自密實(shí)混凝土（SCC）工作性能和配合比設(shè)計(jì)研究進(jìn)展

劉思國(guó)，朱德華，丁一寧

（1.中交天津港灣工程研究院有限公司，天津 300222；2.大連理工大學(xué)結(jié)構(gòu)工程研究所，遼寧大連 116024）

0 引言

自密實(shí)混凝土 （Self-Compacting Concrete，SCC） 是一種高性能混凝土，具有高工作性能和高耐久性，并能滿足不同抗壓強(qiáng)度等級(jí)要求[1]。自面世后受到國(guó)際上廣泛關(guān)注和深入研究[1-4]，被譽(yù)為混凝土技術(shù)中里程碑式的成果[4]。

與普通混凝土相比，SCC 具有明顯優(yōu)勢(shì)[2，4，6，8-9，22]，如：密實(shí)性和均質(zhì)性好，并且鋼筋和混凝土界面區(qū)得到改善；適用于澆筑形狀復(fù)雜或配筋密集的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)；使用粉煤灰、?；郀t礦渣及各類尾礦石粉大量取代水泥，環(huán)保節(jié)能；澆筑速度快，節(jié)約勞動(dòng)力；減少振搗噪音污染，改善施工環(huán)境；有利于推動(dòng)商品混凝土的應(yīng)用和建筑施工機(jī)械化。

然而SCC的工作性能對(duì)固體顆粒級(jí)配、拌合水量和化學(xué)添加劑性質(zhì)等因素均較為敏感。目前在我國(guó)港口工程中，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，并且有SCC配制經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員數(shù)量還較少，有效控制SCC的施工質(zhì)量成為難點(diǎn)之一，這制約了SCC在港口工程中的應(yīng)用。

本文詳細(xì)總結(jié)SCC工作性能和基于工作性能的配合比設(shè)計(jì)研究進(jìn)展，介紹國(guó)內(nèi)外工程應(yīng)用實(shí)例，并列出需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，供實(shí)際工程參考。

1 SCC工作性能研究進(jìn)展

1.1 SCC的工作性能

工作性能也稱工作度或和易性，在我國(guó)被定義為混凝土拌合物易于施工操作（攪拌、運(yùn)輸、澆筑、搗實(shí)）并能獲得質(zhì)量均勻和成型密實(shí)的性能，包括流動(dòng)性、黏聚性和保水性三個(gè)方面的含義[5]。

不同研究者對(duì)SCC工作性能研究的側(cè)重點(diǎn)不同。Okamura和Ozawa認(rèn)為[6-8]新拌的SCC不僅要求漿體和砂漿具有高變形能力，同時(shí)要求混凝土流經(jīng)鋼筋限制區(qū)時(shí)具有抵抗粗骨料和砂漿離析的能力。Grunewald等人認(rèn)為[9]SCC應(yīng)該具有高流動(dòng)性和中等的黏度，流動(dòng)時(shí)不發(fā)生堵塞，澆筑時(shí)混凝土能靠自身排除內(nèi)部的空氣。Khayat等人認(rèn)為[10]SCC有3個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)：高變形能力、高通過(guò)能力或受限變形能力、以及高抗離析能力。EFNARC（2002） 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)SCC工作性能的總結(jié)得到了較為廣泛的認(rèn)可，即：SCC應(yīng)具有滿足要求的填充成型性能、間隙通過(guò)性能和抗離析性能[4]。這里，填充成型性能指SCC在自身重力作用下流進(jìn)并完全填充模板內(nèi)所有空間的能力，反映了新拌SCC在非限制狀態(tài)下的流動(dòng)性能。間隙通過(guò)性能指SCC流過(guò)鋼筋間隙等狹窄開(kāi)口不離析和不堵塞的能力，反映了新拌SCC在受限制時(shí)的流動(dòng)性能?；炷量闺x析性能指在運(yùn)輸和澆筑時(shí)SCC保持結(jié)構(gòu)均質(zhì)性的能力，反映了新拌SCC的穩(wěn)定性。

