建筑工程混凝土配合比及设计

第一章混凝土配合比及设计1.1掺膨胀剂混凝土配合比及设计设计中应注意的问题在混凝土的各种强度中，抗拉强度最低，一般情况下抗拉强度仅为抗压强度的7%~11%，抗拉强度与抗压强度之比为0.5~0.6.因此混凝土的开裂主要是由于混凝土中的拉应力超过抗拉强度而引起的。为了提高混凝土的抗渗性能，以及减免由于混凝土收缩而产生裂缝，在混凝土中经常加入膨胀剂。混凝土膨胀剂的功能是使硬化后的混凝土产生一定的体积膨胀，抵消混凝土硬化早期产生的体积收缩。水泥与水反应后其绝对体积总是减小的，掺入膨胀剂后反应生成钙矾石（C3A·3CaSO4·32H2O）、Ca（OH）2和Mg（OH）2可以使水泥体积膨胀。膨胀剂已经广泛地应用于补偿收缩混凝土、填充用混凝土、自应力混凝土和灌浆用膨胀砂浆。施工单位在委托设计掺膨胀剂混凝土配合比时经常出现的问题（1）只注明掺用膨胀剂而不注明混凝土的使用部位，不同用途的混凝土对限制膨胀率的要求是不同的。（2）只注明混凝土的强度等级、抗渗等级、坍落度等技术指标，而没有注明混凝土的限制膨胀率的要求是掺膨胀剂混凝土区别于普通混凝土的一项重要技术指标。试验单位设计掺膨胀剂混凝土配合比时容易出现的问题（1）不区分混凝土的用途，用相同的方法进行混凝土配合比设计例如：用相同的原材料进行抗渗混凝土和结构后浇带混凝土配合比设计，当两个配合比设计强度、坍落度等技术指标要求相同时，我们经常会认为两个配合比相同，膨胀剂掺量一样，这种理解是不正确的。《混凝土外加剂应用技术规程》（GB50119—2003）中对掺膨胀剂混凝土的适用范围和各项技术参数见表1-1、表1-2。表1-1掺膨胀剂混凝土用途适用范围补偿收缩混凝土结构抗渗补充性膨胀混凝土土结构后浇带表1-2掺膨胀剂混凝土技术参数项目限制膨胀率/×10-4限制干缩率/×10-4抗压强度/MPa龄期水中14d空气中28d28d性能指标（补偿收收缩混凝土）≥1.5≤3.0≥25.0性能指标（填充混混凝土）≥2.5≤3.0≥30.0从表1-1、表1-2可以看出，两种混凝土在使用过程中对限制膨胀率的要求有所不同，因此限制膨胀率应作为一个重要指标在其配合比设计时予以考虑，否则混凝土将无法正常使用或影响混凝土的耐久性。膨胀剂种类的不同及膨胀剂的掺量不同是影响限制膨胀率的重要因素，因此在膨胀剂种类相同的情况下，应调整膨胀剂的掺量，使混凝土的限制膨胀率达到规范或设计要求。对于抗渗混凝土，要求在满足强度的前提下提高混凝土抗渗能力。在混凝土配合比设计中，强度为第一考虑因素，膨胀为第二考虑要素，而对于后浇带混凝土配合比设计，在满足强度的同时要求必须达到工程要求的限制膨胀率的设计指标，其强度与限制膨胀率值两因素并重。（2）在配合比设计中对膨胀剂的掺量有不正确认识主要表现为：对于相同的膨胀剂不论使用何种水泥、砂、石、粉煤灰，都采用相同的掺量；不管混凝土的强度等级、抗渗等级、使用功能是否相同，都使用相同掺量。在配合比设计时这种做法是不正确的，由于各厂的水泥和粉煤灰活性不同，各地砂石质量差异较大，因此，对于不同原材料相同强度等级、抗渗等级、限制膨胀率值的混凝土，膨胀剂的掺量有所不同，不应一律采用厂家的推荐掺量。在试配时应该选择不同的掺量进行试拌，根据限制膨胀率的检测值选择适宜的膨胀剂掺量，通过各项技术指标的检测值确定符合委托要求的经济配合比。（3）只检测混凝土的坍落度、强度、抗渗性能等技术指标，而忽视了对设计限制膨胀率的检测。认为只要掺了膨胀剂就完事了，对于掺膨胀剂后混凝土是否达到了设计限制膨胀率值没有提供科学依据，因此，不进行限制膨胀率值的试验，这是十分错误的只有通过实际的限制膨胀率测量才能确定配合比是否合理，才能进行配合比的调整。这两个问题的产生多是由于不进行限制膨胀率测量导致的。掺膨胀剂混凝土属于特种混凝土，它在不损害混凝土强度的条件下以减小收缩变形为主要特征，因此，配合比设计有自己的技术特征。其设计原则与普通混凝土大致相同，除满足设计强度等级、抗渗等级以外，还必须达到工程要求的限制膨胀率的设计指标，这是与普通混凝土配合比设计的最大区别。掺膨胀剂混凝土配合比设计步骤（1）检查混凝土配合比委托单的填写是否完整，例如混凝土使用部位，设计限制膨胀率等。（2）按《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）进行，同时在进行配合比设计时还应满足《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119—2003）中对掺膨胀剂混凝土配合比设计的要求。（3）检测混凝土各项技术指标，尤其是应检测限制膨胀率值是否达到设计要求。（4）如果试验结果与设计指标偏差较大，应认真分析原因，进行配合比调整，继续按上述过程试拌混凝土，检测混凝土的技术指标，直至满足委托要求，且较为经济。1）混凝土拌合物坍落度如果不符合要求，应准确测量外加剂减水率，正确选择用水量和调整砂率。2）如果强度不符合要求，应调整水灰比，调整膨胀剂及粉煤灰取代水泥量。3）如果限制膨胀率不符合设计要求，当限制膨胀率低于设计指标时，应提高膨胀剂的掺量。（5）最后确定配合比。1.2膨胀剂使用的常见问题小张是毕业三年的技术员，正在编写混凝土施工方案，看见王工进来，便上前招呼。以下是小张与王工的一段关于膨胀剂使用的话题。小张：王工，您好！。咱们这次施工的地下室长120m，宽50多m，混凝土底板厚达2m多，准备掺混凝土膨胀剂来补偿其收缩，以防止或减少混凝土裂缝，但我对这方面的知识掌握得不深不透，请您给我讲讲吧！王工：好啊！目前，混凝土膨胀剂的应用范围不断扩大，促进了建筑工程设计和施工技术的进步和发展，与此同时，应用效果不佳，使用失败的过程也时有发生，混凝土结构渗漏和开裂的质量事故屡见不鲜。为此，很有必要加深对混凝土膨胀剂的了解，以消除使用中的一些误区。小张：首先要走出“一掺就灵，一掺就不裂”的误区。任何一项科学技术都不可能是万能的都有且特定的适用范围与使用方法，掺膨胀剂混凝土的应用是受多种因素制约的，主要因素有混凝土结构类型、内约束条件及外约束条件、混凝土膨胀率、环境条件及温度湿度条件、混凝土组成材料性质等，又有多种条件的限定，绝不是“一掺就灵，一掺就保证混凝土不裂”。王工：你说得对。掺有混凝土膨胀剂的混凝土并非有些人想象那样是“混凝土防裂的灵丹妙药，按使用说明书上规定的掺量加入混凝土中就万事大吉”。小张：有的设计人员在设计图中注明混凝土中要掺加膨胀剂，不管混凝土强度等级及抗渗等级，不分结构性质和部位，统统指定施工单位掺加膨胀剂；有时还规定出膨胀剂的用量、生产厂家及品种，这种做法显然是错误的。王工：其次要走出“千篇一律，一个配方”的使用误区。设计图中或膨胀剂生产厂家给出的膨胀剂掺量，只能作为使用的参考用量，施工时一定要根据工程的具体情况检测混凝土的限制膨胀率，并以此作为膨胀剂掺量的依据。小张：众所周知，无约束的混凝土可以自由收缩，不会产生裂缝，而受约束混凝土的收缩，也只是在混凝土内部所产生的拉应力达到或超过其抗拉强度时才开裂。掺加膨胀剂的作用就是利用约束下的膨胀剂变形来补偿收缩变形，混凝土的膨胀只有在约束和一定配筋率的钢筋内约束作为限制膨胀率的条件：配筋率必须在0.2%以上，配筋率小则不限制膨胀的作用。王工：《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119—2003）规定，掺膨胀剂的补偿收缩混凝土水中养护28d的限制膨胀率ε≥1.5×10-4，相当于结构中产生的预压应力大于0.2MPa。大量事实证明，混凝土的限制膨胀率以控制在2.0×10-4~3.0×10-4之间为宜。