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摘要：自密实混凝土目前作为一种新型材料在建筑工程中被广泛采用。本文主要介绍了自密实混凝土在两类工程中的应用——钢管自密实混凝土及纤维自密实混凝土。通过工程实例分析了自密实混凝土优良的工程实用价值和广阔的应用前景，为自密实混凝土的工程实际应用提供参考。
关键词：自密实混凝土；钢管混凝土；高性能；试验方法
中图分类号： TV331 文献标识码： A
1、前言
自密实高性能混凝土是在较低水灰比条件下，通过掺入高效减水剂，合理使用活性掺合料，优化混凝土集料的级配而配制出的新型混凝土材料。与普通混凝土相比，自密实混凝土的性能具有以下特点：
1）自密实混凝土比一般高流态混凝土的流动性更好，穿越钢筋的能力和抗离析能力更强。在施工过程中无需振捣，仅靠自重就能自由流动穿过密集钢筋及复杂形体并填充到模板内的各个角落；
2）自密实混凝土在施工过程中可大大降低施工噪声、减少能源消耗；
3）自密实混凝土在施工过程中可减轻施工强度，最大限度地减少建筑工人在狭小空间的劳动时间，加快施工速度，保证和提高施工质量；
4）自密实混凝土的均质性好，蜂窝、孔洞等缺陷少，所以混凝土硬化后具有优良的力学性能和耐久性能。
自密实混凝土这一概念最早由日本学者Okamura于1986 年提出。随后，东京大学的Ozawa等开展了自密实混凝土的研究。1988 年，自密实混凝土第一次使用市售原材料研制成功，获得了满意的性能，包括适当的水化放热、良好的密实性以及其他性能。
近20 年来，由于自密实混凝土的优越性，自密实混凝土的研究与应用实践在世界范围内广泛展开。为促进我国自密实混凝土技术的发展，中南大学等单位于2005 年在湖南长沙举办了我国第一次自密实混凝土技术方面的国际研讨会，综合评述了自密实混凝土的设计方法与配制技术、拌合物性能与硬化性能及其工程应用等方面的研究进展，并对其未来的发展与应用前景进行了展望，自密实混凝土已经成为高性能混凝土发展的热门课题之一。
2、自密实混凝土工作性能试验方法
混凝土拌合物的工作性能与其工程应用实践存在直接联系。因而，由于工业、工程应用实践等方面的相关需求，促使不少学者对自密实混凝土拌合物的工作性能开展了较为广泛的研究。随着自密实混凝土应用领域的拓展，自密实混凝土工作性的检测方法及其评价指标成为研究的焦点。新拌混凝土的流变性能是随时间变化的，而传统的静态方法 (如坍落度试验) 无法描述新拌混凝土的动态特征及流变特性。目前国际上有一些先进的试验方法可供研究自密实混凝土的流变性能和工作度参考，如:流变仪试验、流动槽试验、坍落流动度试验、坍落扩展度试验、J 型环试验、L 槽试验、U 型仪试验、湿筛离析试验和渗入试验等。
3、自密实混凝土的应用
自密实混凝土由于其优异的性能特点，给其工程应用带来了极大的便利及广阔的前景，特别是在一些截面尺寸小的薄壁结构、密集配筋结构等工程施工中显示出明显的优越性。目前，自密实混凝土已广泛应用于一些新建的大型建筑结构、桥梁以及既有结构的修复加固工程中。根据不同的实际工程需要，已成功开发出不同类型的自密实混凝土，如大体积自密实混凝土、自密实钢管混凝土、补偿收缩自密实混凝土、自密实钢纤维混凝土、自密实轻集料混凝土、自密实再生骨料混凝土等，下面简要介绍一下自密实混凝土在两类工程中的应用：
3.1 自密实钢管混凝土
钢管混凝土具有承载力高、塑性和抗震性能好，经济效果显著和施工方便简洁等诸多优点，从发明开始就一直受到工程界的重视，进入上世纪90年代以来，钢管混凝土作为一种新型组合材料，在工程实践中己经得到越来越广泛的应用。近年来钢管混凝土的发展在我国取得了令人瞩目的成就，在高层结构、大跨空间结构中的應用逐年增多。然而无论是高层建筑物的钢管混凝土柱，还是钢管混凝土拱桥，都存在着钢管核心混凝土在施工中振捣困难，甚至无法振捣的问题。众所周知，钢管与其核心混凝土间的协同互补作用是钢管混凝土具有一系列突出优点的根本所在，混凝土浇筑质量直接影响到构件的承载力和钢管混凝土的复合弹性模量，从而影响到构件的安全性和能否正常工作，因此钢管核心混凝土的质量应该引起足够的重视[1]。钢管混凝土的管内混凝土为便于浇捣，要求混凝土坍落度大，和易性好，不泌水，不离析。采用自密实混凝土作为钢管核心混凝土，更能充分发挥两种材料的优点，有效避免了钢管混凝土拱桥施工中常见的混凝土离析、堵泵、钢管爆管、混凝土不均匀或不完全密实等问题，钢管自密实混凝土构件的力学性能也成为工程界和研究者关注的热点问题之一。
