混凝土的性能及应用特点

其注意早期养护，宜选用防水土工布保湿养生。
养护时间及养护期：普通砼，终凝后开始养护。气温大于25℃， 浇筑6小时内即开始覆盖洒水养护，气温小于25℃，浇筑12小时内即
开始覆盖洒水养护，普通砼一般养护7天，
对于高性能砼，浇筑完成后即进行薄膜覆盖，避免水分散失，终 凝后开始洒水养护。对于抗渗砼、高性能砼养护14天，且强度达
五、混凝土质量控制要点
1、集料
砼用碎石通常采用2级配5~15mm、15~30mm，或三级配， 5~10mm、10~20mm、20~30mm，其中要控制5~10mm小石子粉 尘含量。试验室与材料部门要密切配合，不能材料的现状是什么我 们就要什么，要提出质量要求。 在砼性能影响中，天然砂的质量较碎石影响大，要重视砂的质 量。砂的粗细、含泥量、吸水率等都是非常重要的指标。
混凝土的性能及应用特点
主讲人：王玉果
一、 混凝土的发展历史
1824年英国浇瓦工人阿斯普丁（Joseph Aspdin）用石灰石
和粘土烧制成水泥，硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建 筑的石头相似，被命名为波特兰水泥，并取得了专利权。
1900年，万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用，
在建材领域引起了一场革命，水泥试验基本规范建立。 1906年，启新洋灰股份有限公司在唐山成立，中国水泥工业从 此开端。 1985年，中国水泥总产量1.46亿吨，产量首次位居世界第一。
二、混凝土配合比优化内容
强度必须满足设计要求。在配合比设计中，通常在基准配合比 的基础上，变化水胶比±0.03，根据28天（或56天）强度，从中选 取满足设计强度的方案，做为标准配合比，这是配合比设计的必要 步骤。 本人以为，强度不是配合比优化的重要内容，而是配合比设计 所必须进行的工作。配合比优化应该理解为：在配合比设计阶段， 在满足配制强度前提下，对砼的工作性、经济性进行优化，对于高
C50高性能砼离析很少见，因为水胶比低，胶凝材料用量较多，
若出现离析现象，通常是外加剂原因造成的，此时要求外加剂厂家来 现场调整。
四、对混凝土的几点认识
1、强度与粒径的关系 有研究表明：“高性能砼的最大粒径一般小于25mm”、“配制
高强度高性能砼（C80以上），骨料的最大粒径宜在10mm以下，最
大不超过20mm”，这与我们通常“骨料粒径大，砼强度高” 想法 有些违背，这是为什么呢？ πEγ 2(1－v2)a
性能砼还包括耐久性指标检验。
砼配制强度：fcu,0 ＝ fcu,k ＋ 1.645 σ
设计强度 σ C10~20 4 C25~40 5 C50~60 6
二、混凝土配合比优化内容
1、工作性
工作性可以通俗地理解施工性能，我把它放在砼优化的第一位。
配合比设计前，要熟悉图纸和施工方法，根据结构部位、断面尺寸、 钢筋间距、入模方式（泵送或吊斗运送）、振捣方法及振捣难易程度
五、混凝土质量控制要点
2、拌合站控制 要定期对拌合站进行标定和校验，具有法律依据的标定工作要每
年进行一次，平时校验每15天进行一次，采用标准砝码进行。
试验室应每次开盘前对材料含水量进行检测，出具施工配合比并 签字下发拌合站。
装载机上料时，要注意同一时间段上同一处的材料，特别是砂、
石在雨后施工时，料底部的含水量偏大，容易引起砼性能的变化，在 每次拌合前，要对装载机手进行交底。
1、坍落度损失
外加剂与水泥的适应性
水泥与外加剂不适应，通常表现为水泥净浆流动度损失大，凝 结早、板结、泌水，拌合砼表现为胶浆下沉、石子外露离析、石子
表面与胶浆不粘结、塌板、泌水，坍落度损失快。
出现这种现象，要求外加剂厂家调整外加剂成分，通常是加碱 （NaOH）；掺加增稠剂，提高砼的粘聚性和保水性；使用好的引 气组分：三萜皂苷类、松香类，在混凝土中生成气泡；或改变外加 剂品种。
，设计砼的坍落度、流动性、粘聚性、保水性、保塑性，优良的工作