填充用膨胀混凝土的限制膨胀率最好控制在3.5×10-4~4.5×10-4之间，具体应用时可根据实际情况选用。小张：防水工程的混凝土底板，其限制膨胀率2.0×10-4~2.5×10-4之间，混凝土墙体的限制膨胀率可控制在3.0×10-4~3.5×10-4之间，这是因为混凝土墙体受施工、环境、湿度和温度的影响比底板大，所以，墙体的混凝土限制膨胀率比其底板的混凝土限制膨胀率稍有提高，以提高抗开裂的能力。后浇带和膨胀加强带的混凝土限制膨胀率控制在3.5×10-4~4.5×10-4之间为宜。王工：控制混凝土裂缝的产生，不能只注意到其收缩值的大小，还必须考虑约束条件，当混凝土的内外约束一定时，必须注意其膨胀率与混凝土的收缩相协调和适应，使膨胀率大小适当。膨胀率过大，混凝土疏松，降低混凝土强度，甚至使混凝土开裂；膨胀率过小，则不足以补偿混凝土收缩。小张：混凝土膨胀率随膨胀剂掺量的增加而增大，但不成正比例关系，正因为膨胀剂掺量与其膨胀率密切相关，因此，膨胀剂掺量一定要合理和适量，计量一定要准确。王工：混凝土的限制膨胀率随混凝土强度的提高而增大，但也不成比例关系，因混凝土强度与膨胀率密切相关，采用合适的限制膨胀率与合适的膨胀剂掺量就显得非常重要，应由试验确定。不论混凝土强度等级大小而采用同一掺量显然是不对的，与混凝土相关的水泥用量也和混凝土的限制膨胀率有很大关系，在水胶比一定的条件下，水泥用量大则混凝土的限制膨胀率也大。小张：同时必须指出，由于膨胀剂的品种和掺量不同，它与水泥、化学外加剂及掺合料的适应性也各异，因此，要通过混凝土试配来确定组成材料的用量，要在满足混凝土强度等级、抗渗等级及坍落度的条件下，根据工程的具体情况，必须要达到设计所要求的膨胀率，使混凝土膨胀剂的掺量满足不同结构及不同部位的补偿收缩的要求。王工：三是要走出“膨胀剂会使混凝土强度下降，不能采用内掺法”的使用误区，掺加膨胀剂的混凝土试件在湿养护过程中呈现为无限制的自由膨胀状态，钙矾石膨胀对水泥结构有微小破坏，而膨胀作用主要表现在最初的1~7d，所以7d抗压强度比空白混凝土低10%左右属于正常现象。在实际过程中，混凝土结构必须受到钢筋的内约束和外部邻位边界的外约束，混凝土变形呈现为限制膨胀状态，比如，混凝土底板的变形受到基底及邻边的约束，混凝土墙体的变形受到基底、墙侧土体及两侧端墙的约束，其限制膨胀率与试件的自由膨胀不同。试验表明，带模养护的混凝土试件强度比不带模养护的混凝土试件强度高10%~15%。膨胀剂本身具有一定活性，可视为胶凝材料的一部分，虽然混凝土早期强度随UEA等膨胀剂掺量的增加而降低，但降低并不成正比例关系，实践证明，混凝土的后期强度能赶上甚至超过不掺膨胀剂的基准混凝土。有资料介绍，当膨胀剂掺至14%~15%时，混凝土强度有所降低，建议将其强度提高一级。小张：四是要走出“膨胀剂宁可少掺，少掺比多掺好”的使用误区。由于掺有膨胀剂的补偿收缩混凝土试件的早期强度有所降低，有些人害怕后期强度的继续下降而特意减少膨胀剂的掺量，以防万一，这样做的结果将导致混凝土的膨胀率下降，使膨胀剂的使用失败。值得注意的是，随着UEA等膨胀剂用量的增加，混凝土坍落度损失随之提高，故在满足和尽量提高混凝土膨胀率的前提下，应尽量减少膨胀剂的用量，同时也能降低成本，但是，如果有人为降低成本故意减少膨胀剂，那就不对了。王工：五是要走出“只做强度和抗渗检验，不做膨胀率检验”的使用误区。有一些单位，只根据混凝土等级及抗渗等级的试配来确定混凝土的施工配合比，然后在按该配合比的基础上掺加膨胀剂生产厂家产品使用说明书上推荐的膨胀剂掺量，作为补偿收缩混凝土的配合比，更有甚者不采用等量代替水泥用量法，而直接在原混凝土配合比的基础上，再掺入所需加入的膨胀剂，更不应该的是不做限制膨胀率试验。工程实践证明，膨胀混凝土的膨胀率除与膨胀剂的种类和掺量有关外，与其有关的因素还有水泥品种和数量，特别是其中孰料C3A矿物及SO3的含量，另外混合材料的品种和数量、掺合料的品种和数量、混凝土强度、水胶比、养护温度和湿度、搅拌时间、外加剂及骨料的种类及数量也有一定关系。由此可见，膨胀剂的掺量及混凝土的膨胀率是受多种因素控制的。而且其中各种因素之间的关系又复杂多变，若想使混凝土膨胀率能够满足不同结构和部位补偿收缩的需要，对于掺有膨胀剂的补偿收缩混凝土，一定要检测限制膨胀率，应以此作为混凝土配合比的主要依据，膨胀剂生产厂家出厂说明书上的膨胀剂掺量只能作为参考，不可以作为施工掺量的依据。小张：六是要走出“掺加膨胀剂后可不设伸缩缝，也可不设后浇带”的使用误区。混凝土膨胀剂的掺量可以适当增大最大伸缩缝间距，但不可省去不做。《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）明确指出，如有充分依据和可靠措施，伸缩缝最大间距可适当增大，并强调尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响。因此，不能只因采用补偿收缩混凝土就草率地过大增加伸缩缝间距更不能因有了少量未发现问题的工程实例，而对各种有利和不利因素的影响方式和程度不进行有科学依据的分析和判断，随意确定最大伸缩缝间距，整个结构长度超过最大伸缩缝间距过大而不设缝的做法是不慎重的，一般不宜超过50~60m，不宜完全取消伸缩缝。设置后浇带是我们常用的防止大体积混凝土开裂的有效方法。合理有效地设置后浇带可适当增加最大伸缩缝间距，但不能用后浇带代替伸缩缝。同时应该注意，后浇带混凝土的浇筑应当在已浇筑的膨胀混凝土收缩基本稳定后的一个月进行。由于后浇带施工不但麻烦，而且还会延长工期，有时还可能造成渗漏，因此目前大量采用以膨胀加强带取代后浇带。合理设置有效的后浇带或膨胀加强带，在有可靠经验时可适当增大伸缩缝间距，但不能用后浇带代替伸缩缝。王工：使用掺有膨胀剂的补偿收缩混凝土是在结构施工阶段采取防裂的有效措施之一，是国外和国内通用的减小混凝土收缩不利影响的可靠手段，我们必须走出上述几个误区，正确使用才能取得应有的效果。小张：通过上述讨论，我知道了正确使用混凝土膨胀剂的方法。除此之外，还必须明确其应用范围，以利正确使用。王工：你说得很对，普通混凝土掺加膨胀剂后，混凝土产生适度膨胀，形成一定的预压应力，大致可抵消混凝土在硬化过程中产生的干缩拉应力剂补偿部分水化热引起的温度应力，从而防止或减少结构有害裂缝的产生。应该指出，膨胀剂仅适用于控制混凝土早期硬化所产生的收缩变形，主要解决早期混凝土的干缩和中期水化热引起的温度收缩变形问题，对于后期周围环境温度变化产生的温度收缩变形是难以解决的。因此，膨胀剂最适用于后浇带、膨胀加强带及二次灌注的填充膨胀混凝土。小张：通过您的讲解，我对掺膨胀剂的补偿收缩混凝土有了进一步的认识，消除了对膨胀混凝土的误解，谢谢！1.3糖蜜缓凝剂的配制与应用混凝土施工时常要用到缓凝剂，缓凝剂的种类很多，糖蜜缓凝剂便是其中的一种。糖蜜缓凝剂的掺量及效果糖蜜缓凝剂的适宜掺量为水泥量的0.2%~0.4%，在气温23~28℃条件下，其掺量每增加0.1%，约可延长凝结时间1h，糖蜜本身也具有减水作用，在上述前提下减水率为5%~8%可节约水泥10%~15%。如果水泥用量不减，则可提高抗压强度10%~20%，而抗冻性、耐久性等也都有所提高，同时对钢筋无锈蚀作用。糖蜜缓凝剂的配制糖蜜缓凝剂的原材料组成为糖蜜+石灰膏（生石灰粉）+水。其中糖蜜是制糖生产过程中提炼出食糖后所余下的废液；磨细生石灰粉需要通过0.3mm孔径的筛子；石灰膏稠度为12cm，水要求为洁净的饮用水。配合比见表1-3。