1.2 SCC工作性能評(píng)價(jià)方法

為評(píng)價(jià)SCC工作性能，各國(guó)研究者已提出十余種測(cè)試方法[2-4，6-7，9-11，16，20-22，24]，表 1 所列為較常見(jiàn)的 SCC 工作性能特性試驗(yàn)方法及其判斷標(biāo)準(zhǔn)[2-4，10，16，22]，其中坍落流動(dòng)度試驗(yàn)、J-Ring試驗(yàn)、L-Box試驗(yàn)和U-Box試驗(yàn)儀器制作費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單，適用于現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)自密實(shí)混凝土拌合物的工作度，應(yīng)用較為普遍，見(jiàn)圖1。

Van K.Bui等人[3]認(rèn)為自密實(shí)混凝土的坍落流動(dòng)直徑D應(yīng)≥600 mm，否則脫模后混凝土表面質(zhì)量較差；坍落流動(dòng)時(shí)間T500不宜超過(guò)12 s。

表1 自密實(shí)混凝土工作性能試驗(yàn)方法和判斷標(biāo)準(zhǔn)

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖（單位：mm）

Khayat等人[10]試驗(yàn)對(duì)比研究了評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法，包括坍落流動(dòng)度試驗(yàn)、V型漏斗流動(dòng)時(shí)間試驗(yàn)、J環(huán)試驗(yàn)、L槽試驗(yàn)、U型管試驗(yàn)及壓力泌水試驗(yàn)，得到如下結(jié)論：1） 坍落流動(dòng)度試驗(yàn)適于評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土非限制變形能力，評(píng)價(jià)抗離析性能時(shí)須結(jié)合其它試驗(yàn)方法；2）J環(huán)試驗(yàn)、L槽試驗(yàn)、U型管試驗(yàn)適于評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土限制性變形能力或通過(guò)鋼筋間距的能力，三者試驗(yàn)結(jié)果具有較好的相關(guān)性；3） 推薦使用L槽試驗(yàn)和坍落流動(dòng)度試驗(yàn)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制，評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土限制性和非限制性變形能力；4）J環(huán)試驗(yàn)與坍落流動(dòng)度試驗(yàn)也可用于評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土的變形能力和通過(guò)鋼筋間距的能力；5）與J環(huán)試驗(yàn)相比，L槽試驗(yàn)可提供反映配合比黏度的流動(dòng)時(shí)間值，在中等流變學(xué)參數(shù)（g=0.3~1.7 N·m，h=17~27 N·m·s） 下，自密實(shí)混凝土L槽流動(dòng)時(shí)間在4~8 s之間；6）T500、V型漏斗流動(dòng)時(shí)間試驗(yàn)、L槽試驗(yàn)以及U型管試驗(yàn)均可用于評(píng)價(jià)黏性，當(dāng)變形能力一定時(shí)，流動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)配合比黏性越高；7） 壓力泌水試驗(yàn)可用于評(píng)價(jià)懸濁液中漿體保持自由水的能力，由于該實(shí)驗(yàn)僅耗時(shí)10 min，適合于現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常性質(zhì)量控制及定量評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土穩(wěn)定性。

EI-Chabib 和 Nehdi認(rèn)為[11]，坍落流動(dòng)度、T500、T600、V型漏斗流動(dòng)時(shí)間、Orimet流動(dòng)時(shí)間和堵塞率等試驗(yàn)方法可測(cè)試自密實(shí)混凝土的填充能力和通過(guò)能力；T500和V型漏斗流動(dòng)時(shí)間可評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土的黏度；L槽、U型管和J環(huán)試驗(yàn)可評(píng)價(jià)自密實(shí)混凝土通過(guò)鋼筋間距的能力。

