引論：我們?yōu)槟砹?3篇混凝土材料范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
中圖分類號：[TQ178]文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號：
前言
建筑工程中用量最大、應(yīng)用最廣泛的材料當(dāng)屬混凝土，一方面是因?yàn)樗牧W(xué)性能滿足一般工程的需要，另一方面是由于混凝土的原材料來源廣泛、價格低廉、生產(chǎn)及施工工藝簡單。鑒于混凝土以上的幾點(diǎn)優(yōu)勢，它一直被作為工程材料的首選，并且材料開發(fā)人員相繼開發(fā)出了各種不同用途的混凝土外加劑（如減水劑、緩凝劑、引氣劑等）用以改善其力學(xué)性能與施工性能；針對各種施工條件和施工部位，開發(fā)出了相應(yīng)類型的混凝土，例如大體積混凝土、鋼筋混凝土、高強(qiáng)混凝土、冬用混凝土、噴射混凝土及泵送混凝土等。盡管如此，由于混凝土本身性能的限制，它還不能滿足一些特殊場所和一些建筑物的特殊部位的需要。為確保建筑物的安全、正常運(yùn)行，需要根據(jù)具體場所或特定部位，采用相應(yīng)性能合適的材料對混凝土建筑物進(jìn)行針對性的保護(hù)。
混凝土反應(yīng)原理
選用混凝土保護(hù)材料，首先需要明白混凝土反應(yīng)的機(jī)理及破壞的原因。
混凝土主要是水、水泥、外加劑與骨料等結(jié)合在一起的混合物，其形成過程是水與水泥形成凝膠體將骨料結(jié)合為一體的過程。混凝土的性能主要取決于骨料、膠凝體的性能及各原材料的配合比。在各種因素中，混凝土的膠凝材料起著很重要的作用，它影響著混凝土的整體性能。混凝土膠凝材料的作用原理主要是水泥的水化反應(yīng)。
水泥與水拌合后，其中的四種主要熟料礦物與水反應(yīng)原理如下：
硅酸三鈣在常溫下的水化反應(yīng)生成水化硅酸鈣(C-S-H凝膠)和氫氧化鈣。
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2
硅酸二鈣β-C2S的水化與C3S相似，只不過水化速度較慢。
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2
所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成都無很大的區(qū)別，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。
鋁酸三鈣的水化迅速，放熱快，其水化產(chǎn)物組成和結(jié)構(gòu)受液相CaO濃度和溫度的影響很大，先生成介穩(wěn)狀態(tài)的水化鋁酸鈣，最終轉(zhuǎn)化為水石榴石（C3AH6）。
在有石膏的情況下，C3A水化的最終產(chǎn)物與其石膏摻入量有關(guān)。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣，簡稱鈣礬石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗盡，則鈣礬石與C3A作用轉(zhuǎn)化為單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。
由以上三種水化反應(yīng)結(jié)果可以看出，水泥的凝膠體系呈堿性，在酸性環(huán)境或失水嚴(yán)重情況下會破壞凝膠體系，影響混凝土的整體性能。此外，由于混凝土原材料都是無機(jī)材料，其氣密性不好，體系中會分布很多毛細(xì)孔。毛細(xì)孔的存在使得水、CO2很容易滲入混凝土體系內(nèi)部，使混凝土碳化或內(nèi)部鋼筋銹蝕，進(jìn)而造成混凝土疏松，降低了其力學(xué)性能。
影響混凝土的環(huán)境因素
混凝土的破壞除了原材料選擇不當(dāng)、配合比設(shè)計(jì)不合理、施工操作不規(guī)范、養(yǎng)護(hù)不到位及自然災(zāi)害對混凝土造成的破壞外，環(huán)境因素對混凝土造成的疲勞破壞也是一個不可小覷的問題。環(huán)境因素在短時間內(nèi)對混凝土破壞程度很小，甚至可以忽略不計(jì)，但隨著時間的增長對混凝土的破壞程度會越來越大。工程建設(shè)期一般都?xì)v時很長時間，建成后更是長期運(yùn)行。因此，針對環(huán)境破壞因素，我們應(yīng)該引起重視，并采用相應(yīng)的材料對混凝土加以保護(hù)。
破壞混凝土的環(huán)境因素主要有磨損、物理因素如干濕、凍融、溫度變化和化學(xué)介質(zhì)腐蝕造成的破壞。
3.1磨損
磨損包括機(jī)械磨損（路面、廠房地坪的磨損）和沖刷及氣蝕作用造成的磨損。
3.2物理因素
物理因素造成的破壞主要包括干濕交替、冷熱交替、凍融交替引起的體積脹縮效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土剝落；高溫引起的凝膠體系破壞使混凝土本身自聚能力下降；水、CO2及氯離子等物質(zhì)的滲入導(dǎo)致混凝土碳化、其內(nèi)部鋼筋的銹蝕。
3.3 化學(xué)介質(zhì)腐蝕
化學(xué)介質(zhì)腐蝕主要是指長期處于特定的化學(xué)介質(zhì)中或交替變換的化學(xué)介質(zhì)中使混凝土本體被腐蝕破壞。
混凝土保護(hù)材料選用
選用混凝土保護(hù)材料，首先考慮的應(yīng)該是材料與混凝土的粘接性能，如果材料不能和混凝土很好的結(jié)合在一起，對混凝土的防護(hù)性能再好也無濟(jì)于事；其次要考慮到材料與混凝土的相容性，那樣在外界條件交替變換的情況下，不至于因?yàn)榛炷僚c其保護(hù)材料變化效應(yīng)不一致，與混凝土剝離；最后考慮材料延緩?fù)饨绛h(huán)境條件對混凝土破壞速度的性能。以下是幾種環(huán)境條件下對混凝土保護(hù)材料的選用分析：
4.1 適用于磨損環(huán)境中的混凝土保護(hù)材料
對處于磨損環(huán)境條件中的混凝土，最佳的保護(hù)材料是環(huán)氧砂漿。環(huán)氧砂漿是以高分子樹脂環(huán)氧樹脂固化物為膠結(jié)材料的砂漿。高分子樹脂具有導(dǎo)熱慢、粘接強(qiáng)度高、氣密性好的特點(diǎn)。此外，環(huán)氧樹脂固結(jié)物還具有很好的韌性。經(jīng)過性能測試，環(huán)氧砂漿具有優(yōu)異的抗沖磨性能、與混凝土很好的相容性。
環(huán)氧砂漿導(dǎo)熱性慢的性能延緩了混凝土本體溫度變化的幅度，降低了混凝土凍脹融縮、熱脹冷縮的程度，減輕了由于這些因素導(dǎo)致的混凝土反復(fù)的體積脹縮對混凝土本體的破壞；環(huán)氧砂漿氣密性好使得其具有良好的抗?jié)B能力，可以有效防止水分、CO2及Cl‾等滲入混凝土體系中，降低了混凝土碳化及其中鋼筋銹蝕的程度。
4.2適用于化學(xué)介質(zhì)及高溫條件下的混凝土保護(hù)材料
化學(xué)介質(zhì)一方面會會破壞混凝土中的骨料，另一方面會破壞混凝土中的凝膠體系，降低混凝土本體的內(nèi)聚力；在高溫條件下混凝土失水嚴(yán)重也會破壞混凝土的凝膠體系，減弱混凝土本身的內(nèi)聚作用，造成混凝土的剝落。需要用防腐蝕材料對混凝土進(jìn)行保護(hù)。呋喃砂漿是一種很好的防腐材料，具有良好的耐化學(xué)腐蝕性能和耐高溫性能。呋喃砂漿是以呋喃樹脂固化物為膠凝材料的砂漿。呋喃樹脂固化物結(jié)構(gòu)中幾乎不存在活性基團(tuán)，這使得呋喃樹脂固化物的耐酸性能優(yōu)于環(huán)氧樹脂固化物、耐堿性優(yōu)于酚醛樹脂固化物。呋喃樹脂固化物體系輔以相應(yīng)性能的填料配制的呋喃砂漿是一種適用于單一化學(xué)介質(zhì)、多種化學(xué)介質(zhì)反復(fù)交替及高溫條件下混凝土保護(hù)材料。
4.3 適用于水浸及日曬條件下的混凝土保護(hù)材料
高速公路及鐵路的橋梁等建筑物通常處于這樣的條件下，最適用的保護(hù)材料應(yīng)該是混凝土保護(hù)劑。混凝土保護(hù)劑的主要成份是有機(jī)硅烷，其防水機(jī)理是與混凝土中的游離堿產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成穩(wěn)定的枝蔓狀晶體膠質(zhì)，能有效地堵塞混凝土內(nèi)部微細(xì)裂縫和毛細(xì)空隙，使混凝土結(jié)構(gòu)具有持久的防水功能和更好的密實(shí)度及抗壓強(qiáng)度。混凝土保護(hù)劑還具有良好的滲透性，其滲透深度達(dá)0.3-1.2mm，同時還能有效地阻止酸性物質(zhì)、油漬和機(jī)油對混凝土的侵蝕；混凝土保護(hù)劑產(chǎn)品還具有抗紫外線、耐高溫的功能。此外，混凝土保護(hù)劑施工后還具有改善混凝土外觀效果的性能。
結(jié)語
混凝土作為建筑工程用量最大、起骨架作用的材料，在建筑物中起著至關(guān)重要的作用，選用合適的混凝土保護(hù)材料進(jìn)行防護(hù)，可有效防止環(huán)境、氣候?qū)ζ涞脑斐傻钠茐模岣呋炷恋哪途眯裕诒ＷC建筑物的安全、正常運(yùn)行的前提下，提高其運(yùn)行年限。
參考文獻(xiàn)：
[1] 水泥混凝土 組成 性能 應(yīng)用[M] 中國建材工業(yè)出版社 2005
篇2
混凝土材料在我國建筑中被廣泛應(yīng)用，其質(zhì)量問題也引起廣泛的重視。混凝土的質(zhì)量主要體現(xiàn)在其強(qiáng)度、變形以及耐久性等地方，其檢驗(yàn)一般熱力學(xué)方面為基準(zhǔn)，其中熱膨脹系數(shù)是主要的直接和間接的影響混凝土結(jié)構(gòu)安全性能和耐久性能。
1.混凝土材料檢驗(yàn)的背景及意義
混凝土作為我國各類建筑工程的主要材料之一，受到各種因素作用。如：各種復(fù)雜地理、溫度、荷載、鹽堿等環(huán)境因素。混凝土由漿體、粗細(xì)集料、細(xì)孔等材料構(gòu)成，其種類因建筑需要而不同，如鋼筋混凝土、水泥混凝土等。混凝土材料是一種復(fù)合材料，其不同組分的熱變形特征也不相同，此時，溫度是影響混凝土的最大因素。溫度影響一般分為兩方面,氣候溫差及高溫過程。氣候溫差主要是季節(jié)更替和天氣因素造成的，高溫過程是建筑物受到火災(zāi)或爆炸等高溫環(huán)境。當(dāng)材料溫度發(fā)生變化時,其材料成分也發(fā)生不同熱變形,導(dǎo)致組分熱應(yīng)變,由于固相組成之間的熱膨脹性能有所不同而發(fā)生擠壓或拉伸現(xiàn)象。而且，如果材料由于硬化齡期增加或者與外界組分的反應(yīng)引起化學(xué)成分和孔隙結(jié)構(gòu)改變,就會進(jìn)一步改變其組成及其熱變形性質(zhì), 改變了混凝土結(jié)構(gòu)溫度條件下的服役性能。此外，混凝土在低溫時，水泥漿體結(jié)構(gòu)具有凍脹特性，在溫度低于零度時，漿體中的水分變?yōu)榻Y(jié)冰水和過冷水，泥漿發(fā)生凍結(jié)而出現(xiàn)體積膨脹壓力及滲透壓力。過熱和過冷的溫度差異考驗(yàn)著混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，熱度差異導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，混凝土材料因此易產(chǎn)生裂隙。我國建筑中使用的大體積混凝土及超長結(jié)構(gòu)混凝土在廣泛應(yīng)用過程中常因混凝土水化硬化過程放熱量大,容易聚集而導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，加之混凝土水化放熱及周圍環(huán)境輻射等因素加大了輻射熱量使其內(nèi)部溫度更高，更易造成開裂退化現(xiàn)象，影響混凝土材料的耐久性。所以，對混凝土材料進(jìn)行熱力學(xué)檢驗(yàn)意義重大，是保障建筑物安全與質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。
2.混凝土材料的檢驗(yàn)
2.1混凝土的熱變形性質(zhì)檢驗(yàn)
物質(zhì)的長度或體積隨溫度的升高而變大稱之為熱膨脹，物體體積隨溫度升高而變大，隨溫度降低而減小稱之為熱脹冷縮。混凝土的熱變形檢驗(yàn)主要是檢驗(yàn)其熱脹冷縮的性質(zhì)，其熱脹冷縮的性質(zhì)又受熱膨脹系數(shù)影響。混凝土作為一種復(fù)合材料，其熱膨脹系數(shù)受很多因素影響。如硬化水泥漿體、孔隙大小及含水量、材料成分等。混凝土材料中硬化水泥漿體的熱膨脹性能主要受其漿體中水含量、固相成分、孔隙率的多少影響，其中漿體中的氫氧化鈣的熱膨脹系數(shù)最大，致密的結(jié)構(gòu)物質(zhì)熱膨脹系數(shù)大，所以，混凝土材料中氫氧化鈣的含量越大、孔隙率越小，其熱膨脹系數(shù)越大。當(dāng)混凝土材料熱膨脹系數(shù)增加到一定值時，其將漿體內(nèi)的自由水與吸附水隨溫度升到而流失，內(nèi)部化學(xué)結(jié)合水不能得到排除，自由水在漿體內(nèi)來回進(jìn)出，繼而產(chǎn)生濕熱膨脹。混凝土空隙中的水分和凝膠孔中的水分受熱膨脹后，體積急劇變大，引起的濕脹壓力可使混凝土表面及內(nèi)部出現(xiàn)裂隙。混凝土熱變形檢驗(yàn)主要是混凝土熱膨脹系數(shù)測量，是對其耐久性的檢驗(yàn)。
