【正文】 ， 采用強(qiáng)度等級(jí)低的水泥配制高強(qiáng)度等級(jí)混凝土已經(jīng)很普遍 。 例如：在大體積混凝土工程中 ， 為了避免水泥水化熱過(guò)大 ， 通常選用礦渣硅酸鹽水泥 、 火山灰硅酸鹽水泥 、 粉煤灰硅酸鹽水泥；但也可使用硅酸鹽水泥 、 普通硅酸鹽水泥 ， 這時(shí)應(yīng)摻入摻合料和必要的外加劑 。 ?方法：減小骨料間空隙 ， 則填充骨料空隙的膠凝材料量減少；減小骨料的總表面積 ， 則包裹骨料表面的膠凝材料漿量減少 。 界面過(guò)渡層特點(diǎn) 混凝土組成材料的作用 在混凝土組成材料中 ， 水泥和水組成水泥漿 ， 它包裹在所有骨料的表面并填充在骨料空隙中 。 ? 在宏觀現(xiàn)象上 ， 普通混凝土的劣化或破壞往往出現(xiàn)在界面處 。 高性能混凝土的特點(diǎn) ① 低水膠比 ， 低水泥用量； ② 選用優(yōu)質(zhì)原材料； ③ 摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料； ④ 高效外加劑 。 ? 古埃及人用石膏作為膠結(jié)材料建造金字塔 ， 中國(guó)修建長(zhǎng)城曾在石灰中添加糯米汁 （ 最早形式的化學(xué)外加劑 ） 。 ? 如羅馬大圓劇場(chǎng)和著名的萬(wàn)神廟 （ 被稱為帝國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的真正杰作 ） ； ? 建于公元 1214年的那不勒斯海港 ， 現(xiàn)場(chǎng)觀察 ， 至今雖然被海浪磨光了表面 ， 長(zhǎng)滿青苔 ， 但混凝土卻完好無(wú)損， 數(shù)百米長(zhǎng)的墻幾乎無(wú)一裂縫 。 高性能混凝土已在國(guó)內(nèi)的許多重要建筑得到應(yīng)用 ，如上海南浦大橋 、 楊浦大橋 、 北京西客站 、 首都國(guó)際機(jī)場(chǎng) 、 國(guó)家大劇院 、 中央電視臺(tái)等 。 在混凝土承受荷載作用以前 ， 界面處就充滿微裂縫；受到荷載作用以后 ， 隨著應(yīng)力的增長(zhǎng) ， 這些微裂縫的開(kāi)展 ， 最終將導(dǎo)致水泥石的斷裂 。 在混凝土硬化前 ， 水泥漿起潤(rùn)滑作用 ， 賦于混凝土拌合物流動(dòng)性 ， 便于施工； 在混凝土硬化后起膠結(jié)作用 ， 把砂 、 石骨料膠結(jié)成為整體 ， 使混凝土產(chǎn)生強(qiáng)度 ， 成為堅(jiān)硬的人造石材砂 、石是骨料 ， 對(duì)混凝土起骨架作用 ， 其中小顆粒的骨料填充大顆粒的空隙 。 ? 水泥品種應(yīng)根據(jù)混凝土工程特點(diǎn) 、 所處的環(huán)境條件和施工條件等進(jìn)行選擇 。 ? 以上兩種技術(shù)路線 ， 可以殊途同歸 ， 達(dá)到使混凝土中膠凝材料體系適應(yīng)使用環(huán)境之目的 。 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30以下時(shí) ， 可采用強(qiáng)度等級(jí)為 ；混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于 C30時(shí) ， 可采用強(qiáng)度等級(jí)為 。 中等及輕交通的路面 ， 也可以采用礦渣硅酸鹽水泥 。 所選用的水泥熟料礦物組成中 C3A含量較高 ， 當(dāng)水泥中 C3A含量較高 ，其干縮較大 ， 選用水泥不當(dāng) 。 （ 1）骨料中的泥、有害雜質(zhì) GB/T146842022《 建筑用砂 》 規(guī)定了砂中有害物質(zhì)含量的限制： 砂中有害物質(zhì)含量 砂中含泥量和泥塊含量 ?粗骨料有害物質(zhì)：卵石和碎石中不應(yīng)混有草根 、 樹(shù)葉 、樹(shù)枝 、 塑料 、 煤塊和爐渣等雜物 。 ?