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篇1
中圖分類號：[TQ178]文獻標識碼： A文章編號：
前言
建筑工程中用量最大、應用最廣泛的材料當屬混凝土，一方面是因為它的力學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、生產及施工工藝簡單。鑒于混凝土以上的幾點優勢，它一直被作為工程材料的首選，并且材料開發人員相繼開發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）用以改善其力學性能與施工性能；針對各種施工條件和施工部位，開發出了相應類型的混凝土，例如大體積混凝土、鋼筋混凝土、高強混凝土、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、正常運行，需要根據具體場所或特定部位，采用相應性能合適的材料對混凝土建筑物進行針對性的保護。
混凝土反應原理
選用混凝土保護材料，首先需要明白混凝土反應的機理及破壞的原因。
混凝土主要是水、水泥、外加劑與骨料等結合在一起的混合物，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。
水泥與水拌合后，其中的四種主要熟料礦物與水反應原理如下：
硅酸三鈣在常溫下的水化反應生成水化硅酸鈣(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別，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結晶卻粗大些。
鋁酸三鈣的水化迅速，放熱快，其水化產物組成和結構受液相CaO濃度和溫度的影響很大，先生成介穩狀態的水化鋁酸鈣，最終轉化為水石榴石（C3AH6）。
在有石膏的情況下，C3A水化的最終產物與其石膏摻入量有關。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作用轉化為單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。
由以上三種水化反應結果可以看出，水泥的凝膠體系呈堿性，在酸性環境或失水嚴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材料，其氣密性不好，體系中會分布很多毛細孔。毛細孔的存在使得水、CO2很容易滲入混凝土體系內部，使混凝土碳化或內部鋼筋銹蝕，進而造成混凝土疏松，降低了其力學性能。
影響混凝土的環境因素
混凝土的破壞除了原材料選擇不當、配合比設計不合理、施工操作不規范、養護不到位及自然災害對混凝土造成的破壞外，環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。環境因素在短時間內對混凝土破壞程度很小，甚至可以忽略不計，但隨著時間的增長對混凝土的破壞程度會越來越大。工程建設期一般都歷時很長時間，建成后更是長期運行。因此，針對環境破壞因素，我們應該引起重視，并采用相應的材料對混凝土加以保護。
破壞混凝土的環境因素主要有磨損、物理因素如干濕、凍融、溫度變化和化學介質腐蝕造成的破壞。
3.1磨損
磨損包括機械磨損（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，進而導致混凝土剝落；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及氯離子等物質的滲入導致混凝土碳化、其內部鋼筋的銹蝕。
3.3 化學介質腐蝕
化學介質腐蝕主要是指長期處于特定的化學介質中或交替變換的化學介質中使混凝土本體被腐蝕破壞。
混凝土保護材料選用
選用混凝土保護材料，首先考慮的應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合在一起，對混凝土的防護性能再好也無濟于事；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，不至于因為混凝土與其保護材料變化效應不一致，與混凝土剝離；最后考慮材料延緩外界環境條件對混凝土破壞速度的性能。以下是幾種環境條件下對混凝土保護材料的選用分析：
4.1 適用于磨損環境中的混凝土保護材料
對處于磨損環境條件中的混凝土，最佳的保護材料是環氧砂漿。環氧砂漿是以高分子樹脂環氧樹脂固化物為膠結材料的砂漿。高分子樹脂具有導熱慢、粘接強度高、氣密性好的特點。此外，環氧樹脂固結物還具有很好的韌性。經過性能測試，環氧砂漿具有優異的抗沖磨性能、與混凝土很好的相容性。
環氧砂漿導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致的混凝土反復的體積脹縮對混凝土本體的破壞；環氧砂漿氣密性好使得其具有良好的抗滲能力，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適用于化學介質及高溫條件下的混凝土保護材料
化學介質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聚力；在高溫條件下混凝土失水嚴重也會破壞混凝土的凝膠體系，減弱混凝土本身的內聚作用，造成混凝土的剝落。需要用防腐蝕材料對混凝土進行保護。呋喃砂漿是一種很好的防腐材料，具有良好的耐化學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。呋喃樹脂固化物結構中幾乎不存在活性基團，這使得呋喃樹脂固化物的耐酸性能優于環氧樹脂固化物、耐堿性優于酚醛樹脂固化物。呋喃樹脂固化物體系輔以相應性能的填料配制的呋喃砂漿是一種適用于單一化學介質、多種化學介質反復交替及高溫條件下混凝土保護材料。
4.3 適用于水浸及日曬條件下的混凝土保護材料
高速公路及鐵路的橋梁等建筑物通常處于這樣的條件下，最適用的保護材料應該是混凝土保護劑。混凝土保護劑的主要成份是有機硅烷，其防水機理是與混凝土中的游離堿產生化學反應，生成穩定的枝蔓狀晶體膠質，能有效地堵塞混凝土內部微細裂縫和毛細空隙，使混凝土結構具有持久的防水功能和更好的密實度及抗壓強度。混凝土保護劑還具有良好的滲透性，其滲透深度達0.3-1.2mm，同時還能有效地阻止酸性物質、油漬和機油對混凝土的侵蝕；混凝土保護劑產品還具有抗紫外線、耐高溫的功能。此外，混凝土保護劑施工后還具有改善混凝土外觀效果的性能。
結語
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重要的作用，選用合適的混凝土保護材料進行防護，可有效防止環境、氣候對其的造成的破壞，提高混凝土的耐久性，在保證建筑物的安全、正常運行的前提下，提高其運行年限。
參考文獻：
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篇2
混凝土材料在我國建筑中被廣泛應用，其質量問題也引起廣泛的重視。混凝土的質量主要體現在其強度、變形以及耐久性等地方，其檢驗一般熱力學方面為基準，其中熱膨脹系數是主要的直接和間接的影響混凝土結構安全性能和耐久性能。
1.混凝土材料檢驗的背景及意義
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：各種復雜地理、溫度、荷載、鹽堿等環境因素。混凝土由漿體、粗細集料、細孔等材料構成，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更替和天氣因素造成的，高溫過程是建筑物受到火災或爆炸等高溫環境。當材料溫度發生變化時,其材料成分也發生不同熱變形,導致組分熱應變,由于固相組成之間的熱膨脹性能有所不同而發生擠壓或拉伸現象。而且，如果材料由于硬化齡期增加或者與外界組分的反應引起化學成分和孔隙結構改變,就會進一步改變其組成及其熱變形性質, 改變了混凝土結構溫度條件下的服役性能。此外，混凝土在低溫時，水泥漿體結構具有凍脹特性，在溫度低于零度時，漿體中的水分變為結冰水和過冷水，泥漿發生凍結而出現體積膨脹壓力及滲透壓力。過熱和過冷的溫度差異考驗著混凝土的結構質量，熱度差異導致混凝土出現熱脹冷縮的現象，混凝土材料因此易產生裂隙。我國建筑中使用的大體積混凝土及超長結構混凝土在廣泛應用過程中常因混凝土水化硬化過程放熱量大,容易聚集而導致內部溫度急劇上升，加之混凝土水化放熱及周圍環境輻射等因素加大了輻射熱量使其內部溫度更高，更易造成開裂退化現象，影響混凝土材料的耐久性。所以，對混凝土材料進行熱力學檢驗意義重大，是保障建筑物安全與質量的前提和基礎。
2.混凝土材料的檢驗
2.1混凝土的熱變形性質檢驗