目前，檢驗(yàn)混凝土熱變形檢驗(yàn)的方法很多，清華大學(xué)建材研究所開發(fā)的溫度一應(yīng)力實(shí)驗(yàn)機(jī)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)研發(fā)的靜水力學(xué)稱重法能測量混凝土材料的熱膨脹系數(shù)，靜水力學(xué)稱重法主要是通過測量試件在水中的浮力變化大小來計(jì)算其體積變化大小。中國建材研究院設(shè)計(jì)出在高溫條件下對混凝土材料的熱膨脹性能測定的方法。實(shí)際工程中混凝土的熱穩(wěn)定性非常重要，所以其熱膨脹系數(shù)的測定也應(yīng)更加精準(zhǔn)。
2.2混凝土的熱敏感性檢驗(yàn)
混凝土的宏觀性雖然可以看成一個完整的體系，但其各個成分相之間的性質(zhì)存在較大差異，直接影響混凝土材料的熱敏感性。熱敏感性指混凝土材料的熱膨脹系數(shù)對溫度變化的敏感程度。混凝土中的水泥凝膠、氫氧化鈣晶體、未水化的水泥、孔隙等結(jié)構(gòu)的常溫線性膨脹系數(shù)存在較大差異，熱敏感性能也存在較大差異。熱敏感性與熱膨脹系數(shù)聯(lián)系緊密，熱敏感性越小，其熱膨脹系數(shù)就越小。所以，在檢驗(yàn)混凝土材料的熱敏感性時可通過調(diào)控減小其熱敏感性的組分，達(dá)到改善混凝土結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的目的。東南大學(xué)研發(fā)的通過電加熱控制溫度直接測試不同溫度下試件的長度變形大小，在經(jīng)過計(jì)算公式直接測混凝土的熱膨脹系數(shù)，利用相關(guān)關(guān)系體現(xiàn)出混凝土的熱敏感性。熱敏感性的檢驗(yàn)對混凝土材料的熱力學(xué)檢測具有重要意義。
2.3混凝土的熱不相容性檢驗(yàn)
混凝土的熱不相容性是指當(dāng)環(huán)境溫度變化時，混凝土結(jié)構(gòu)及性能會隨著其體積的變化而改變，在反復(fù)變化的過程中，組成相界面區(qū)域會產(chǎn)生熱疲勞損傷，在此狀態(tài)下混凝土各成分之間的溫度協(xié)調(diào)性。由于我國地大物博，各地環(huán)境存在明顯差異，例如新疆、內(nèi)蒙等地區(qū)，環(huán)境干燥、濕度較大且溫度變化幅度很大。這些地區(qū)建筑使用的混凝土就常因氣候問題出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。一些專家對混凝土界面過渡區(qū)展開了深入研究，指出其結(jié)構(gòu)和硬化水泥漿體之間區(qū)別較大，并認(rèn)為界面過渡區(qū)是混凝土中組成最薄弱的區(qū)域。當(dāng)環(huán)境溫度出現(xiàn)較大變化時，造成混凝土內(nèi)部由于溫度梯度而產(chǎn)生熱應(yīng)力,以及各相間由于熱作用變形而產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力。混凝土界面過渡區(qū)在溫度反復(fù)波動時的應(yīng)力作用下容易出現(xiàn)損傷，其中的材料因熱膨脹系數(shù)不同而使界面處產(chǎn)生相對運(yùn)動和錯位的趨勢, 多次熱循環(huán)后混凝土的性能產(chǎn)生顯著下降。
檢驗(yàn)混凝土熱不相容性使用最多的方法是紅外熱成像技術(shù)。紅外熱成像技術(shù)是近幾年快速發(fā)展起來的結(jié)構(gòu)無損檢測和監(jiān)測技術(shù)。其原理是利用一切物體都能輻射紅外線的特點(diǎn)，應(yīng)用測儀測定目標(biāo)和背景之間的紅外線差異制作出紅外圖像,也就是物體表面溫度分布圖像,利用熱傳導(dǎo)在物體內(nèi)部的差異,進(jìn)而判斷物體內(nèi)部是否存在缺陷。紅外熱像法和數(shù)字圖像相關(guān)法可針對混凝土材料在準(zhǔn)靜態(tài)荷載下的力學(xué)行為進(jìn)行檢測。紅外熱成像能清晰地顯示混凝土材料試件由凍結(jié)到解凍損傷過程中造成的微裂紋狀態(tài)下的熱彈性禍合以及熱耗散。在檢測混凝土的熱不相容性時，是利用紅外熱成像對混凝土在疲勞或損傷過程中的熱紅外輻射征的研究，分析混凝土在疲勞、損傷、破裂和破壞等過程中伴隨的熱現(xiàn)象,監(jiān)測損傷和破壞過程中微裂紋從出現(xiàn)到逐漸增長發(fā)育的整個過程,判斷混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷存在的具置,從而進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評價等。紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用廣泛，具有方便快速,大面積掃測,直觀等優(yōu)點(diǎn)。此外，紅外熱像法還能進(jìn)行混凝土溫度場的模擬，利用紅外熱成像測定特定溫度條件下混凝土表面和內(nèi)部的邊界的狀況，達(dá)到模擬實(shí)際環(huán)境中混凝土溫度場內(nèi)變化的過程，繼而應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)分析方法找出混凝土結(jié)構(gòu)中存在的缺陷。
結(jié)語：
隨著建筑工程的不斷發(fā)展，其安全問題逐漸被重視起來。混凝土材料的檢驗(yàn)是建筑工程安全保障的重要部分，得到建筑企業(yè)和監(jiān)理部門的廣泛重視，隨著新興科技手段的運(yùn)用，混凝土材料的檢驗(yàn)必將更加規(guī)范和嚴(yán)格。
參考文獻(xiàn)：
篇3
普通的混凝土材料是由膠結(jié)材料（石灰、水泥）、細(xì)骨料（砂子）、粗骨料（石子）和水 按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護(hù)而成的具有一定強(qiáng)度特性的人工建筑材料。過去，由于人們過分注重于混凝土的力學(xué)性能，把精力主要集中在如何提高混凝土的強(qiáng)度上，而用高壓強(qiáng)度的比例關(guān)系來代表其性能的優(yōu)劣，對混凝土的耐久性則不夠重視，從而導(dǎo)致了部分工程結(jié)構(gòu)的開裂，甚至崩塌，此外，由于普通混凝土材料本身的耐久性不高，致使混凝土建筑工程的維修費(fèi)用急劇增大，所以如何延長混凝土材料的使用壽命，提高混凝土的性價比，發(fā)展新型高性能的混凝土材料勢在必行。
一、高性能混凝土概述
混凝土技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在新型外加劑和膠凝材料的出現(xiàn)使既有良好的工作性，又有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐久性能的混凝土的生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。高性能混凝土（High Performance Concrete），簡稱HPC。HPC的應(yīng)用將對混凝土建筑施工技術(shù)和混凝土結(jié)構(gòu)性能起重要作用，日益受到國際材料界和工程界的重視。
HPC組成材料包括水泥、粗細(xì)集料、多種礦物摻合料、水和超塑化劑，其組成和配比要比普通混凝土復(fù)雜，要求也高得多。HPC的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：
（1）由于HPC的高強(qiáng)（60Mpa～100MPa）和超高強(qiáng)（≥100MPa）特性，可使混凝土結(jié)構(gòu)尺寸大大減少，從而減輕結(jié)構(gòu)自重和對地基的荷載，并減少材料用量，增加使用空間，大幅度的降低工程造價。
（2）由于HPC具有高工作性，可以減輕施工勞動強(qiáng)度，節(jié)約施工能耗。
（3）HPC的高耐久性可增加對惡劣環(huán)境的抵御能力，延長建筑物的使用壽命，減少維修費(fèi)用及對環(huán)境帶來的影響，具有顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
二、高性能混凝土的特性
1.新拌混凝土的工作性
新拌混凝土的工作性是一個綜合指標(biāo)，如流動性、可泵性、填充性、均勻性等。HPC要求新拌混凝土具有大流動性（坍落度20cm～25cm）及流動度經(jīng)時損失小，以滿足混凝土集中攪拌、運(yùn)輸、泵送、澆注的工藝要求。甚至在澆注時要求混凝土不振搗自流平，即好的填充性。最終得到均勻穩(wěn)定的混凝土。這些要求是普通混凝土難以滿足的。與普通混凝土相比，HPC的組分復(fù)雜，多種摻合料與超塑化劑配合使用，其目的是通過這些組分來調(diào)整性能。其中最關(guān)鍵的技術(shù)之一是超塑化劑及其組成。單一成分的超塑化劑（如萘系和三聚氰胺系高效減水劑）雖然對水泥漿有強(qiáng)的分散作用，減水率高達(dá)18以上，但并不能滿足HPC對工作性的全部要求。因?yàn)閱我怀煞值某芑瘎⊿P）難以解決坍落度損失、離析分層等問題。因此，必須將高效減水劑與緩凝劑、引氣劑、穩(wěn)定劑等組成復(fù)合超塑化劑（CSP）才能較全面滿足HPC對工作性的要求。
2.硬化混凝土的性能
現(xiàn)代建筑向高層化、大跨度方向發(fā)展，因此促進(jìn)了高強(qiáng)HPC的研究和開發(fā)。在高層建筑中，混凝土強(qiáng)度是對應(yīng)于柱子的軸力。可以說建筑物的層數(shù)是由所使用的混凝土強(qiáng)度來決定的。25～30層的建筑物要使用強(qiáng)度標(biāo)號C35～C45的混凝土，30～35層要C45～C50，更高層的建筑就需要更高強(qiáng)的混凝土，如60層需用100MPa。目前建筑物設(shè)計(jì)和施工以30～35層（高度約100m）居多。因此，更高強(qiáng)度的HPC是目前研究和今后發(fā)展的方向，而大量使用的強(qiáng)度標(biāo)號是C40混凝土。在此情況下，配合比設(shè)計(jì)可以參照普通混凝土的方法，但是主要組成材料和性能應(yīng)滿足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多，這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)配合比時，就考慮到耐久性問題。特別是早期下沉和硬化收縮小、干縮小、水化放熱低，因而提高了混凝土抗裂縫能力，無初始結(jié)構(gòu)缺陷。硬化后的混凝土密實(shí)、滲透性低。這些都使混凝土抵抗外部因素的能力得到提高，最終得到耐久性好的混凝土。
三、高性能混凝土的應(yīng)用與研究
每年工程上混凝土的用量非常之大，工程規(guī)模大、耗資大、應(yīng)用范圍廣，作為現(xiàn)代工程主要材料的地位依然不被撼動。縱觀混凝土技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，其發(fā)展主要遵循復(fù)合化、高強(qiáng)化、高性能化三大技術(shù)路線長期以來，人們過分注重于混凝土的力學(xué)性能，主要集中在提高混凝土的強(qiáng)度上，以搞壓強(qiáng)度的比例關(guān)系來代表其性能的優(yōu)劣，而對影響混凝土耐久性則重視不夠，從而導(dǎo)致了許多工程結(jié)構(gòu)的開裂，甚至崩塌。例如，1980年3月，北海Stavanger近海鉆井平臺Alexander Kjell號突然破壞；烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利核電站的泄漏；日本的一些鋼筋混凝土橋梁，投入不到20年因不能使用而被炸毀；遼寧盤錦遼河大橋的斷毀等等。此外，由于混凝土耐久性不高，致使混凝土工程的維修費(fèi)急劇增大。如何延長混凝土的使用壽命，發(fā)展高性能混凝土勢在必行。
2001年10月用高性能混凝土成功澆搗的航站樓工程第一塊大面積樓板，為澆筑量約8003m的主樓南區(qū)二層樓板。該樓板呈長條型，寬約20m，長約80m，厚500mm，澆筑前沿樓板長度方向由南往北布置2條施工泵管，分別提供泵送混凝土。施工澆筑時，投入混凝土生產(chǎn)線2條、混凝土攪拌車22臺、混凝土泵機(jī)2臺，施工用時14h，施工過程順利。其后，在檢查認(rèn)可了這種新型混凝土抗裂性以及總結(jié)了它的施工養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，陸續(xù)澆搗了其它的大面積樓板，整個航站樓施工補(bǔ)償收縮纖維混凝土總量超過4萬方。經(jīng)檢驗(yàn)，所有應(yīng)用補(bǔ)償收縮纖維混凝土施工的樓板強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，沒有發(fā)現(xiàn)任何明顯的肉眼可見裂縫，抗裂效果得到各方認(rèn)可和好評。
