混凝土工程讲义课件

1、中国新兴建设开发总公司技术质量管理讲座之二混凝土工程一、混凝土基本力学性能简介传统的混凝土是由水泥、砂、石子和水拌合而成，浇筑后逐渐硬化成具有很高强度的密实块体。随着时代的发展，人们对混凝土的性能提出更多的要求，混凝土的组成材料也逐渐增多，掺加矿物掺和料以改善混凝土的和易性，掺加减水剂以降低水灰比等，混凝土的组成材料变得更加复杂。影响混凝土力学性能的因素很多，如组成混凝土的骨料和水泥浆体的体积比；骨料颗粒的尺寸和分布；水泥浆体发挥作用的程度；骨料和水泥浆体的力学、物理和化学性质；骨料和水泥浆体结合面的性质；温湿度条件以及试件尺寸、形状的影响；应力或应变的状态，还有加载形式（静荷载或动荷载，长期

2、荷载或短期荷载）以及加载方式（匀速的、重复的或交变加载，快速加载）的影响等等。不论哪种配合比下的混凝土，粗细骨料都是分散在水泥浆内，即骨料颗粒是被水泥浆包裹着，通常是由细骨料（砂子）与水泥浆组成水泥砂浆，而粗骨料（碎石或跞石）则浸埋在水泥砂浆内，最后硬结成为内部结构极为复杂的，非均质各向异性的非连续体的建筑材料。试验表明，普通混凝土内的各个组成部分（水泥石即硬化水泥浆、砂浆和粗骨料），其各自的抗压强度一般都比作为整体材料的混凝土的抗压强度高。原因是由于水泥浆和骨料接触面上的粘结力较弱，骨料和水泥浆间的粘结强度是混凝土组成体系中最弱的环节，对混凝土特性起着重要的作用。我们通常所说的混凝土强度等级

3、是按混凝土立方体的抗压标准强度确定的，它是采用标准制作方法制作的，每边为150mm的立方体试块，在202的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护，在28天龄期，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压极限强度值，为混凝土立方体抗压标准强度。混凝土的抗压极限强度随混凝土的龄期逐渐增长，增长的速度开始较快（特别是在前28天），后来逐渐缓慢，强度增长过程与养护条件有关，在潮湿环境中强度增长的过程往往要延续很多年。我们通常所说的混凝土的强度等级是针对混凝土的抗压强度来说的，一般不去考察混凝土的抗拉强度，因为当增加水泥用量或提高混凝土强度等级时，抗拉强度的增加程度远不如抗压强度那样。前面介绍的混

4、凝土标准抗压强度，是混凝土试件处于单向受力状态下得到的结果。而在实际的钢筋混凝土结构中，混凝土很少处于单向受力状态，如梁、板和壳，这些结构中的应力主要是两向的。而螺旋钢筋柱或钢管柱核芯部分的混凝土则是处于三向受压状态，因而需要研究混凝土在双轴和三轴作用下的强度。混凝土试件在三向受压下不仅能提高其强度，而且能提高其延性。随着侧压力的增加，试件的强度和延性都有显著提高。在圆柱形混凝土外设置箍筋或螺旋箍，乃至钢管柱以约束混凝土均能取得类似的效果。根据国内外大量资料的统计分析，混凝土在多次重复荷载作用下的破坏极限强度要低于混凝土的静力极限强度。混凝土的疲劳强度还和循环次数及混凝土的强度等级有关。在应力

5、重复作用次数足够多时，将因混凝土严重裂开或变形过大而破坏。通过对混凝土表面和内部微裂缝的观测表明，疲劳破坏是内部微裂缝逐渐形成发展和贯通的结果。与由静荷载引起的破坏相比，混凝土疲劳破坏时具有较大的变形和严重开裂现象。因此，混凝土的疲劳破坏表现为具有相当变形的非脆性破坏。当应力为常数时，也即混凝土构件承受静止荷载（如结构楼板上的装饰面层）时，随着荷载持续时间的增长，混凝土的变形也将增大，这种现象称为徐变，增长的变形称为徐变变形。由于混凝土的徐变性能会使构件的变形增加，它在钢筋混凝土构件中将引起应力重分布现象，在预应力混凝土结构中则会造成预应力损失。 混凝土的收缩和膨胀变形收缩是混凝土在不受荷载情