表1-3糖蜜缓凝剂配合比材料名称糖蜜/kgr=11.2磨细生石灰粉/kkg石灰膏/kg水/kg配合比10.160.37510.3680.168配制方法：先把原相对密度r=1.4~1.6的浓稠糖浆用热水稀释至1.2，按表1-3配合比掺加磨细生石灰粉或石灰膏。石灰必须缓慢加入并使用木棒连续搅拌30min，直至石灰均匀分布于糖蜜中，此时温度为50~60℃，调制均匀成为一种红棕色糊状液体，让其自然冷却，存放一周左右，便可使用。糖蜜缓凝剂的使用要求根据糖蜜缓凝剂的使用要求和当时外界气温选定其用量，当气温在25~35℃之间时，掺量为0.1%~0.3%（按水泥质量计）。缓凝剂本身有不均匀沉淀现象，所以在加水稀释前，必须将其搅拌均匀。使用前先把缓凝剂按质量比稀释于10倍水中搅匀备用，然后加干料于搅拌器内，同时倒入缓凝剂，把混凝土搅拌均匀即可。糖蜜缓凝剂使用注意事项糖蜜本身是一种微酸性混合物，它的PH值约为4，在气温较高时（25℃以上）易发酵变质，因此夏季现场使用时要立即在糖蜜中加入石灰化制后储备备用。糖蜜应纯净，石灰膏中不许有硬块或其他杂质。化制好的缓凝剂必须及时装入容器内密封储存，以免表面结硬并防止杂质混入。1.4粉煤灰在混凝土中的适宜掺量虽然在高效能混凝土组分中，硅粉、矿渣粉、沸石粉等掺合料由于其货源较紧缺、价格较贵等原因，其应用受到了一定限制；而粉煤灰以其特有的货源、价格、性能等方面的优势，已成为普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土或有特殊要求的混凝土中不可或缺的组分。粉煤灰可和磨细矿渣粉、沸石粉等掺合料作为“复掺”技术应用到各种混凝土中，发挥其特有的叠加作用。因此，大力发展、推广应用粉煤灰混凝土和“复掺”混凝土已构成近代混凝土技术发展的大趋势。本节将对粉煤灰在混凝土中的适宜掺量进行探讨，并尝试在高性能混凝土或特种性能混凝土配制过程中推广应用。粉煤灰适宜掺量（1）在低水胶比条件下，水泥水化条件相对改善，因为粉煤灰水化缓慢，使混凝土的水灰比增大，水泥的水化程度因而提高，这种作用机理随着粉煤灰的掺量增大愈加明显。例如，原水泥用量300kg/m3，用水量180kg/m3，水灰比为0.6；掺加30%粉煤灰后为：水泥用量210kg/m3，粉煤灰90kg/m3，水仍180kg/m3，这时由于粉煤灰水化缓慢，待水泥水化后析出Ca(OH)2后才能二次水化，这时水泥为210kg/m3，水仍180kg/m3，即水灰比增大为0.857，水泥水化程度提高了。（2）粉煤灰掺量达30%~45%后，混凝土数小时坍落度几乎无损失，长途运输仍能达到自密实的效果，达到用水量降低，水胶比减小，泌水率减小，密实度提高，生产出高抗渗、耐久性优良的混凝土。（3）P·O32.5级水泥可掺到35%，P·O42.5级水泥可掺到45%左右，粉煤灰取代水泥率一般以15%~35%为宜，普通混凝土取代率最大限界为：P·Ⅰ、P·Ⅱ水泥取代率为30%~50%，P·O水泥取代率为25%~40%，P·S水泥取代率为20%~30%，P·P水泥取代率为15%~20%，预应力混凝土P·Ⅰ、P·Ⅱ水泥取代率不大于25%，P·O水泥取代率不大于15%，P·S水泥取代率不大于10%。增钙粉煤灰取代水泥可在30%~50%或更多，中、低等级混凝土可取代更多水泥，例如C30混凝土。水泥用量为150~240kg/m3，如果粉煤灰和矿渣粉复掺，水泥的用量会更低。（4）粉煤灰化学活性相对较低，对混凝土早期强度影响较大，尤其是掺量较高情况下，影响更大。为了弥补此缺陷，在加入粉煤灰的同时，再掺入活性较高的磨细矿渣粉，可提高其火山灰效应，增加体系中微粒之间的化学交互、诱导和激发作用，又提高了粉体的化学活性，两种掺合料复合后，可使其取长补短，在混凝土强度发展上有一定的互补作用，产生单一材料不可能有的优良效果，发挥更大优势，弥补单掺粉煤灰混凝土早期强度低的缺点。（5）粉煤灰和磨细矿渣粉复掺后，共同发挥了两种材料的火山灰效应、形态效应和微集料效应的叠加作用，更有效地提高混凝土品质和改善各种性能，例如混凝土和易性、粘聚性、可泵性等会更好，减少混凝土坍落度损失；硬化后混凝土结构会更加密实，混凝土早期强度会得到提高，抗冻、抗渗及耐化学腐蚀等会更显著的改善；还能有效地降低混凝土的生产成本。一般复掺比例为粉煤灰10%~30%，磨细矿渣粉20%~40%，复掺最大掺量宜为30%~50%。粉煤灰应用配制泵送混凝土，大体积混凝土，抗渗、抗冻、抗硫酸盐和抗软水侵蚀混凝土，蒸养混凝土，轻骨料混凝土，地下工程混凝土，水下混凝土，压浆混凝土及碾压混凝土等均宜掺加粉煤灰，而粉煤灰可与各类外加剂同时使用，其适应性及合理掺量应由试验确定。一般中低强度等级混凝土，泵送混凝土，大体积混凝土，水下、地下混凝土使用普通水泥，其最大在有外加剂和激发剂掺加条件下，最大掺量可达到60%以上，与高效减水剂、引气剂复合使用，对于C40混凝土可取代量为70%左右。（1）大体积混凝土掺入粉煤灰伙再掺入磨细矿渣粉，可改善混凝土工作性能，可减小混凝土水化热，降低或延迟温峰出现的时间，有利于避免或减少温度裂缝；矿渣粉复掺到混凝土中，是非常理想的掺合料组合。大体积混凝土掺入膨胀剂后，再掺入粉煤灰和缓凝剂，同样可以降低积混凝土水化热引起的温度梯度，从而减少和防止温度裂缝的出现。实验表明，在掺加膨胀剂同时，适当再掺入粉煤灰，可以进一步提高混凝土的抗裂性能和混凝土的体积稳定性。但掺量不能过大，以10%左右为宜，因为粉煤灰能降低膨胀量，抑制膨胀剂性能的发挥，它消耗了Ca(OH)2，使钙矾石的形成速度减缓。对于大体积混凝土，当粉煤灰掺量达到25%时，对积混凝土温升影响明显降低。当掺量达到30%以上时，比不掺时温度降低5~7℃。（2）商品泵送混凝土要求水泥用量或胶结材料总量不得低于300kg/m3，掺入粉煤灰后可替代部分水泥，并且有明显的技术、经济和环境效益，降低水泥水化热，提高混凝土和易性、可泵性，减少泵送混凝土堵管、堵泵现象的发生。商品混凝土掺入粉煤灰后，可减少混凝土干缩裂缝，可改善混凝土一系列工作性能，有效地减小混凝土拌合物坍落度损失。（3）抗渗混凝土掺入粉煤灰后，提高混凝土密实性，当掺量不超过20%时，随着掺量增加，混凝土抗渗性提高；当掺量超过20%时，混凝土抗渗性能有所下降。（4）许多标准和规范都规定，混凝土内粉煤灰掺量应在25%以下，尤其是预应力混凝土中的掺量限制更为严格，这是因为，我国过去混凝土没有掺减水剂或混凝土水灰比较大（一般水灰比都高于0.5），在此情况下再掺入粉煤灰，减小水泥用量就会使混凝土凝结硬化时间明显延缓，混凝土早期强度低、渗透性增大。现今高效减水剂应用已很普遍，混凝土水灰比，尤其是掺有矿渣粉的混凝土，水胶比很容易降低到0.5以下，目前水泥活性已高于20世纪80年代的水泥，C3S含量高、细度大，因此，掺矿渣粉很大的混凝土与过去相比，其早强发展速率也大大加快了。至此，有人建议在预应力混凝土中可以放心掺入粉煤灰，不受跨度的影响。（5）应用“复掺”技术还是高性能混凝土、绿色环保混凝土有效的发展途径，高性能混凝土中可掺入25%~50%的粉煤灰和50%~80%的磨细矿渣粉。大掺量粉煤灰也是发展高性能混凝土的可行途径，不仅能提高混凝土品质，还能有效降低混凝土的生产成本。将来，随着科技的发展，混凝土中矿渣粉掺合料有可能成为主要组成成分，而水泥则成为掺合料的可能。1.5预拌混凝土掺磨细矿渣粉技术目前，我国预拌混凝土内掺入掺合料，以改善其各种性能。在预拌混凝土中掺入粉煤灰最为适宜，除此之外，磨细矿渣粉也应作为第二掺合料。