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摘要：混凝土工程在任何工程中都扮演着重要角色，自密实混凝土作为一种具备多种优良性能的混凝土更是被广泛应用于各类工程中。配合比在混凝土配置中起着指导作用，决定着混凝土的性能和强度等一系列参数，但我国目前对于自密实混凝土配合比计算还处于经验指导，缺乏统一的设计规范，故本文就自密实混凝土配合比设计方法展开讨论。
关键词：自密实混凝土；配合比设计；流动性；参数法
引言：改革开放四十年来，我国经济发展取得巨大成果，社会主义市场经济空前繁荣，极大地推动了城市化进程，建筑工程技术水平也随之提高。混凝土在建筑工程中扮演着“士兵”的角色，是“军队”的根基所在，因此国内外对于混凝土的研究热度也与日俱增，其中自密实混凝土因其具备众多优异的性能而被广泛运用。
1 自密实混凝土概念
自密实混凝土是指不需要振动密实，仅依靠重力作用，混凝土能自行在致密的钢筋间流动并填充模板缝隙，同时获得良好的强度和密实度的混凝土。自密实混凝土萌芽自70年代的欧洲，那时只需微振捣的混凝土才被开始运用，直到80年代末，日本为解决施工人员的流失和提高混凝土质量的诉求，才逐渐形成对自密实混凝土系统地运用。
自密实混凝土因其数量庞大的优点被归为高性能混凝土。高性能混凝土不是一个混凝土类别，而是同样具备众多优点、运用新型技术的混凝土的统称。自密实混凝土虽在凝固后与普通混凝土强度、耐久度无明显区别，但其相较于普通混凝土，在拌和后至初凝前具有良好的流动性、保水性和抗离析性，且在灌注时明显节省人力，因其具备自密实性，易产生噪音的振捣棒被取消，有效改善了施工现场的噪音污染问题。
2 国内外发展状况
欧洲国家普遍人口基数较小，因自密实混凝土具有节省人力的优点，在欧洲建筑工程中被广泛运用。《SCC在欧洲的实际地位（及将来发展）》一文中指出，自密实混凝土在各国家预拌温凝土的比重，其中意大利和芬兰并列第一，比重都为30%，西班牙25%至30%位居第二，美国以10%至40%的比重位居第三。欧洲、日本等国对于自密实混凝土运用较早，并在长达四十年的研究和施工经验的积累后，在技术和性能上相比于世界其他各国要更加成熟，运用也更加广泛。
我国正式研究并将自密实混凝土投入运用是源自1996年的《免振捣自密实混凝土的研究与应用》一文，但近年来我国在自密实混凝土领域也斩获丰厚的成果，已从最初研究配合比、骨料种类和性能、强度等基本问题，转对加入新型外加剂和骨料、提高经济效益、创造高性能的研究。由于成本和技术要求越来越低，在国内被广泛应用于工民建、道路、桥梁、隧道等大型工程中。
3自密实混凝土优缺点
3.1 优点：
1.加快工程进度。由于在浇筑过程中无需工人进行振捣，明显加快混凝土浇筑速度。
2.节约人工成本。由于不需要人工振捣，每个工人的劳动强度相对减小，因此在实际施工中可适当减少工人数量。
3.降低噪音污染。由于不需振捣，因此可有效降低由振动棒引起的噪音污染。
4.提高表层平整度。由于自密实混凝土仅在重力作用下可有效填充模板空隙，因此拆下模板时混凝土表面平整且能呈现模板纹理。
5.丰富适用情况。由于自密实混凝土具备优异的流动性和抗离析性，因此可浇筑成复杂外形和结构，同时也适用于配筋较密的构件浇筑。
6.降低工具器械磨损。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于不需要振捣，有效降低混凝土对振动棒的磨损和振动棒对模板振捣时产生的破坏。
3.2 缺点：
1.环境要求严格。相较于普通混凝土，对于施工环境的要求较高，例如在温度较低时，硬化后耐久度明显不如混凝土。