大连期货广场应用了自密实钢管混凝土，并且对钢管柱进行了超声波检测及切割、抽芯等破坏性试验。经试验，钢管柱内混凝土密实度较好，无蜂窝孔洞等现象，由于在钢管柱侧壁及隔板上均设置了排气孔，气泡排除较好，隔板下混凝土无气泡现象，混凝土质量较好。该工程的自密实钢管混凝土施工经验表明，采用自密实混凝土施工效率能提高2-3倍，尤其对于钢筋分布较为密集的区域，其效果更加明显，质量也有所提高。虽然材料成本有所增加，但从质量、工期、成本三控总目标来说，采用自密实混凝土施工的总体效益是可观的。
3.2 自密实纤维混凝土
对许多结构（智能结构、壳体结构、水下结构、桥梁结构等）而言，纤维自密实混凝土在配筋密集处以及降低环境噪音方面有着明显的优势。纤维自密实混凝土可作为结构补强与维修的优选材料之一。实践证明，与普通混凝土相比，纤维自密实混凝土不但具有良好的抗冲击性、耐久性以及界面粘结性，而且能够充分发挥纤维对混凝土的增强增韧作用，在配筋过密处替代部分箍筋、扩大箍筋间距，更有效的抵抗斜裂缝并提高混凝土浇筑的质量以及结构的安全度[2]-[3]。
4、展望
随着当前建筑结构的需要，自密实混凝土的市场将越来越大，对自密实混凝土拌合物性能的要求也越来越高。我们应该通过试验研究，提出更多有效的方法来满足实际工程的设计使用要求。为此，有必要进一步制定更加标准化、科学化以及实用化的自密实混凝土拌合物性能测试方法；进一步加强自密实混凝土的收缩开裂性能、自密实混凝土的抗碳化性能、护筋性能等耐久性方面的研究。相信在不久的将来，自密实混凝土技术会取得更大的突破，配制技术、经济性不再成为其广泛应用的障碍，自密实混凝土将成为真正普遍应用的“普通混凝土”。
参考文献：
[1]王国杰; 郑建岚. 自密实钢管混凝土的研究与应用. 混凝土. 2006, 3: 57-61
[2]丁一宁、董香军、王岳华. 混杂纤维自密实混凝土的强度和抗弯韧性.建筑材料学报，2005， 8（3）：294-298.
[3]丁一宁、王岳华、董香军、张峻翔. 纤维自密实高性能混凝土工作度的试验研究.土木工程学报，2005，11（38）：51-57.
关键词：自密实混凝土；钢管混凝土；高性能；试验方法
中图分类号： TV331 文献标识码： A
1、前言
自密实高性能混凝土是在较低水灰比条件下，通过掺入高效减水剂，合理使用活性掺合料，优化混凝土集料的级配而配制出的新型混凝土材料。与普通混凝土相比，自密实混凝土的性能具有以下特点：
1）自密实混凝土比一般高流态混凝土的流动性更好，穿越钢筋的能力和抗离析能力更强。在施工过程中无需振捣，仅靠自重就能自由流动穿过密集钢筋及复杂形体并填充到模板内的各个角落；
2）自密实混凝土在施工过程中可大大降低施工噪声、减少能源消耗；
3）自密实混凝土在施工过程中可减轻施工强度，最大限度地减少建筑工人在狭小空间的劳动时间，加快施工速度，保证和提高施工质量；
4）自密实混凝土的均质性好，蜂窝、孔洞等缺陷少，所以混凝土硬化后具有优良的力学性能和耐久性能。
自密实混凝土这一概念最早由日本学者Okamura于1986 年提出。随后，东京大学的Ozawa等开展了自密实混凝土的研究。1988 年，自密实混凝土第一次使用市售原材料研制成功，获得了满意的性能，包括适当的水化放热、良好的密实性以及其他性能。
近20 年来，由于自密实混凝土的优越性，自密实混凝土的研究与应用实践在世界范围内广泛展开。为促进我国自密实混凝土技术的发展，中南大学等单位于2005 年在湖南长沙举办了我国第一次自密实混凝土技术方面的国际研讨会，综合评述了自密实混凝土的设计方法与配制技术、拌合物性能与硬化性能及其工程应用等方面的研究进展，并对其未来的发展与应用前景进行了展望，自密实混凝土已经成为高性能混凝土发展的热门课题之一。
2、自密实混凝土工作性能试验方法