6、况下因体积变化而产生的变形。引起混凝土体积变化而产生收缩的原因很多，广义地讲，收缩可由两种情况引起：一种是干燥失水引起，也称为物理性收缩，这种变形是可以恢复的；另一种是由于水泥和水拌和以后，水泥颗粒吸收水分后凝结形成水泥胶体，胶体中水泥颗粒与水不断水化作用，形成一种新的晶体化合物，这种晶体化合物较原材料体积为小，因而引起体积的不断收缩，称为化学性收缩，这种收缩随着时间的增加而增加，但增加的速度逐渐减少，是一种不能恢复的收缩变形。试验表明：水泥用量越多、水灰比越大、骨料颗粒愈小、孔隙率愈高、骨料的弹性模量愈低、则收缩也愈大。此外，在混凝土结硬过程中周围湿度大以及使用环境的湿度大时，则收缩较小。

7、混凝土的碳化在钢筋混凝土体系的内部存在物理、化学方面的不均匀性，往往产生不同程度的电位差，使钢筋具备电化学腐蚀的基本条件，但因混凝土的初始碱度（pH值大于12），钢筋表面会形成一种致密不稳定的钝化膜，可以有效地抑制电化学反应而防止钢筋锈蚀。混凝土的碳化是指大气中的CO2，不断向混凝土内部渗透，并与其中的碱性水化物，主要是与Ca（OH）2发生的物理化学过程。碳化可使混凝土碱度降低至10以下。当碳化深度达到钢筋表面时，将破坏钝化膜，在有水和氧供给的情况下将导致钢筋的锈蚀。研究还指出，当pH12，但砂浆中含氯离子过多（占砂浆重0.6%）,钢筋也可能锈蚀。国内外的试验都表明，混凝土碳化深度与时间的方根

8、成比例。 抗碳化能力与下列因素有关： 1、水灰比 2、水泥品种 3、骨料 4、施工质量 5、表面涂层 6、环境条件二、混凝土的施工质量控制混凝土的质量控制是一个全过程的管理过程： 1、原材料 2、搅拌 3、运输 4、浇筑 5、振捣 6、结构工程脱模养护混凝土性能主要反应在以下方面：1、强度等级2、功能性（抗渗、抗冻、抗折、轻质、高强、大体积混凝土等）3、耐久性（氯离子、碱含量）4、施工性（稠度、泵送、早强、缓凝、免振）以上均应符合设计要求和规范标准规定，并应满足施工操作需要。 混凝土拌合物的原材料（水泥、砂、石、水）、外加剂、掺合料的质量，必须符合规范、规程、标准，并按有关规定具有产品出厂合格

9、证明和进场复验报告。 3、砂、石应堆放在硬底场地，分品种、规格以墙相隔堆放，严防混料或混入杂物。并挂牌标识注明产地、规格和质量状态。4、配有与搅拌混凝土相适应的试验检测设备、标准养护室和具有试验工作资格的试验员。5、混凝土配合比，必须由具有相应试验资质等级的试验室提供。搅拌起用配合比，应组织开盘鉴定。经试拌将设计的配合比调整为施工配合比后经签认进行生产搅拌。 混凝土搅拌操作台，必须设混凝土搅拌配合比标牌，并在标牌栏目注明：工程名称、浇筑部位、浇筑日期、浇筑总量（m3）、强度等级、坍落度，配合比编号、水泥、外加剂、掺合料的品种。设计配合比比例、水泥、砂、石、水、外加剂、掺合料每盘实际用量，小车运

10、料每车重量，砂石含水率，含泥量等，自动加水应注明计量装置每秒流量。还应注明工程项目技术负责人、施工配合比调整负责人、搅拌操作负责人等。商品混凝土生产供应单位，应具有企业资质等级证书，并应符合其资质等级营业范围。混凝土质量应符合现行规范、规程和混凝土质量控制标准。对混凝土的品质要求和管理上配合要求应在预拌混凝土购销合同中详细描述。预拌混凝土购销合同中技术质量管理的要求：1、预拌混凝土碱集料反应控制要求：根据混凝土结构设计规范的规定，根据混凝土构件的环境类别和设计使用年限对结构混凝土耐久性提出了要求。2、预拌混凝土执行的标准：预拌混凝土质量管理执行北京市标准商品混凝土质量管理规程（DBJ01-90