隨著高性能混凝土的優(yōu)越性不斷地得到認(rèn)可，混凝土應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步，城市建設(shè)速度的加快，高性能混凝土獲得了迅速發(fā)展。高性能混凝土在實(shí)際工程中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，尤其是在高層建筑、大跨度橋梁、海上采油平臺、礦井工程、海港碼頭等工程中的應(yīng)用日益增多。
四、高性能混凝土的發(fā)展前景
隨著HPC的開發(fā)和應(yīng)用，建筑對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響正引起社會的關(guān)注。建筑物在建造和運(yùn)行的過程中需消耗大量的自然資源和能源，并對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。有專家指出，作為建筑工業(yè)主要原料的水泥，實(shí)際上是一種不可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品。因此，高性能混凝土的技術(shù)核心是在限制水泥用量以獲得混凝土高性能的同時，堅(jiān)持其可持續(xù)性的發(fā)展原則。
在節(jié)材方面，如果能夠?qū)⒛壳笆褂玫匿摬暮突炷撂岣咭粋€強(qiáng)度等級，則可以獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。粗略計(jì)算，到2010年，僅通過推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼和高性能混凝土，就可節(jié)省大量建設(shè)資金并且同時產(chǎn)生豐厚的間接經(jīng)濟(jì)效益。另外，采用高強(qiáng)材料，可以提高施工作業(yè)效率，提高建筑質(zhì)量，延長使用年限，減少維護(hù)使用費(fèi)用，解決了建筑結(jié)構(gòu)中肥梁胖柱問題，這樣不僅能增加建筑使用面積，增大建筑使用空間，也可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加靈活，提高建筑使用功能。推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼和高性能混凝土，在建設(shè)階段可以節(jié)約鋼材和混凝土，減少資源和能源的消耗量，進(jìn)而減少二氧化碳、二氧化硫等有害氣體和廢渣的排放。
任何新技術(shù)、新材料的發(fā)展，都需要經(jīng)歷漫長的、反復(fù)的過程。在需要克服的諸多障礙中，首先是人們的觀念和認(rèn)識。當(dāng)前我國正處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的，對于HPC的發(fā)展應(yīng)該是一個難得的機(jī)遇。當(dāng)然，任何發(fā)展迅速的新技術(shù)，都必定給相關(guān)的業(yè)界帶來顯著的效益。
應(yīng)用大摻量粉煤灰混凝土和大摻量礦渣混凝土發(fā)展HPC是最可行的途徑，因?yàn)樗粌H能夠提高混凝土的品質(zhì)，還能有效地降低生產(chǎn)成本。在人們對發(fā)展HPC取得共識的基礎(chǔ)上，注重提高骨料品質(zhì)，并將大摻量粉煤灰混凝土和大摻量礦渣混凝土恰當(dāng)?shù)赜糜谖覈幕A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，不僅有利于混凝土業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對整個國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展都會發(fā)揮一定的促進(jìn)作用。HPC的研究與應(yīng)用在短短的十幾年內(nèi)發(fā)展很快，現(xiàn)在采用高效減水劑和硅粉，利用普通工藝即可很方便地配制出高強(qiáng)混凝土。
據(jù)報(bào)道，日本正在研制使用壽命在500年以上的超高耐久性混凝土。目前一些超高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)甚至已經(jīng)可以用來代替鋼結(jié)構(gòu)。我國在最近幾年中胭脂路超高性堿渣混凝土、沸石粉混凝土、高強(qiáng)粉煤灰混凝土、鐵（硫）綠酸鹽水泥混凝土、230MPa礦物集料混凝土、200MPa超高強(qiáng)鋼纖維混凝土、92MPa抗沖耐磨混凝土等第一系列HPC。在保塑劑的研制方面也有進(jìn)步。
五、結(jié)語
大力開展高性能混凝土的研究和應(yīng)用具有重要意義，為更好的推廣應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員必須及時地掌握規(guī)范，正確理解與應(yīng)用，跟蹤新技術(shù)的發(fā)展，而對于施工人員，必須全面掌握混凝土的技術(shù)要點(diǎn)，不能照搬普通混凝土的施工與養(yǎng)護(hù)方法，對于監(jiān)理人員，必須深入理解規(guī)范、靈活運(yùn)用規(guī)范，同時，相應(yīng)的國家規(guī)范也必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模岳诖龠M(jìn)高性能混凝土的應(yīng)用。
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篇4
1研究搶通材料的意義
大多山區(qū)公路為水泥混凝土道面，因地質(zhì)條件與氣候環(huán)境特征等方面的問題，路面在雨季很容易發(fā)生水毀現(xiàn)象，產(chǎn)生不利后果。混凝土路面損毀狀況有開裂、斷角、卿泥、破碎、起包、坑洞、錯臺等現(xiàn)象［1］。目前主要使用整板拆除法和罩面法對剛性道面進(jìn)行快速恢復(fù)。由于經(jīng)濟(jì)性的問題，整板拆除方法一般不用于淺層破壞;破損嚴(yán)重時，才會考慮該方法。這種方式的缺點(diǎn):施工難度大、開通時間長、材料損失大，環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，不被廣泛使用。因此，我們希望能夠開發(fā)出解決上述問題的有效途徑，即使用快速修補(bǔ)材料來改善原有道路的缺陷問題的研究意義深遠(yuǎn)。市場上出現(xiàn)的關(guān)于快速修補(bǔ)材料五花八門，參差不齊，由于各種原因，不適合大面積推廣，尤其災(zāi)后交通受損，材料運(yùn)輸受阻，無法保證短時間恢復(fù)通行。因此，開發(fā)出新型的、有效的、節(jié)能的、環(huán)保的、經(jīng)濟(jì)的快速修補(bǔ)的材料及技術(shù)，顯得尤為迫切。
2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國內(nèi)外對于破損道面恢復(fù)的研究，已經(jīng)取得一些收獲，包括工藝和原材料的研究，在一些工程上也有一定的應(yīng)用。但是由于環(huán)境經(jīng)濟(jì)等問題的不通導(dǎo)致該種技術(shù)不能大面積的推廣使用，需要因材施教，因地適宜，通過調(diào)整修補(bǔ)財(cái)料和施工工藝來解決道面破損恢復(fù)的問題。剛開始工程上使用瀝青質(zhì)等感溫性材料，在高溫的條件下灌注或澆筑缺陷，或者重新鋪設(shè)混凝土道面來解決問題;但是由于兩種材料的性質(zhì)不同，導(dǎo)致界面處黏結(jié)不牢，耐久性問題得不到解決，達(dá)不到理想的狀態(tài);因此，專家學(xué)者通過添加早強(qiáng)劑，改變水泥早期強(qiáng)度的方式，使得修補(bǔ)的技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。市場上修補(bǔ)材料分為三大類:有機(jī)類(環(huán)氧樹脂、聚氨酯、烯、瀝青及改性瀝青類);無機(jī)類(快硬型、膨脹型、摻復(fù)合外加劑型、摻纖維型、摻超細(xì)粉型的混凝土);有機(jī)與無機(jī)復(fù)合材料類(以有機(jī)為主的聚合物的碎石材料，以無機(jī)為主的聚合物改性混凝土或砂漿:如107膠、丙乳、丁苯膠乳)［2］。道面快速修補(bǔ)材料主要針對縫隙、罩面、板塊的局部或整體、邊角等處理，下面介紹7種材料的使用狀況。(1)普通水泥混凝土和砂漿。采用無機(jī)的砂漿或混凝土修補(bǔ)，是把原有損壞位置清理掉，重新鋪上同等級的無機(jī)材料，其缺點(diǎn)在于中斷交通的時間太長，不利于開放交通;而且新舊材料收縮率不同再一次導(dǎo)致收縮開裂;尤其對于結(jié)合處，往往效果不理想，產(chǎn)生新舊兩層皮等現(xiàn)象。(2)瀝青和瀝青混凝土。由于瀝青及瀝青混凝土材料感溫性，施工簡單等特點(diǎn)，可縮短交通開放時間。但是使用該產(chǎn)品也有一些不足之處:①需加熱設(shè)備;②新舊材料剛度不同，受力不同;③界面處理難;④平整度不好;⑤新舊路面顏色不同，影響美觀。(3)快硬高強(qiáng)水泥。上世紀(jì)50年代，快硬高強(qiáng)水泥被研究出來，其中一種是凝結(jié)時間不變，但是早期強(qiáng)度高，如美國、蘇聯(lián)、日本等國家研發(fā)的早強(qiáng)快硬型的波特蘭水泥;經(jīng)過20年的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了一種早凝時間短，早期強(qiáng)度高的快凝快硬水泥，如摻加無水硫鋁酸鈣和氟鋁酸鈣的水泥，該種水泥的出現(xiàn)得使得快速修復(fù)材料的發(fā)展打開嶄新一頁［3］。(4)硅粉混凝土或砂漿。80年代硅粉混凝土躍上歷史舞臺，他的出現(xiàn)使得混凝土在抗壓、抗折、抗?jié)B、防腐、抗沖擊及耐磨性能有所改善，同時在保水、離析、泌水等方面也得到了很好地改進(jìn)，尤其對于泵送混凝土泵送阻力的改變十分顯著;另外，針對噴射混凝土的落地灰現(xiàn)象也得到改變，這種水泥的功效是普通水泥的5倍，成本也得到大幅度的降低。但是其粘聚性較高高，不利于運(yùn)送，干縮率大價格高，經(jīng)濟(jì)性差。(5)纖維混凝土。纖維混凝土70年代進(jìn)入中國市場，砂漿與混凝土中加入纖維后使得結(jié)構(gòu)體抗拉強(qiáng)度增加、極限延伸率變大、抗堿性變好等優(yōu)點(diǎn)，從耐久性、力學(xué)性能考慮是最佳的選擇;但是，纖維在混凝土分布不均勻，導(dǎo)致施工難，影響了纖維混凝土的發(fā)展［4］。(6)聚合物水泥砂漿(混凝土)。聚合物砂漿(混凝土)優(yōu)點(diǎn):力學(xué)性能、耐久性等性能提高，工作性能優(yōu)異;缺點(diǎn):難以控制含氣量;對環(huán)境也造成污染;成本較高，造成無法大面積使用。(7)水泥基快速修補(bǔ)劑。隨著歷史的發(fā)展前面介紹的六種材料不能完全解決路面修復(fù)材料的缺陷，因此，國內(nèi)外學(xué)者通過不懈的努力，水泥基快速修補(bǔ)劑在工程中得到應(yīng)用，國外市場上的水泥基快速修補(bǔ)劑有“Swiftcrete”水泥、“Draifach”水泥、“Supercement"水泥、“一日”水泥、Ⅲ型水泥等［5］;國內(nèi)的水泥基快速修補(bǔ)劑包括PR－Ⅰ型、QTA－Ⅰ型、JK系列、HW系列超早強(qiáng)水泥混凝土修補(bǔ)劑等，該水泥修補(bǔ)劑在一些工程中也有相應(yīng)的應(yīng)用，在實(shí)際的工程中也有不足的地方，需要改進(jìn)，例如儲存時間短，配料繁多等缺點(diǎn)［6］。
3展望
隨著自然災(zāi)害的發(fā)生，目前有許許多多的混凝土構(gòu)筑物需要進(jìn)行修補(bǔ)，尤其對于的公路、隧道、機(jī)場、橋梁等道面進(jìn)行修復(fù)。然而，對快速修補(bǔ)材料的研究還是不夠完善，還需努力研發(fā)出:1)開發(fā)簡單、便捷的新型設(shè)備與超早強(qiáng)修補(bǔ)材料配套使用;2)開發(fā)適用于不同環(huán)境和工程的快速修復(fù)材料。
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篇5
隨著建筑物向高層、大跨度方向發(fā)展，建筑物的自重也越來越受到人們的關(guān)注。由于具備質(zhì)輕、隔熱、耐火、抗凍性好等特點(diǎn)，發(fā)泡混凝土及其制品具有廣闊的應(yīng)用前景，發(fā)泡混凝土砌塊、發(fā)泡混凝土輕質(zhì)墻板等已經(jīng)應(yīng)用于建筑節(jié)能墻體材料中。
