自密实混凝土材料的工程应用

张燕燕

【摘要】近年来，高性能混凝土的出现为混凝土材料技术的发展提供了良好方向，自密实混凝土就是在这样的背景下产生的。自密实混凝土简化了施工工序，降低了作业强度，节约了成本，实现了混凝土浇筑的自动化，改善了作业环境，提高了混凝土施工的速度和质量，为加固改造工程带来新的希望。文章首先简要概述了自密实混凝土材料的定义、性能及配合比设计要求等，接着结合工程实例，就自密实混凝土材料的工程应用进行略述，以供参考。

【关键词】自密实混凝土；性能；配合比设计；工程应用

一、自密实混凝土概述

自密实混凝土（简称SCC），又叫自流平混凝土，是在低水胶比情况下还能保持较高流动性和力学性能的混凝土，它本身不容易产生沁水、离析现象，还可以不经振捣而充满模板并包裹住钢筋。自密实混凝土的出现改变了传统混凝土施工中过震、漏震现象，有效的保证了预埋件、钢筋等不因震动而移位，甚至可以省去震动这一环节。自密实混凝土是将复合型外加剂、优质掺和料、粗细骨料进行精心的配合比设计得到的，它能保证混凝土具有高流动性和塑性粘度，使混凝土拌合物屈服应力减小但却不会离析、泌水，在施工中还能够通过自重作用填满整个空间并均匀密实。这种混凝土在难以浇筑和振捣的部位优势尤为明显，不但可以弥补蜂窝、麻面等质量缺陷，还可以节约成本和工期，净化施工环境，具有很好的社会经济效益。

二、自密实混凝土的性能

（一）材料性能

自密实混凝土和普通混凝土一样是由粗骨料和细骨料组成，现场经过加水拌和后养护而成的，其中基料王要是指水泥、细骨料、掺和料和外加剂。对自密实混凝土的材料组成要进行质量检验，其中石子粒径为5-16mm,含泥量不得大于0.8%，压碎值为8.3%，水泥要采用质量验收合格且未过期的水泥，水泥的各项物理性质指标必须合格，比如抗压强度，抗拉强度，凝结时间和比表面积，沙子必须采用中砂，其中沙子的容重、比重、磨损率、破碎率和孔隙率等要符合要求，沙子的耐酸耐碱性和化学稳定性符合要求。

（二）施工性能

自密实混凝土能够自重成型，无需振捣，这是自密实混凝土工作中最具特色的一点，也是最值得发挥的优点。混凝土自密实主要有三个方面的内容，即填充能力，穿越能力和稳定性。在实际的工程应用中，一定要找到流动时间和粗骨料的关系，坍落度和粗骨料的关系，加水量和塌落度的关系。否则很难满足配合比要求，正常情况下，坍落度随着加水量的增加而增加，流动时间随着加水量的增加而增加，因此，在施工中，一定要严格控制加水量来满足施工性能。

三、自密实混凝土配合比设计

自密实混凝土拌和物的特点是高流动性而无离析，因此，流动性和抗离析性是互相矛盾的。如何达到流动性、抗离析性的平衡，是自密实混凝土配合比设计的关键。自密实混凝土的配合比设计，国内外尚未有统一的配合比设计方法，国内外学者提出的配合比设计方法主要有：固定砂石体积法、全计算法，改进全计算法，参数设计法，骨料比表面积法，简易配合比设计方法等；其中，固定砂石体积法：由岗村甫教授提出的固定砂石体积法是应用最早、最广的自密实混凝土配合比设计方法。

（一）原材料要求

1.水泥

水泥品种的选择决定于对混凝土强度、耐久性等的要求。一般水泥用量为350～450kg/m3。水泥用量超过500kg/m3会增大收缩；低于350kg/m3则必须同时使用其他材料。水泥类型为：普通硅酸盐水泥。