11、）的要求。3、预拌混凝土配合比的要求：商品混凝土厂家须在进行每一次新的配合比混凝土浇筑之前将配合比和相关资料报送给订货方，在得到订货方技术负责人准允后，方可按新的配合比进行大批量混凝土供应。4、预拌混凝土现场管理要求：每次供应混凝土时，要求厂家至少有一名技术管理人员（精于试验和商品混凝土技术和管理工作）驻守现场，负责现场与厂家之间的沟通并协助现场试块的制作和商品混凝土的管理。5、预拌混凝土供应时间要求：根据混凝土泵送施工技术规程（JGJ/T 10-95）的规定，根据混凝土泵的实际平均输出量、混凝土搅拌运输车的容量、运输车的平均行车速度和每台运输车的总计停歇时间，计算得到运输车的需求量和供应时间

12、要求。厂家需在车内安装 通讯设备随时与厂家保持联系。混凝土出站后，严禁混凝土罐车司机往混凝土中加水。6、预拌混凝土坍落度要求：混凝土坍落度以现场实际测量为准。当因现场泵送等原因需要更改坍落度时，必须由定货方出具更改手续。7、预拌混凝土水泥技术要求：当混凝土强度等级C30采用普通硅酸盐水泥P.042.5;混凝土强度等级C30可以采用P.032.5; 每段浇筑所用混凝土均须使用同一批次水泥。8、预拌混凝土粗骨料要求：采用5mm 25mm连续级配碎石，针片状颗粒含量10%，含泥量小于1%，石子吸水率小于1.5%。骨料最大粒径与输送管径之比：泵送高度在50m以下时，不宜大于1：2.5；泵送高度在50

13、100m，宜在1：3 1：4；泵送高度在100m以上时，宜在1：4 1：5。厂家提供现场试验报告 。粗骨料符合普通混凝土用碎石和卵石质量标准和检验方法（JGJ53-92）。9、预拌混凝土细骨料技术要求：砂采用中砂或中粗砂，细度模数为2.6 3.7，含泥量小于3%，符合普通混凝土用砂质量标准及检验方法（JGJ52-92）的规定并提供现场试验报告。10、预拌混凝土粉煤灰技术要求：有防水要求的选用级磨细粉煤灰，其他采用级粉煤灰。粉煤灰应用时应符合国家现行标准粉煤灰混凝土应用技术规程（GBJ164） 粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程（JGJ128）和混凝土中掺用粉煤灰的技术规程（DBJ01-10-9

14、3）的规定。11、预拌混凝土外加剂技术要求：混凝土掺用的减水剂、膨胀剂、防水剂、密实剂、引气剂或复合型外加剂等，其品种和掺量由试验确定。所有外加剂须符合国家或行业标准一等品及以上的质量要求，标准主要有混凝土外加剂、混凝土外加剂应用技术规范、混凝土泵送剂和预拌混凝土等。12、预拌混凝土用水技术要求：应符合混凝土拌和用水标准（JGJ63-89）。 13、其他技术指标：水灰比宜在0.40.6；灰砂比控制在1： 2 2.5；最小水泥用量宜为300kg/m3（当掺加活性掺和料时不得小于280 kg/m3 ）。预拌混凝土的砂率控制在38% 45%。14、初凝时间和终凝时间要求。通常来说，我们将初凝时间控制

15、在4h，终凝时间控制在911h。15、预拌混凝土厂家应到工地现场制作试块，并提供7d龄期的混凝土强度报告。16、预拌混凝土环境保护检测要求：所有预拌混凝土原材料需要有符合国家标准的环保检测报告；成品商品混凝土放射性指标限量必须符合内外照射指数均 1.0 的规定。17、预拌混凝土强度要求：同强度等级、同配比的每批混凝土，从浇筑现场取样的每组28天的强度试块（包括同条件和标养试块），其强度平均值不得低于设计强度值的115%；7天强度试块其强度平均值不得低于设计强度值的75%；3天强度试块其强度平均值不得低于设计强度值的45%。18、预拌混凝土资料要求：（1）预拌混凝土出厂合格证（于30天内提供）（

16、2）预拌混凝土运输单、混凝土配合比及试配记录、混凝土开盘鉴定（随车提供）（3）氯含量、氡含量和碱含量计算书（明确预防碱集料反应的部位）（4）商品混凝土各种原材料放射性检测报告（5）冬期施工时厂家向订购单位提供经回归拟合而成的成熟度曲线和相关参数厂家除了向订购单位提供上述资料外，还应按每一次混凝土配合比提供以下资料：（1）水泥出厂合格证、出厂试验报告（2）砂子试验报告（3）碎（卵）石试验报告（4）轻集料试验报告、合格证（5）外加剂产品合格证、出厂试验报告、防伪标志、准用证（含冬施时防冻剂和防冻剂复试报告）（6）掺和料试验报告、合格证（7）混凝土抗压强度报告（3天强度报告、28天强度报告，且厂家试