矿渣粉具有自身水硬性和火山灰活性作用，因为它接近于硅酸盐水泥，但又与硅酸盐水泥不同，本身的CaO含量较低，活性较差，但在碱性环境中，在水泥水化产生物Ca(OH)2和石膏的激发下，却具有较高的活性。磨细矿渣粉掺入混凝土中，不仅可以改善混凝土的泌水离析、和易性，尚可提高混凝土的后期强度；由于矿渣粉掺量较大，已成为继粉煤灰之后应用第二广泛的矿物掺合料。单掺磨细矿渣粉会影响混凝土的早期强度，要使掺矿渣粉后混凝土早强，与粉煤灰同时掺入到混凝土中就能解决这个问题。复掺后，二者的作用相互促进、优势互补，产生叠加效应，比单掺任何一种掺合料都强，对混凝土强度的贡献率较高。换言之，粉煤灰+矿渣粉不是1+1=2,而是1+1>2的技术效果。预拌混凝土中单掺矿渣粉时，混凝土坍落度大，黏度大；如果矿渣粉和粉煤灰复掺，一方面可改善混凝土的工作性，同时也可在混凝土强度上有一定的互补作用，弥补单掺粉煤灰早强低的不足。以矿渣粉而言，析出的Ca(OH)2可激发粉煤灰的活性，从而促进粉煤灰颗粒中铝、硅的溶解，使水化液相中铝、硅的浓度增加，又可加速矿渣粉的水化过程，各种外掺料都参与水化，当然有早、有晚，有快、有慢，只要比例得当，功能型外掺料在混凝土中的叠加效应一定能满足设计要求。单掺矿渣粉对混凝土早期抗裂性不利，因此，对超细矿渣粉的开发应用，应持审慎态度。矿渣粉在预拌混凝土中的掺量，应根据磨细矿渣粉本身的质量来决定，一般掺量为：S75级为10%~30%,S95级为20%~40%，S105级为30%~50%；矿渣粉对混凝土早期抗裂有影响，在掺量20%~35%时，对混凝土早期3d自收缩影响不大，但对后期收缩则有一定影响，掺量为50%时，对早期和后期的混凝土自收缩均有明显影响，因此，对高强混凝土以控制掺量小于或等于20%为宜。普通混凝土单掺矿渣粉以30%~40%为宜，大体积混凝土可增至50%以上，能明显降低混凝土的水化热。磨细矿渣粉宜和粉煤灰复掺，可改善混凝土自收缩不利的影响。矿渣粉和粉煤灰复掺适宜配制C45以下的混凝土，以配制大体积和炎热高温季节施工的预拌混凝土为最佳。复掺最佳掺量建议为：粉煤灰10%+矿渣粉20%，混凝土28d强度可达60MPa以上；20%+矿渣粉30%，混凝土28d强度可达50MPa以上；粉煤灰20%+矿渣粉40%，混凝土28d强度可达40MPa以上；但必须考虑到，粉煤灰和矿渣粉的等级级别，对混凝土强度有较大影响，在应用矿渣粉时，尚应考虑到水泥厂已掺入的混合料品种和数量。磨细矿渣粉掺入混凝土中吸收部分Ca(OH)2，产生二次水化反应，从而改善了界面区Ca(OH)2的取向度，降低了Ca(OH)2的含量，还减少了Ca(OH)2晶体的尺寸，不仅有利于混凝土力学性能的提高，还有利于混凝土耐久性的改善；而矿渣粉本身也有一定的减水作用，随着其磨细度的提高，减水作用增强，提高混凝土坍落度，增加了保水作用和良好的混凝土和易性。矿渣粉和粉煤灰复掺再与减水剂、引气剂等双掺，其适应性都较好，技术效果很显著，对混凝土早期、后期强度贡献率都有提高，复掺后共同发挥了两种掺合料的火山灰效应、形态效应和微骨料效应的叠加作用，使混凝土具有良好的可泵性、抗渗性，用于地下、水工工程及大体积混凝土工程更佳。1.6泵送混凝土中润泵砂浆的使用泵送混凝土就是用混凝土输送泵将混凝土输送到施工工作面上的一种混凝土。混凝土泵送前，需要输送水和润泵材料，疏通管路。按照《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10—1995）规定，泵送混凝土润泵砂浆一般采用水泥浆、1:2水泥砂浆或与混凝土内除粗骨料外的其他成分相同配合比的水泥砂浆，使输送泵活塞和管道内壁润滑，形成一层润滑膜。从而有效减少混凝土的附属物，在实际应用中很不规范，存在以下问题。（1）对润泵砂浆的作用没有正确认识许多工地采用预拌商品混凝土，润泵砂浆往往不仅用于润泵，还常常用到工程部位上，这是很多施工员习以为常的事情。工地技术人员在施工前向搅拌站申请预拌混凝土时，往往只在申请单上注明混凝土的技术要求和供应时间等内容，而忽略了砂浆。一些比较规范的搅拌站在生产供应时，能够根据工地施工部位和施工方式的特点，有针对性地设计砂浆配合比（如剪力墙、柱、后浇带等需接槎部位）；而有些质量控制不规范的搅拌站没有严格的质量控制体系，对润泵砂浆没有采取质保措施，没有认真制定相应配合比，只要是润泵砂浆，往往只按一个配合比执行，从而质量隐患开了绿灯。（2）施工中错误使用润泵砂浆很多施工单位在浇筑混凝土楼板时。润泵砂浆往往被集中浇筑于开始浇筑的楼板端部或施工缝处，然后再覆上混凝土，结果造成顶板局部或施工缝处砂浆过于密集，使楼板强度降低，抗裂性能变差，浇筑其他部位时这种现象也非常常见，容易发生很多质量问题。C30混凝土润泵砂浆配合比见表1-4，如果采用表1-4中1号配合比，楼板底部更可能出现砂过度集聚的质量病害，情况严重者可能危害结构安全。很多施工单位施工时，剪力墙、柱等施工部位往往不按照规范预铺通配比砂浆，而只是润泵砂浆直接泵送到剪力墙、柱里，至于浇筑多少则没有严格控制，有时剪力墙、柱里砂浆过多，而有时达不到要求甚至一点儿都没有，当混凝土构件根部砂浆过多时，则强度不足，有可能出现漏浆、烂根、蜂窝等病害。（3）润泵砂浆结算不规范施工单位与预拌混凝土生产企业签订混凝土合同时，往往只涉及混凝土相关内容，经常忽略润泵砂浆；有的施工单位在结算中不承认润泵砂浆的合理性，认为用的是混凝土，砂浆是搅拌站为自行方便自己使用的，与工地无关。搅拌站为降低成本，被迫偷工减料，制造不符合要求的润泵砂浆，形成恶性循环，造成工程质量隐患。表1-4C30混凝土润泵砂浆配合比材料水泥/kg粉煤灰/kg水/kg砂/kg泵送剂（掺量2.3%）/kg成本/（元/m3）1号30012030015004.098.92号520120310155019.4176.9单价/（元/t）190754152300—出现这些问题，究其原因，一是施工方、生产方质量意识不够，没有高度重视和理解润泵砂浆的真正作用；二是生产方为了降低成本，主观上存在偷工减料的意识和行为；三是供需双方没有达成一致意见，存在分歧。这几种原因共同作用，造成润泵砂浆应用的极度不规范。对此，呼吁混凝土生产企业正确对待润泵砂浆的作用，摒弃以前对润泵砂浆的偏见和错误理解，将这一部分纳入预拌混凝土试验系统中，建立一套适用不同施工部位，不同施工方法，不同技术要求的润泵砂浆配合比，这样既能起到润泵的作用，又能使砂浆的作用得以体现，还能保证工程质量，也能适当降低成本。同时，施工单位也应提高对润泵砂浆的应用管理，在预拌混凝土申请单上将砂浆的性能要求注明。施工中可以先用容器将润泵砂浆集中收集到一起，统一分配或根据实际情况，均匀铺撒到非常重要部位工作面上，这样既能保证工程质量，又能避免浪费，但是重要部位不能这样处理，必须扔掉或另作他用。同时建议预拌混凝土生产企业同工地进行沟通，就润泵砂浆结算问题达成一致意见，并在合同中注明。预拌混凝土生产企业在预拌混凝土使用说明书中对润泵砂浆的使用进行说明，指导工地正确使用。润泵砂浆是泵送混凝土的“润滑剂”，需要预拌混凝土生产企业同施工工地双方共同努力。只要注重细节，润泵砂浆的作用就能充分发挥，混凝土质量也必将得到很多提高。1.7聚丙烯纤维在混凝土工程中的应用混凝土工程中材料的特性决定了其结构较易产生裂缝，从看来，施工中混凝土出现裂缝的概率也是不低的。而且，由于品质参差不齐，加上现场从业人员的不良习惯，往往造成混凝土工程品质低下。采用添加聚丙烯纤维的方法可达到抑制裂缝的目的，聚丙烯纤维添加于混凝土中有很大的防裂作用，混凝土的渗透性降低，磨耗减小，还可防止爆裂和抗冲击等。