物質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主要是檢驗其熱脹冷縮的性質，其熱脹冷縮的性質又受熱膨脹系數影響。混凝土作為一種復合材料，其熱膨脹系數受很多因素影響。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最大，致密的結構物質熱膨脹系數大，所以，混凝土材料中氫氧化鈣的含量越大、孔隙率越小，其熱膨脹系數越大。當混凝土材料熱膨脹系數增加到一定值時，其將漿體內的自由水與吸附水隨溫度升到而流失，內部化學結合水不能得到排除，自由水在漿體內來回進出，繼而產生濕熱膨脹。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部出現裂隙。混凝土熱變形檢驗主要是混凝土熱膨脹系數測量，是對其耐久性的檢驗。
目前，檢驗混凝土熱變形檢驗的方法很多，清華大學建材研究所開發的溫度一應力實驗機、哈爾濱工業大學研發的靜水力學稱重法能測量混凝土材料的熱膨脹系數，靜水力學稱重法主要是通過測量試件在水中的浮力變化大小來計算其體積變化大小。中國建材研究院設計出在高溫條件下對混凝土材料的熱膨脹性能測定的方法。實際工程中混凝土的熱穩定性非常重要，所以其熱膨脹系數的測定也應更加精準。
2.2混凝土的熱敏感性檢驗
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、孔隙等結構的常溫線性膨脹系數存在較大差異，熱敏感性能也存在較大差異。熱敏感性與熱膨脹系數聯系緊密，熱敏感性越小，其熱膨脹系數就越小。所以，在檢驗混凝土材料的熱敏感性時可通過調控減小其熱敏感性的組分，達到改善混凝土結構熱穩定性的目的。東南大學研發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，在經過計算公式直接測混凝土的熱膨脹系數，利用相關關系體現出混凝土的熱敏感性。熱敏感性的檢驗對混凝土材料的熱力學檢測具有重要意義。
2.3混凝土的熱不相容性檢驗
混凝土的熱不相容性是指當環境溫度變化時，混凝土結構及性能會隨著其體積的變化而改變，在反復變化的過程中，組成相界面區域會產生熱疲勞損傷，在此狀態下混凝土各成分之間的溫度協調性。由于我國地大物博，各地環境存在明顯差異，例如新疆、內蒙等地區，環境干燥、濕度較大且溫度變化幅度很大。這些地區建筑使用的混凝土就常因氣候問題出現開裂的現象。一些專家對混凝土界面過渡區展開了深入研究，指出其結構和硬化水泥漿體之間區別較大，并認為界面過渡區是混凝土中組成最薄弱的區域。當環境溫度出現較大變化時，造成混凝土內部由于溫度梯度而產生熱應力,以及各相間由于熱作用變形而產生的擠壓應力。混凝土界面過渡區在溫度反復波動時的應力作用下容易出現損傷，其中的材料因熱膨脹系數不同而使界面處產生相對運動和錯位的趨勢, 多次熱循環后混凝土的性能產生顯著下降。
檢驗混凝土熱不相容性使用最多的方法是紅外熱成像技術。紅外熱成像技術是近幾年快速發展起來的結構無損檢測和監測技術。其原理是利用一切物體都能輻射紅外線的特點，應用測儀測定目標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,利用熱傳導在物體內部的差異,進而判斷物體內部是否存在缺陷。紅外熱像法和數字圖像相關法可針對混凝土材料在準靜態荷載下的力學行為進行檢測。紅外熱成像能清晰地顯示混凝土材料試件由凍結到解凍損傷過程中造成的微裂紋狀態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象,監測損傷和破壞過程中微裂紋從出現到逐漸增長發育的整個過程,判斷混凝土結構內部損傷存在的具置,從而進行疲勞強度評價等。紅外熱成像技術應用廣泛，具有方便快速,大面積掃測,直觀等優點。此外，紅外熱像法還能進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部的邊界的狀況，達到模擬實際環境中混凝土溫度場內變化的過程，繼而應用計算機技術分析方法找出混凝土結構中存在的缺陷。
結語：
隨著建筑工程的不斷發展，其安全問題逐漸被重視起來。混凝土材料的檢驗是建筑工程安全保障的重要部分，得到建筑企業和監理部門的廣泛重視，隨著新興科技手段的運用，混凝土材料的檢驗必將更加規范和嚴格。
參考文獻：
篇3
普通的混凝土材料是由膠結材料（石灰、水泥）、細骨料（砂子）、粗骨料（石子）和水 按一定比例配制，經攪拌振搗成型，在一定條件下養護而成的具有一定強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性能，把精力主要集中在如何提高混凝土的強度上，而用高壓強度的比例關系來代表其性能的優劣，對混凝土的耐久性則不夠重視，從而導致了部分工程結構的開裂，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
混凝土技術經過多年的發展，現在新型外加劑和膠凝材料的出現使既有良好的工作性，又有優異的力學性能和耐久性能的混凝土的生產成為現實。高性能混凝土（High Performance Concrete），簡稱HPC。HPC的應用將對混凝土建筑施工技術和混凝土結構性能起重要作用，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雜，要求也高得多。HPC的優點體現在：
（1）由于HPC的高強（60Mpa～100MPa）和超高強（≥100MPa）特性，可使混凝土結構尺寸大大減少，從而減輕結構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度，節約施工能耗。
（3）HPC的高耐久性可增加對惡劣環境的抵御能力，延長建筑物的使用壽命，減少維修費用及對環境帶來的影響，具有顯著的社會和經濟效益。
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，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）及流動度經時損失小，以滿足混凝土集中攪拌、運輸、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整性能。其中最關鍵的技術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）雖然對水泥漿有強的分散作用，減水率高達18以上，但并不能滿足HPC對工作性的全部要求。因為單一成分的超塑化劑（SP）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、穩定劑等組成復合超塑化劑（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
現代建筑向高層化、大跨度方向發展，因此促進了高強HPC的研究和開發。在高層建筑中，混凝土強度是對應于柱子的軸力。可以說建筑物的層數是由所使用的混凝土強度來決定的。25～30層的建筑物要使用強度標號C35～C45的混凝土，30～35層要C45～C50，更高層的建筑就需要更高強的混凝土，如60層需用100MPa。目前建筑物設計和施工以30～35層（高度約100m）居多。因此，更高強度的HPC是目前研究和今后發展的方向，而大量使用的強度標號是C40混凝土。在此情況下，配合比設計可以參照普通混凝土的方法，但是主要組成材料和性能應滿足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多，這是因為在設計配合比時，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，無初始結構缺陷。硬化后的混凝土密實、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、高性能混凝土的應用與研究
每年工程上混凝土的用量非常之大，工程規模大、耗資大、應用范圍廣，作為現代工程主要材料的地位依然不被撼動。縱觀混凝土技術的發展進程，其發展主要遵循復合化、高強化、高性能化三大技術路線長期以來，人們過分注重于混凝土的力學性能，主要集中在提高混凝土的強度上，以搞壓強度的比例關系來代表其性能的優劣，而對影響混凝土耐久性則重視不夠，從而導致了許多工程結構的開裂，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急劇增大。如何延長混凝土的使用壽命，發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，投入混凝土生產線2條、混凝土攪拌車22臺、混凝土泵機2臺，施工用時14h，施工過程順利。其后，在檢查認可了這種新型混凝土抗裂性以及總結了它的施工養護經驗的基礎上，陸續澆搗了其它的大面積樓板，整個航站樓施工補償收縮纖維混凝土總量超過4萬方。經檢驗，所有應用補償收縮纖維混凝土施工的樓板強度均達到設計要求，沒有發現任何明顯的肉眼可見裂縫，抗裂效果得到各方認可和好評。
