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篇1
中图分类号：[TQ178]文献标识码： A文章编号：
前言
建筑工程中用量最大、应用最广泛的材料当属混凝土，一方面是因为它的力学性能满足一般工程的需要，另一方面是由于混凝土的原材料来源广泛、价格低廉、生产及施工工艺简单。鉴于混凝土以上的几点优势，它一直被作为工程材料的首选，并且材料开发人员相继开发出了各种不同用途的混凝土外加剂（如减水剂、缓凝剂、引气剂等）用以改善其力学性能与施工性能；针对各种施工条件和施工部位，开发出了相应类型的混凝土，例如大体积混凝土、钢筋混凝土、高强混凝土、冬用混凝土、喷射混凝土及泵送混凝土等。尽管如此，由于混凝土本身性能的限制，它还不能满足一些特殊场所和一些建筑物的特殊部位的需要。为确保建筑物的安全、正常运行，需要根据具体场所或特定部位，采用相应性能合适的材料对混凝土建筑物进行针对性的保护。
混凝土反应原理
选用混凝土保护材料，首先需要明白混凝土反应的机理及破坏的原因。
混凝土主要是水、水泥、外加剂与骨料等结合在一起的混合物，其形成过程是水与水泥形成凝胶体将骨料结合为一体的过程。混凝土的性能主要取决于骨料、胶凝体的性能及各原材料的配合比。在各种因素中，混凝土的胶凝材料起着很重要的作用，它影响着混凝土的整体性能。混凝土胶凝材料的作用原理主要是水泥的水化反应。
水泥与水拌合后，其中的四种主要熟料矿物与水反应原理如下：
硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2
硅酸二钙β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度较慢。
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2
所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成都无很大的区别，故也称为C-S-H凝胶。但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。
铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6）。
在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与其石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。
由以上三种水化反应结果可以看出，水泥的凝胶体系呈碱性，在酸性环境或失水严重情况下会破坏凝胶体系，影响混凝土的整体性能。此外，由于混凝土原材料都是无机材料，其气密性不好，体系中会分布很多毛细孔。毛细孔的存在使得水、CO2很容易渗入混凝土体系内部，使混凝土碳化或内部钢筋锈蚀，进而造成混凝土疏松，降低了其力学性能。
影响混凝土的环境因素
混凝土的破坏除了原材料选择不当、配合比设计不合理、施工操作不规范、养护不到位及自然灾害对混凝土造成的破坏外，环境因素对混凝土造成的疲劳破坏也是一个不可小觑的问题。环境因素在短时间内对混凝土破坏程度很小，甚至可以忽略不计，但随着时间的增长对混凝土的破坏程度会越来越大。工程建设期一般都历时很长时间，建成后更是长期运行。因此，针对环境破坏因素，我们应该引起重视，并采用相应的材料对混凝土加以保护。
破坏混凝土的环境因素主要有磨损、物理因素如干湿、冻融、温度变化和化学介质腐蚀造成的破坏。
3.1磨损
磨损包括机械磨损（路面、厂房地坪的磨损）和冲刷及气蚀作用造成的磨损。
3.2物理因素
物理因素造成的破坏主要包括干湿交替、冷热交替、冻融交替引起的体积胀缩效应，进而导致混凝土剥落；高温引起的凝胶体系破坏使混凝土本身自聚能力下降；水、CO2及氯离子等物质的渗入导致混凝土碳化、其内部钢筋的锈蚀。
3.3 化学介质腐蚀
化学介质腐蚀主要是指长期处于特定的化学介质中或交替变换的化学介质中使混凝土本体被腐蚀破坏。
混凝土保护材料选用
选用混凝土保护材料，首先考虑的应该是材料与混凝土的粘接性能，如果材料不能和混凝土很好的结合在一起，对混凝土的防护性能再好也无济于事；其次要考虑到材料与混凝土的相容性，那样在外界条件交替变换的情况下，不至于因为混凝土与其保护材料变化效应不一致，与混凝土剥离；最后考虑材料延缓外界环境条件对混凝土破坏速度的性能。以下是几种环境条件下对混凝土保护材料的选用分析：
4.1 适用于磨损环境中的混凝土保护材料
对处于磨损环境条件中的混凝土，最佳的保护材料是环氧砂浆。环氧砂浆是以高分子树脂环氧树脂固化物为胶结材料的砂浆。高分子树脂具有导热慢、粘接强度高、气密性好的特点。此外，环氧树脂固结物还具有很好的韧性。经过性能测试，环氧砂浆具有优异的抗冲磨性能、与混凝土很好的相容性。
环氧砂浆导热性慢的性能延缓了混凝土本体温度变化的幅度，降低了混凝土冻胀融缩、热胀冷缩的程度，减轻了由于这些因素导致的混凝土反复的体积胀缩对混凝土本体的破坏；环氧砂浆气密性好使得其具有良好的抗渗能力，可以有效防止水分、CO2及Cl‾等渗入混凝土体系中，降低了混凝土碳化及其中钢筋锈蚀的程度。
4.2适用于化学介质及高温条件下的混凝土保护材料
化学介质一方面会会破坏混凝土中的骨料，另一方面会破坏混凝土中的凝胶体系，降低混凝土本体的内聚力；在高温条件下混凝土失水严重也会破坏混凝土的凝胶体系，减弱混凝土本身的内聚作用，造成混凝土的剥落。需要用防腐蚀材料对混凝土进行保护。呋喃砂浆是一种很好的防腐材料，具有良好的耐化学腐蚀性能和耐高温性能。呋喃砂浆是以呋喃树脂固化物为胶凝材料的砂浆。呋喃树脂固化物结构中几乎不存在活性基团，这使得呋喃树脂固化物的耐酸性能优于环氧树脂固化物、耐碱性优于酚醛树脂固化物。呋喃树脂固化物体系辅以相应性能的填料配制的呋喃砂浆是一种适用于单一化学介质、多种化学介质反复交替及高温条件下混凝土保护材料。
4.3 适用于水浸及日晒条件下的混凝土保护材料
高速公路及铁路的桥梁等建筑物通常处于这样的条件下，最适用的保护材料应该是混凝土保护剂。混凝土保护剂的主要成份是有机硅烷，其防水机理是与混凝土中的游离碱产生化学反应，生成稳定的枝蔓状晶体胶质，能有效地堵塞混凝土内部微细裂缝和毛细空隙，使混凝土结构具有持久的防水功能和更好的密实度及抗压强度。混凝土保护剂还具有良好的渗透性，其渗透深度达0.3-1.2mm，同时还能有效地阻止酸性物质、油渍和机油对混凝土的侵蚀；混凝土保护剂产品还具有抗紫外线、耐高温的功能。此外，混凝土保护剂施工后还具有改善混凝土外观效果的性能。
结语
混凝土作为建筑工程用量最大、起骨架作用的材料，在建筑物中起着至关重要的作用，选用合适的混凝土保护材料进行防护，可有效防止环境、气候对其的造成的破坏，提高混凝土的耐久性，在保证建筑物的安全、正常运行的前提下，提高其运行年限。
参考文献：
[1] 水泥混凝土 组成 性能 应用[M] 中国建材工业出版社 2005
篇2
混凝土材料在我国建筑中被广泛应用，其质量问题也引起广泛的重视。混凝土的质量主要体现在其强度、变形以及耐久性等地方，其检验一般热力学方面为基准，其中热膨胀系数是主要的直接和间接的影响混凝土结构安全性能和耐久性能。
1.混凝土材料检验的背景及意义
混凝土作为我国各类建筑工程的主要材料之一，受到各种因素作用。如：各种复杂地理、温度、荷载、盐碱等环境因素。混凝土由浆体、粗细集料、细孔等材料构成，其种类因建筑需要而不同，如钢筋混凝土、水泥混凝土等。混凝土材料是一种复合材料，其不同组分的热变形特征也不相同，此时，温度是影响混凝土的最大因素。温度影响一般分为两方面,气候温差及高温过程。气候温差主要是季节更替和天气因素造成的，高温过程是建筑物受到火灾或爆炸等高温环境。当材料温度发生变化时,其材料成分也发生不同热变形,导致组分热应变,由于固相组成之间的热膨胀性能有所不同而发生挤压或拉伸现象。而且，如果材料由于硬化龄期增加或者与外界组分的反应引起化学成分和孔隙结构改变,就会进一步改变其组成及其热变形性质, 改变了混凝土结构温度条件下的服役性能。此外，混凝土在低温时，水泥浆体结构具有冻胀特性，在温度低于零度时，浆体中的水分变为结冰水和过冷水，泥浆发生冻结而出现体积膨胀压力及渗透压力。过热和过冷的温度差异考验着混凝土的结构质量，热度差异导致混凝土出现热胀冷缩的现象，混凝土材料因此易产生裂隙。我国建筑中使用的大体积混凝土及超长结构混凝土在广泛应用过程中常因混凝土水化硬化过程放热量大,容易聚集而导致内部温度急剧上升，加之混凝土水化放热及周围环境辐射等因素加大了辐射热量使其内部温度更高，更易造成开裂退化现象，影响混凝土材料的耐久性。所以，对混凝土材料进行热力学检验意义重大，是保障建筑物安全与质量的前提和基础。