聚丙烯纤维的特性聚丙烯纤维也是由不饱和碳氢化合物剂衍生聚合而成的聚合物，经过干燥、熔融、纺丝、取卷、切断，并加纤维以处理，成为不同性质的纤维产品。其本身具有绝佳的化学性、耐酸碱性、抗腐蚀性及耐水性，依据工程的需要，一般有不同粗细和长度的单股恒长纤维、多股恒长纤维、棉状纤维和纤维束等。在混凝土工程中，聚丙烯纤维掺入后经与粗骨料的碰撞冲散，均匀分布于混凝土中，增加了拌合、施工的方便性，是应用颇多的纤维材料。目前，工程上使用的聚丙烯纤维产品一般有单丝纤维、纤维束、纤维网以及纤维加强筋等，各产品又可依据要求制成不同长细比的纤维形式。表1-5为聚丙烯纤维的一般特性。表1-5为聚丙烯纤维的一般特性直径/μm长度/mm密度/（g/cm3）弹性模量/GPaa泊松比抗拉强度/GPa破坏应变（%）纤维用量（%）软化点/℃熔点/℃单细丝100~2005~500.950.290.4180.1~6140~160165~173纤维束500~4000020~750.980.460.480.2~1.2140~160165~173加强筋—10~300.9100.290.481~3140~160165~173聚丙烯纤维混凝土性质及其应用范围（1）对抗压强度、抗弯强度的影响1）根据抗压强度试验结果可知，聚丙烯纤维掺入一般混凝土后，对早期抗压强度的增长具有负面影响，对于晚期强度，呈现约为10%的增长趋势。就整体而言，聚丙烯纤维的掺入造成的强度增加有限，且纤维添加量过多时，其强度减缓。其主要原因是由于纤维添加量大导致混凝土工作性能降低，使试体捣实、制作出现问题。怎样在工作性能与纤维添加量之间取得平衡，使其既兼顾施工的要求又能符合纤维添加的目的，实需慎重考虑。2）对于抗弯强度的影响。一般混凝土中由于聚丙烯纤维的添加，短龄期抗弯强度呈现降低趋势，如1d龄期内甚至会降低30%；长龄期抗弯强度呈现5%左右的增长。而在高性能混凝土中，无论长短龄期皆呈现降低趋势。（2）对收缩的抑制作用混凝土体积的稳定性影响混凝土工程的耐久性，体积的稳定性问题一般有初、终凝水化反应造成的体积收缩。混凝土浇筑后，由于温度、湿度以及风速变化，造成新浇筑混凝土不正常，水分蒸发产生的塑性收缩以及凝固后水分进出形成的干缩等。实验的结果显示，聚丙烯添加量在0.7kg/m3的混凝土，对于高气温、高风速以及低温度下易产生的塑性收缩具有明显的抑制作用。上述实验在32~38℃的气温、8.5m/s的环境风速以及30%～60%的相对湿度状态下，聚丙烯纤维混凝土相对于控制组的单位面积裂缝长度，可减少80%以上，且随纤维量增加，在容许的工作性状态下，呈现效果增加的趋势。而对于干缩的抑制，在40d龄期状况下，纤维混凝土收缩量减小15%，说明聚丙烯纤维对于混凝土的收缩具有很大的抑制作用，其用于防止混凝土塑性收缩和干缩，可发挥很大的作用。（3）可降低混凝土的渗透性系数加入聚丙烯纤维约0.7kg/m3于一般混凝土中，将使混凝土的渗透性系数降低30%，其效果明显。此渗透性系数降低是因纤维在混凝土中的均匀分布，造成渗透水路的延长，减小通过的水量。（4）降低磨耗及提高抗冲击性能就磨耗、抗冲击性能的效果而言，在一般混凝土、高性能混凝土中也有不同的状况。就磨耗说，添加0.1%体积含量的混凝土，可减少15%的磨耗；但掺在高性能混凝土中，不但无帮助，还会增加约10%的磨耗量，这说明纤维的添加应与混凝土性能一并考虑。另外，就抗冲击的状况而言，添加0.3%~1.0%的体积含量聚丙烯纤维于一般混凝土中，会使混凝土承受撞击至破坏的总撞击次数未添加纤维者高出1~3倍。（5）火灾爆裂抑制效果佳混凝土中，由于聚丙烯纤维的加入，其软化点、熔点在150~200℃之间当火灾发生随温度升高的同时，聚丙烯纤维于混凝土中占有的空间，由于软化、溶解而释放，形成压力卸载的通道，达到抑制爆裂的目的。根据研究显示，在单位体积添加量为0.03%以上时，抑制爆裂的效果明显。（6）工程应用范围一般在工厂地坪、下水管、桥面栏墙、板材、储水箱、连续壁等工程均可应用。工程应用注意事项一般在使用单丝纤维抑制塑性收缩、干缩时，纤维添加量为0.6~1即有相当程度的效果，用于爆裂抑制时仅需0.03kg/m3；如使用纤维加强筋于抗冲击，用量以1.5~2kg/m3为佳，掺加聚丙烯纤维的种类、长度不同，呈现的效果也有差异，且导致的工作性能变化也不同。单丝掺入混凝土中会出现较大的坍落度减损，但可取得裂缝抑制成效；纤维束、纤维网掺入后造成纤维混凝土坍落度减损较单丝纤维少，但防裂、抗渗功能降低5%~10%。纤维长度一般从5~75mm不等，一般纤维长度减小可以获得好的拌合均匀性。而在纤维加强筋的选择上，通常以比骨料粒径小的长度为宜，对工作性能影响不大，如为加强裂缝抑制效果，需加较多含量的纤维。1.8使用U型膨胀剂应注意的问题为解决抗裂防渗问题，近年来，U型膨胀剂在大体积混凝土底板、地下室外墙、后浇带、加强带、钢管混凝土中得到了较为广泛的应用，对保证工程质量和发挥使用功能起到了良好的作用。但有一些工程掺了U型膨胀剂后，结构仍然出现裂缝，有的甚至出现强度下降，究其原因是原材料有问题和工艺不规范所致。因此，使用U型膨胀剂时，应充分注意以下几个方面问题：（1）采用合格的U型膨胀剂。不可采购那些“三无”产品。（2）U型膨胀剂的掺量，配制补偿收缩混凝土时，U型膨胀剂的掺量一般为8%~12%；配制填充性混凝土时，U型膨胀剂的掺量一般为12%~15%；配制自应力混凝土时，U型膨胀剂的掺量一般为15%~25%。水泥强度等级高、配筋率高，U型膨胀剂的掺量可适当加大（取上限），否则应当减小。当U型膨胀剂掺量超过12%时，混凝土强度可能略有降低，此时应提高混凝土一个强度等级，以弥补降低的混凝土强度。（3）水泥用量与配筋率。U型膨胀剂的掺量是以水泥用量的百分比来计算的，为防止U型膨胀剂的用量不足，水泥用量不能过低，对配筋率而言，配筋率小起不到限制膨胀的作用，其抗裂效果不好。各类混凝土构件的配筋率必须在0.2%以上，且宜用细直径、间距小的钢筋。此外，对侧向尺寸较小的构件（如外墙），如果拆模过早，侧向无约束，容易形成裂缝，故此类构件不宜过早拆模。（4）与水泥是适应性。U型膨胀剂与不同水泥混用时的效果是不同的，主要表现在混凝土的凝结时间、用水量、坍落度保持值、强度及膨胀率上。这与水泥品种、矿物组成、含碱量、细度等有关，一般来说，矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥的早期抗压强度低，且因泌水率大，易产生较大的收缩，需补偿收缩的膨胀能较大；因此，使用U型膨胀剂配制混凝土时，宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。（5）配合比的影响。由于膨胀率受水泥用量的影响较大，所以水泥计量要准确。掺入U型膨胀剂的混凝土的用量一般高于不掺的混凝土，而用水量增加，会导致膨胀率减小及干缩率增大，所以应在允许条件下，尽量减小用水量。在同一U型膨胀剂掺量下，碎石混凝土的膨胀率一般要比卵石混凝土小。U型膨胀剂与其他外加剂一起使用时，在性能方面会出现相互影响。例如氯盐外加剂有促进水泥硬化的作用，会影响U型膨胀剂的正常水化速度，同时，水泥石强度形成较快，对膨胀有限制作用，会降低膨胀率；与硫酸钠早强剂复合使用会使抗压强度下降等。因此选用外加剂时要慎重，要求做外加剂匹配试验。（6）操作及养护的影响。掺入U型膨胀剂的补偿收缩混凝土一般采用机械振捣，而填充用膨胀混凝土一般选用较大的坍落度（180~240mm），靠自流平作用填满空间，或用宽竹条反复插捣或推拉；如果用机械振捣，则有可能使混凝土分层，抗压强度降低，甚至石子下沉形成堵塞。