关于防冻混凝土与抗冻混凝土的讨论
0前言
在建筑行业中，有些施工人员往往把冬期施工的混凝土与结构设计有抗冻等级要求的混凝土都称为“抗冻混凝土”。笔者认为，冬期施工的混凝土，主要是采取技术措施预防混凝土浇筑后，在未达到受冻临界强度以前不发生冻胀破坏就达到了技术要求，应称为防冻混凝土。而结构设计有抗冻等级要求，混凝土自身应具有长期抵抗冻融循环能力的，才应称为抗冻混凝土。
在相关标准规范中，查不到防冻混凝土的术语，仅能查到“掺防冻剂的混凝土”或“冬期施工的混凝土”等词语；抗冻混凝土在规范中的术语是：抗冻等级等于或大于F50级的混凝土。实际上这两种混凝土技术要求完全不同，但标准规范没有给出“防冻混凝土”的定义，或有些施工人员对标准规范学习不够，因此容易引起一些施工人员对这两种混凝土产生误解或混淆。譬如：误认为“抗冻混凝土就是掺防冻剂的混凝土”、或“大热天为什么要浇筑抗冻混凝土？”等。这些误解可能造成对抗冻混凝土的生产、浇筑和养护等环节的重视不够而影响到工程质量。
1防冻混凝土
防冻混凝土的技术要求是：在冬期施工过程中，采取可靠的技术措施，使混凝土浇筑后尽早凝结硬化，并在未达到受冻临界强度以前不得发生冻胀破坏。
C30P6 混凝土配合比设计（夏季） 一、设计要求 1、泵送 C30P6 抗渗混凝土 2、坍落度 180 ±20mm 3、和易性良好，无泌水、无离析现象, 易泵送，易施工。 4、 28 天抗压强度符合强度评定标准 (GB/T50107-2010)。 二、原材料要求 水泥： P.O42.5 级； 砂：混合中砂，属Ⅱ区颗粒级配； 碎石贾峪 5～25mm连续粒级； 掺合料： II级粉煤灰； 掺合料： S95级。 外加剂：高效减水剂； 膨胀剂 : 水：地下饮用水。 三、计算步骤 1、确定混凝土配制强度（?cu ,0） 依据 JGJ55-2011 表 4.0.2 标准差σ质的规定， C30混凝土 5.0 MPa。则 C30混凝土的配制强度为： ?cu ,0= 30+1.645 5×.0 =38.2MPa 2、计算水胶比 （1）计算水泥 28 天胶砂抗压强度值 f ce = γ c f ce = 1.16×42.5 = 49.3MPa (2)计算胶凝材料 28 天胶砂抗压强度值 f b =γ f f ce = 0.74×1.0 ×49.3 = 36.48MPa ( 粉煤灰掺量 21%，矿 粉掺量 18%) (3)计算水胶比 W/B=αa f b/(f cu,0 +αaαb f b)=0.53x36.48/(38.2+0.53x0.20x36.48)=0.46
3、确定用水量（ m wo）
依据 JGJ55-2011 第 5.2.1 条规定，用水量可依表 5.2.1-2 选取， 取用水量为 210kg 。由于高效减水剂减水剂率为 18%，则试验单方混凝土用 水量取 175kg 。 4、确定胶凝材料用量 m =175/0.46=380.4 3 取值 3 ㎏/m m =380 ㎏/m bo bo 5、确定掺合料用量（ m fo ） 依据 JGJ55-2011 表 3.0.5-1 和 5.1.3 的规定粉煤灰掺量取 21%， 则每立方 m × ㎏ /m 3 取值 m fo =380 0.21=79.8 fo =80kg 依据 JGJ55-2011 表 3.0.5-1 和 5.1.3 的规定矿粉掺量取 18%， 则每立方 m × ㎏ /m 3 取值 m fo =70kg fo =380 0.18=68.4 6、确定水泥用量（ m c ） m c =380-80-70=230 ㎏/m 3 7. 计算减水剂用量 选取掺量为 1.9%， 得： . m a1 = m b o ×0.019 =7.22 ㎏/m 3 8、计算膨胀剂用量 膨胀剂用量 = m bo β P =380×6%=23 ㎏ /m 3 9、 确定掺膨胀剂后胶凝材料用量 : m c o =230-230×0.06=216 kg /m 3 m fo =80-80×0.06=75 kg /m 3 m fo =70-70×0.06=66kg /m 3 10、确定砂率 依据 JGJ55-2011 第 5.4.2.3 的规定，因使用人工砂， 所以砂率取值为 45%。 11、 计算砂、石用量 采用质量法计算配合比，按下式计算： m c o + m fo +m 膨 + m go + m so + m wo + m a1= m cp m so βs = ― ×100% m go +m so 依据 JGJ55-2011 第 5.5.1 的规定，拌合物质量取 2400 ㎏/m 3 ，然后将以上已知数据代入上面两公式后得： m so = 830 ㎏/m 3；m go = 1015 ㎏/m 3 通过以上计算，得配合比如下：