堿骨料反應(yīng)的結(jié)果是在水泥骨料表面發(fā)生 膨脹性斷裂 ， 從而 導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂 。 ? 人工砂是經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、混合砂的統(tǒng)稱。 ?一般認(rèn)為 ， 處于 2區(qū)級(jí)配的砂 ， 其粗細(xì)適中 ， 級(jí)配較好 ， 是配制混凝土的最理想的級(jí)配區(qū) 。該曲線落在１區(qū)（粗砂區(qū)）內(nèi)，說(shuō)明該砂為粗砂，級(jí)配合格。 類別 項(xiàng)目 I類 Ⅱ 類 Ⅲ 類 云母（按質(zhì)量計(jì)） (＜ )/% 輕物質(zhì)（按質(zhì)量計(jì)） (＜ )/% 有機(jī)物（比色法） 合格 合格 合格 硫化物及硫酸鹽（按 SO3質(zhì)量計(jì)） (＜ )/% 氯化物（以氯離子質(zhì)量計(jì)） (＜ )/% 質(zhì)量損失 (＜ )/% 8 8 10 單級(jí)最大壓碎指標(biāo) (＜ )/% 20 25 30 ? 根據(jù)有關(guān)規(guī)定 ， 在橋梁上游３００米以及下游２００米的水域?qū)儆诮雇谏暗膮^(qū)域 。 如果遭遇洪水或其他事故 ， 橋梁的穩(wěn)固性將大大減弱 。 橋梁使用時(shí)間長(zhǎng) 、河道挖砂加劇河床下切及洪水水勢(shì)浩大 ， 是隴海鐵路灞河橋被洪水沖垮的重要原因 。 2022/2/16 48 2022/2/16 50 ? 據(jù)記者了解 ， 在垮橋下方有 30多個(gè)砂站 ， 每個(gè)砂站日存砂可達(dá) 600多立方米 ， 往往一天下來(lái) ， 有超過(guò) 1萬(wàn)方砂石被挖砂人從距離隴海線不遠(yuǎn)的灞河鐵路大橋屹立的灞河水中掏走 。連續(xù)級(jí)配是石子粒級(jí)呈連續(xù)性，即顆粒由小到大，每級(jí)石子占一定比例。間斷級(jí)配是人為地剔除骨料中某些粒級(jí)顆粒，從而使骨料級(jí)配不連續(xù)，大骨料空隙由小幾倍的小粒徑顆粒填充，以降低石子的空隙率。碎石、卵石的顆粒級(jí)配規(guī)格見(jiàn)下表。 ③ 石的最大粒徑（ Dmax） 石子最大粒徑越大，總表面積越小，但是也要滿足 《 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 》 GB5020492規(guī)定： ? 混凝土粗骨料的最大粒徑不得超過(guò)結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的 1/4，同時(shí)不得大于鋼筋間最小凈距的 3/4； ? 對(duì)于混凝土實(shí)心板，骨料的最大粒徑不宜超過(guò)板厚的1/2，且不得超過(guò) 50mm； ? 對(duì)于泵送混凝土，骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，碎石不宜大于 1:3，卵石不宜大于 1:。 ? 我國(guó)石子級(jí)配極不合理，其空隙率達(dá) 48%。其次，砂子細(xì)度模數(shù)小，砂率偏高，在質(zhì)量相同情況下，表面積大大增加，需要更多的水泥漿包裹，而此工程混凝土配合比并沒(méi)有充分考慮者以上情況，水泥用量偏低，砂粒表面沒(méi)有被包裹層或包裹層太薄，這影響了混凝土的凝結(jié)和強(qiáng)度，第三，由于現(xiàn)場(chǎng)砂粒細(xì)、含泥量大，砂團(tuán)不易分散，按常規(guī)攪拌時(shí)間，不能充分使水泥漿完全包裹砂粒。半年后混凝土柱基、大梁根部等處混凝土也陸續(xù)出現(xiàn)爆裂，嚴(yán)重的導(dǎo)致大梁折斷。 ? 混凝土拌制和養(yǎng)護(hù)用水不得含有影響水泥正常凝結(jié)硬化的有害物質(zhì)。如強(qiáng)度不低于用蒸餾水或飲用水拌制的砂漿、混凝土的 90%，則此水可以用。