1 自密实混凝土概述
自密实混凝土（ Self - Consolidating Concrete） 是指混凝土在自重下能够自动流动填充到模板中，不需要振捣就可以获得很好的匀质性。在自密实混凝土中，集料是悬浮在浆体上且不会出现离析和泌水的现象。它具有很好的流动性和填充性、较高抗离析性能。同普通混凝比较自密实混凝土具有以下的优点： （ 1） 自密实混凝土有较高流动性和自填充性能，所以采用其可以通过截面复杂的工程结构且能够保证填充密实、没有离析和泌水的现象，可以获得很好的匀质性。（ 2） 自密实混凝土减少了振捣这一工序，从而减少施工设备和人员，降低了这方面的成本。施工中噪音减小，施工环境得以改善，有利于环境保护； 另外能提高施工速度，提高施工效率和施工质量，缩短施工工期； （ 3） 自密实混凝土可以改善混凝土的耐久性能，混凝土结构耐久性的一个重要影响因素是其微观结构的匀质性。而普通混凝土需要振捣就是为了获得较好的匀质性。匀质性不好混凝土会发生离析的情况，自密实混凝土无需振捣就可以保证具有很好的匀质性。
在配制和应用方面自密实混凝土也还有很多不足。和普通混凝土比起来，它存在凝结时间较长，早期强度较低，弹性模量稍小，干缩和徐变稍大等问题。本文通过掺加聚合物乳液（ 丁苯乳液） 对自密实混凝土的性能进行试验研究。通过聚灰比为 1%,3%,5%,10%,15% 时研究各聚灰比下自密实混凝土的性能。
2 试验结果及原因分析
不同聚灰比的自密实混凝土分别做了工作性能试验，力学性能试验和耐久性能试验。结果如下： （ 1） 在聚灰比在 0% ~ 10% 的时候，随着聚灰比增大，自密实混凝土的工作性明显变好。自密实混凝土的粘聚性，流动性，保水性和间隙通过性都能够很好。在聚灰比继续增大到15% 的时候，拌和后出现泌水现象，保水性不好，表现为坍落度，扩展度，T500流动时间等各工作性指标都有所减小。（ 2） 聚合物的掺入会降低自密实混凝土的抗压强度，随着聚合物掺量的增加，抗压强度降低较大，但乳液加入后能提高水泥混凝土的抗折强度。（ 3） 丁苯乳液的加入可以减少自密实混凝土的干缩，而且掺量越大干缩越小。当聚灰比低于 5%的时候干缩值降低得较少，聚灰比为 5%的时候改性自密实混凝土的 180d 干缩值为未添加聚合物改性的 86%.当聚灰比大于 5%后自密实混凝土的干缩值增大得比较明显，聚灰比为 15% 的时候，其180d 干缩值为未添加聚合物改性的 67% ,干缩值降低更多。
原因分析如下： （ 1） 聚合物本身及聚合物中表面活性基团一般都会具有引气的作用，在拌制混凝土时掺加聚合物后由于引气效果会水泥浆体中引入一些微小的气泡，这些引入的气泡可以均匀稳定的存在在浆体当中，浆体的体积相对值得到提高。这就可以包裹住更多的集料。减少集料之间的直接接触，使得粘滞阻力减小。另一方面微小气泡的引入在拌合物中能够起到“滚动轴承”的作用。综合作用之下便可以改善了自密实混凝土的工作性能。（ 2） 聚合物在掺加入混凝土后，一开始聚合物颗粒就会迅速分散进水泥浆体之中。由于聚合物颗粒较小在混凝土拌和物中能够起到“滚珠”的作用，水泥水化产物颗粒间相对移动更为容易，所以自密实混凝土工作性能得以改善。聚合物掺量越大起到滚珠作用就越大，改性效果越好。（ 3） 聚合物本身的是具有亲水性的胶体。掺入混凝土后会形成聚合物膜然后使得聚合物具有填充和封闭的效应。所以聚合物的掺入对自密实混凝土的保水率有很好提高。（ 4） 聚合物的掺入后浆体中用于流动自由水变多。即认为聚合物具有减水的作用，一开始随着掺量的增加，导致混凝土的工作性变好。当掺量再增加的时候，可其工作性反而降低，拌和物产生泌水和离析的现象。（ 5） 聚合物的掺入会导致混凝土抗压强度的降低。因为聚合物加入后会引入一部分微小气泡，使混凝土内部会出现小孔洞。另外聚合物的弹性模量比较小。因此聚合物的掺入会导致自密实混凝土抗压强度的降低。（ 6） 聚合物乳液可以减小混凝土的吸水率，具有一定的减水作用。对孔隙具有细化功能，能显着提高抗折强度。（ 7）掺加聚合物之后，聚合物微粒能够和水泥水化过后的产物交织在一起生成不连续膜，使得混凝土之中的大孔隙会被填充，减小了孔隙率，增加了密实度，水泥混凝土的干缩随着龄期的增加改性过后的减小。
3 聚合物的改性机理
聚合物掺入水泥混凝土中并拌均匀后，随着乳液中的水参与了水泥水化并被结合，聚合物颗粒会相互融合并均匀的分散在水泥混凝土体系中，与泥水化产物形成空间网架结构架结构。Ohama 把这一结构形成过程分为三个阶段： （ 1） 将聚合物乳液料与水泥均匀搅拌后，随着乳液中的水参与了水泥水化并被结合，聚合物颗粒会相互融合并粒均匀分散在水泥混凝土体系中，不断水化水泥凝胶逐渐形成，聚合物颗粒合物颗粒沉积在水泥凝胶颗粒表面。（ 2） 随着水泥水化的进行，聚合物颗粒絮凝在一起并包裹水泥水化凝胶，聚合物还粘结了集料颗粒表面及水化凝胶与水泥粒混合物浮表面，从而封闭混凝土中较大的孔隙。（ 3） 乳液中的水分完全被吸收于水泥水化物的化学结合水中，聚合物颗粒完全融结在一起形成的连续的聚合物网结构，并于水泥泥水化物联结在一起而改善了水泥石的结构形态。
随着聚合物掺量的提高，聚合物成膜逐渐连续完整并与水泥水化物结合形成网架结构，聚合物膜联结混凝土中特别是水泥石与集料间过渡区的原生裂缝，填充过渡区较大的孔隙，加之过渡区一些有害的三角孔在聚合物的改性作用下转变为圆孔，而圆孔相较三角孔更能抵抗过渡区微裂缝的产生扩展，从而提高了材料的力学性能和耐久性能。
4 结 论
聚合物乳液的掺入提高了自密实混凝土的工作性能，试验表明在聚灰比为 10% 时工作性能最好。加入乳液后，自密实混凝土的抗压强度减少，抗折强度提高，因此自密实混凝土的刚度得以降低。此外，聚合物乳液的掺入还减少了自密实混凝土的干缩。
参考文献
[1]周飞。 寒冷地区混凝土路面大裂缝修复用自密实混凝土性能研究[D]. 重庆： 重庆交通大学，硕士学位论文，2014.
