1级
间距为35～
间距为35～
60mm
60mm
自密实
钢筋的最小净 钢筋的最小净
等级划 2级 分标准
间距为60～ 200mm
间距为60～ 200mm
未提出分级概 未提出分级概
念
念
钢筋的最小净 钢筋的最小净
3级 间距200mm以 间距200mm以 上和素混凝土 上和素混凝土
骨料最大粒径
1级
单位体积 粗骨料量
1.3.2砂和水泥浆 试验表明，砂浆的体积砂率超过42%时，堵塞随
体积砂率的增加而增加；当砂浆的体积砂率达到 44%时，堵塞几率为100%，所以砂浆的体积砂率 不能超过44%。
虽体积砂率小于42%时完全不堵塞，但砂浆的收 缩随体积砂率的减小而增大，故一般情况下体积砂 率也不宜低于42%。
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31
自密实混凝土的配置
原材料：
考虑到工作性要求及坍落度经时损失小，应优先选择C3A 和
水泥
碱含量小、标准稠度需水量低的水泥。所选水泥要符合GB175-
2007《通过硅酸盐水泥》的要求。
骨料
应选择质地坚硬、密实、洁净的骨料。粗骨料针片含量少, 最大粒径一般在16mm～20mm范围。细骨料宜选用级配良好 的中砂，砂中所含小于0.125 mm 的细粉对SCC 流变性能非常 重要,一般要求不低于10 %。
武汉理工大学本科课程
混凝土高性能化及其工程应用
第三节 自密实混凝土
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2009年8月15日，广州西塔将C100超高性能免振自密实混凝土一次泵送至 440.75米高度的直升飞机停机坪，继前两次试验成功后再创新高度。
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自密实混凝土简介
2
自密实混凝土制作
3
国内外标准对比
4
自密实混凝土工程应用
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自密实混凝土的配置
原材料
外加剂(高效减水剂)
Me H CH2 C
C=O OM x
Me CH2 C
C=O O (EO)a Me
H y
聚羧酸
如今、所有的大流动 性混凝土都使用聚羧 酸系外加剂。
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自密实混凝土的配置 原材料
外加剂(粘度剂)
主要成分
纤维素系水溶性高分子 乙二醇系水溶性高分子 丙烯基系水溶性高分子 多糖類聚合物（β聚糖） 水溶性多糖类（韦兰胶质）
1.体积水粉比过大
问题
原因分析
泌水、抓底
1.外加剂适应性不佳 2.粉体及颗粒级配不佳 3.配合比设计不当
SCC保塑时 1.外加剂掺量过低
间短
2.外加剂保塑性能力差
外加剂用量 过高
1.外加剂与水泥适应性 问题
2.粉煤灰中含碳量过高
3.砂中细粉含量过高
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国内外标准对比
国内标准
《自密实混凝土设计与施工指南》CCES02-2004（中国土木工程学会） 《自密实混凝土应用技术规程》CECS203-2006（中国工程建设标准化协会）
水粉比
155~180kg 0.80~1.15
155~175kg 0.85~1.15
不超过200kg 0.8~1.10
矿物掺合料
石粉：石灰石、白云石、花岗岩等的磨细粉, 用于改善和
保持SCC 的工作性。
粉煤灰：火山灰质掺合料，能够改善SCC 的流动性，有
பைடு நூலகம்
利于硬化混凝土的耐久性。
磨细矿渣：火山灰质掺合料，能改善和保持SCC 的工作
性，有利于硬化混凝土的耐久性。
微硅粉：高活性火山灰质掺合料，用于改善SCC 的流变
性能和抗离析能力,提高硬化混凝土的强度和耐久性。
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试验2：粉煤灰和胶凝材料对自密实混凝土强度影响
粉煤灰掺量对自密实高性能混凝土强度影响
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水泥为P.042.5R 水泥为P.032.5
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胶凝材料用量对自密实高性能混凝土强度影响
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水泥为P.042.5R 水泥为P.032.5
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自密实混凝土配合比设计方法
设计方法依据
自密实性能的影响因素
水泥用量
拌合水用 量
骨料级配
减水剂用 量
自密实 性能
骨料用量
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自密实混凝土配合比设计方法
1.1粗骨料的影响
在粗骨料最大粒径与障碍物间距相差较多时，影响砼流动 性能的主要因素为粗骨料在砼中所占的体积比例，粗骨料 的粒形和粒径对砼的流动性能并无明显影响。 但如果障碍物间距与粗骨料最大粒径接近的话，则需考虑 粗骨料的粒形、粒径和级配的影响。 因此在自密实砼配合比设计时，应控制粗骨料的用量和最 大粒径。
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自密实混凝土配合比设计方法
