自密实混凝土综述

第８卷第３期　２００６年９月　河北软件职业技术学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｖｏ１．８ＮＯ．３　Ｓｅｐ．２００６　文章编号：１６７３—２０２２（２００６）０３—００７２—０３　自密实混凝土综述　李停驰　（中国人民银行保定市中心支行，河北保定０７１０００）　摘要：本文对国内外自密实混凝土的应用和研究情况进行了介绍。　旨在进一步推动自密实混凝土的应用与研究。　关键词：自密实混凝土；配合比；工作性；进展　凝土的高变形能力与高抗材料离析性之间的关系，尤其在　配有钢筋的狭小区域，混凝土的流动性要求和防止粗骨料　被阻塞的要求更高。　日本的主要做法是，先做水泥浆和砂浆试验，主要目的　是检查超塑化剂、水泥、细骨料和火山灰材料的性能和密实　中图分类号：ＴＵ５２２、３　文献标志码：Ａ　随着我国城乡建设的发展，々昆凝土早已成为现代工程　结构的主要材料，但是在应用过程中也出现了一些问题，概　括起来主要有以下几个方面：一是混凝土的耐久性问题。在　能力，然后再做ＳＣＣ试验。该方法的优点在于，可以避免在　混凝土上重复同一种质量控制，因为这种质量控制既费时　又费力。但该种方法亦有其缺点：一是在拌制ＳＣＣ前，需要　进行水泥浆和砂浆的质量控制试验，但许多施工单位和商　品混凝土供应厂缺乏必要的试验设备；二是这种配合比设　计方法和试验程序对于实际工程而言，显得过于复杂。　瑞典水泥和混凝土研究会、中国及的学者均　提出了ＨＰＣ的设计方法。提出的方法是填密拌合物设　混凝土浇筑施工中，由于缺乏熟练工人及其他客观条件所　限，不能保证混凝土完全密实，从而导致其耐久性受到影　响。二是商品混凝土的可泵性要求。新拌混凝土应具有大流　动性及在运输、浇筑过程中较长时间的保塑性。三是振捣密　实困难。许多工程结构配筋稠密且复杂，不易振捣；有的则　是特种薄壁结构、高细结构、浅埋暗挖工程、隧道和地下结　构，根本没有振捣可操作空间，施工非常困难。四是生产效　计算法，是从最大密度原理和超砂浆理论推导出来的，但无　从知道该方法和混凝土通过钢筋间隙与抗离析能力方面之　率和安全性要求。传统的混凝土振捣施工不但产生噪声污　染，而且费时费工，工人劳动强度大，工作环境恶劣，且长时　间手持振动器有可能导致“手臂振动综合症”。五是环保节　能问题。充分利用粉煤灰、磨细矿渣等工业废料取代适量水　泥。开发新型环保节能混凝土，是可持续发展战略的具体要　求。六是工程造价。从提高施工速度，噪声，减少人工、　机械、电能费用，减小振捣对模板产生的磨损，利用工业废　料，保证质量提高耐久性，减少加固修复费用等诸多方面综　合考虑，降低工程整体造价。　自密实混凝土（Ｓｅｌｆ　Ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，简称ＳＣＣ）以　其优良的工作性能、力学性和耐久性能极好地满足上述要　间的关系。的研究表明，如果混凝土中的水泥浆过少，则　不仅影响混凝土通过钢筋问隙的能力，而且影响抗压强度。　配制ＳＣＣ，原则是用水泥浆（胶凝材料）填充骨料骨架　的间隙。计算步骤是依次计算：粗、细骨料用量，水泥用量，　按强度推算水泥需要的拌合用水量，粉煤灰及矿渣灰掺量。　ＳＣＣ中需要的拌合用水量（水泥、粉煤灰、矿渣灰用水量之　和），减少剂用量，根据骨料的含水率调整ＳＣＣ中的拌合水用　量。计算出配合比后，进行试配和性能测试试验。　２　自密实混凝土性能评定　根据ＳＣＣ的特点，在试配和生产中应做到：（１）良好的　流动性，即在自重作用下能够自流平、自密实；（２）具有良好　的材料匀质性和稳定性，在流动状态下不泌水，不起泡，无　求，被称为“近几十年中混凝土建筑技术最具性的发　展”。自密实混凝土所占比重已经成为衡量一个国家混凝土　行业技术水平高低的重要标志。在日本、美国、英国、加拿　大、德国等国家，自密实混凝土已达总量的３０％～５０％。我　粗骨料离析现象；（３）硬化后体积稳定性好，不产生收缩裂　缝，尽量避免内部缺陷。具体而言，评定ＳＣＣ质量的要素有：　较大变形能力，抗离析能力，钢筋之问的通过能力。此外，根　国目前年用量大约不到１％，在该方面的研究尚处于起步　阶段　据自密实混凝土的耐久性要求，还应评价混凝土硬化期的　抗渗性，由于评定内容和手段与常规混凝土大致相同，故此　处不再赘述。下面仅介绍新拌ＳＣＣ的评定。　Ｏｋａｍｕｒａ等开始配制ＳＣＣ时，以为配制出这种混凝土　自密实混凝土配合比设计　自密实混凝土配制的技术路径是，既要考虑施工时（新　拌状态下）的高流动性，同时又要照顾到混凝土硬化以后的　耐久性，即密实性。换句话说，就是要平衡好新拌状态下混　收稿日期：２００５　１２—１９　会很容易，原因是水下不分散混凝土已在实际工程中应用。　但由于水下不分散混凝土掺用大量增稠剂，使得离析问题　得到严格控制，同时也阻止了水泥颗粒扩散到周围水中。尤　作者简介：李停驰（１９６５一），男，中国人民银行保定市中心支行工程师。　维普资讯 http://www.cqvip.com