关于混凝土抗冻性抗渗性及混凝土耐久性研究 发表时间：2019-09-11T08:47:40.423Z 来源：《建筑模拟》2019年第31期作者：王刚 [导读] 混凝土是建筑工程施工中重要的原材料之一，由于施工工地环境复杂，且混凝土性质不够稳定，导致混凝土的抗冻性、抗渗性、耐久性等性能在施工过程中会受到不同因素不同程度的影响。 王刚 新疆生产建设兵团公路科学技术研究所 摘要：本文分别对混凝土的抗冻性、抗渗性的机理及改善措施进行了深入的研究和介绍，并着重探讨了混凝土的耐久性即耐磨性、碳化、钢筋锈蚀等作用机理和改进措施，全面的分析了混凝土的几种性能，并为混凝土在施工过程中的使用提供了参考，以保障混凝土的质量，提高工程安全性和使用性。 关键词：混凝土；抗冻性；抗渗性；耐久性 混凝土是建筑工程施工中重要的原材料之一，由于施工工地环境复杂，且混凝土性质不够稳定，导致混凝土的抗冻性、抗渗性、耐久性等性能在施工过程中会受到不同因素不同程度的影响。因此，为了确保混凝土在工程施工中的使用质量，相关人员必须对如何提高混凝土的抗冻性、抗渗性以及耐久性等进行全面系统的研究。 一、混凝土的抗冻性 1.冻害机理 混凝土的抗冻性在寒冷地区体现的较为明显，抗冻性是指经过多次冻融循环后，处于饱和水状态下的混凝土的性能仍没有被破坏的能力。寒冷地区结构经常接触水的混凝土的部位，温度过低甚至低于混凝土中水的冰点以下，此时，混凝土中的水会成冰态，致使混凝土体积增大，增大后混凝土的孔壁后受到更大的压力，导致混凝土微小裂缝的产生，若反复冻融，将不断扩大裂缝并使其纵深发展，破坏混凝土结构。此外，混凝土的密实度、孔隙构造及数量、饱水程度等都会影响混凝土的抗冻性。 2.改善措施 试验证明，在混凝土中掺用引气剂或引气减水剂能有效提高混凝土的抗冻性，作用机理是通过在混凝土内部产生互不连通的微细气泡的方式将内部的渗水通道截断，组织水分渗入混凝土内部。引气时注意引入适宜的量，以4%一6%为宜，成分利用气泡的适应变形能力来减缓冰冻对混凝土结构的损害。此外，还可以通过严格控制水灰比、选用优良的施工材料以及加强早期养护等方式提高混凝土的抗冻性。 二、混凝土的抗渗性 1. 抗渗性机理 混凝土的渗透是由于的多孔性构造存在的内外压力差，导致混凝土中的液体或气体从其高处向低处迁移、渗透的现象。抗渗性能是指混凝土内部对气体或液体的渗透的抵抗能力。混凝土抗渗性强，则会有效阻止水向混凝土内部渗入，提高混凝土使用质量。 2.改善措施 降低毛细孔数量可以有效提高混凝土的抗渗性，混凝土的抗渗性随着水灰比的增大而降低，因此，要合理降低混凝土的水灰比，较高的水灰比形成的水泥凝胶会阻隔水泥面中的毛细孔，降低抗渗性，因此，可直接控制毛细孔数量达到提高抗渗性的目的。此外，还可通过减小石料最大粒径、掺用符合要求的引气剂或引气减水剂和适量的磨细粉煤灰以及施工中确保混凝土搅拌均匀等方式提高混凝土抗渗性。 三、混凝土的耐久性 1. 混凝土的耐磨性 混凝土的耐磨性指的是混凝土工程在使用过程中对反复荷载的磨耗及长期受侵蚀等的耐用性的反映。 （1）影响因素 混凝土的品种、强度和混凝土骨料硬度、最大粒径及其粒料级配会直接影响混凝土的耐磨性；水灰比会影响混凝土的耐磨性，较大水灰比会加大混凝土的孔隙率，并加大粗骨料与水泥浆之间界面的裂隙和孔隙，降低混凝土耐磨性；混凝土的施工质量也是影响混凝土耐磨性的重要原因之一。 （2）改善措施 有效的提高混凝土耐磨性的措施包括：浇筑混凝土时要防止出现离析现象；控制好混凝土的水灰比，防止泌水现象出现；在具体的施工过程中，要确保混凝土涂抹密实、平整，并加强混凝土的养护工作。 2.混凝土的碳化 （1）碳化机理 混凝土的碳化指的是二氧化碳由混凝土表面向内部逐步扩散深人从而改变水泥石化学组成及组织结构，进而使得水泥石中的氢氧化钙发生化学反应，降低的氢氧化钙浓度会使得水泥石中所有的水化产物被侵蚀和分解，形成硅胶和铝胶，影响混凝土的化学性能和物理性能，破坏混凝土的碱度、强度和收缩的平衡。 （2）混凝土碳化的影响因素 施工质量、集料种类及混凝土表面是否有涂层等均会影响碳化速度；施工中使用的水泥品种以及是否在水泥中掺入其他混合材料也会因影响混凝土的碳化速度，一般掺入水泥较硅酸盐会加快混凝土的碳化速度，且掺入的混合材料越多，碳化速度越快；混凝土的水灰比也会影响其碳化程度，较小的水灰比，水泥石有较好的密实性和透气性，因此，有着较慢的碳化速度；当混凝土处于气干状态时，碳化速度较快，若处于干湿交替或潮湿状态下，则碳化速度较慢；此外，若在混凝土中添加外加剂如引气剂或引气减水剂等，会使得混凝土的和易性改变，进而降低水灰比，减缓混凝土碳化速度。 （3）改善措施 由以上总结的影响混凝土碳化速度的原因可知控制混凝土碳化的措施主要包括：将混凝土保护层厚度适当增大、选择合适的水泥品种及掺入合适的混合料、将引气剂或引气减水剂适当引入以改善混凝土和易性和密实程度。此外，施工人员还应该加强对施工质量的控制，确保混凝土施工时振捣密实；混凝土的水灰比要尽量降低；还可以用刷涂料或用水泥砂浆抹面的方式保护混凝土表面不受二氧化碳的侵入
6、混凝土配合比设计 6.1、一般规定 6.1.1桥面铺装混凝土的配合比设计应根据桥面铺装特点，确定合理的工作性能、体积稳定性能、耐久性能和合格的强度等级，同时，应具有较好的抗疲劳性能及耐磨耗性能。 6.1.2耐久性设计应针对桥面铺装所处外部环境中劣化因素的作用，在设计使用年限内不超过容许劣化状态。 6.2、设计指标 （1）、工作性能初始坍落度120～140mm，1h坍落度100～120mm，浇注时坍落度大于100mm；初凝时间一般应大于3小时。 （2）、力学性能桥面铺装混凝土等级一般宜采用C40，力学性能指标应满足以下要求： ①混凝土28d试配抗压强度≥48MPa； ②对于不加铺沥青混凝土面层的桥面铺装层，纤维增强混凝土28d抗折强度≥7.0Mpa；28d劈裂抗拉强度≥5.0MPa； ③对于加铺沥青混凝土面层的桥面铺装层，纤维增强混凝土28d抗折强度≥5.5Mpa；28d劈裂抗拉强度≥4.0MPa。 （3）、体积变形性能混凝土28d收缩率≤2.5×10-4。 （4）、抗渗等级要求
