浅谈自密实混凝土的发展概况与技术性能

席鹏飞

【摘    要】本文从自密实商品混凝土的优势、性能、施工、经济效益等方面做了介绍和比较。论述了自密实混凝土在其设计方法与制备技术领域的研究进展。深入调查了自密实混凝土拌合物工作性的测试。对自密实混凝土配合比的设计原理、生产原材料技术指标、工作性测试评价方法及其工程应用的发展前景进行了展望，指出了加强自密实混凝土施工质量控制措施及其质量保证体系研究的重要性。

【关键词】自密实混凝土  自密实性  水胶比  性能  浇筑  养护环境

中图分类号：G4    文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.05.210

一、定义与发展概况

自密实混凝土（简称SCC） 就是靠自身的重量，依靠混凝土和易性，无需振捣，自由填充模板的各个角落，而得到自然密实的混凝土。随着高效减水剂的出现，使配制自密实混凝土成为了可能，自密实混凝土已成为混凝土技术的一个最新发展方向。

随着城市建设日益蓬勃发展，建筑工程商品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。这些工程特点对商品混凝土的工作性提出了更高的要求，而采用免振捣自密实商品混凝土能够有效地解决上述问题，提高商品混凝土的工作性，满足施工要求。

二、自密实混凝土的优点

自密实商品混凝土（Self Compacting Concrete，简称SCC）被称为“近几十年中混凝土建筑技术最具革命性的发展”，自密实混凝土又名高流态混凝土，即拌合物具有很高的流动性而不离析、不泌水、均匀性和稳定性，浇筑时依靠其自重能不经振捣或微振捣而自动流平并充满模型和包裹钢筋的混凝土，混凝土硬化后，内部密实、均匀、稳定，具有良好的力学性能和耐久性能，是一种高性能商品混凝土，其优越性主要表现在：

1.提高商品混凝土的密实性、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，同时减少混凝土对搅拌机的磨损。

3.可消除振捣噪声，改善环境，缓解施工扰民的矛盾。

4.降低工程整体造价。从提高施工速度、环境对噪音限制、减少人工和保证质量等诸多方面降低成本，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，降低商品混凝土水化热。

6.增加了结构设计的自由度。不需要振捣，可以浇筑成型形状复杂、薄壁和密集配筋的结构。以前，这类结构往往因为混凝土浇筑施工的困难而限制采用。

由于自密实混凝土有诸多的优点，受到世界各国工程技术人员的青睐。目前，世界各国都非常重视免振捣的自密实混凝土的研究与应用，为研制现代化的施工方法及体系奠定了基础，具有广阔的发展前景。

三、自密实混凝土生产过程中从在的问题

随着现代建筑工程的需要和施工技术发展的需求，越来越多的工程采用自密实混凝土，但是自密实混凝土具有流动性大、易出现离析泌水的现象，因此，要充分发挥自密实混凝土的优点，需要解决以下问题：

1.统一的检测方法。

目前自密实混凝土流动性检测方法尚未统一，坍落度和坍落流动度是检测自密实混凝土流动度的常规方法，但对于自密实混凝土抗离析性和钢筋间隙通过的测试方法各单位滚采用自行改造的设备，检测结果不一致，造成自密实混凝土在实际施工过程中不能更好的控制质量。

2.自密实混凝土收缩的控制。

自密实混凝土的水胶比比较低，胶凝材料用量相对较高，使得混凝土早期的收缩率较大，尤其是早期的自收缩，随着胶骨比的增加，试件的收缩率逐渐增大，试验表明：胶骨比为0.333的自密实混凝土一天的收缩率高达209.3*10-6，胶骨比为0.206的普通混个凝土只有71.3*10-6的收缩率，龄期为18天时，自密实混凝土水胶比为0.333的比水胶比为0.206的收缩率增加213.4*10-6，由于混凝土收缩造成工程结构开裂，结构表面裂纹，影响美观甚至可以影响工程结构的质量及实用性，混凝土开裂涉及到材料、涉及、施工、坏境等各种因素，掺粉煤灰、膨胀剂或减缩剂是防止混凝土开裂的有效措施，掺用合成纤维不仅可以减少收缩，也可以提高抗裂。