李停驰：自密实混凝土综述　７３　其值得注意的是，抗水洗水下混凝土不能应用于空气中浇　注成型的结构中，原因有两个：首先，由于这种混凝土具有比　较高的粘聚性，所以不能去除夹持在混凝土中的气泡；其　次，在有钢筋的狭窄空间内实施振捣困难　ＳＣＣ的填充性对于其能否在自重作用下，即免振的情　况下浇注到模板中的预想位置来说很重要。ＳＣＣ稠度的评　定，多数采用塌落度（或塌落流动度），但对于ＳＣＣ不能仅靠　塌落流动度试验。日本的做法是广泛采用Ｖ形漏斗试验和　０形填充能力试验。在众多评价自密实混凝土的试验方法　中，由Ｔａｉｓｅｉ小组提出的ｕ型试验是公认的最合适方法。但　目前对于稠度试验中和实际成型时的混凝土流动行为，还　不能完全用动力学形式理解。　最初研究ＳＣＣ的工作性机理时，Ｇｕｍｍａ大学的　Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ教授提出用可视化试验。具体做法是用透明的聚　合物材料代替水泥浆，板式成模板（内置水平或竖直的钢　筋，以评定ＳＣＣ水平流动通过钢筋间距的能力）、Ｖ形漏斗　和Ｕ形填充试验装置（后两者评定ＳＣＣ竖直流动行为），这　样做既可以观察到粗骨料的运动，又能获取混凝土流动性　的单评定指标值——剪切应变速率。　欧洲有些国家的观点，倾向于除了要测ＳＣＣ的塌落度　和塌落流动外，还需要利用ＢＭＬ稠度仪测剪应力。该装置　可与计算机连接，直接测定转动力矩和回转速度，然后分别　根据理式换算成剪切应力和剪切应变速率。改变回转　速度，测定相应力矩．得到多组数据后，就可以确定宾汉姆　模型中的应力——应变关系。　由此可以求出ＳＣＣ拌合物的粘度系数和屈服应力值。　这种装置的优点是能将自密实混凝土的流变性和工作性结　合在一起。强调粘度测定，是因为工作性相同的混凝土，粘　度高的在泵送施工中压力损失会很大，所以需要通过试验　测定粘度。　３　自密实混凝土的应用及研究现状　３．１　应用领域　自密实混凝土工程应用的首例，是１９９０年６月在日本　用于一座楼房建筑中。随后，ＳＣＣ的应用范围和使用数量日　趋增加。　３．１．１　大体积混凝土　比较典型的工程应用实例是跨度为１　９９０ｍ的日本明　石海峡大桥（悬索桥），自密实混凝土用于该桥的锚碇施工　中。混凝土的搅拌是在施工现场旁边的搅拌站进行的，然后　通过导管泵送到距搅拌站２００ｍ的混凝土浇注现场，混凝土　的输出是靠导管上等间距布置的阀门控制的。　该工程中使用的自密实混凝土，粗骨料最大粒径　４０ｍｍ，混凝土落距３ｍ。尽管有大粒径粗骨料，但无离析现　象：最后的比较分析表明，自密实混凝土的使用将锚碇施工　工期缩短了２０％，即由２．５年缩短为２年。　３．１．２　隧道　在国外，自密实混凝土已经用于一些隧道的施工中。例　如，在日本Ｋｏｂｅ修建的水底隧道；１９９８年竣工的瑞士水利　电力项目Ｃｌｅｕｓｏｎ　Ｄｉｘｅｎｃｅ中，隧道长１５　８５０ｍ，斜井共长３　９２０ｍ，在岩石与钢衬之间，总共使用了７３　Ｏ００ｍ　的ＳＣＣ作　为混凝土衬砌；ｌ９９９年开工的Ｉ，ｏｅｔｓｃｈｂｅｒｇ铁路隧道长３４　６４２ｍ，共使用了８００　Ｏ００ｍ　的ＳＣＣ。　３．１．３　水下自密实混凝土　鉴于水下混凝土结构排水施工的困难性，以及有些结构　处于易于被蚀的工作环境下，所以发展水下自密实混凝土是　ＳＣＣ研究和应用的一个广阔领域。目前，仍处于研究当中。　３．２　自密实改良技术　３．２．１　钢纤维自密实混凝土　在自密实混凝土中使用钢纤维，提供了一种实现混凝　土生产工业化、提高生产率的方法，并兼有免振及减少钢筋　配置所带来的正面效应。钢纤维增强自密实混凝土（简称　ＳＦＲＳＣＣ）可用于楼房中的墙及楼板。钢纤维自密实混凝土　试验研究的重点是，在ＳＣＣ中掺加钢纤维对于新拌混凝土　的和易性以及硬化混凝土韧性（韧性决定了总体的承载能　力以及裂缝的分布特性）的影响。　在自密实混凝土中使用钢纤维作为增强材料，要适当　调整配合比。钢纤维对拌合物工作性的影响与钢纤维的使　用数量、纤维形态因素、拌合物的稠度有关。掺加钢纤维使　ＳＣＣ能通过的钢筋间距增大。对于ＳＦＲＳＣＣ工作性的评定，　需要用多种仪器和方法综合进行。　