隨著高性能混凝土的優越性不斷地得到認可，混凝土應用技術的進步，城市建設速度的加快，高性能混凝土獲得了迅速發展。高性能混凝土在實際工程中獲得了越來越廣泛的應用，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用日益增多。
四、高性能混凝土的發展前景
隨著HPC的開發和應用，建筑對生態環境產生的影響正引起社會的關注。建筑物在建造和運行的過程中需消耗大量的自然資源和能源，并對環境產生不同程度的影響。有專家指出，作為建筑工業主要原料的水泥，實際上是一種不可持續發展的產品。因此，高性能混凝土的技術核心是在限制水泥用量以獲得混凝土高性能的同時，堅持其可持續性的發展原則。
在節材方面，如果能夠將目前使用的鋼材和混凝土提高一個強度等級，則可以獲得明顯的經濟效益和社會效益。粗略計算，到2010年，僅通過推廣應用高強鋼和高性能混凝土，就可節省大量建設資金并且同時產生豐厚的間接經濟效益。另外，采用高強材料，可以提高施工作業效率，提高建筑質量，延長使用年限，減少維護使用費用，解決了建筑結構中肥梁胖柱問題，這樣不僅能增加建筑使用面積，增大建筑使用空間，也可以使結構設計更加靈活，提高建筑使用功能。推廣應用高強鋼和高性能混凝土，在建設階段可以節約鋼材和混凝土，減少資源和能源的消耗量，進而減少二氧化碳、二氧化硫等有害氣體和廢渣的排放。
任何新技術、新材料的發展，都需要經歷漫長的、反復的過程。在需要克服的諸多障礙中，首先是人們的觀念和認識。當前我國正處于基礎設施建設的，對于HPC的發展應該是一個難得的機遇。當然，任何發展迅速的新技術，都必定給相關的業界帶來顯著的效益。
應用大摻量粉煤灰混凝土和大摻量礦渣混凝土發展HPC是最可行的途徑，因為它不僅能夠提高混凝土的品質，還能有效地降低生產成本。在人們對發展HPC取得共識的基礎上，注重提高骨料品質，并將大摻量粉煤灰混凝土和大摻量礦渣混凝土恰當地用于我國的基礎設施建設，不僅有利于混凝土業的可持續發展，對整個國民經濟建設的可持續發展都會發揮一定的促進作用。HPC的研究與應用在短短的十幾年內發展很快，現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混凝土。
據報道，日本正在研制使用壽命在500年以上的超高耐久性混凝土。目前一些超高強預應力混凝土結構甚至已經可以用來代替鋼結構。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步。
五、結語
大力開展高性能混凝土的研究和應用具有重要意義，為更好的推廣應用，設計人員必須及時地掌握規范，正確理解與應用，跟蹤新技術的發展，而對于施工人員，必須全面掌握混凝土的技術要點，不能照搬普通混凝土的施工與養護方法，對于監理人員，必須深入理解規范、靈活運用規范，同時，相應的國家規范也必須進行適當的修改，以利于促進高性能混凝土的應用。
參考文獻
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篇4
1研究搶通材料的意義
大多山區公路為水泥混凝土道面，因地質條件與氣候環境特征等方面的問題，路面在雨季很容易發生水毀現象，產生不利后果。混凝土路面損毀狀況有開裂、斷角、卿泥、破碎、起包、坑洞、錯臺等現象［1］。目前主要使用整板拆除法和罩面法對剛性道面進行快速恢復。由于經濟性的問題，整板拆除方法一般不用于淺層破壞;破損嚴重時，才會考慮該方法。這種方式的缺點:施工難度大、開通時間長、材料損失大，環境污染嚴重等問題，不被廣泛使用。因此，我們希望能夠開發出解決上述問題的有效途徑，即使用快速修補材料來改善原有道路的缺陷問題的研究意義深遠。市場上出現的關于快速修補材料五花八門，參差不齊，由于各種原因，不適合大面積推廣，尤其災后交通受損，材料運輸受阻，無法保證短時間恢復通行。因此，開發出新型的、有效的、節能的、環保的、經濟的快速修補的材料及技術，顯得尤為迫切。
2國內外研究現狀
國內外對于破損道面恢復的研究，已經取得一些收獲，包括工藝和原材料的研究，在一些工程上也有一定的應用。但是由于環境經濟等問題的不通導致該種技術不能大面積的推廣使用，需要因材施教，因地適宜，通過調整修補財料和施工工藝來解決道面破損恢復的問題。剛開始工程上使用瀝青質等感溫性材料，在高溫的條件下灌注或澆筑缺陷，或者重新鋪設混凝土道面來解決問題;但是由于兩種材料的性質不同，導致界面處黏結不牢，耐久性問題得不到解決，達不到理想的狀態;因此，專家學者通過添加早強劑，改變水泥早期強度的方式，使得修補的技術得到進一步發展。市場上修補材料分為三大類:有機類(環氧樹脂、聚氨酯、烯、瀝青及改性瀝青類);無機類(快硬型、膨脹型、摻復合外加劑型、摻纖維型、摻超細粉型的混凝土);有機與無機復合材料類(以有機為主的聚合物的碎石材料，以無機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。采用無機的砂漿或混凝土修補，是把原有損壞位置清理掉，重新鋪上同等級的無機材料，其缺點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致收縮開裂;尤其對于結合處，往往效果不理想，產生新舊兩層皮等現象。(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，可縮短交通開放時間。但是使用該產品也有一些不足之處:①需加熱設備;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)快硬高強水泥。上世紀50年代，快硬高強水泥被研究出來，其中一種是凝結時間不變，但是早期強度高，如美國、蘇聯、日本等國家研發的早強快硬型的波特蘭水泥;經過20年的發展，在此基礎上出現了一種早凝時間短，早期強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，該種水泥的出現得使得快速修復材料的發展打開嶄新一頁［3］。(4)硅粉混凝土或砂漿。80年代硅粉混凝土躍上歷史舞臺，他的出現使得混凝土在抗壓、抗折、抗滲、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，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，不利于運送，干縮率大價格高，經濟性差。(5)纖維混凝土。纖維混凝土70年代進入中國市場，砂漿與混凝土中加入纖維后使得結構體抗拉強度增加、極限延伸率變大、抗堿性變好等優點，從耐久性、力學性能考慮是最佳的選擇;但是，纖維在混凝土分布不均勻，導致施工難，影響了纖維混凝土的發展［4］。(6)聚合物水泥砂漿(混凝土)。聚合物砂漿(混凝土)優點:力學性能、耐久性等性能提高，工作性能優異;缺點:難以控制含氣量;對環境也造成污染;成本較高，造成無法大面積使用。(7)水泥基快速修補劑。隨著歷史的發展前面介紹的六種材料不能完全解決路面修復材料的缺陷，因此，國內外學者通過不懈的努力，水泥基快速修補劑在工程中得到應用，國外市場上的水泥基快速修補劑有“Swiftcrete”水泥、“Draifach”水泥、“Supercement"水泥、“一日”水泥、Ⅲ型水泥等［5］;國內的水泥基快速修補劑包括PR－Ⅰ型、QTA－Ⅰ型、JK系列、HW系列超早強水泥混凝土修補劑等，該水泥修補劑在一些工程中也有相應的應用，在實際的工程中也有不足的地方，需要改進，例如儲存時間短，配料繁多等缺點［6］。
3展望
隨著自然災害的發生，目前有許許多多的混凝土構筑物需要進行修補，尤其對于的公路、隧道、機場、橋梁等道面進行修復。然而，對快速修補材料的研究還是不夠完善，還需努力研發出:1)開發簡單、便捷的新型設備與超早強修補材料配套使用;2)開發適用于不同環境和工程的快速修復材料。
參考文獻
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［4］戰耀，劉麗，張曉明．淺談對纖維混凝土的認識［D］．信息科技，2013∶10．
篇5
隨著建筑物向高層、大跨度方向發展，建筑物的自重也越來越受到人們的關注。由于具備質輕、隔熱、耐火、抗凍性好等特點，發泡混凝土及其制品具有廣闊的應用前景，發泡混凝土砌塊、發泡混凝土輕質墻板等已經應用于建筑節能墻體材料中。
泡沫混凝土是由發泡劑，穩定劑與水泥、粉煤灰、石膏等主要材料混合均勻后澆注，發泡、硬化而成的，內部有大量封閉氣泡的“密孔”輕質建筑材料。發泡劑是生產泡沫混凝土的一個關鍵因素，它的性能直接覺定著泡沫混凝土的性能。能產生泡沫的物質很多，但并非所有能產生泡沫的物質都能作為發泡劑用于泡沫混凝土的生產。只有在泡沫漿料混合時，薄膜不致破壞，具有足夠穩定性，對凝膠材料的凝結和硬化沒有害影響的發泡劑，才能用來生產泡沫混凝土。目前我國的泡沫混凝土發泡劑的功能少、產量低，所產生的氣泡穩定性、均勻性、分散性都不理想，與水泥結合性也不好。通常產生氣泡而制成泡沫制品的過程有兩種，即物理發泡和化學發泡。物理發泡只由發泡劑在機械攪拌下產生大量氣泡活用壓縮空氣的方法形成氣泡分散于漿料中；而化學發泡是發泡劑在漿料中發生化學反應，放出氣體而形成細小氣泡。化學發泡中的發泡劑又可分為金屬和非金屬兩大類，金屬發泡劑有鋅粉，鋁粉等，非金屬發泡劑有碳酸鈣、碳酸氫銨等。有些無機發泡劑產生氣泡的速率較快，泡沫穩定、均勻且分散性好，非常適和作為發泡劑。
