自密实高性能混凝土在建筑结构方面的研究与应用分析

摘    要：在混凝土中，自密实混凝土属于高性能混凝土中较为优良的品种。与当下一般混凝土比较，自密实混凝土的流动性、粘结性、填充性等要更加良好。能够通过自身重力填充，而不需要人工操作，并且填充密实度也非常好。同时，自密实高性能混凝土的力学性能和持久性也非常良好。在加快工程進度、提高建筑物性能和持久度上具有明显的优势。因此，本文对自密实高性能混凝土在建筑结构方面的研究与应用进行了分析。

关键词：自密实;高性能;混凝土;建筑结构;研究与应用

1  引言

自密实混凝土，指混凝土拌合物不需要用振捣棒振捣仅依靠本身的自重即能包裏钢筋、填塞模板，并且能保持均匀性和不离析，获得混凝土最佳的性能和达到充分密实，属于高性能混凝土的一种。自密实混凝土最主要的性能是能够在本身的自重下不用进行器具振捣，自动流平、自动密实，尤其对浇筑困难的部位，如配筋密集部位、结构异形部位等，可防止因振捣困难而造成的空洞、麻面、蜂窝等混凝土常见质量缺陷。

2  自密实高性能混凝土概述

自密实混凝土在进行配合的时候需要注意一下几点：（1）水泥。除了大体积大方量的自密实混凝土拌和，应选用热度是低热或中热的硅酸盐水泥外，自密实性能混凝土的拌和可用各种热度水泥，水泥品种的选择由混凝土的强度、耐久性等指标的要求决定。（2）矿物掺合料。矿物掺合料是自密实性能的混凝土无法替代的重要组成部分。细矿渣和粉煤灰为最常用的矿物掺合料。细矿渣材料用来保持和改善自密实性能混凝土的各项工作指标与性能，有利于提高自密实性能混凝土结构的耐久性指标。粉煤灰材料作为一种工业用废料，价格便宜，掺入粉煤灰不仅能替代部分的水泥，节省，还可以减少干缩，降低初期时的水化热，改良新拌合的混凝土和易性，提高后期强度。（3）骨料。选用时需考虑骨料的级配、尺小、品种等以及粗骨料最大粒径的选择，当选用碎石时应为 20mm，当选用卵石时应为 25mm，自密实性能的混凝土砂率较大，应选用级配性能优良的细砂或中砂，细度模数应控制在2.6～3.2。（4）外加剂。自密实性能的混凝土，它的高稳定性、高流动度、高填充能力以及高间隙通过性都必须加入混凝土外加剂来实现。对混凝土外加剂的要求：与混凝土中水泥的相容性好，减水性能效果好，具备保塑、缓凝等性能。推荐采用外加剂减水率效果达 20% 以上的高性能减水剂，聚羧酸减水剂性能效果最佳，聚羧酸减水剂具备优良流动性、超强聚黏性、巨大的减水效果以及高度的免振捣自密实性。同时增强砼的黏度，提高砼的抗离析的能力，还需要掺入增强黏性的外加剂。（5）配合比设计。由于自密实性能混凝土的自身特点，比如混凝土水灰比例较低、胶凝材料的高掺量、砂的较高砂率、掺入高性能减水剂等，使原来的普通混凝土的配合比设计方法和原则已不再适合自密实性能混凝土的试配，混凝土配合比计算所涉及的因素很多，至今没能形成统一的设计方法和原则。日前普遍的做法是研究人员借鉴已有工程经验，在各自试验基础上，通过混凝土的性能测试和混凝土的试配结果，最终确定配比比例，在配比的设计上，很多专家都进行了深入的研究与探讨[1]。

3  自密实高性能混凝土的优点

自密实高性能混凝土具有较高的流动性、较好的粘结性以及可观的填充性。在重力作用下不需要人工进行操作即可自动填充，且填充后产物密实。另外，这种自密实高性能混凝土还具有很好的力学性能和持久性。在缩短建筑工期、控制总质量、提高建筑物性能和持久度上具有明显的优势，且在施工过程中能够减小噪音，保护环境，是一种环境友好型材料。

