混凝土专题讲座

高耐久性混凝土
• 我国目前混凝土耐久性方面的问题
• 1) 建筑超高层化、超大体量化
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近年来,我国的超高 、超大体量的结构不断增多，例如国内已经有多个超
过400米的超层建筑，如上海环球金融中心、广州西塔，深圳京基金融中心等，
目前正建设的结构设计高度超过460米;强度等级超过C100的混凝土要泵送到
400米以上，这要求低水胶比的混凝土仍要有高流动性和良好的保塑性、不离
2.碱骨料反应 活性骨料和水泥中的碱反应(细分为 碱硅酸反应、碱碳酸盐反应和碱 硅酸盐反应)，生成膨胀性的碱-硅酸凝胶或去白云石化反应、与活性骨料复杂的 一系列反应等,造成混凝土的开裂破坏，如图4所示。
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图3冻融破坏
图4碱骨料反应
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图2 杭州湾海上大桥
图1 青藏铁路
3) 混凝土骨料质量降低 大规模的基础设施建设和房地产开发导致砂石资源短缺
常有低于标准的材料被采用。
4) 施工质量方面的问题 施工技术与管理方面的问题
混凝土劣化而破坏的形态
1.冻融破坏 当含有水分的混凝土受到冰冻时，由于混凝土中毛细孔内的水分膨胀和 介质迁移造成混凝土结构的破坏，如图3所示。
析、不泌水，不淤塞，对混凝土的制备和施工以及施工设备都提出了更高的要
求。
• 2) 严酷环境下的结构物增多
• 近年来海工结构和近海结构的数量和体量迅速增加，如海湾大桥、海底隧道
等，这些混凝土结构常年处于氯离子侵蚀和硫酸盐侵蚀的环境; 而用于严酷环 境下的混凝土工程也不断增加，如青藏铁路要穿过零下40℃的冰川冻土，混凝 土承受的温差变化超过20℃，这都是对混凝土耐久性提出了新的挑战，工程两 例分别如图1、图2所示。

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实际工程应用案例
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案例一
某高层建筑采用C30混凝土，通过试配法确定配合比为水泥：砂：石：水=1：1.5：2.5： 0.45，并加入适量减水剂，成功应用于实际工程。
案例二
某桥梁工程采用C50高性能混凝土，通过计算机辅助设计法进行配合比设计，优化后的配 合比为水泥：砂：石：水=1：1.2：2.0：0.35，并加入高效减水剂和矿物掺合料，提高了 混凝土的强度和耐久性。
响施工进度和模板周转率。因此，在确定拆模时间时，应综合考虑各种
因素，确保拆模安全、合理。
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常见问题及解决措施
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养护不当导致混凝土开裂
加强养护管理，确保混凝土表面保持湿润；对于大体积混 凝土，应采取内部降温措施，避免内外温差过大导致裂缝 产生。
拆模过早导致混凝土损坏
严格控制拆模时间，确保混凝土达到规定强度后再进行拆 模操作；对于重要构件或易损坏部位，应采取加固措施或 延缓拆模时间。
结果评定
将推定值与标准值进行比较，评定混凝土强度等 级。
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提高强度检测准确性建议
选择合适的检测方法
根据具体情况选择最合适的检测方法。
加强数据处理和分析
采用先进的数据处理技术和方法，提高数据 分析的准确性。
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控制检测条件
确保检测环境、设备、操作等条件符合规范 要求。
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温度、湿度对养护效果影响分析
温度影响
温度越高，水泥水化反应速度越快， 混凝土强度增长越快；但温度过高会 导致混凝土内部水分蒸发过快，产生 干缩裂缝。
湿度影响
湿度越大，混凝土表面水分蒸发越慢 ，有利于水泥水化反应的进行；但湿 度过大可能导致混凝土表面泛白、起 砂等现象。