17、验报告上的出厂日期、编号与复试3天、28天试验报告上的日期、编号必须相对应出厂检验，数值填入预拌混凝土出厂合格证）（8）混凝土抗渗试验报告（试验结果填入预拌混凝土出厂合格证）（9）混凝土试块强度统计、评定记录（搅拌单位取样部分）（10）混凝土坍落度测试记录（搅拌单位测试记录）19、预拌混凝土最终结算计量方式选择：建议采用按照图纸和变更进行工程量的计量，随车小票只作为混凝土运输车到达目的地的证明依据。 采用商品混凝土的结构工程，项目部应配备与结构工程的规模技术特点相适应的试验设备、标准养护室（标养箱）和经过专业培训考核具有试验工作资格的试验员。有健全的试验管理制度，试验工作规范化。25mm的插入

18、式振捣棒泵送混凝土输送管的固定，不得直接支承在钢筋、模板及预埋件上，并应符合下列规定：1、水平管宜每隔一定距离用支架、台垫、吊具等固定，以便于排除堵管、装拆和清洗管道；2、垂直管宜用预埋件固定在墙和柱或楼板顶留孔处。在墙及柱上每节管不得少于1个固定点；在每层楼板预留孔处均应固定；3、垂直管下端的弯管，不应作为上部管道的支撑点，宜设钢支撑承受垂直管重量；4、当垂直管固定在脚手架上时，根据需要可对脚手架进行加固；5、管道接头卡箍处不得漏浆。混凝土运至浇筑地点其稠度（坍落度、扩展度）应符合施工和设计要求，不分层、不离析。夏季并应有防晒、防雨，冬季有保温、防风雪措施。现场根据配合比设计的坍落度进行现场

19、测量，对坍落度不合格的混凝土，现场出现分层、离析的混凝土立即退还。浇筑混凝土前，应完成隐蔽工程验收。检查模板拼缝严密、平整度，清除模内杂物或冰雪。检查预埋件、箱盒、孔洞位置、保护层厚度及其定位措施的可靠性。严防浇筑振捣踩压钢筋骨架，板类钢筋骨架应设马凳支架，铺搭跳板。混凝土接茬处施工缝模板安装前，应预先将已硬化混凝土表面层的水泥薄膜或松散混凝土及其砂浆软弱层剔凿、清理干净。外露钢筋插铁沾有灰浆油污应清刷干净。在浇筑竖向结构，应按施工技术方案措施在施工缝接茬处宜先铺适当厚度与混凝土内成分相同的水泥砂浆（搅拌无石子），且与混凝土溶合，拆模后施工缝处不得有砂浆层显露。混凝土灌注入模，不得集中倾倒冲击

20、模板或钢筋骨架。应按浇筑程序分层均匀布料。柱、墙板灌注高度大于2m时，应采用串筒、溜管下料，出料管口至浇筑层的倾落自由高度不应大于1.5m。采用插入式振捣，混凝土分层灌注厚度可在40cm左右。振捣混凝土，应确保密实、预留孔洞、箱盒、预埋筋、钢筋位置和保护层位置准确，面层平整。严防漏振、欠振或过振。振捣预应力结构，应防止振捣棒碰撞预应力筋、预埋螺旋波纹管道、灌浆孔、排气孔位置、锚固端等，确保承压板位置及底部混凝土密实。混凝土结构工程施工质量验收规范对养护作了如下规定：1、应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护；（不提倡采用涂刷养护剂等方式进行养护，效果不佳）2、混凝土浇水养护的时间

21、：对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d；3、浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌制用水相同；4、采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水；（对于柱通常采用塑料布覆盖的方式进行养护，墙体采用浇水进行养护（大的项目建议采用花管），板可以覆盖塑料薄膜也可以采用漫水的方式；5、混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。留置施工缝的位置应在施工技术方案预先确定，并应留置在结构受剪力较小部位。后浇带应按设计要求留置。混凝土截面均应密

