[摘要]在普通混凝土里摻加一些外加劑及摻合料等，會(huì)配制出具有一些特殊性能的混凝土，如大體積混凝土，泵送混凝土等。本文主要指出了配制這些混凝土應(yīng)采取的一些措施。

　　[關(guān)鍵詞] 商品混凝土,大體積混凝土,泵送混凝土

　　1前言

　　混凝土材料誕生至今已有100余年的發(fā)展歷史，由于其良好的可塑性，耐久性和經(jīng)濟(jì)性而被廣泛采用，成為目前世界上最大宗的人造材料。近10年來混凝土材料的研究向高性能混凝土(即HPC)方向發(fā)展，不僅注重其高強(qiáng)度，同時(shí)要求良好的施工性和耐久性，鑒于工程中不斷增長(zhǎng)的技術(shù)、施工要求及滿足混凝土耐久性需要彌補(bǔ)其弱點(diǎn)的要求，采取調(diào)整商品混凝土的材料組成及種類堪稱是有效的辦法。

　　2滿足工程要求使用性能的商品混凝土

　　2.1大體積混凝土

　　大體積混凝土指工程中混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體尺寸等于或大于1米，或預(yù)計(jì)會(huì)因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土。

　　2.1.1 混凝土有兩個(gè)固有的材料特征，其一是在水化硬化過程中強(qiáng)度增長(zhǎng)時(shí)伴隨著體積變形—收縮;其二是混凝土材料的拉壓強(qiáng)度比低，當(dāng)收縮引起的混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度即發(fā)生混凝土開裂。在大體積混凝土硬化初期的內(nèi)部溫度較外部高，有時(shí)達(dá)50℃—70℃，這將使內(nèi)部混凝土的體積產(chǎn)生較大膨脹，其外部體積卻隨氣溫降低而收縮，內(nèi)部膨脹和外部收縮相互制約，產(chǎn)生很大拉應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)便開裂。

　　2.1.2由于大體積混凝土具有上述特性，因此在配制大體積混凝土?xí)r，應(yīng)采取有效措施預(yù)防溫度裂縫的產(chǎn)生。

　　(1)采用水化熱低和凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。

　　(2)石子宜采用連續(xù)級(jí)配，砂宜用中砂，使空隙率小，可減少水泥用量，降低水化熱。

　　(3)摻加緩凝劑來延緩水泥硬化，減緩水化熱釋放，摻加減水劑以減少用水量，并減少水泥用量，隆低水化熱。

　　(4)在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，盡可能提高礦物摻合料替代水泥的比例，以減少水泥用量，隆低水化熱，通常摻加I級(jí)、II級(jí)粉煤灰、取代水泥百分率不超過30%。

　　(5)對(duì)于有抗?jié)B要求的大體積混凝土，摻加膨脹劑以補(bǔ)償收縮，增強(qiáng)密度滿足抗?jié)B要求，膨脹劑摻量不超過12%，通常為8%~10%，超量摻加膨脹劑也會(huì)使混凝土開裂。

　　(6)施工中采取物理降溫來降低水化熱，有必要時(shí)可在混凝土拌合用水中摻加冰塊攪拌。

　　2.2高強(qiáng)混凝土

　　高強(qiáng)混凝土指強(qiáng)度等級(jí)C60及其以上的混凝土，為滿足強(qiáng)度要求，配制時(shí)應(yīng)采取以下措施。

　　2.2.1選用質(zhì)量穩(wěn)定、強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，以確保早期強(qiáng)度。

　　2.2.2控制砂、石的含泥量及泥塊含量，因?yàn)楹鄷?huì)影響砂、石與水泥石的膠結(jié)能力，泥塊會(huì)在混凝土骨架形成薄弱部分，不利于強(qiáng)度，所以砂的含泥量應(yīng)小于2.0%，泥塊含量應(yīng)小于0.2%，石的含泥量應(yīng)小于0.5%，泥塊含量應(yīng)小于0.2%，控制石子的針片狀含量，因?yàn)獒樒瑺顣?huì)增加空隙率，受力時(shí)易折斷，降低密實(shí)度，不利于強(qiáng)度，針片狀顆粒含量不應(yīng)大于5%。

