浅析自密实混凝土施工质量控制

刘保晨

摘  要：自密实混凝土，简称SCC。它是一种新型的高性能混凝土，通过胶结材料、粗细骨料和外加剂等原材料的配合比设计，使混凝土拌合物能在自重下使混凝土无需振捣，依靠高流动性和稳定性，不离析、均匀的将混凝土填入模板能够充分填充空隙中，形成密实而均匀胶凝结构，同时又具有足够的塑性粘度。本文以案例为基础，主要综述自密实混凝土的现状，重点阐述自密实混凝土原材料的选用及配合比设计;分析影响自密实混凝土性能的因素，对自密实混凝土的发展进行展望。

关键词：自密实混凝土;裂缝;措施

绪论

自密实混凝土（Self Compacting Concrete 或Self-Consolidating Concrete 简称SCC）是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。

本文以自密实混凝土的施工为例来进行分析，特别是在实践过程中，对自密实混凝土所产生的裂缝的整个过程进行分析，在这个过程中，自密实混凝土的施工会产生一定的裂缝，并且在整个过程中，确保裂缝的安全并借助施工的施工来确保整个施工过程中的裂缝进行有效的控制。

一、自密实混凝土概述

1、自密实混凝土的定义

自密实混凝土，简称SCC。它是一种新型的高性能混凝土，通过胶结材料、粗细骨料和外加剂等原材料的配合比设计，使混凝土拌合物能在自重下使混凝土无需振捣，依靠高流动性和稳定性，不离析、均匀的将混凝土填入模板能够充分填充空隙中，形成密实而均匀胶凝结构，同时又具有足够的塑性粘度。

2、自密实混凝土的特点

自密实混凝土具有良好的流动性、稳定性、高耐久性、密实度高、能超高度泵送、自密实不振捣、缩短工期和减少人力投入等特点。

随着自密实混凝土的兴起，它被廣泛应用于高层结构、薄壁结构、大型钢结构或钢筋密集处、地下工程（隧道）、道路（桥梁、铁路）等复杂、大型的工程领域。

二、自密实混凝土的性能

1、和易性

流动性的大小用坍落度表示，它是自密实混凝土工作性能的重要指标。自密实混凝土坍落度一般保持在20～25cm之间，如果坍落度过低会导致混凝土的稳定性和密实度降低，坍落度过高会降低混凝土强度。

坍落度受各种因素影响，如砂率和浆体含量、矿物掺合料掺量、骨料含量、减水剂、施工条件等。庞超明、秦鸿根、何宏荣、曹鹏飞和陈方研究了砂率和浆体含量对自密实混凝土工作性能的影响。他们将砂率从40%增加到45%，将浆体体积含量从0.365增加到0.400，发现砂率过高会导致流动度过低，浆体量过高会导致离析现象，而两者值过低则会影响混凝土的工作性能。

刘先国、孙琳、王松亮和娄跃恒研究了矿物掺合料掺量对不同强度混凝土的影响。研究发现：掺入石灰石后，强度等级低的混凝土T500从2.4s提升到3.4s，V漏斗时间从23.7s提升到33.8s。强度等级高的混凝土T500从4.5s降至2.6s，V型漏斗时间从42.2s降低到28.2s。得出当混凝土的强度等级低时，石灰石会增加粘性，降低流动度，若混凝土强度等级高，则相反。

当坍落度相同时，自密实混凝土的耗水量和泌水量比普通混凝土相应减少。在泵送施工时，有压力梯度的地方，应注意自密实混凝土的流动性，防止水泥浆流出和骨料离析。如果产生的离析现象严重会影响混凝土自密实。因为自密实混凝土限制了有些情况下加入了增粘剂、最大骨料含量和最大粒径和保证低水胶比，使自密实混凝土拥有了良好的稳定性。稳定性的从而保证了混凝土的泌水性和净浆的流动度。

2、耐久性

混凝土的耐久性意味着混凝土能够抵抗气候环境因素、化学腐蚀等其他并长期保持良好作用。其中包括抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性及抗碳化性。

