土對攪拌機的磨損。

3.可消除振搗噪聲，改善環(huán)境，緩解施工擾民的矛盾。

4.降低工程整體造價。從提高施工速度、環(huán)境對噪音限制、減少人工和保證質(zhì)量等諸多方面降低成本，簡化工序，縮短工期，提高效率。

5.大量利用工業(yè)廢料做摻合料，利于生態(tài)環(huán)境的保護，降低商品混凝土水化熱。

6.增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計的自由度。不需要振搗，可以澆筑成型形狀復(fù)雜、薄壁和密集配筋的結(jié)構(gòu)。以前，這類結(jié)構(gòu)往往因為混凝土澆筑施工的困難而限制采用。

由于自密實混凝土有諸多的優(yōu)點，受到世界各國工程技術(shù)人員的青睞。目前，世界各國都非常重視免振搗的自密實混凝土的研究與應(yīng)用，為研制現(xiàn)代化的施工方法及體系奠定了基礎(chǔ)，具有廣闊的發(fā)展前景。

三、自密實混凝土生產(chǎn)過程中從在的問題

隨著現(xiàn)代建筑工程的需要和施工技術(shù)發(fā)展的需求，越來越多的工程采用自密實混凝土，但是自密實混凝土具有流動性大、易出現(xiàn)離析泌水的現(xiàn)象，因此，要充分發(fā)揮自密實混凝土的優(yōu)點，需要解決以下問題：

1.統(tǒng)一的檢測方法。

目前自密實混凝土流動性檢測方法尚未統(tǒng)一，坍落度和坍落流動度是檢測自密實混凝土流動度的常規(guī)方法，但對于自密實混凝土抗離析性和鋼筋間隙通過的測試方法各單位滾采用自行改造的設(shè)備，檢測結(jié)果不一致，造成自密實混凝土在實際施工過程中不能更好的控制質(zhì)量。

2.自密實混凝土收縮的控制。

自密實混凝土的水膠比比較低，膠凝材料用量相對較高，使得混凝土早期的收縮率較大，尤其是早期的自收縮，隨著膠骨比的增加，試件的收縮率逐漸增大，試驗表明：膠骨比為0.333的自密實混凝土一天的收縮率高達209.3*10-6，膠骨比為0.206的普通混個凝土只有71.3*10-6的收縮率，齡期為18天時，自密實混凝土水膠比為0.333的比水膠比為0.206的收縮率增加213.4*10-6，由于混凝土收縮造成工程結(jié)構(gòu)開裂，結(jié)構(gòu)表面裂紋，影響美觀甚至可以影響工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量及實用性，混凝土開裂涉及到材料、涉及、施工、壞境等各種因素，摻粉煤灰、膨脹劑或減縮劑是防止混凝土開裂的有效措施，摻用合成纖維不僅可以減少收縮，也可以提高抗裂。

3.改善高效減水劑的性能。

高效減水劑是配制自密實混凝土的關(guān)鍵材料，目前市場上的高效減水劑普遍存在著自密實混凝土坍落度經(jīng)時損失過大，因此改善高效減水劑性能，開發(fā)新型的分散效果好、坍落度經(jīng)時損失小的高效減水劑。自密實混凝土應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中行為和受力性能試驗數(shù)據(jù)較少，因此他對結(jié)構(gòu)的安全性還沒有得到業(yè)界完全認(rèn)可，需要把自密實混凝土的材料性能與結(jié)構(gòu)特性有機的結(jié)合起來，提高自密實混凝土在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的安全性。

四、自密實混凝土對基本原材料及配合比的技術(shù)要求

1.原材料技術(shù)指標(biāo)。

（1）水泥：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥配制的商品混凝土和易性、勻質(zhì)性好， 商品混凝土硬化時間短，商品混凝土外觀質(zhì)量好，便于拆模，故應(yīng)優(yōu)先選擇。一般水泥用量為350～450kg/m3。水泥用量偏大，商品混凝土收縮大;偏小，則和易性差。

（2）礦物摻合料：可彌補由水泥引起商品混凝土早期水化熱較大、商品混凝土收縮較大的缺陷，并且可改善商品混凝土的工作性能。 礦物摻合料常用的有（粉體）：沸石粉、粉煤灰、火山灰質(zhì)摻合料、磨細礦渣、硅灰等活性礦物摻合料。其技術(shù)性能指標(biāo)均應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）細骨料：選用中砂或偏粗中砂，砂細度模數(shù)在2.5～3.0 為宜;砂中所含粒徑小于0.125mm的細粉要求不低于10%;含泥量≤3.0%，泥塊含量≤1.0%。

（4）粗骨料：宜采用連續(xù)級配或兩個單粒徑級配的石子，最大粒徑一般不超過20mm;石子的空隙率宜？40%;含泥量≤1.0%，泥塊含量≤0.5%;針片狀顆粒量≤8%。

（5）外加劑：選用高效減水劑或高性能減水劑，可使商品混凝土獲得適宜的粘度、良好的粘聚性、流動性、保塑性。還可根據(jù)需要添加增稠劑（增加商品混凝土粘度，提高商品混凝土的抗離析能力）、膨脹劑（補充商品混凝土的收縮，防開裂）等。