2.混凝土材料的检验
2.1混凝土的热变形性质检验
物质的长度或体积随温度的升高而变大称之为热膨胀，物体体积随温度升高而变大，随温度降低而减小称之为热胀冷缩。混凝土的热变形检验主要是检验其热胀冷缩的性质，其热胀冷缩的性质又受热膨胀系数影响。混凝土作为一种复合材料，其热膨胀系数受很多因素影响。如硬化水泥浆体、孔隙大小及含水量、材料成分等。混凝土材料中硬化水泥浆体的热膨胀性能主要受其浆体中水含量、固相成分、孔隙率的多少影响，其中浆体中的氢氧化钙的热膨胀系数最大，致密的结构物质热膨胀系数大，所以，混凝土材料中氢氧化钙的含量越大、孔隙率越小，其热膨胀系数越大。当混凝土材料热膨胀系数增加到一定值时，其将浆体内的自由水与吸附水随温度升到而流失，内部化学结合水不能得到排除，自由水在浆体内来回进出，继而产生湿热膨胀。混凝土空隙中的水分和凝胶孔中的水分受热膨胀后，体积急剧变大，引起的湿胀压力可使混凝土表面及内部出现裂隙。混凝土热变形检验主要是混凝土热膨胀系数测量，是对其耐久性的检验。
目前，检验混凝土热变形检验的方法很多，清华大学建材研究所开发的温度一应力实验机、哈尔滨工业大学研发的静水力学称重法能测量混凝土材料的热膨胀系数，静水力学称重法主要是通过测量试件在水中的浮力变化大小来计算其体积变化大小。中国建材研究院设计出在高温条件下对混凝土材料的热膨胀性能测定的方法。实际工程中混凝土的热稳定性非常重要，所以其热膨胀系数的测定也应更加精准。
2.2混凝土的热敏感性检验
混凝土的宏观性虽然可以看成一个完整的体系，但其各个成分相之间的性质存在较大差异，直接影响混凝土材料的热敏感性。热敏感性指混凝土材料的热膨胀系数对温度变化的敏感程度。混凝土中的水泥凝胶、氢氧化钙晶体、未水化的水泥、孔隙等结构的常温线性膨胀系数存在较大差异，热敏感性能也存在较大差异。热敏感性与热膨胀系数联系紧密，热敏感性越小，其热膨胀系数就越小。所以，在检验混凝土材料的热敏感性时可通过调控减小其热敏感性的组分，达到改善混凝土结构热稳定性的目的。东南大学研发的通过电加热控制温度直接测试不同温度下试件的长度变形大小，在经过计算公式直接测混凝土的热膨胀系数，利用相关关系体现出混凝土的热敏感性。热敏感性的检验对混凝土材料的热力学检测具有重要意义。
2.3混凝土的热不相容性检验
混凝土的热不相容性是指当环境温度变化时，混凝土结构及性能会随着其体积的变化而改变，在反复变化的过程中，组成相界面区域会产生热疲劳损伤，在此状态下混凝土各成分之间的温度协调性。由于我国地大物博，各地环境存在明显差异，例如新疆、内蒙等地区，环境干燥、湿度较大且温度变化幅度很大。这些地区建筑使用的混凝土就常因气候问题出现开裂的现象。一些专家对混凝土界面过渡区展开了深入研究，指出其结构和硬化水泥浆体之间区别较大，并认为界面过渡区是混凝土中组成最薄弱的区域。当环境温度出现较大变化时，造成混凝土内部由于温度梯度而产生热应力,以及各相间由于热作用变形而产生的挤压应力。混凝土界面过渡区在温度反复波动时的应力作用下容易出现损伤，其中的材料因热膨胀系数不同而使界面处产生相对运动和错位的趋势, 多次热循环后混凝土的性能产生显著下降。
检验混凝土热不相容性使用最多的方法是红外热成像技术。红外热成像技术是近几年快速发展起来的结构无损检测和监测技术。其原理是利用一切物体都能辐射红外线的特点，应用测仪测定目标和背景之间的红外线差异制作出红外图像,也就是物体表面温度分布图像,利用热传导在物体内部的差异,进而判断物体内部是否存在缺陷。红外热像法和数字图像相关法可针对混凝土材料在准静态荷载下的力学行为进行检测。红外热成像能清晰地显示混凝土材料试件由冻结到解冻损伤过程中造成的微裂纹状态下的热弹性祸合以及热耗散。在检测混凝土的热不相容性时，是利用红外热成像对混凝土在疲劳或损伤过程中的热红外辐射征的研究，分析混凝土在疲劳、损伤、破裂和破坏等过程中伴随的热现象,监测损伤和破坏过程中微裂纹从出现到逐渐增长发育的整个过程,判断混凝土结构内部损伤存在的具置,从而进行疲劳强度评价等。红外热成像技术应用广泛，具有方便快速,大面积扫测,直观等优点。此外，红外热像法还能进行混凝土温度场的模拟，利用红外热成像测定特定温度条件下混凝土表面和内部的边界的状况，达到模拟实际环境中混凝土温度场内变化的过程，继而应用计算机技术分析方法找出混凝土结构中存在的缺陷。
结语：
随着建筑工程的不断发展，其安全问题逐渐被重视起来。混凝土材料的检验是建筑工程安全保障的重要部分，得到建筑企业和监理部门的广泛重视，随着新兴科技手段的运用，混凝土材料的检验必将更加规范和严格。
参考文献：
篇3
普通的混凝土材料是由胶结材料（石灰、水泥）、细骨料（砂子）、粗骨料（石子）和水 按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的具有一定强度特性的人工建筑材料。过去，由于人们过分注重于混凝土的力学性能，把精力主要集中在如何提高混凝土的强度上，而用高压强度的比例关系来代表其性能的优劣，对混凝土的耐久性则不够重视，从而导致了部分工程结构的开裂，甚至崩塌，此外，由于普通混凝土材料本身的耐久性不高，致使混凝土建筑工程的维修费用急剧增大，所以如何延长混凝土材料的使用寿命，提高混凝土的性价比，发展新型高性能的混凝土材料势在必行。
一、高性能混凝土概述
混凝土技术经过多年的发展，现在新型外加剂和胶凝材料的出现使既有良好的工作性，又有优异的力学性能和耐久性能的混凝土的生产成为现实。高性能混凝土（High Performance Concrete），简称HPC。HPC的应用将对混凝土建筑施工技术和混凝土结构性能起重要作用，日益受到国际材料界和工程界的重视。
HPC组成材料包括水泥、粗细集料、多种矿物掺合料、水和超塑化剂，其组成和配比要比普通混凝土复杂，要求也高得多。HPC的优点体现在：
（1）由于HPC的高强（60Mpa～100MPa）和超高强（≥100MPa）特性，可使混凝土结构尺寸大大减少，从而减轻结构自重和对地基的荷载，并减少材料用量，增加使用空间，大幅度的降低工程造价。
（2）由于HPC具有高工作性，可以减轻施工劳动强度，节约施工能耗。
（3）HPC的高耐久性可增加对恶劣环境的抵御能力，延长建筑物的使用寿命，减少维修费用及对环境带来的影响，具有显著的社会和经济效益。
二、高性能混凝土的特性
1.新拌混凝土的工作性
新拌混凝土的工作性是一个综合指标，如流动性、可泵性、填充性、均匀性等。HPC要求新拌混凝土具有大流动性（坍落度20cm～25cm）及流动度经时损失小，以满足混凝土集中搅拌、运输、泵送、浇注的工艺要求。甚至在浇注时要求混凝土不振捣自流平，即好的填充性。最终得到均匀稳定的混凝土。这些要求是普通混凝土难以满足的。与普通混凝土相比，HPC的组分复杂，多种掺合料与超塑化剂配合使用，其目的是通过这些组分来调整性能。其中最关键的技术之一是超塑化剂及其组成。单一成分的超塑化剂（如萘系和三聚氰胺系高效减水剂）虽然对水泥浆有强的分散作用，减水率高达18以上，但并不能满足HPC对工作性的全部要求。因为单一成分的超塑化剂（SP）难以解决坍落度损失、离析分层等问题。因此，必须将高效减水剂与缓凝剂、引气剂、稳定剂等组成复合超塑化剂（CSP）才能较全面满足HPC对工作性的要求。
2.硬化混凝土的性能
现代建筑向高层化、大跨度方向发展，因此促进了高强HPC的研究和开发。在高层建筑中，混凝土强度是对应于柱子的轴力。可以说建筑物的层数是由所使用的混凝土强度来决定的。25～30层的建筑物要使用强度标号C35～C45的混凝土，30～35层要C45～C50，更高层的建筑就需要更高强的混凝土，如60层需用100MPa。目前建筑物设计和施工以30～35层（高度约100m）居多。因此，更高强度的HPC是目前研究和今后发展的方向，而大量使用的强度标号是C40混凝土。在此情况下，配合比设计可以参照普通混凝土的方法，但是主要组成材料和性能应满足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多，这是因为在设计配合比时，就考虑到耐久性问题。特别是早期下沉和硬化收缩小、干缩小、水化放热低，因而提高了混凝土抗裂缝能力，无初始结构缺陷。硬化后的混凝土密实、渗透性低。这些都使混凝土抵抗外部因素的能力得到提高，最终得到耐久性好的混凝土。
三、高性能混凝土的应用与研究