1.2 流动性和抗离析性的平衡 当砼的流动性增大时，抗离析性将随之减小，而
自密实砼的特点是具有高流动性并且具有较好的抗 离析性能。
所以通过控制用水量、外加剂用量使自密实砼的 流动性和抗离析性达到平衡是自密实砼配合比设计 的关键。
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自密实混凝土配合比设计方法 1.3固液两相物质的相互作用
雷克雅未克 芝加哥
参加国 15 国家 20 国家 20 国家
31 国家 34 国家
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自密实混凝土国内外研究现状
1993年来，国内的研究机构越来越关注自密实混凝土 方面的研究。中南大学，清华大学，原重庆建筑大学 和武汉理工大学等相继开展自密实混凝土的配置和性 能等研究。
1998年，中建二局南方公司承建的施工高度为352.2m 的深圳赛格广场钢管混凝土中使用了高抛免振捣自密 实混凝土。
砼
粗
骨
料
水
水
泥
浆
砂
粉
浆
体 材
砂
料
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自密实混凝土配合比设计方法
1.3.1粗骨料与砂浆 具有良好流变性能的混凝土拌合物因具备
两个要素：较小的骨料体积含量和具有足够 黏度的砂浆。
自密实砼粗骨料松堆体积含量因控制在 0.500~0.550m³/m³
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4.5自密实混凝土配合比设计方法
锡宜高速公路、京杭运河大桥跨沪宁铁路、京杭大运 河在施工中采用了C50自密实微膨胀混凝土。
深圳南方国际广场的施工中，使用了C100自密实钢管 混凝土；武汉国际会展中心的主楼中庭轴的钢骨混凝 土中使用了C40高保塑自密实混凝土
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适用场合
■沉井连续墙
■预制混凝土
■钢管柱
■水坝挡水墙
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自密实混凝土分类
自密实混凝土力学性能
混凝土的强度主要决定于三个方面： （1）胶结材料硬化后的强度 （2）胶结材料与骨料的粘结强度 （3）粗骨料的颗粒及骨架强度
自密实混凝土的力学性能试验主要包括不同龄期和配合 比对抗压强度、劈裂强度、抗折强度、弹性模量的影响。
试验1：自密实混凝土基本力学性能 配合比
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自密实混凝土的配置
配合比
砂率 减小砂浆与粗骨料之间的相互分离作用,还可通过增加混凝土
砂率的办法加以实现,但砂率值过大会影响SCC 的弹性模量和抗 压强度,一般宜控制在40 %～45 %。
掺合料用量 可以按净浆和砂浆流动度试验确定不同种类掺合料的具体用量,
也可根据实际情况和经验选取合理值,可大于胶凝材料总量的30 %。
自密实混凝土产生的背景
1.普通混凝土在浇筑过程中，由于一些客观原因，不能保证混凝土 完全密实，导致混凝土耐久性不良。
2.在配筋稠密且复杂的工程，或者是在一些特种薄壁结构、高细结 构、浅埋暗挖工程、隧道和地下结构中，混凝土振捣密实困难。
3.商品混凝土的发展，对新拌混凝土的大流动性及在运输、浇筑过 程中较长的保塑性提出了新的要求。
2004规程中，对外加剂的要求：28d收缩率比不宜大于100%。若有 必要，可掺加增塑剂。胶凝材料总用量范围可为： 450-550kg/m3。
2006规程中，对于某些低强度等级的自密实混凝土，仅靠增加粉体 量不能满足浆体粘性时，可通过试验确认后适当增加增稠剂。单位体积 粉体量0.16-0.23 m3。
2级
25mm 0.28~0.30m3 0.30~0.33m3
20或25mm 0.28~0.30m3 0.30~0.33m3
20mm
10~20mm
0.28~0.35m3 （未分级）
未分级，也为 提出明确界限
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国内外标准对比
我国规程与国外规范对比
《规程》
日本规范
欧洲规范
法国规范
单位体积用水 量
水灰比 水灰比按混凝土强度、耐久性选择确定,一般在0.4 以下,且用水
量不宜超过200 kg/m3 。
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自密实混凝土的配置
设计的基本参数
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自密实混凝土的配置
试配中存在的问题
问题 充填性能 不足
流动性不 足
粘性过大
抗离析性 不足
原因分析
1.流动性不足 2.粘性过大 3.骨料用量过多 1.外加剂用量不足 2.体积水粉比过大 3.原材料性能不佳 4.配合比设计不当 1.体积水粉量过低 2.外加剂用量不足 3.细骨料过细
自密实混凝土的工作机理
按照流变学理论，新拌混凝土属于宾汉姆流体，其流 变方程为
T=To+ηγ
式中：T 为剪切应力 To 为屈服剪切应力
η 为塑性粘度 γ 为剪切速度
To是阻碍塑性变形的最大能力，由材料之间的附着力
和混摩凝擦土力产引生起流，动它。η支是配反了映拌流合体物各的平变流形层能之力间；产当生T的>与To流时，