泡沫混凝土是由發(fā)泡劑，穩(wěn)定劑與水泥、粉煤灰、石膏等主要材料混合均勻后澆注，發(fā)泡、硬化而成的，內(nèi)部有大量封閉氣泡的“密孔”輕質(zhì)建筑材料。發(fā)泡劑是生產(chǎn)泡沫混凝土的一個關(guān)鍵因素，它的性能直接覺定著泡沫混凝土的性能。能產(chǎn)生泡沫的物質(zhì)很多，但并非所有能產(chǎn)生泡沫的物質(zhì)都能作為發(fā)泡劑用于泡沫混凝土的生產(chǎn)。只有在泡沫漿料混合時，薄膜不致破壞，具有足夠穩(wěn)定性，對凝膠材料的凝結(jié)和硬化沒有害影響的發(fā)泡劑，才能用來生產(chǎn)泡沫混凝土。目前我國的泡沫混凝土發(fā)泡劑的功能少、產(chǎn)量低，所產(chǎn)生的氣泡穩(wěn)定性、均勻性、分散性都不理想，與水泥結(jié)合性也不好。通常產(chǎn)生氣泡而制成泡沫制品的過程有兩種，即物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡。物理發(fā)泡只由發(fā)泡劑在機(jī)械攪拌下產(chǎn)生大量氣泡活用壓縮空氣的方法形成氣泡分散于漿料中；而化學(xué)發(fā)泡是發(fā)泡劑在漿料中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出氣體而形成細(xì)小氣泡。化學(xué)發(fā)泡中的發(fā)泡劑又可分為金屬和非金屬兩大類，金屬發(fā)泡劑有鋅粉，鋁粉等，非金屬發(fā)泡劑有碳酸鈣、碳酸氫銨等。有些無機(jī)發(fā)泡劑產(chǎn)生氣泡的速率較快，泡沫穩(wěn)定、均勻且分散性好，非常適和作為發(fā)泡劑。
本文采用雙氧水（27.5%）與硬脂酸鈣，分別作為發(fā)泡混凝土的發(fā)泡劑和穩(wěn)定劑，制備了一種發(fā)泡混凝土材料。
二、實(shí)驗(yàn)材料、藥品及儀器
2.1 材料
水泥、粉煤灰、石膏、抗裂纖維、自來水
2.2 藥品
30%H2O2溶液、明膠、硬質(zhì)酸鈣（穩(wěn)定劑）、十二烷基苯磺酸鈉（減水劑）、氯化鈉（促凝劑）
2.3 儀器
電子天平、烘箱、攪拌器、量筒、模具。
2.4 原材料的作用
（1）用粉煤灰取代部分快硬硫鋁酸鹽水泥，對發(fā)泡混凝土的后期強(qiáng)度和耐久性都有所幫助；
（2）硬脂酸鈣可以增大漿體的黏度，使泡沫致密、穩(wěn)定；
（3）促凝劑可以使水泥水化誘導(dǎo)期消失，水泥加水后直接進(jìn)入水化加速期，從而與雙氧水的發(fā)泡時間相一致；
（4）減水劑可降低水灰比，提高材料強(qiáng)度，降低吸水率。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.1 漿料的制備
按一定比例稱取一定量的粉煤灰、石膏、水泥并混合均勻，然后加水?dāng)嚢柚粱旌衔锍蓾{狀。
3.2 發(fā)泡劑的制備
將稀釋好的H2O2溶液與明膠水，十二烷基苯磺酸鈉、硬質(zhì)酸鈣按一定比例進(jìn)行復(fù)配，然后加入適量氯化鈉。
3.3 泡沫混凝土的制備
將上述發(fā)泡劑溶液適量加入到漿料中，攪拌均勻，然后注入模具中待其在50℃環(huán)境下養(yǎng)護(hù)6h后脫模。
四、結(jié)果與討論
泡沫混凝土與普通混凝土在組成材料上的最大據(jù)別在于：泡沫混凝土中沒有普通混凝土中使用的粗集料，同時含有大量氣泡。因此，與普通混凝土相比，無論是新拌泡沫混凝土漿體，還是硬化后的泡沫混凝土，都表現(xiàn)出許多特殊性能。同時泡沫混凝土作為保溫材料與普通材料相比也有許多特殊性能。
4.1 環(huán)保、無毒無害
發(fā)泡混凝土所需原材料主要為水泥和發(fā)泡劑
4.2 輕質(zhì)
泡沫混凝土的密度較小，密度等級一般為300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等級為300-1200 kg/m3，，密度為 160 kg/m3的超輕泡沫混凝土也在建筑工程中獲得了應(yīng)用。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的內(nèi)外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結(jié)構(gòu)中采用該種材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可達(dá)結(jié)構(gòu)物總重的30%-40%。而且，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，如采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可提高構(gòu)件的承截能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
4.3 保溫隔熱
由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細(xì)小孔隙，因此具有良好的熱工性能，即良好的保溫隔熱性能，這是普通混凝土所不具備的。通常密度等級在300-1200 kg/m3范圍的泡沫混凝土，導(dǎo)熱系數(shù)在0.08-0.3w/（m?K）之間，熱阻約為普通混凝土的10-20倍。采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料，具有良好的節(jié)能效果。
4.4 隔音耐火
泡沫混凝土屬多孔材料，因此它也是一種良好的隔音材料，在建筑 物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。泡沫混凝土是無機(jī)材料，不會燃燒，從而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。整體性能好可現(xiàn)場澆注施工，與主體工程結(jié)合緊密。
4.5 低彈減震
泡沫混凝土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。
4.6 防水性能強(qiáng)
現(xiàn)澆泡沫混凝土吸水率較低，相對獨(dú)立的封閉氣泡
及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。耐久性能好與主體工程壽命相同。
五、結(jié)語
我國正在大力推行節(jié)能政策，泡沫混凝土以其良好的性能，具有廣闊的應(yīng)用前景。從現(xiàn)階段的生產(chǎn)和應(yīng)用來看，研制高效發(fā)泡劑尋求替代原料、利用工業(yè)廢料、優(yōu)化工藝流程是急需解決的問題，進(jìn)一步在理論實(shí)踐中解決好這些問題，對泡沫混凝土的發(fā)展及應(yīng)用具有重要意義。
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篇6
抗凍混凝土對材料的選擇如下:
對水泥的選擇。
冬期施工混凝土所用水泥品種和性能,主要取決于混凝土養(yǎng)護(hù)條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)丶結(jié)構(gòu)使用期間所處環(huán)境和施工方法。在一般情況下,冬期施工混凝土應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。當(dāng)硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥缺之,需要選用其他品種水泥時,應(yīng)注意其中的摻合料對混凝土抗凍性、抗?jié)B性等性能的影響,也可選用經(jīng)過技術(shù)鑒定的早強(qiáng)水泥,但在水泥中摻加早強(qiáng)擠時,要進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)合格后方可使用。
有條件的工程可用特種快硬高強(qiáng)類水泥來配制冬期施工混凝土.但采用摻外加擠冬期施工方法時，冬期施工混凝土是不能選用高鋁水泥的，這是因?yàn)殇X水泥因重結(jié)晶而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低，對鋼筋混凝土中鋼筋的保護(hù)作用也比硅酸鹽水泥差的緣故。
對與厚大體積的混凝土結(jié)構(gòu)物，如水壩、反應(yīng)堆、高層建筑物的大體積基礎(chǔ)等，則選用水化熱較小的水泥，以避免溫差應(yīng)力對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。
總之，冬期施工混凝土對水泥的選擇應(yīng)注意下方面：1.優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，不得選用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥；2.如果選用礦渣硅酸鹽水泥，應(yīng)同時考慮采用蒸汽養(yǎng)護(hù)；3.所用的水泥強(qiáng)度度不應(yīng)低于32.5 MPa;4.水泥用量最低不小于300kg%m3，厚大體積混凝土的水泥最小用量，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。
對骨料的選擇。
冬期施工混凝土所用的骨料分為細(xì)骨料和粗骨料。細(xì)骨料宜選用色澤鮮艷、質(zhì)地堅(jiān)硬、級配良好、質(zhì)量合格的中砂，其含泥量不得大于1.0%；粗骨料宜選用經(jīng)15次凍融值試驗(yàn)合格的堅(jiān)實(shí)級配花崗巖或石英巖啐石，其堅(jiān)固性指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不得含有風(fēng)化的顆粒，含泥量不得大于1.0%，泥塊含量不得大于0.5%.
對于抗凍等級為D100及一上的混凝土，其所用的粗骨料和細(xì)骨料均應(yīng)進(jìn)行堅(jiān)固性試驗(yàn)，并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ52-2006）中的規(guī)定。
總之，所用粗骨料和細(xì)骨料的其他技術(shù)要求，應(yīng)當(dāng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用卵石、砂石》（GB/T14685-2001）和《建筑用砂》（GB/T14684-2001）中的規(guī)定。
冬期施工混凝土所用的骨料，必須具有良好的抗凍性。冬期施工混凝土所用的骨料堆場，應(yīng)選在地勢較高、不積水、運(yùn)輸方便、有排水出路的地方。為滿足混凝土抗凍性的要求，粗骨料和細(xì)骨料應(yīng)分別滿足表中的規(guī)定。
冬期施工混凝土對骨料的要求
對早強(qiáng)防凍劑的選擇。冬期施工混凝土中摻人適宜的混凝土早強(qiáng)減水劑和防凍劑，能有效地改善混凝土的工藝性能，提高混凝土的耐久性，并保證其在低溫初期時獲得早期強(qiáng)度，或在負(fù)溫時期的水化硬能斷續(xù)進(jìn)行，防止混凝土早期遭受凍害。
按照防凍劑在混凝土中的作用和效果不同，一般可分為：防凍抗凍型防凍劑、抗凍害型防凍劑、早強(qiáng)型防凍劑和引氣型防凍劑。國內(nèi)外目前常用的是復(fù)合型防凍劑，如早強(qiáng)劑+減水劑、防凍劑+早強(qiáng)劑+阻銹劑、防凍劑+早強(qiáng)劑+阻銹劑+減水劑、防凍劑+早強(qiáng)劑+引氣劑+減水劑、防凍劑+早強(qiáng)劑+阻銹劑+減水劑+引氣劑和防凍劑+早強(qiáng)劑+阻銹劑+減水劑+引氣劑+其他外加劑等。
冬期施工混凝土用的外加擠應(yīng)通過正式技術(shù)鑒定，其技術(shù)性能應(yīng)符合《混凝土外加擠應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119--2003）和《混凝土防凍劑》（jc475--2004）標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。我國配制的早強(qiáng)防凍劑主要由減水、引氣、防凍、早強(qiáng)組分組成，不僅具有對混凝土顯著的早強(qiáng)防凍功能，而且無毒、不易然、對鋼筋無銹蝕作用。
摻有早強(qiáng)防凍劑的混凝土，可以在負(fù)溫情況下凝結(jié)哽化而不需要保溫或加熱，最終能達(dá)到與常溫養(yǎng)護(hù)的混凝土相同的質(zhì)量水平。
冬期施工混凝土所用的早強(qiáng)防凍劑，是低溫施工環(huán)境中的重要材料，也是確保混凝土在一定負(fù)溫下正常施工、保證工程質(zhì)量的技術(shù)措施，因此選用的早強(qiáng)防凍擠應(yīng)同時具備良好的早強(qiáng)作用、高效減水作用、降低冰點(diǎn)的作用、對鋼筋無銹蝕作用和其他一些作用。
工程實(shí)踐證明，對于抗凍等級為D100及以上的混凝土還應(yīng)摻人后混凝土的含氣量應(yīng)符合表中的規(guī)定。
長期處于潮濕和嚴(yán)寒環(huán)境中混凝土的最小含氣量
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引言
衡量混凝土結(jié)構(gòu)的好壞，有兩個比較重要的指標(biāo)，一個是混凝土的強(qiáng)度，一個是混凝土的耐久性。但是在實(shí)際的施工過程中，卻往往忽視了混凝土的耐久性的重要性。在各類建筑工程材料中，混凝土是用途最廣泛，也是用量最大的。一旦混凝土的耐久性不好，那么經(jīng)過長時間的使用后，混凝土的結(jié)構(gòu)會造成一定的損壞，也會形成巨大的維修成本。
1、膠凝材料常見種類