另外，和经过振捣的普通混凝土相比，钢纤维自密实混　凝土的韧性并不低，测出的韧性相当于或者好于普通的纤　维增强混凝土。纤维的方位受混凝土流向以及纤维是否较　好的分布的影响。决定钢纤维混凝土力学性能的最重要参　数是它的韧性。对于使用有限的纤维数量的钢纤维混凝土　而言，用来表示材料特征的其他性能，比如抗压强度、抗拉　强度、弹性模量、收缩率、徐变等等，几乎是与素混凝土差不　多的。　钢纤维混凝土的设计规则是以其韧性为基础的。它的　韧性作为定义材料的一个性能指标，也用来计算承载力或　者裂纹分布。从设计准则来看，钢纤维自密实混凝土与钢纤　维混凝土在韧性方面并没有很大的不同，所以用于设计钢　纤维混凝土结构的设计方法对于钢纤维自密实混凝土同样　适用。当然，和钢纤维混凝土一样．钢纤维自密实混凝土的　韧性仍是需要进行试验的。　还有很多方面需要进一步研究，比如寻找一种对钢纤　维自密实混凝土最优的配合比设计模型，混凝土早期的一　些性能如徐变、收缩及温度发展，交界面的粘结性能，各种　填充剂及外加剂的影响等等。　３．２．２　自密实高强混凝土　ＳＣＣ的研究和应用多数集中在普通强度等级。通过采　用低水胶比（小于０．３０）、掺加粉煤灰或硅粉、控制流展度　等技术手段，可以配制出Ｃ１００的大流动度混凝土，这样既　做到高强，又能获得大流动度的混凝土。这些研究的成果，　可以作为发展自密实高强混凝土借鉴的经验。　３．２．３　ＳＣＣ用于预制法施工　绝大多数有关ＳＣＣ的研究和应用实例是用于现浇结　构。利用ＳＣＣ预制混凝土构件，体现着混凝土施工方法的发　展方向，换句话说，现浇一预制一ｓｃｃ预制的发展轨迹，体现　着混凝土逐步实现工业生产，不断提高生产效率。并且，由于　维普资讯 http://www.cqvip.com

７４　河北软件职业技术学院学报　第８卷　无需振捣或其他致密措施，极大地降低　因混凝土施工而带　ｌ２０．　来的噪音，为这种施工可行性提供了一定依据。　【２］吴红娟．自密实混凝土及其ｊ二作性评价【Ｊ］．武汉工业学院学　报，２００４，（２）：６８—７２．　４　结语　【３］杨家惠．自密实混凝土的试配及其在工程中的应用【Ｊ］．工程　质量．２００４，（１２）：４５—４７．　（１）与常规混凝土相比，自密实混凝土具有自流平、密　实度高、缩短工期、减少人力投入等优点。　（２）由于自密实混凝土不需要振捣，因此可以降低由振　Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｎ　Ｓｅｌｆ　Ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　捣导致的混凝土离析等问题，同时由于其自密实的特性，对　模板工程、钢筋工程、支撑工程等均有新的要求。　（３）目前自密实混凝土的研究和应用还处于初期阶段，　在配合比设计、性能评定、质量控制、施工技术等方面均有　（Ｐｕｂｌｉｃ　Ｂａｎｋ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｂａｏｄｉｎｇ　Ｂｒａｎｃｈ．Ｂａｏｄｉｎｇ　０７１０００　待试验和理论方面的深入研究。　Ｃｈｉｎａ）　（４）自密实混凝土目前属于“特种混凝土”，在实际应用　中还不是十分普及，主要应用于水下混凝土施工、大体积混　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｅｌｆ　ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　凝土以及隧道工程等混凝土工程，在未来具有广阔的应用　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｎｓｉｄｅ　ａｎｄ　ｏｕｔｓｉｄｅ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｓｕｍｍｅｄ　ｕｐ　前景　ｗｈｉｃｈ　ａｉｍｓ　ｔｏ　ｐｏｐｕｌａｒｉｚｅ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｅｌｆ　ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　ｃｏｎ—　ｃｒｅｔｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｅｌｆ　ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｍｉｘｉｎｇ　ｒａｔｉｏ；ｗｏｒｋａ—　参考文献：　ｂｉｌｉｔｙ；ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ　【１］刘数华．