①、对于不加铺沥青混凝土面层的桥面铺装层，28天抗渗等级为W12； ②、对于需加铺沥青混凝土面层的桥面铺装层，28天抗渗等级为W10。 6.3配合比设计桥面铺装层混凝土，可采用密实骨架堆积法、《普通混凝土配合比设计规范》JGJ55-2000规定的绝对体积法和假定容重法进行配合比设计，该指南以密实骨架堆积法为配合比设计基础。 6.3.1 配合比设计原理 （1）、原理桥面混凝土配合比设计采用密实骨架堆积法，其设计原理是是通过寻求混凝土中的粗细集料的最大容重来寻找最小空隙率，通过曲线拟合可以得出骨料间的最佳比例，使得制备出的混凝土有较好的工作性、优良的耐久性和经济性。 （2）、原则粉煤灰等矿物掺合料的密度和细度均比砂小，从材料堆积理论上讲，密度小的材料填充密度大的材料，其曲线会表现为具有峰值的抛物线形式。按四分法取料，进行最密容重测定，将实验数据通过曲线拟合得出致密堆积系数α、β，获得最大堆积密度 U。 w （3）、方法密实骨架堆积法首先将不同比例的粉煤灰
C30P6 混凝土配合比设计( 夏季) 一、设计要求 1、泵送C30P6抗渗混凝土 2、坍落度180±20mm 3、和易性良好, 无泌水、无离析现象,易泵送, 易施工。 4、28天抗压强度符合强度评定标准(GB/T50107- )。 二、原材料要求 水泥: P.O42.5级; 砂: 混合中砂, 属Ⅱ区颗粒级配; 碎石贾峪5～25mm连续粒级; 掺合料: II级粉煤灰; 掺合料: S95级。 外加剂: 高效减水剂; 膨胀剂: 水: 地下饮用水。 三、计算步骤 1、确定混凝土配制强度( ?cu ,0) 依据JGJ55- 表4.0.2标准差σ质的规定, C30混凝土5.0 MPa。则C30混凝土
的配制强度为: ?cu ,0 = 30+1.645×5.0 =38.2MPa 2、计算水胶比 ( 1) 计算水泥28天胶砂抗压强度值 fce =γcfce = 1.16 × 42.5 = 49.3MPa (2)计算胶凝材料28天胶砂抗压强度值 fb = γf fce = 0.74×1.0×49.3 = 36.48MPa(粉煤灰掺量21%, 矿粉掺量18%) (3)计算水胶比 W/B=αafb/(fcu,0+αaαbfb)=0.53x36.48/(38.2+0.53x0.20x36.48)=0.46 3、确定用水量( m wo) 依据JGJ55- 第5.2.1条规定, 用水量可依表5.2.1-2选取, 取用水量为210kg。由于高效减水剂减水剂率为18%, 则试验单方混凝土用水量取175kg。 4、确定胶凝材料用量 mbo =175/0.46=380.4㎏/m3 取值mbo =380㎏/m3 5、确定掺合料用量( m fo) 依据JGJ55- 表3.0.5-1和5.1.3的规定粉煤灰掺量取21%, 则每立方m fo =380×0.21=79.8㎏/m3 取值m fo=80kg 依据JGJ55- 表3.0.5-1和5.1.3的规定矿粉掺量取18%, 则每立方m fo =380×0.18=68.4㎏/m3取值m fo=70kg 6、确定水泥用量( m c)
混凝土抗冻性、抗渗性及混凝土耐久性研究 发表时间：2016-09-28T10:51:37.510Z 来源：《基层建设》2016年13期作者：李展桃 [导读] 摘要：分别对混凝土的抗冻性、抗渗性的机理及改善措施进行了深入的研究和介绍，并着重探讨了混凝土的耐久性即耐磨性、碳化、钢筋锈蚀等作用机理和改进措施，全面的分析了混凝土的几种性能，并为混凝土在施工过程中的使用提供了参考，以保障混凝土的质量，提高工程安全性和使用性。 佛山市三水区建筑工程质量检测站 528100 摘要：分别对混凝土的抗冻性、抗渗性的机理及改善措施进行了深入的研究和介绍，并着重探讨了混凝土的耐久性即耐磨性、碳化、钢筋锈蚀等作用机理和改进措施，全面的分析了混凝土的几种性能，并为混凝土在施工过程中的使用提供了参考，以保障混凝土的质量，提高工程安全性和使用性。 关键词：混凝土；抗冻性；抗渗性；耐久性 引言： 混凝土是建筑工程施工中重要的原材料之一，由于施工工地环境复杂，且混凝土性质不够稳定，导致混凝土的抗冻性、抗渗性、耐久性等性能在施工过程中会受到不同因素不同程度的影响。因此，为了确保混凝土在工程施工中的使用质量，相关人员必须对如何提高混凝土的抗冻性、抗渗性以及耐久性等进行全面系统的研究。 1 混凝土的抗冻性 1.1 冻害机理 混凝土的抗冻性在寒冷地区体现的较为明显，抗冻性是指经过多次冻融循环后，处于饱和水状态下的混凝土的性能仍没有被破坏的能力。寒冷地区结构经常接触水的混凝土的部位，温度过低甚至低于混凝土中水的冰点以下，此时，混凝土中的水会成冰态，致使混凝土体积增大，增大后混凝土的孔壁后受到更大的压力，导致混凝土微小裂缝的产生，若反复冻融，将不断扩大裂缝并使其纵深发展，破坏混凝土结构。