目前尚沒(méi)有廣泛使用且相當(dāng)可靠的試驗(yàn)方法測(cè)試自密實(shí)混凝土抗離析性能。坍落流動(dòng)度試驗(yàn)、J環(huán)試驗(yàn)、L槽試驗(yàn)、U管試驗(yàn)等提供了一種依靠視覺(jué)觀察判斷離析的非定量方法，例如對(duì)于坍落流動(dòng)度試驗(yàn)，可以觀察坍落度筒提起后有沒(méi)有砂漿析出或骨料堆積。最近出現(xiàn)的捕捉離析機(jī)理并定量評(píng)價(jià)SCC抗離析性能的試驗(yàn)方法包括[11]：沉降柱試驗(yàn) （Settlement Column）、滲透儀試驗(yàn) （Penetration Apparatus）和篩穩(wěn)定性試驗(yàn)（Sieve Stability Test）等。但是這些試驗(yàn)方法有的要消耗大量的混凝土，有的需要較長(zhǎng)時(shí)間且難于操作，而且需更多的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)證明其結(jié)果的可靠性。

上述方法很大程度上是以隨意定義的比例為基礎(chǔ)的定性測(cè)量手段，每種試驗(yàn)只能測(cè)得一種值，所測(cè)值是特定試驗(yàn)下的特征值，各特征值彼此不同，每種測(cè)量結(jié)果都不是混凝土的基本特性。尚沒(méi)有單一的試驗(yàn)方法可以全面描述SCC工作度特性，所以應(yīng)使用兩種或兩種以上的試驗(yàn)方法測(cè)試每種配合比的不同工作度參數(shù)。

1.3 影響SCC工作性能的主要因素

影響 SCC 工作性能的主要因素包括[2，4，6，7-10，12-13，16-17，19-22，24]：1） 粗骨料用量、最大粒徑、級(jí)配、形狀；2） 粉體材料用量、級(jí)配；3） 固體顆粒的吸水率、保水性；4） 拌合水用量和自由水量；5）化學(xué)添加劑（如高效減水劑、增稠劑等）用量及其對(duì)拌合水和不同粉體的作用機(jī)理。其中，固體顆粒包括骨料和粉體材料。

1.3.1 固體顆粒的影響

新拌的SCC常被分成兩相：砂漿相和粗骨料相[3，12-13]。砂漿相黏度相對(duì)較低而SCC流動(dòng)性高，由于不同組分間密度不同，流動(dòng)時(shí)不同固體顆粒（粗骨料、細(xì)骨料和粉體材料）間將發(fā)生摩擦和碰撞，增加了混凝土內(nèi)部流動(dòng)的阻力，降低了混凝土的填充能力和流動(dòng)速度。當(dāng)混凝土流經(jīng)限制區(qū)域時(shí)，各種顆粒間碰撞的可能性增加，顆粒間摩擦力也隨之增加，使混凝土流動(dòng)屈服應(yīng)力增加。骨料顆粒之間的碰撞和接觸頻率會(huì)隨顆粒之間相對(duì)距離的減小而增加，進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土變形時(shí)內(nèi)部應(yīng)力增加。

研究表明[2，4，6，8]，混凝土流動(dòng)需要的能量被增加的內(nèi)應(yīng)力消耗，導(dǎo)致骨料顆粒堵塞甚至離析。如果自密實(shí)混凝土抗離析性能差，將導(dǎo)致混凝土中粗骨料不均勻分布，澆筑時(shí)發(fā)生堵塞或形成蜂窩，最終降低結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的力學(xué)性能和耐久性。

避免離析的方法主要包括調(diào)整固體顆粒級(jí)配，特別是粗骨料的級(jí)配和最大粒徑，減少粗骨料用量，增加漿體黏度等。Okamura[6]、Yurugi[14]和Ambroise[15]等人認(rèn)為將粗骨料含量降低到一定值，是避免這種堵塞的有效方法。配合比中減小粗骨料體積，增加細(xì)骨料和漿體體積，可提高混凝土的填充能力；使用連續(xù)級(jí)配的水泥和填充料可減少顆粒間的摩擦[16]。石灰石粉、礦渣水泥、粉煤灰和硅粉等填充料可改善粒徑分布和顆粒密實(shí)程度，因此增加新拌自密實(shí)混凝土的穩(wěn)定性，同時(shí)混凝土的黏性也增加[16]。使用2種或3種粉體時(shí)，還應(yīng)考慮粉體吸水性能和化學(xué)添加劑與粉體作用效果對(duì)混凝土工作度損失和水化溫度的影響[17]，因?yàn)檫@直接影響到混凝土的硬化后性能和耐久性。