2.可重复性差。在实验室用科学的方法配置的功能完好的自密实混凝土，用相同的配合比运用到实际工程中可能达不到预期效果。
3.地域性要求高。各地施工现场具备不同的气候和温度，使材料性能有所差异，所以即便是使用相同的配合比，但骨料、材料产地不同最后效果也千差万别。
4.缺乏科学性。我国目前对于自密实混凝土依旧停留在依靠实验和经验的摸索、总结，得出配合比，依旧缺乏一套科学的理论去论述配合比的建立。
4自密实混凝土配合比设计方法
4.1 全计算法
全计算法是一种运用较为普遍的混凝土配合比计算方法，它是一种定量的计算方法，通过对混凝土效果的要求，约束混凝土强度、砂率、骨料系数等条件，通过经验型的计算方法计算出砂率、水灰比、外加剂添加量，并将这些数据总和成自密度混凝土的配合比，但这种传统的混凝土配合比计算方法得出的砂率和强度常常不符合要求。
因此有学者对全计算法进行改进，采用固定砂石含量体积代替传统的砂率。在新型计算法中，通过设定每方混凝土中骨料的堆积体积和水泥砂浆中砂的体积，进而得到骨料和水泥砂浆的用量、砂和水泥用量。最后根据以往经验中的水胶比，得出总用水量和凝胶材料用量，再由凝胶材料用量确定骨料和水泥砂浆用量。
4.2 简易配合比法
此方法的基本原理是使水泥砂浆尽可能充满骨料空隙中。进行该计算前应首先选定自密实混凝土中处于密实状态的骨料与处于松散状态的骨料质量间的比值，也就是骨料密实因数，再运用公式初步计算粗、细骨料用量，选定符合要求的水灰比，自密实混凝土强度要求计算水泥用量，根据已知条件和结果求出矿物掺合料质量，最后确定总用水量，运用这些材料质量间的比例确定最终的配合比。
4.3 绝对体积法
在进行大量的自密实混凝土配合比实验中，对混凝土中各种材料的质量、体积比重进行统计，并进行大数据分析，计算出每种材料在混凝土中所占百分数，制定科学的参数范围以便以后选用。在运用这种方法时，通过混凝土强度和水灰比要求，根据各材料质量所占参数范围，计算出各种材料的质量，综合数据后得出配合比。
4.4 参数设计法
这也是依据总结大量试验经验和数据得出的一种方法，但此种方法对指导自密实混凝土配合比的计算具有一定意义。其实对比多种配合比计算方法后不难看出，混凝土配合比计算无非就是算出水、砂、水泥、骨料间的比例关系，也就是通过计算去约束限制它们的用量区间以及这些参数的内在联系。参数法就是依据已知条件，给定混凝土四个重要参数——粗骨料系数、砂拨开系数、掺合料系数及水胶比，从而利用这四个参数作为约束条件去求解各材料比例的关系。这种方法是针对施工现场具体材料和具体环境去确定各材料的参数范围。
5结语
本文就提出的四种配合比计算方法对自密度混凝土配合比计算重新定义。四种方法大多都是以大量实验数据和经验为基础提出的，但又不缺乏科学严谨的分析，对自密度混凝土配合比计算具备一定的指导意义。但所进行配合比推算实验都是在实验室完成，且采用材料较为严格，在实际工程运用中可能造成自密实混凝土流动性较差、强度相对较低的问题，但在日后实验中会使实验情况更贴合实际生产生活。
参考文献
[1]王海娜.自密实混凝土的骨料比表面法配合比设计及其基本性能研究[D].浙江:浙江大学, 2015.
[2]龚灵力,金南国,何小勇,金贤玉.基于骨料信息的自密实混凝土配合比设计新方法[J].浙江大学学报(工学版), 2016 (4): 826-830.
论文作者:张亭亭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/15
标签：混凝土论文; 密实论文; 骨料论文; 材料论文; 用量论文; 强度论文; 参数论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;