此外，混凝土的密实度、孔隙构造及数量、饱水程度等都会影响混凝土的抗冻性。 1.2 改善措施 试验证明，在混凝土中掺用引气剂或引气减水剂能有效提高混凝土的抗冻性，作用机理是通过在混凝土内部产生互不连通的微细气泡的方式将内部的渗水通道截断，组织水分渗入混凝土内部。引气时注意引入适宜的量，以4%一6%为宜，成分利用气泡的适应变形能力来减缓冰冻对混凝土结构的损害。此外，还可以通过严格控制水灰比、选用优良的施工材料以及加强早期养护等方式提高混凝土的抗冻性。 2 混凝土的抗渗性 2.1 抗渗性机理 混凝土的渗透是由于的多孔性构造存在的内外压力差，导致混凝土中的液体或气体从其高处向低处迁移、渗透的现象。抗渗性能是指混凝土内部对气体或液体的渗透的抵抗能力。混凝土抗渗性强，则会有效阻止水向混凝土内部渗入，提高混凝土使用质量。 2.3 改善措施 降低毛细孔数量可以有效提高混凝土的抗渗性，混凝土的抗渗性随着水灰比的增大而降低，因此，要合理降低混凝土的水灰比，较高的水灰比形成的水泥凝胶会阻隔水泥面中的毛细孔，降低抗渗性，因此，可直接控制毛细孔数量达到提高抗渗性的目的。此外，还可通过减小石料最大粒径、掺用符合要求的引气剂或引气减水剂和适量的磨细粉煤灰以及施工中确保混凝土搅拌均匀等方式提高混凝土抗渗性。 3 混凝土的耐久性 3.1 混凝土的耐磨性 混凝土的耐磨性指的是混凝土工程在使用过程中对反复荷载的磨耗及长期受侵蚀等的耐用性的反映。 3.1.1影响因素 混凝土的品种、强度和混凝土骨料硬度、最大粒径及其粒料级配会直接影响混凝土的耐磨性；水灰比会影响混凝土的耐磨性，较大水灰比会加大混凝土的孔隙率，并加大粗骨料与水泥浆之间界面的裂隙和孔隙，降低混凝土耐磨性；混凝土的施工质量也是影响混凝土耐磨性的重要原因之一。 3.1.3 改善措施 有效的提高混凝土耐磨性的措施包括：浇筑混凝土时要防止出现离析现象；控制好混凝土的水灰比，防止泌水现象出现；在具体的施工过程中，要确保混凝土涂抹密实、平整，并加强混凝土的养护工作。 3.2混凝土的碳化 3.2.1碳化机理 混凝土的碳化指的是二氧化碳由混凝土表面向内部逐步扩散深人从而改变水泥石化学组成及组织结构，进而使得水泥石中的氢氧化钙发生化学反应，降低的氢氧化钙浓度会使得水泥石中所有的水化产物被侵蚀和分解，形成硅胶和铝胶，影响混凝土的化学性能和物理性能，破坏混凝土的碱度、强度和收缩的平衡。 3.2.2混凝土碳化的影响因素 施工质量、集料种类及混凝土表面是否有涂层等均会一定程度上影响碳化速度；施工中使用的水泥品种以及是否在水泥中掺入其他混合材料也会因影响混凝土的碳化速度，一般掺入水泥较硅酸盐会加快混凝土的碳化速度，且掺入的混合材料越多，碳化速度越快；混凝土的水灰比也会影响其碳化程度，较小的水灰比，水泥石有较好的密实性和透气性，因此，有着较慢的碳化速度；当混凝土处于气干状态时，碳化速度较快，若处于干湿交替或潮湿状态下，则碳化速度较慢；此外，若在混凝土中添加外加剂如引气剂或引气减水剂等，会使得混凝土的和易性改变，进而降低水灰比，减缓混凝土碳化速度。 3.2.3 改善措施 由以上总结的影响混凝土碳化速度的原因可知控制混凝土碳化的措施主要包括：将混凝土保护层厚度适当增大、选择合适的水泥品种及掺入合适的混合料、将引气剂或引气减水剂适当引入以改善混凝土和易性和密实程度。此外，施工人员还应该加强对施工质量的控制，
附录A 水工混凝土配合比设计方法 A.1 基本原则 A.1.1水工混凝土配合比设计，应满足设计与施工要求，确保混凝土工程质量且经济合理。 A.1.2 混凝土配合比设计要求做到： 1应根据工程要求，结构型式，施工条件和原材料状况，配制出既满足工作性、强度及耐久性等要求，又经济合理的混凝土，确定各组成材料的用量； 2 在满足工作性要求的前提下，宜选用较小的用水量； 3 在满足强度、耐久性及其他要求的前提下，选用合适的水胶比； 4宜选取最优砂率，即在保证混凝土拌和物具有良好的粘聚性并达到要求的工作性时用水量最小的砂率； 5 宜选用最大粒径较大的骨料及最佳级配。 A.1.3 混凝土配合比设计的主要步骤： 1 根据设计要求的强度和耐久性选定水胶比； 2 根据施工要求的工作度和石子最大粒径等选定用水量和砂率，用水量除以选定的水胶比计算出水泥用量； 3 根据体积法或质量法计算砂、石用量； 4 通过试验和必要的调整，确定每立方米混凝土材料用量和配合比。 A.1.4进行混凝土配合比设计时，应收集有关原材料的资料，并按有关标准对水泥、掺和料、外加剂、砂石骨料等的性能进行试验。 1 水泥的品种、品质、强度等级、密度等； 2 石料岩性、种类、级配、表观密度、吸水率等； 3 砂料岩性、种类、级配、表观密度、细度模数、吸水率等； 4 外加剂种类、品质等； 5 掺合料的品种、品质等； 6 拌和用水品质。 A.1.5 进行混凝土配合比设计时，应收集相关工程设计资料，明确设计要求： 1 混凝土强度及保证率； 2 混凝土的抗渗等级、抗冻等级等； 3 混凝土的工作性； 4 骨料最大粒径。