　　2.2.3選用級(jí)配良好的石子及細(xì)度模數(shù)合適的中砂，可充分發(fā)揮水泥的強(qiáng)度，減少空隙率，加強(qiáng)骨架作用，增加混凝土密實(shí)度，有利于強(qiáng)度，故石子應(yīng)不大于25mm，砂的細(xì)度模數(shù)數(shù)應(yīng)大于2.6。

　　2.2.4摻加高效減水劑或緩凝高效減水劑，減少用水量以增加密實(shí)度，保證強(qiáng)度。

　　2.2.5摻加礦物摻料，可降低水化熱，減少內(nèi)外溫差導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)裂縫，并使混凝土后期強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)，有利于保證強(qiáng)度，應(yīng)摻加活性良好的I級(jí)粉煤灰、S95級(jí)以上的?；郀t礦渣粉、硅灰及F95級(jí)以上，由不少于兩種礦物原粉，經(jīng)粉磨復(fù)合或混合磨細(xì)而成的復(fù)合摻合料。

　　2.3抗凍、抗?jié)B混凝土

　　混凝土的抗凍性能及抗?jié)B性能是混凝土兩項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它們的好壞將直接影響混凝土的長(zhǎng)期耐久性能。

　　2.3.1抗凍混凝土指抗凍等級(jí)等于或大于F50級(jí)(凍融循環(huán)50次，相當(dāng)于建筑物在自然狀態(tài)下50年的使用壽命)的混凝土?？?jié)B混凝土指抗?jié)B等級(jí)等于或大于P6級(jí)(在水壓力不大于0.6MPa時(shí)，建筑物結(jié)構(gòu)不會(huì)被水滲漏)的混凝土。

　　2.3.2抗凍性、抗?jié)B性是混凝土耐久性的具體表現(xiàn)，其好壞和混凝土密實(shí)度、孔隙率、孔隙構(gòu)造密切相關(guān)，故滿足混凝土抗凍抗?jié)B要求以提高密實(shí)度、減小孔隙率及在混凝土硬化過程中自由水揮發(fā)而成的貫通孔隙為主，具體措施如下。

　　(1)石子采用連續(xù)級(jí)配，最大粒徑不大于40mm，來減小孔隙率。

　　(2)石子含泥量不大于1%，泥塊含量不大于0.5%，砂的含泥量應(yīng)小于3%，泥塊含量不大于1%，以保證強(qiáng)度，有利于耐久性。

　　(3)摻加減水劑、引氣劑、引氣減水劑以減少用水量、降低孔隙率。

　　(4)抗?jié)B混凝土還可摻加防水劑、膨脹劑及礦物摻合料增加密實(shí)度，提高抗?jié)B性。

　　(5)抗凍混凝土選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，保證早期強(qiáng)度，防止凍害。

　　2.4泵送混凝土、清水混凝土

　　2.4.1泵送混凝土指拌合物坍落度大于100mm，可用于泵送施工的混凝土?；炷猎谑┕ぶ胁捎帽盟凸に嚕纱蟠筇岣吖ぷ餍?，縮短工期，為保證可泵性，即拌合物有良好的流動(dòng)性，具體措施如下。

　　(1)除需水量大，易泌水使拌合物流動(dòng)性變差的火山灰質(zhì)硅酸水泥外，其他水泥均可采用。

　　(2)砂采用中砂，因過粗使拌合物易泌水、過細(xì)則增大拌合物粘聚性，流動(dòng)性都會(huì)變差，不利于泵送。

　　(3)石子的針片狀顆粒小于10%，且按泵送要求，最大粒徑小于泵送管徑的1/3~1/5，采用連續(xù)級(jí)配，因石子顆粒不勻或過大易堵泵，泵送輕骨料混凝土?xí)r最大粒徑不大于16mm，摻加泵送劑、減水劑和引氣劑等外加劑，也可摻加I、II級(jí)粉煤灰、礦物微粉等礦物摻合料，以提高其可泵性。

