自密實混凝土(SelfCompactingConcrete或Self-ConsolidatingConcrete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(zhì)性，并且不需要附加振動的混凝土。早在20世紀(jì)70年代早期，歐洲就已經(jīng)開始使用輕微振動的混凝土，但是直到20世紀(jì)80年代后期，SCC才在日本發(fā)展起來。日本發(fā)展SCC的主要原因是解決熟練技術(shù)工人的減少和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提高之間的矛盾。歐洲在20世紀(jì)90年代中期才將SCC第一次用于瑞典的交通網(wǎng)絡(luò)民用工程上。隨后EC建立了一個多國合作SCC指導(dǎo)項目。從此以后，整個歐洲的SCC應(yīng)用普遍增加。SCC的硬化性能與普通混凝土相似，而新拌混凝土性能則與普通混凝土相差很大。自密實混凝土的自密實性能主要包括流動性、抗離析性和填充性。測試：每種性能均可采用坍落擴(kuò)展度試驗、V漏斗試驗（或T50試驗）和U型箱試驗等一種以上方法檢測。比重：EFCA技術(shù)委員會主席Dr.BertKilanowski在其《SCC在歐洲的實際地位（及將來發(fā)展）》文章中給出了SCC在歐洲預(yù)拌混凝土中的比重，并且估計不同國家的SCC在預(yù)制混凝土的比重分別是意大利大約30%，芬蘭大約30%，西班牙25-30%；美國10-40%。優(yōu)點：自密實混凝土被稱為‘近幾十年中混凝土建筑技術(shù)最具革命性的發(fā)展’，因為自密實混凝土擁有眾多優(yōu)點：·1保證混凝土良好地密實?！?提高生產(chǎn)效率。由于不需要振搗，混凝土澆筑需要的時間大幅度縮短，工人勞動強(qiáng)度大幅度降低，需要工人數(shù)量減少?！?改善工作環(huán)境和安全性。沒有振搗噪音，避免工人長時間手持振動器導(dǎo)致的‘手臂振動綜合癥’?！?改善混凝土的表面質(zhì)量。不會出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面，不需要進(jìn)行表面修補；能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型?！?增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計的自由度。不需要振搗，可以澆筑成型形狀復(fù)雜、薄壁和密集配筋的結(jié)構(gòu)。以前，這類結(jié)構(gòu)往往因為混凝土澆筑施工的困難而限制采用?！?避免了振搗對模板產(chǎn)生的磨損?！?減少混凝土對攪拌機(jī)的磨損。·8可能降低工程整體造價。從提高施工速度、環(huán)境對噪音限制、減少人工和保證質(zhì)量等諸多方面降低成本。特性測試：自密實混凝土的‘自密實’特性的測試，已經(jīng)形成了系列標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法。各種試驗方法要求達(dá)到的指標(biāo)見表1。采用賓漢姆流變學(xué)模型的參數(shù)屈服值和塑性粘度，來描述新拌混凝土的流變學(xué)特性，則不同地區(qū)配制的自密實混凝土有一定差異。為了平衡混凝土流動性與抗離析的矛盾，日本使用較多的增粘劑和石粉，所配制的自密實混凝土屈服值低、粘度高。歐洲以冰島為代表則偏向采用高細(xì)度礦物材料如硅灰、粉煤灰，提高屈服值來保證自密實混凝土穩(wěn)定性。