每年工程上混凝土的用量非常之大，工程规模大、耗资大、应用范围广，作为现代工程主要材料的地位依然不被撼动。纵观混凝土技术的发展进程，其发展主要遵循复合化、高强化、高性能化三大技术路线长期以来，人们过分注重于混凝土的力学性能，主要集中在提高混凝土的强度上，以搞压强度的比例关系来代表其性能的优劣，而对影响混凝土耐久性则重视不够，从而导致了许多工程结构的开裂，甚至崩塌。例如，1980年3月，北海Stavanger近海钻井平台Alexander Kjell号突然破坏；乌克兰境内的切尔诺贝利核电站的泄漏；日本的一些钢筋混凝土桥梁，投入不到20年因不能使用而被炸毁；辽宁盘锦辽河大桥的断毁等等。此外，由于混凝土耐久性不高，致使混凝土工程的维修费急剧增大。如何延长混凝土的使用寿命，发展高性能混凝土势在必行。
2001年10月用高性能混凝土成功浇捣的航站楼工程第一块大面积楼板，为浇筑量约8003m的主楼南区二层楼板。该楼板呈长条型，宽约20m，长约80m，厚500mm，浇筑前沿楼板长度方向由南往北布置2条施工泵管，分别提供泵送混凝土。施工浇筑时，投入混凝土生产线2条、混凝土搅拌车22台、混凝土泵机2台，施工用时14h，施工过程顺利。其后，在检查认可了这种新型混凝土抗裂性以及总结了它的施工养护经验的基础上，陆续浇捣了其它的大面积楼板，整个航站楼施工补偿收缩纤维混凝土总量超过4万方。经检验，所有应用补偿收缩纤维混凝土施工的楼板强度均达到设计要求，没有发现任何明显的肉眼可见裂缝，抗裂效果得到各方认可和好评。
随着高性能混凝土的优越性不断地得到认可，混凝土应用技术的进步，城市建设速度的加快，高性能混凝土获得了迅速发展。高性能混凝土在实际工程中获得了越来越广泛的应用，尤其是在高层建筑、大跨度桥梁、海上采油平台、矿井工程、海港码头等工程中的应用日益增多。
四、高性能混凝土的发展前景
随着HPC的开发和应用，建筑对生态环境产生的影响正引起社会的关注。建筑物在建造和运行的过程中需消耗大量的自然资源和能源，并对环境产生不同程度的影响。有专家指出，作为建筑工业主要原料的水泥，实际上是一种不可持续发展的产品。因此，高性能混凝土的技术核心是在限制水泥用量以获得混凝土高性能的同时，坚持其可持续性的发展原则。
在节材方面，如果能够将目前使用的钢材和混凝土提高一个强度等级，则可以获得明显的经济效益和社会效益。粗略计算，到2010年，仅通过推广应用高强钢和高性能混凝土，就可节省大量建设资金并且同时产生丰厚的间接经济效益。另外，采用高强材料，可以提高施工作业效率，提高建筑质量，延长使用年限，减少维护使用费用，解决了建筑结构中肥梁胖柱问题，这样不仅能增加建筑使用面积，增大建筑使用空间，也可以使结构设计更加灵活，提高建筑使用功能。推广应用高强钢和高性能混凝土，在建设阶段可以节约钢材和混凝土，减少资源和能源的消耗量，进而减少二氧化碳、二氧化硫等有害气体和废渣的排放。
任何新技术、新材料的发展，都需要经历漫长的、反复的过程。在需要克服的诸多障碍中，首先是人们的观念和认识。当前我国正处于基础设施建设的，对于HPC的发展应该是一个难得的机遇。当然，任何发展迅速的新技术，都必定给相关的业界带来显著的效益。
应用大掺量粉煤灰混凝土和大掺量矿渣混凝土发展HPC是最可行的途径，因为它不仅能够提高混凝土的品质，还能有效地降低生产成本。在人们对发展HPC取得共识的基础上，注重提高骨料品质，并将大掺量粉煤灰混凝土和大掺量矿渣混凝土恰当地用于我国的基础设施建设，不仅有利于混凝土业的可持续发展，对整个国民经济建设的可持续发展都会发挥一定的促进作用。HPC的研究与应用在短短的十几年内发展很快，现在采用高效减水剂和硅粉，利用普通工艺即可很方便地配制出高强混凝土。
据报道，日本正在研制使用寿命在500年以上的超高耐久性混凝土。目前一些超高强预应力混凝土结构甚至已经可以用来代替钢结构。我国在最近几年中胭脂路超高性碱渣混凝土、沸石粉混凝土、高强粉煤灰混凝土、铁（硫）绿酸盐水泥混凝土、230MPa矿物集料混凝土、200MPa超高强钢纤维混凝土、92MPa抗冲耐磨混凝土等第一系列HPC。在保塑剂的研制方面也有进步。
五、结语
大力开展高性能混凝土的研究和应用具有重要意义，为更好的推广应用，设计人员必须及时地掌握规范，正确理解与应用，跟踪新技术的发展，而对于施工人员，必须全面掌握混凝土的技术要点，不能照搬普通混凝土的施工与养护方法，对于监理人员，必须深入理解规范、灵活运用规范，同时，相应的国家规范也必须进行适当的修改，以利于促进高性能混凝土的应用。
参考文献
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篇4
1研究抢通材料的意义
大多山区公路为水泥混凝土道面，因地质条件与气候环境特征等方面的问题，路面在雨季很容易发生水毁现象，产生不利后果。混凝土路面损毁状况有开裂、断角、卿泥、破碎、起包、坑洞、错台等现象［1］。目前主要使用整板拆除法和罩面法对刚性道面进行快速恢复。由于经济性的问题，整板拆除方法一般不用于浅层破坏;破损严重时，才会考虑该方法。这种方式的缺点:施工难度大、开通时间长、材料损失大，环境污染严重等问题，不被广泛使用。因此，我们希望能够开发出解决上述问题的有效途径，即使用快速修补材料来改善原有道路的缺陷问题的研究意义深远。市场上出现的关于快速修补材料五花八门，参差不齐，由于各种原因，不适合大面积推广，尤其灾后交通受损，材料运输受阻，无法保证短时间恢复通行。因此，开发出新型的、有效的、节能的、环保的、经济的快速修补的材料及技术，显得尤为迫切。
2国内外研究现状
国内外对于破损道面恢复的研究，已经取得一些收获，包括工艺和原材料的研究，在一些工程上也有一定的应用。但是由于环境经济等问题的不通导致该种技术不能大面积的推广使用，需要因材施教，因地适宜，通过调整修补财料和施工工艺来解决道面破损恢复的问题。刚开始工程上使用沥青质等感温性材料，在高温的条件下灌注或浇筑缺陷，或者重新铺设混凝土道面来解决问题;但是由于两种材料的性质不同，导致界面处黏结不牢，耐久性问题得不到解决，达不到理想的状态;因此，专家学者通过添加早强剂，改变水泥早期强度的方式，使得修补的技术得到进一步发展。市场上修补材料分为三大类:有机类(环氧树脂、聚氨酯、烯、沥青及改性沥青类);无机类(快硬型、膨胀型、掺复合外加剂型、掺纤维型、掺超细粉型的混凝土);有机与无机复合材料类(以有机为主的聚合物的碎石材料，以无机为主的聚合物改性混凝土或砂浆:如107胶、丙乳、丁苯胶乳)［2］。道面快速修补材料主要针对缝隙、罩面、板块的局部或整体、边角等处理，下面介绍7种材料的使用状况。(1)普通水泥混凝土和砂浆。采用无机的砂浆或混凝土修补，是把原有损坏位置清理掉，重新铺上同等级的无机材料，其缺点在于中断交通的时间太长，不利于开放交通;而且新旧材料收缩率不同再一次导致收缩开裂;尤其对于结合处，往往效果不理想，产生新旧两层皮等现象。(2)沥青和沥青混凝土。由于沥青及沥青混凝土材料感温性，施工简单等特点，可缩短交通开放时间。但是使用该产品也有一些不足之处:①需加热设备;②新旧材料刚度不同，受力不同;③界面处理难;④平整度不好;⑤新旧路面颜色不同，影响美观。(3)快硬高强水泥。上世纪50年代，快硬高强水泥被研究出来，其中一种是凝结时间不变，但是早期强度高，如美国、苏联、日本等国家研发的早强快硬型的波特兰水泥;经过20年的发展，在此基础上出现了一种早凝时间短，早期强度高的快凝快硬水泥，如掺加无水硫铝酸钙和氟铝酸钙的水泥，该种水泥的出现得使得快速修复材料的发展打开崭新一页［3］。(4)硅粉混凝土或砂浆。80年代硅粉混凝土跃上历史舞台，他的出现使得混凝土在抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能有所改善，同时在保水、离析、泌水等方面也得到了很好地改进，尤其对于泵送混凝土泵送阻力的改变十分显著;另外，针对喷射混凝土的落地灰现象也得到改变，这种水泥的功效是普通水泥的5倍，成本也得到大幅度的降低。但是其粘聚性较高高，不利于运送，干缩率大价格高，经济性差。(5)纤维混凝土。纤维混凝土70年代进入中国市场，砂浆与混凝土中加入纤维后使得结构体抗拉强度增加、极限延伸率变大、抗碱性变好等优点，从耐久性、力学性能考虑是最佳的选择;但是，纤维在混凝土分布不均匀，导致施工难，影响了纤维混凝土的发展［4］。(6)聚合物水泥砂浆(混凝土)。聚合物砂浆(混凝土)优点:力学性能、耐久性等性能提高，工作性能优异;缺点:难以控制含气量;对环境也造成污染;成本较高，造成无法大面积使用。(7)水泥基快速修补剂。随着历史的发展前面介绍的六种材料不能完全解决路面修复材料的缺陷，因此，国内外学者通过不懈的努力，水泥基快速修补剂在工程中得到应用，国外市场上的水泥基快速修补剂有“Swiftcrete”水泥、“Draifach”水泥、“Supercement"水泥、“一日”水泥、Ⅲ型水泥等［5］;国内的水泥基快速修补剂包括PR－Ⅰ型、QTA－Ⅰ型、JK系列、HW系列超早强水泥混凝土修补剂等，该水泥修补剂在一些工程中也有相应的应用，在实际的工程中也有不足的地方，需要改进，例如储存时间短，配料繁多等缺点［6］。
