1 自密實混凝土概述

自密實混凝土（ Self - Consolidating Concrete） 是指混凝土在自重下能夠自動流動填充到模板中，不需要振搗就可以獲得很好的勻質性。在自密實混凝土中，集料是懸浮在漿體上且不會出現離析和泌水的現象。它具有很好的流動性和填充性、較高抗離析性能。同普通混凝比較自密實混凝土具有以下的優點： （ 1） 自密實混凝土有較高流動性和自填充性能，所以采用其可以通過截面復雜的工程結構且能夠保證填充密實、沒有離析和泌水的現象，可以獲得很好的勻質性。（ 2） 自密實混凝土減少了振搗這一工序，從而減少施工設備和人員，降低了這方面的成本。施工中噪音減小，施工環境得以改善，有利于環境保護； 另外能提高施工速度，提高施工效率和施工質量，縮短施工工期； （ 3） 自密實混凝土可以改善混凝土的耐久性能，混凝土結構耐久性的一個重要影響因素是其微觀結構的勻質性。而普通混凝土需要振搗就是為了獲得較好的勻質性。勻質性不好混凝土會發生離析的情況，自密實混凝土無需振搗就可以保證具有很好的勻質性。

在配制和應用方面自密實混凝土也還有很多不足。和普通混凝土比起來，它存在凝結時間較長，早期強度較低，彈性模量稍小，干縮和徐變稍大等問題。本文通過摻加聚合物乳液（ 丁苯乳液） 對自密實混凝土的性能進行試驗研究。通過聚灰比為 1%,3%,5%,10%,15% 時研究各聚灰比下自密實混凝土的性能。

2 試驗結果及原因分析

不同聚灰比的自密實混凝土分別做了工作性能試驗，力學性能試驗和耐久性能試驗。結果如下： （ 1） 在聚灰比在 0% ~ 10% 的時候，隨著聚灰比增大，自密實混凝土的工作性明顯變好。自密實混凝土的粘聚性，流動性，保水性和間隙通過性都能夠很好。在聚灰比繼續增大到15% 的時候，拌和后出現泌水現象，保水性不好，表現為坍落度，擴展度，T500流動時間等各工作性指標都有所減小。（ 2） 聚合物的摻入會降低自密實混凝土的抗壓強度，隨著聚合物摻量的增加，抗壓強度降低較大，但乳液加入后能提高水泥混凝土的抗折強度。（ 3） 丁苯乳液的加入可以減少自密實混凝土的干縮，而且摻量越大干縮越小。當聚灰比低于 5%的時候干縮值降低得較少，聚灰比為 5%的時候改性自密實混凝土的 180d 干縮值為未添加聚合物改性的 86%.當聚灰比大于 5%后自密實混凝土的干縮值增大得比較明顯，聚灰比為 15% 的時候，其180d 干縮值為未添加聚合物改性的 67% ,干縮值降低更多。

原因分析如下： （ 1） 聚合物本身及聚合物中表面活性基團一般都會具有引氣的作用，在拌制混凝土時摻加聚合物后由于引氣效果會水泥漿體中引入一些微小的氣泡，這些引入的氣泡可以均勻穩定的存在在漿體當中，漿體的體積相對值得到提高。這就可以包裹住更多的集料。減少集料之間的直接接觸，使得粘滯阻力減小。另一方面微小氣泡的引入在拌合物中能夠起到“滾動軸承”的作用。綜合作用之下便可以改善了自密實混凝土的工作性能。（ 2） 聚合物在摻加入混凝土后，一開始聚合物顆粒就會迅速分散進水泥漿體之中。由于聚合物顆粒較小在混凝土拌和物中能夠起到“滾珠”的作用，水泥水化產物顆粒間相對移動更為容易，所以自密實混凝土工作性能得以改善。聚合物摻量越大起到滾珠作用就越大，改性效果越好。（ 3） 聚合物本身的是具有親水性的膠體。摻入混凝土后會形成聚合物膜然后使得聚合物具有填充和封閉的效應。所以聚合物的摻入對自密實混凝土的保水率有很好提高。（ 4） 聚合物的摻入后漿體中用于流動自由水變多。即認為聚合物具有減水的作用，一開始隨著摻量的增加，導致混凝土的工作性變好。當摻量再增加的時候，可其工作性反而降低，拌和物產生泌水和離析的現象。（ 5） 聚合物的摻入會導致混凝土抗壓強度的降低。因為聚合物加入后會引入一部分微小氣泡，使混凝土內部會出現小孔洞。另外聚合物的彈性模量比較小。因此聚合物的摻入會導致自密實混凝土抗壓強度的降低。（ 6） 聚合物乳液可以減小混凝土的吸水率，具有一定的減水作用。對孔隙具有細化功能，能顯著提高抗折強度。（ 7）摻加聚合物之后，聚合物微粒能夠和水泥水化過后的產物交織在一起生成不連續膜，使得混凝土之中的大孔隙會被填充，減小了孔隙率，增加了密實度，水泥混凝土的干縮隨著齡期的增加改性過后的減小。

3 聚合物的改性機理

聚合物摻入水泥混凝土中并拌均勻后，隨著乳液中的水參與了水泥水化并被結合，聚合物顆粒會相互融合并均勻的分散在水泥混凝土體系中，與泥水化產物形成空間網架結構架結構。Ohama 把這一結構形成過程分為三個階段： （ 1） 將聚合物乳液料與水泥均勻攪拌后，隨著乳液中的水參與了水泥水化并被結合，聚合物顆粒會相互融合并粒均勻分散在水泥混凝土體系中，不斷水化水泥凝膠逐漸形成，聚合物顆粒合物顆粒沉積在水泥凝膠顆粒表面。（ 2） 隨著水泥水化的進行，聚合物顆粒絮凝在一起并包裹水泥水化凝膠，聚合物還粘結了集料顆粒表面及水化凝膠與水泥?；旌衔锔”砻?，從而封閉混凝土中較大的孔隙。（ 3） 乳液中的水分完全被吸收于水泥水化物的化學結合水中，聚合物顆粒完全融結在一起形成的連續的聚合物網結構，并于水泥泥水化物聯結在一起而改善了水泥石的結構形態。

隨著聚合物摻量的提高，聚合物成膜逐漸連續完整并與水泥水化物結合形成網架結構，聚合物膜聯結混凝土中特別是水泥石與集料間過渡區的原生裂縫，填充過渡區較大的孔隙，加之過渡區一些有害的三角孔在聚合物的改性作用下轉變為圓孔，而圓孔相較三角孔更能抵抗過渡區微裂縫的產生擴展，從而提高了材料的力學性能和耐久性能。

4 結 論

聚合物乳液的摻入提高了自密實混凝土的工作性能，試驗表明在聚灰比為 10% 時工作性能最好。加入乳液后，自密實混凝土的抗壓強度減少，抗折強度提高，因此自密實混凝土的剛度得以降低。此外，聚合物乳液的摻入還減少了自密實混凝土的干縮。

參考文獻

[1]周飛。 寒冷地區混凝土路面大裂縫修復用自密實混凝土性能研究[D]. 重慶： 重慶交通大學，碩士學位論文，2014.