（6）水：符合現(xiàn)行《商品混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》。

2.配合比技術(shù)要求。

自密實商品混凝土配合比的突出特點是：高砂率、低水膠比、高礦物摻合料摻量。 與普通商品混凝土配合比強度設(shè)計不同，配制自密實商品混凝土應(yīng)首先確定各種原材料及摻合物的摻量等主要參數(shù)，再經(jīng)過商品混凝土性能試驗、強度檢驗，反復(fù)調(diào)整各原材參數(shù)來確定自密實混凝土配合比。

要求通過反復(fù)試驗，解決好水泥、碎石、中砂、水、摻和料、外加劑6種組分的摻量比例，充分發(fā)揮各種材料的作用，配制符合規(guī)范要求的免振商品混凝土。

五、自密實混凝土預(yù)拌及施工技術(shù)要求

1.自密實混凝土的攪拌。

自密實商品混凝土宜使用強制式拌合機，當(dāng)采用其他類型的攪拌設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)需要適當(dāng)延長攪拌時間。 投料順序宜先投入細骨料、水泥及慘合料攪拌20s后，再投入2/3的用水量和粗骨料攪拌30s以上，然后加入剩余水量和外加劑攪拌30s以上。當(dāng)在冬期施工時，應(yīng)先投入骨料和全部凈用水量后攪拌30s以上，然后再投入膠凝材料攪拌30s以上，最后加外加劑攪拌40s以上。 應(yīng)保證商品混凝土攪拌均勻， 適當(dāng)延長商品混凝土攪拌時間， 攪拌時間宜控制在90～120s 內(nèi)。

2.自密實混凝土的施工及養(yǎng)護要求。

（1）運輸

采用商品混凝土運輸車，運輸前將車內(nèi)殘留的其他商品混凝土清洗干凈，排盡積水。運輸中嚴(yán)禁向車內(nèi)的加水。運輸時間應(yīng)符合規(guī)定。若無規(guī)定，宜在90min內(nèi)卸料完畢;當(dāng)最高氣溫低于25℃，運送時間可延長30min。

卸料前攪拌運輸車先高速旋轉(zhuǎn)1min以上，以使商品混凝土處于最佳工作狀態(tài)，有利于商品混凝土自密實成型。如需對商品混凝土擴展度調(diào)整，應(yīng)在假如外加劑后高速旋轉(zhuǎn)4min，經(jīng)檢測合格后方可卸料。

（2）澆筑

泵送時應(yīng)連續(xù)泵送，必要時降低泵送速度，當(dāng)停泵超過90min，則應(yīng)將管中商品混凝土清除，并清洗泵機。泵送過程中嚴(yán)禁向泵槽內(nèi)加水。

澆筑時下料口應(yīng)盡可能的低，盡量減少商品混凝土的澆筑落差，在非密集配筋情況下，商品混凝土垂直自由落下高度不宜超過5m，從下料點水平流動距離不宜超過7m。對配筋密集的商品混凝土構(gòu)件，垂直自由落下高度不宜超過2.5m。澆筑速度不要過快，防止卷入較多空氣，影響商品混凝土外觀質(zhì)量。在澆筑后期應(yīng)適當(dāng)加高商品混凝土的澆筑高度以減少沉降。自密實商品混凝土應(yīng)在其高工作性能狀態(tài)消失前完成泵送和澆筑，不得延誤時間過長，應(yīng)在120min內(nèi)澆筑完成。

（3）養(yǎng)護

商品混凝土澆筑完畢，應(yīng)及時養(yǎng)護（方法同普通商品混凝土），并適當(dāng)延長預(yù)養(yǎng)護時間，養(yǎng)護時間不得少于14天。對底板和樓板等平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件，自密實商品混凝土澆筑收漿和抹壓后，應(yīng)及時采用塑料薄膜覆蓋?；炷劣不量缮先藭r，應(yīng)揭去塑料薄膜，鋪上麻袋或草簾，用水澆透，有條件時盡量蓄水養(yǎng)護。截面較大的柱子，宜用濕麻袋圍裹噴水養(yǎng)護，或用塑料薄膜圍裹自生養(yǎng)護，也可涂刷養(yǎng)護液。墻柱體自密實商品混凝土澆筑完畢，商品混凝土達到2.5MPa后，必要時可松動模板，離縫約3～5mm。，在墻柱體頂部架設(shè)淋水管，噴淋養(yǎng)護，拆除模板后，應(yīng)在墻面覆掛麻袋或草簾等覆蓋物，避免陽光直照墻面。連續(xù)噴水養(yǎng)護時間應(yīng)根據(jù)工程環(huán)境條件確定。

六、效益評價

1.技術(shù)效益。

通過研究自密實混凝土，使得混凝土技術(shù)在工程施工過程中應(yīng)用得以推廣，完善施工技術(shù)，解決一些特殊造型構(gòu)建的施工，提高建筑物外觀要求。

2.社會、經(jīng)濟效應(yīng)

工程實踐表明，與傳統(tǒng)商品混凝土施工方法相比，自密實商品混凝土施工更合理，節(jié)省人力和振搗機具，無振搗噪聲，施工速度快且可避免漏振、過振等人為因素對施工質(zhì)量的影響，可取代普通商品混凝土，社會效益十分顯著。其經(jīng)濟效益表現(xiàn)在：

（1）與機械振搗相比，由于不存在擾民問題，可24h作業(yè)，故可縮短工期;由于取消了振搗成型，可以提高施工速度，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量，具有顯著的間接經(jīng)濟效益。

（2） 由于取消了振搗機械及振搗工序，因而可以減少能耗、機械費用及人工費用。

參考文獻

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