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2.3.3 骨料的劣质性能对混凝土的影响
当石子中的针片状含量超标时，使骨料的空隙增加，不仅混凝土 拌合物的和易性变差，而且会使混凝土的强度降低。
碎石因生产工艺不同会有数量不 等的石粉。这些石粉遇水后包于骨 料表面或分散在碎石中，影响碎石 与水泥石的粘结力，提高减水剂和 水的用量，降低混凝土的强度。
图2-6 卵 石
图2-7 碎 石
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2.3.3 骨料的劣质性能对混凝土的影响
骨料的各项性能指标将直接影响到混凝土的施工性能和使用性能。 砂石中常含有一些有害物质，如粘附在砂石表面的粘土、淤泥，妨 碍水泥与骨料的粘结，增大用水量，降低混凝土的强度（当含泥量为 1—5％时，混凝土的强度降低0—12％；当含泥量超过7％时，混凝土 的强度降低达30％以上）、抗冻性和耐磨性，并增大混凝土的干缩。 混凝土用砂不能过粗或过细，砂子的粗细程度一般认为细度模量在 2.6—2.7时最好。
改善硬化混凝土的体积稳定性，提高抗裂性； ➢ 4、改善新拌混凝土的可泵性，提高施工速度。
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我们公司使用的减水剂有自产的萘系减水剂与聚羧酸减水剂两种。
图2-9 萘系减水剂
图2-10 聚羧酸减水剂
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2.4.2 聚羧酸减水剂
聚羧酸盐系高效减水剂与萘系高效减水剂相比，其优点共有以下8点： ➢1、优良的保塑性能，能够保持混凝土坍落度在1—2h内不损失； ➢2、掺量低，减水率高，其最高减水率可达40％； ➢3、对混凝土的早强及增强效果明显高于其它类型的高效减水剂； ➢4、能够提高抗压、抗弯和抗拉强度； ➢5、大幅提高混凝土耐久性，降低混凝土碱-骨料反应，提高混凝
☆普通混凝土：以水泥为胶凝材料， 砂子和石子为骨料，以及根据需要掺入 的外加剂、矿物掺合料等组分按一定比 例，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化 成具有一定强度的“人工石材”，也就 是水泥混凝土，“混凝土”一词通常可 简作“砼”。

按采石场供给方式，石子分为连续粒级、单粒级。单粒级 宜与连续粒级组合使用以改善级配，工程中一般不采用单粒级 配制混凝土，因其空隙率较大，水泥用量多。
砂、石配合百分比合适，可使砂石混合骨料旳空隙率很小 （节省水泥）、总表面积较小（降低需水量）、和易性好。砂 在骨料中所占百分比称为砂率。
（2）最大粒径
2．混凝土用砂旳质量要求：
涉及：物理性质（表观密度、堆积密度、含水状态、颗粒形状 及表面特征）、有害杂质含量、结实性、颗粒级配及粗细程度 等。其中砂旳颗粒级配和粗细程度具有主要筛分析：
（1）颗粒级配
砂旳颗粒级配表达砂中大小颗粒搭配旳情况，即砂中多种 不同粒径旳颗粒所占旳百分比。用级配区表达（Ⅰ区、Ⅱ区、 Ⅲ区）。级配反应了砂旳空隙率，级配好指大小颗粒相互填充 形成空隙率小旳搭配，这么，在配制混凝土时，可用较少旳水 泥浆来填充空隙，有利于降低水泥用量和混凝土成本，配制较 密实旳混凝土，且混凝土拌合物和易性良好。
混凝土是在1824年发明波特兰水泥后不久出现旳。钢筋混凝土、预 应力钢筋混凝土堪称混凝土发展中旳两次革命。1923年建立了混凝土 强度旳水灰比理论，使混凝土配合比设计成为可能。目前，混凝土是 世界上用量最大、应用最广泛旳人造建筑材料。
一、混凝土旳分类
按表观密度分为：重质混凝土（>2500kg/m3），一般混凝土 （1900~2500 kg/m3），轻质混凝土（500~1900 kg/m3），特 轻混凝土（<500 kg/m3）。
Ⅰ区砂旳砂粒较粗，混凝土拌合物保水性较差。合适配制 富混凝土和低流动性混凝土。
Ⅱ区砂旳粗细适中，为一般常用砂。
Ⅲ区砂旳砂粒较细，混凝土拌合物保水性好，但干缩较 大。
（2）粗细程度
砂旳粗细程度，是指不同粒径旳砂粒混合在一起旳平均粗 细程度，用细度模数表达（细度模数越大，砂越粗）。砂旳粗 细程度反应砂旳比表面积大小。在配制混凝土时，在用砂量相 同旳条件下，采用较多细砂，比表面积较大，所以包裹砂粒表 面所需水泥浆就多，不经济；采用较多粗砂，比表面积虽小， 但因为缺乏中小颗粒旳搭配，使空隙率增长，混凝土拌合物易 离析、泌水。所以，砂不宜过细，也不宜过粗。