3展望
随着自然灾害的发生，目前有许许多多的混凝土构筑物需要进行修补，尤其对于的公路、隧道、机场、桥梁等道面进行修复。然而，对快速修补材料的研究还是不够完善，还需努力研发出:1)开发简单、便捷的新型设备与超早强修补材料配套使用;2)开发适用于不同环境和工程的快速修复材料。
参考文献
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篇5
随着建筑物向高层、大跨度方向发展，建筑物的自重也越来越受到人们的关注。由于具备质轻、隔热、耐火、抗冻性好等特点，发泡混凝土及其制品具有广阔的应用前景，发泡混凝土砌块、发泡混凝土轻质墙板等已经应用于建筑节能墙体材料中。
泡沫混凝土是由发泡剂，稳定剂与水泥、粉煤灰、石膏等主要材料混合均匀后浇注，发泡、硬化而成的，内部有大量封闭气泡的“密孔”轻质建筑材料。发泡剂是生产泡沫混凝土的一个关键因素，它的性能直接觉定着泡沫混凝土的性能。能产生泡沫的物质很多，但并非所有能产生泡沫的物质都能作为发泡剂用于泡沫混凝土的生产。只有在泡沫浆料混合时，薄膜不致破坏，具有足够稳定性，对凝胶材料的凝结和硬化没有害影响的发泡剂，才能用来生产泡沫混凝土。目前我国的泡沫混凝土发泡剂的功能少、产量低，所产生的气泡稳定性、均匀性、分散性都不理想，与水泥结合性也不好。通常产生气泡而制成泡沫制品的过程有两种，即物理发泡和化学发泡。物理发泡只由发泡剂在机械搅拌下产生大量气泡活用压缩空气的方法形成气泡分散于浆料中；而化学发泡是发泡剂在浆料中发生化学反应，放出气体而形成细小气泡。化学发泡中的发泡剂又可分为金属和非金属两大类，金属发泡剂有锌粉，铝粉等，非金属发泡剂有碳酸钙、碳酸氢铵等。有些无机发泡剂产生气泡的速率较快，泡沫稳定、均匀且分散性好，非常适和作为发泡剂。
本文采用双氧水（27.5%）与硬脂酸钙，分别作为发泡混凝土的发泡剂和稳定剂，制备了一种发泡混凝土材料。
二、实验材料、药品及仪器
2.1 材料
水泥、粉煤灰、石膏、抗裂纤维、自来水
2.2 药品
30%H2O2溶液、明胶、硬质酸钙（稳定剂）、十二烷基苯磺酸钠（减水剂）、氯化钠（促凝剂）
2.3 仪器
电子天平、烘箱、搅拌器、量筒、模具。
2.4 原材料的作用
（1）用粉煤灰取代部分快硬硫铝酸盐水泥，对发泡混凝土的后期强度和耐久性都有所帮助；
（2）硬脂酸钙可以增大浆体的黏度，使泡沫致密、稳定；
（3）促凝剂可以使水泥水化诱导期消失，水泥加水后直接进入水化加速期，从而与双氧水的发泡时间相一致；
（4）减水剂可降低水灰比，提高材料强度，降低吸水率。
三、实验内容
3.1 浆料的制备
按一定比例称取一定量的粉煤灰、石膏、水泥并混合均匀，然后加水搅拌至混合物成浆状。
3.2 发泡剂的制备
将稀释好的H2O2溶液与明胶水，十二烷基苯磺酸钠、硬质酸钙按一定比例进行复配，然后加入适量氯化钠。
3.3 泡沫混凝土的制备
将上述发泡剂溶液适量加入到浆料中，搅拌均匀，然后注入模具中待其在50℃环境下养护6h后脱模。
四、结果与讨论
泡沫混凝土与普通混凝土在组成材料上的最大据别在于：泡沫混凝土中没有普通混凝土中使用的粗集料，同时含有大量气泡。因此，与普通混凝土相比，无论是新拌泡沫混凝土浆体，还是硬化后的泡沫混凝土，都表现出许多特殊性能。同时泡沫混凝土作为保温材料与普通材料相比也有许多特殊性能。
4.1 环保、无毒无害
发泡混凝土所需原材料主要为水泥和发泡剂
4.2 轻质
泡沫混凝土的密度较小，密度等级一般为300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200 kg/m3，，密度为 160 kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可达结构物总重的30%-40%。而且，对结构构件而言，如采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可提高构件的承截能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。
4.3 保温隔热
由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，因此具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能，这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200 kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08-0.3w/（m・K）之间，热阻约为普通混凝土的10-20倍。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的节能效果。
4.4 隔音耐火
泡沫混凝土属多孔材料，因此它也是一种良好的隔音材料，在建筑 物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料，不会燃烧，从而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。整体性能好可现场浇注施工，与主体工程结合紧密。
4.5 低弹减震
泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
4.6 防水性能强
现浇泡沫混凝土吸水率较低，相对独立的封闭气泡
及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。耐久性能好与主体工程寿命相同。
五、结语
我国正在大力推行节能政策，泡沫混凝土以其良好的性能，具有广阔的应用前景。从现阶段的生产和应用来看，研制高效发泡剂寻求替代原料、利用工业废料、优化工艺流程是急需解决的问题，进一步在理论实践中解决好这些问题，对泡沫混凝土的发展及应用具有重要意义。
参考文献：
[1]丁 益，任启芳，闻 超 发泡混凝土的研制进展[J]。混凝土，2011（10）：13-03
篇6
抗冻混凝土对材料的选择如下:
对水泥的选择。
冬期施工混凝土所用水泥品种和性能,主要取决于混凝土养护条件、结构特点丶结构使用期间所处环境和施工方法。在一般情况下,冬期施工混凝土应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。当硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥缺之,需要选用其他品种水泥时,应注意其中的掺合料对混凝土抗冻性、抗渗性等性能的影响,也可选用经过技术鉴定的早强水泥,但在水泥中掺加早强挤时,要进行相关试验合格后方可使用。
有条件的工程可用特种快硬高强类水泥来配制冬期施工混凝土.但采用掺外加挤冬期施工方法时，冬期施工混凝土是不能选用高铝水泥的，这是因为铝水泥因重结晶而导致混凝土强度的降低，对钢筋混凝土中钢筋的保护作用也比硅酸盐水泥差的缘故。
对与厚大体积的混凝土结构物，如水坝、反应堆、高层建筑物的大体积基础等，则选用水化热较小的水泥，以避免温差应力对结构产生不利影响。
总之，冬期施工混凝土对水泥的选择应注意下方面：1.优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不得选用火山灰质硅酸盐水泥；2.如果选用矿渣硅酸盐水泥，应同时考虑采用蒸汽养护；3.所用的水泥强度度不应低于32.5 MPa;4.水泥用量最低不小于300kg%m3，厚大体积混凝土的水泥最小用量，应根据实际情况确定。
对骨料的选择。
冬期施工混凝土所用的骨料分为细骨料和粗骨料。细骨料宜选用色泽鲜艳、质地坚硬、级配良好、质量合格的中砂，其含泥量不得大于1.0%；粗骨料宜选用经15次冻融值试验合格的坚实级配花岗岩或石英岩啐石，其坚固性指标应符合现行国家标准的规定，不得含有风化的颗粒，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%.