混凝土是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料;與水(加或不加膠凝材料和摻合料)按一定比例配合，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應(yīng)用于土木工程。混凝土材料是以“粗集料－細(xì)集料－膠凝材料－水”組成的復(fù)雜多相體系，所以混凝土的性質(zhì)與這幾種成分是分不開的，其中膠凝材料是其中的一項(xiàng)重要物質(zhì)，其常見的主要種類有石灰石粉、天然火山灰、粉煤灰、硅灰、礦渣及磷渣粉等，不同輔助膠凝材料在混凝土中的作用機(jī)理、特殊應(yīng)用以及對混凝土性能的具體影響。
2、不同膠凝材料對混凝土耐久性的影響
2.1、水泥
(1)水泥強(qiáng)度。隨著城市化建設(shè)的水平越來越高，我們對混凝土的強(qiáng)度要求也越來越高，還實(shí)行了新的水泥標(biāo)準(zhǔn)，主要還是以提高C3S的含量作為重要指標(biāo)。國內(nèi)外的有關(guān)專家經(jīng)過對實(shí)際的調(diào)查后得出，混凝土結(jié)構(gòu)之所以產(chǎn)生開裂，而且數(shù)量逐年呈上升趨勢，一方面需要提高C3S的含量與細(xì)度。但是，這么做雖然可以在早期能提高混凝土的強(qiáng)度，卻與混凝土的耐久性沒有產(chǎn)生多大的影響。我們之后所研發(fā)的所謂的“三高”水泥:高細(xì)度、高C3S含量、高強(qiáng)度，并沒有抑制住混凝土產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象。我們所研發(fā)的“三高”水泥，在現(xiàn)代建筑工程中，搭配上混凝土的低水膠比、高水泥用量，不僅不能延緩混凝土的收縮速度，還使得混凝土的抵抗開裂性能變差，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不良。久而久之，并不利于混凝土的耐久性能的提高。
(2)水泥含堿量。通常，我們會從控制堿骨料反應(yīng)這一角度來提及對水泥含堿量的要求。但是，我們在實(shí)踐過程中卻發(fā)現(xiàn)，活性骨料是否存在，堿含量的多少首先就會影響混凝土的開裂程度，而并不是之前所指的堿骨料反應(yīng)。水泥中的含堿量越少，混凝土的收縮變形也就越小，當(dāng)達(dá)到一定的量后，水泥所具有的抗裂性也得到了顯著的增加。
2.2、砂、石集料
要保證混凝土的耐久性，一個比較重要的條件就是，選用質(zhì)量合格的砂、石集料。之前，建筑工程中比較重視的是骨料的強(qiáng)度高低與含泥量的多少，而忽略了砂、石集料的形狀與級配，其實(shí)對混凝土的耐久性會產(chǎn)生不小的影響。如果砂、石集料的級配等級比較高，那么混凝土之間的孔隙率就會減小，混凝土的密實(shí)度會得到相應(yīng)的提高，另外，混凝土的收縮方面也會減緩;如果砂、石集料的級配等級比較低，那么混凝土之間的孔隙率就會加大，密實(shí)度降低，一些有害的物質(zhì)就會滲透入混凝土中，導(dǎo)致混凝土的耐久性降低。
當(dāng)砂、石集料的級配等級達(dá)到要求后，如果從影響混凝土強(qiáng)度的因素來進(jìn)行考慮，那么可以在要求的范圍內(nèi)盡可能地選擇比較大的顆粒;如果從影響混凝土耐久性的因素來進(jìn)行考慮，那么就應(yīng)該心可能地選擇顆粒小一點(diǎn)的。
3、膠凝材料對混凝土耐久性產(chǎn)生的機(jī)理
對于混凝土耐久性的檢測中，一般選擇的試件達(dá)到28d齡期時，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，各組試驗(yàn)的坍落度和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。通過以上的一些指標(biāo)來確定膠凝材料對混凝土耐久性產(chǎn)生的影響，從而對膠凝材料在耐久性中的影響機(jī)理進(jìn)行分析。
對于混凝土以水泥作為膠凝材料的，應(yīng)該嚴(yán)格控制水泥的使用量，水泥用量應(yīng)該在規(guī)范規(guī)定的最大使用量和最小使用量之間，不得超出這一范圍，否則會嚴(yán)重影響混凝土的凝固時間和強(qiáng)度等。控制水泥的最小用量是為了保證混凝土的密實(shí)性，控制水泥的最大用量是為了防止水泥的過量引起收縮和水化熱過大而產(chǎn)生裂縫。考慮到混凝土施工工作性的需要，水泥漿體積至少應(yīng)占25%，若使混凝土性能達(dá)最佳均衡水泥漿體積宜占35%。另外，水灰比過大，混凝土有孔隙，特別是毛細(xì)管空隙率增大會嚴(yán)重影響混凝土的耐久性;水灰比過小，拌和物過于干稠，在一定的施工振搗密實(shí)，出現(xiàn)較多蜂窩、孔洞，也會影響其耐久性。
混入的膠凝材料在材料分析中發(fā)現(xiàn)，影響了混凝土的電阻率和電荷轉(zhuǎn)移效果。混凝土電阻率和鋼筋鈍化膜破壞后的電荷轉(zhuǎn)移電阻隨粉煤灰和礦渣的含量提高產(chǎn)生的規(guī)律是先提高后降低的趨勢，而測試中電容大小在一定程度上與鋼筋的銹蝕面積成正相關(guān)，因此利用粉煤灰和礦渣取代部分水泥后，提高了混凝土的電阻率，并降低了鋼筋的銹蝕面積和腐蝕速率，但粉煤灰和礦渣的含量均不宜過高。對于粉煤灰混凝土試件，粉煤灰的摻量不宜高于30%，而對于礦渣混凝土試件，礦渣含量為50%時試件的腐蝕速率最低。
除了以上因素，對于混凝土耐久性的影響還有其他一些方面，如砂率過大時，骨料的總表面積及空隙率都會增大;砂率過小時，會引起粘聚性和保水性不良。二者均會造成混凝土拌和物的流動性減小，密實(shí)度降低，從而降低了耐久性。膠凝材料使用必須考慮其與水泥的相容性以及不同品種間的匹配，膠凝材料的摻量應(yīng)通過試驗(yàn)來確定，否則會給混凝土帶來負(fù)作用，影響其耐久性。
4、外加劑在現(xiàn)代混凝土中的作用
傳統(tǒng)的木質(zhì)素磺酸鹽類、萘磺酸縮合物及脂肪族類減水劑，由于其固有分子結(jié)構(gòu)的局限性，分散能力有限，減水率較低，即使提高摻量也難以滿足復(fù)雜組分、低水膠比條件下現(xiàn)代混凝土高流動性和流動性保持的要求。聚羧酸外加劑具有靈活的分子結(jié)構(gòu)，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，通過針對性的分子構(gòu)筑，實(shí)現(xiàn)高性能化與功能化，滿足現(xiàn)代混凝土不同的性能需求，從而提高工程質(zhì)量。
4.1、復(fù)雜組分的高效分散
常規(guī)的聚羧酸外加劑針對水泥特性進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，其在水泥顆粒表面具有較強(qiáng)的吸附作用，但對于礦物摻合料卻吸附量較低，因而難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代混凝土大摻量工業(yè)廢渣體系的高效分散。脫硫石膏作為水泥調(diào)凝劑的大量使用，導(dǎo)致水泥水化漿體溶液中SO42-含量高，其與聚羧酸分子在水泥/水界面存在嚴(yán)重的競爭吸附作用，優(yōu)先于聚羧酸分子吸附到水泥顆粒表面，同時，高濃度SO42-導(dǎo)致溶液中聚羧酸分子的構(gòu)象由自由伸展型向卷曲線團(tuán)型變化，吸附基團(tuán)被包埋，從而導(dǎo)致聚羧酸的吸附量降低，劣化了聚羧酸外加劑的分散性能。低品位砂石集料中殘留的粘土與聚羧酸分子的聚醚（聚氧乙烯結(jié)構(gòu)）側(cè)鏈具有較強(qiáng)的氫鍵吸附作用，大量吸附聚羧酸外加劑，使得用于膠凝材料分散的聚羧酸大幅減少。這些因素均導(dǎo)致復(fù)雜組分的現(xiàn)代混凝土初始流動性降低，工作性差。
4.2、高效分散保持
嚴(yán)酷、復(fù)雜環(huán)境條件下的施工對現(xiàn)代混凝土的流動性保持提出了更高的要求。如長距離運(yùn)輸、高溫環(huán)境施工要求混凝土流動性保持時間長達(dá)4h~5h，核電工程施工要求混凝土從初始至90min期間，坍落度均控制在120mm±20mm；低膠材、低砂率、高摻量磨細(xì)石英砂的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力（PHC）管樁為了實(shí)現(xiàn)自動布料，要求混凝土坍落度1h控制在180mm±20mm。采用復(fù)配緩凝組分的傳統(tǒng)方法，不僅增大混凝土泌水和干燥收縮，降低早期強(qiáng)度，而且保坍效果不明顯，無法滿足工程需求。
研究表明，聚羧酸外加劑對混凝土的分散保持性漿體溶液中殘留聚羧酸外加劑的濃度呈正相關(guān)。聚羧酸分子主鏈中吸附基團(tuán)越少、且吸附在水泥/水界面的分子側(cè)鏈越長、在堿性環(huán)境下主/側(cè)鏈橋接鍵越穩(wěn)定、水泥水化掩埋外加劑越少、提供的空間位阻作用越強(qiáng)，則分散保持性能越好。（如圖1所以）在聚羧酸分子中引入高穩(wěn)定型長聚醚側(cè)鏈，減少水化掩埋，提供持續(xù)高效的空間位阻作用。
圖1聚羧酸分子結(jié)構(gòu)與分散保持
4.3、減少收縮，提高耐久性
根據(jù)Laplace方程，當(dāng)水泥石中孔隙液的表面張力因此在蒸發(fā)或者是消耗相同水分的條件下，使引起水泥石收縮的宏觀應(yīng)力下降，從而減小收縮。在混凝土中摻加減縮劑可以降低毛細(xì)孔或凝膠孔中液相的表面張力，從而降低毛細(xì)管負(fù)壓，是抑制混凝土殼體、薄壁結(jié)構(gòu)等大面積暴露結(jié)構(gòu)的收縮開裂的重要技術(shù)措施。傳統(tǒng)小分子減縮劑，存在分子量低易揮發(fā)、摻量高且降低后期強(qiáng)度、成本高等缺點(diǎn)。針對存在的問題，利用分子裁剪技術(shù)將具有減縮功能和提供空間位阻效應(yīng)的烷基聚醚接枝到聚羧酸外加劑分子主鏈中，開發(fā)了減縮型聚羧酸減水劑，由此實(shí)現(xiàn)了減縮與減水分散的統(tǒng)一。
結(jié)束語
本文通過對影響混凝土耐久性的外加劑的分析，提出了一些具體的措施，相信通過多方面的努力與配合，混凝土的耐久性會得到很大的提高，從而進(jìn)一步地延長混凝土的使用年限。
參考文獻(xiàn)
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1、材料要求
1.1、混凝土拌和物原材料質(zhì)量一定符合國家規(guī)范、規(guī)程、材料標(biāo)準(zhǔn)及工程施工技術(shù)合同要求，要有出廠質(zhì)量證明文件及攪拌站復(fù)試報(bào)告單，并要按工程要求進(jìn)行混凝土中氯化物、堿含量及主體材料揮發(fā)性有機(jī)化合物含量控制。
（1）適合用32.5及以上的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥；（2）適合用粗砂或中砂，含泥量要小于3%，泥塊含量要小于1％。通過0.300mm篩孔的砂，要大于15％。（3）適合用碎石或卵石，含泥量要小于1%，泥塊含量小于0.5％；（4）用于結(jié)構(gòu)工程時，要使用Ⅱ級及以上粉煤灰。（5）外加劑：使用滿足工程技術(shù)合同要求的外加劑，其摻量要經(jīng)試驗(yàn)確定。
1.2、經(jīng)攪拌站復(fù)試的混凝土拌和物原材料要進(jìn)行質(zhì)量狀態(tài)標(biāo)識，合格的原材料才能使用。
1.3、袋裝水泥進(jìn)場，應(yīng)驗(yàn)明生產(chǎn)廠家、牌號、品種、級別、進(jìn)場批量、出廠時間、試驗(yàn)合格與否，分別整齊定量堆放，按垛掛牌，不可混垛。每批應(yīng)抽查5％以上，避免重量誤差超標(biāo)。
1.4、散裝水泥進(jìn)場，要按品種、強(qiáng)度等級送入指定筒倉，不可混倉。水泥筒倉要有明顯標(biāo)志，標(biāo)明水泥品種、強(qiáng)度等級等。每個攪拌站至少有兩個筒倉，輪流進(jìn)料，保證輪流用完后徹底清倉再進(jìn)水泥。
1.5、砂、石要堆放在硬底場地，并有向后的排水坡度，方便測砂、石含水率時上下基本一致。砂石間要有擋墻，分品種、規(guī)格隔開堆放，不可混料或混入雜質(zhì)，料場裝載機(jī)輪、斗，每天要清洗干凈。每次裝砂、石入斗應(yīng)避免斗內(nèi)混淆。裝載機(jī)要確保不漏油。
1.6、粉煤灰筒倉要設(shè)明顯標(biāo)志，不可與水泥混倉。粉煤灰在儲存和運(yùn)輸中不可受潮。
2、操作工藝
2.1、攪拌（試塊留置）
（1）混凝土攪拌操作人員開盤前，要按本日配合比和任務(wù)單，檢查原材料的品種、規(guī)格、數(shù)量及設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并做好記錄。
（2）攪拌要實(shí)行配合比掛牌制，按工程名稱、部位注明每盤材料配料重量。
（3）試驗(yàn)人員在每日班前測定砂、石含水率，按砂石含水率隨時調(diào)整每盤砂石及加水量，做好調(diào)整記錄。
（4）攪拌樓操作人員要嚴(yán)格按配合比計(jì)量，投料順序是：先倒砂石，再裝水泥，攪拌均勻，再加水?dāng)嚢琛?shí)踐表明，這種做法混凝土強(qiáng)度可提高15％以上。粉煤灰應(yīng)與水泥同步加入，外加劑應(yīng)滯后于水泥。外加劑的配置應(yīng)用小臺秤提前1d稱好，并裝入塑料袋，并做抽查和投放，要指定專人負(fù)責(zé)配置和投放。材料的計(jì)量允許偏差要符合表1規(guī)定。