本文采用雙氧水（27.5%）與硬脂酸鈣，分別作為發泡混凝土的發泡劑和穩定劑，制備了一種發泡混凝土材料。
二、實驗材料、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、硬質酸鈣（穩定劑）、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，對發泡混凝土的后期強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、穩定；
（3）促凝劑可以使水泥水化誘導期消失，水泥加水后直接進入水化加速期，從而與雙氧水的發泡時間相一致；
（4）減水劑可降低水灰比，提高材料強度，降低吸水率。
三、實驗內容
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，然后加水攪拌至混合物成漿狀。
3.2 發泡劑的制備
將稀釋好的H2O2溶液與明膠水，十二烷基苯磺酸鈉、硬質酸鈣按一定比例進行復配，然后加入適量氯化鈉。
3.3 泡沫混凝土的制備
將上述發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℃環境下養護6h后脫模。
四、結果與討論
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 環保、無毒無害
發泡混凝土所需原材料主要為水泥和發泡劑
4.2 輕質
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用。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的內外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結構中采用該種材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可達結構物總重的30%-40%。而且，對結構構件而言，如采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可提高構件的承截能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經濟效益。
4.3 保溫隔熱
由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細小孔隙，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，導熱系數在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。整體性能好可現場澆注施工，與主體工程結合緊密。
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
現澆泡沫混凝土吸水率較低，相對獨立的封閉氣泡
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、結語
我國正在大力推行節能政策，泡沫混凝土以其良好的性能，具有廣闊的應用前景。從現階段的生產和應用來看，研制高效發泡劑尋求替代原料、利用工業廢料、優化工藝流程是急需解決的問題，進一步在理論實踐中解決好這些問題，對泡沫混凝土的發展及應用具有重要意義。
參考文獻：
[1]丁 益，任啟芳，聞 超 發泡混凝土的研制進展[J]。混凝土，2011（10）：13-03
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護條件、結構特點丶結構使用期間所處環境和施工方法。在一般情況下,冬期施工混凝土應優先選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。當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,應注意其中的摻合料對混凝土抗凍性、抗滲性等性能的影響,也可選用經過技術鑒定的早強水泥,但在水泥中摻加早強擠時,要進行相關試驗合格后方可使用。
有條件的工程可用特種快硬高強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，這是因為鋁水泥因重結晶而導致混凝土強度的降低，對鋼筋混凝土中鋼筋的保護作用也比硅酸鹽水泥差的緣故。
對與厚大體積的混凝土結構物，如水壩、反應堆、高層建筑物的大體積基礎等，則選用水化熱較小的水泥，以避免溫差應力對結構產生不利影響。
總之，冬期施工混凝土對水泥的選擇應注意下方面：1.優先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，不得選用火山灰質硅酸鹽水泥；2.如果選用礦渣硅酸鹽水泥，應同時考慮采用蒸汽養護；3.所用的水泥強度度不應低于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，應根據實際情況確定。
對骨料的選擇。
冬期施工混凝土所用的骨料分為細骨料和粗骨料。細骨料宜選用色澤鮮艷、質地堅硬、級配良好、質量合格的中砂，其含泥量不得大于1.0%；粗骨料宜選用經15次凍融值試驗合格的堅實級配花崗巖或石英巖啐石，其堅固性指標應符合現行國家標準的規定，不得含有風化的顆粒，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骨料均應進行堅固性試驗，并應符合現行行業標準《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGJ52-2006）中的規定。
總之，所用粗骨料和細骨料的其他技術要求，應當符合國家標準《建筑用卵石、砂石》（GB/T14685-2001）和《建筑用砂》（GB/T14684-2001）中的規定。
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，應選在地勢較高、不積水、運輸方便、有排水出路的地方。為滿足混凝土抗凍性的要求，粗骨料和細骨料應分別滿足表中的規定。
冬期施工混凝土對骨料的要求
對早強防凍劑的選擇。冬期施工混凝土中摻人適宜的混凝土早強減水劑和防凍劑，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度，或在負溫時期的水化硬能斷續進行，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、早強型防凍劑和引氣型防凍劑。國內外目前常用的是復合型防凍劑，如早強劑+減水劑、防凍劑+早強劑+阻銹劑、防凍劑+早強劑+阻銹劑+減水劑、防凍劑+早強劑+引氣劑+減水劑、防凍劑+早強劑+阻銹劑+減水劑+引氣劑和防凍劑+早強劑+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通過正式技術鑒定，其技術性能應符合《混凝土外加擠應用技術規范》（GB50119--2003）和《混凝土防凍劑》（jc475--2004）標準的規定。我國配制的早強防凍劑主要由減水、引氣、防凍、早強組分組成，不僅具有對混凝土顯著的早強防凍功能，而且無毒、不易然、對鋼筋無銹蝕作用。
摻有早強防凍劑的混凝土，可以在負溫情況下凝結哽化而不需要保溫或加熱，最終能達到與常溫養護的混凝土相同的質量水平。
冬期施工混凝土所用的早強防凍劑，是低溫施工環境中的重要材料，也是確保混凝土在一定負溫下正常施工、保證工程質量的技術措施，因此選用的早強防凍擠應同時具備良好的早強作用、高效減水作用、降低冰點的作用、對鋼筋無銹蝕作用和其他一些作用。
工程實踐證明，對于抗凍等級為D100及以上的混凝土還應摻人后混凝土的含氣量應符合表中的規定。
長期處于潮濕和嚴寒環境中混凝土的最小含氣量
篇7
引言