22、实整齐。混凝土的强度等级、抗渗等级和碱含量、氯离子含量均应符合设计要求和规范、标准规定。混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）中关于增加结构实体检验层次的规定是强化混凝土单项工程的重要措施：1、混凝土保护层厚度的检验；2、混凝土强度的检验。 混凝土保护层厚度的检验混凝土保护层厚度直接影响结构构件的承载力、耐久性和防火等性能。以前对钢筋实际位置的检查在隐蔽工程验收时进行，但实际上后期的混凝土浇筑、振捣可能造成钢筋位移，尤其是后期的混凝土浇筑、振捣可能造成钢筋移位，尤其是悬臂构件负弯矩钢筋向下移位可能严重削弱结构构件承载力，而保护层厚度过小则可能引起耐久性问题。在混凝土子分部工

23、程验收前，通过保护层厚度的检测控制受力钢筋位置，是保证结构安全的重要措施。GB50204-2004在附录E中规定了构件的抽样数量，并特别重视对悬挑构件的抽样检验。考虑到混凝土浇捣对钢筋位置可能的不利影响，这时的允许偏差在钢筋安装允许偏差的基础上适当增加。此外，考虑到抽样检验的偶然性，规范采取了在一定条件下加倍抽样检验的方案。 混凝土强度的检验规范中采用同条件养护试件强度作为验收结构实体混凝土强度的依据，是由于近年来混凝土组成成分的巨大变化，在未经系统试验统计以建立准确的专用曲线之前，不宜采用非破损或局部破损检测方法得到的推定强度作为验收结构实体混凝土的依据。钻芯取样方法虽可直接反映实体强度，但

24、成本太高，难以作为普查手段，且对结构（特别是重要部位）造成伤害。等效养护龄期的采用是为了消除同条件养护和标准养护在温度条件方面的差异。但两者在湿度方面的差异也是客观存在的。在自然养护条件下由于失水而使强度增长受到影响，因此同条件养护试件的强度不仅比标养强度低，而且也低于结构中实际的混凝土强度，因此规范规定应乘折减系数予以修正。标养试件强度是混凝土分项工程中对各检验批的验收依据，合格与否只影响该批混凝土；而同条件养护试件强度则是子分部工程验收前对结构实体混凝土强度的验收依据，影响该工程中同一强度等级的混凝土。同条件养护试件的强度更接近结构的实际质量状况。在维持按标养试件强度验收混凝土分项工程的前

25、提下，增加结构实体混凝土强度检验这一层次，对反映实际情况，加强质量控制，确保结构安全将起到重要作用。三、大体积混凝土的质量控制 何为大体积混凝土？在普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2000，J64-2000）中对大体积混凝土作如下定义：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。 大体积混凝土施工中温度变化规律1、一次连续浇筑的大体积混凝土构筑物，其内部最高稳升（峰值）发生在构筑物平面中心部位、厚度中心附近，靠近基底部位温度较低，靠近上表面的顶部温度最低。2、构筑物内部沿高度方向，靠近上表面的顶部温升最快，最先达到峰值，降温也快。

26、待降到接近气温后，受大气温度变化影响较大，往往随昼夜温度气温波动而波动，但波动幅度随混凝土上表面养护措施（保温效果）而有程度不同的减缓；靠近基底温升较慢，最晚达到峰值，降温也慢。从纵断面等温线来看，中间疏、下面密，上面最密，随着降温时间的延长，上中下各部位逐渐接近并趋向一致。上表面与中心温差（即内外温差）的70%以上是在距上表面80cm内；基底与中心温差的80%集中在距基底80cm内。厚度超过2m时，中心最高温升大体上与厚度尺寸无关。3、构筑物内部沿长（宽）度方向，中心部位达到最高温升峰值（即内外最大温差）时，距侧表面（即模板内表面）1m远的混凝土内部温差很小，而且大体上与平面尺寸无关。4、升

27、温速度较快。入模温度、浇筑速度和单位体积混凝土用水量对升温速度影响较大。升温期间，平均0.210.26/h，其中浇完4h内，平均0.210.26/h，24h内平均0.50.9/h。 5、降温速度颇慢。距侧表面深度不同的部位降温速度不同。距侧表面10cm处，12d内最快为3.55.5/d;中心最高温升处降温速度为7d内平均1 /d，14d内平均0.8/d，1个月内平均0.5/d。 几个与大体积混凝土有关的问题1、大体积钢筋混凝土构筑物，如工业厂房独立柱基础，大型设备基础，高耸烟囱基础及基础底板等，都是承重构件，配筋较密且都集中在边部，对大体积混凝土抗裂性有利。浇筑后的混凝土在硬化过程中，升温时受