3.改善高效减水剂的性能。

高效减水剂是配制自密实混凝土的关键材料，目前市场上的高效减水剂普遍存在着自密实混凝土坍落度经时损失过大，因此改善高效减水剂性能，开发新型的分散效果好、坍落度经时损失小的高效减水剂。自密实混凝土应用于钢筋混凝土结构中行为和受力性能试验数据较少，因此他对结构的安全性还没有得到业界完全认可，需要把自密实混凝土的材料性能与结构特性有机的结合起来，提高自密实混凝土在钢筋混凝土结构中的安全性。

四、自密实混凝土对基本原材料及配合比的技术要求

1.原材料技术指标。

（1）水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥配制的商品混凝土和易性、匀质性好， 商品混凝土硬化时间短，商品混凝土外观质量好，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，商品混凝土收缩大;偏小，则和易性差。

（2）矿物掺合料：可弥补由水泥引起商品混凝土早期水化热较大、商品混凝土收缩较大的缺陷，并且可改善商品混凝土的工作性能。 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。

（3）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%。

（4）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%。

（5）外加剂：选用高效减水剂或高性能减水剂，可使商品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（增加商品混凝土粘度，提高商品混凝土的抗离析能力）、膨胀剂（补充商品混凝土的收缩，防开裂）等。

（6）水：符合现行《商品混凝土用水标准》。

2.配合比技术要求。

自密实商品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。 与普通商品混凝土配合比强度设计不同，配制自密实商品混凝土应首先确定各种原材料及掺合物的掺量等主要参数，再经过商品混凝土性能试验、强度检验，反复调整各原材参数来确定自密实混凝土配合比。

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商品混凝土。

五、自密实混凝土预拌及施工技术要求

1.自密实混凝土的搅拌。

自密实商品混凝土宜使用强制式拌合机，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。 应保证商品混凝土搅拌均匀， 适当延长商品混凝土搅拌时间， 搅拌时间宜控制在90～120s 内。

2.自密实混凝土的施工及养护要求。

（1）运输

采用商品混凝土运输车，运输前将车内残留的其他商品混凝土清洗干净，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，以使商品混凝土处于最佳工作状态，有利于商品混凝土自密实成型。如需对商品混凝土扩展度调整，应在假如外加剂后高速旋转4min，经检测合格后方可卸料。

（2）浇筑

泵送时应连续泵送，必要时降低泵送速度，当停泵超过90min，则应将管中商品混凝土清除，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，尽量减少商品混凝土的浇筑落差，在非密集配筋情况下，商品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。对配筋密集的商品混凝土构件，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，影响商品混凝土外观质量。在浇筑后期应适当加高商品混凝土的浇筑高度以减少沉降。自密实商品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。

（3）养护

商品混凝土浇筑完毕，应及时养护（方法同普通商品混凝土），并适当延长预养护时间，养护时间不得少于14天。对底板和楼板等平面结构构件，自密实商品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。墙柱体自密实商品混凝土浇筑完毕，商品混凝土达到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。

六、效益评价

1.技术效益。

通过研究自密实混凝土，使得混凝土技术在工程施工过程中应用得以推广，完善施工技术，解决一些特殊造型构建的施工，提高建筑物外观要求。

2.社会、经济效应

工程实践表明，与传统商品混凝土施工方法相比，自密实商品混凝土施工更合理，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，可取代普通商品混凝土，社会效益十分显著。其经济效益表现在：

（1）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。

（2） 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。

参考文献

[1] 中国建筑标准设计研究院，清华大学，自密实商品混凝土应用技术规程CECS203：2006

[2] 中国土木工程学会，自密实商品混凝土设计与施工指南CCES 02-2004 ，2005

[3] 赵筠，自密实商品混凝土的研究和应用[J].商品混凝土，2003（6）：9-17

[4] 齐永顺，扬玉红.自密实商品混凝土的研究现状分析及展望[J].商品混凝土，2007（1）：25-28