性可以大大减小施工难度，保证砼质量均匀，强度离散性小。 例如预制箱梁，腹板尺寸25cm左右，钢筋较密，又有波纹管， 吊斗运送、附着式振捣，配合比设计时石子最大粒径就不能大于 25mm，宜采用5~20mm连续级配。坍落度要在160~200mm，砼流 动性、自密性要好。
＞C3S＞C2S，C3A含量低，水泥水化速度慢，坍落度损失小。
三、混凝土常见问题分析及解决措施
拌合时间 减水剂的减水机理是：减水剂分子均匀地吸附在水泥颗粒表面 ，产生一种双电离层，水泥颗粒在静电斥力和空间位阻的作用下充 分分散，释放自由水，起到减水的效果。
目前使用的聚羧酸类减水剂较多，该类减水剂的特点就是要拌
有理论研究得到以下公式σ＝
σ：破坏应力E：弹性模量 γ：表面能v：材料泊松比
a：潜在缺陷椭圆形孔长径，相当于骨料的最大粒径。
四、对混凝土的几点认识
当Dmax＝10mm时，做为基准是σ10； 当Dmax＝20mm时，σ20＝0.7σ10;
因此可以这样理解：砼的强度为“缺陷强度”，砼为非匀质性材
料，由于砼的离散性，存在软弱带，软弱带破坏了，砼整体就破坏了 ，类似管理学的短板效应。小粒径骨料间隙小，骨料与水泥胶浆的界
空隙，将其中的部分水挤出来，增加了砼的流动性。
四、对混凝土的几点认识
耐久性效应 由于超细粉填充水泥石的空隙作用，砼更加密实了，砼电能量降
低、CL-渗透性降低，增加了抗腐蚀性。
同时超细粉能有效抑制碱—集料反应。 强度效应
试验表明：掺粉煤灰早期强度低，但其56天强度与基准砼强度相
当，以后强度还会增加。 掺矿渣粉7天、28天强度高于基准砼强度，90天后强度基本不再 增长。
水性好砼不泌水，砼的工作性能是相互矛盾的统一体。
二、混凝土配合比优化内容
2、经济性
可以这样理解：在满足强度和工作性能的前提下，再进行经济性
优化。经济性优化可以从以下几点入手： 降低坍落度
根据砼结构部位，施工方法，因地制宜，这是最直接的方法。例
如在普通承台施工中，采用吊斗浇筑、人工振捣，就可采用低坍落度 砼，直接降低水泥用量，节约节本。
五、混凝土质量控制要点
3、现场施工 砼出厂后，应及时运至施工现场，及时进行浇筑。
砼布料要多点、均匀布料，避免砼长距离流动、高落差自由下料
，容易造成离析。 对于有外观要求的结构物表面，建议进行振捣对比试验，对振捣
方式、振捣时间进行对比，确定最佳振捣方案。
五、混凝土质量控制要点
4、早期养护 砼水化及干燥失水，引起砼收缩，早期养护跟不上，就会出现裂 缝。特别是高性能砼水胶比低，收缩更早、更快、更明显。 对于桥面铺装层，由于其外露面大，砼标号高（C50以上），尤
五、混凝土质量控制要点
就是说，掺有防冻剂的砼在未达到抗冻临界强度之前，仍要蓄热 保温养护。不是掺有防冻剂的新拌砼具有在负温度立即受冻而不发生 冻害的特殊功能，它只是降低了水的冰点，在一定的负温条件下保持 一定量的液相水使砼继续水化，延长砼的水化时间，达到抗冻的临界 强度。 因此，保证入模温度、蓄热保温，再加上防冻剂的降低冰点综合 作用下，才能保证砼达到抗冻临界强度，防冻剂不是万能的，它只能 起到附助水化的作用。
砼入模温度在15~28℃范围时，砼芯样强度基本变化不大，在夏
季施工中，强调入模温度不超过30℃，原因就是入模温度高了，后 期强度损失大。有资料表明，C60砼入模温度35℃较入模温度20℃低
约6MPa。
四、对混凝土的几点认识
还有一个规律，砼早期温度低（但不能受冻），后期强度高。 我们经常遇到气温低时预制梁28天强度回弹不够，而到了来年气温 回升后（约三个月），回弹值很高，就是这个现象。C60砼入模温度 5℃较入模温度20℃时强度高约9MPa。
二、混凝土配合比优化内容
就地取材、灵活运用
无可非议，近可直接节省运输费用，但往往材料质量、产量存在
不足，要充分发挥人的能动性，提出质量要求，通过技术改造，使之 满足质量要求，切忌有什么样的材料就用什么样的料。
在重庆某工地，符合质量要求的天然砂需要一百多公里远运，当
地只有超细砂和水冼机制砂，由于水洗机制砂缺少0.3mm以下颗粒 部分，项目将二者结合起来，通过合理搭配，解决了砂源问题，节约 了成本。
三、混凝土常见问题分析及解决措施
还有一种现象，即使调整了外加剂组分、更换了外加剂，坍落度