1.3.2 拌合水用量和自由水量的影響

Ozawa K.證明SCC的坍落流動(dòng)度與配合比中的自由水量有關(guān)[7]，對(duì)于新拌的普通混凝土，當(dāng)用水量超過(guò)配合比中所有固體顆粒的保水性后，固體顆粒間距和顆粒間的潤(rùn)滑效果隨自由水量的增加而增加，自由水量與使用不同變形測(cè)量實(shí)驗(yàn)測(cè)得的變形值有唯一關(guān)系。

基于Ozawa K.的研究，Kasemchaisiri和Tangtermsirikul認(rèn)為[17]配合比中自由水量是影響新拌混凝土塑性流動(dòng)的主要因素，系統(tǒng)而細(xì)致地分析了配合比各組分對(duì)拌合物變形性能的影響后，他們建立了預(yù)測(cè)SCC坍落流動(dòng)度模型；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)配合比自由水量與SCC坍落流動(dòng)時(shí)間T500有關(guān)，進(jìn)而建立了預(yù)測(cè)SCC坍落流動(dòng)時(shí)間的計(jì)算公式；試驗(yàn)結(jié)果表明這兩個(gè)模型在適用范圍內(nèi)具有相當(dāng)高的精度。但是使用Kasemchaisiri和Tangtermsirikul的模型并不容易，需要測(cè)定固體顆粒的粒徑分布和吸、保水率以及膠凝材料和填充料的化學(xué)組成，而且計(jì)算較為繁瑣，當(dāng)選用了一種新的粉體材料時(shí)會(huì)導(dǎo)致模型不能應(yīng)用。

Sonebi等人[16]使用因子分析方法[18]設(shè)計(jì)試驗(yàn)，研究了用水量、高效減水劑用量和粗骨料體積對(duì)新拌SCC坍落流動(dòng)度D、T500、T600、V型漏斗流動(dòng)時(shí)間、Orimet流動(dòng)時(shí)間和L-box堵塞率的影響。對(duì)20組配合比得出的新拌混凝土工作性能試驗(yàn)結(jié)果采用最小二乘法擬合各變量系數(shù)，使用基于學(xué)生分布的t檢驗(yàn)值評(píng)價(jià)各變量的顯著性，得出計(jì)算拌合物靜置5 min后各工作度參數(shù)的統(tǒng)計(jì)模型，這些計(jì)算式均是較為冗長(zhǎng)的三次多項(xiàng)式，適用于用水量為188~208 L/m3、高效減水劑用量為3.8~5.8 kg/m3、粗骨料用量為220~360 L/m3的SCC。在適用范圍內(nèi)該組模型的精度可達(dá)到基本要求。

1.3.3 化學(xué)添加劑的影響

當(dāng)水泥漿中加入高效減水劑（Superplasticizer，SP）后，部分拌合水被釋放出來(lái)，可明顯增加拌合物的工作性能[5，17]。這是由于SP屬表面活性劑，由憎水基團(tuán)和親水基團(tuán)所組成，受水分子作用表面活性劑憎水基團(tuán)指向水泥顆粒，而親水基團(tuán)背向水泥顆粒，使水泥顆粒表面作定向排列而帶有相同電荷，這種電斥力作用遠(yuǎn)大于顆粒之間分子引力而使水泥顆粒形成的絮凝結(jié)構(gòu)被分散為半絮凝結(jié)構(gòu)；同時(shí)SP可使水泥顆粒表面形成溶劑化水膜，在顆粒間起潤(rùn)滑作用，也有利于拌合物的流動(dòng)[5]。但是在運(yùn)輸過(guò)程中SP能破壞混凝土內(nèi)氣泡的穩(wěn)定性，影響硬化混凝土的最終含氣量，Siebel研究指出[19]SP導(dǎo)致表觀直徑＞0.5 mm的氣孔體積增加，表觀直徑＜0.3 mm的氣孔體積減少，與不使用SP的低黏性混凝土相比，使用SP的新拌混凝土空氣含量肯定增加，當(dāng)SP摻量較大時(shí)，這種現(xiàn)象尤為明顯[20]。與引氣劑相比，使用SP的混凝土中多形成開(kāi)放的氣孔，使用引氣劑的混凝土中多形成封閉的氣孔。