A.1.6 进行混凝土配合比设计时，应根据原材料的性能及混凝土的技术要求进行配合比计算，并通过试验室试配、调整后确定。室内试验确定的配合比尚应根据现场情况进行必要的调整。 A.1.7 进行混凝土配合比设计时，除应遵守本标准的规定外，还应符合国家现行有关标准的规定。 A.2 混凝土配制强度的确定 A.2.1 目前水工混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值采用两种方式。一种以强度等级“C ”表示，与国际标准ISO3892接轨，龄期28d ，强度保证率为95%，如C20；另一种是惯用的强度标号“R ”表示，龄期90d 或180d ，强度保证率为80%，如R 9015或R 18015。不论哪种方式表示，混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150mm 的立方体试件，在设计龄期用标准试验方法测得的具有设计保证率的抗压强度，以MPa 计。 A.2.2 混凝土配制强度按公式(A.2.2-1)或公式（A.2.2-2）计算： σt f f k cu cu +=,0, (A.2.2-1) v k cu cu tc f f -= 1,0, (A.2.2-2) 式中 f cu,0——混凝土配制强度，MPa ； f cu,k ——混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值，MPa ； t ——概率度系数，由给定的保证率P 选定，其值按表A.2.2选用； σ——混凝土立方体抗压强度标准差，MPa ； c v ——变异系数。 表A.2.2 保证率和概率度系数关系 A.2.3 混凝土抗压强度标准差σ 和变异系数c v ，宜按同品种混凝土抗压强度统计资料确定。 1 统计时，混凝土抗压强度试件总数应不少于30组； 2 根据近期相同抗压强度、生产工艺和配合比基本相同的混凝土抗压强度资料，混凝土抗压强度标准差σ按公式（A.2.3-1）计算：
混凝土配合比设计 第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法
B.等量取代法 C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料
D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水泥用量，且混凝土密实 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第8题 抗冻混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.防冻剂 D.引气剂 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第9题 高性能混凝土中水泥熟料中铝酸三钙含量限制在6%~12%的原因是（）。 A.铝酸三钙含量高造成强度降低 B.铝酸三钙容易造成闪凝 C.铝酸三钙含量高易造成混凝土凝结硬化快 D.铝酸三钙含量高易造成体积安定性不良 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第10题 抗渗混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.早强剂 D.引气剂 答案:B 您的答案：B
C40抗渗混凝土配合比设计计算过程 一、计算配合比—摘录自《小奋斗视频》 1）确定混凝土配制强度（f cu,o） 根据设计要求混凝土强度f cu,k＝40M Pa,无历史统计资料查表得，标准差σ=6.0Mpa，按下列公式计算混凝土配制强度： f cu,o=f cu,k+1.645×σ=40+1.645×6=49.9Mpa 2）计算水灰比（W/C）--摘录自《小奋斗视频》 （1）按强度要求计算水灰比 ○1计算水泥实际强度 根据要求采用42.5级普通硅酸盐水泥，f ce,k =42.5Mpa,水泥富余系数r c=1.08则水泥实际强度公式计算： f ce=f ce,k×r c=42.5×1.08=45.9Mpa ○2计算水灰比--摘录自《小奋斗视频》 根据表碎石选A＝0.46，B＝0.07按公式计算水灰比： W/C=(Af ce)/(f cu,o+ABf ce)=(0.46×45.9)/(49.9+0.46×0.07×45.9)=0.41 3）确定单位用水量(m wo) --摘录自《小奋斗视频》 根据桥面铺装混凝土的施工要求，混凝土拌和物坍落度为70-90mm，碎石最大粒径为31.5mm，确定混凝土单位用水量为：m wo=205kg/m3,在保证混凝土工作性的条件下掺加6%高效抗渗防水剂，起到抗渗的效果,其减水率为12%，所以用水量为： m wo=205×(1-12%)=180kg/m3