28、到钢筋笼限制，其热膨胀量远少于自由状态下混凝土构筑物的热膨胀量，降温时其体积收缩程度也小得多。因此大体积钢筋混凝土比大坝混凝土的抗裂性要高得多。需要说明的是，用自由状态下混凝土线膨胀系数计算有钢筋约束的厚板或块体混凝土的体积膨胀量，准确性很低。2、地下大体积钢筋混凝土构筑物工作环境特点施工期间较少受到或完全不受日晒、风吹、雨淋等危害，同时深基坑中构筑物周围空间狭窄，通风条件差，就连昼夜温差变化大的气温影响也比地面要小，这对混凝土浇筑、养护都有利。714d的高湿热自养护，混凝土已比较接近甚至达到设计强度，拆模时混凝土已有较高的抗裂能力，拆模后及时回填，此后混凝土内部残余温度（余热）将通过回填土缓

29、慢外泄，直至与地面温度平衡。土壤导热性差，残余温度的消失将在长时间内缓慢地完成，这过程中温度应力不会影响混凝土质量，以致产生温度裂缝。所以地下大体积钢筋混凝土只重视施工期间，即早期温度影响，而不考虑中、后期温度影响。3、保证大体积钢筋混凝土施工质量的关键大体积钢筋混凝土内部温升约在5080，浇完后24 72h到达峰值，7d内平均降温速度为1 /d。即在距构筑物外表面1m远的混凝土内部，养护期间混凝土处于高湿、高温（相对标养）、高压（相对自由状态）的自养护条件下完成硬化过程。强度增长比同龄期标养快，接近或达到蒸养效果。硬化过程中混凝土导热性差，升温稍快，降温缓慢，温度梯度最大、最可能出现裂缝的部

30、位是在3个临边处，即上表面、下底面和四周侧表面深约12cm以内。因此，不管体积（厚度和平面尺寸）多大，内部温升多高，入模温度和气温如何，以及内外温差多大，3个临边易出现问题，也是解决问题的关键。降温时温差大，如遇到约束就会产生温度应力，而温度应力大于此时混凝土的抗拉承受力，混凝土会出现温度裂缝。可见在3个临边处控制降温速度，特别是防止急剧降温和放松外界约束等措施，可保证混凝土施工质量。3个临边中，上表面和四周侧表面都与养护措施密切相关，底面约束与混凝土构筑物的基层材性有关，如混凝土构筑物座在刚度较大的坚实岩石或旧混凝土基础上，则应采取消除或减轻其对新浇筑混凝土构筑物约束的措施（如采用平面沥青胶

31、铺砂、或刷热沥青或铺卷材）。 重新认识和综合评价温度对混凝土质量的影响1、大体积混凝土构筑物内部温升高未必会出现裂缝，反之亦然；2、对厚度较大的地下大体积钢筋混凝土分层分块跳槽浇筑，甚至还采取预埋循环冷却水管等施工方法，即延长了施工工期，又增加了对施工缝的处理工序和费用，得不偿失。从结构受力和地下结构抗渗要求来说，整体连续浇筑混凝土才是最好的施工方法；3、昼夜温差较小的季节是浇筑大体积混凝土的最好时机；4、大体积混凝土施工中合理选择养护方法、加强养护措施至关重要。当使用大模板时，板缝处粘贴塑胶带密封，使其不漏浆、不渗水、不透气，形成高湿度热养护的良好环境；优先使用木模板，如用钢模板时则应外加保

32、温措施；在深基坑中利用已做完防水层的砖护墙代替侧模板是非常好的办法；上表面蓄水养护，注水深度510cm效果最佳。拆模时间不宜过早，视混凝土表面与外界气温温差而定，一般为7 14d。拆模后应及时回填。 综合技术的发展提高大体积混凝土施工的技术水平1、混凝土外加剂的应用高效减水剂的广泛应用，在满足施工和易性的前提下，使混凝土单位用水量大大降低，水灰比达到0.4左右的水平，比较接近水化反应所需用水量。以往在大体积混凝土施工中人们关注的多余水分蒸发，以及由此而引起的混凝土硬化初期容易产生裂缝的因素已明显降低，甚至消除。微膨胀剂的普遍采用，弥补了超细高强水泥水化初期收缩性大的缺点，使混凝土固化收缩量大为