对于抗冻等级为D100及一上的混凝土，其所用的粗骨料和细骨料均应进行坚固性试验，并应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）中的规定。
总之，所用粗骨料和细骨料的其他技术要求，应当符合国家标准《建筑用卵石、砂石》（GB/T14685-2001）和《建筑用砂》（GB/T14684-2001）中的规定。
冬期施工混凝土所用的骨料，必须具有良好的抗冻性。冬期施工混凝土所用的骨料堆场，应选在地势较高、不积水、运输方便、有排水出路的地方。为满足混凝土抗冻性的要求，粗骨料和细骨料应分别满足表中的规定。
冬期施工混凝土对骨料的要求
对早强防冻剂的选择。冬期施工混凝土中掺人适宜的混凝土早强减水剂和防冻剂，能有效地改善混凝土的工艺性能，提高混凝土的耐久性，并保证其在低温初期时获得早期强度，或在负温时期的水化硬能断续进行，防止混凝土早期遭受冻害。
按照防冻剂在混凝土中的作用和效果不同，一般可分为：防冻抗冻型防冻剂、抗冻害型防冻剂、早强型防冻剂和引气型防冻剂。国内外目前常用的是复合型防冻剂，如早强剂+减水剂、防冻剂+早强剂+阻锈剂、防冻剂+早强剂+阻锈剂+减水剂、防冻剂+早强剂+引气剂+减水剂、防冻剂+早强剂+阻锈剂+减水剂+引气剂和防冻剂+早强剂+阻锈剂+减水剂+引气剂+其他外加剂等。
冬期施工混凝土用的外加挤应通过正式技术鉴定，其技术性能应符合《混凝土外加挤应用技术规范》（GB50119--2003）和《混凝土防冻剂》（jc475--2004）标准的规定。我国配制的早强防冻剂主要由减水、引气、防冻、早强组分组成，不仅具有对混凝土显著的早强防冻功能，而且无毒、不易然、对钢筋无锈蚀作用。
掺有早强防冻剂的混凝土，可以在负温情况下凝结哽化而不需要保温或加热，最终能达到与常温养护的混凝土相同的质量水平。
冬期施工混凝土所用的早强防冻剂，是低温施工环境中的重要材料，也是确保混凝土在一定负温下正常施工、保证工程质量的技术措施，因此选用的早强防冻挤应同时具备良好的早强作用、高效减水作用、降低冰点的作用、对钢筋无锈蚀作用和其他一些作用。
工程实践证明，对于抗冻等级为D100及以上的混凝土还应掺人后混凝土的含气量应符合表中的规定。
长期处于潮湿和严寒环境中混凝土的最小含气量
篇7
引言
衡量混凝土结构的好坏，有两个比较重要的指标，一个是混凝土的强度，一个是混凝土的耐久性。但是在实际的施工过程中，却往往忽视了混凝土的耐久性的重要性。在各类建筑工程材料中，混凝土是用途最广泛，也是用量最大的。一旦混凝土的耐久性不好，那么经过长时间的使用后，混凝土的结构会造成一定的损坏，也会形成巨大的维修成本。
1、胶凝材料常见种类
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料;与水(加或不加胶凝材料和掺合料)按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。混凝土材料是以“粗集料－细集料－胶凝材料－水”组成的复杂多相体系，所以混凝土的性质与这几种成分是分不开的，其中胶凝材料是其中的一项重要物质，其常见的主要种类有石灰石粉、天然火山灰、粉煤灰、硅灰、矿渣及磷渣粉等，不同辅助胶凝材料在混凝土中的作用机理、特殊应用以及对混凝土性能的具体影响。
2、不同胶凝材料对混凝土耐久性的影响
2.1、水泥
(1)水泥强度。随着城市化建设的水平越来越高，我们对混凝土的强度要求也越来越高，还实行了新的水泥标准，主要还是以提高C3S的含量作为重要指标。国内外的有关专家经过对实际的调查后得出，混凝土结构之所以产生开裂，而且数量逐年呈上升趋势，一方面需要提高C3S的含量与细度。但是，这么做虽然可以在早期能提高混凝土的强度，却与混凝土的耐久性没有产生多大的影响。我们之后所研发的所谓的“三高”水泥:高细度、高C3S含量、高强度，并没有抑制住混凝土产生开裂的现象。我们所研发的“三高”水泥，在现代建筑工程中，搭配上混凝土的低水胶比、高水泥用量，不仅不能延缓混凝土的收缩速度，还使得混凝土的抵抗开裂性能变差，其内部结构不良。久而久之，并不利于混凝土的耐久性能的提高。
(2)水泥含碱量。通常，我们会从控制碱骨料反应这一角度来提及对水泥含碱量的要求。但是，我们在实践过程中却发现，活性骨料是否存在，碱含量的多少首先就会影响混凝土的开裂程度，而并不是之前所指的碱骨料反应。水泥中的含碱量越少，混凝土的收缩变形也就越小，当达到一定的量后，水泥所具有的抗裂性也得到了显著的增加。
2.2、砂、石集料
要保证混凝土的耐久性，一个比较重要的条件就是，选用质量合格的砂、石集料。之前，建筑工程中比较重视的是骨料的强度高低与含泥量的多少，而忽略了砂、石集料的形状与级配，其实对混凝土的耐久性会产生不小的影响。如果砂、石集料的级配等级比较高，那么混凝土之间的孔隙率就会减小，混凝土的密实度会得到相应的提高，另外，混凝土的收缩方面也会减缓;如果砂、石集料的级配等级比较低，那么混凝土之间的孔隙率就会加大，密实度降低，一些有害的物质就会渗透入混凝土中，导致混凝土的耐久性降低。
当砂、石集料的级配等级达到要求后，如果从影响混凝土强度的因素来进行考虑，那么可以在要求的范围内尽可能地选择比较大的颗粒;如果从影响混凝土耐久性的因素来进行考虑，那么就应该心可能地选择颗粒小一点的。
3、胶凝材料对混凝土耐久性产生的机理
对于混凝土耐久性的检测中，一般选择的试件达到28d龄期时，用标准试验方法进行抗压试验，各组试验的坍落度和抗压强度试验。通过以上的一些指标来确定胶凝材料对混凝土耐久性产生的影响，从而对胶凝材料在耐久性中的影响机理进行分析。
对于混凝土以水泥作为胶凝材料的，应该严格控制水泥的使用量，水泥用量应该在规范规定的最大使用量和最小使用量之间，不得超出这一范围，否则会严重影响混凝土的凝固时间和强度等。控制水泥的最小用量是为了保证混凝土的密实性，控制水泥的最大用量是为了防止水泥的过量引起收缩和水化热过大而产生裂缝。考虑到混凝土施工工作性的需要，水泥浆体积至少应占25%，若使混凝土性能达最佳均衡水泥浆体积宜占35%。另外，水灰比过大，混凝土有孔隙，特别是毛细管空隙率增大会严重影响混凝土的耐久性;水灰比过小，拌和物过于干稠，在一定的施工振捣密实，出现较多蜂窝、孔洞，也会影响其耐久性。
混入的胶凝材料在材料分析中发现，影响了混凝土的电阻率和电荷转移效果。混凝土电阻率和钢筋钝化膜破坏后的电荷转移电阻随粉煤灰和矿渣的含量提高产生的规律是先提高后降低的趋势，而测试中电容大小在一定程度上与钢筋的锈蚀面积成正相关，因此利用粉煤灰和矿渣取代部分水泥后，提高了混凝土的电阻率，并降低了钢筋的锈蚀面积和腐蚀速率，但粉煤灰和矿渣的含量均不宜过高。对于粉煤灰混凝土试件，粉煤灰的掺量不宜高于30%，而对于矿渣混凝土试件，矿渣含量为50%时试件的腐蚀速率最低。
除了以上因素，对于混凝土耐久性的影响还有其他一些方面，如砂率过大时，骨料的总表面积及空隙率都会增大;砂率过小时，会引起粘聚性和保水性不良。二者均会造成混凝土拌和物的流动性减小，密实度降低，从而降低了耐久性。胶凝材料使用必须考虑其与水泥的相容性以及不同品种间的匹配，胶凝材料的掺量应通过试验来确定，否则会给混凝土带来负作用，影响其耐久性。
4、外加剂在现代混凝土中的作用
传统的木质素磺酸盐类、萘磺酸缩合物及脂肪族类减水剂，由于其固有分子结构的局限性，分散能力有限，减水率较低，即使提高掺量也难以满足复杂组分、低水胶比条件下现代混凝土高流动性和流动性保持的要求。聚羧酸外加剂具有灵活的分子结构，可设计性强，通过针对性的分子构筑，实现高性能化与功能化，满足现代混凝土不同的性能需求，从而提高工程质量。
4.1、复杂组分的高效分散
常规的聚羧酸外加剂针对水泥特性进行分子设计，其在水泥颗粒表面具有较强的吸附作用，但对于矿物掺合料却吸附量较低，因而难以实现现代混凝土大掺量工业废渣体系的高效分散。脱硫石膏作为水泥调凝剂的大量使用，导致水泥水化浆体溶液中SO42-含量高，其与聚羧酸分子在水泥/水界面存在严重的竞争吸附作用，优先于聚羧酸分子吸附到水泥颗粒表面，同时，高浓度SO42-导致溶液中聚羧酸分子的构象由自由伸展型向卷曲线团型变化，吸附基团被包埋，从而导致聚羧酸的吸附量降低，劣化了聚羧酸外加剂的分散性能。低品位砂石集料中残留的粘土与聚羧酸分子的聚醚（聚氧乙烯结构）侧链具有较强的氢键吸附作用，大量吸附聚羧酸外加剂，使得用于胶凝材料分散的聚羧酸大幅减少。这些因素均导致复杂组分的现代混凝土初始流动性降低，工作性差。