4）计算单位水泥用量(m co) 混凝土单位用水量m wo=180kg/m3,水灰比W/C=0.41计算混凝土单位用灰量： 每立方米单位水泥用量根据m co=m wo/(w/c)=180/0.41=439kg/m3 每立方米单位外加剂用量，439×6%=26.3Kg/m3 5)确定砂率：--摘录自《小奋斗视频》 根据碎石最大料径31.5mm，且水灰比为0.41，又根据抗渗混凝土对砂率的要求选定混凝土砂率为：S p＝35% 6）计算粗、细集料单位用量（m go、m so） （1）采用质量法 根据式：m co+m go+m so+m wo=P h m so/(m go+m so)× 100%=S p 且已知：m co=439kg/m3;m wo=180kg/m3;S p=35%;假定P h=2450kg/m3 代入公式可得：439+m go+m so+180=2450 m so/(m go+m so) ×100%=35% 解之得：m so=641kg/m3；m go=1190kg/m3 按质量法得混凝土初步配合比为： m co:m so:m go:m wo:m jo=439：641：1190：180：26.3 =1：1.46：2.71：0.41：0.06 二、试拌调整，提出基准配合比--摘录自《小奋斗视频》 （1）计算试拌材料用量 按计算初步配合比试拌15L混凝土拌合物，各种材料用量为： 水泥：439×0.015=6.59kg
C30P6 混凝土配合比设计(夏季) 一、设计要求 1、泵送C30P6抗渗混凝土 2、坍落度180±20mm 3、与易性良好,无泌水、无离析现象,易泵送,易施工。 4、28天抗压强度符合强度评定标准(GB/T50107-2010)。 二、原材料要求 水泥:P、O42、5级; 砂:混合中砂,属Ⅱ区颗粒级配; 碎石贾峪5～25mm连续粒级; 掺合料: II级粉煤灰; 掺合料:S95级。 外加剂:高效减水剂; 膨胀剂: 水:地下饮用水。 三、计算步骤 1、确定混凝土配制强度(?cu ,0) 依据JGJ55-2011表4、0、2标准差σ质的规定,C30混凝土5、0 MPa。则C30混凝土的配制强度为:?cu ,0 = 30+1、645×5、0 =38、2MPa 2、计算水胶比 (1)计算水泥28天胶砂抗压强度值 f ce =γc f ce = 1、16 × 42、5 = 49、3MPa (2)计算胶凝材料28天胶砂抗压强度值 f b = γf f ce = 0、74×1、0×49、3 = 36、48MPa(粉煤灰掺量21%,矿粉掺量18%) (3)计算水胶比 W/B=αa f b/(f cu,0+αaαb f b)=0、53x36、48/(38、2+0、53x0、20x36、48)=0、46 3、确定用水量(m wo)
依据JGJ55-2011第5、2、1条规定,用水量可依表5、2、1-2选取, 取用水量为210kg。由于高效减水剂减水剂率为18%,则试验单方混凝土用水量取175kg。 4、确定胶凝材料用量 m bo =175/0、46=380、4㎏/m3 取值m bo =380㎏/m3 5、确定掺合料用量(m fo) 依据JGJ55-2011表3、0、5-1与5、1、3的规定粉煤灰掺量取21%, 则每立方m fo =380×0、21=79、8㎏/m3 取值m fo=80kg 依据JGJ55-2011表3、0、5-1与5、1、3的规定矿粉掺量取18%, 则每立方m fo =380×0、18=68、4㎏/m3取值m fo=70kg 6、确定水泥用量(m c) m c =380-80-70=230㎏/m3 7、计算减水剂用量 选取掺量为1、9%, 得:、m a1 = m b o ×0、019 =7、22㎏/m3 8、计算膨胀剂用量 膨胀剂用量= m boβP=380×6%=23㎏/m3 9、确定掺膨胀剂后胶凝材料用量: m c o=230-230×0、06=216 kg /m3 m fo=80-80×0、06=75 kg /m3 m fo=70-70×0、06=66kg /m3 10、确定砂率 依据JGJ55-2011第5、4、2、3的规定,因使用人工砂,所以砂率取值为45%。 11、计算砂、石用量 采用质量法计算配合比,按下式计算: m c o+ m fo+m膨+ m go + m so + m wo + m a1= m cp m so βs = ― × 100% m go+m so 依据JGJ55-2011第5、5、1的规定,拌合物质量取2400㎏/m3,然后将以上已知数据代入上面两公式后得: m so = 830㎏/m3;m go = 1015㎏/m3 通过以上计算,得配合比如下:
C50抗渗混凝土配合比设计 1． 设计的依据 与广州地铁总公司签定的技术合同《管片生产》 GBJ208-83：《地下防水工程施工及验收规范》 JGJ55-96：《普通混凝土配合比设计技术规定》 2． 设计的条件 配制C50普通防水混凝土，抗滲等级S8，工程配筋较密，初步选定混凝土的坍落度为80mm±20mm 水泥：525号硅酸盐水泥，密度ρ=3.1Kg/M3,实测强度67.5Mpa. 砂：中砂，细度模数为2.7,视密度2.64Kg/M3,堆积密度1.55Kg/M3 石:碎石,最大粒径20mm,视密度2.66Kg/M3,堆积密度1.31Kg/M3 减水剂:迈地MY－150高效减水剂,密度1.21g/CM3,减水率19%,含气量1.5%,掺量0.8L/100Kg水泥。 采用自来水,混凝土由机械搅拌0.75L/次,插入式振捣器振实。 3． 配合比计算 1. 确定试配强度 f cu.o=f cu.k+1.645δ 根据市政水泥制品厂，混凝土生产质量水平，按GB50204-92表4.2.4 δ＝5 故f cu.o=50+1.645×5＝58.2Mpa 2.