填充混凝土的浇筑，应按一个方向进行，以便排除内部的空气。掺U型膨胀剂的混凝土在龄期14d内有膨胀性，14d后逐步趋缓，因此必须坚持养护14d。养护温度对混凝土的抗压强度和膨胀率也有明显影响，一般最低温度不宜低于5℃。（7）使用范围。U型膨胀剂有一定的使用范围例如在地下、水工、隧道等工程中应用时，因能保证一定的湿度和温度，有利于水泥膨胀源（钙矾石）的稳定，所以能提高混凝土的抗渗性能。而在相对比较干燥或温度较高的部位中，应尽可能不使用U型膨胀剂，而选用其他种类的膨胀剂。1.9现场确定混凝土粗骨料级配的方法在混凝土施工中，粗骨料的级配往往是影响混凝土和易性的主要指标，级配良好的混凝土流动性就好，这一点在泵送混凝土中表现得尤其明显。在工地上，按照试验室给的配合比施工，其和易性往往不好，这是因为：一是在室内混凝土拌合物多数为人工拌合，且数量较少、流动性不易判定；二是很多委托单位从开始委托试验到混凝土开始施工，时间往往很短，试验室仓促应付，按照经验调整一下完事。因此，在施工中拿到混凝土配合比后并非照单施工，而是应首先确定骨料的最佳级配，试拌一些拌合物，观察其和易性，然后再大量生产。实践证明，这样做不但混凝土的和易性好，而且混凝土较密实，强度高，还能节省水泥，不失为现场调整的一个好的辅助手段。现以二次级配为例介绍如下。（1）首先将小石子和中石子用圆孔筛（20mm）分开，并且将小石子和中石子的超粒径情况分别试验，做好记录。（2）称中石子大约7kg，倒入200mm×200mm×200mm的混凝土试模中，放在振动台上，振动3min（也可人工插捣）。（3）称小石子大约5kg，倒入的混凝土试模中，放在振动台上，振动3min，至小石子完全钻入中石子空隙中为止。如果小石子数量不足，可再放入一些，直至小石子不再明显下沉而且混杂的中石子与试模齐平为止。（4）准确称量试模中石子和小石子的质量。即为小石子和中石子的最佳比例。（5）重复试验一次，取平均值作为施工控制指标。按照上述方法，再结合现场中石子和小石子超粒径情况，就可以准确调整骨料级配，得到最佳效果。1.10混凝土的碱—集料反应应注意的问题拆除与维修一些混凝土结构工程时经常可以发现，混凝土结构物有膨胀、剥裂现象，分析原因多因混凝土的碱—集料反应所致，因此，应预防混凝土的碱—集料反应，以确保混凝土质量和延长结构使用寿命。所谓混凝土的碱——集料反应，是是指混凝土在在固化以后，其其内部所含的的碱与其砂、石石集料中所含含的碱活性物物将发生一种种化学反应，化化学反应后将将产生一种胶胶凝物质，而而此种胶凝物物质吸收水分分会发生膨胀胀，尽管这一一过程比较缓缓慢，但最终终将造成混凝凝土结构之内内向外的开裂裂，从而导致致混凝土的损损坏。造成混凝土的碱——集料反应的的主要因素有有三个：一是是混凝土自身身的含碱量；；二是混凝土土中砂、石集集料所含碱活活性物质的多多少；三是促促成混凝土中中碱与集料中中碱活性物质质发生化学反反应及胶凝物物质所需要的的水。因此，预预防混凝土的的碱—集料反应的的技术措施应应与以上三个个因素相对应应。（1）混凝土中的碱含含量。它来源源于水泥、化化学外加剂和和矿物掺合料料。碱含量以以当量氧化钠钠衡量，单位位是每立方米米混凝土中的的千克数。（2）碱活性是指拌制制混凝土的砂砂石集料中，所所含有能与钾钾、钠离子发发生化学反应应、其生成物物又能吸收水水分而膨胀的的岩石和矿物物质。碱活性性集料按其膨膨胀率的大小小分为四种，可可通过试验确确定。1）A种，其膨胀率小于于等于0.002%，称作作为非碱活性性集料。2）B种，其膨胀率大于于0.02%%，又小于等于于0.06%%，称作为低碱碱活性集料。3）C种，其膨胀率大于于0.06%%，又小于等等于0.1%%，被称作为为碱活性集料料。4）D种，其膨胀率大于于0.1%，称称作为高碱活活性集料。（3）混凝土结构工程程按其所处的的环境分为以以下三类。1）Ⅰ类工程。指所处环环境干燥，不不直接与水接接触，空气相相对湿度长期期低于80%的工业与民民用建筑工程程，如住宅、办办公楼、非潮潮湿条件下的的工业厂房等等。2）Ⅱ类工程。指所处环环境潮湿，直直接与水接触触，干湿交替替的环境或处处于潮湿土壤壤中的混凝土土工程，如水水池、水坝、水水处理工程或或桥梁、护坡坡、铁道轨枕枕、公路路面面、隧道工程程及地下建筑筑物等。3）Ⅲ类工程。指处于外外部有供碱条条件且环境潮潮湿的混凝土土工程，如处处在高含盐碱碱地区的混凝凝土工程、接接触溶化冰雪雪盐碱的城市市混凝土路面面、桥梁、下下水道工程及及处于盐碱化化学工业污染染环境内的混混凝土工程。预防混凝土碱—集集料反应，在在前面所谈到到的三类工程程中，对于Ⅰ类工程是可可以不采取预预防措施的，但但对于混凝土土结构的外露露部分，需采采取防水措施施，避免雨水水渗入混凝土土结构中，如如涂刷防水涂涂料、粘贴防防水面砖等。对于Ⅱ类工程，应采取预预防措施。应应针对所采用用碱活性集料料的不同类别别，首先对混混凝土中的含含碱量作出评评估和限制。当采用A种非碱活活性集料配制制混凝土时，其其混凝土中的的碱含量可不不受限制。当当使用B种低碱活性性集料时，每每立方米混凝凝土中的含碱碱量不得超过过5kg。当使使用C种碱活性集集料时，每立立方米混凝土土中的碱量不不得超过3kg。而对于于D种高碱活性集集料，严禁在在Ⅱ、Ⅲ类工程中使使用。然而对对于特别重要要的混凝土结结构工程或特特殊结构工程程的混凝土配配制，应按有有关混凝土碱碱—集料试验数数据进行。最后还要提到的是是，对于Ⅱ、Ⅲ类工程结构构验收时，还还必须将设计计、施工、材材料和监理各各单位签订的的技术责任合合同连同预防防混凝土碱—集料反应的的技术措施、混混凝土所用各各项材料的检检验报告、混混凝土配合比比、混凝土强强度试验报告告、混凝土碱碱含量评估报报告等，一并并作为工程验验收的必备档档案资料留存存。1.11混凝土、砂砂浆制成量应应注意的问题题混凝土制成量混凝土制成量在《普普通混凝土配配合比设计规规程》（JGJ55—2000）（以下简称“混凝土规程”）中明确指指出：“经试配确定定配合比后，尚尚应按下列步步骤进行校正正”。（1）计算混凝土的表表观密度计算算值ρc,cρc,c=mc+mmg+ms+mw(1-1)试中mc——水泥泥的表观密度度（kg/m3）；mg——石子的表观密度（kg/m3）；ms——砂子的表观密度（kg/m3）；mw——水的表观密度（kkg/m3）；（2）计算混凝土配合合比的校正系系数δδ=ρc,t/ρc,cc试中ρc,t———混凝土表观观密度实测值值（kg/m3）；ρc,c——混凝土土表观密度计计算值（kg/m3）；（3）按“混凝土规程”规定定：当混凝土土表观密度实实测值与计算算值之差的绝绝对值不超过过计算值的2%时，按“混凝土规程”规定确定配配合比，即为为确定的设计计配合比；当当两者之差超超过2%时，应将配配合比中每项项材料用量均均乘以系数δ值，即为确确定的设计配配合比。由上可知，混凝土土配合比设计计中最后重要要的一环是校校正系数δ的测定计算算，也就是通通常所说的混混凝土制成量量的测定计算算，它是必不不可少的。但但是，在实际际工作中，有有些试验部门门和工作人员员，由于认识识上的模糊或或缺乏责任感感，或怕麻烦烦图省事，置置“混凝土规程”的要求不顾顾，这不仅有有违“混凝土规程”规定，也损损害了采用体体积法设计配配合比单位（项项目组）的经经济利益。试试验表明，按按体积法设计计的混凝土配配合比，其制制成量（=实测体积/计算体积）均均小于1.00，也就是说说，试验室签签发的混凝土土设计配合比比中，若没有有考虑这一因因素，则施工工生产单位在在经济上蒙受受亏损是肯定定的。