余 曼 　马嘉豪　 张 娟 　武庆丰　 陈 征 　 林 羿

(北方工业大学土木工程学院，北京　100144)

1986年，日本学者Okamura提出了自密实混凝土(Self-Compacting Concrete，简称SCC)的概念。此后，关于自密实混凝土的研究由东京大学的Ozawa等带头进行。1988年，有学者第一次成功使用市场上销售的原材料配制出性能优良的自密实混凝土，配制出的自密实混凝土具有适当的水化放热、良好的密实性，此为自密实混凝土的推广应用打下了基础[1]。自密实混凝土因其在施工中无需振捣设备和抹面工序的特性，养护和材料运输的工作量相较于常规混凝土将大大减少[2]。一个国家混凝土行业技术水平高低有很多衡量标准，而自密实混凝土所占比重成为其中的重要指标。在许多发达国家，自密实混凝土已达使用混凝土总量的30%～50%。然而我国目前年用量相较而言比例很少，并且在该方面的研究也还尚处于发展阶段。

所谓自密实性，是指自密实混凝土的免振工作性能，包括流动性、抗离析性和自填充性。有效获取工作性参数是对新拌混凝土工作性进行评判的前提，也是针对不同的施工环境条件选择合适工作性混凝土的重要依据。因此，对新拌混凝土工作性进行科学测试是混凝土研究的重要内容，而目前的自密实混凝土的试配和生产中有以下几点要求：1)优良的流动性；2)抗离析性；3)间隙通过性。

使用自密实混凝土，可以节约劳动力，减少噪声污染，保证工程质量。近年来，国内外混凝土界已将自密实混凝土作为研究的热点之一，本文主要就实验、工程中检测自密实混凝土工作性能的方法进行介绍。

1　自密实混凝土性能等级指标

从自密实混凝土这一概念提出到现在，国内外学者提出了很多自密实混凝土工作性能的检测方法，无论试验室中还是实际工程应用中，都不可能一一测试来评价。我国目前所用的检测规程为CECS 203:2006自密实混凝土应用技术规程[3]，规程中根据不同试验的检验指标将混凝土的自密实性能等级分为三级，其指标应符合表1中的要求。

表1　自密实混凝土性能等级指标

2　自密实混凝土工作性能检测方法

近年来，国内外的学者和研究人员们提出了很多新型测量方法，以便更全面、科学地评价自密实混凝土的工作性能，如箱形流动法、L型流动仪方法、Orimet试验方法、O型及V型漏斗流动法等。

2.1　坍落扩展筒试验

自密实混凝土起源于日本，在日本自密实混凝土的相关技术发展得很快，从1993年起便开始大批量使用免振捣自密实混凝土，这缘于自密实混凝土不仅可以节省一批专业技术工人、减少施工噪声污染，且施工质量好。至20世纪90年代后期，全日本混凝土浇筑量的50%以上都在使用自密实混凝土[4]。1998年，《自密实混凝土施工指南》由日本建筑学会制订出版，指南中规定，坍落扩展度可作为自密实混凝土的流动性的指标。2002年，欧洲制订了《自密实混凝土规范和指南》，该指南中也规定了自密实混凝土工作性能检测时需进行坍落扩展度试验，检测方法与日本的相同。坍落扩展度试验中所使用的工具如图1所示。

在我国，1996年北京城建集团构件厂推出免振自密实混凝土，这是我国首次使用自密实混凝土，当时对于自密实混凝土的检测主要以坍落扩展度作为其工作性能指标[4]。在现场施工中普通混凝土也大多采用标准坍落度筒法来测试其流动性，在工程中使用较为简便。因此，自密实混凝土拌合物流动性基本都是采用坍落扩展度来进行测试与评判。同时，也可以通过观察拌合物有无骨料堆积现象，来观察其抗离析性能，如果观察时，拌合物的边缘无泌浆的情况，则可视为拌合物的抗离析性(粘聚性)好。其方法应用广泛，操作简单，可以很直观地观察出有效结果。

该方法方便快捷，是至今大众接受度最高的方法，并且技术人员操作熟悉，也是选择的一个原因，能够有效的测出自密实混凝土的流动性和粘聚性。但是若仅通过坍落度筒来评判自密实混凝土的工作性能显然是不够的，这种方法无法评价自密实混凝土的穿越能力和稳定性。

2.2　J型流动仪试验

挪威学者从流变学角度进行研究，提出可通过量测混凝土的剪切应力和剪切速率来评价其工作性能，量测所用工具为J型流动仪，如图2所示[5]。J型流动仪是一种较为简单的测试方法，可以进一步量测自密实混凝土的间隙通过能力，适合现场使用。但是目前，北美和欧洲等地所采用的J型流动仪工具相同，但是评价指标却不同，并没有统一的评价标准。已有技术标准中关于J型流动仪上的钢筋间距并没有形成一致的认识，并且在实际工程中，不同构件的钢筋绑扎工艺所导致的净距不同，对自密实混凝土离散性的影响还是较大的，仍需进一步研究。目前我国关于J型流动仪还没有明确的标准。

