摘要：以武广客运专线武汉火车站为工程应用背景，通过优选原材料，对胶凝材料、外加剂、掺合料和砂率四个主要影响因素进行系统试验、分析，利用有效检测方法，成功配制出自密实混凝土，并且在武广客运专线WGZF Ⅰ标武汉站工程的连续三跨梁中得到成功应用，满足了工程中对混凝土的技术要求。
关键词：自密实混凝土；配合比；砂率

引言
自密实混凝土(Self-compacting concrete简称SCC)即拌合物具有很高的流动性而不离析、不泌水，能不经振捣或微振捣而自动流平并充满模型和包裹钢筋的混凝土[1]，混凝土硬化后内部密实、均匀稳定，具有良好的力学性能和耐久性能。自密实混凝土的应用，不仅可以大大降低施工噪音，减少施工能耗，而且可以减小施工强度，加快施工进度，保证和提高施工质量，是高性能混凝土发展的方向之一。
武广客运专线是中国新建高速铁路之一，位于湖北、湖南和广东境内，全长约989km，设计时速250km/h，最高时速320km/h。该工程设计使用年限为100年，工程施工质量必须达到结构安全、使用功能以及耐久性能的设计要求，主体结构质量实现零缺陷，满足设计使用年限内正常运营的需要。武广客运专线WGZF Ⅰ标武汉站站房工程为桥建合一结构，站房中间为三跨连续现浇箱梁，箱梁下部的桥墩钢筋布置密集，钢筋间平均净间距为5.3cm，平均每立方米空间钢筋用量高达266kg，无法振捣施工，经分析研究，确定使用自密实混凝土，保证施工顺利实施和工程质量要求。
1 自密实混凝土配合比设计
从自密实混凝土的制备原理出发，通过对胶凝材料、外加剂、掺合料和砂率系统试验、分析，解决自密实混凝土流动性和抗离析性能之间的矛盾。采用较大的砂率和提高胶凝材料用量的方式提高混凝土的流动性能，采用掺合料（粉煤灰、沸石粉）调节混凝土的粘度，采用聚羧酸高效减水剂减小混凝土拌合物的屈服应力，提高拌合物流动速速和耐久性。
1.1 原材料选用
水泥：选用亚东P.O42.5（低碱）水泥，该水泥质量稳定，需水量少，有利于配制自密实混凝土，主要技术指标如下：

减水剂：自密实混凝土的高流动性、填充性以及通过间隙的能力均要通过外加剂来实现，另外，外加剂还能减少硬化混凝土内部缺陷，提高混凝土耐久性能，外加剂选择主要考虑：一是与胶凝材料的适应性，二是减水率大，三是缓凝保塑性能。外加剂选用深圳迈地聚羧酸高效减水剂，其主要技术指标如下：

粉煤灰：利用粉煤灰的玻璃微珠效应和填充效应，减少自密实混凝土的用水量，提高新拌混凝土流动性和硬化混凝土的密实性能，从而调高自密实混凝土的耐久性能。粉煤灰采用阳逻电厂生产的Ⅰ级粉煤灰，主要技术指标如下：

沸石粉：利用沸石粉的超细微集料效应，提高混凝土的粘聚性和抗理性性。采用信阳某厂沸石粉，比表面积7200m2/kg ，需水比109。
细骨料：采用巴河出产的Ⅱ区中砂，细度模数2.5，含泥量为1.1％，泥块含量0.3％，级配为连续级配，表观密度为2.61 g/cm3。
粗骨料：采用阳新5-10mm和10-20mm碎石按2：8比例配制的连续级配碎石，空隙率为42%，表观密度2.68g/cm3，压碎指标9%，针片状含量4.1%，含泥量0.4%，泥块含量0.1%。
水：自来水。
1.2 自密实混凝土配比及试验
1.2.1 自密实混凝土配合比
改变砂率、胶凝材料总用量、掺合料组分和外加剂用量，设计出不同的配合比（表4），研究砂率、胶凝材料用量、掺合料组分对混凝土流动性和填充性能的影响。

1.2.2 自密实混凝土试验方法
自密实混凝土自密实性能检测，参照《自密实混凝土应用技术规程》（CECS203：2006）附录A“自密实混凝土自密实性能检测方法”进行坍落扩展度试验、T50试验、U型箱（B型）填充高度试验。

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2 自密实混凝土配比试验结果与分析
2.1 自密实混凝土配比试验结果
对表4中所有配合比进行试配，分别检测其出机施工性能、1小时U型箱填充高度、力学性能、电通量以及抗裂性能，检测结果如表5。其中6组配比所做抗裂环均无裂缝产生，表面混凝土抗裂性能良好。