3.1  较高的流动性

自密实高性能混凝土能够较好的向四周流动，不在短时间内凝结，减小了材料的浪费，在最大程度上实现了资源节约，保护环境。

3.2  较好的粘结性

自密实高性能混凝土粘结力强，结合稳定。在建筑工程中应用时能够节省时间，缩短工期，且保证质量。

3.3  可观的填充性

在建筑工程中通常要求材料要有好的填充性，才能将其他材料很好的结合在一起。自密实高性能混凝土能够很好地解决这一问题，达到工程要求。

4  混凝土的主要性能研究

对于所研究的自密实高性能混凝土而言，其工作性能是最主要的性能。正式因为它的工作性能优越才足以解决很多工程上的难题，在本文中主要从流动性、填充性和紧密型三个方面来对自密实高性能混凝土在建筑结构中的应用进行分析。

4.1  流动性在建筑结构中的应用

对于流动性而言通常用坍落度来进行表征，但基本只适合用于初步对流动性性能进行控制。此外，材料的扩展度、流空时间、流动长度和中边比也是衡量其的直观方法或者是因素。流动性太好则容易导致在施工时混凝土的凝结时间延长，从而延长工期，也不利于相关的管理，流动性较差则容易导致凝结加快，材料易在一块堆积，不利于工程的开展。总之，流动性要在合适的范围内，否则都会对工程的顺利开展产生影响。同理对于扩展度、流空时间、流动长度和中边比也是一样的，不能只一味追求某个性能超出常规范围很多，这样容易使材料的性能发生变化。只有保持在一定范围内才能更好地发展材料性能，将混凝土在建筑结构中的应用发挥到最佳状态。

4.2  填充性在建筑结构中的应用

在进行填充性测试时，U 型仪是比较有效的测试方式。此种方式可以直观地观察到材料的填充性能好坏，可以初步地做一个较为准确的判断。

4.3  紧密性在建筑结构中的应用

在现实施工中，材料的紧密性很容易影响到施工质量的好坏。若紧密性不够则产品质量达不到质检要求，也不能顺利交工，所以紧密性能是建筑结构中的一项重要内容。通常进行紧密性测试的方式有流变性能测试仪和离析测试，对于流变性能测试仪主要是测试流变速度，而对于离析测试主要是测试离析性，以此判断材料的抗离析能。原则上来说，材料的抗离析性能越好，则材料性质越好。

5  混凝土的其他性能研究

除了上述的几个主要性能研究外，还有一些其他性能会对混凝土在建筑结构设计中产生较重要的影响。比如 ：抗压强度、硬化时间、抗拉强度、收缩性、耐久性能等。这些性质都会对自密实高性能混凝土性能产生影响，所以在研究中不能忽视这些性质的研究，同样需要对其进行深入探讨，以提高材料的性能，加快自密实高性能混凝土在国内的应用。

6  自密实高性能混凝土的应用

在施工性能方面来说，自密实高性能混凝土具有突出的优势，在下一步的计划中，将工作重点转移到与生产实践相结合，这期间还需要对材料的各项性能进行研究，解决目前生产和理论研究中还存在的问题。在今后的发展中，自密实高性能混凝土一定是有着广阔前景的，作为“绿色能源材料”它被很多研究人员看好，因此要加强这方面的研究[2]。

7  结束语

与常规混凝土相比较，自密实性能的混凝土在使用中减小了作业人员的工作强度，减少了机具设备投入，提高了工程施工质量，并能够提高混凝土构件耐久性，减小混凝土结构的修缮费用，延长结构的工作寿命，是一种有前景的高性能混凝土，应在工程施工中推广使用。

参考文献：

[1] 黄飞.现浇筑混凝土道桥技术要点的应用[J].交通世界，2018（36）：96～97.

[2] 翟晓亮，王翰哲，王春生.高性能钢管混凝土拱桥设计[J].中外公路，2017（S2）：170～174.

作者简介：

陈志江（1976—）男，汉，贵州，本科，工程师（建筑工程，中级），研究方问：工程施工管理。