衡量混凝土結構的好壞，有兩個比較重要的指標，一個是混凝土的強度，一個是混凝土的耐久性。但是在實際的施工過程中，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，那么經過長時間的使用后，混凝土的結構會造成一定的損壞，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成整體的工程復合材料的統稱。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，經攪拌、成型、養護而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應用于土木工程。混凝土材料是以“粗集料－細集料－膠凝材料－水”組成的復雜多相體系，所以混凝土的性質與這幾種成分是分不開的，其中膠凝材料是其中的一項重要物質，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理、特殊應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)水泥強度。隨著城市化建設的水平越來越高，我們對混凝土的強度要求也越來越高，還實行了新的水泥標準，主要還是以提高C3S的含量作為重要指標。國內外的有關專家經過對實際的調查后得出，混凝土結構之所以產生開裂，而且數量逐年呈上升趨勢，一方面需要提高C3S的含量與細度。但是，這么做雖然可以在早期能提高混凝土的強度，卻與混凝土的耐久性沒有產生多大的影響。我們之后所研發的所謂的“三高”水泥:高細度、高C3S含量、高強度，并沒有抑制住混凝土產生開裂的現象。我們所研發的“三高”水泥，在現代建筑工程中，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，其內部結構不良。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這一角度來提及對水泥含堿量的要求。但是，我們在實踐過程中卻發現，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。水泥中的含堿量越少，混凝土的收縮變形也就越小，當達到一定的量后，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，其實對混凝土的耐久性會產生不小的影響。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，混凝土的密實度會得到相應的提高，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，密實度降低，一些有害的物質就會滲透入混凝土中，導致混凝土的耐久性降低。
當砂、石集料的級配等級達到要求后，如果從影響混凝土強度的因素來進行考慮，那么可以在要求的范圍內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行考慮，那么就應該心可能地選擇顆粒小一點的。
3、膠凝材料對混凝土耐久性產生的機理
對于混凝土耐久性的檢測中，一般選擇的試件達到28d齡期時，用標準試驗方法進行抗壓試驗，各組試驗的坍落度和抗壓強度試驗。通過以上的一些指標來確定膠凝材料對混凝土耐久性產生的影響，從而對膠凝材料在耐久性中的影響機理進行分析。
對于混凝土以水泥作為膠凝材料的，應該嚴格控制水泥的使用量，水泥用量應該在規范規定的最大使用量和最小使用量之間，不得超出這一范圍，否則會嚴重影響混凝土的凝固時間和強度等。控制水泥的最小用量是為了保證混凝土的密實性，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，水泥漿體積至少應占25%，若使混凝土性能達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，特別是毛細管空隙率增大會嚴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，出現較多蜂窩、孔洞，也會影響其耐久性。
混入的膠凝材料在材料分析中發現，影響了混凝土的電阻率和電荷轉移效果。混凝土電阻率和鋼筋鈍化膜破壞后的電荷轉移電阻隨粉煤灰和礦渣的含量提高產生的規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，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，膠凝材料的摻量應通過試驗來確定，否則會給混凝土帶來負作用，影響其耐久性。
4、外加劑在現代混凝土中的作用
傳統的木質素磺酸鹽類、萘磺酸縮合物及脂肪族類減水劑，由于其固有分子結構的局限性，分散能力有限，減水率較低，即使提高摻量也難以滿足復雜組分、低水膠比條件下現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構，可設計性強，通過針對性的分子構筑，實現高性能化與功能化，滿足現代混凝土不同的性能需求，從而提高工程質量。
4.1、復雜組分的高效分散
常規的聚羧酸外加劑針對水泥特性進行分子設計，其在水泥顆粒表面具有較強的吸附作用，但對于礦物摻合料卻吸附量較低，因而難以實現現代混凝土大摻量工業廢渣體系的高效分散。脫硫石膏作為水泥調凝劑的大量使用，導致水泥水化漿體溶液中SO42-含量高，其與聚羧酸分子在水泥/水界面存在嚴重的競爭吸附作用，優先于聚羧酸分子吸附到水泥顆粒表面，同時，高濃度SO42-導致溶液中聚羧酸分子的構象由自由伸展型向卷曲線團型變化，吸附基團被包埋，從而導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（聚氧乙烯結構）側鏈具有較強的氫鍵吸附作用，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。這些因素均導致復雜組分的現代混凝土初始流動性降低，工作性差。
4.2、高效分散保持
嚴酷、復雜環境條件下的施工對現代混凝土的流動性保持提出了更高的要求。如長距離運輸、高溫環境施工要求混凝土流動性保持時間長達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、高摻量磨細石英砂的高強預應力（PHC）管樁為了實現自動布料，要求混凝土坍落度1h控制在180mm±20mm。采用復配緩凝組分的傳統方法，不僅增大混凝土泌水和干燥收縮，降低早期強度，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。聚羧酸分子主鏈中吸附基團越少、且吸附在水泥/水界面的分子側鏈越長、在堿性環境下主/側鏈橋接鍵越穩定、水泥水化掩埋外加劑越少、提供的空間位阻作用越強，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定型長聚醚側鏈，減少水化掩埋，提供持續高效的空間位阻作用。
圖1聚羧酸分子結構與分散保持
4.3、減少收縮，提高耐久性
根據Laplace方程，當水泥石中孔隙液的表面張力因此在蒸發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孔或凝膠孔中液相的表面張力，從而降低毛細管負壓，是抑制混凝土殼體、薄壁結構等大面積暴露結構的收縮開裂的重要技術措施。傳統小分子減縮劑，存在分子量低易揮發、摻量高且降低后期強度、成本高等缺點。針對存在的問題，利用分子裁剪技術將具有減縮功能和提供空間位阻效應的烷基聚醚接枝到聚羧酸外加劑分子主鏈中，開發了減縮型聚羧酸減水劑，由此實現了減縮與減水分散的統一。
結束語
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，從而進一步地延長混凝土的使用年限。
參考文獻
篇8
1、材料要求
1.1、混凝土拌和物原材料質量一定符合國家規范、規程、材料標準及工程施工技術合同要求，要有出廠質量證明文件及攪拌站復試報告單，并要按工程要求進行混凝土中氯化物、堿含量及主體材料揮發性有機化合物含量控制。
（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）用于結構工程時，要使用Ⅱ級及以上粉煤灰。（5）外加劑：使用滿足工程技術合同要求的外加劑，其摻量要經試驗確定。
1.2、經攪拌站復試的混凝土拌和物原材料要進行質量狀態標識，合格的原材料才能使用。
1.3、袋裝水泥進場，應驗明生產廠家、牌號、品種、級別、進場批量、出廠時間、試驗合格與否，分別整齊定量堆放，按垛掛牌，不可混垛。每批應抽查5％以上，避免重量誤差超標。
1.4、散裝水泥進場，要按品種、強度等級送入指定筒倉，不可混倉。水泥筒倉要有明顯標志，標明水泥品種、強度等級等。每個攪拌站至少有兩個筒倉，輪流進料，保證輪流用完后徹底清倉再進水泥。
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、規格隔開堆放，不可混料或混入雜質，料場裝載機輪、斗，每天要清洗干凈。每次裝砂、石入斗應避免斗內混淆。裝載機要確保不漏油。
1.6、粉煤灰筒倉要設明顯標志，不可與水泥混倉。粉煤灰在儲存和運輸中不可受潮。
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單，檢查原材料的品種、規格、數量及設備的運轉狀況，并做好記錄。
（2）攪拌要實行配合比掛牌制，按工程名稱、部位注明每盤材料配料重量。
（3）試驗人員在每日班前測定砂、石含水率，按砂石含水率隨時調整每盤砂石及加水量，做好調整記錄。