前已述述及，规程中中规定，只有有“当混凝土表表观密度实测测值与计算值值之差的绝对对值”超过2%时，才有有混凝土配合合比每项材料料用量中乘以以校正系数δδ值。作为接接受委托混凝凝土配合比设设计的试验部部门，其职责责是：无条件件地按照规定定进行试验，并并测定和计算算混凝土的表表观密度，在在签发的设计计混凝土配合合比报告中，注注明校正系数数δ值（质量法法设计时采用用式（1-2）进行计算）。至至于减少或超超过多少才计计入确定的设设计配合比中中，宜由委托托（应用）单单位或有关方方面自行或共共同商定。应该指出，对于采采用假定质量量法进行设计计的混凝土配配合比，其校校正系数δ值，既可能能小于1.000，也可能能大于1.000，这与假假定值大小有有关。砂浆制成量关于砂浆制成量问问题，人们极极少关注。这这与《砌筑砂砂浆配合比设设计规程》（JGJ98—2000）（以下简称“砂浆规程”）中规定的的设计步骤有有关：（1）计算砂浆试配强强度fm,o(MMPa)（2）按“砂浆规程”提供的的公式计算出出每立方米砂砂浆中的水泥泥用量Qc(kgg)。（3）按水泥用量QCC计算出每立立方米砂浆中中掺加料用量量QD(kg)。（4）确定每立方米砂砂浆的砂用量量QS(kg)。（5）按砂浆稠度选用用每立方米砂砂浆用水量QW(kg)。（6）进行砂浆试配。（7）强度配合比。在这7条设计步骤中没有有提及制成量量问题。但在在实际工作中中，不仅确实实存在。而且且往往较混凝凝土的制成量量更为突出。表1-6是按“砂浆浆规程”计算出的不不同强度等级级的混合砂浆浆每立方米的的水泥和掺加加料用量。从从表中不难看看出，其中相相当一部分水水泥用量已超超过（3000kg/m33），甚至达达到（350kgg/m3）。它表明明，单位体积积水泥用量已已超过（3500kg/m33）或（300kgg/m3）的混合砂砂浆，实际上上已是水泥砂砂浆，一般已已无必要再掺掺加料。但在在不同强度等等级的砂浆中中，如用强度度等级17..5水泥配制制的M2.55和M15砂浆，两两者的水泥用用量相差达2274kgg/m3，却仍视其其砂浆体积等等同，没有制制成量问题存存在，这显然然是脱离实际际情况的。这这里需要强调调的是：混合合砂浆中的水水泥和掺加料料两者总量QQA,按“砂浆规程”要求应一致致，即不小于于300kgg/m3或350kgg/m3，但由于两两者的表观密密度差异较大大，由此形成成的总体积值值就是个变数数，因此必然然有制成量问问题存在。何何况QA本身就在300~3550kg/mm3之间变动。对于水泥砂浆，“砂浆规程”也只是原则则上列出了一一个选用表（表1-7）。有水泥用量的选用范围，却无水泥强度等级，恐系一大疏漏。大家知道，水泥级别相差一个强度等级，砂浆水泥用量相差100kg/m3以上，乃属常见之事。如表1-6中水泥强度为17.5和27.5配制的M10和M15砂浆，它们两者的差额分别高达183kg/m3和223kg/m3，绝非60kg能予弥补。还需要指出的是，由于低强度等级水泥用量较之用高强度等级水泥的单位体积水泥用量，增幅较大，为达到某一既定的施工稠度用水量，也必将相应地大量增加，但按“砂浆规程”，却仍视其单位体积未变，这显然有失偏颇，有违实际情况。表1-6混合砂砂浆的水泥和和掺加料用量量（单位：kkg/m3）水泥强度等级M2.5M5M7.5M10M15水泥掺加料水泥掺加料水泥掺加料水泥掺加料水泥掺加料17.53390394044905030613027.52168425149286143200390032.5183(200)117(100)212882425827030330042.5140(200)160(100)162(200)138(100)185(200)115(100)2079325248注：1.砂浆现场强度标准准差δ按一般施工工水平考虑。2.水泥泥实测强度按按强度等级取取用。3.每立立方米砂浆中中水泥和掺加加料的总量QQA不足300kkg/m3时按300kgg/m3计。4.括号号内数值为满满足每立方米米砂浆值水泥泥用量不少于于200kgg用量时之单单位体积水泥泥和掺加料用用量。表1-7每立方方米水泥砂浆浆的材料用量量砂浆强度等级每m3砂浆水泥用量/kg每m3砂浆砂用量/kkg每m3砂浆水用量/kkgM2.5~M55200~2301m3砂子的堆积积密度值270~330M7.5~M100220~280M15280~340M20340~400强度等级小于M110的砂浆，其其制成量值基基本上小于0.98，其中水泥泥砂浆尤为明明显。M2..5、M5和M7.5的砂浆，其其制成量低于于0.97以下的情况况，也时有可可见。因此，作作为试验部门门，有责任和和义务对满足足稠度、分层层度和强度要要求的砂浆进进行表现密度度的测定，并并在签发的设设计配合比报报告中注明其其制成量，以以便施工单位位（项目组）进进行材料用量量的有效核算算，避免亏损损。“砂浆规程”在陈述述设计步骤中中没有规定试试验单位必须须进行表观密密度的测定，也也没有“制成量”或“换算系数”这一要求，人人们有理由认认为，这是“砂浆规程”的一大疏误误。作为受委委托试验的单单位，应对其其签发砂浆配配合比单位材材料用量的准准确性和可靠靠性负责，砂砂浆表观密度度应当列为必必测项目。1.12混凝土配配合比设计的的几点经验在合理确定配制强强度的基础上上确定最佳水水灰比、单位位用水量以及及适当砂率是是混凝土配合合比设计的核核心所在，尽尽管《普通混混凝土配合比比设计规程》提提供了许多理理论依据，但但对于标准差差σ、效率βs、单位用水水量mwo这些重要要参数，却只只是一个原则则性的概数，而而非准则性的的指标。有以以下几点经验验可供配合比比设计时参考考使用。配制强度公式fccu,0≥fcu,k+1.6645σ的对比公式式fc28=Afecc(C/W—B)（1-3）为了保证配制强度度的可靠性，一一般在fcu,0与fc28二者中取取较大值作为为拟定的配制制强度，以达达到相应的强强度保证率。一一般来说，σσ值在没有统统计数据之前前，可参照《混混凝土结构施施工质量验收收规范》的相相应规定进行行选用。根据据历年来强度度统计评定资资料结果，从从试件强度统统计出来的标标准差σ的实际值较较配制时按《混混凝土结构施施工质量验收收规范》相关关规定选用的的σ值均有不同同程度的减小小；而在公式式fcu,0≥fcu,k+1.6645σ中fcu,0是个定值，σσ减小，但fcu,0并未减小，相相反还有一定定程度的增大大，因为我们们的设计公式式是基于混凝凝土强度保证证率为95%之上的。故t值取1.645。这种结果果反而表明我我们的施工质质量水平有了了提高，也就就是由于t值出现了变变化所致。保保证率P与概率t的关系，我我们可通过标标准正态分布布曲线方程得得出，σ应由25组以上试压压结果通过σσ计算得出。配配制工作通常常在σ无可靠资料料的情况下按按表1-8经验值选取取。表1-8σ经验验数值混凝土强度等级C10C15~C20C25~C40C40以上σ/MPa3.04.05.06.0表1-8的经验数值值是根据《混混凝土结构施施工质量验收收规范》（GB502204—2002）初选值配配制出的混凝凝土强度统计计评定资料得得到的，并结结合《普通混混凝土配合比比设计规程》（JGJ55—2000）有关σ的选用规定进行确定的。它既防止了σ值偏低以致降低混凝土强度的实际可靠度，又防止了σ值偏高造成配制强度过高。水灰比的合理选择择根据水灰比定律，即即在材料品种种相同的条件件下，混凝土土强度随水灰灰比的增大而而降低，其变变化规律呈曲曲线关系，而而混凝土强度度与水灰比的的变化规律呈呈直线关系，见见图1-1、图1-2。