2.3　Orimet流速仪

在欧洲许多国家，使用Orimet流速仪(如图3所示)测试新拌混凝土流动速率用来作为检测其工作性质的标准。该方法最早由英国学者Bartos在20世纪70年代发展而来，这个方法以Orimet流速仪器内拌合物完全从下端口流出所经历的时间作为评估标准，这个时间反应了拌合物的流动能力(填充性)和流动速率。若拌合物具有更小的填充能力和更低的流动速率，则流出时间也会较大，这也间接表明具有较大的粘度。相较于V型漏斗法，两者都可以检测自密实混凝土的流动性，实际操作时可以任取其一。

Orimet流速仪与V型漏斗的检测原理相同，都是通过测试混凝土流动速率来反映其工作性质，但此仪器所需要使用的混凝土体积较少，能有效避免浪费。尽管它用料相对V型漏斗较少，但是一旦反生离析等情况则将会导致仪器下端口骨料堵塞而使得流出时间变化导致结果不准确，因此在工程实际中，还是V型漏斗的实验方法更为常用。

2.4　L型流动测定仪

最早用来测试评价自密实混凝土拌合物工作性的仪器之一是L型流动测定仪(如图4所示)。在此之前，此仪器主要用于测试拌合物在自重作用下的流动距离，以对混凝土在水下浇筑时的流动性的评估，现在也可用此仪器来测试自密实混凝土的间隙通过性和流动速率。通常实践中，自密实混凝土都是动态的浇筑条件；而L型流动测定仪中，半静态浇筑条件下的拌合物从竖向柱内向下通过钢筋间隙后流向水平槽，在一定程度上反映了混凝土拌合物的间隙通过能力。针对高流动性混凝土的流动性特性，可综合反映它的变形能力和变形速度以及在流动过程中的成分能否保持均匀性[6]。

L型流动测定仪测试得到的通过率实际是反映一定间距的钢筋对混凝土拌合物的阻塞作用，主要与拌合物中骨料的最大粒径、骨料的体积含量以及浆体的变形性能有关，粗骨料可能在钢筋之间形成楔形的拱圈，阻止拌合物均匀通过钢筋间隙，从而造成不同程度的离析，用视觉观察混凝土拌合物中粗骨料分布是否均匀来进行判断。

L型流动测定仪可以很好的模拟工程中钢筋对混凝土阻塞的过程，可以比较直观的观察出结论。但与实际的动态浇筑相比，此实验只能模拟半静态状态下，其与实际情况是有一定差别的。L型流动测定仪还需要其他辅助工具帮助才能完成检测，简便程度也相对其他较低。

3　结语

自密实混凝土的性能检测方法众多，但是均有其不同的特点。

1)所有方法中坍落筒是使用最广泛及简便的，这是因为使用坍落度筒法，可以很直观地检测出自密实混凝土的流动性和粘聚性。

2)加入J型环与坍落度筒法结合，能在检测流动性的基础上进一步模拟实际测试自密实混凝土的间隙通过率，有效反映其自填充性。

3)Orimet法常在国外使用，其原理与国内经常使用的微型漏斗法相同，选择Orimet法能从另一方面检测出自密实混凝土的流动性。

4)L型仪主要能够模拟半静态现场浇筑条件，以其贴近施工现场情况的方式反映了混凝土拌合物的间隙通过能力，但其简便性不足。

以上仅介绍分析了几种实验室中自密实混凝土性质的检测方法，而在实际工程中使用自密实混凝土拌合物时，就尽可能地采用更简易的检测方法。目前对于我国来说，坍落扩展度试验最为简单实用，V漏斗时间和T50两个检测指标二者选一即可，也可通过用肉眼观察拌合物边缘有无泌浆、中心有无粗骨料堆积来定性判别拌合物的粘性。目前国内外仍在大力探索更多更高效的检测方法，相信自密实混凝土还有更大的潜力等待我们挖掘。

参考文献:

[1]刘运华，谢友均，龙广成.自密实混凝土研究进展[J].硅酸盐学，2007(5):671-678.

[2]安雪晖，黄绵松，大内雅博，等.自密实混凝土技术手册[M].北京:中国水利水电出版社，2008.

[3]JGJ/T 283—2012，自密实混凝土应用技术规程[S].

[4]傅沛兴，张全贵，黄艳平.自密实混凝土检测方法探讨[J].混凝土，2006(9):77-79,83.

[5]杨静，王宏宇.J型流动仪测定大流动性混凝土工作性的试验研究[J].工业建筑，2003(2):49-51,58.

[6]赵卓，唐伟东，张鹏.高流动性混凝土工作性能试验方法研究[J].建筑科学，2006(5):51-54,87.

[7]龙广成，谢友均.自密实混凝土[M].北京：科学出版社,2013.