這是導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂和鋼筋銹蝕的主要原因。粉煤灰應(yīng)用最普遍。提高了混凝土的后期強(qiáng)度。像粉煤灰等需水量小的摻合料還可以降低混凝土的水膠比，提高混凝土的耐久性。摻合料的加入，減少了水泥的用量，就進(jìn)一步降低了水泥的水化熱，降低混凝土溫升。試驗(yàn)證明，礦物摻合料摻量較大時(shí)，可以有效地抑制堿 — 骨料反應(yīng)。硅灰可以提高混凝土的早期和后期強(qiáng)度，但自干燥收縮大，且不利于降低混凝土溫升。ｍ計(jì)的實(shí)心和 (或 )中空玻璃微珠以及少量的莫來(lái)石、石英等結(jié)晶物質(zhì)所組成。粉煤灰是高溫煅燒的產(chǎn)物，其顆粒本身很小，且強(qiáng)度很高。 ④ 降低混凝土早期溫升，抑制開(kāi)裂。 ⑦ 降低氯離子滲透能力，提高混凝土的護(hù)筋性。 ? 其平均粒徑為 ~，是水泥顆粒粒徑的1/50~1/100，比表面積高達(dá) 104m2/kg。硅粉混凝土的特點(diǎn)是特別早強(qiáng)和耐磨，很容易獲得早強(qiáng)，而且耐磨性優(yōu)良。其活性比粉煤灰高。因此，磨細(xì)礦渣的比表面積不宜過(guò)細(xì)。 混凝土外加劑定義 混凝土外加劑按其主要功能分為四類： (1) 改善混凝土拌和物流變性能的外加劑。 (3) 改善混凝土耐久性的外加劑。 外加劑的分類 ? 減水劑的定義 減水劑是一種保持混凝土拌和物流動(dòng)性相同條件下能減少拌和水量的外加劑。表面活性劑分子由親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)二部分組成，加入水中后親水基團(tuán)指向溶液，憎水基團(tuán)指向空氣、固體或非極性液體并作定向排列，形成定向吸附膜而降低水的表面張力和二相間的界面張力。 ? 減水劑的作用效果 ① 在不減少單位用水量的情況下，改善新拌混凝土的工作性，提高流動(dòng)性。 高效減水劑的特點(diǎn)： ? 高效減水劑的摻量超過(guò)一定量后，減水效果不再提高；對(duì)混凝土性能沒(méi)有不利影響。由于其主要成分為萘的同系物的磺酸鹽與甲醛的縮合物，故又稱 萘系減水劑 ，摻量 %,減水率 1020% 。 高性能減水劑 高性能減水劑是指近年來(lái)開(kāi)發(fā)并投入使用的聚羧酸系減水劑，聚羧酸系高性能減水劑是由含有羧基的不飽和單體和其他單體共聚而成，使混凝土在減水、保坍、增強(qiáng)、收縮及環(huán)保方面具有優(yōu)良性能的減水劑。 （ 3）對(duì)混凝土增強(qiáng)效果潛力大。基本克服了第二代減水劑增大混凝土收縮的缺點(diǎn)。 該類產(chǎn)品目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷和不足。松香類引氣劑包括松香熱聚物、松香酸鈉及松香皂等。 ② 減少骨料離析和泌水量，提高抗?jié)B性。 ⑥ 使混凝土對(duì)鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度有所降低，一般含氣量為 4%時(shí)，對(duì)垂直方向的鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度降低 10～ 15%，對(duì)水平方向的鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度稍有下降。種類 大致分為兩類；一類是以 鋁酸鹽和碳酸鹽為主。 早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度與空白混凝土比損失不超過(guò) 30%。 對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用。在大體積混凝土施工時(shí)，可防止出現(xiàn)裂縫和冷縫，同時(shí)對(duì)混凝土后期各項(xiàng)性能不會(huì)造成不良影響的外加劑。 