（4）攪拌樓操作人員要嚴格按配合比計量，投料順序是：先倒砂石，再裝水泥，攪拌均勻，再加水攪拌。實踐表明，這種做法混凝土強度可提高15％以上。粉煤灰應與水泥同步加入，外加劑應滯后于水泥。外加劑的配置應用小臺秤提前1d稱好，并裝入塑料袋，并做抽查和投放，要指定專人負責配置和投放。材料的計量允許偏差要符合表1規定。
表1 混凝土原材料每盤稱量的允許偏差
名稱 水泥 粗細骨料 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按規定執行，經試驗調整確定。攪拌時間與攪拌機類型、坍落度大小、斗容量大小相關。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備的工作狀況和坍落度的變化，坍落度要滿足澆筑地點要求。出現不正常要及時向主管負責人或主管部門反映，不可隨意更改配合比。
2.2、運輸
（1）預先確定混凝土攪拌運輸車的行駛路線及混凝土運輸時間，以確保混凝土的連續供應。
（2）攪拌運輸車裝運混凝土時，筒體內不可有積水。
（3）混凝土攪拌運輸車在運輸途中，拌筒要保持正常的慢速轉動。
（4）混凝土運輸、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輸過程中，運輸設備應有保溫、防風雪措施；在夏季施工的混凝土工程，運輸過程中，運輸設備要有降溫、防雨設施。
2.3、混凝土運至澆筑地點后，要在交貨地點測定混凝土坍落度，其檢測結果超過表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）
篇9
混凝土是由水泥、摻和料、外加劑和水配制的膠結材料漿體將分散的砂、石經攪拌粘結在一起的工程材料。硬結的混凝土是一種多元、多相、非勻質的水泥基復合材料，具有較高的彈性模量，較低的抗拉強度，在受約束條件下只要發生少許收縮，產生的拉應力往往會大于該齡期混凝土的抗拉強度，導致混凝土發生裂縫。混凝土在澆注成型后，骨料對漿體產生約束，使混凝土內部從一開始產生微裂縫，在環境溫度、濕度、荷載等因素作用下，這些微裂縫就可能發展為宏觀裂縫。
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，內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2％。當施工時溫度高，相對濕度較低時，混凝土內部水分向表面遷移供應不上蒸發量的情況下，表面失水干縮受下面混凝土的約束，表面會出現不規則的塑性收縮裂縫。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
水泥在水化反應過程中，會產生水化收縮。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生成空隙。水泥在繼續水化過程不斷消耗水分導致毛細孔中自由水減少，濕度降低，在外部養護水供應不充分的情況下，內部產生自干燥現象。由于自干燥作用導致毛細孔內產生負壓，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生自干燥收縮。但是對于高強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，內部溫度可達50～80℃，而混凝土的線膨脹系數約為10×10－6/℃。試驗表面，在標準環境下，混凝土表面溫度和環境溫差大于25℃時，即出現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，內部的游離水會由表及里逐漸蒸發失水，導致混凝土由表及里逐漸產生干燥收縮。在約束條件下，收縮變形量導致的收縮應力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土就會出現由表及里的干燥收縮裂縫。早期的干燥收縮裂縫比較細微，隨著時間推移，混凝土大蒸發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％，這是混凝土結構比較普遍地發生裂縫的主要原因。
5、堿骨料反應膨脹裂縫
堿骨料反應一般需要幾十年的累計，才會使反應產物積累到一定程度出現吸水吸濕膨脹，導致混凝開裂，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致混凝土產生不同程度的裂縫，針對上述幾種原因，預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，要將強混凝土的保濕養護，控制表面的水分蒸發速度。
前面論述了混凝土裂縫產生的材性原因及其預防措施，但是當裂縫已經發生存在，影響耐久性了，那就要采用修復補救措施來保持結構的正常使用功能。修補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，這里關注修補材料自生的有關性能。
混凝土修補為了達到耐久性目的，必須考慮影響設計和選擇修補措施的諸多因素。選擇修補材料是許多相關的措施之一，無論修補工作如何細心，修補材料的不恰當使用都可能導致修補工作過早失效。
與現澆混凝土結構物相比，修補材料的約束收縮，即通過先澆混凝土基面上的膠結材料產生的約束力是大大增加大多數修補工作復雜性的主要因素。當相對薄的修補段由于修補材料干縮、自身體積變形和溫度變化時，修補材料也產生了收縮拉應力。當這些應力超過修補材料的極限抗拉強度時，裂縫發生了。在大面積較厚的修補中，通過在修補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、無裂縫的修補材料時，應該考慮下述的材料的一些性能。
1、 收縮
由于大多數修補是在老混凝土結構上進行的，如果有干縮的話，老混凝土結構干縮也很小。因此，修補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性。無論任何原因，當以水泥為主的修補材料失去水分時，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。當收縮引起的應變超過修補材料的極限抗拉強度時便產生裂縫。
修補材料的干縮早在的20世紀80年代已開始引起特別注意。例如，Gurjar 和 Carter (1987)報導了46種通常使用的修補材料中的 85％的收縮值超過了常規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％的水泥在試驗期間收縮基本上是穩定的。在隨后的試驗中，完全不摻水泥，只用少量的石膏與C類粉煤灰，初步試驗結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，大約不到常規混凝土的1/50，抗壓強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一步研究。
2、熱膨脹系數
研究混凝土修復材料的熱相容性在溫度經常有很大變化的環境中是很重要的，特別是在大面積修補和覆蓋中。使用的修補材料如聚合物，有更高的熱膨脹系數，在修補中將經常導致裂縫、剝落和分離。根據聚合物的不同類型，未加填料的聚合物的熱膨脹系數超過混凝土的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仍是混凝土的1.5到 5倍。結果是，含有聚合物的修補材料比混凝土基面更易收縮。當修補材料出現膨脹時，先澆混凝土基面上膠結材料產生的約束力引起的應力能使修補材料裂縫或出現翹曲和剝落。
3 、抗拉塑性變形
在混凝土結構物修補中，修補材料的塑性變形應該與混凝土基面塑性變形類似，然而在保護性的修補中，更高塑性變形也有其優點。對于后者，通過抗拉塑性變形釋放的應力減少了裂縫發生的可能性。彈性模量E就工程而言，結構修補材料的彈性模量應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的地方。盡管如此，有較低彈性模量的修補材料將表現出較低的內部應力和較高塑性變形，這減少了非結構性或保護性修補中裂縫和分離產生的可能。
4、拉應力
拉應力是指在沒有形成一條連續的裂縫時修補材料所能承受的最大應變能力。達到極限應力90％的拉應變通常被定義為極限應變。所有測量拉應力(彎曲、直接拉伸和內部約束)的常規方法中的應變速率比在收縮過程中生產的應變速率快很多。一旦超過最大拉應力或者極限應變，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變和最大限度地提高抗拉強度。在實踐中，可能很少選擇材料或修改配比，這樣對所有相關特性都有相當大的影響。比如，在有裂縫傾向的硅酸鹽水泥修補砂漿中加入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 %，預期可能產生較高的抗裂能力。但實際不是這么回事，在模擬修補的材料中，使用乙烯基醋酸鹽砂漿產生了裂縫而丙烯酸砂漿不產生裂縫。顯然，丙烯砂漿較低的收縮值、較高的抗拉強度和很低的模量足以抵消較低的塑性變形。擁有較高的抗拉強度和較低模量的丙烯酸砂漿有助于達到較高的抗拉強度。