使用增稠劑（Viscosity Modifying Admixture，VMA） 是增加混凝土黏性的一種方法[16，20-21]，用于混凝土中的增稠劑一般是纖維素衍生物、多聚糖等抗分散劑。增稠劑的作用模式取決于聚合物的類型和集度，例如，衛(wèi)蘭膠聚合物分子附著于水分子周圍，因此可以吸附部分拌合水，增加拌合水的黏度。增稠劑可提高漿體懸浮骨料顆粒及保持自由水的能力，減少SCC運(yùn)輸、澆筑直至開(kāi)始硬化過(guò)程中各組分發(fā)生分離的風(fēng)險(xiǎn)，因此SCC的黏度和抗離析能力均得以改善。

2 基于工作性能的SCC配合比設(shè)計(jì)

目前尚沒(méi)有SCC配合比設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)方法，許多研究機(jī)構(gòu)、外加劑生產(chǎn)商、預(yù)拌混凝土公司和混凝土制品預(yù)制公司均開(kāi)發(fā)出自己配合比設(shè)計(jì)方法[2，6-8，22-24]。

設(shè)計(jì)和制備SCC最常用的思路是把新拌混凝土分成砂漿相和粗骨料相，通過(guò)大量的工作性能試驗(yàn)，分別對(duì)漿體組成和骨料級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于砂漿相，首先考慮最低強(qiáng)度要求和耐久性要求確定水泥用量和水膠比，通過(guò)摻入各種礦物摻合料優(yōu)化漿體組成，添加塑化劑（減水劑或高效減水劑）和增稠劑調(diào)節(jié)砂漿的流變學(xué)特性，使其達(dá)到工作度要求；骨料級(jí)配的優(yōu)化則主要通過(guò)選擇合適的最大骨料直徑和細(xì)粗骨料比得到合適的堆積密度。這類基于工作性能試驗(yàn)的方法可稱為經(jīng)驗(yàn)方法，以3個(gè)典型實(shí)例予以說(shuō)明。

1） 實(shí)例1。Okamura[6，8]指出由于自密實(shí)性能對(duì)水-粉體材料比非常敏感，因此SCC的水-粉體材料比是由工作度確定的，這與普通混凝土的水灰比根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算得出不同。Okamura和Ozawa在1995年提出[6]一種簡(jiǎn)單的自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法。思路是固定粗骨料和細(xì)骨料用量，使用高效減水劑同時(shí)保持低水-粉體材料比，通過(guò)調(diào)整水-粉體材料比和高效減水劑用量得到具有自密實(shí)特性混凝土，這里粉體材料包括膠凝材料和礦物填充料。Okamura建議使用坍落流動(dòng)度試驗(yàn)、U-Box試驗(yàn)和Funnel試驗(yàn)檢驗(yàn)新拌混凝土的通過(guò)能力、流動(dòng)性能和黏性，以確定水-粉體材料比和高效減水劑用量。該方法包括如下4個(gè)步驟：

①混凝土中粗骨料用量固定為實(shí)體體積的50%。

②細(xì)骨料用量固定為砂漿體積的40%。

③水-粉體材料體積比取為0.9~1.0，可根據(jù)粉體材料特性調(diào)整。

④確定高效減水劑用量和最終水-粉體材料比，確保新拌混凝土的自密實(shí)性能。

2） 實(shí)例2。N.Bouzoubaa等人認(rèn)為[24]自密實(shí)混凝土僅需少量振搗或根本不用振搗即可靠自身重力流動(dòng)并密實(shí)，同時(shí)具有足夠的黏性避免離析或泌水。參照20世紀(jì)80年代CANMET設(shè)計(jì)的高粉煤灰摻量混凝土（High Volume Fly Ash Concrete），Bouzoubaa通過(guò)加入F級(jí)粉煤灰（ASTM，CaO占13.4%，Na2O占4%，比表面積3 060 cm2/g，比重2.08），配制出一系列高粉煤灰摻量的自密實(shí)混凝土（High Volume Fly Ash SCC，HVFA SCC），配合比的設(shè)計(jì)要點(diǎn)可總結(jié)為：