损失仍然大，这种现象称为水泥的‘欠硫化’，原因是水泥中SO3含
量不足，或熟料粉磨过程中温度变化改变了石膏的形态，使石膏的溶 解度降低，破坏了SO与C3A的平衡，找水泥厂家解决。 3-
使用C3A含量低的水泥。减水剂分子吸附活性顺序为C3A＞C4AF
二、混凝土配合比优化内容
在砼灌注桩施工中，钢筋较疏，可采用5~31.5mm连续级配，砼
坍落度180~220mm，扩展度经验值在500~550mm左右，坍落度1小
时经时损失宜小于2cm。 在施工中，往往满足了坍落度和扩展度指标，但仍不一定满足施
工要求，还要同时满足粘聚性、保水性要求。粘聚性好砼不离析，保
2、混凝土离析泌水 混凝土粘聚性与流动性失去平衡，粘聚性降低时，混合物在重力 或其它外力作用下互相分离，破坏了材料的稳定性和均匀性，导致离 析，离析和泌水是孪生兄弟。泵送时会导致堵泵或崩管，灌桩时会导 致断桩的危险。 造成离析泌水的原因有：砂率偏低、石子级配不好、用水量偏大 、减水剂掺量偏大；还有就是外加剂与水泥不适应造成的，要求外加 剂厂家调整成分。
五、混凝土质量控制要点
通常掺有聚羧酸类高效减水剂的纯湿拌时间不少于120s，其它 类减水剂不少于90s。 前3~4般逐盘拌合，试验室要派有经验的人员逐盘观察、调整 ，直至坍落度、粘聚性合格。方法是试验室人员在拌合楼上方接料 观察，及时调整用水量或外加剂用量，第二车及以后即可取样成型
号试件。
新进水泥或外加剂，要做试拌或适应性试验。
二、混凝土配合比优化内容
外掺混合材料
现在砼中掺加粉煤灰、矿渣粉已然是一种趋势。掺配后大大改善
了砼性能，最根本的是可以节约成本。在今后的施工中，有条件的情 况下，应优先考虑。
例如粉煤灰，它是火力发热电厂燃烧时排出的飞灰，主要化学成
分是Si02、Ai2O3、Fe2O3、CaO，砼中掺加粉煤灰后，大大改善砼 的和易性，降低水化热，增加后期强度、还可以有效抑制碱—集料反 应，国内外已广泛使用。
面变窄了，相对大粒径来讲材质均匀了，大的缺陷难以发生，所以整
体强度提高。
四、对混凝土的几点认识
2、温湿度与强度的影响 高温养护对后期强度产生不利影响，有研究资料表明，在高温且
干燥介质中养护砼强度将降低40%，这就是说大体积砼降温的目的有
二个，一个是体Hale Waihona Puke Baidu稳定性，防止开裂；另一个是保证后期强度有较好 的发展。
四、对混凝土的几点认识
3、外掺料的作用 常用的外掺料有粉煤灰、矿渣粉、硅粉等，又称矿物外加剂，超 细粉具有以下几个共同效应： 填充效应 填充水泥石间的空隙，提高胶凝材料的密实度。通常掺量超细粉
：水泥＝30：70
流化效应 我们知道，采用超细粉取代一部分水泥后，砼的流动性增加，这
种现象叫流化效应。原因是超细粉取代水泥后，填充了水泥颗粒间的
合时间长，通常要湿拌时间120s，使其充分分散，达到减水和保坍 效果。
这个现象我们在某工地上是有教训的，纯拌合时间不足，导致
砼坍落度损失大，灌注水下桩出现断桩现象。
三、混凝土常见问题分析及解决措施
集料
集料含泥量大，特别是砂的含泥量大，对减水剂吸附较多，对
坍落度影响较大，要严格控制砂的含泥量。
三、混凝土常见问题分析及解决措施
70%以上时方停止养护。
五、混凝土质量控制要点
5、冬季施工几个指标 出场温度不低于10℃
出场温度不低于10℃，目的是将石子、砂等所含冰晶融化，防冻
剂充分溶解。 入模温度不小于5℃，东北地区宜不低于10℃
根据《混凝土质量控制标准》（GB50164-92）第4.3.6条：“混
凝土拌合物运至浇筑地点时的温度最高不宜超过35℃最低不宜低于 5℃ ” 。 《建筑工程冬季施工规程》中规定“掺防冻剂砼在未达到抗冻临 界强度之前，每隔2小时测温一次”。
二、混凝土配合比优化内容
例如在C30砼灌注桩配合比，胶凝材料用量通常380~390Kg，原
因是少于该数量，砼泌水、离析等问题都存在，灌注困难。如果全部
使用水泥做为胶凝材料，强度富余很多，势必造成浪费。 同样，采用280Kg水泥＋100 Kg粉煤灰，施工性能和强度同样满
足要求，大大节约了水泥。
三、混凝土常见问题分析及解决措施