淺析自密實混凝土施工質量控制

劉保晨

摘? 要：自密實混凝土，簡稱SCC。它是一種新型的高性能混凝土，通過膠結材料、粗細骨料和外加劑等原材料的配合比設計，使混凝土拌合物能在自重下使混凝土無需振搗，依靠高流動性和穩定性，不離析、均勻的將混凝土填入模板能夠充分填充空隙中，形成密實而均勻膠凝結構，同時又具有足夠的塑性粘度。本文以案例為基礎，主要綜述自密實混凝土的現狀，重點闡述自密實混凝土原材料的選用及配合比設計;分析影響自密實混凝土性能的因素，對自密實混凝土的發展進行展望。

關鍵詞：自密實混凝土;裂縫;措施

緒論

自密實混凝土（Self Compacting Concrete 或Self-Consolidating Concrete 簡稱SCC）是指在自身重力作用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好均質性，并且不需要附加振動的混凝土。

本文以自密實混凝土的施工為例來進行分析，特別是在實踐過程中，對自密實混凝土所產生的裂縫的整個過程進行分析，在這個過程中，自密實混凝土的施工會產生一定的裂縫，并且在整個過程中，確保裂縫的安全并借助施工的施工來確保整個施工過程中的裂縫進行有效的控制。

一、自密實混凝土概述

1、自密實混凝土的定義

自密實混凝土，簡稱SCC。它是一種新型的高性能混凝土，通過膠結材料、粗細骨料和外加劑等原材料的配合比設計，使混凝土拌合物能在自重下使混凝土無需振搗，依靠高流動性和穩定性，不離析、均勻的將混凝土填入模板能夠充分填充空隙中，形成密實而均勻膠凝結構，同時又具有足夠的塑性粘度。

2、自密實混凝土的特點

自密實混凝土具有良好的流動性、穩定性、高耐久性、密實度高、能超高度泵送、自密實不振搗、縮短工期和減少人力投入等特點。

隨著自密實混凝土的興起，它被廣泛應用于高層結構、薄壁結構、大型鋼結構或鋼筋密集處、地下工程（隧道）、道路（橋梁、鐵路）等復雜、大型的工程領域。

二、自密實混凝土的性能

1、和易性

流動性的大小用坍落度表示，它是自密實混凝土工作性能的重要指標。自密實混凝土坍落度一般保持在20～25cm之間，如果坍落度過低會導致混凝土的穩定性和密實度降低，坍落度過高會降低混凝土強度。

坍落度受各種因素影響，如砂率和漿體含量、礦物摻合料摻量、骨料含量、減水劑、施工條件等。龐超明、秦鴻根、何宏榮、曹鵬飛和陳方研究了砂率和漿體含量對自密實混凝土工作性能的影響。他們將砂率從40%增加到45%，將漿體體積含量從0.365增加到0.400，發現砂率過高會導致流動度過低，漿體量過高會導致離析現象，而兩者值過低則會影響混凝土的工作性能。

劉先國、孫琳、王松亮和婁躍恒研究了礦物摻合料摻量對不同強度混凝土的影響。研究發現：摻入石灰石后，強度等級低的混凝土T500從2.4s提升到3.4s，V漏斗時間從23.7s提升到33.8s。強度等級高的混凝土T500從4.5s降至2.6s，V型漏斗時間從42.2s降低到28.2s。得出當混凝土的強度等級低時，石灰石會增加粘性，降低流動度，若混凝土強度等級高，則相反。

當坍落度相同時，自密實混凝土的耗水量和泌水量比普通混凝土相應減少。在泵送施工時，有壓力梯度的地方，應注意自密實混凝土的流動性，防止水泥漿流出和骨料離析。如果產生的離析現象嚴重會影響混凝土自密實。因為自密實混凝土限制了有些情況下加入了增粘劑、最大骨料含量和最大粒徑和保證低水膠比，使自密實混凝土擁有了良好的穩定性。穩定性的從而保證了混凝土的泌水性和凈漿的流動度。