表1自密實混凝土工作性試驗方法與典型值范圍試驗方法測試性能典型值范圍按最大骨料調(diào)整適用場合單位最小最大1坍落流動度填充能力mm650800不需調(diào)整試驗室/現(xiàn)場2坍落流動度T50cm試驗（擴(kuò)展到50cm時間）填充能力秒25不需調(diào)整試驗室/現(xiàn)場3J環(huán)試驗通過鋼筋間隙能力mm010調(diào)整現(xiàn)場4V型漏斗試驗填充能力秒812最大16mm試驗室/現(xiàn)場5V型漏斗T5minutes試驗（靜置5分鐘后卸空漏斗的時間）抗離析性能秒0+3最大16mm試驗室/現(xiàn)場6L型箱試驗通過鋼筋間隙能力(h2/h1)0.81.0調(diào)整試驗室7U型箱試驗通過鋼筋間隙能力(h2-h1)mm030調(diào)整試驗室8填充箱試驗通過鋼筋間隙能力%90100調(diào)整試驗室9GMT篩析穩(wěn)定性試驗抗離析性能%015不需調(diào)整試驗室/現(xiàn)場10Orimet口下料試驗填充能力秒05最大16mm試驗室/現(xiàn)場設(shè)計自密實混凝土的設(shè)計、配制方法和調(diào)整方向，在下面‘?dāng)U展閱讀’所列文獻(xiàn)中有詳細(xì)介紹。自密實混凝土的配合比設(shè)計,需要充分考慮自密實混凝土流動性、抗離析性、自填充性、漿體用量和體積穩(wěn)定性之間的相互關(guān)系及其矛盾。自密實混凝土對工作性和耐久性的要求較高，因此自密實混凝土配合比設(shè)計應(yīng)該主要在這兩方面下功夫。配制原理配制自密實混凝土的原理是通過外加劑、膠結(jié)材料和粗細(xì)骨料的選擇與搭配和精心的配合比設(shè)計,將混凝土的屈服應(yīng)力減小到足以被因自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力克服,使混凝土流動性增大,同時又具有足夠的塑性粘度,令骨料懸浮于水泥漿中,不出現(xiàn)離析和泌水問題,能自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間,形成密實且均勻的膠凝結(jié)構(gòu)。配置措施在配制中主要應(yīng)采取以下措施:1)借助以萘系高效減水劑為主要組分的外加劑,可對水泥粒子產(chǎn)生強(qiáng)烈的分散作用,并阻止分散粒子凝聚,高效減水劑的減水率應(yīng)≥25%,并應(yīng)具有一定的保塑功能。摻入的外加劑的主要要求有：①與水泥的相容性好;②減水率大;③緩凝、保塑。2)摻加適量礦物摻合料能調(diào)節(jié)混凝土的流變性能,提高塑性粘度,同時提高拌合物中的漿固比,改善混凝土和易性,使混凝土勻質(zhì)性得到改善,并減少粗細(xì)骨料顆粒之間的摩擦力,提高混凝土的通阻能力。3)摻入適量混凝土膨脹劑,,可提高混凝土的自密實性及防止混凝土硬化后產(chǎn)生收縮裂縫,提高混凝土抗裂能力,同時提高混凝土粘聚性,改善混凝土外觀質(zhì)量。4)適當(dāng)增加砂率和控制粗骨料粒徑≤20mm,以減少遇到阻力時漿骨分離的可能,增加拌合物的抗離析穩(wěn)定性。5)在配制強(qiáng)度等級較低的自密實混凝土?xí)r可適當(dāng)使用增粘劑以增加拌合物的粘度。6)按結(jié)構(gòu)耐久性及施工工藝要求,選擇摻合料品種,取代水泥量和引氣劑品種及用量。配置前應(yīng)確定的參數(shù)配制自密實混凝土應(yīng)首先確定混凝土配制強(qiáng)度、水膠比、用水量、砂率、粉煤灰、膨脹劑等主要參數(shù),再經(jīng)過混凝土性能試驗強(qiáng)度檢驗,反復(fù)調(diào)整各原材料參數(shù)來確定混凝土配合比的方法。配合比的突出特點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。配合比設(shè)計采用的方法從國內(nèi)自密實混凝土研究的文獻(xiàn)上看,自密實混凝土配合比設(shè)計一般采用全計算法和固定砂石體積含量法。