①水灰比為0.35~0.45。

②膠凝材料用量為400 kg/m3左右，其中粉煤灰取代率為40%~60%。

③細(xì)骨料和粗骨料各占骨料總質(zhì)量的50%，粗骨料與混凝土的體積比為0.32。

該系列HVFA SCC具有良好的流動(dòng)性和黏性，28 d抗壓強(qiáng)度約為35 MPa。其中水灰比為0.45、粉煤灰取代率為50%的HVFA SCC最經(jīng)濟(jì)，價(jià)格僅比具有相同抗壓強(qiáng)度的普通混凝土價(jià)格高2.6%，可稱之為經(jīng)濟(jì)自密實(shí)混凝土（Economical SCC）。

3） 實(shí)例 3。Kasemchaisiri和 Tangtermsirikul研究[17]各組分性質(zhì)和用量對(duì)SCC工作度（主要是坍落流動(dòng)度和坍落流動(dòng)時(shí)間）的影響時(shí)，使用的自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法的步驟為：

①調(diào)整漿體體積與密實(shí)堆積骨料項(xiàng)孔隙體積的比值（1.4~1.8）。

②調(diào)整水灰比（0.25~0.45）。

③調(diào)整減水劑用量（0~2.0%）。

④固定砂率為0.5，這一砂率略微大于由密實(shí)堆積骨料項(xiàng)的最小孔隙量確定的砂率值。

⑤調(diào)整粉煤灰用量。

研究結(jié)果表明，他們?cè)囼?yàn)得到了滿足RILEMTechnical Committee-174要求的自密實(shí)混凝土。

3 SCC的工程應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

3.1 SCC的工程應(yīng)用

自1988年日本人使用市售材料配制出可自密實(shí)的混凝土后，SCC在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用從無(wú)到有逐漸增多[1-4，6-8，25]。1990 年 SCC 在日本得到首次應(yīng)用，1991 年用于一座預(yù)應(yīng)力斜拉橋的承壓橋塔，1992年用于斜拉橋的主柱（輕骨料自密實(shí)混凝土）。1998年日本明石海峽大橋使用SCC錨固，所用粗骨料最大粒徑40 mm，混凝土下落落差達(dá)3 m，但是沒(méi)有出現(xiàn)離析，工程最后評(píng)估為：使用SCC縮短錨固建筑工期達(dá)20%，從2.5 a縮短到2 a。大阪天然氣公司大型液化天然氣儲(chǔ)蓄罐的墻壁使用SCC澆筑，施工中由于每批次混凝土高度增加，混凝土批次從14次減少到10次，混凝土施工工人由150人減少到50人，結(jié)構(gòu)建筑工期從22個(gè)月減少為18個(gè)月。日本神戶水底隧道也采用了SCC。

1998年竣工的瑞士Cleuson Dixence水電站隧道長(zhǎng)15 820 m，斜井長(zhǎng)共計(jì)3 920 m，在巖石和鋼襯之間澆筑SCC作為襯砌，用量達(dá)7.3萬(wàn)m3。2005年竣工的瑞士Loetschberg鐵路隧道長(zhǎng)34.6 km，共使用約80萬(wàn)m3的SCC。美國(guó)西雅圖雙聯(lián)廣場(chǎng)的62層雙聯(lián)鋼管混凝土柱采用超高強(qiáng)的SCC，結(jié)構(gòu)成本降低了30%。意大利圣馬力諾世貿(mào)中心采用了28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)95 MPa的SCC。

