新型自密实混凝土在复杂节点施工中的流动性研究

引言

在现代建筑工程中，复杂节点施工具有结构形式多样、钢筋密集等特点，传统混凝土难以充分填充，易出现蜂窝、麻面等质量问题。新型自密实混凝土因其高流动性、抗离析性和自填充性，可在自重作用下实现无振捣浇筑，有效解决此类施工难题。流动性作为其核心性能，直接影响填充效果与施工质量。尽管国内外对自密实混凝土已有广泛研究，但针对复杂节点中流动性的系统研究仍较少。因此，深入研究其在该类施工中的流动性，对于优化配合比设计、提升施工工艺水平、保障工程质量具有重要理论与应用价值。

一、新型自密实混凝土流动性的影响因素及测试方法

1. 影响流动性的因素

原材料特性对新型自密实混凝土的流动性有着显著影响。水泥作为混凝土的胶凝材料，其品种、细度和矿物组成会影响水泥浆体的黏度和流动性。例如，细度较大的水泥早期水化速度快，会使浆体黏度增加，从而降低混凝土的流动性。矿物掺合料如粉煤灰、矿渣粉等的使用可以改善混凝土的工作性能。粉煤灰具有球形颗粒形态，能够起到滚珠润滑作用，增加混凝土的流动性；矿渣粉则可以提高混凝土的后期强度和耐久性，但过量使用可能会导致混凝土黏性增大，流动性降低。

骨料的种类、粒径、级配和形状对流动性也至关重要。粗骨料的粒径过大或级配不合理，会增加骨料之间的空隙率，需要更多的水泥浆体来填充，从而降低混凝土的流动性。针片状颗粒含量较多的骨料会增加骨料之间的摩擦力，影响混凝土的流动性能。细骨料的细度模数和颗粒形状同样会影响混凝土的工作性能，细度模数较小的细骨料会使混凝土的黏性增加，流动性变差。

配合比设计是影响新型自密实混凝土流动性的关键因素之一。水胶比直接影响水泥浆体的稠度和流动性。水胶比过大，混凝土容易出现离析和泌水现象，影响混凝土的强度和耐久性；水胶比过小，混凝土的流动性不足，难以满足施工要求。胶凝材料用量的多少也会影响混凝土的流动性，适当增加胶凝材料用量可以提高混凝土的黏聚性和流动性，但过多的胶凝材料会增加成本，同时可能导致混凝土收缩增大。砂率反映了粗细骨料的比例关系，砂率过高会增加混凝土的黏性，降低流动性；砂率过低则会使混凝土的保水性变差，容易出现离析现象。

2. 流动性的测试方法

坍落扩展度试验是一种常用的测试新型自密实混凝土流动性的方法。该试验通过测量混凝土在坍落过程中的扩展直径和扩展时间，来评估混凝土的流动性和填充能力。具体操作是将混凝土拌合物装入标准坍落度筒中，提起坍落度筒后，混凝土在自重作用下自由坍落并向四周扩展，测量扩展后的最大直径和与之垂直方向的直径，取平均值作为坍落扩展度。坍落扩展度越大，说明混凝土的流动性越好。记录混凝土扩展至规定直径所需的时间，该时间可以反映混凝土的流动速度。

V 型漏斗试验主要用于评估混凝土的流动性和抗离析性能。将混凝土拌合物装入 V 型漏斗中，测量混凝土从漏斗中流出的时间。流出时间越短，说明混凝土的流动性越好；如果流出时间过长或混凝土在漏斗中出现堵塞现象，则表明混凝土的流动性较差或存在离析问题。V 型漏斗试验可以直观地反映混凝土在狭窄通道中的流动性能，对于复杂节点施工中混凝土的填充情况具有较好的模拟性。