全計算法的基本觀點為：①混凝土各組成材料括固、氣、液三相有體積加和性石子的空隙由干砂漿填充；②石子的空隙由干砂漿填充；③干砂漿的空隙由水填充；④干砂漿由水泥、細(xì)摻料、砂和空隙組成。固定砂石體積含量計算法是根據(jù)高流動自密實混凝土流動性及抗離析性和配合比因素之間的平衡關(guān)系,在試驗研究的基礎(chǔ)上得到的一種能較好適應(yīng)高流動自密實混凝土的特點和要求的配合比計算方法。技術(shù)要求為了達(dá)到不振動能自行密實，硬化后具有常態(tài)混凝土一樣的良好物理力學(xué)性能，配制的混凝土在流態(tài)下必須滿足以下要求：黏性適度在流經(jīng)稠密的鋼筋后，仍保持成分均勻。如果黏性太大，滯留在混凝土中的大氣泡不容易排除。黏度用混凝土的擴(kuò)展度表示，要求在500—700mm范圍內(nèi)。如黏性過大即擴(kuò)展度小于500mm時，則流經(jīng)小間隙和充填模板會帶來一定的困難;如果黏性太小即擴(kuò)展度大于700mm后，則容易產(chǎn)生離析。因此，自密實混凝土要求粉體含量有足夠的數(shù)量，粗骨料應(yīng)采用5～15mm或5～25mm的粒徑，且含量也比普通}昆凝土少。絕對體積應(yīng)在0.28～0.33m3之間。含砂率應(yīng)在so%左右。具有良好的穩(wěn)定性澆筑前后均不離析、不泌水，粗細(xì)骨料均勻分布，保持混凝土結(jié)構(gòu)的勻質(zhì)性，使水泥石與骨料、混凝土與鋼筋具有良好的黏結(jié)，保持混凝土的耐久性。采用適當(dāng)?shù)乃冶热绻哟笏冶?，增加用水量，雖然會增大流動度，但黏性降低?；炷恋挠盟繎?yīng)控制在150～200kg/m。之間。要保持混凝土的黏性和穩(wěn)定性，只能依靠摻加高效減水劑來實現(xiàn)。采用聚羧酸類減水劑比較好，也可采用氨基磺酸鹽，摻量為o.8%～1.2%(占水泥重量)?？刂品垠w含量要保持混凝土具有良好的穩(wěn)定性，粉體含量是關(guān)鍵。混凝土中小于80tim的粉體含量即膠凝材料用量應(yīng)在000～600kg/m3之間。當(dāng)水泥用量較多時，可以摻用粉煤灰、礦渣粉或石灰石粉取代一部分水泥，以降低水化熱量。必要時，可以采取減少水泥用量、摻用少量的增黏劑，以保持適度的黏性。一般采用生物聚合物多糖增黏劑。[1]混凝土結(jié)構(gòu)自密實混凝土為什么能具有常態(tài)混凝土的良好力學(xué)性能。要搞清這個問題，還須從混凝土的微結(jié)構(gòu)理解。水泥石與骨料間的界面區(qū)，是混凝土結(jié)構(gòu)最薄弱的部位：與水泥石比較，界面區(qū)具有不同的結(jié)構(gòu)和相分布，界面區(qū)孔隙增加，晶體相較軟弱，滲透性大。新拌混凝土的流動性和振搗作用，在很大程度上促進(jìn)了界面區(qū)的形成。在普通混凝土中，界面區(qū)的孔隙率高于水泥石的孔隙率。由于振動影響產(chǎn)生的微泌水形成的孔隙結(jié)構(gòu)，氣泡聚集以及界面區(qū)局部水灰比較大的情況比較嚴(yán)重。由于自密實混凝土黏性好，泌水少，加上不需要振搗，因而減少了微泌水，水泥石的孔隙率尤其是界面區(qū)的孔隙率顯著低于普通混凝土，而且均勻分布于界面區(qū)和水泥石本體之中。同時由于自密實混凝土摻入了較多的粉煤灰，水化中消耗了較多的氫氧化鈣，大大減少了界面區(qū)氫氧化鈣晶體的形成。減少了氫氧化鈣這一軟弱晶體的形成，就改善了自密實混凝土的界面區(qū)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)密實，強(qiáng)度提高，滲透性低，就能夠提高耐久性能。自密實混凝土的原材料：