2、耐久性

混凝土的耐久性意味著混凝土能夠抵抗氣候環境因素、化學腐蝕等其他并長期保持良好作用。其中包括抗滲性，抗凍性，抗侵蝕性及抗碳化性。

自密實混凝土耐久性雖然比較其他普通混凝土高，因為其他混凝土需要振搗，而混凝土振搗不密實或由水泥漿泌水而產生空洞和蜂窩、麻面，造成了普通混凝土的抗滲性問題，而自密實混凝土完美的避開了這點，這也是自密實混凝土抗滲性優于其他混凝土的原因。高密實的特性和低堿度水泥的選用讓自密實混凝土擁有較高的抗侵蝕能力。也就意味著它的強度等級和使用壽命也會相應較長。但是因為自密實混凝土的高砂率、低水灰比、膠結用量多容易導致混凝土因為抗凍融性差和堿集料反應造成硬化后的收縮加劇。但選用較合適的水泥、控制水灰比和水泥用量，摻加纖維、粉煤灰，引用引氣劑、減縮劑以及膨脹劑等可降低危害。

3、收縮

雖然混凝土在無約束狀態時的收縮是正常現象，一般不會引起開裂，但是自密實混凝土梁、柱等構件無時不刻都在承受來自外力和內力的作用，且混凝土是一種塑性材料，其抗壓強度要大于抗拉強度，當拉應力超過構件自身的抗拉強度時，則會引起自密實混凝土的開裂。如若不處理開裂情況，會加速導致構件的質量的劣化，除了影響外觀，還會嚴重威脅到構件可靠性。且自密實混凝土因為其他礦物摻合料和減水劑的增加，使自密實混凝土的收縮大于其他混凝土。

3.4力學性能

自密實混凝土的力學性能的主要研究方向為：抗壓強度、抗拉強度、抗折強度和彈性模量。而混凝土的抗壓強度是檢測混凝土力學性能最重要的指標。

（1）不同的養護條件對于自密實混凝土的抗壓強度的影響。

①曾萬里研究自密實混凝土在不同溫度下，抗壓強度隨時間增長的數值。它分別列舉了多個分別在-30℃～20℃的養護條件下的混凝土，發現前期無論溫度的影響，抗壓強度都在快速增長，14d后才逐漸延緩;但是28d后的20℃的混凝土從27.2Mpa增加到49.9Mpa，而-30℃條件下的混凝土從45.5Mpa增加到68.2Mpa。得到了自密實混凝土在溫度影響下混凝土的抗壓強度隨著溫度的降低而升高。0F336D1D-E1C6-4C50-A402-8A782E4ADE78

②李佳航等人試驗水浴養護對于自密實混凝土抗壓強度的影響，他們將混凝土試塊分為施加水浴養護和不施加水浴養護倆組，得出3d時施加水浴養護抗壓強度增加了9Mpa，而7d時增加了2Mpa。說明自密實混凝土受水浴養護時，能增加混凝土的抗壓強度，且在早期養護時增加最為明顯，突出了前期養護對于混凝土抗壓強度的重要性。

（2）礦物摻合料對于自密實混凝土抗壓強度的影響。

①溫超凱研究硅灰摻量隨養護時間的變化對于抗壓強度的影響，用了五組試塊，摻量為0%、3%、5%、7%和9%，分別選養護時間7d、28d和56d的抗壓強度，混凝土的抗壓強度在硅灰摻量為5%的時候最高，然后慢慢的遞減，養護時間下的抗壓強度分別是65.0Mpa、81.9Mpa和85.1Mpa，其比未摻加硅灰時增長了4.2%、5.1%和5.8%。因此摻加5%的硅灰可以最有效增加抗壓強度。

②劉先國等人研究了石灰石代替部分粉煤灰和礦粉之后對于混凝土抗壓強度的影響，進行了三組實驗，分別對粉煤灰和礦粉進行摻替，在養護3d、7d和28d時代替粉煤灰比礦粉的抗壓強度多了0.5Mpa、0.5Mpa和1.9Mpa。試驗證明，用石灰石摻替粉煤灰比礦粉更加有用，但摻替礦粉也會對混凝土的抗壓強度起到一定的積極作用。