表1 混凝土原材料每盤稱量的允許偏差
名稱 水泥 粗細(xì)骨料 水 外加劑溶液 摻和料
允許偏差 ±2% ±3% ±2% ±2% ±2%
（5）混凝土的攪拌時間應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行，經(jīng)試驗(yàn)調(diào)整確定。攪拌時間與攪拌機(jī)類型、坍落度大小、斗容量大小相關(guān)。摻入外加劑或摻和料時攪拌時間要延長20~30s。
（6）攪拌操作人員要隨時觀察攪拌設(shè)備的工作狀況和坍落度的變化，坍落度要滿足澆筑地點(diǎn)要求。出現(xiàn)不正常要及時向主管負(fù)責(zé)人或主管部門反映，不可隨意更改配合比。
2.2、運(yùn)輸
（1）預(yù)先確定混凝土攪拌運(yùn)輸車的行駛路線及混凝土運(yùn)輸時間，以確保混凝土的連續(xù)供應(yīng)。
（2）攪拌運(yùn)輸車裝運(yùn)混凝土?xí)r，筒體內(nèi)不可有積水。
（3）混凝土攪拌運(yùn)輸車在運(yùn)輸途中，拌筒要保持正常的慢速轉(zhuǎn)動。
（4）混凝土運(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時間不可超過混凝土的初凝時間。
（5）在冬期施工混凝土工程運(yùn)輸過程中，運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)有保溫、防風(fēng)雪措施；在夏季施工的混凝土工程，運(yùn)輸過程中，運(yùn)輸設(shè)備要有降溫、防雨設(shè)施。
2.3、混凝土運(yùn)至澆筑地點(diǎn)后，要在交貨地點(diǎn)測定混凝土坍落度，其檢測結(jié)果超過表2時，不可在工程中使用。
坍落度 允許偏差
≤40 ±10
50~90 ±20
≥100 ±30
表2 混凝土坍落度允許偏差
2.4、澆筑（試塊留置）
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混凝土是由水泥、摻和料、外加劑和水配制的膠結(jié)材料漿體將分散的砂、石經(jīng)攪拌粘結(jié)在一起的工程材料。硬結(jié)的混凝土是一種多元、多相、非勻質(zhì)的水泥基復(fù)合材料，具有較高的彈性模量，較低的抗拉強(qiáng)度，在受約束條件下只要發(fā)生少許收縮，產(chǎn)生的拉應(yīng)力往往會大于該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。混凝土在澆注成型后，骨料對漿體產(chǎn)生約束，使混凝土內(nèi)部從一開始產(chǎn)生微裂縫，在環(huán)境溫度、濕度、荷載等因素作用下，這些微裂縫就可能發(fā)展為宏觀裂縫。
混凝土開裂的原因很多，下面僅就材料這方面予以研究。
由于混凝土本身材性所導(dǎo)致的裂縫主要有以下幾類。
1、塑性收縮裂縫
混凝土在初凝前由于水分蒸發(fā)，內(nèi)部水分不斷向表面遷移，形成混凝土在塑性階段體積收縮。一般混凝土的塑性收縮約為1％，坍落度大的混凝土則可達(dá)2％。當(dāng)施工時溫度高，相對濕度較低時，混凝土內(nèi)部水分向表面遷移供應(yīng)不上蒸發(fā)量的情況下，表面失水干縮受下面混凝土的約束，表面會出現(xiàn)不規(guī)則的塑性收縮裂縫。這種塑性收縮裂縫在混凝土初凝前及時抹壓或二次振搗可以愈合，但是如果不及時處理，可能發(fā)展為貫通性有害裂縫。
2、水化收縮及自生干縮裂縫
水泥在水化反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生水化收縮。硅酸鹽水泥的水化收縮量約為1％～2％。水化收縮在初凝前表現(xiàn)為漿體的宏觀體積收縮，初凝后則在已形成的水泥石骨架內(nèi)生成空隙。水泥在繼續(xù)水化過程不斷消耗水分導(dǎo)致毛細(xì)孔中自由水減少，濕度降低，在外部養(yǎng)護(hù)水供應(yīng)不充分的情況下，內(nèi)部產(chǎn)生自干燥現(xiàn)象。由于自干燥作用導(dǎo)致毛細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，引起混凝土自干燥收縮。由于一般混凝土的水膠比較高所以比較少發(fā)生自干燥收縮。但是對于高強(qiáng)商品砼水膠比可能小于0.35，自干燥收縮則不可忽略。
3、溫差脹縮裂縫
混凝土澆注后，水泥的水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高，一般每100kg水泥可以使混凝土溫度升高10℃左右，加入混凝土的入模溫度，在2～3d內(nèi)，內(nèi)部溫度可達(dá)50～80℃，而混凝土的線膨脹系數(shù)約為10×10－6/℃。試驗(yàn)表面，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，混凝土表面溫度和環(huán)境溫差大于25℃時，即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫。對于大體積混凝土，溫差脹縮裂縫的影響非常大。
4、干燥收縮裂縫
混凝土在硬化以后，內(nèi)部的游離水會由表及里逐漸蒸發(fā)失水，導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下，收縮變形量導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土就會出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫。早期的干燥收縮裂縫比較細(xì)微，隨著時間推移，混凝土大蒸發(fā)量和干燥收縮量逐漸增大，裂縫逐漸明顯，一般混凝土90d干縮率為0.04～0.06％，這是混凝土結(jié)構(gòu)比較普遍地發(fā)生裂縫的主要原因。
5、堿骨料反應(yīng)膨脹裂縫
堿骨料反應(yīng)一般需要幾十年的累計(jì)，才會使反應(yīng)產(chǎn)物積累到一定程度出現(xiàn)吸水吸濕膨脹，導(dǎo)致混凝開裂，并加速凍融、鋼筋銹蝕等綜合損壞。
從上面的分析可以看出很多因素都會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生不同程度的裂縫，針對上述幾種原因，預(yù)防裂縫的主要措施除了施工措施外，可以從下面幾個方面作些努力。
（1）
凝土除選擇發(fā)熱量低、含堿量低的水泥外，在工作性允許的情況下，在合
理的水灰比條件下，減少摻水量，增加粗骨料用量。在合理的水灰比條件下，可以保證充分水化，減少塑性收縮，。減少用水量，這樣導(dǎo)致收縮開裂的漿體也就少了，而且水膠比低的漿體的收縮量較小，有利于防止混凝土裂縫。
（2）為了控制混凝土初凝前的塑性收縮裂縫，要將強(qiáng)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)，控制表面的水分蒸發(fā)速度。
前面論述了混凝土裂縫產(chǎn)生的材性原因及其預(yù)防措施，但是當(dāng)裂縫已經(jīng)發(fā)生存在，影響耐久性了，那就要采用修復(fù)補(bǔ)救措施來保持結(jié)構(gòu)的正常使用功能。修補(bǔ)處理一般采用表面處理、壓力灌漿、填充法等處理方法，具體的操作方法，這里不一一提及了，這里關(guān)注修補(bǔ)材料自生的有關(guān)性能。
混凝土修補(bǔ)為了達(dá)到耐久性目的，必須考慮影響設(shè)計(jì)和選擇修補(bǔ)措施的諸多因素。選擇修補(bǔ)材料是許多相關(guān)的措施之一，無論修補(bǔ)工作如何細(xì)心，修補(bǔ)材料的不恰當(dāng)使用都可能導(dǎo)致修補(bǔ)工作過早失效。
與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)物相比，修補(bǔ)材料的約束收縮，即通過先澆混凝土基面上的膠結(jié)材料產(chǎn)生的約束力是大大增加大多數(shù)修補(bǔ)工作復(fù)雜性的主要因素。當(dāng)相對薄的修補(bǔ)段由于修補(bǔ)材料干縮、自身體積變形和溫度變化時，修補(bǔ)材料也產(chǎn)生了收縮拉應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過修補(bǔ)材料的極限抗拉強(qiáng)度時，裂縫發(fā)生了。在大面積較厚的修補(bǔ)中，通過在修補(bǔ)的界面或收縮縫上涂抹防粘劑可使約束作用減到最小。
在討論耐久、無裂縫的修補(bǔ)材料時，應(yīng)該考慮下述的材料的一些性能。
1、 收縮
由于大多數(shù)修補(bǔ)是在老混凝土結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的，如果有干縮的話，老混凝土結(jié)構(gòu)干縮也很小。因此，修補(bǔ)材料基本上也一定要無收縮或即使有收縮但沒有失去粘結(jié)性。無論任何原因，當(dāng)以水泥為主的修補(bǔ)材料失去水分時，它會收縮。而且，這種收縮通常被先澆混凝土的基面膠合力所約束。當(dāng)收縮引起的應(yīng)變超過修補(bǔ)材料的極限抗拉強(qiáng)度時便產(chǎn)生裂縫。
修補(bǔ)材料的干縮早在的20世紀(jì)80年代已開始引起特別注意。例如，Gurjar 和 Carter (1987)報(bào)導(dǎo)了46種通常使用的修補(bǔ)材料中的 85％的收縮值超過了常規(guī)新澆混凝土的收縮值。使用C類粉煤灰似乎是解決收縮問題的可行方法。在配比中以C類粉煤灰代替50％的水泥在試驗(yàn)期間收縮基本上是穩(wěn)定的。在隨后的試驗(yàn)中，完全不摻水泥，只用少量的石膏與C類粉煤灰，初步試驗(yàn)結(jié)果表明最佳的石膏含量大約是7％，這個配比表明28天齡期的收縮值不到萬分之一，大約不到硅酸鹽水泥砂漿的1/15，大約不到常規(guī)混凝土的1/50，抗壓強(qiáng)度可與這兩種砂漿相比。C類粉煤灰減少干縮的潛力有待進(jìn)一步研究。
2、熱膨脹系數(shù)
研究混凝土修復(fù)材料的熱相容性在溫度經(jīng)常有很大變化的環(huán)境中是很重要的，特別是在大面積修補(bǔ)和覆蓋中。使用的修補(bǔ)材料如聚合物，有更高的熱膨脹系數(shù)，在修補(bǔ)中將經(jīng)常導(dǎo)致裂縫、剝落和分離。根據(jù)聚合物的不同類型，未加填料的聚合物的熱膨脹系數(shù)超過混凝土的6～14倍，在聚合物中增加填料或骨料將使情況有所改善。但是加骨料的聚合物的熱膨脹系數(shù)仍是混凝土的1.5到 5倍。結(jié)果是，含有聚合物的修補(bǔ)材料比混凝土基面更易收縮。當(dāng)修補(bǔ)材料出現(xiàn)膨脹時，先澆混凝土基面上膠結(jié)材料產(chǎn)生的約束力引起的應(yīng)力能使修補(bǔ)材料裂縫或出現(xiàn)翹曲和剝落。
3 、抗拉塑性變形
在混凝土結(jié)構(gòu)物修補(bǔ)中，修補(bǔ)材料的塑性變形應(yīng)該與混凝土基面塑性變形類似，然而在保護(hù)性的修補(bǔ)中，更高塑性變形也有其優(yōu)點(diǎn)。對于后者，通過抗拉塑性變形釋放的應(yīng)力減少了裂縫發(fā)生的可能性。彈性模量E就工程而言，結(jié)構(gòu)修補(bǔ)材料的彈性模量應(yīng)該與混凝土基面的彈性模量相同，使載荷能均勻地穿過修補(bǔ)的地方。盡管如此，有較低彈性模量的修補(bǔ)材料將表現(xiàn)出較低的內(nèi)部應(yīng)力和較高塑性變形，這減少了非結(jié)構(gòu)性或保護(hù)性修補(bǔ)中裂縫和分離產(chǎn)生的可能。
4、拉應(yīng)力
拉應(yīng)力是指在沒有形成一條連續(xù)的裂縫時修補(bǔ)材料所能承受的最大應(yīng)變能力。達(dá)到極限應(yīng)力90％的拉應(yīng)變通常被定義為極限應(yīng)變。所有測量拉應(yīng)力(彎曲、直接拉伸和內(nèi)部約束)的常規(guī)方法中的應(yīng)變速率比在收縮過程中生產(chǎn)的應(yīng)變速率快很多。一旦超過最大拉應(yīng)力或者極限應(yīng)變，混凝土就開裂。
減少裂縫可以通過最大限度地減小干縮引起的應(yīng)變和最大限度地提高抗拉強(qiáng)度。在實(shí)踐中，可能很少選擇材料或修改配比，這樣對所有相關(guān)特性都有相當(dāng)大的影響。比如，在有裂縫傾向的硅酸鹽水泥修補(bǔ)砂漿中加入2種不同的聚合物，與對比組相比，乙烯基醋酸鹽砂漿有類似的收縮能力并增加抗拉塑性變形60 %，預(yù)期可能產(chǎn)生較高的抗裂能力。但實(shí)際不是這么回事，在模擬修補(bǔ)的材料中，使用乙烯基醋酸鹽砂漿產(chǎn)生了裂縫而丙烯酸砂漿不產(chǎn)生裂縫。顯然，丙烯砂漿較低的收縮值、較高的抗拉強(qiáng)度和很低的模量足以抵消較低的塑性變形。擁有較高的抗拉強(qiáng)度和較低模量的丙烯酸砂漿有助于達(dá)到較高的抗拉強(qiáng)度。
5、滲透性