1）粗細(xì)骨料

粗骨料的粒形、尺寸和級配對自密實混凝土拌和物的工作性，尤其是對拌和物的間隙通過性影響很大。顆粒越接近圓形，針、片狀含量越少，級配越好，比表面積就越小，空隙率就越小，混凝土拌和物的流動性和抗離析性、自密實性就好；粗骨料的最大粒徑越大，混凝土拌和物流動性和間隙通過性就越差，但如果粒徑過小，混凝土的強(qiáng)度和彈性模量將降低很多。為了保證混凝土拌和物有足夠的粘聚性和抗堵塞性，以及足夠的強(qiáng)度和彈性模量，故宜選用粒徑較小（5～20mm）、空隙率小、針片狀含量?。ā?％）、級配較良好的粗骨料。

為了使自密實混凝土有好的粘聚性和流動性，砂漿的含量就較大，砂率就較大，并且為了減小用水量，故細(xì)骨料宜選用細(xì)度模數(shù)大（2.7～3.2mm）的偏粗中砂，砂子的含泥量和泥塊含量也應(yīng)很小。

2）外加劑

自密實混凝土由于其流動性高，粘聚性、保塑性好，水泥漿體豐富，拌制用水量就大，為了降低膠凝材料的用量和保證混凝土具有足夠的強(qiáng)度，就必須摻用高效的混凝土減水劑，來降低用水量和水泥用量，以獲得較低的水灰比，使混凝土結(jié)構(gòu)具有所需要的強(qiáng)度。因此高效的混凝土減水劑是配制自密實混凝土的一種關(guān)鍵原材料。

自密實混凝土對外加劑性能的要求是：能使混凝土拌和物具有優(yōu)良的流化性能、保持流動性的性能、良好的粘聚性和泵送性、合適的凝結(jié)時間與泌水率，能提高混凝土的耐久性，對混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和變形性影響力能無不良。因此它不是一種簡單的減水劑，而是一種多功能的復(fù)合外加劑，具有減水流化、保塑、保水增粘、減少泌水離析、抑制水泥早期水化放熱等多功能。

另外，根據(jù)工程的實際情況，為了增加混凝土結(jié)構(gòu)的密實性和耐久性，還可摻入一定量的混凝土膨脹劑。

3）膠凝材料

根據(jù)自密實混凝土的性能要求，可以認(rèn)為適于配制自密實混凝土的膠凝材料應(yīng)具有以下特性：（1）和外加劑相容性好，有較低需水性，能獲得低水灰比下的流動性、粘聚性保塑性良好的漿體（2）能提供足夠的強(qiáng)度（3）水化熱低、水化發(fā)熱速度小（4）早期強(qiáng)度發(fā)展?jié)M足需要。由此可見，單一的水泥膠凝材料已無法滿足要求，解決的途徑是將水泥和活性細(xì)摻和料適當(dāng)匹配復(fù)合來滿足自密實混凝土對膠凝材料的需要。

水泥應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)稠度低、強(qiáng)度等級不低于42.5Mpa的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。

活性細(xì)摻和料是配制自密實混凝土不可缺少的組分，它能夠調(diào)節(jié)漿體的流動性、粘聚性和保塑性，從而調(diào)節(jié)混凝土拌和物的工作性，降低水化熱和混凝土溫升，增加其后期強(qiáng)度，改善其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高混凝土的耐久性，并且還能抑制堿-集料的發(fā)生。

粉煤灰是用煤粉爐發(fā)電的電廠排放出的煙道灰，由大部分直徑以μm計的實心或中空玻璃微珠以及少量的莫來石、石英等結(jié)晶物質(zhì)所組成。在粉煤灰的化學(xué)組成中，SiO240～60%,AL2O317～35%,它們是粉煤灰活性的主要來源。當(dāng)在混凝土摻入粉煤灰后，由于其獨特的球形玻璃體結(jié)構(gòu)能在混凝土中起“潤滑”作用而改善拌和物的工作性，其次由于粉煤灰顆粒填充于水泥顆粒之間，使水泥顆粒充分“解絮”擴(kuò)散，改善了拌和物的和易性，增強(qiáng)了粘聚性和澆筑密實性；當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)硬化后，粉煤灰中的活性SiO2和AL2O3將緩慢與水泥水化反應(yīng)生成的Ca(OH)2發(fā)生水化反應(yīng)（即二次水化反應(yīng)）,使混凝土結(jié)構(gòu)更致密，后期強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)耐久性也不斷提高；在混凝土摻入粉煤灰后，可降低水泥的用量，使水化熱的峰值降低，有利于大體積混凝土的施工和避免混凝土結(jié)構(gòu)開裂。另外由于粉煤灰的價廉易得，因此是配制自密實混凝土首選的摻和料。缺點就是其抗碳化性差。

磨細(xì)高爐礦渣是高爐礦渣經(jīng)水淬和磨細(xì)成的一種活性細(xì)摻和料。它除了由于水淬形成了大量的球狀玻璃體，還含有鈣鎂鋁黃長石和很少量的硅酸一鈣或硅酸二鈣等結(jié)晶態(tài)組分，它具有微弱的自水硬性，比粉煤灰的活性更高。磨細(xì)高爐礦渣摻入混凝土的作用類似于粉煤灰摻入混凝土的作用，但其抗離析性差。

不同外摻料在混凝土中的作用有各自的作用，并且都有各自的優(yōu)缺點。根據(jù)復(fù)合材料的“超疊效應(yīng)”（Symergistic）原理，