自密实混凝土耐久性虽然比较其他普通混凝土高，因为其他混凝土需要振捣，而混凝土振捣不密实或由水泥浆泌水而产生空洞和蜂窝、麻面，造成了普通混凝土的抗渗性问题，而自密实混凝土完美的避开了这点，这也是自密实混凝土抗渗性优于其他混凝土的原因。高密实的特性和低碱度水泥的选用让自密实混凝土拥有较高的抗侵蚀能力。也就意味着它的强度等级和使用寿命也会相应较长。但是因为自密实混凝土的高砂率、低水灰比、胶结用量多容易导致混凝土因为抗冻融性差和碱集料反应造成硬化后的收缩加剧。但选用较合适的水泥、控制水灰比和水泥用量，掺加纤维、粉煤灰，引用引气剂、减缩剂以及膨胀剂等可降低危害。

3、收缩

虽然混凝土在无约束状态时的收缩是正常现象，一般不会引起开裂，但是自密实混凝土梁、柱等构件无时不刻都在承受来自外力和内力的作用，且混凝土是一种塑性材料，其抗压强度要大于抗拉强度，当拉应力超过构件自身的抗拉强度时，则会引起自密实混凝土的开裂。如若不处理开裂情况，会加速导致构件的质量的劣化，除了影响外观，还会严重威胁到构件可靠性。且自密实混凝土因为其他矿物掺合料和减水剂的增加，使自密实混凝土的收缩大于其他混凝土。

3.4力学性能

自密实混凝土的力学性能的主要研究方向为：抗压强度、抗拉强度、抗折强度和弹性模量。而混凝土的抗压强度是检测混凝土力学性能最重要的指标。

（1）不同的养护条件对于自密实混凝土的抗压强度的影响。

①曾万里研究自密实混凝土在不同温度下，抗压强度随时间增长的数值。它分别列举了多个分别在-30℃～20℃的养护条件下的混凝土，发现前期无论温度的影响，抗压强度都在快速增长，14d后才逐渐延缓;但是28d后的20℃的混凝土从27.2Mpa增加到49.9Mpa，而-30℃条件下的混凝土从45.5Mpa增加到68.2Mpa。得到了自密实混凝土在温度影响下混凝土的抗压强度随着温度的降低而升高。0F336D1D-E1C6-4C50-A402-8A782E4ADE78

②李佳航等人试验水浴养护对于自密实混凝土抗压强度的影响，他们将混凝土试块分为施加水浴养护和不施加水浴养护俩组，得出3d时施加水浴养护抗压强度增加了9Mpa，而7d时增加了2Mpa。说明自密实混凝土受水浴养护时，能增加混凝土的抗压强度，且在早期养护时增加最为明显，突出了前期养护对于混凝土抗压强度的重要性。

（2）矿物掺合料对于自密实混凝土抗压强度的影响。

①温超凯研究硅灰掺量随养护时间的变化对于抗压强度的影响，用了五组试块，掺量为0%、3%、5%、7%和9%，分别选养护时间7d、28d和56d的抗压强度，混凝土的抗压强度在硅灰掺量为5%的时候最高，然后慢慢的递减，养护时间下的抗压强度分别是65.0Mpa、81.9Mpa和85.1Mpa，其比未掺加硅灰时增长了4.2%、5.1%和5.8%。因此掺加5%的硅灰可以最有效增加抗压强度。

②刘先国等人研究了石灰石代替部分粉煤灰和矿粉之后对于混凝土抗压强度的影响，进行了三组实验，分别对粉煤灰和矿粉进行掺替，在养护3d、7d和28d时代替粉煤灰比矿粉的抗压强度多了0.5Mpa、0.5Mpa和1.9Mpa。试验证明，用石灰石掺替粉煤灰比矿粉更加有用，但掺替矿粉也会对混凝土的抗压强度起到一定的积极作用。