4.2、高效分散保持
严酷、复杂环境条件下的施工对现代混凝土的流动性保持提出了更高的要求。如长距离运输、高温环境施工要求混凝土流动性保持时间长达4h~5h，核电工程施工要求混凝土从初始至90min期间，坍落度均控制在120mm±20mm；低胶材、低砂率、高掺量磨细石英砂的高强预应力（PHC）管桩为了实现自动布料，要求混凝土坍落度1h控制在180mm±20mm。采用复配缓凝组分的传统方法，不仅增大混凝土泌水和干燥收缩，降低早期强度，而且保坍效果不明显，无法满足工程需求。
研究表明，聚羧酸外加剂对混凝土的分散保持性浆体溶液中残留聚羧酸外加剂的浓度呈正相关。聚羧酸分子主链中吸附基团越少、且吸附在水泥/水界面的分子侧链越长、在碱性环境下主/侧链桥接键越稳定、水泥水化掩埋外加剂越少、提供的空间位阻作用越强，则分散保持性能越好。（如图1所以）在聚羧酸分子中引入高稳定型长聚醚侧链，减少水化掩埋，提供持续高效的空间位阻作用。
图1聚羧酸分子结构与分散保持
4.3、减少收缩，提高耐久性
根据Laplace方程，当水泥石中孔隙液的表面张力因此在蒸发或者是消耗相同水分的条件下，使引起水泥石收缩的宏观应力下降，从而减小收缩。在混凝土中掺加减缩剂可以降低毛细孔或凝胶孔中液相的表面张力，从而降低毛细管负压，是抑制混凝土壳体、薄壁结构等大面积暴露结构的收缩开裂的重要技术措施。传统小分子减缩剂，存在分子量低易挥发、掺量高且降低后期强度、成本高等缺点。针对存在的问题，利用分子裁剪技术将具有减缩功能和提供空间位阻效应的烷基聚醚接枝到聚羧酸外加剂分子主链中，开发了减缩型聚羧酸减水剂，由此实现了减缩与减水分散的统一。
结束语
本文通过对影响混凝土耐久性的外加剂的分析，提出了一些具体的措施，相信通过多方面的努力与配合，混凝土的耐久性会得到很大的提高，从而进一步地延长混凝土的使用年限。
参考文献
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1、材料要求
1.1、混凝土拌和物原材料质量一定符合国家规范、规程、材料标准及工程施工技术合同要求，要有出厂质量证明文件及搅拌站复试报告单，并要按工程要求进行混凝土中氯化物、碱含量及主体材料挥发性有机化合物含量控制。
（1）适合用32.5及以上的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥；（2）适合用粗砂或中砂，含泥量要小于3%，泥块含量要小于1％。通过0.300mm筛孔的砂，要大于15％。（3）适合用碎石或卵石，含泥量要小于1%，泥块含量小于0.5％；（4）用于结构工程时，要使用Ⅱ级及以上粉煤灰。（5）外加剂：使用满足工程技术合同要求的外加剂，其掺量要经试验确定。
1.2、经搅拌站复试的混凝土拌和物原材料要进行质量状态标识，合格的原材料才能使用。
1.3、袋装水泥进场，应验明生产厂家、牌号、品种、级别、进场批量、出厂时间、试验合格与否，分别整齐定量堆放，按垛挂牌，不可混垛。每批应抽查5％以上，避免重量误差超标。
1.4、散装水泥进场，要按品种、强度等级送入指定筒仓，不可混仓。水泥筒仓要有明显标志，标明水泥品种、强度等级等。每个搅拌站至少有两个筒仓，轮流进料，保证轮流用完后彻底清仓再进水泥。
1.5、砂、石要堆放在硬底场地，并有向后的排水坡度，方便测砂、石含水率时上下基本一致。砂石间要有挡墙，分品种、规格隔开堆放，不可混料或混入杂质，料场装载机轮、斗，每天要清洗干净。每次装砂、石入斗应避免斗内混淆。装载机要确保不漏油。
1.6、粉煤灰筒仓要设明显标志，不可与水泥混仓。粉煤灰在储存和运输中不可受潮。
2、操作工艺
2.1、搅拌（试块留置）
（1）混凝土搅拌操作人员开盘前，要按本日配合比和任务单，检查原材料的品种、规格、数量及设备的运转状况，并做好记录。
（2）搅拌要实行配合比挂牌制，按工程名称、部位注明每盘材料配料重量。
（3）试验人员在每日班前测定砂、石含水率，按砂石含水率随时调整每盘砂石及加水量，做好调整记录。
（4）搅拌楼操作人员要严格按配合比计量，投料顺序是：先倒砂石，再装水泥，搅拌均匀，再加水搅拌。实践表明，这种做法混凝土强度可提高15％以上。粉煤灰应与水泥同步加入，外加剂应滞后于水泥。外加剂的配置应用小台秤提前1d称好，并装入塑料袋，并做抽查和投放，要指定专人负责配置和投放。材料的计量允许偏差要符合表1规定。
表1 混凝土原材料每盘称量的允许偏差
名称 水泥 粗细骨料 水 外加剂溶液 掺和料
允许偏差 ±2% ±3% ±2% ±2% ±2%
（5）混凝土的搅拌时间应按规定执行，经试验调整确定。搅拌时间与搅拌机类型、坍落度大小、斗容量大小相关。掺入外加剂或掺和料时搅拌时间要延长20~30s。
（6）搅拌操作人员要随时观察搅拌设备的工作状况和坍落度的变化，坍落度要满足浇筑地点要求。出现不正常要及时向主管负责人或主管部门反映，不可随意更改配合比。
2.2、运输
（1）预先确定混凝土搅拌运输车的行驶路线及混凝土运输时间，以确保混凝土的连续供应。
（2）搅拌运输车装运混凝土时，筒体内不可有积水。
（3）混凝土搅拌运输车在运输途中，拌筒要保持正常的慢速转动。
（4）混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不可超过混凝土的初凝时间。
（5）在冬期施工混凝土工程运输过程中，运输设备应有保温、防风雪措施；在夏季施工的混凝土工程，运输过程中，运输设备要有降温、防雨设施。
2.3、混凝土运至浇筑地点后，要在交货地点测定混凝土坍落度，其检测结果超过表2时，不可在工程中使用。
坍落度 允许偏差
≤40 ±10
50~90 ±20
≥100 ±30
表2 混凝土坍落度允许偏差
2.4、浇筑（试块留置）
篇9
混凝土是由水泥、掺和料、外加剂和水配制的胶结材料浆体将分散的砂、石经搅拌粘结在一起的工程材料。硬结的混凝土是一种多元、多相、非匀质的水泥基复合材料，具有较高的弹性模量，较低的抗拉强度，在受约束条件下只要发生少许收缩，产生的拉应力往往会大于该龄期混凝土的抗拉强度，导致混凝土发生裂缝。混凝土在浇注成型后，骨料对浆体产生约束，使混凝土内部从一开始产生微裂缝，在环境温度、湿度、荷载等因素作用下，这些微裂缝就可能发展为宏观裂缝。
混凝土开裂的原因很多，下面仅就材料这方面予以研究。
由于混凝土本身材性所导致的裂缝主要有以下几类。
1、塑性收缩裂缝
混凝土在初凝前由于水分蒸发，内部水分不断向表面迁移，形成混凝土在塑性阶段体积收缩。一般混凝土的塑性收缩约为1％，坍落度大的混凝土则可达2％。当施工时温度高，相对湿度较低时，混凝土内部水分向表面迁移供应不上蒸发量的情况下，表面失水干缩受下面混凝土的约束，表面会出现不规则的塑性收缩裂缝。这种塑性收缩裂缝在混凝土初凝前及时抹压或二次振捣可以愈合，但是如果不及时处理，可能发展为贯通性有害裂缝。
2、水化收缩及自生干缩裂缝
水泥在水化反应过程中，会产生水化收缩。硅酸盐水泥的水化收缩量约为1％～2％。水化收缩在初凝前表现为浆体的宏观体积收缩，初凝后则在已形成的水泥石骨架内生成空隙。水泥在继续水化过程不断消耗水分导致毛细孔中自由水减少，湿度降低，在外部养护水供应不充分的情况下，内部产生自干燥现象。由于自干燥作用导致毛细孔内产生负压，引起混凝土自干燥收缩。由于一般混凝土的水胶比较高所以比较少发生自干燥收缩。但是对于高强商品砼水胶比可能小于0.35，自干燥收缩则不可忽略。
3、温差胀缩裂缝
混凝土浇注后，水泥的水化热使混凝土内部温度升高，一般每100kg水泥可以使混凝土温度升高10℃左右，加入混凝土的入模温度，在2～3d内，内部温度可达50～80℃，而混凝土的线膨胀系数约为10×10－6/℃。试验表面，在标准环境下，混凝土表面温度和环境温差大于25℃时，即出现肉眼可见的温差收缩裂缝。对于大体积混凝土，温差胀缩裂缝的影响非常大。
4、干燥收缩裂缝
混凝土在硬化以后，内部的游离水会由表及里逐渐蒸发失水，导致混凝土由表及里逐渐产生干燥收缩。在约束条件下，收缩变形量导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝。早期的干燥收缩裂缝比较细微，随着时间推移，混凝土大蒸发量和干燥收缩量逐渐增大，裂缝逐渐明显，一般混凝土90d干缩率为0.04～0.06％，这是混凝土结构比较普遍地发生裂缝的主要原因。
5、碱骨料反应膨胀裂缝