2.2试验结果分析
2.2.1 砂率对自密实混凝土性能的影响
砂率对自密实混凝土的性能有较大影响。在相同水灰比和胶凝材料用量下（如1#、2#、3#配合比），自密实混凝土砂率对坍落度的影响不大，但对混凝土扩展度和U型箱填充高度的影响较大。砂率过大，混凝土的扩展度反而减小；当砂率适宜时，U型箱填充高度最高，砂率过大或砂率过小均对U型箱填充高度不利。这主要是因为在新拌混凝土中，集料做为固体粒子，集料间有一定的孔隙率；胶凝材料和水经拌合后形成浆体，起填充孔隙与形成浆体薄膜的作用。当砂率较小时，砂主要用于填充粗集料间的孔隙率，集料间的孔隙率减小，浆体包裹集料的浆体薄膜厚度增加，有利于提高新拌混凝土的流动性；当砂率增加到一定程度后，集料间的孔隙率随砂率的增加而增大，浆体包裹集料的浆体薄膜厚度减小，新拌混凝土的流动性减小[2]。
2.2.2 胶凝材料总用量对自密实混凝土性能的影响
提高胶凝材料用量，保证用水量不变的前提下，适量增加外加剂用量，有利于增加自密实混凝土的流动性。这主要是因为，在新拌混凝土中，提高胶凝材料用量，可以增加浆体量，有利于增加包裹于集料表面的浆体薄膜的厚度，有利于提高混凝土的流动性。
2.2.3 沸石粉对自密实混凝土性能的影响
自密实混凝土中掺入沸石粉，有利于提高U型箱填充高度、提高自密实混凝土强度、耐久性，并且有利于减少自密实混凝土自密实性能的保持，但在保持用水量不变的前提下，需增加外加剂用量。
自密实混凝土中掺入沸石粉后，增加混凝土浆体的粘稠度，增大了集料运动的阻力，使得新拌自密实混凝土中集料均匀、稳定的悬浮与浆体中，有利于浆体带动集料进行填充，并使得硬化混凝土内部均匀，有利于强度和耐久性提高。
沸石对有利于自密实混凝土自密实性能的保持主要是因为沸石粉是一种多空结构材料，掺入沸石粉后，沸石粉能够吸附部分水和外加剂，使得混凝土的外加剂用量增加；当浆体中水分因蒸发和水化作用减少后，沸石粉中吸附的水和外加剂释放出来，补充到浆体中，使得浆体的流动性有效的保持。
3 工程应用
2009年4月，采用6#配比生产供应了武广客运专线WGZF Ⅰ标武汉站进行连续三跨箱梁墩身自密实混凝土，取得了良好的应用效果。

3.1 生产施工控制
(1) 自密实混凝土生产前，要对集料堆场采取遮雨、遮阳措施，生产上料时，要对集料进行翻拌，保持含水率稳定。
（2）提前对材料含水率进行检测，依据含水率调整施工配合比。
（3）采用强制式搅拌机搅拌, 搅拌时间不宜低于120s，确保自密实混凝土搅拌均匀。
(4) 混凝土罐车在装料之前应反转, 清除罐内积水、积浆，严禁中途加水。
(5) 罐车在运输途中保持旋转状态, 在浇筑混凝土前, 高速旋转, 保证混凝土在运输车内质量均匀稳定。
(6) 混凝土要及时浇筑, 每车自密实混凝土从生产开始到浇注完成宜在90min内完成, 并且保持泵送的连续性。
（7）加强混凝土的养护，浇注完成后宜对混凝土表面采用薄膜和麻袋进行覆盖，防止表面失水产生裂缝。
3.2 应用效果
武广客运专线WGZF Ⅰ标武汉站工程中自密实混凝土的应用，使得无法实施振捣作业的部位顺利浇注，节约了施工成本、降低了施工噪音。实体结构经超声波检验，结构内部密实，内部无明显缺陷，满足结构安全需要，拆模后表面光滑，气泡含量少，满足工程对清水的要求。

4 结论
（1）砂率对自密实混凝土的流动性有明显的影响，自密实混凝土配制过程中，砂率选择应根据材料和试验结果进行选择。
（2）提高胶凝材料用量，有利于自密实混凝土提高拌合物的施工性能。www.tmgc8.com
（3）掺入一定量的沸石粉，有利于改善混凝土拌合物的和易性，主要表现为对保水性能和粘聚性能的改善；同时有利于力学性能和耐久性能的提高。
（4）自密实混凝土在本工程中成功应用，降低了施工成本和施工噪音，并且混凝土力学性能和耐久性能满足工程要求。

参考文献

[1] 廉慧珍，张青，张耀凯. 国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状[J]. 施工技术，1999 (5) 1-3.。
[2] 张承志. 商品混凝土[M]. 化学工业出版社.2005.
[3] 冯乃谦. 高性能混凝土结构[M] . 机械工业出版社. 2004.
[4] 李悦，郭奇，杨玉红.自密实混凝土的配置原理[J].商品混凝土，2007(1): 29-31.

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