三、工程案例分析：自密实混凝土质量控制

本工程以新建某工程项目为例，分析在工程施工过程中充分考虑大铁结构作为的基础所承受的巨大荷载，在设计图纸中相应结构复杂，钢筋密集，且钢筋密集区间的钢筋理论间距仅为25mm。参考《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2000）和《自密实混凝土应用技术规程》（CECS 203）的要求，根据不同强度等级要求进行混凝土配合比强度设计。配制自密实混凝土应首先确定混凝土配制强度、水胶比、用水量、砂率、粉煤灰掺量、膨胀剂等主要参数，再经过混凝土性能试验强度检验，反复调整原材料参数来确定是混凝土配合比的关键。自密实混凝土配合比的突出特点是： 高砂率、低水胶比、高矿物掺合料掺量。

1、自密实混凝土搅拌

自密实混凝土搅拌时间必须满足3min要求;自密实混凝土搅拌前必须确保搅拌机筒和混凝土运输车搅拌筒内无积水;每次自密实混凝土正式生产前，要对第一盘混凝土进行拌合物性能检测，结果正常后再进行生产;在自密实混凝土生产过程中宜观察记录，记录在搅拌中60s时、120s时、180s时电压和电流的关系，初步掌握自密实混凝土的扩展度;自密实混凝土搅拌控制要点是控制混凝土用水量和减水剂掺量。

2、自密实混凝土出场

自密实混凝土出场前，必须由专职人员对每车混凝土扩展度进行检测，并按照频次做好含气量、T50时间、泌水率和出机温度，每班不少于两人，检测合格后方可放行，并做好记录。

3、混凝土运输

混凝土运输车在装运混凝土前，搅拌内积水要排放干净;混凝土在运输过程中，严禁加水;混凝土运输车司机要认真填写《混凝土运输记录》特别是混凝土出场时间和到达时间;卸料前罐车应高速旋转1min以上方可卸料。

4、施工质量控制

对混凝土坍落度的控制尤为重要，根据以往的施工经验，拌合物要根据当天的实际情况，对坍落度采取动态控制;自密实混凝土施工质量控制需在施工现场进行，应由专职人员进行质量检测和质量控制;自密实混凝土坍落度和V性漏斗通过时间、T50指标和温度每车应检测不少于1次。

（1）随着混凝土行业的发展，自密实混凝土的减水剂与优质骨料供不应求，但是可以用人工优质骨料来代替。

（2）它的坍落度经时损失比其他高性能混凝土较高，研究更好的减水剂或者矿物掺合料提高粘度是解决其矛盾的一大途径。

（3）因为自密实混凝土的高流动性，不适合用于喷射混凝土、起重机或手推车浇筑混凝土，可以改换其他混凝土或者改变施工方式。

（5）因为自密实混凝土的硬化且抗冻融性差，在严寒地区施工时混凝土的耐用性会大大降低。可以采用引气剂和减水剂等外加剂来减少破坏，原材料中的硅粉、矿渣和粉煤灰都可以减少冻融破坏，但需要加大掺量。

（6）高流动自密实性混凝土与普通混凝相比，干燥收缩略大。因为普通混凝土都通过多次振捣来避免干燥收缩，这不适于自密实混凝土，因此要严格控制水泥品种、胶凝材料掺量和单位用水量。

（7）抗冻融性和抗渗性较差。宜选用C3A或碱含量较低的水泥可以适当改善耐久性。

结论

本工程分析在工程施工过程中充分考虑大铁结构作为上不航楼的基础所承受的巨大荷载，在设计图纸中相应结构复杂，钢筋密集，且钢筋密集区间的钢筋理论间距仅为25mm。在工程施工过程中，若采用原混凝土（碎石颗粒径为5～31mm）进行浇筑，那么整个碎石颗粒将无法穿过钢筋直达浇筑节点，并且无法插入振动棒振捣，混凝土成型质量将无法保证，这就存在巨大的质量隐患。为此，本文为解决钢筋密集区间的混凝土浇筑质量隐患，通过项目指挥部研讨，决定采用大铁钢筋密集部位采用自密实混凝浇筑来进行施工。

自密实混凝土主要利用原材料的自重，无需要对混合料进行振捣即可达到密实的状态，同时，混合料具有较好的粘聚性、流动性、保水性及填充性能。且混凝土硬化后，其结构具有较高的强度和耐久性能。本文主要针对自密实混凝土的原材料选取要求和施工质量控制要点做详细的阐述。

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