滲透性即材料滲透液體或氣體的能力，在許多修補(bǔ)中是重要的材料性能。然而，不顧具體情況，規(guī)定采用低滲透性修補(bǔ)材料的趨勢應(yīng)該避免。同樣，注意到下列事實(shí)也是重要的，即在修補(bǔ)中的產(chǎn)生的一些貫穿裂縫將大大抵消使用很低滲透性修補(bǔ)材料所帶來的好處。因此，在提出耐久性修補(bǔ)時，無裂縫的混凝土修補(bǔ)應(yīng)該是主要的目標(biāo)。
6、粘附 /膠結(jié)
在大多數(shù)情況中，在修補(bǔ)材料和先澆混凝土基面之間膠結(jié)良好是成功修補(bǔ)的主要要求。準(zhǔn)備很好且結(jié)實(shí)的混凝土基面總能提供足夠的膠結(jié)強(qiáng)度。表面準(zhǔn)備所達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)最能體現(xiàn)出膠結(jié)的情況。直接的拉伸膠結(jié)試驗(yàn)是評估修補(bǔ)材料、表面準(zhǔn)備和澆筑過程的最佳技術(shù)手段。
7、抗壓強(qiáng)度
篇10
1、引言
海洋水工結(jié)構(gòu)物由于海水的腐蝕而縮短使用年限的問題近年來引起人們的廣泛關(guān)注。
在海水中，氯離子含量較高，在深水港碼頭及跨海大橋等結(jié)構(gòu)物長期浸泡在海水中，氯離子會慢慢地滲透到混凝土中，與鋼筋表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使鋼筋與混凝土結(jié)合面結(jié)構(gòu)疏松，引起混凝土結(jié)構(gòu)物被腐蝕破壞，導(dǎo)致縮短使用壽命。針對如何延緩混凝土結(jié)構(gòu)物腐蝕速度的課題，進(jìn)行了一定的可行性試驗(yàn)和研究，初步摸索出了“在混凝土外表面涂滲透劑和封閉劑等防腐材料，阻止Cl-的滲透，以達(dá)到延緩腐蝕，增加混凝土結(jié)構(gòu)使用年限”的試驗(yàn)方案。
2、試驗(yàn)基本原理
在海洋介質(zhì)中，海水中氯離子等滲透到混凝土中，使其與鋼筋的結(jié)合面結(jié)構(gòu)疏松而被腐蝕。試驗(yàn)中，在混凝土表面先后涂上滲透劑及封閉劑，以分別保護(hù)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)，防止氯離子等海水中有害物質(zhì)的侵蝕，起到耐堿、鹽及防化學(xué)腐蝕的作用。
3、試驗(yàn)概要
3.1 主要試驗(yàn)儀器、設(shè)備
3.1.1 鹽霧試驗(yàn)箱；
3.1.2 濕熱試驗(yàn)箱；
3.1.3 離子活度計(jì)；
3.1.4 涂-4粘度計(jì)；
3.1.5 漆膜硬度測定儀；
3.1.6 漆膜耐腐蝕性能測定裝置。
3.2 防腐劑的選擇
本試驗(yàn)選HSC-Ⅰ型滲透劑和HSC-Ⅱ封閉劑混合作為防腐劑。
3.2.1經(jīng)處理試件常規(guī)性能的試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表【一】
從表【一】的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明該防腐劑的優(yōu)點(diǎn)是：粘度小，易施工；干燥時間短，可以大大提高工程進(jìn)度；滲透深度大，附著力強(qiáng)，避免由于對結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)物的碰撞而使防腐層脫落，而影響其防腐性能。
3.2.2滲透劑和封閉劑配套性能的試驗(yàn)
復(fù)合層配套性〔拉開法〕：3.1MPa（執(zhí)行GB5210-85標(biāo)準(zhǔn)）；說明滲透劑、封閉劑本身有良好的附著力，且二者之間還有良好的配套性，滿足要求。
3.3 試驗(yàn)方法
3.3.1試件的制備
試件采用160mm×40mm×20mm的水泥砂漿試塊（水灰比為0.65），外表先后涂刷HSC-Ⅰ型滲透劑和HSC-Ⅱ封閉劑。
3.3.2試驗(yàn)內(nèi)容
3.3.2.1經(jīng)處理試件封閉性能的試驗(yàn)：浸泡于人工海水中30天；
3.3.3.2海洋模擬環(huán)境試驗(yàn)；
海水介質(zhì)中的混凝土結(jié)構(gòu)物，長期處于復(fù)雜的外界環(huán)境之中，例如：大氣環(huán)境、浪濺環(huán)境，鹽分含量高，油污成份高，PH值大于7，溫濕度差異較大等，故模擬上述環(huán)境條件，作以下模擬試驗(yàn)。
濕熱試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、間浸試驗(yàn)（試驗(yàn)條件均以72和為一周期，在介質(zhì)中全浸72和后取出，然后暴露在大氣中放置72和，以此為一周期）、全浸試驗(yàn)、耐化學(xué)性能試驗(yàn)；試驗(yàn)周期為混凝土試件投入到介質(zhì)中計(jì)為30天。
3.3.3試驗(yàn)結(jié)果
3.3.3.1經(jīng)處理試件的封閉性能
表【二】的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明涂刷涂層與未涂刷涂層的混凝土試件Cl-含量明顯不同，未涂刷涂層的試件，Cl-的滲透量很高，而涂刷涂層的試件，Cl-的滲透量很低，基本可以忽略不計(jì)，故防腐劑有很好的封閉性能。
3.3.3.2海洋模擬環(huán)境條件試驗(yàn)
由表 【三】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明，在耐鹽、堿、油、鹽霧、濕熱試驗(yàn)及不同溫度不同浸泡條件下的浸泡試驗(yàn)，試件均無起泡、無變色、無脫落現(xiàn)象。上述試驗(yàn)考慮到試驗(yàn)周期較短的實(shí)際情況，故加劇試驗(yàn)條件，增強(qiáng)腐蝕環(huán)境，加快腐蝕速度，但均無異常變化，取得了較理想的試驗(yàn)結(jié)果。
4、結(jié)論
根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，涂防腐材料的混凝土試件有如下性能：
1） SC-Ⅰ滲透劑對混凝土結(jié)構(gòu)滲透深度為2.5mm，具有良好的滲透性能；HSC-Ⅱ封閉劑對混凝土結(jié)構(gòu)物封閉性主要是阻止Cl-的滲透，相同試驗(yàn)條件下，涂刷防腐材料的混凝土結(jié)構(gòu)物Cl-的滲透完全可以忽略不計(jì)，但未涂刷防腐材料的混凝土結(jié)構(gòu)物Cl-的含量遠(yuǎn)大于正常條件下混凝土結(jié)構(gòu)本身Cl-的含量，且滲透較深。
2） 透劑、封閉劑本身對混凝土結(jié)構(gòu)物的附著力分別為：2.78Mpa、3.14Mpa，這一結(jié)果說明防腐材料本身對混凝土結(jié)構(gòu)物具有良好的附著力；
3） 滲透劑與封閉劑之間的配套性能：3.1Mpa，大于滲透劑與混凝土結(jié)構(gòu)物之間的附著力。
4） 在模擬工程實(shí)際情況的試驗(yàn)過程中，加劇試驗(yàn)條件，增快腐蝕速度，耐鹽、耐堿、海水、鹽霧、濕熱性能及耐油性能試驗(yàn)，均無起泡、無脫落、無變色等；說明該防腐劑有效的防止了氯離子、堿、鹽及化學(xué)等海水中有害物質(zhì)的侵蝕，耐腐蝕性能較好。
所以，經(jīng)滲透劑和封閉劑處理的混凝土適合于浪濺區(qū)、水位變動區(qū)等經(jīng)常受到海水沖擊與腐蝕的海工混凝土結(jié)構(gòu)，可以延緩海水對混凝土結(jié)構(gòu)物腐蝕，延長混凝土結(jié)構(gòu)物的使用年限，使混凝土結(jié)構(gòu)物的使用年限可以在原設(shè)計(jì)使用年限的基礎(chǔ)上，延長10-20年。
參考文獻(xiàn)：
1． 耐久性100年以上的高性能混凝土 《混凝土和水泥制品》 1998.8；
篇11
貴州由于地質(zhì)原因，潔凈、級配佳的河砂匱乏，拌制混凝土主要采用山砂。山砂是由除土開采的碳酸鹽類巖石經(jīng)機(jī)械破碎篩分而成公稱粒徑小于5 mm的顆粒。作為地方特色材料山砂廣泛應(yīng)用于貴州土木工程建設(shè)中，其拌制的高性能混凝土技術(shù)日益成熟，但在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)一些試驗(yàn)室存在未嚴(yán)格遵守試驗(yàn)規(guī)程，配合比設(shè)計(jì)方案不經(jīng)濟(jì)，混凝土強(qiáng)度達(dá)不到要求，混凝土易泌水、干縮裂縫多，耐久性差等問題。針對以上問題，筆者認(rèn)為加強(qiáng)山砂混凝土材料控制和配制技術(shù)至關(guān)重要。
1 原材料質(zhì)量是山砂混凝土配制技術(shù)的物質(zhì)保證
1.1 膠凝材料
（1）水泥。水泥是山砂混凝土的膠凝材料，也是活性激發(fā)劑，其品種、質(zhì)量和摻量直接影響混凝土的工作性、強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)性。水泥愈細(xì)，比表面積愈大，需水量愈多，水化反應(yīng)愈充分，早期強(qiáng)度愈大，但水泥太細(xì)或水泥摻量過多，會導(dǎo)致水化熱過大，而在混凝土內(nèi)部形成裂縫，降低混凝土強(qiáng)度和耐久性。水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量少，能降低混凝土的水灰比提高混凝土的強(qiáng)度。水泥的細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、比表面積、安定性、凝結(jié)時間等應(yīng)滿足GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》要求。高強(qiáng)混凝土宜優(yōu)先選用旋窯生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的強(qiáng)度等級為42.5或52.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。
（2）摻合料。粉煤灰作為常用的摻合料，具有火山灰活性，粒徑小、水化熱低、和易性好、可改善混凝土抗硫酸鹽能力。其活性效應(yīng)對混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展起重要作用，同時以玻璃珠形狀存在的粉煤灰可降低顆粒間的摩擦力，改善混凝土拌合物流動性和硬化混凝土的微觀結(jié)構(gòu)。加入粉煤灰還可以降低混凝土絕熱溫升，改善混凝土的抗裂性。粉煤灰質(zhì)量波動幅度較大，拌制C50混凝土應(yīng)選用Ⅱ級以上的粉煤灰，實(shí)際摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。在山砂混凝土配制前需按GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中粉煤灰》測試粉煤灰的細(xì)度、需水量比、燒失量、安定性等技術(shù)指標(biāo)。
1.2 集料
（1）細(xì)集料。采用機(jī)制山砂，機(jī)制山砂級配具有兩頭多（粗粒、粉粒多），中間少特點(diǎn)；且顆粒棱角多，表面粗糙，與漿體有較高的粘接性；同時山砂中石粉含量比河砂高。石粉是惰性材料，沒有活性，不參與水泥的水化，它可起微集料作用填充混凝土的空隙，在單位用水量不變情況下，可增加混凝土漿體量和漿體的粘稠性，提高混凝土拌合物的黏聚性和保水性；使水泥石界面結(jié)構(gòu)致密，提高混凝土強(qiáng)度和耐久性。但含量過大會降低水泥的膠凝性，影響混凝土拌和物的工作性且會降低混凝土的強(qiáng)度使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮裂縫，因此應(yīng)嚴(yán)格控制石粉的含量。國標(biāo)GB/T14684-2011《建設(shè)用砂》對石粉含量規(guī)定相對較高，會導(dǎo)致配制不經(jīng)濟(jì)，因而建議采用貴州省地方標(biāo)準(zhǔn)DB24/016-2010《山砂混凝土技術(shù)規(guī)程》控制山砂中石粉含量。為防止山砂在開采、加工等環(huán)節(jié)混入易膨脹的泥土，在測石粉含量前須先通過亞甲藍(lán)試驗(yàn)檢驗(yàn)，同時對每批產(chǎn)品開展細(xì)度模數(shù)、顆粒級配、堆積密度、泥塊含量、壓碎值試驗(yàn)，檢驗(yàn)后，各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)符合GB/T14684-2011《建設(shè)用砂》要求。
（2）粗集料。主要用碎石，碎石的抗壓強(qiáng)度、最大粒徑、表面特征、雜質(zhì)含量對混凝土和易性、強(qiáng)度有較大影響。拌制高強(qiáng)混凝土所用碎石宜采用連續(xù)級配，最大公稱粒徑不宜大于25 mm，且需控制碎石中的針片狀顆粒含量、含泥量和泥塊含量。
1.3 外加劑
