自密实混凝土

第五节　自密实混凝土

自密实混凝土（Self　Compacting　Concrete，简写为SCC）的研究和应用始于20世纪80年代，因其流动性大、无需振捣、能自动流平并密实的优异特性得到了快速的发展。自密实混凝土，是指混凝土拌合物具有良好的工作性，即使在密集配筋条件下，仅靠混凝土自重作用，无需振捣便能均匀密实成型的高性能混凝土。在一些特殊工程中，具有不可替代的作用，如密集配筋混凝土结构、异型混凝土结构（如拱形结构、变截面结构等）、薄壁结构、复杂截面的加固与维修工程、钢管混凝土、大体积或水下混凝土施工等。

SCC的主要优点有：①可用于难以浇注甚至无法浇注的结构，解决传统混凝土施工中的漏振、过振以及钢筋密集难以振捣等问题，可保证钢筋、预埋件、预应力孔道的位置不因振捣而移位。②SCC还可增加结构设计的自由度，无需担心因施工困难而难以实现。③SCC能大量利用工业废料作掺合料，有利于环境保护。④SCC还能减少振捣施工设备及配套工作人员，大幅降低工人劳动强度，降低施工噪音，改善工作环境，节省电力资源和人工费用等。

一、原材料和配合比

（一）原材料

SCC的组成材料一般包括粗骨料、砂、水泥、高性能减水剂、粉状矿物掺合料（如粉煤灰、磨细矿渣微粉等），部分使用增稠剂（如纤维素醚、水解淀粉、硅灰、超细无定形胶状硅酸）或粉状惰性或半惰性填料（如石灰石粉、白云石粉等）以提高SCC抗离析泌水性。矿物填料的粒径宜小于0.125 mm，且0.063 mm筛的通过率大于70%。SCC原材料中的水泥、掺合料和骨料中粒径小于0.075 mm的材料为粉料。

配制SCC对原材料的要求较高，SCC可选用六大通用水泥，但是用矿物掺合料时，宜选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥；粗骨料的最大粒径主要取决于自密实性能等级和钢筋间距等，通常为16～20 mm，空隙率宜小于40%，同时应严格限制骨料中的泥含量、泥块含量、针片状颗粒含量等有害物质含量，使用前宜用水冲洗干净，细骨料宜选用洁净的中砂。由于SCC的高流动性、高抗离析性、高间隙通过性，宜选用减水率大，具有保坍、减缩等性能的高性能外加剂。

（二）SCC的配合比

自密实混凝土与普通混凝土的主要区别是自密实混凝土具有很好的流变特性。通常，SCC的坍落度大于200 mm，坍落扩展度为550～750 mm，不需振捣、自动流平密实。

SCC配合比设计方法与普通混凝土不同，设计参数也有所不同，主要包含水胶比、胶凝材料总量及掺合料掺量、单位用水量、单位浆体体积、粗骨料的松散体积或密实体积等。与普通混凝土相比，SCC配合比具有浆体含量高、水粉比（水与粉料的质量比）低、砂率高、粗骨料用量低、高效减水剂掺量高、有时使用增稠剂等特点。配合比参数的典型范围为：水胶比由设计强度等级决定，粉料用量为（380～600）kg／m³，单位用水量小于200 kg／m³，一般为（140～180）kg／m³，单位浆体体积宜为（0.32～0.40）m³，粗骨料的松散体积为（0.5～0.6）m³，密实体积为（0.28～0.35）m³，质量砂率一般为（48～55）%，单位混凝土中粗骨料用量一般为（750～1000）kg／m³。

自密实混凝土拌合物工作性包括填充性、间隙通过性和抗离析性。填充性一般通过坍落扩展度和扩展到500 mm时的流动时间T₅₀₀来表征；间隙通过性和抗离析性一般通过“L”形仪的高度比（H₂／H₁）和“U”形仪的高度差（Δh）来表征；还可以采用“V”形漏斗方法来测定SCC的黏稠性和抗离析性，或采用拌合物稳定性跳桌试验来检测SCC的抗离析性。

二、SCC的性能及应用

由于SCC的粉体材料用量和外加剂掺量均较高，因此SCC的制备成本略高于普通混凝土。单位用水量或水灰比相同的条件下，由于SCC不需要振捣，浆体与骨料的界面得到改善，SCC的抗压强度略高于普通混凝土，SCC的浆体与钢筋的黏结强度也比普通混凝土高。SCC的强度发展规律与普通混凝土一致。由于SCC浆体体积高于普通混凝土，SCC的干燥收缩和温度收缩均略高于普通混凝土，弹性模量则略低，徐变系数略高于同强度的普通混凝土。但用水量或水灰比相同时，SCC的徐变略低于普通混凝土，由徐变和收缩引起的总变形则与普通混凝土接近。掺加有机纤维和钢纤维可降低SCC的早期塑性收缩和后期干燥收缩及提高韧性，但纤维的加入会降低SCC的工作性和间隙通过能力。SCC的均匀性好，耐久性比普通混凝土高。SCC的热膨胀系数与普通混凝土相同，为。