5、滲透性
滲透性即材料滲透液體或氣體的能力，在許多修補中是重要的材料性能。然而，不顧具體情況，規定采用低滲透性修補材料的趨勢應該避免。同樣，注意到下列事實也是重要的，即在修補中的產生的一些貫穿裂縫將大大抵消使用很低滲透性修補材料所帶來的好處。因此，在提出耐久性修補時，無裂縫的混凝土修補應該是主要的目標。
6、粘附 /膠結
在大多數情況中，在修補材料和先澆混凝土基面之間膠結良好是成功修補的主要要求。準備很好且結實的混凝土基面總能提供足夠的膠結強度。表面準備所達到的標準最能體現出膠結的情況。直接的拉伸膠結試驗是評估修補材料、表面準備和澆筑過程的最佳技術手段。
7、抗壓強度
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1、引言
海洋水工結構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構物長期浸泡在海水中，氯離子會慢慢地滲透到混凝土中，與鋼筋表面發生電化學反應，使鋼筋與混凝土結合面結構疏松，引起混凝土結構物被腐蝕破壞，導致縮短使用壽命。針對如何延緩混凝土結構物腐蝕速度的課題，進行了一定的可行性試驗和研究，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，以達到延緩腐蝕，增加混凝土結構使用年限”的試驗方案。
2、試驗基本原理
在海洋介質中，海水中氯離子等滲透到混凝土中，使其與鋼筋的結合面結構疏松而被腐蝕。試驗中，在混凝土表面先后涂上滲透劑及封閉劑，以分別保護混凝土內部結構和表面結構，防止氯離子等海水中有害物質的侵蝕，起到耐堿、鹽及防化學腐蝕的作用。
3、試驗概要
3.1 主要試驗儀器、設備
3.1.1 鹽霧試驗箱；
3.1.2 濕熱試驗箱；
3.1.3 離子活度計；
3.1.4 涂-4粘度計；
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
本試驗選HSC-Ⅰ型滲透劑和HSC-Ⅱ封閉劑混合作為防腐劑。
3.2.1經處理試件常規性能的試驗
實驗數據見表【一】
從表【一】的實驗數據說明該防腐劑的優點是：粘度小，易施工；干燥時間短，可以大大提高工程進度；滲透深度大，附著力強，避免由于對結混凝土結構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
復合層配套性〔拉開法〕：3.1MPa（執行GB5210-85標準）；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試驗內容
3.3.2.1經處理試件封閉性能的試驗：浸泡于人工海水中30天；
3.3.3.2海洋模擬環境試驗；
海水介質中的混凝土結構物，長期處于復雜的外界環境之中，例如：大氣環境、浪濺環境，鹽分含量高，油污成份高，PH值大于7，溫濕度差異較大等，故模擬上述環境條件，作以下模擬試驗。
濕熱試驗、鹽霧試驗、間浸試驗（試驗條件均以72和為一周期，在介質中全浸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、耐化學性能試驗；試驗周期為混凝土試件投入到介質中計為30天。
3.3.3試驗結果
3.3.3.1經處理試件的封閉性能
表【二】的實驗數據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，故防腐劑有很好的封閉性能。
3.3.3.2海洋模擬環境條件試驗
由表 【三】實驗數據說明，在耐鹽、堿、油、鹽霧、濕熱試驗及不同溫度不同浸泡條件下的浸泡試驗，試件均無起泡、無變色、無脫落現象。上述試驗考慮到試驗周期較短的實際情況，故加劇試驗條件，增強腐蝕環境，加快腐蝕速度，但均無異常變化，取得了較理想的試驗結果。
4、結論
根據以上試驗結果，涂防腐材料的混凝土試件有如下性能：
1） SC-Ⅰ滲透劑對混凝土結構滲透深度為2.5mm，具有良好的滲透性能；HSC-Ⅱ封閉劑對混凝土結構物封閉性主要是阻止Cl-的滲透，相同試驗條件下，涂刷防腐材料的混凝土結構物Cl-的滲透完全可以忽略不計，但未涂刷防腐材料的混凝土結構物Cl-的含量遠大于正常條件下混凝土結構本身Cl-的含量，且滲透較深。
2） 透劑、封閉劑本身對混凝土結構物的附著力分別為：2.78Mpa、3.14Mpa，這一結果說明防腐材料本身對混凝土結構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構物之間的附著力。
4） 在模擬工程實際情況的試驗過程中，加劇試驗條件，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，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、鹽及化學等海水中有害物質的侵蝕，耐腐蝕性能較好。
所以，經滲透劑和封閉劑處理的混凝土適合于浪濺區、水位變動區等經常受到海水沖擊與腐蝕的海工混凝土結構，可以延緩海水對混凝土結構物腐蝕，延長混凝土結構物的使用年限，使混凝土結構物的使用年限可以在原設計使用年限的基礎上，延長10-20年。
參考文獻：
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；
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貴州由于地質原因，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機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用于貴州土木工程建設中，其拌制的高性能混凝土技術日益成熟，但在實踐中我們發現一些試驗室存在未嚴格遵守試驗規程，配合比設計方案不經濟，混凝土強度達不到要求，混凝土易泌水、干縮裂縫多，耐久性差等問題。針對以上問題，筆者認為加強山砂混凝土材料控制和配制技術至關重要。
1 原材料質量是山砂混凝土配制技術的物質保證
1.1 膠凝材料
（1）水泥。水泥是山砂混凝土的膠凝材料，也是活性激發劑，其品種、質量和摻量直接影響混凝土的工作性、強度、耐久性和經濟性。水泥愈細，比表面積愈大，需水量愈多，水化反應愈充分，早期強度愈大，但水泥太細或水泥摻量過多，會導致水化熱過大，而在混凝土內部形成裂縫，降低混凝土強度和耐久性。水泥的標準稠度用水量少，能降低混凝土的水灰比提高混凝土的強度。水泥的細度、標準稠度用水量、比表面積、安定性、凝結時間等應滿足GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》要求。高強混凝土宜優先選用旋窯生產質量穩定的強度等級為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。其活性效應對混凝土后期強度發展起重要作用，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構。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。粉煤灰質量波動幅度較大，拌制C50混凝土應選用Ⅱ級以上的粉煤灰，實際摻量應通過試驗確定。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》測試粉煤灰的細度、需水量比、燒失量、安定性等技術指標。
1.2 集料
（1）細集料。采用機制山砂，機制山砂級配具有兩頭多（粗粒、粉粒多），中間少特點；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；使水泥石界面結構致密，提高混凝土強度和耐久性。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度使混凝土結構產生收縮裂縫，因此應嚴格控制石粉的含量。國標GB/T14684-2011《建設用砂》對石粉含量規定相對較高，會導致配制不經濟，因而建議采用貴州省地方標準DB24/016-2010《山砂混凝土技術規程》控制山砂中石粉含量。為防止山砂在開采、加工等環節混入易膨脹的泥土，在測石粉含量前須先通過亞甲藍試驗檢驗，同時對每批產品開展細度模數、顆粒級配、堆積密度、泥塊含量、壓碎值試驗，檢驗后，各項性能指標應符合GB/T14684-2011《建設用砂》要求。
（2）粗集料。主要用碎石，碎石的抗壓強度、最大粒徑、表面特征、雜質含量對混凝土和易性、強度有較大影響。拌制高強混凝土所用碎石宜采用連續級配，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根據山砂混凝土強度等級、使用要求、施工條件、混凝土結構所處環境條件等因素經試驗后確定。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，節約水泥，提高混凝土強度和耐久性。但應注意外加劑摻量不宜過大，否則易導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。外加劑質量應滿足GB8076-2008《混凝土外加劑》要求，使用液體外加劑時，應注意扣除相應的含水量。
