自密实混凝土的研究和应用

 摘 要：文章通过对自密实混凝土的配制方法、检测方法等方面的综述，介绍自密实混凝土的研究和应用，展望自密实混凝土在未来市场的发展趋势。

关键词：自密实混凝土；研究；应用

混凝土的耐久性问题在20世纪80年代就引起了日本的广泛关注，自密实混凝土的概念的提出是由于当时日本建筑企业的熟练技术工人的缺乏，混凝土无法得到充分振捣，混凝土结构的高耐久性降低。自密实混凝土的研究发展解决了早期技术工人的缺乏，通过重力密实混凝土的方法，得到了迅速发展，被称为“混凝土革命性的发展”。

1 自密实混凝土的优点

自密实混凝土可以得到广泛推广与应用的前提是能够保证混凝土具有良好的密实性，使混凝土更加牢固，质量得到了保障。其次，自密实混凝土不再需要早期振捣方式，对工人技术的要求降低，减少工人数量的同时能够提高生产效率，节约了建设成本，提高效率。在自密实混凝土没有生产前，建筑建造所需要的混凝土都需要技术工人的长期振捣，导致技术工人易患“手臂振动综合症”，对周边也会产生噪音影响，自密实混凝土的应用使工作环境得到了改善，提高了工作的安全性。人工振捣的混凝土表明容易出现气泡或者“蜂窝”面，影响质量和美观，需要进一步修补维护，而自密实混凝土能够改善混凝土的表面质量，模板表面的纹理和造型能够得到完整复制体现，不再需要表面修补，并且有效避免了振捣时对模板的破坏。没有振捣环节，自密实混凝土可以浇筑成形状复杂的结构，减轻了对搅拌机的磨损。这些方面都加强了工程质量，降低成本，减少人力物力，资源节省，科学环保并且符合可持续发展的观念。

2 自密实混凝土的研究

随着科技的进步，时代的发展，在新时期下，对自密实混凝土有了新的要求，因此，自密实混凝土需要适应时代的发展，不断发展，通过对其原材料的改进，组成与配合比设计等使自密实混凝土具有新的特点。例如，在自密实混凝土中添加微硅粉能够改善混凝土的耐久性、强度等硬化性能和改善流变性、稳定性、触变性等塑性状态性能，使自密实混凝土的性能得到全面提高。因此，自密实混凝土的研究任务任重而道远。

2.1 增强自密实混凝土的性能

在配置自密实混凝土时的关键是控制好“高流动性”与“高稳定性”之间的平衡。为了保证自密实混凝土的稳定性，早期配置时依靠提高混凝土的塑性粘度来实现混凝土不出现泌水和骨料离析，或者在自密实混凝土中掺加化学增黏剂来得以实现。自密实混凝土在掺加石粉后，包括水泥和石粉的粉状材料含量高达600kg/m3～700kg/m3降低了混凝土的硬化性能；在自密实混凝土中增加化学增黏剂，会增加混凝土的塑性性能，使其性能变得非常敏感。除此之外，当混凝土的粘度增大，用泵输送会变得非常困难。由于加大自密实混凝土的粘度，工作效率降低，因此，近几年来，随着科学的发展，研究的深入，经验的丰富，自密实混凝土逐渐向低粘度、低粉材料含量、低敏感性方向转变。通过大量的实验与研究，自密实混凝土的粉状材料含量应该与普通混凝土大体相等，约在450kg/m3～550kg/m3之间，以及自密实混凝土的流变参数、塑性粘度等控制在一定范围内，只有这样，不仅能够保证自密实混凝土的塑性优良，而且能够保证其硬化性能。而且，自密实混凝土在实际的生产和进行使用时，比传统的普通混凝土更容易进行质量检测与控制管理。

2.2 自密实混凝土配合比的合理性

根据传统的生产经验，增加微硅粉后，混凝土或者砂浆的用水量也会增加，造成水资源的浪费，然而，这一生产经验并不全面。优质粉煤灰具有减少水的使用，同样，包裹在粗糙水泥颗粒和骨料表面的微硅粉的形状为圆形，同样具有“滚珠”润滑，也能减少对水的利用，保护水资源。并且，微硅粉与粉煤灰相比，表面积更大，更能够减少水的使用。由于微硅粉对混凝土流变性能产生影响，改善优化了混凝土的流变性能，因此能够提高自密实混凝土的稳定性。