三、工程案例分析：自密實混凝土質量控制

本工程以新建某工程項目為例，分析在工程施工過程中充分考慮大鐵結構作為的基礎所承受的巨大荷載，在設計圖紙中相應結構復雜，鋼筋密集，且鋼筋密集區間的鋼筋理論間距僅為25mm。參考《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ 55—2000）和《自密實混凝土應用技術規程》（CECS 203）的要求，根據不同強度等級要求進行混凝土配合比強度設計。配制自密實混凝土應首先確定混凝土配制強度、水膠比、用水量、砂率、粉煤灰摻量、膨脹劑等主要參數，再經過混凝土性能試驗強度檢驗，反復調整原材料參數來確定是混凝土配合比的關鍵。自密實混凝土配合比的突出特點是： 高砂率、低水膠比、高礦物摻合料摻量。

1、自密實混凝土攪拌

自密實混凝土攪拌時間必須滿足3min要求;自密實混凝土攪拌前必須確保攪拌機筒和混凝土運輸車攪拌筒內無積水;每次自密實混凝土正式生產前，要對第一盤混凝土進行拌合物性能檢測，結果正常后再進行生產;在自密實混凝土生產過程中宜觀察記錄，記錄在攪拌中60s時、120s時、180s時電壓和電流的關系，初步掌握自密實混凝土的擴展度;自密實混凝土攪拌控制要點是控制混凝土用水量和減水劑摻量。

2、自密實混凝土出場

自密實混凝土出場前，必須由專職人員對每車混凝土擴展度進行檢測，并按照頻次做好含氣量、T50時間、泌水率和出機溫度，每班不少于兩人，檢測合格后方可放行，并做好記錄。

3、混凝土運輸

混凝土運輸車在裝運混凝土前，攪拌內積水要排放干凈;混凝土在運輸過程中，嚴禁加水;混凝土運輸車司機要認真填寫《混凝土運輸記錄》特別是混凝土出場時間和到達時間;卸料前罐車應高速旋轉1min以上方可卸料。

4、施工質量控制

對混凝土坍落度的控制尤為重要，根據以往的施工經驗，拌合物要根據當天的實際情況，對坍落度采取動態控制;自密實混凝土施工質量控制需在施工現場進行，應由專職人員進行質量檢測和質量控制;自密實混凝土坍落度和V性漏斗通過時間、T50指標和溫度每車應檢測不少于1次。

（1）隨著混凝土行業的發展，自密實混凝土的減水劑與優質骨料供不應求，但是可以用人工優質骨料來代替。

（2）它的坍落度經時損失比其他高性能混凝土較高，研究更好的減水劑或者礦物摻合料提高粘度是解決其矛盾的一大途徑。

（3）因為自密實混凝土的高流動性，不適合用于噴射混凝土、起重機或手推車澆筑混凝土，可以改換其他混凝土或者改變施工方式。

（5）因為自密實混凝土的硬化且抗凍融性差，在嚴寒地區施工時混凝土的耐用性會大大降低。可以采用引氣劑和減水劑等外加劑來減少破壞，原材料中的硅粉、礦渣和粉煤灰都可以減少凍融破壞，但需要加大摻量。

（6）高流動自密實性混凝土與普通混凝相比，干燥收縮略大。因為普通混凝土都通過多次振搗來避免干燥收縮，這不適于自密實混凝土，因此要嚴格控制水泥品種、膠凝材料摻量和單位用水量。

（7）抗凍融性和抗滲性較差。宜選用C3A或堿含量較低的水泥可以適當改善耐久性。

結論

本工程分析在工程施工過程中充分考慮大鐵結構作為上不航樓的基礎所承受的巨大荷載，在設計圖紙中相應結構復雜，鋼筋密集，且鋼筋密集區間的鋼筋理論間距僅為25mm。在工程施工過程中，若采用原混凝土（碎石顆粒徑為5～31mm）進行澆筑，那么整個碎石顆粒將無法穿過鋼筋直達澆筑節點，并且無法插入振動棒振搗，混凝土成型質量將無法保證，這就存在巨大的質量隱患。為此，本文為解決鋼筋密集區間的混凝土澆筑質量隱患，通過項目指揮部研討，決定采用大鐵鋼筋密集部位采用自密實混凝澆筑來進行施工。

自密實混凝土主要利用原材料的自重，無需要對混合料進行振搗即可達到密實的狀態，同時，混合料具有較好的粘聚性、流動性、保水性及填充性能。且混凝土硬化后，其結構具有較高的強度和耐久性能。本文主要針對自密實混凝土的原材料選取要求和施工質量控制要點做詳細的闡述。

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