fc28fc28W/CW/C图1-1混凝土强度度与水灰比的的关系图1-2混凝土强度度与水灰比的的关系在关系曲线建立之之前，我们可可采用《普通通混凝土配合合比设计规程程》（JGJ55—2000）提供的计计算公式W/C=αafcce/fcu,0αbfce(1-4)式中αa、αb——回归系数；；fce—水泥288d抗压强度实实测值（MPPa）。回归系数αa和ααb随所用材料料的品种及质质量不同而异异，因此在试试验条件许可可下，应结合合工程实际使使用材料通过过试验求出。当当缺乏试验条条件时，可参参照《普通混混凝土配合比比设计规程》（JGJ55—2000）有关数据：碎石混凝土，αa取0.46，αb取0.48；卵石混凝土，αa取0.07，αb取0.03.对fce的选取，《混凝土结构施工质量验收规范》（GB50204—2002）中指的是水泥28d抗压强度实测值，但通常情况下施工单位难以做到提前28d送检，因此为不耽误工期，大多以3d强度或快测强度推定28d强度，从实际应用情况来看，这种做法极为普遍又客观合理，因此在《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）中予以确认。从实测水泥28dd强度结果来来看，不同水水泥厂水泥富富余量系数均均不尽相同，同同一水泥厂相相同品种水泥泥在不同时期期也存在一定定程度的差异异，并存在较较大的偏高标标准值的现象象，甚至出现现个别实测值值强度超过强强度等级的情情况。同时大大部分施工企企业为节省试试验费用和避避免工作繁琐琐，未严格按按照施工试验验程序送检，一一般一个单项项工程仅开工工前进行一次次原料检验。若若仅以这一次次送检结果作作为整个工程程的材料质量量指标，特别别是较大偏高高标准值以至至超强等级的的强度实测值值作为依据的的话，就有点点以偏概全了了。此次检测测结果应仅作作为一个参考考性的指标，在在实际配合比比设计时宜按按0.7~00.9的系数加以以折算修正，目目的是既考虑虑到水泥富余余量系数的变变化，又考虑虑到不使折减减值低于标准准值，以致影影响合格判定定。例如某种种32.5极的水泥28d抗压强度实实测值为42.8MMPa，按0.7的系数折算算修正后30.0MMPa，此值未达达标准，显然然与实际检验验结果不吻合合，故宜取0.8或0.9的系数修正正，即修正值值为34.2MMPa或38.5MMPa。水灰比的大小直接接影响混凝土土的强度及耐耐久性，在一一定范围内水水灰比越小，强强度越高，耐耐久性越好，但但水泥用量大大，提高成本本，并使混凝凝土在硬化过过程中增大水水化热及收缩缩值，因此，确确定水灰比的的原则是，在在满足强度及及耐久性的要要求下，尽可可能选用较大大的水灰比。单位用水量mw00的选取单位用水量的选取取通常参照《普普通混凝土配配合比设计规规程》进行，也也就是说根据据坍落度和石石子类别及最最大粒径确定定，只有水灰灰比小于0.4的混凝土以以及特殊形成成工艺的混凝凝土的单位用用水量才通过过试验确定，因因此，坍落度度又与砂率ββs之间存在相相应的关系，βs的峰值所对应的坍落度即为最佳值，为了合理确定单位用水量，各地区根据当地的砂石料种类，通过多次试验制定出适合当地的砂率βs与坍落度曲线，以便配合比设计时采用。根据本地的试验情况，用于基础部位时，坍落度一般取10~30mm，主体部位坍落度30~50mm单位用水量分别为150~160kg/m3和170~180kg/m3。一般来说，卵石混凝土用水量取下限，碎石混凝土用水量取上限。选取适宜的砂率ββs砂率的选取是配合合比设计中一一个比较重要要而又难以准准确把握的参参数，这是因因为影响砂率率的因素较多多。而且目前前还没有粘聚聚性的定量指指标，所以无无法建立砂率率与粘聚性的的关系。在进进行配合比设设计时，通常常参照《普通通混凝土配合合比设计规程程》（JGJ555—2000），根据水水灰比、石子子类别和最大大粒径查表选选取。表中所所列砂率是一一个浮动较大大的变动值，而而计算所需的的定值的选取取要借助实际际配合比经验验。因此可以以根据公式βs=［ρosγ/（ρosγ+ρog)］-α得出计算值值，与《普通通混凝土配合合比设计规程程》（JGJ555—2000）中所列数数值进行对比比取舍。若计计算出的βs值在《普通通混凝土配合合比设计规程程》（JGJ555—2000）所列数值值的范围以外外，则取最为为接近的数值值作为计算时时的砂率值。式中，ρos和ρρog分别为砂砂、石料的堆堆积密度；α为砂浆剩余余系数，通常常取1.1~11.4，细砂时取α=1.4，中砂时取α=1.2~~1.3；γ为石子空隙隙率，可查找找相关石子试试验报告数据据选取。从试验室配合比设设计情况来看看，砂率的选选取基本为28%~332%，仅个别预预制构件混凝凝土配合比的的砂率稍大，可可达到35%~338%。混凝土配合比设计计结果宜用重重量法表示规范要求，工地现现场混凝土拌拌合均采用实实物过磅计量量，因此，混混凝土配合比比设计宜采用用重量法，以以方便施工操操作及提高施施工配合比的的可靠度。按按重量法进行行配合比设计计时，需要确确定混凝土拌拌合物的假定定密度，以便便计算每立方方米的混凝土土中各材料的的用量。在《普普通混凝土配配合比设计规规程》中，混混凝土拌合物物假定密度的的范围为2350~~2450kkg/m3，为了设计计操作的统一一性，不同强强度等级均取取混凝土拌合合物的假定密密度为2400kg/m33进行计算。按按此设计的配配合比，经现现场大量试用用和测定（除除C10外），试配配后混凝土体体积达不到1m3，表明对假假定密度取值值偏小。经过过对混凝土密密度的大量测测试，发现在在一定范围内内混凝土表面面密度随强度度等级的升高高而增大，除除C10的混凝土以以外基本在2450kkg/m3以上。因此此，将高于C10的混凝土拌拌合物的假定定密度调整为为2450kkg/m3，基本满足足了混凝土表表观密度假定定计算值与实实测值之差的的绝对值不超超过假定计算算值2%的要求，从从而达到了质质量与体积的的吻合。1.13钢纤维混混凝土的配制制方法某大桥为为多跨公路桥桥，桥长3770米，宽25米。主线桥面面采用钢纤维维混凝土，厚厚度为80~2000mm，面积积5916mm2。下面介绍绍该工程的施施工做法。原材料1、水泥采用强度等级422.5普通硅硅酸盐水泥：：3d和28d抗压强强度分别为443.8MPPa和58.9MMPa；抗折强度分分别为7.00MPa和9.9MPPa；安定性性合格。2、石子粒径5~25mmm连续级配石石灰岩碎石，含含泥量0.55%，针片状状含量3.11%，平均压压碎指标值为为8.0%。3、砂粗砂，细度模数33.2，含泥泥量2.3%%，泥块含量量0.3%。4、钢纤维HAREX铣削性性钢纤维，其其长度为322mm宽度14mmm厚度0.4mmm横截面为为三角形，两两面粗糙，一一面光滑，径径向扭曲，两两端有带钩的的锚尾，表面面呈蓝色。5、外加剂采用AT缓凝高效减水剂，粉粉末型。钢纤维混凝土为减少大桥桥面的的伸缩缝，提提高桥面的整整体性、抗震震性和耐久性性，混凝土设设计强度等级级为C40，要求抗折强强度大于4..5MPa，塌塌落度为300~50mm，要求混凝凝土有很好的的和易性、保保水性、流动动性、粘聚性性，缓凝，浇浇注成型后自自然养护。根根据设计要求求和现场的具具体条件，通通过对6个不同水灰灰比的配合比比试验结果的的分析，依据据国家有关规规范要求的混混凝土配合比比确立原则，选选择了施工重重量配合比为为水泥：砂：：碎石：水：：AT减水剂：钢钢纤维=425：706：1062：170：2.975：78.5。标准养护试件试验验结果表明：：3d、7