混凝土拌合物的工作性能与其工程应用实践存在直接联系。因而，由于工业、工程应用实践等方面的相关需求，促使不少学者对自密实混凝土拌合物的工作性能开展了较为广泛的研究。随着自密实混凝土应用领域的拓展，自密实混凝土工作性的检测方法及其评价指标成为研究的焦点。新拌混凝土的流变性能是随时间变化的，而传统的静态方法 (如坍落度试验) 无法描述新拌混凝土的动态特征及流变特性。目前国际上有一些先进的试验方法可供研究自密实混凝土的流变性能和工作度参考，如:流变仪试验、流动槽试验、坍落流动度试验、坍落扩展度试验、J 型环试验、L 槽试验、U 型仪试验、湿筛离析试验和渗入试验等。
3、自密实混凝土的应用
自密实混凝土由于其优异的性能特点，给其工程应用带来了极大的便利及广阔的前景，特别是在一些截面尺寸小的薄壁结构、密集配筋结构等工程施工中显示出明显的优越性。目前，自密实混凝土已广泛应用于一些新建的大型建筑结构、桥梁以及既有结构的修复加固工程中。根据不同的实际工程需要，已成功开发出不同类型的自密实混凝土，如大体积自密实混凝土、自密实钢管混凝土、补偿收缩自密实混凝土、自密实钢纤维混凝土、自密实轻集料混凝土、自密实再生骨料混凝土等，下面简要介绍一下自密实混凝土在两类工程中的应用：
3.1 自密实钢管混凝土
钢管混凝土具有承载力高、塑性和抗震性能好，经济效果显著和施工方便简洁等诸多优点，从发明开始就一直受到工程界的重视，进入上世纪90年代以来，钢管混凝土作为一种新型组合材料，在工程实践中己经得到越来越广泛的应用。近年来钢管混凝土的发展在我国取得了令人瞩目的成就，在高层结构、大跨空间结构中的應用逐年增多。然而无论是高层建筑物的钢管混凝土柱，还是钢管混凝土拱桥，都存在着钢管核心混凝土在施工中振捣困难，甚至无法振捣的问题。众所周知，钢管与其核心混凝土间的协同互补作用是钢管混凝土具有一系列突出优点的根本所在，混凝土浇筑质量直接影响到构件的承载力和钢管混凝土的复合弹性模量，从而影响到构件的安全性和能否正常工作，因此钢管核心混凝土的质量应该引起足够的重视[1]。钢管混凝土的管内混凝土为便于浇捣，要求混凝土坍落度大，和易性好，不泌水，不离析。采用自密实混凝土作为钢管核心混凝土，更能充分发挥两种材料的优点，有效避免了钢管混凝土拱桥施工中常见的混凝土离析、堵泵、钢管爆管、混凝土不均匀或不完全密实等问题，钢管自密实混凝土构件的力学性能也成为工程界和研究者关注的热点问题之一。
大连期货广场应用了自密实钢管混凝土，并且对钢管柱进行了超声波检测及切割、抽芯等破坏性试验。经试验，钢管柱内混凝土密实度较好，无蜂窝孔洞等现象，由于在钢管柱侧壁及隔板上均设置了排气孔，气泡排除较好，隔板下混凝土无气泡现象，混凝土质量较好。该工程的自密实钢管混凝土施工经验表明，采用自密实混凝土施工效率能提高2-3倍，尤其对于钢筋分布较为密集的区域，其效果更加明显，质量也有所提高。虽然材料成本有所增加，但从质量、工期、成本三控总目标来说，采用自密实混凝土施工的总体效益是可观的。
3.2 自密实纤维混凝土
对许多结构（智能结构、壳体结构、水下结构、桥梁结构等）而言，纤维自密实混凝土在配筋密集处以及降低环境噪音方面有着明显的优势。纤维自密实混凝土可作为结构补强与维修的优选材料之一。实践证明，与普通混凝土相比，纤维自密实混凝土不但具有良好的抗冲击性、耐久性以及界面粘结性，而且能够充分发挥纤维对混凝土的增强增韧作用，在配筋过密处替代部分箍筋、扩大箍筋间距，更有效的抵抗斜裂缝并提高混凝土浇筑的质量以及结构的安全度[2]-[3]。
4、展望
随着当前建筑结构的需要，自密实混凝土的市场将越来越大，对自密实混凝土拌合物性能的要求也越来越高。我们应该通过试验研究，提出更多有效的方法来满足实际工程的设计使用要求。为此，有必要进一步制定更加标准化、科学化以及实用化的自密实混凝土拌合物性能测试方法；进一步加强自密实混凝土的收缩开裂性能、自密实混凝土的抗碳化性能、护筋性能等耐久性方面的研究。相信在不久的将来，自密实混凝土技术会取得更大的突破，配制技术、经济性不再成为其广泛应用的障碍，自密实混凝土将成为真正普遍应用的“普通混凝土”。
参考文献：
[1]王国杰; 郑建岚. 自密实钢管混凝土的研究与应用. 混凝土. 2006, 3: 57-61
[2]丁一宁、董香军、王岳华. 混杂纤维自密实混凝土的强度和抗弯韧性.建筑材料学报，2005， 8（3）：294-298.
[3]丁一宁、王岳华、董香军、张峻翔. 纤维自密实高性能混凝土工作度的试验研究.土木工程学报，2005，11（38）：51-57.