緩凝時(shí)間長(zhǎng)短決定于緩凝劑用量，一旦第三階段開(kāi)始水泥水化又可以正常進(jìn)行。 常用外加劑： [5]泵送劑 外加劑的復(fù)配 ?混凝土中使用單一品種外加劑的情況已很少見(jiàn)。如復(fù)合早強(qiáng)劑、復(fù)合防凍劑、泵送劑、復(fù)合緩凝引氣減水劑等。 ? 引氣組分： 引氣劑的引氣效果受很多因素影響，如水泥細(xì)度、石子粒徑、砂含泥量、溫度、配合比等。 緩凝成分：調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，減少坍落度損失。 混凝土中的水分凍結(jié)時(shí)體積膨脹 9%左右，使硬化混凝土結(jié)構(gòu)遭破壞，即發(fā)生凍害。 可是一旦因?yàn)橛昧坎蛔慊蛘邷囟忍投炷潦軆?，則仍會(huì)造成凍害，令混凝土最終強(qiáng)度降低。 ? 摻防凍劑混凝土的養(yǎng)護(hù)： 在負(fù)溫下養(yǎng)護(hù)，不得澆水，外露表面必須覆蓋。 防凍劑的組分： ? 高效減水劑：固體的摻量一般為水泥摻量的 －１ .０ ％ 。 ? 早強(qiáng)成分：摻量合適時(shí) ， 能提高早期強(qiáng)度 ， 不影響后期強(qiáng)度 。 其實(shí) ，強(qiáng)度指標(biāo)是現(xiàn)代混凝土最容易達(dá)到的 ， 而工作性和耐久性的要求更為重要 。 硫鋁酸鹽系膨脹劑加入水泥混凝土后 ， 自身組成中的無(wú)水硫鋁酸鈣或參與水泥礦物的水化或與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng) ， 形成三硫型硫鋁酸鈣 （ 鈣礬石 ） ， 鈣礬石相的生成使固相體積增加 ， 而引起表觀體積的膨脹 。 ? 膨脹源：主要生成鈣釩石。適當(dāng) 降低砂率 ，有助于解決坍落度問(wèn)題。在強(qiáng)度等有保證的前提下，適當(dāng) 增加摻和料比例 ，不但可降低混凝土成本，對(duì)混凝土的工作性也有很大好處。 ? 有時(shí)，在試驗(yàn)室進(jìn)行坍落度損失試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)坍落度損失很快，而工程應(yīng)用中損失很小，這種現(xiàn)象不是經(jīng)常發(fā)生。 坍落度損失的解決 坍落度的快速損失是超塑化流態(tài)混凝土的一個(gè)主要問(wèn)題，但添加減水劑時(shí)這一問(wèn)題可能更嚴(yán)重。 ? 通常，泌水是離析的前奏，離析必然導(dǎo)致分層，增加堵泵的可能。 用 正確的思路 指導(dǎo)混凝土配合比的設(shè)計(jì) 是最重要的 。 混凝土的滯后泌水 ? 滯后泌水：是指混凝土初始時(shí)工作性符合要求，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后（比如 1h）才產(chǎn)生大量泌水的現(xiàn)象。其原因不外乎：水泥過(guò)熱、水泥中石膏嚴(yán)重不足、外加劑與水泥嚴(yán)重不適應(yīng)，冬季時(shí)使用熱水溫度過(guò)高同時(shí)投料順序不正確，熱水與水泥直接接觸等。前面已經(jīng)提到有很多緩凝組分受溫度等影響，緩凝效果有很大差異。 混凝土的異常凝結(jié) 造成局部不凝的原因確實(shí)不好解釋，但其原因不外乎以下幾點(diǎn)： 后加外加劑，攪拌不均勻，造成外加劑局部富集； 現(xiàn)場(chǎng)加水，混凝土粘聚性降低，混凝土離析，澆筑時(shí)振搗使局部漿體集中，水灰比變大且外加劑相對(duì)過(guò)量； 使用粉狀外加劑時(shí)有結(jié)塊，混凝土澆筑后外加劑逐漸溶解，使得混凝土局部外加劑嚴(yán)重過(guò)量； 使用液體外加劑時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間不清理沉淀物，此沉淀