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 材料間的適應性是混凝土配制技術中不可忽視的問題
原材料間的適應性對混凝土耐久性影響較大，應通過試驗，確認材料混合材料間的相融性、適應性及有害物質的量的變化情況。如生產水泥使用的石膏調凝劑與減水劑如存在化學上的不適應，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，應通過減水劑適應性的定量檢驗實測出拌制混凝土所用實際水泥與減水劑拌合后減水劑的摻量與減水率的關系，確定最優（飽和）摻量。另外應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的關鍵環節
確定混凝土配合比關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
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1.2薄構件與厚構件的連接部位：主要是由于與厚構件相比，薄構件的溫度變化速度更快，收縮性強，很容易受到拉力的影響，產生相應的裂縫。
1.3錨固區：在錨固區，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，就容易產生混凝土裂縫。
1.4受力筋拼接縫：在該區域，受應力、溫度等作用，會產生混凝土的局部變形，產生混凝土裂縫。
1.5大體積混凝土：在對大體積混凝土進行澆筑時，如果沒有做好相應的養護工作，混凝土內外溫差超過25℃，會在其內部形成較大的溫度應力，一旦這個溫度應力超過混凝土抗拉強度，就會導致混凝土開裂。
2建筑材料引發的混凝土早期裂縫
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。在對水泥進行選用時，由于不同品種的水泥在凝結速度、收縮值等性能參數上存在的一定的差異，如果混用，很容易導致混凝土開裂，因此應該盡可能采用同一種水泥進行工程的施工。
2.1.2水泥細度：在成分相同的情況下，水泥的顆粒越細，水化與凝結速度越快，早期與后期的強度越高。但是，如果水泥顆粒過細，其在空氣中的收縮性也就較大大，容易引發混凝土裂縫。
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等緩慢反應的物質，這些物質的水化反應速度極慢，往往在混凝土硬化很長時間后，才能產生水化，體積大大增加，導致混凝土出現不均勻的體積膨脹，從而引發混凝土早期裂縫。因此，在施工前，應該對水泥進行體積安定性實驗，若體積安定性不合格，則不能對水泥進行使用。
2.2骨料。在混凝土中，骨料的砂細度、砂率、粗骨料級配等，與混凝土的收縮有著很大的關系，對于早期裂縫的產生也有著很大的影響。
2.2.1砂細度：砂的細度對于混凝土裂縫有著不容忽視的影響，細度越大，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，會導致混凝土收縮加大，更容易產生裂縫。反之，砂越粗，混凝土的收縮也就越小。因此，在混凝土配置中，應該盡可能選用中粗砂，實現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，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，從而導致混凝土收縮的增加。因此，在對骨料進行配置時，應該合理選擇骨料級配與粒徑，盡可能減少水泥用量，一方面能夠對混凝土收縮進行控制，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生兩次水化反應，產生的膠體可以有效填充混凝土中的毛細孔和孔隙，使得混凝土更加密實，從而有效減少混凝土收縮。而如果粉煤灰使用不當，則會對混凝土裂縫產生一定的負面影響，一是混凝土早期強度降低，在施工過程中，受施工荷載的影響，容易產生早期裂縫，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，影響其水化反應速度，在混凝土干燥過程中，會隨著水分的蒸發產生塑性收縮，在其內部產生相應的張拉應力，如果此時混凝土強度較低，則很容易產生表面裂縫。
2.4外加劑。為了對混凝土早期裂縫進行有效控制，在混凝土配置過程中，經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度，但是如果添加過量，會導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，應該盡可能選擇水化熱低、干縮性小、抗裂性好的優質水泥，以及級配良好、潔凈的砂石骨料，盡可能使用中粗砂，同時嚴格控制骨料中的含泥量。
3.2做好配合比設計。在對混凝土配合比進行設計時，應該在保證混凝土性能的前提下，在不增加成本的基礎上，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。
篇13
1.2粉煤灰粉煤灰是電廠的煤燃燒后的副產品，高質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度的發展。但是，由于煤品質的波動，煤粉燃燒條件和工藝的變動，粉煤灰的品質波動很大。（1）使用含碳量高的粉煤灰，由于混凝土企業試驗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）因為優質的Ⅰ級、Ⅱ級灰產量有限，許多經銷商采用Ⅲ級灰或統灰來替代，運輸車里下面是統灰或Ⅲ級灰，表面上一層是Ⅱ級灰，所以進站檢測時取樣化驗合格，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，天然資源控制嚴格，嚴禁濫開采，關停了大量礦山，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，石子的產地來自安徽、湖北、江西等地。（1）石子的含泥量超標，由于外地石子沒有經過水洗，含泥量達到3.5%～5.0%。（2）石子的針片狀顆粒含量與壓碎值不合格，通過試驗表明，針片狀含量達30%以上，壓碎值達35%以上。（3）有混凝土企業直接采購石灰石替代石子使用。
1.4砂子在去年關停大量的石礦后，石粉用量也受到沖擊，許多企業不擇手段，到處搶購黃砂。在調研中發現，各企業花樣百出。有采購贛江砂拼特細砂的，有直接使用細砂的，有長江砂拼特細砂的，有湖砂拼特細砂的，有碎屑拼特細砂，有機制砂拼特細砂，砂場一起風，整個企業到處細砂飛揚。（1）砂子的細度模數偏細，導致吸水量增大，影響強度。（2）砂子（碎屑）含泥量過高，經了解，多家企業的含泥量超過8.0%。（3）有部分企業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，要求經時損失率要小，從技術經濟性的角度，希望外加劑能以少的摻量獲得期望的技術效果。（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，導致質量無法保障。（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。（3）某膨脹劑經銷商直接用粉煤灰替代膨脹劑，在企業送貨時被人舉報，現場被質檢部門查獲。
2企業應采取的應對措施
材料質量波動情況頻繁，導致混凝土企業的質量控制無法正常進行，來不及進行試驗驗證，給建筑物安全帶來隱患，如何規避質量風險，采取有效防范措施，這也是我們混凝土企業管理者與技術工作者面臨的新問題。根據筆者多年的技術工作經驗，認為：
（1）針對目前原材料市場質量波動情況，組織技術人員多加強試驗驗證，有一套成熟的應急措施方案，并能組織貫徹執行，讓技術人員熟練掌握，能保證對各種質量情況的波動進行快速處理。
（2）企業經營者不能一味地對原材料價格進行比對，關鍵是原材料質量與綜合成本的對比，大部分經營者單看價格，不懂得從綜合成本來分析利弊，所以導致原材料市場混亂，原材料供應商低價投其所好，結果導致混凝土企業綜合成本直線上升。
（3）嚴禁采購不合格原材料進站，以及命令試驗人員禁止使用不合格原料，否則會因結果控制不當產生質量問題。某混凝土企業在材料緊缺時直接采購含泥量高的細度模數在0.6的特細砂來生產，試驗室主任一看沒把握，如此細的砂怎么去生產C35混凝土，不敢和領導報告，怕領導批評沒水平，直接在C35的常用配比上每方多加50公斤水泥，但28d后強度依舊不合格。
（4）原材料供應商應選擇兩家及以上的單位供應，拓展采購渠道，這樣可以避免供應緊張時材料采購的困難，有效預防病急亂投醫的現象。