自密实混凝土的结构条件、环境条件等都受配合比设计的影响。因此，自密实混凝土的配合比方法显得尤为重要，逐渐形成了三大系列配合比设计方法包括粉体系、增黏剂系及并用系，并研究了自密实混凝土配合比计算方法。从流动性、抗分离性、间隙通过性和填充性4个方面考虑自密实混凝土配合比，才能够有效科学的解决混凝土的流动性和抗分离性的矛盾。

2.3 自密实混凝土生产的控制

由于在生产过程中的一些波动因素容易发生变化，因此，自密实混凝土的生产需要严格控制质量。例如骨料级配、骨料含水量、减水剂掺量等一旦发生变化，都会对自密实混凝土的流动性、稳定性、硬化性能、塑化性能等产生重要影响，导致自密实混凝土的质量得不到保证。因此，在生产过程中，要严格监督核查，一旦发现问题，立即解决，才能确保自密实混凝土的质量。严格的材料控制才能大幅度降低成本，使自密实混凝土更加经济环保。

3 自密实混凝土的应用

自密实混凝土自从研发以来，就得到了广泛的关注。建筑自密实混凝土、高强自密实混凝土、补偿收缩自密实混凝土、再生骨料自密实混凝土等自密实混凝土种类都研发成功，并得到了推广。

自密实高性能混凝土能够有效降低成本，例如美国西雅图双联广场使用了超高强度的自密实高性能混凝土，建造成本大幅度降低，并且节约资源，科学环保，成为自密实高性能混凝土在应用到重要结构工程中的成功案例。

我公司在2013年做江门海逸酒店工地的钢管混凝土巨柱时，由于工地的钢筋间距过小而选用C60泵送自密实混凝土。当时采用海螺PⅡ42.5R硅酸盐水泥、砂细度模数2.8、20%浓度高效减水剂。经过数十次试配，确定最佳配合比。

现场坍落度240mm、扩展度550mm与560mm，未见泌水和离析，和易性良好；超声波检测无空壳；受到施工单位人员的好评。

在桥梁、大坝的建设中可采用大体积的高强自密实混凝土，能够有效缩短工期，提高工程效率。在新时期阶段下，自密实钢纤维混凝土在工程中的应用越来越普遍，在自密实混凝土中加入钢纤维能够把两者的优点结合起来，减小塑性收缩的同时还能加强自密实混凝土的牢固性，优化硬化性能。但是，与此同时，在自密实混凝土中添加钢纤维，有可能会对自密实混凝土的其他性能方面产生负面影响，对其工程建设产生负面影响。因此，在自密实混凝土中加入钢纤维，还需要科学实验研究和实践经验，才能得到更好的推广，自密实钢纤维混凝土的质量才能得到保障。

在自密实混凝土的应用过程中，在浇筑自密实混凝土时，会对模板产生影响。自密实混凝土的屈服值比普通混凝土要低很多，在浇筑过程中，由于自密实混凝土支撑自重的能力微乎其微，下部模板无法承受侧向压力，从而产生质量问题。因此，在实际应用过程中需要刚度高，更坚固的模板。

与普通混凝土相比较，自密实混凝土的性价比高。但是其材料和生产成本也比普通混凝土高，因为在生产自密实混凝土时需要掺入很好的高效减水剂等。但是自密实混凝土在施工应用方面成本比普通混凝土低，降低了人力成本，加快施工速度，保证施工质量，提高施工效率等。自密实混凝土如何更加经济的使用由其使用环境所决定。如果是在施工过程中全部采用自密实混凝土，其成本肯定会增高，但是如果只在人工实行振动密实混凝土比较困难的条件下，采用自密实混凝土，不但加快了工程建设速度，而且总体成本也会大幅度降低。

4 结语

人类的可持续发展受到混凝土材料科学与技术的直接影响，随着社会的进步，经济的发展，人民群众对混凝土的性能、质量、寿命提出了更高的要求。自密实混凝土的技术在目前阶段，仍然还不够成熟，需要不断提高，进一步的研究发展自密实混凝土的优点，改进在应用过程中暴露出来的缺点，市场竞争越来越强烈，不断优化改进自密实混凝土的性能，才能保证自密实混凝土在未来的建材市场中具有更加广阔的前景。

参考文献

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