摘要：自密實(shí)混凝土即拌合物具有很高的流動(dòng)性而不離析、不泌水， 能不經(jīng)振搗或少振搗而自動(dòng)流平并充滿模型和包裹鋼筋的混凝土。不僅可大大降低施工噪聲， 而且可加快施工速度、保證和提高施工質(zhì)量?？赏ㄟ^配合比調(diào)整其物理、力學(xué)性能。對(duì)原材料、配合比敏感， 對(duì)施工要求嚴(yán)格。由于歷史短， 尚有若干問題需進(jìn)一步研究。

  關(guān)鍵詞：混凝土 自密實(shí)混凝土 高性能混凝土 配合比 展望

  80 年代后半期， 日本東京大學(xué)教授村甫開發(fā)了“不振搗的高耐久性混凝土”， 稱之為高性能混凝土( High Per for -mance Concr ete) 。1996 年在美國(guó)泰克薩斯大學(xué)講學(xué)中， 村稱該混凝土為自密實(shí)高性能混凝土( 以下簡(jiǎn)稱自密實(shí)混凝土self compacting concr ete) 。之所以稱為高性能， 是因?yàn)榫哂泻芨叩氖┕ば阅埽?能保證混凝土在不利的澆筑條件下也能密實(shí)成型， 同時(shí)因使用大量礦物細(xì)摻料而降低混凝土的溫升，并提高其抗劣化的能力， 而可提高混凝土的耐久性。

  自密實(shí)混凝土即拌合物具有很高的流動(dòng)性而不離析、不泌水， 能不經(jīng)振搗或少振搗而自動(dòng)流平并充滿模型和包裹鋼筋的混凝土。自密實(shí)混凝土綜合效益顯著， 特別是用于難以澆筑甚至無(wú)法澆筑的部位， 可避免出現(xiàn)因振搗不足而造成的空洞、蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷。強(qiáng)度等級(jí)越高， 比常態(tài)混凝土費(fèi)用越低。自密實(shí)混凝土配制的關(guān)鍵是滿足良好的流變性能要求。自密實(shí)混凝土屬于高流動(dòng)性混凝土的一部分。

  1 國(guó)內(nèi)外自密實(shí)混凝土的應(yīng)用概況

至1994 年底， 日本已有28 個(gè)建筑公司掌握了自密實(shí)混凝土的技術(shù)。從日本1992～1993 年各學(xué)會(huì)、技術(shù)刊物等發(fā)表的自密實(shí)的高性能混凝土在土木工程中應(yīng)用實(shí)例來(lái)看， 自密實(shí)高性能混凝土特別適合于澆筑量大、澆筑高度大、鋼筋密集、有特殊形狀等的工程。

  在西方也有不振搗的混凝土的應(yīng)用， 如美國(guó)西雅圖65層的雙聯(lián)廣場(chǎng)鋼管混凝土柱， 28d 抗壓強(qiáng)度115MPa?；炷翉牡讓又饘颖盟?， 無(wú)振搗。在美國(guó)為了保證混凝土的澆筑質(zhì)量以保證鋼筋和混凝土的整體性， 在密筋的鋼筋混凝土和幾何形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中， 也使用高坍落度而能自流平的混凝土， 但強(qiáng)調(diào)仍需要適當(dāng)?shù)恼駬v以確保混凝土的足夠密實(shí)。近年來(lái)由于在日本不斷有采用自密實(shí)混凝土成功的工程實(shí)例，美國(guó)也開始注意該項(xiàng)技術(shù)。在我國(guó)北京、深圳、濟(jì)南等城市也開始使用自密實(shí)混凝土， 從1995 年開始， 澆筑量已超過4 萬(wàn)m³。主要用于地下暗挖、密筋、形狀復(fù)雜等無(wú)法澆筑或澆筑困難的部位、解決擾民問題、縮短工期等。

  2 自密實(shí)混凝土的性能

  2. 1 自密實(shí)混凝土拌合物的性質(zhì)

  自密實(shí)混凝土的拌合物除高流動(dòng)性外， 還必須具有良好的抗材料分離性( 抗離析性) 、間隙通過性( 通過較密鋼筋間隙和狹窄通道的能力) 和抗堵塞性( 填充能力) 。國(guó)外大多用拌合物的坍落流動(dòng)度， 即坍落后拌合物鋪展的直徑， 作為高流動(dòng)性混凝土流變性能的量度。日本報(bào)道， 坍落流動(dòng)度一般為50 ～ 70mm。超過70mm 時(shí)， 拌合物易產(chǎn)生離析; 不到50mm 時(shí)， 則可能發(fā)生充填障礙。拌合物抗離析性可用坍落流動(dòng)速率來(lái)評(píng)定。坍落流動(dòng)速率用拌合物坍落后鋪展到直徑為50cm 的時(shí)間除以流動(dòng)距離15cm 的值表示。坍落流動(dòng)速率快時(shí)， 流動(dòng)性好， 但過快時(shí)容易產(chǎn)生離析。也有人在一種L形流動(dòng)性測(cè)定裝置的轉(zhuǎn)角處裝置傳感器測(cè)定拌合物流動(dòng)初始的速率， 來(lái)判斷拌合物的抗離析性。對(duì)于泌水量， 按日本標(biāo)準(zhǔn)JASS A1123 的方法檢測(cè)時(shí)， JASS 5 規(guī)定對(duì)普通混凝土要求< 0. 5cm³/ cm²， 而對(duì)高耐久性的混凝土則要求< 0. 3cm³/cm²?？闺x析性直接影響混凝土拌合物澆筑后的均勻性。必要時(shí)可檢測(cè)水平流動(dòng)至不同部位或垂直澆筑到不同高度的拌合物中粗骨料的含量， 作為拌合物均質(zhì)性的評(píng)定。國(guó)內(nèi)不同單位或部門參考國(guó)外已有檢測(cè)方法， 結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)， 創(chuàng)造了各具特色的評(píng)價(jià)方法， 有待于規(guī)范化。