2.胶凝材料

除要求温升很低的中热或低热水泥外，还应考虑与高效减水剂的相容性；而掺用矿物细掺料的目的是调节混凝土施工性能，提高混凝土耐久性，降低其温升。

3.骨料

骨料的粒形、尺寸和级配对自密实混凝土的施工性，尤其是对其间隙通过性影响很大。自密实混凝土需要有较大的浆骨比，由于砂率大，粗骨料用量较小，砂子宜选用中粗砂，且应严格控制砂中粉细颗粒的含量和石子的含泥量。

4.外加剂

外加剂要求要有优质的流化性能，保持混凝土的流动性、合适的凝结时间与泌水率、良好的泵送性，同时还不能对混凝土力学性质、干缩和徐变无坏影响，多采用高性能引气型减水剂，同时掺抗离析剂或增稠剂来解决自密实混凝土离析的问题。

（二）配合比设计

自密实混凝土的配合比应满足施工性能的要求，关键是良好的流变性能。根据性能要求，对水胶比、用水量、砂率、粉煤灰、外加剂等主要参数进行精心设计，再经过性能试验，反复调整原材料参数来最终确定自密实混凝土的配合比。

四、自密实混施工应用

（一）工程概况

某桥梁工程全长1498m，分14联独立现浇施工，第一联现浇筑梁DECK1又分Phase1，phase2，phase3三段逐次浇筑。该联全长320m，跨城市三环及辅道，由于临近车站，岔区设在该联，由三线转为七线，梁宽由20.3m渐变为72m;工程全部按欧洲规范标准。大桥为满足地震带上各联的锁固要求，特设计剪力键等，使得桥梁配筋率极高。经过多方研究，采用自密实混凝土来浇筑。

（二）配合比设计

设计配合比换算成现场施工配合比。用水量应扣除砂、石中所含的水量，加上砂、石的吸水率所占有的水分，而砂、石用量则应增加砂、石含水的质量。

根据设计要求，现场浇筑混凝土的强度达到设计强度的100%时，结构物才能进张拉，因为本工程工期紧，所以，一般在浇筑完混凝土5～7d就需要进行张拉，结合表8高流态自密实混凝土性能试验结果，最终监理批复水灰比为0.28的配合比。

（三）施工方法

施工自密实混凝土使用的生产设备与生产方法与普通混凝土相同，普通水泥的搅拌时间一般稍长。自密实混凝土对高流动性与高稳定性的要求，决定了其流变性能应控制在一定范围内，对生产中各种波动因素的控制提出了更高的要求。

骨料质量控制:级配稳定，供应充足；良好地控制含水率；计量要精确，高频率测量骨料含水率，保证加水量准确。搅拌混凝土时，测试每次拌合物性能并进行适当调整，直到性能稳定。此后，每100m3搅拌拌合物应检测扩展度。

自密实混凝土运送到K2+854特大桥工地后，采用方便快速试验方法再次检验扩展度，确保自密实混凝土的扩展度(650±50)mm。目测混凝土是否出现泌水，如发生泌水必须及时排除。在高温条件下施工，混凝土严格执行混凝土温控要求，在堆石混凝土施工期间对实际存放的粗骨料进行温度监控，确保自密实混凝土浇筑时的入模温度≤30℃。输送方式可采用泵送。自密实混凝土屈服值很低，前期几乎没有支撑自重的能力，浇筑的过程下部模板所承受的侧向压力会随浇筑高度增长而线性增加，这样就要求自密实混凝土整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑。其次，在凝结硬化前适当时间进行抹面。自密实混凝土的表面泌水较少，含微硅粉则可能完全没有泌水，早期失水导致塑性收缩裂缝的危险性较大。因此，要在浇筑抹面完成后及时养护，采用覆盖、蓄水、薄膜保湿、涂刷养护剂等养护措施，防止混凝土水分损失，养护时间14d，以防止出现干缩裂缝。

总之，文章结合工程实例，通过对自密实混凝土配合比的设计，有效的解决了该桥梁工程设计配筋过密，工人振捣困难等问题。满足设计要求，同时，给今后类似工程和施工提供了部分经验。

参考文献：

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