33、减少或不再收缩，因此使大体积混凝土在硬化过程中产生裂缝的可能性大大减少。有针对性地使用外加剂，大大改善了混凝土的品质，提高了大体积混凝土抵抗外界干扰的能力。2、商品混凝土和泵送施工工艺商品混凝土和泵送施工工艺的普遍应用，既保证混凝土的质量，又解决了大体积混凝土的连续浇筑问题。分层、分块，人为地设置施工缝的旧方法已无必要，从而为大体积混凝土施工提高工效、降低成本提供了有利条件。四、混凝土冬期施工的质量控制 冬期施工期限划分的原则根据当地多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5d稳定低于5即进入冬期施工；当室外日平均气温连续5d高于5时解除冬期施工。 冬期浇筑的混凝土，其受冻临界强度应符合下列规定

34、：1、普通混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时，应为设计的混凝土强度标准值的30%。采用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，应为设计的混凝土强度标准值的40%，但混凝土强度等级为C10及以下时，不得小于5.0N/mm2。2、掺用防冻剂的混凝土，当室外最低气温不低于-15 时不得小于4.0N/mm2 ，当当室外最低气温不低于-30 时不得小于5.0N/mm2 。 混凝土工程可以采取的冬期施工方法： 1、蓄热法 2、综合蓄热法 3、蒸汽养护法 4、电加热法 5、暖棚法 6、负温养护法 并不是在所有的情况下均需选用无氯盐混凝土防冻剂根据建材行业标准混凝土防冻剂（JC475-92），防冻剂按其成分可分为

35、氯盐类、氯盐阻锈类和无氯盐类。这三类防冻剂的掺防冻剂混凝土性能和匀质性两项技术指标检验符合标准要求应是合格产品，在混凝土工程中允许使用，只是在产品检验报告上应说明对钢筋无锈蚀作用。混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204-92）规定，“在冬期浇筑的混凝土，宜使用无氯盐类防冻剂。”为倡导性提法。建筑工程冬期施工规程（JGJ104-97）中对引起钢筋锈蚀的氯盐在钢筋混凝土中的掺量控制为“氯盐掺量不得大于水泥重量的1%（按无水状态计算）”，并明确诸如一些湿度大于80%的房间，水位升降部位和受雨淋的结构，与含有酸碱或硫酸盐等侵蚀介质相接触的结构，使用冷拉冷拔钢筋、钢丝的结构，薄壁结构，电解车间，直

36、接靠近高压电源的结构，预应力结构等11种情况不得掺用氯盐。而对于其他一般结构部位，从成本的角度考虑，则可选用氯盐阻锈类防冻剂，使用时还要注意控制氯盐的掺量符合规程要求。 冬施防冻剂的质量控制问题根据建筑工程冬期施工规程（JC104-97），“商品外加剂进入施工现场后应进行抽样检验，合格后方准使用”。根据混凝土防冻剂（JGJ475-92）标准，防冻剂的技术要求有两大项，其一是掺防冻剂混凝土性能，其二是匀质性。在进行掺防冻剂混凝土性能抗压强度比指标检验时的龄期分别为R-7、 R28、 R-7+28 和 R-7+56 。按几个龄期检测结果全部完成计算，最少的检验时间要经过63d。如此会导致出现两个问

37、题：1、进入冬期施工才进行防冻剂的检测，检测结果无意义；2、提前检测但防冻剂批量进场时，不在进行抽样检验了，使得有些送货厂家偷梁换柱。用-5的充-15的，用有氯盐的防冻剂充无氯盐型的产品。鉴于上述问题，对防冻剂的质量控制建议抓住以下环节：1、冬期施工前应对防冻剂生产厂家的生产能力、质量水平、产品检验鉴定资料和准用证情况进行考察，掌握相关情况。2、进入冬期施工前2个月即应对拟选用的几种防冻剂进行抽样（或送样）检验，以备冬施时使用。3、坚持对冬施期间每批进场使用的防冻剂进行12次抽检，以便于对进场的防冻剂进行质量监控。抽检报告虽然因龄期问题在冬施期间不会完成，但重要的是可在施工完成之后能说明所使用

38、的防冻剂是否合格，也为个别因防冻剂质量问题造成的工程事故或质量缺陷处理提供可靠的检验资料。4、对于无氯盐型的防冻剂，应对每批（或每车）进货抽样检测氯离子含量。 冬施期间需特别重视测温工作和受冻临界强度冬期混凝土工程施工和养护期间的测温工作十分重要，温度测量记录是冬施混凝土质量控制和质量检查的重要依据资料。混凝土冬期施工常用的方法（如蓄热法、综合蓄热法等）的技术基础工作是热工计算和成熟度计算，而验证热工计算和成熟度计算的基础又是测温工作。测温工作坚持的是否持之以恒，测温记录是否真实准确，是确保混凝土工程冬施质量的一个重要环节。建筑工程冬期施工规程在混凝土质量控制和检查一节中关于测温的要求内容很多