碱骨料反应一般需要几十年的累计，才会使反应产物积累到一定程度出现吸水吸湿膨胀，导致混凝开裂，并加速冻融、钢筋锈蚀等综合损坏。
从上面的分析可以看出很多因素都会导致混凝土产生不同程度的裂缝，针对上述几种原因，预防裂缝的主要措施除了施工措施外，可以从下面几个方面作些努力。
（1）
凝土除选择发热量低、含碱量低的水泥外，在工作性允许的情况下，在合
理的水灰比条件下，减少掺水量，增加粗骨料用量。在合理的水灰比条件下，可以保证充分水化，减少塑性收缩，。减少用水量，这样导致收缩开裂的浆体也就少了，而且水胶比低的浆体的收缩量较小，有利于防止混凝土裂缝。
（2）为了控制混凝土初凝前的塑性收缩裂缝，要将强混凝土的保湿养护，控制表面的水分蒸发速度。
前面论述了混凝土裂缝产生的材性原因及其预防措施，但是当裂缝已经发生存在，影响耐久性了，那就要采用修复补救措施来保持结构的正常使用功能。修补处理一般采用表面处理、压力灌浆、填充法等处理方法，具体的操作方法，这里不一一提及了，这里关注修补材料自生的有关性能。
混凝土修补为了达到耐久性目的，必须考虑影响设计和选择修补措施的诸多因素。选择修补材料是许多相关的措施之一，无论修补工作如何细心，修补材料的不恰当使用都可能导致修补工作过早失效。
与现浇混凝土结构物相比，修补材料的约束收缩，即通过先浇混凝土基面上的胶结材料产生的约束力是大大增加大多数修补工作复杂性的主要因素。当相对薄的修补段由于修补材料干缩、自身体积变形和温度变化时，修补材料也产生了收缩拉应力。当这些应力超过修补材料的极限抗拉强度时，裂缝发生了。在大面积较厚的修补中，通过在修补的界面或收缩缝上涂抹防粘剂可使约束作用减到最小。
在讨论耐久、无裂缝的修补材料时，应该考虑下述的材料的一些性能。
1、 收缩
由于大多数修补是在老混凝土结构上进行的，如果有干缩的话，老混凝土结构干缩也很小。因此，修补材料基本上也一定要无收缩或即使有收缩但没有失去粘结性。无论任何原因，当以水泥为主的修补材料失去水分时，它会收缩。而且，这种收缩通常被先浇混凝土的基面胶合力所约束。当收缩引起的应变超过修补材料的极限抗拉强度时便产生裂缝。
修补材料的干缩早在的20世纪80年代已开始引起特别注意。例如，Gurjar 和 Carter (1987)报导了46种通常使用的修补材料中的 85％的收缩值超过了常规新浇混凝土的收缩值。使用C类粉煤灰似乎是解决收缩问题的可行方法。在配比中以C类粉煤灰代替50％的水泥在试验期间收缩基本上是稳定的。在随后的试验中，完全不掺水泥，只用少量的石膏与C类粉煤灰，初步试验结果表明最佳的石膏含量大约是7％，这个配比表明28天龄期的收缩值不到万分之一，大约不到硅酸盐水泥砂浆的1/15，大约不到常规混凝土的1/50，抗压强度可与这两种砂浆相比。C类粉煤灰减少干缩的潜力有待进一步研究。
2、热膨胀系数
研究混凝土修复材料的热相容性在温度经常有很大变化的环境中是很重要的，特别是在大面积修补和覆盖中。使用的修补材料如聚合物，有更高的热膨胀系数，在修补中将经常导致裂缝、剥落和分离。根据聚合物的不同类型，未加填料的聚合物的热膨胀系数超过混凝土的6～14倍，在聚合物中增加填料或骨料将使情况有所改善。但是加骨料的聚合物的热膨胀系数仍是混凝土的1.5到 5倍。结果是，含有聚合物的修补材料比混凝土基面更易收缩。当修补材料出现膨胀时，先浇混凝土基面上胶结材料产生的约束力引起的应力能使修补材料裂缝或出现翘曲和剥落。
3 、抗拉塑性变形
在混凝土结构物修补中，修补材料的塑性变形应该与混凝土基面塑性变形类似，然而在保护性的修补中，更高塑性变形也有其优点。对于后者，通过抗拉塑性变形释放的应力减少了裂缝发生的可能性。弹性模量E就工程而言，结构修补材料的弹性模量应该与混凝土基面的弹性模量相同，使载荷能均匀地穿过修补的地方。尽管如此，有较低弹性模量的修补材料将表现出较低的内部应力和较高塑性变形，这减少了非结构性或保护性修补中裂缝和分离产生的可能。
4、拉应力
拉应力是指在没有形成一条连续的裂缝时修补材料所能承受的最大应变能力。达到极限应力90％的拉应变通常被定义为极限应变。所有测量拉应力(弯曲、直接拉伸和内部约束)的常规方法中的应变速率比在收缩过程中生产的应变速率快很多。一旦超过最大拉应力或者极限应变，混凝土就开裂。
减少裂缝可以通过最大限度地减小干缩引起的应变和最大限度地提高抗拉强度。在实践中，可能很少选择材料或修改配比，这样对所有相关特性都有相当大的影响。比如，在有裂缝倾向的硅酸盐水泥修补砂浆中加入2种不同的聚合物，与对比组相比，乙烯基醋酸盐砂浆有类似的收缩能力并增加抗拉塑性变形60 %，预期可能产生较高的抗裂能力。但实际不是这么回事，在模拟修补的材料中，使用乙烯基醋酸盐砂浆产生了裂缝而丙烯酸砂浆不产生裂缝。显然，丙烯砂浆较低的收缩值、较高的抗拉强度和很低的模量足以抵消较低的塑性变形。拥有较高的抗拉强度和较低模量的丙烯酸砂浆有助于达到较高的抗拉强度。
5、渗透性
渗透性即材料渗透液体或气体的能力，在许多修补中是重要的材料性能。然而，不顾具体情况，规定采用低渗透性修补材料的趋势应该避免。同样，注意到下列事实也是重要的，即在修补中的产生的一些贯穿裂缝将大大抵消使用很低渗透性修补材料所带来的好处。因此，在提出耐久性修补时，无裂缝的混凝土修补应该是主要的目标。
6、粘附 /胶结
在大多数情况中，在修补材料和先浇混凝土基面之间胶结良好是成功修补的主要要求。准备很好且结实的混凝土基面总能提供足够的胶结强度。表面准备所达到的标准最能体现出胶结的情况。直接的拉伸胶结试验是评估修补材料、表面准备和浇筑过程的最佳技术手段。
7、抗压强度
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1、引言
海洋水工结构物由于海水的腐蚀而缩短使用年限的问题近年来引起人们的广泛关注。
在海水中，氯离子含量较高，在深水港码头及跨海大桥等结构物长期浸泡在海水中，氯离子会慢慢地渗透到混凝土中，与钢筋表面发生电化学反应，使钢筋与混凝土结合面结构疏松，引起混凝土结构物被腐蚀破坏，导致缩短使用寿命。针对如何延缓混凝土结构物腐蚀速度的课题，进行了一定的可行性试验和研究，初步摸索出了“在混凝土外表面涂渗透剂和封闭剂等防腐材料，阻止Cl-的渗透，以达到延缓腐蚀，增加混凝土结构使用年限”的试验方案。
2、试验基本原理
在海洋介质中，海水中氯离子等渗透到混凝土中，使其与钢筋的结合面结构疏松而被腐蚀。试验中，在混凝土表面先后涂上渗透剂及封闭剂，以分别保护混凝土内部结构和表面结构，防止氯离子等海水中有害物质的侵蚀，起到耐碱、盐及防化学腐蚀的作用。
3、试验概要
3.1 主要试验仪器、设备
3.1.1 盐雾试验箱；
3.1.2 湿热试验箱；
3.1.3 离子活度计；
3.1.4 涂-4粘度计；
3.1.5 漆膜硬度测定仪；
3.1.6 漆膜耐腐蚀性能测定装置。
3.2 防腐剂的选择
本试验选HSC-Ⅰ型渗透剂和HSC-Ⅱ封闭剂混合作为防腐剂。
3.2.1经处理试件常规性能的试验
实验数据见表【一】
从表【一】的实验数据说明该防腐剂的优点是：粘度小，易施工；干燥时间短，可以大大提高工程进度；渗透深度大，附着力强，避免由于对结混凝土结构物的碰撞而使防腐层脱落，而影响其防腐性能。
3.2.2渗透剂和封闭剂配套性能的试验
复合层配套性〔拉开法〕：3.1MPa（执行GB5210-85标准）；说明渗透剂、封闭剂本身有良好的附着力，且二者之间还有良好的配套性，满足要求。
3.3 试验方法
3.3.1试件的制备
试件采用160mm×40mm×20mm的水泥砂浆试块（水灰比为0.65），外表先后涂刷HSC-Ⅰ型渗透剂和HSC-Ⅱ封闭剂。
3.3.2试验内容
3.3.2.1经处理试件封闭性能的试验：浸泡于人工海水中30天；
3.3.3.2海洋模拟环境试验；
海水介质中的混凝土结构物，长期处于复杂的外界环境之中，例如：大气环境、浪溅环境，盐分含量高，油污成份高，PH值大于7，温湿度差异较大等，故模拟上述环境条件，作以下模拟试验。
湿热试验、盐雾试验、间浸试验（试验条件均以72和为一周期，在介质中全浸72和后取出，然后暴露在大气中放置72和，以此为一周期）、全浸试验、耐化学性能试验；试验周期为混凝土试件投入到介质中计为30天。
3.3.3试验结果
3.3.3.1经处理试件的封闭性能
表【二】的实验数据说明涂刷涂层与未涂刷涂层的混凝土试件Cl-含量明显不同，未涂刷涂层的试件，Cl-的渗透量很高，而涂刷涂层的试件，Cl-的渗透量很低，基本可以忽略不计，故防腐剂有很好的封闭性能。