外加劑的品種和摻量應(yīng)根據(jù)山砂混凝土強(qiáng)度等級、使用要求、施工條件、混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境條件等因素經(jīng)試驗(yàn)后確定。常用的外加劑是減水劑，在混凝土中適量摻入高效減水劑，可減少單位用水量，降低水膠比，增大混凝土拌合物流動性，節(jié)約水泥，提高混凝土強(qiáng)度和耐久性。但應(yīng)注意外加劑摻量不宜過大，否則易導(dǎo)致混凝土離析和泌水，影響混凝土的耐久性，加速混凝土的劣化。外加劑質(zhì)量應(yīng)滿足GB8076-2008《混凝土外加劑》要求，使用液體外加劑時，應(yīng)注意扣除相應(yīng)的含水量。
1.4 水
凡是可飲用的潔凈的自來水和天然水，均可拌制混凝土。
2 材料間的適應(yīng)性是混凝土配制技術(shù)中不可忽視的問題
原材料間的適應(yīng)性對混凝土耐久性影響較大，應(yīng)通過試驗(yàn)，確認(rèn)材料混合材料間的相融性、適應(yīng)性及有害物質(zhì)的量的變化情況。如生產(chǎn)水泥使用的石膏調(diào)凝劑與減水劑如存在化學(xué)上的不適應(yīng)，會造成減水劑使用于混凝土后單位用水量不是減少，反而是增加。其次，減水劑的劑量存在適應(yīng)性。水泥中鋁酸三鈣含量越高，吸附能力越大，減水劑劑量適應(yīng)性越差。超過飽和摻量時，摻再多的外加劑也不起減水作用，反而可能帶來副作用。因此，應(yīng)通過減水劑適應(yīng)性的定量檢驗(yàn)實(shí)測出拌制混凝土所用實(shí)際水泥與減水劑拌合后減水劑的摻量與減水率的關(guān)系，確定最優(yōu)（飽和）摻量。另外應(yīng)測試控制外加劑帶入混凝土的含堿量。
3 確定各材料的比例用量是混凝土配制技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
確定混凝土配合比關(guān)鍵是確定膠凝材料用量、水膠比、砂率和外加劑用量。
3.1 膠凝材料用量
篇12
1.2薄構(gòu)件與厚構(gòu)件的連接部位：主要是由于與厚構(gòu)件相比，薄構(gòu)件的溫度變化速度更快，收縮性強(qiáng)，很容易受到拉力的影響，產(chǎn)生相應(yīng)的裂縫。
1.3錨固區(qū)：在錨固區(qū)，由于新老混凝土的交接，幾乎無法有效承受拉力，一旦拉力有所提升，就容易產(chǎn)生混凝土裂縫。
1.4受力筋拼接縫：在該區(qū)域，受應(yīng)力、溫度等作用，會產(chǎn)生混凝土的局部變形，產(chǎn)生混凝土裂縫。
1.5大體積混凝土：在對大體積混凝土進(jìn)行澆筑時，如果沒有做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作，混凝土內(nèi)外溫差超過25℃，會在其內(nèi)部形成較大的溫度應(yīng)力，一旦這個溫度應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度，就會導(dǎo)致混凝土開裂。
2建筑材料引發(fā)的混凝土早期裂縫
2.1水泥。水泥對于混凝土的收縮性能有著巨大的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
2.1.1水泥品種：水泥中的礦物成分對混凝土的干縮性能有著不同的影響，相關(guān)研究表明，水泥中的C3A（鋁酸三鈣）含量越高，則混凝土的收縮率越大，抗裂性也就相對越差；C3S（硅酸三鈣）含量越高，混凝土收縮率越小，抗裂性越高。在對水泥進(jìn)行選用時，由于不同品種的水泥在凝結(jié)速度、收縮值等性能參數(shù)上存在的一定的差異，如果混用，很容易導(dǎo)致混凝土開裂，因此應(yīng)該盡可能采用同一種水泥進(jìn)行工程的施工。
2.1.2水泥細(xì)度：在成分相同的情況下，水泥的顆粒越細(xì)，水化與凝結(jié)速度越快，早期與后期的強(qiáng)度越高。但是，如果水泥顆粒過細(xì)，其在空氣中的收縮性也就較大大，容易引發(fā)混凝土裂縫。
2.1.3緩慢水化成分：在水泥中，緩慢水化成分主要是指CaO、MgO等緩慢反應(yīng)的物質(zhì)，這些物質(zhì)的水化反應(yīng)速度極慢，往往在混凝土硬化很長時間后，才能產(chǎn)生水化，體積大大增加，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)不均勻的體積膨脹，從而引發(fā)混凝土早期裂縫。因此，在施工前，應(yīng)該對水泥進(jìn)行體積安定性實(shí)驗(yàn)，若體積安定性不合格，則不能對水泥進(jìn)行使用。
2.2骨料。在混凝土中，骨料的砂細(xì)度、砂率、粗骨料級配等，與混凝土的收縮有著很大的關(guān)系，對于早期裂縫的產(chǎn)生也有著很大的影響。
2.2.1砂細(xì)度：砂的細(xì)度對于混凝土裂縫有著不容忽視的影響，細(xì)度越大，其比表面積也就相對越大，對于水泥等膠凝材料的需求也就越大，而水泥用量的增加，會導(dǎo)致混凝土收縮加大，更容易產(chǎn)生裂縫。反之，砂越粗，混凝土的收縮也就越小。因此，在混凝土配置中，應(yīng)該盡可能選用中粗砂，實(shí)現(xiàn)對早期裂縫的有效控制。
2.2.2砂率：在混凝土中，粗骨料是抵抗混凝土收縮的主要材料之一，假定其他材料的用量固定，則隨著砂率的增大，混凝土的干燥收縮也會不斷增大，因此，增加粗骨料的用量，降低砂率，是控制混凝土干縮的有效措施之一。
2.2.3粗骨料級配：粗骨料級配與水泥用量有關(guān)，因此對于混凝土收縮有著很大的影響。若采用粒徑較小的骨料，由于其比表面積較大，需要用到更多的膠凝材料，從而導(dǎo)致混凝土收縮的增加。因此，在對骨料進(jìn)行配置時，應(yīng)該合理選擇骨料級配與粒徑，盡可能減少水泥用量，一方面能夠?qū)炷潦湛s進(jìn)行控制，另一方面也可以降低成本造價。
2.3粉煤灰。與其他材料相比，粉煤灰對于混凝土早期裂縫的影響是非常復(fù)雜的，如果能夠在混凝土中合理使用粉煤灰，可以使得粉煤灰與水泥中的氫氧化鈣發(fā)生兩次水化反應(yīng)，產(chǎn)生的膠體可以有效填充混凝土中的毛細(xì)孔和孔隙，使得混凝土更加密實(shí)，從而有效減少混凝土收縮。而如果粉煤灰使用不當(dāng)，則會對混凝土裂縫產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，一是混凝土早期強(qiáng)度降低，在施工過程中，受施工荷載的影響，容易產(chǎn)生早期裂縫，二是在混凝土澆筑和振搗過程中，由于粉煤灰的相對密度較水泥更小，會浮在混凝土表面，影響其水化反應(yīng)速度，在混凝土干燥過程中，會隨著水分的蒸發(fā)產(chǎn)生塑性收縮，在其內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的張拉應(yīng)力，如果此時混凝土強(qiáng)度較低，則很容易產(chǎn)生表面裂縫。
2.4外加劑。為了對混凝土早期裂縫進(jìn)行有效控制，在混凝土配置過程中，經(jīng)常會加入各種各樣的外加劑，如減水劑、膨脹劑、加氣劑等。以減水劑為例，可以有效減少混凝土用水量，降低水灰比，提升混凝土早期和后期強(qiáng)度，但是如果添加過量，會導(dǎo)致混凝土收縮的增加。
3混凝土早期裂縫的控制措施
3.1合理選擇原材料。在混凝土配置中，應(yīng)該盡可能選擇水化熱低、干縮性小、抗裂性好的優(yōu)質(zhì)水泥，以及級配良好、潔凈的砂石骨料，盡可能使用中粗砂，同時嚴(yán)格控制骨料中的含泥量。
3.2做好配合比設(shè)計(jì)。在對混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)時，應(yīng)該在保證混凝土性能的前提下，在不增加成本的基礎(chǔ)上，降低單位用水量，確保混凝土具有低砂率、低水灰比、低塌落度的特征，保證混凝土的抗裂性能。
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1.2粉煤灰粉煤灰是電廠的煤燃燒后的副產(chǎn)品，高質(zhì)量的粉煤灰能夠降低混凝土的需水量，并且有利于混凝土后期強(qiáng)度的發(fā)展。但是，由于煤品質(zhì)的波動，煤粉燃燒條件和工藝的變動，粉煤灰的品質(zhì)波動很大。（1）使用含碳量高的粉煤灰，由于混凝土企業(yè)試驗(yàn)無法直接檢測碳含量，但碳含量高會增加混凝土需水量，加大對外加劑的吸附，對混凝土的工作性不利。（2）因?yàn)閮?yōu)質(zhì)的Ⅰ級、Ⅱ級灰產(chǎn)量有限，許多經(jīng)銷商采用Ⅲ級灰或統(tǒng)灰來替代，運(yùn)輸車?yán)锵旅媸墙y(tǒng)灰或Ⅲ級灰，表面上一層是Ⅱ級灰，所以進(jìn)站檢測時取樣化驗(yàn)合格，以次充好。
1.3石子石子在混凝土中起到主要骨架作用，去年開始，天然資源控制嚴(yán)格，嚴(yán)禁濫開采，關(guān)停了大量礦山，造成江、浙、滬一帶石子價格暴漲，由年初的50多元每噸上漲到90多元每噸，石子的產(chǎn)地來自安徽、湖北、江西等地。（1）石子的含泥量超標(biāo)，由于外地石子沒有經(jīng)過水洗，含泥量達(dá)到3.5%～5.0%。（2）石子的針片狀顆粒含量與壓碎值不合格，通過試驗(yàn)表明，針片狀含量達(dá)30%以上，壓碎值達(dá)35%以上。（3）有混凝土企業(yè)直接采購石灰石替代石子使用。
1.4砂子在去年關(guān)停大量的石礦后，石粉用量也受到?jīng)_擊，許多企業(yè)不擇手段，到處搶購黃砂。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，各企業(yè)花樣百出。有采購贛江砂拼特細(xì)砂的，有直接使用細(xì)砂的，有長江砂拼特細(xì)砂的，有湖砂拼特細(xì)砂的，有碎屑拼特細(xì)砂，有機(jī)制砂拼特細(xì)砂，砂場一起風(fēng)，整個企業(yè)到處細(xì)砂飛揚(yáng)。（1）砂子的細(xì)度模數(shù)偏細(xì)，導(dǎo)致吸水量增大，影響強(qiáng)度。（2）砂子（碎屑）含泥量過高，經(jīng)了解，多家企業(yè)的含泥量超過8.0%。（3）有部分企業(yè)干脆直接使用海砂拌制混凝土，也無法提供氯離子含量的檢測報(bào)告。
1.5外加劑對于商品混凝土而言，無論加入任何外加劑，都要求混凝土具有盡可能高的流動性，以便于混凝土的攪拌、成型，同時為滿足混凝土的可施工性，要求經(jīng)時損失率要小，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的角度，希望外加劑能以少的摻量獲得期望的技術(shù)效果。（1）外加劑由于市場競爭激烈，很多外加劑廠家回扣、低價來促銷，導(dǎo)致質(zhì)量無法保障。（2）有些外加劑廠家以次充好，造成混凝土超長時間緩凝甚至不凝結(jié)。（3）某膨脹劑經(jīng)銷商直接用粉煤灰替代膨脹劑，在企業(yè)送貨時被人舉報(bào)，現(xiàn)場被質(zhì)檢部門查獲。
2企業(yè)應(yīng)采取的應(yīng)對措施
材料質(zhì)量波動情況頻繁，導(dǎo)致混凝土企業(yè)的質(zhì)量控制無法正常進(jìn)行，來不及進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，給建筑物安全帶來隱患，如何規(guī)避質(zhì)量風(fēng)險，采取有效防范措施，這也是我們混凝土企業(yè)管理者與技術(shù)工作者面臨的新問題。根據(jù)筆者多年的技術(shù)工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為：
（1）針對目前原材料市場質(zhì)量波動情況，組織技術(shù)人員多加強(qiáng)試驗(yàn)驗(yàn)證，有一套成熟的應(yīng)急措施方案，并能組織貫徹執(zhí)行，讓技術(shù)人員熟練掌握，能保證對各種質(zhì)量情況的波動進(jìn)行快速處理。
（2）企業(yè)經(jīng)營者不能一味地對原材料價格進(jìn)行比對，關(guān)鍵是原材料質(zhì)量與綜合成本的對比，大部分經(jīng)營者單看價格，不懂得從綜合成本來分析利弊，所以導(dǎo)致原材料市場混亂，原材料供應(yīng)商低價投其所好，結(jié)果導(dǎo)致混凝土企業(yè)綜合成本直線上升。
（3）嚴(yán)禁采購不合格原材料進(jìn)站，以及命令試驗(yàn)人員禁止使用不合格原料，否則會因結(jié)果控制不當(dāng)產(chǎn)生質(zhì)量問題。某混凝土企業(yè)在材料緊缺時直接采購含泥量高的細(xì)度模數(shù)在0.6的特細(xì)砂來生產(chǎn)，試驗(yàn)室主任一看沒把握，如此細(xì)的砂怎么去生產(chǎn)C35混凝土，不敢和領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告，怕領(lǐng)導(dǎo)批評沒水平，直接在C35的常用配比上每方多加50公斤水泥，但28d后強(qiáng)度依舊不合格。
（4）原材料供應(yīng)商應(yīng)選擇兩家及以上的單位供應(yīng)，拓展采購渠道，這樣可以避免供應(yīng)緊張時材料采購的困難，有效預(yù)防病急亂投醫(yī)的現(xiàn)象。