2. 计算水灰比 f cu.o＝A.f ce.(C/W-B) 其中f ce =60.7Mpa,根据已知条件，石为碎石，故A＝0.48，B＝0.52，（JGJ/T55－96） 则：58.2＝0.48×60.7×（C/W－0.52） C/W＝2.5 W/C＝0.4 根据规范GBJ208－83，JGJ/T55－96及与GMC签定的技术合同，W/C＝0.4<0.45<0.6，符合标准，并满足耐久性要求。 3. 确定用水量 1) 石子空隙率：ΔG＝（1－γg/ρg）×100％ 其中γg＝1.31g/cm3，ρg＝2.66g/cm3 则ΔG＝51％ 2) 砂率：βs＝α.γs.ΔG/(γs.ΔG＋γg)×100％，机械振捣，故α＝1.1 ＝1.1×1.55×0.5÷(1.55×0.5＋1.31) βs＝40％ 根据已知条件，查表3.0.1得基准用水量M wo＝210kg/M3. 由与加入高效减水剂，故M w＝210×（1－0.19）＝170kg/m3 4. 确定水泥用量 基准水泥用量：M co＝M wo/W/C＝2100/0.4＝525kg/m3 由于加入高效减水剂：故M c＝170/0.4＝425Kg/M3 根据规范，合同M c＝425kg/m3符合要求。 5. 减水剂用量M j＝M c×0.8÷100＝425×0.8÷100＝3.4L 6. 确定砂，石用量（重量法），Mcp＝2400～2450kg/m3 取Mcp＝2400kg/m3 Ms＋Mg＋Mc＋Mw＝2400 Ms＋Mg＝2400－170－425＝1805 Ms/(Ms＋Mg)＝0.4解方程组得：M s＝722kg/m3,M s＝1083Kg/m3 7. 初步配合比 Mc:Ms:Mg:Mj:Mw＝425：722：1083：3.4L:170 ＝1:1.7:2.55:0.008L:0.4
《高性能混凝土》教学大纲 课程编号： 课程名称：高性能混凝土/High Performance Concrete 学时/学分：24/1.5 先修课程：无机非金属材料工学 适用专业：无机非金属材料工程 开课学院（部）、系(教研室)：材料学院无机非金属材料系 一、课程的性质与任务 高性能混凝土课程是材料学和土木工程专业本科学生应该选修的一门重要工程技术课。其教学内容为近十年来武汉理工大学和国外学者在水泥与混凝土材料科学领域的研究成果。通过本课程的学习，要使学生掌握： 1．高性能混凝土技术规程。 2．高性能混凝土的组成、结构与性能关系。 3．高性能混凝土的原材料选择。 4．高性能混凝土的配合比设计方法。 5．高性能混凝土的性能评价及验收方法。 6．高性能混凝土的生产、施工及质量控制技术。 7．绿色高性能混凝土商品化技术。 8．钢管混凝土的组成、结构与性能。 9．钢管混凝土的配合比设计。 10．钢管混凝土拱桥核心混凝土的施工技术。 11．高性能轻集料混凝土的组成、结构与性能。 等方面的技术内涵，为将来从事市政、交通、水电、民用建筑和军事等工程建设打下坚实的理论基础。 本课程的教学特点是注重培养学生运用所学知识来分析和解决混凝土工程出现各种问题的能力，尤其是技术创新能力。 二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 （一）教学内容 1.高性能混凝土现状与发展 （1）混凝土技术进入高科技时代：从胶凝材料的发展论述水泥的发展方向为高性能水泥；从混凝土的力学性能的提高过程和耐久性方面存在的问题论述高性能混凝土是混凝土材料的发展方向，高性能混凝土是高技术混凝土。 （2）高性能混凝土的定义：介绍不同国家，不同学者依据各自的认识、实践、应用范围和目的要求的差异，对高性能混凝土有不同的定义和解释。 （3）高性能混凝土的研究开发与可持续发展: 高性能混凝土的研究与应用现状；高性能混凝土需要进一步研究的问题；高性能混凝土与我国建筑材料可持续发展的关系。 2.高性能混凝土的组成、结构与性能 （1）普通混凝土的组成与结构：原材料；硬化水泥浆体的微观结构；混凝土中的界面，包括界面过度区以及影响界面过度区厚度和性质的因素；混凝土匀质性、内分层和外分层特
探讨掺合料对高性能混凝土耐久性的影响 摘要： 高性能混凝土具有高强度、良好工作性、高耐久性和高体积稳定性等性能，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用。本文参考前人对高性能混凝土的耐久性试验，结合试验数据，探讨掺合料对其抗渗性、抗冻性、抗硫酸盐侵蚀等耐久性进行研究，总结影响高性能混凝土耐久性的因素，并提出提高耐久性的方法。 关键词： 高性能混凝土、耐久性、掺合料 Abstract： High-performance concrete is considered as the most widely used concrete for its high strength, high workability and high durability features in high-speed railways and other large-scale projects. By referring to high-performance concrete durability test, combined with the test data, this dissertation is aimed at studying theimpermeability, frost resistance, sulfate resistance, durability of HPC, and summarizing the factors that affect the durability of HPC with a view to improve its durability. Key Words：High-performance-concrete、Durability、Additive 高性能混凝土是具有高强度、高耐久性和良好的工作性的新型绿色混凝土。混凝土结构的耐久性主要包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化及抗碱骨反应。而耐久性是高性能混凝土设计的最重要指标，它是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素作用下保持其正常工作能力的性能。耐久性是衡量材料乃至结构在长期使用条件的安全性能。很多工程实际表明，造成结构物破坏的原因是多方面的，仅仅由强度不足引起的破坏事例并不多见，而耐久性不良往往是引起结构物破坏的最主要的原因。高性能混凝土之所以在很多重要工程中得以应用，主要是因为其水胶比低、密实度高、体积稳定性好而具有的良好耐久性。高性能混凝土的耐久性主要涉及混凝土的抗裂性、抗渗性、抗冻性、抗硫酸盐侵蚀能力等，其中任一性能指标不能达到规定要求，都会影响整个混凝土结构的耐久性；据美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。而由于耐久性导致建筑工程报废的现象也并不少见，如北京的“西直门立交桥”等便因此被迫拆除。因此，从工程经济效
