前 言
自密實(shí)混凝土（SCC）是一種高流動(dòng)性且具有適當(dāng)粘度的混凝土，它具備不離析性、能夠通過鋼筋填滿模板內(nèi)的任何空隙，在重力作用下自行密實(shí)，自密實(shí)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個(gè)重要分支和發(fā)展方向。其顯著的突出特點(diǎn)是拌合物具有良好的工作性能，即使在密集配筋和復(fù)雜形狀的條件下或澆筑難度很大、振搗困難的條件下，能僅依靠自重而無需振搗便能均勻密實(shí)填充成型，為施工操作帶來極大方便。同時(shí)，兼有改善施工環(huán)境、加快施工進(jìn)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低工程費(fèi)用等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，被稱為“最近幾十年中混凝土技術(shù)最具革命性的發(fā)展”。自密實(shí)混凝土自身明顯的特點(diǎn)，如膠凝材料用量大、砂率較高、使用高效減水劑、礦物摻量較多等，故普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法和原則已不再適用，探索合理的配合比設(shè)計(jì)方法和根據(jù)各地區(qū)的具體原材料情況，開展?jié)M足本地區(qū)原材料性能要求的自密實(shí)混凝土研究與試驗(yàn)，具有非常重要的意義。
一、 配合設(shè)計(jì)原則、性能要求和方法
自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)的一般原則是：要求拌合物具有較高的坍落擴(kuò)展度，且不產(chǎn)生離析，滿足所要求的強(qiáng)度和耐久性。具體原則為：①水灰比：自密實(shí)混凝土的水灰比和普通混凝土的水灰比基本相同，根據(jù)要求的強(qiáng)度和耐久性來確定。②單位用水量：在采取其他措施能保證自密實(shí)混凝土坍落度的前提下，應(yīng)盡量降低單位用水量。③砂率：為了保證自密實(shí)混凝土在泵送時(shí)和澆筑后不離析，要適量增加砂率。
自密實(shí)混凝土除要檢測(cè)常規(guī)混凝土指標(biāo)外，另外需進(jìn)行如下指標(biāo)的檢測(cè)，以確定混凝土的工作性能。①、坍落擴(kuò)展度，此指標(biāo)是衡量自密實(shí)混凝土自密實(shí)能力的重要技術(shù)指標(biāo)，一般要求自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度在500～600mm 之間。自密實(shí)混凝土 T50時(shí)間是流動(dòng)度的次要表征，時(shí)間短表示流動(dòng)性好，一般建議T50時(shí)間為3～7秒；②、V型漏斗試驗(yàn)，把混凝土裝入V型漏斗內(nèi)，測(cè)定混凝土流空時(shí)間，這個(gè)試驗(yàn)測(cè)量的是混凝土流動(dòng)性能，時(shí)間越短表明流動(dòng)性越好。對(duì)于自密實(shí)混凝土，流動(dòng)時(shí)間為10秒被認(rèn)為是適當(dāng)?shù)?。③、L型箱流動(dòng)試驗(yàn)，檢測(cè)自密實(shí)混凝土在沒有阻礙條件下通過L型箱的流動(dòng)度，測(cè)量混凝土到達(dá)200mm和400mm標(biāo)記的時(shí)間T20、T40和混凝土的下落高度，計(jì)算混凝土的混凝土阻塞率D，D值越接近1，表明混凝土的流動(dòng)性越好，一般建議可接受的最小值為0.8。④、U型箱間隙通過能力測(cè)試，U型箱裝置測(cè)量最大粗集料尺寸不超過25mm的自密實(shí)混凝土的間隙通過能力，通過檢測(cè)填充后兩邊的高度差來反映混凝土的流動(dòng)性能，填充高度差越接近零，混凝土的流動(dòng)和通過能力越好，U型箱試驗(yàn)如下圖1：
圖1 L型箱試驗(yàn)
自密實(shí)混凝土的力學(xué)性能指標(biāo)：強(qiáng)度、彈性模量等，耐久性指標(biāo)：收縮、碳化、電通量等指標(biāo)。
二、 原材料選擇及配合比確定
㈠、原材料品種及規(guī)格
①、水：自來水；②、水泥：選用中材52.5P.Ⅱ水泥，3天強(qiáng)度30.5MPa，28天強(qiáng)度62.3MPa，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量27.2%，安定性合格；③、粉煤灰：南通電廠Ⅱ級(jí)灰，細(xì)度11.5%，燒失量7.2%，需水量比98%;④、礦粉，沙鋼S95，比表面積435mm2/g，燒失量3.0%,28天活性指數(shù)106%；⑤、砂，中砂，細(xì)度模數(shù)2.8，泥含量0.1，泥塊含量0，無其他有機(jī)雜質(zhì)；⑥、碎石，5~20mm連續(xù)級(jí)配，無泥、泥塊含量，壓碎值6.2%,空隙率42%;⑦、外加劑，江蘇南京SBT-901（A）高效聚羧酸減水劑，減水率35%,凈漿流動(dòng)度230mm。
㈡、混凝土配合比
自密實(shí)混凝土配合比沒有統(tǒng)一的依據(jù)，根據(jù)查閱相關(guān)資料結(jié)合本地原材料進(jìn)行試驗(yàn)，擬用如下配合比：
表一：混凝土配合比（單位：Kg/M3）
|
編號(hào) |
水灰比 |
砂率（%） |
水 |
水泥 |
粉煤灰 |
礦粉 |
砂 |
石 |
外加劑 |
|
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、 試驗(yàn)結(jié)果及分析
根據(jù)表一的配合比，分別進(jìn)行了混凝土工作性能、力學(xué)性能和耐久性能指標(biāo)的檢測(cè)，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
1、混凝土工作性能檢測(cè)如下表二：
表二：混凝土工作性能檢測(cè)結(jié)果
|
編號(hào) |
坍落擴(kuò)展度（mm） |
T50時(shí)間（S） |
V型漏斗時(shí)間（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 |
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出：所有試驗(yàn)配合比基本滿足自密實(shí)混凝土工作性能要求，無泌水離析現(xiàn)象，能夠順利通過鋼筋隔柵填充自制填充箱，尤其編號(hào)2各項(xiàng)性能更具備良好的工作性能。