　　2.4.2清水混凝土是指結(jié)構(gòu)混凝土硬化后不再對(duì)其表面進(jìn)行任何裝飾，以混凝土本色直接作為建筑物的外飾面，市政工程多用普通清水混凝土，其原材要求除滿足泵送要求外，還需要使用同批水泥及砂石，以保證外表面美觀，色差小，摻加礦物摻合料、外加劑以盡量減少泌水率，可減少施工及結(jié)構(gòu)硬化成型中形成的表面孔洞。

　　2.5高性能混凝土中的高性能膨脹混凝土，自密實(shí)混凝土

　　2.5.1高性能混凝土是指材料制備采用高效減水劑和優(yōu)質(zhì)超細(xì)礦物摻和料，同時(shí)具有良好的工作性和優(yōu)異的力學(xué)性能及耐久性的混凝土，為了保證高性能混凝土的體積穩(wěn)定性，在配制時(shí)，常加入一些膨脹劑以補(bǔ)償其收縮，就形成了高性能膨脹混凝土。自密實(shí)混凝土是指混凝土在自重的作用下，不采取任何密實(shí)成型措施，能充滿整個(gè)模腔而不留下任何空隙的勻質(zhì)的混凝土。

　　2.5.2為滿足高性能混凝土系列的工作性、力學(xué)性能及耐久性，配制混凝土?xí)r對(duì)原材料有如下要求：

　　(1)原材料滿足配制泵送混凝土的要求.

　　(2)粗骨料粒徑以20mm為宜。

　　(3)采用超細(xì)水泥(比表面積達(dá)1000m2/kg以上的水泥)和礦物摻合料，如硅灰、粉煤灰、磨細(xì)礦渣，可以充分利用水泥及摻合料的活性強(qiáng)度，可使水化均勻，減少因內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生的裂縫，填充內(nèi)部結(jié)構(gòu)空隙，增加密實(shí)度，有利于耐久性。

　　(4)摻加高效減水劑(又稱超塑劑)，能滿足高性能混凝土、自密實(shí)混凝土施工中對(duì)流動(dòng)性、充填性、抗離析性及保塑性的要求，應(yīng)考慮減水劑與水泥的適應(yīng)性，同時(shí)滿足自密實(shí)混凝土對(duì)擴(kuò)散度(體現(xiàn)流動(dòng)性好壞)的要求，如因運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)造成商品混凝土保塑性不好，可在現(xiàn)場(chǎng)二次摻加高效減水劑以調(diào)整入模前的流動(dòng)性以保證其工作性能。

　　(5)加膨脹劑CSA、UEA或復(fù)合膨脹劑CEA，用以補(bǔ)償水化過程中的混凝土收縮，混凝上強(qiáng)度越高，收縮越大，以減少收縮裂縫，來保證混凝土耐久性，注意控制摻加不得超量，否則會(huì)造成混凝土破壞性開裂。

　　2.6輕骨料混凝土，特重混凝土

　　2.6.1輕骨科混凝土指干表觀密度小于1950kg/m3的混凝土;特重混凝土指干表觀密度大于2500kg/m3的混凝土。

　　2.6.2干表觀密度指硬化后混凝土單位體積的烘干質(zhì)量，是為滿足不同工程需要，對(duì)混凝土物理性能提出的具體指標(biāo)，可通過控制配制混凝土用粗集料的比重來達(dá)到要求。具體措施如下。

　　(1)用于建筑物的部位混凝土為非主承載結(jié)構(gòu)時(shí)，為減輕自身荷載，要減小混凝土重量，即降低干表觀密度，選用比重小的陶粒、浮石、火山渣等來配制輕骨料混凝土。

　　(2)重混凝土一般用于原子能工程的屏蔽材料，采用赤鐵礦、磁鐵礦、金屬碎塊如圓鋼、扁鋼、角鐵碎料或鑄鐵塊等來配制。

　　(3)特重混凝土有時(shí)也用于建筑物墊層，可將地基下陷控制在規(guī)定范圍內(nèi)，配制時(shí)經(jīng)過計(jì)算后，可在攪拌商品混凝土?xí)r加入一部分石子，到現(xiàn)場(chǎng)澆筑中再加入毛石、鋼渣等達(dá)到要求，干表觀密度通?？蛇_(dá)2800kg/m3。