39、，如“检查水、骨料、外加剂溶液和混凝土出罐及浇筑时温度”、“检查混凝土从入模到拆除保温层或保温模板期间的温度”，并且还规定了诸如室外气温、环境温度及搅拌机棚温度的测量内容，在测温次数及时间间隔方面都有非常明确的要求，因此必须要重视测温工作。混凝土受冻临界强度检验采用与结构同条件养护的试块，按测温记录在混凝土温度降低至0或冰点（掺防冻剂的混凝土）时，应对其试块进行抗压强度试验，检查其是否满足临界强度要求。当发现临界强度不足时，应及时采取措施，加强保温或提高养护温度，确保混凝土不发生冻害。冬期混凝土浇筑后，一般情况下，温度降至0 或冰点（掺防冻剂的混凝土）的时侯为24d，受冻临界强度的检测时间误差

40、应控制在受冻后的2h内（或1个测温间隔的时间内）。检测时间提前或推后会造成混凝土强度值的失实，影响检测结果的准确性。五、高性能混凝土简介 何为高性能混凝土？1、美国战略公路研究项目（SHRP）定义 水灰比w/c0.35;300次冻融循环，相对动弹性模80%；浇筑后4h内达到21Mpa；24h34Mpa；28d时67Mpa。2、ACI定义 易于浇筑捣实但不影响强度；长期力学性能好；早期强度高；韧性好；体积稳定性好；在恶劣环境中长期强度好。3、日本学者的定义 免振自密实混凝土就是高性能混凝土。强度一般为 42 45MPa，混凝土材料中除了水泥外，还有矿渣粉、粉煤灰及膨胀剂。4、以清华大学博导冯乃谦

41、教授为代表的中国学者认为 w/c0.38，组成材料中必须含有高效减水剂和矿物质超细粉；冻害地区冻融300次相对动弹模80%;抗压强度60MPa，并具有满足施工要求的流动性。高性能混凝土与普通混凝土相比具有高耐久性、高强度和优良的工作度，即：1、较高的早期强度、高验收强度（18-24h抗压强度为17.528MPa,28d或56d抗压强度为42 70MPa, 56d以上抗压强度为70MPa 126MPa)和较高的弹性模量(4.6104MPa);2、高耐久性，在恶劣条件下可保持混凝土坚固耐久和钢筋不被锈蚀；3、良好的工作性能，既可配置坍落度为152 203mm的普通混凝土，又可配置坍落度大于203m

42、m的流态混凝土。混凝土的性能包括两方面的内涵，首先是新拌混凝土的施工性能；其次是硬化混凝土的使用性能。因此，高性能混凝土的定义一般也包括高流动性和长期使用的力学性能和耐久性能两方面。欧美国家注重于混凝土硬化后的高性能，如较高的强度、耐久性和耐腐蚀性等，而日本强调的是新拌混凝土的性质，认为高流态、免振自密实混凝土就是高性能混凝土。而事实上，这两种性能是相互联系、不可分割的。混凝土要实现高性能化，解决问题的关键在于组成材料和工艺过程。首先，在组成材料和配合比方面，通常使用高性能减水剂和超细矿物掺合料。目前，最具有代表意义的高性能混凝土包括免振捣自密实高性能混凝土和C80至C100高强超高强高性能混凝土的工程应用等，从已经实现的工程实例来看，可以说，没有高性能减水剂和超细矿物掺和料就不可能实现高性能混凝土。另外，与高性能混凝土相应配套的工艺，包括混凝土的生产、输送、浇筑、养护等工序，应合理优化，可以减少混凝土质量波动，减少初始缺陷，使新拌混凝土更均匀密实，硬化混凝土的骨料相与凝胶相粘结更加牢固，从而使混凝土的各项性能指标提高，最终实现混凝土的高性能化。 矿物超细粉的研究众所周知，在混凝土中加入矿物超细粉，有助于改善水泥和高效减水剂之间的相容性。超细粉部分替代水泥熟料或水泥本身，既可改善混凝土的流动性，又能提高其强度与耐久性，成为高性能混凝土中不可缺少的组成。超细粉的