2、混凝土力學(xué)指標(biāo)、久性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如下表三：
表三：力學(xué)、耐久性能檢測(cè)結(jié)果
|
編號(hào) |
強(qiáng)度（MPa） |
電通量 (C) |
彈性模量 （×10000Mpa） |
28天收縮徝（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 |
從上表可以看出，混凝土力學(xué)性能和耐久性指標(biāo)均能滿足C70高強(qiáng)自密實(shí)高性能混凝土的技術(shù)要求，結(jié)合工作、力學(xué)、耐久性能指標(biāo)，選擇編號(hào)2進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)并進(jìn)行模擬生產(chǎn)和澆注，混凝土泵送順利，澆注后表面平整光滑無氣泡，回彈強(qiáng)度達(dá)75MPa,滿足設(shè)計(jì)要求，拆模后構(gòu)件如下圖2：
圖2 模擬澆注后的構(gòu)件外觀
四、 自密實(shí)的生產(chǎn)和施工 現(xiàn)場控制要點(diǎn)
南通一船廠工程，倉內(nèi)一承重結(jié)構(gòu)，外形復(fù)雜不規(guī)則，振動(dòng)棒無法達(dá)到所有部位，且梁柱交界處間距不足20mm，設(shè)計(jì)要求C70，根據(jù)結(jié)構(gòu)鋼筋分布情況及復(fù)雜的外形，經(jīng)過分析討論后認(rèn)為，為保證工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量，決定采用C70自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆注。自密實(shí)混凝土生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，保證混凝土質(zhì)量滿足工程技術(shù)要求，主要通過以下幾方面進(jìn)行控制：1、原材料的質(zhì)量控制，認(rèn)真檢測(cè)所有原材料，來合格原材料嚴(yán)禁使用；2、混凝土生產(chǎn)澆筑過程中的質(zhì)量控制。生產(chǎn)過程中應(yīng)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，及時(shí)測(cè)定骨料的含水率、含石率，對(duì)出場混凝土安排專人檢測(cè)混凝土塌落度、擴(kuò)展度，如不能滿足出廠要求及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，并且對(duì)運(yùn)輸、澆筑過程進(jìn)行監(jiān)控，了解混凝土運(yùn)輸過程中塌落度的損失及現(xiàn)場澆筑情況，避免出現(xiàn)混凝土塌落度損失、混凝土離析等質(zhì)量問題，并及時(shí)反饋到廠內(nèi)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。3、施工現(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底，及時(shí)解決混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)過程中出現(xiàn)的問題?；炷寥肽Ｇ霸俅芜M(jìn)行混凝土塌落度和擴(kuò)展度的測(cè)定，以確保塌落度220~260mm，擴(kuò)展度大于600mm.，并且密切關(guān)注澆筑過程中有沒有離析、泌水現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整或返回廠內(nèi)調(diào)整?；炷猎噳K制作方式模擬實(shí)際施工情況，不做任何插搗和振動(dòng)，輕輕抹平試塊表面，進(jìn)行同條件和標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)，28d試壓強(qiáng)度均在80MPa~85 MPa之間，混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定，混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)7d后開始拆模，混凝土構(gòu)件表面光滑平整，無蜂窩、麻面、露石、露筋現(xiàn)象。28天時(shí)使用非金屬超聲波探傷儀進(jìn)行全面檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部有孔洞或不密實(shí)現(xiàn)象，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行實(shí)體回彈，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
總結(jié)：通過認(rèn)真試驗(yàn)，模擬試生產(chǎn)澆注和生產(chǎn)、施工現(xiàn)場的認(rèn)真把控制，總結(jié)如下：（1） C70高強(qiáng)自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)滿足工程質(zhì)量和施工要求，此配合比生產(chǎn)的自密實(shí)混凝土切實(shí)可行。⑵ 自密實(shí)混凝土原材料要建立嚴(yán)格的驗(yàn)收制度，專料專用，現(xiàn)場施工建立完善的制度和措施。（3）自密實(shí)混凝土膠結(jié)材用量大，應(yīng)盡可能利用磨細(xì)礦渣粉和粉煤灰，降低混凝土水泥用量，降低成本節(jié)省能源。（4） 采用自密實(shí)混凝土能顯著提高混凝土施工效率，節(jié)省勞動(dòng)力， 降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和鋼筋密集結(jié)構(gòu)，能大幅度提高混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，是一種值得推廣和研究的新型混凝土。
參考文獻(xiàn)
1、《自密實(shí)混凝土的發(fā)展應(yīng)用及展望》 齊永順、楊玉紅 《混凝土》 2007(1)P25-28
2、《自密實(shí)混凝土的研究現(xiàn)狀及展望》白永兵、田元峰 《山西建筑》2006(10)P168-169
3、《自密實(shí)混凝土的試驗(yàn)配制與應(yīng)用》王鐵柱 《商品混凝土》2012（8）
4、《C70 高強(qiáng)混凝土配合比試驗(yàn)研究》楊文杰，鄭衛(wèi)東《商品混凝土》2015（2）
分享到：
手機(jī)版|