L 型仪试验也是一种重要的流动性测试方法。该试验通过观察混凝土在 L型仪中的流动情况，评估混凝土的填充能力、间隙通过能力和抗离析性能。将混凝土拌合物从 L 型仪的一端倒入，混凝土在自重作用下向另一端流动，测量混凝土在不同高度处的填充高度和流动时间。L 型仪试验可以模拟复杂节点中钢筋密集区域的混凝土流动情况，为实际工程提供更准确的流动性评估。

二、改善新型自密实混凝土流动性的技术措施及应用案例

1. 改善流动性的技术措施

使用高效减水剂是改善新型自密实混凝土流动性的重要技术措施之一。高效减水剂能够吸附在水泥颗粒表面，降低水泥颗粒之间的表面张力和静电斥力，使水泥颗粒分散更加均匀，从而释放出被包裹的水分，增加混凝土的流动性。高效减水剂还可以延缓水泥的水化反应，提高混凝土的工作性能保持时间。不同类型的高效减水剂对混凝土流动性的改善效果不同，应根据具体工程要求和原材料特性选择合适的高效减水剂。

优化骨料级配可以减少骨料之间的空隙率，降低混凝土的用水量，从而提高混凝土的流动性。采用连续级配的骨料可以使骨料之间的堆积更加紧密，减少水泥浆体的用量。合理控制粗骨料和细骨料的比例，选择合适的砂率，能够改善混凝土的工作性能。例如，在保证混凝土强度的前提下，适当增加细骨料的用量，可以提高混凝土的黏聚性和流动性。

调整配合比是改善新型自密实混凝土流动性的关键。根据工程要求和原材料特性，合理确定水胶比、胶凝材料用量和砂率等参数。在满足混凝土强度和耐久性的前提下，适当提高水胶比可以增加混凝土的流动性，但要注意控制水胶比的上限，避免出现离析和泌水现象。增加胶凝材料用量可以提高混凝土的黏聚性和流动性，但要考虑成本和收缩问题。通过优化配合比设计，可以使新型自密实混凝土达到最佳的流动性和工作性能。

2. 技术措施的应用案例

在某大型商业建筑的复杂节点施工中，采用了新型自密实混凝土。由于节点处钢筋布置密集，对混凝土的流动性要求较高。施工单位首先对原材料进行了严格筛选，选用了细度适中的水泥和优质的矿物掺合料，以改善水泥浆体的性能。对骨料进行了级配优化，采用连续级配的粗骨料和细度模数合适的细骨料，减少了骨料之间的空隙率。

在配合比设计方面，通过多次试验调整，确定了合适的水胶比、胶凝材料用量和砂率。为了进一步提高混凝土的流动性，使用了高性能的聚羧酸系高效减水剂。在施工过程中，对混凝土的流动性进行了实时监测，采用坍落扩展度试验和V 型漏斗试验等方法，确保混凝土的流动性满足施工要求。

通过以上技术措施的应用，新型自密实混凝土在复杂节点中能够顺利填充，混凝土表面平整，无蜂窝、麻面等质量问题。经检测，混凝土的强度和耐久性均满足设计要求，说明改善流动性的技术措施在实际工程中取得了良好的应用效果。

结论

本研究系统分析了新型自密实混凝土在复杂节点施工中流动性的影响因素，包括原材料特性与配合比设计，并介绍了常用流动性测试方法，探讨了改善流动性的技术措施及其工程应用。研究表明，合理选材、优化骨料级配、调整配合比及使用高效减水剂可显著提升混凝土流动性，满足复杂结构施工需求。实际工程中应结合具体情况选用合适的测试方法，确保混凝土质量。案例应用验证了上述技术措施的有效性与可行性。未来可进一步研究其在不同复杂环境下的流动性变化规律，推动该材料在建筑工程中的广泛应用。

参考文献：

[1] 张德建， 林桂波. 自密实混凝土在复杂结构施工中的应用[J]. 新材料·新装饰 ，2025，7（07）：19-22.

[2] 李娟 . 自密实混凝土技术在房建复杂构件施工中的应用 [J/OL]. 中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 ，2025（6）[2025-06-05].