自密实混凝土综述…．建筑技术开发，２００４，（７）：１１　８一　（上接第６ｌ页）　（Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｐｏｌｉｔｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｌａｗ　Ｓｈ￣ｉａｚｈｕａｎｇ　０５００６　１，Ｃｈｉｎａ）　【２】刘德良．网络时代的民法学问题．ｆＭ］．北京：人民出版　社．２００４．３７５．　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｗｉｄｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　【３】黄瑞华．信息法【Ｍ】．北京：电子工业出版社，２００４．２８７—２９０．　ｈａｓ　ｐｒｏｍｏｔｅｄ　ｔｈｅ　ｓｏｃｉｅｔｙ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｏｎｅ．　【４］阿拉木斯，高富平．电子商务与网络法规汇编【Ｚ】．北京：法律　出版社，２００２．　ｈＴｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｈａｓ　ｔｕｒｎｅｄ　ｉｎｔｏ　ｓｔｒａｔｅｇｉｃ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｔｈａｔ　ａｆｆｅｃｔｓ　ｒｅｇｉｏｎ，ｅｖｅｎ　ｔｈｅ　ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｉｎ　ｓｏｍｅ　ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ，ｔｈｅｙ　ｈａｄ　ｅｎａｃｔｅｄ　ｔｈｅ　ｌａｗｓ　ａｂｏｕｔ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｐｏｌｉｃｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｄｕｓｔｒｙ．Ｈｅｂｅｉ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｈａｓ　ｃｌａｓｓｉｉｆｅｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｄｎｕｓ—　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｔｒｙ　ａｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｎ　ｍａｊｏｒ　ｐｉｌｌａｒ　ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．Ａｌｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅｙ　ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ　ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｐｏｌｉｃｉｅｓ，ｎｏｗ　ｗｅ　ｎｅｅｄ　ａ　ｐｒｏ－　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｒｅｌａｔｅｄ　Ｌｅｇｉｓｌａｔｉｖｅ　Ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ　ｏｒｏｔｉｎｇ　ｌｅｇｉｓｌａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ；ｌｅｇｉｓｌａｔｉｏｎ　ｐ，”●∥　～　，～ｐ、　。　、，　’　∥，，　ｐ　●　，。　、，　、，　。。　‘　、　；　我院张英武教授纪实文学著作《创造平凡》出版　、　河北软件职业技术学院张英武教授是一位在多　根雕、石画艺术于一书，展示了张教授的博学多识，特　、　学科领域均有所建树的学者，曾出版多部专业论著、　别是其艺术才华和造诣，让读者在欣赏这部多彩的文　ｔ　教材。目前，张教授又有一部纪实文学新作——　创造　学艺术作品的同时，也了解他怎样在平凡的生活中创　、　平凡≯问世，这部著作集文学、建筑、书法、绘画、摄影、　造丰富多彩的人生。