  一般， 自密實(shí)混凝土的凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)， 可達(dá)10h 左右， 尤其是在冷天施工時(shí)。但初、終凝時(shí)間間隔短， 一旦凝結(jié)， 強(qiáng)度很快就會(huì)增長(zhǎng); 如果使用低濃度的高效減水劑， 由于NaSO₄含量較高， 會(huì)使混凝土凝結(jié)時(shí)間縮短， 甚至在夏季還需添加適量緩凝劑。

  2. 2 硬化混凝土的性質(zhì)

  ( 1) 強(qiáng)度 自密實(shí)混凝土屬于高性能混凝土， 可有很寬的強(qiáng)度范圍， 即從C25 到C60 以上。我國(guó)目前大量使用的是C30～C40。為了保證及時(shí)拆模， 成型后在標(biāo)準(zhǔn)條件下24h 抗壓強(qiáng)度應(yīng)≥5MPa。在施工計(jì)劃允許、著重長(zhǎng)期強(qiáng)度、使用低熱水泥等情況下， 可放寬上述要求。

  ( 2) 彈性模量 由于粗骨料用量較少， 自密實(shí)混凝土比使用同一品種骨料的普通混凝土彈性模量稍低些， 根據(jù)JIS的方法試驗(yàn)， 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 時(shí)， 降低值小于10%。根據(jù)北京二建的測(cè)試， 因采用低水膠比， 盡管有所降低， 仍能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。適當(dāng)提高配制強(qiáng)度、增加粉煤灰摻量、添加適量合成短纖維等措施均可提高彈性模量。

  ( 3) 收縮 通常， 由于粗骨料用量小， 粉體材料用量大，自密實(shí)混凝土的干燥收縮會(huì)大些， 容易產(chǎn)生有害裂縫?？筛鶕?jù)結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件尺寸、施工條件、工程性質(zhì)等的不同， 確定不同的目標(biāo)。據(jù)日本的資料， 標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7d 的試件在20± 2℃、相對(duì)濕度60± 5%的條件下6個(gè)月的干縮為≤ 8×10- 4以下，比同種骨料的普通混凝土收縮增加量< 10%。摻用粉煤灰和少量膨脹劑有利于減小收縮。摻用合成纖維不僅可減小收縮，也可提高抗裂性能。

  ( 4) 抗碳化性 普通混凝土的碳化速率和水灰比近似于線性關(guān)系。摻入礦物細(xì)摻料后，在相同水灰比下，碳化速率增加。降低混凝土的水膠比，則可達(dá)到相近的碳化速率?；炷翐接么罅炕旌喜牧虾?，堿度大大降低，會(huì)加速碳化而不利于對(duì)鋼筋的保護(hù)，但自密實(shí)混凝土因水膠比很低，混凝土密實(shí)度高，抵抗碳化的能力強(qiáng)。單純從材料來(lái)說(shuō)， 可以不懷疑其對(duì)鋼筋保護(hù)的作用。實(shí)際上，對(duì)不同的構(gòu)件應(yīng)作不同的考慮: 對(duì)主要受壓的構(gòu)件， 如基礎(chǔ)、墩柱以及長(zhǎng)期處于水下的結(jié)構(gòu)，可不考慮碳化問題; 對(duì)受彎構(gòu)件，如梁、板，則因在荷載作用下產(chǎn)生裂縫是不可避免的，設(shè)計(jì)時(shí)允許受力后受拉區(qū)產(chǎn)生寬度不大于0. 2mm( 對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土是0. 1mm) 的裂縫，則碳化問題就應(yīng)考慮。在此情況下，抗碳化的性能和細(xì)摻料的品種、摻量有關(guān)。例如摻粉煤灰30%而水膠比為0.35 時(shí)，碳化速率約與普通混凝土水灰比為0. 5 時(shí)相當(dāng)；同樣效果的礦渣摻量可達(dá)70%；水膠比為0. 4、礦渣摻量達(dá)50%時(shí)， 碳化速率同普通混凝土的相差無(wú)幾。

  因此，對(duì)用于不同部位的自密實(shí)混凝土，可通過配合比的調(diào)整來(lái)保證其抗碳化的性能。有些礦物細(xì)摻料中往往含有一定量的堿， 對(duì)保持混凝土中的pH 值是否起作用，需要通過試驗(yàn)來(lái)證明。對(duì)自密實(shí)混凝土的抗碳化性也需要和構(gòu)件的裂縫情況結(jié)合起來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)研究。

  ( 5) 其它 摻用一定量的引氣劑， 是抵抗凍融， 特別是除?