0引言
随着经济社会的繁荣，现代科技的进步，建筑行业得到了快速的发展，许多复杂工程对建筑施工混凝土的要求越来越高，这促使拥有良好工作性能和力学性能的自密实混凝土在土木建筑工程领域被应用并得到推广。自密实混凝土(Self-CompactingConcrete，简称SCC，也称免振捣混凝土)不需要机械振捣即可在自身的重力作用下自由流动，同时具有良好的粘聚性、不离析、不渗水、强度高、便于施工的优良特性，从而带来其他建材无法比拟的经济效益、环境效益和社会效益。
20世纪80年代日本东京大学岗村甫教授研究室率先提出SCC的概念并研制成功，由岗村甫教授提出的固定砂石体积法是应用最早、最广的自密实混凝土配合比设计方法，作为一种指导方法其在保证强度的基础上，体现了按工作性要求设计自密实混凝土的原理。国内在自密实混凝土研究方面起步较晚，虽然近几年有较大进步但是国内在自密实混凝土的配制技术上各不相同，行业内没有统一认可的设计方法。
因此，混凝土配合比设计方法迄今为止依然是混凝土材料与工程技术研究的一个重点，本文就已有成果在现有研究范围内，提出固定体积法设计自密实混凝土的详细设计方法，并通过试验验证了其简易合理性与生产实用性。
1固定体积法设计配合比思路
水、胶凝材料和粗细骨料等原材料是混凝土的主要组成部分，但自密实混凝土与其他普通混凝土相比又有很大区别，自密实混凝土都有较大的浆骨比，胶凝材料用量大、骨料用量较小，其配合比对拌合物施工性能会产生直接影响。粗骨料和砂的含量直接影响混凝土的强度、耐久性、流动性等性质，通常认为粗骨料的体积含量和砂在砂浆中的体积含量是影响拌合物流动性的重要参数，因此通过固定体积法设计自密实混凝土配合比将有效的保证其各项性能，实现自密实高性能。
国内吴中伟院士等专家学者早已对自密实混凝土砂石固定体积法有了介绍，固定体积法设计自密实混凝土就是把自密实混凝土工作性能放在首要地位(见图1)。JGJT-自密实混凝土应用技术规程中就是运用固定砂石法设计配合比，按照固定体积法设计流程配制出满足工作性能和力学性能要求的自密实混凝土。
2自密实混凝土设计目标
遵照JGJT-自密实混凝土应用技术规程，通过试验配比得到C35SF2自密实混凝土，保证流动性、粘聚性、抗离析性、不泌水强度高等多项性能达到要求的同时注重经济效益。性能指标如下：坍落度大于mm；坍落拓展度达到mm～mm；扩展时间T≥2s；V漏斗通过时间7s～25s；坍落拓展度与J环拓展度差值0≤PA2≤25mm。
3原材料与设计技术流程
本试验采用的材料有：1)水泥：海螺牌P.O42.5，堆积密度1.6g/cm3；2)矿物掺合料：Ⅰ级粉煤灰，密度kg/m3；3)粗骨料：石子，5mm～20mm连续级配的碎石，级配良好，石子表观密度：2.45g/cm3～2.55g/cm3；4)细骨料：中砂，级配良好；5)外加剂：聚羧酸减水剂；6)水：普通自来水。
根据固定体积法设计技术流程(见图2)，首先固定粗细骨料的体积，粉煤灰占胶凝材料总量的20%～30%；流程图中ρg为粗骨料的表观密度，kg/m3；ρs为砂的表观密度，kg/m3；ρm为矿物掺合料的表观密度，kg/m3；ρc为水泥的表观密度，kg/m3；β为每立方米混凝土中矿物掺合料占胶凝材料的质量分数，%，粉煤灰β≤0.3；σ=5MPa；γ为矿物掺合料的胶凝系数，粉煤灰取0.4；Va为每立方米混凝土中引入空气的体积，本试验为非引气型取10L～20L；α为每立方米混凝土中外加剂占胶凝材料总量的质量百分数。
4固定体积法设计自密实配合比算例
按照固定体积法设计技术流程设计出了SCC35的配合比，再以流程设计出来的配合比为基准配合比(如表1所示)，同时采用单一变量法设立多组不同水胶比(依次增加或减少0.02，如表2所示)，研究其工作性能的变化规律并确定水胶比以寻找最佳配合比。
实验全过程操作均按照技术规程实行，从以上的试验数据看出，水胶比的改变对自密实混凝土工作性能有着不同程度的影响，虽然拌合物流动性能基本都能达到指标，但与基准配合比相比存在差距。在三组试验中：当水胶比为0.48时其坍落度最大且T的时间短，流动性较好但其抗离析性能差，有渗水现象，因而不适合工程施工材料要求；水胶比为0.44时无离析和渗水但其坍落度最小，流动性差；根据三组对比试验可以看出按照固定体积法设计的基准配合比(水胶比为0.46)的自密实混凝土流动性较好而且抗离析性能好，没有渗水。
故从整体工作性能考虑，可以确定基准配合比配制的自密实混凝土已达到设计目标。
5结语
固定体积法设计自密实混凝土配合比是对配合比设计方法的充实和探究，提出一种我们能运用最基础最广泛最简易可靠的方法，具有明显的实用性。通过试验可以发现各材料用量的不同会对自密试混凝土性能有较大影响，理论分析以及试验验证得出最终C35自密实混凝土的最佳配合比的掺合量，在保证各项自密实性能达到SF2同时，配制出28d抗压强度为46.7MPa，力学性能良好。
建筑行业的高速发展增大了自密实混凝土的需求空间，大量建筑市政工程采用自密实混凝土，因此我们更要重视配合比用量(或其他外加剂)对建筑物的使用寿命和服役期内的安全性影响，保证力学性能。同时还需要解决好配合比对自密实混凝土的美观性(孔隙率大小)等方面的影响，进行更多的试验和工程实践以便全面的探索研究。