我國(guó)自1995年開(kāi)始了SCC的工程應(yīng)用，最初幾年僅在深圳、上海、北京用于地下暗挖工程和結(jié)構(gòu)中配筋形狀較為密實(shí)復(fù)雜、無(wú)法澆筑或振搗的部位，北京城建集團(tuán)總公司構(gòu)件廠1996年為多項(xiàng)工程供應(yīng)了約1萬(wàn)m3的SCC，主要用于澆筑地下室構(gòu)件。

近年來(lái)，我國(guó)SCC應(yīng)用范圍越來(lái)越廣和用量逐漸增加。南京會(huì)議展覽中心一期工程4座單層展館和一座會(huì)議中心所有鋼管柱均采用C40的SCC澆筑。廣東清連一級(jí)公路S114線珠坑橋和水晶背橋以及主線的自竹浪橋由于多年通車，漿砌片石拱圈出現(xiàn)裂縫，采用C40的SCC進(jìn)行了背拱加固。山東淄博天府名城住宅樓屬現(xiàn)澆混凝土節(jié)能墻體試點(diǎn)工程，墻體中間預(yù)置鋼絲網(wǎng)架聚苯板，鋼絲網(wǎng)架內(nèi)細(xì)鋼絲縱橫交錯(cuò)無(wú)法使用振搗棒，2007年工程開(kāi)始采用C25的SCC澆筑，至2008年完成澆筑面積超過(guò)5萬(wàn)m2。國(guó)家體育館是2008年第29界奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)三大主場(chǎng)館之一，主體結(jié)構(gòu)中78根型鋼混凝土框架柱最大高程為14 m，首層采用C50的SCC澆筑，二層以上采用C40的SCC澆筑。

3.2 需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

目前各國(guó)SCC用量在混凝土總用量中所占的比重仍非常小。日本是開(kāi)發(fā)和應(yīng)用SCC最早的國(guó)家，Okamura[6，8]指出截至2003年SCC在日本仍屬特殊混凝土，僅大型建筑公司使用，這是由于除了一些大規(guī)模建筑，使用SCC并非總能降低工程總費(fèi)用。使SCC成為一種標(biāo)準(zhǔn)的商用混凝土還有許多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題要解決，概括起來(lái)包括：

1） 建立SCC工作性能和流變學(xué)特性測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)方法。

2） 建立SCC配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流程。

3） 研究SCC在海洋惡劣環(huán)境中的耐久性評(píng)價(jià)方法。

4） 設(shè)計(jì)并組建SCC生產(chǎn)、運(yùn)輸和施工的新體系。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)SCC工作性能和基于工作性能的配合比設(shè)計(jì)研究進(jìn)展可以得到如下主要結(jié)論：

1） SCC配合比設(shè)計(jì)需考慮所有固體顆粒（包括膠凝材料、填充料、細(xì)骨料、粗骨料和纖維）摻量和性質(zhì)的影響。被廣泛認(rèn)可的方法是將拌合物分為漿體相和骨料相，分別優(yōu)化漿體相的流變學(xué)特性和骨料相的粒徑分布。

2） SCC配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方法要點(diǎn)是：在推薦的數(shù)值范圍內(nèi)選擇粗細(xì)骨料用量，然后進(jìn)行大量工作度試驗(yàn)并根據(jù)結(jié)果微調(diào)粉體材料、拌合水和高效減水劑用量，關(guān)鍵在于選擇合適的工作度評(píng)價(jià)方法。這類方法雖然也是對(duì)漿體相和骨料相的優(yōu)化，但是沒(méi)有明確的物理模型，對(duì)拌合物各組分影響新拌混凝土工作度的機(jī)理不甚清楚，因此稱為經(jīng)驗(yàn)方法，其優(yōu)點(diǎn)是不需繁瑣的計(jì)算，缺點(diǎn)是耗費(fèi)大量的人力和材料。

3） 為解決港口工程中因惡劣環(huán)境和有SCC配制經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員數(shù)量較少導(dǎo)致的SCC的施工質(zhì)量和應(yīng)用難題，需深入研究SCC的工作性能、流變學(xué)特性和耐久性，建立適合港口工程的配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流程和生產(chǎn)、運(yùn)輸和施工新體系。

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