中铁九局工程测试中心 混凝土配合比设计报告 批准文号：131474141 共1页第1页 工程名称新技县规划区供水工程净水厂项目报告编号SP2012-0008 工程部位—样品编号SP2012-0008 施工单位满族自治区水利水电工程局检验依据JGJ55-2011 配合比类型非泵送配合比适用温度20℃浇注方法机械 设计强度及抗渗等级C30 P6 纤维 坍落度 设计值 30-50 mm 实测坍落度180 mm 水泥品种及强度等级复水32.5R 生产厂家 及品牌 有限责任公司 试验编号 C2012-0041 细骨料天然砂：产地河含泥量：1.5% 细度模数：1.39 试验编号 试验编号 S2012-0032 表观密度：2700kg/m3 堆积密度：1350kg/m3空隙率50% 粗骨料天然砂：产地马边河含泥量：0.1% 最大粒：53.0mm 试验编号 试验编号 G2012-0031 表观密度：2700kg/m3 堆积密度：1350kg/m3空隙率42% 掺合料聚丙稀纤维掺量—生产厂家博赛特试验编号F2012-0034 外加剂 抗渗剂掺量—生产厂家德昌伟业试验编号A2012-0018 泵送剂掺量—生产厂家—试验编号— 配合比 材料名称水水泥细骨料粗骨料外加剂掺合量每m3用量（kg）185 451 503 1361 0.9 30 重量比0.41 1 1.12 3.02 —0.08 说明: 1、配料应严格过秤。 2、本配合比所用沙、石为风干状态，用水可随现场沙、石实际含水率调整。 3、本报告仅对来样负责。 工程名称、水泥生产厂、水泥品种及强度等级由委托单位提供。 （检验报告专用章） 签发日期：2012年01月20日 批准审核检验
喷射混凝土配合比说明和设计 一、喷射混凝土的概念 喷射混凝土是借助喷射机械，将速凝混凝土喷向岩石或结构物表面，使岩石或结构物得到加强和保护。喷射混凝土有干混合料喷射与湿混合料喷射两种施工方法，我国井下巷道目前广泛采用的是干混合料喷射施工法。 二、喷射混凝土配合比设计的基本要求 喷射混凝土配合比具有自身的工艺特点,要根据多种因素来综合选定。在保证原材料合格的前提下,配合比设计既要兼顾对强度等主要指标的要求,又要兼顾到施工工艺的要求。一般应满足如下几方面: (1)应满足设计强度等级要求,如有抗渗要求,还应达到抗渗等级。 (2)回弹量少。 (3)粉尘少。 (4)粘附性好,能获得密实的喷射混凝土。 (5)能满足施工要求,输料顺畅,不发生堵管等。 三、原材料选择与质量要求 1、水泥 ⑴ 应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，必要时采用特种水泥，水泥强度等级不应低于32.5MPa。 ⑵当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不宜低于42.5MPa。 2、粗骨料 ⑴应采用坚硬耐久的碎石或卵石或两者混合物，粒径不宜大于16mm. ⑵严禁选用具有潜在碱活性骨料。当使用碱性速凝剂时，不得使用含有二氧化硅的石料。 3、细骨料 应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于 2.5。 4、减水剂 对混凝土和钢材无锈蚀作用，对凝结时间影响不大，干法喷射混凝土不适合添加减水剂。5、速凝剂 掺量为水泥用量的3% ～5%。在使用速凝剂前，应做与水泥的适应性试验，初凝不大于5min，终凝不应大于10min 。在采用其他类型外加剂时或几种外加剂复合使用时也应做相应的性能试验和使用效果试验。 6、水 喷射混凝土用水不应含有影响水泥正常凝结硬化的有害物质，不应使用污水、海水、PH值小
京沪高速铁路双线整孔简支箱梁高性能混凝土设计及施工技术 前言 高性能混凝土作为最大宗的建筑材料用于工程建设迄今已有150年之久。纵观混凝土技术的发展进程，可以看出，混凝土技术的发展途径主要遵循了复合化、高强化、高性能化三大技术路线。进入20世纪90年代，一些有远见卓识的建筑师在提出混凝土强度指标的同时，也相应提出了混凝土的耐久性指标。因此，以耐久性为目标，兼顾高强度、高工作性和高耐久性的高性能混凝土便应运而生。 所谓高性能混凝土应具备以下性能： （1）高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。 （2）高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌合物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。 （3）高性能混凝土的使用寿命要长，对于一些特殊工程的特殊部位，控制结构设计的并不是混凝土的强度本身，而是其耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。 （4）高性能混凝土应具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构使用年限，降低工程造价。 高性能混凝土与普通混凝土相比具有以下明显优点： 1、强度更高，因而混凝土结构的尺寸可以更小，这就使得结构自重得以减轻,使用面积增加,材料用料减少。 2、弹性模量更高，因而混凝土结构变形更小，刚度增大，稳定性更好； 3、耐久性、抗渗性好，因而混凝土结构的维修和重建费用减少，使用寿命大幅度延长，这些优点基本满足混凝土结构耐久性的要求。 综合以上论点，对高性能混凝土可以提出以下定义： 高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标。针对不同用途要求，高性能混凝土对下列性能有重点予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济