3.3.3.2海洋模拟环境条件试验
由表 【三】实验数据说明，在耐盐、碱、油、盐雾、湿热试验及不同温度不同浸泡条件下的浸泡试验，试件均无起泡、无变色、无脱落现象。上述试验考虑到试验周期较短的实际情况，故加剧试验条件，增强腐蚀环境，加快腐蚀速度，但均无异常变化，取得了较理想的试验结果。
4、结论
根据以上试验结果，涂防腐材料的混凝土试件有如下性能：
1） SC-Ⅰ渗透剂对混凝土结构渗透深度为2.5mm，具有良好的渗透性能；HSC-Ⅱ封闭剂对混凝土结构物封闭性主要是阻止Cl-的渗透，相同试验条件下，涂刷防腐材料的混凝土结构物Cl-的渗透完全可以忽略不计，但未涂刷防腐材料的混凝土结构物Cl-的含量远大于正常条件下混凝土结构本身Cl-的含量，且渗透较深。
2） 透剂、封闭剂本身对混凝土结构物的附着力分别为：2.78Mpa、3.14Mpa，这一结果说明防腐材料本身对混凝土结构物具有良好的附着力；
3） 渗透剂与封闭剂之间的配套性能：3.1Mpa，大于渗透剂与混凝土结构物之间的附着力。
4） 在模拟工程实际情况的试验过程中，加剧试验条件，增快腐蚀速度，耐盐、耐碱、海水、盐雾、湿热性能及耐油性能试验，均无起泡、无脱落、无变色等；说明该防腐剂有效的防止了氯离子、碱、盐及化学等海水中有害物质的侵蚀，耐腐蚀性能较好。
所以，经渗透剂和封闭剂处理的混凝土适合于浪溅区、水位变动区等经常受到海水冲击与腐蚀的海工混凝土结构，可以延缓海水对混凝土结构物腐蚀，延长混凝土结构物的使用年限，使混凝土结构物的使用年限可以在原设计使用年限的基础上，延长10-20年。
参考文献：
1． 耐久性100年以上的高性能混凝土 《混凝土和水泥制品》 1998.8；
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贵州由于地质原因，洁净、级配佳的河砂匮乏，拌制混凝土主要采用山砂。山砂是由除土开采的碳酸盐类岩石经机械破碎筛分而成公称粒径小于5 mm的颗粒。作为地方特色材料山砂广泛应用于贵州土木工程建设中，其拌制的高性能混凝土技术日益成熟，但在实践中我们发现一些试验室存在未严格遵守试验规程，配合比设计方案不经济，混凝土强度达不到要求，混凝土易泌水、干缩裂缝多，耐久性差等问题。针对以上问题，笔者认为加强山砂混凝土材料控制和配制技术至关重要。
1 原材料质量是山砂混凝土配制技术的物质保证
1.1 胶凝材料
（1）水泥。水泥是山砂混凝土的胶凝材料，也是活性激发剂，其品种、质量和掺量直接影响混凝土的工作性、强度、耐久性和经济性。水泥愈细，比表面积愈大，需水量愈多，水化反应愈充分，早期强度愈大，但水泥太细或水泥掺量过多，会导致水化热过大，而在混凝土内部形成裂缝，降低混凝土强度和耐久性。水泥的标准稠度用水量少，能降低混凝土的水灰比提高混凝土的强度。水泥的细度、标准稠度用水量、比表面积、安定性、凝结时间等应满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》要求。高强混凝土宜优先选用旋窑生产质量稳定的强度等级为42.5或52.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
（2）掺合料。粉煤灰作为常用的掺合料，具有火山灰活性，粒径小、水化热低、和易性好、可改善混凝土抗硫酸盐能力。其活性效应对混凝土后期强度发展起重要作用，同时以玻璃珠形状存在的粉煤灰可降低颗粒间的摩擦力，改善混凝土拌合物流动性和硬化混凝土的微观结构。加入粉煤灰还可以降低混凝土绝热温升，改善混凝土的抗裂性。粉煤灰质量波动幅度较大，拌制C50混凝土应选用Ⅱ级以上的粉煤灰，实际掺量应通过试验确定。在山砂混凝土配制前需按GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中粉煤灰》测试粉煤灰的细度、需水量比、烧失量、安定性等技术指标。
1.2 集料
（1）细集料。采用机制山砂，机制山砂级配具有两头多（粗粒、粉粒多），中间少特点；且颗粒棱角多，表面粗糙，与浆体有较高的粘接性；同时山砂中石粉含量比河砂高。石粉是惰性材料，没有活性，不参与水泥的水化，它可起微集料作用填充混凝土的空隙，在单位用水量不变情况下，可增加混凝土浆体量和浆体的粘稠性，提高混凝土拌合物的黏聚性和保水性；使水泥石界面结构致密，提高混凝土强度和耐久性。但含量过大会降低水泥的胶凝性，影响混凝土拌和物的工作性且会降低混凝土的强度使混凝土结构产生收缩裂缝，因此应严格控制石粉的含量。国标GB/T14684-2011《建设用砂》对石粉含量规定相对较高，会导致配制不经济，因而建议采用贵州省地方标准DB24/016-2010《山砂混凝土技术规程》控制山砂中石粉含量。为防止山砂在开采、加工等环节混入易膨胀的泥土，在测石粉含量前须先通过亚甲蓝试验检验，同时对每批产品开展细度模数、颗粒级配、堆积密度、泥块含量、压碎值试验，检验后，各项性能指标应符合GB/T14684-2011《建设用砂》要求。
（2）粗集料。主要用碎石，碎石的抗压强度、最大粒径、表面特征、杂质含量对混凝土和易性、强度有较大影响。拌制高强混凝土所用碎石宜采用连续级配，最大公称粒径不宜大于25 mm，且需控制碎石中的针片状颗粒含量、含泥量和泥块含量。
1.3 外加剂
外加剂的品种和掺量应根据山砂混凝土强度等级、使用要求、施工条件、混凝土结构所处环境条件等因素经试验后确定。常用的外加剂是减水剂，在混凝土中适量掺入高效减水剂，可减少单位用水量，降低水胶比，增大混凝土拌合物流动性，节约水泥，提高混凝土强度和耐久性。但应注意外加剂掺量不宜过大，否则易导致混凝土离析和泌水，影响混凝土的耐久性，加速混凝土的劣化。外加剂质量应满足GB8076-2008《混凝土外加剂》要求，使用液体外加剂时，应注意扣除相应的含水量。
1.4 水
凡是可饮用的洁净的自来水和天然水，均可拌制混凝土。
2 材料间的适应性是混凝土配制技术中不可忽视的问题
原材料间的适应性对混凝土耐久性影响较大，应通过试验，确认材料混合材料间的相融性、适应性及有害物质的量的变化情况。如生产水泥使用的石膏调凝剂与减水剂如存在化学上的不适应，会造成减水剂使用于混凝土后单位用水量不是减少，反而是增加。其次，减水剂的剂量存在适应性。水泥中铝酸三钙含量越高，吸附能力越大，减水剂剂量适应性越差。超过饱和掺量时，掺再多的外加剂也不起减水作用，反而可能带来副作用。因此，应通过减水剂适应性的定量检验实测出拌制混凝土所用实际水泥与减水剂拌合后减水剂的掺量与减水率的关系，确定最优（饱和）掺量。另外应测试控制外加剂带入混凝土的含碱量。
3 确定各材料的比例用量是混凝土配制技术的关键环节
确定混凝土配合比关键是确定胶凝材料用量、水胶比、砂率和外加剂用量。
3.1 胶凝材料用量
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1.2薄构件与厚构件的连接部位：主要是由于与厚构件相比，薄构件的温度变化速度更快，收缩性强，很容易受到拉力的影响，产生相应的裂缝。
1.3锚固区：在锚固区，由于新老混凝土的交接，几乎无法有效承受拉力，一旦拉力有所提升，就容易产生混凝土裂缝。
1.4受力筋拼接缝：在该区域，受应力、温度等作用，会产生混凝土的局部变形，产生混凝土裂缝。
1.5大体积混凝土：在对大体积混凝土进行浇筑时，如果没有做好相应的养护工作，混凝土内外温差超过25℃，会在其内部形成较大的温度应力，一旦这个温度应力超过混凝土抗拉强度，就会导致混凝土开裂。
2建筑材料引发的混凝土早期裂缝
2.1水泥。水泥对于混凝土的收缩性能有着巨大的影响，主要体现在以下几个方面：
2.1.1水泥品种：水泥中的矿物成分对混凝土的干缩性能有着不同的影响，相关研究表明，水泥中的C3A（铝酸三钙）含量越高，则混凝土的收缩率越大，抗裂性也就相对越差；C3S（硅酸三钙）含量越高，混凝土收缩率越小，抗裂性越高。在对水泥进行选用时，由于不同品种的水泥在凝结速度、收缩值等性能参数上存在的一定的差异，如果混用，很容易导致混凝土开裂，因此应该尽可能采用同一种水泥进行工程的施工。
2.1.2水泥细度：在成分相同的情况下，水泥的颗粒越细，水化与凝结速度越快，早期与后期的强度越高。但是，如果水泥颗粒过细，其在空气中的收缩性也就较大大，容易引发混凝土裂缝。
2.1.3缓慢水化成分：在水泥中，缓慢水化成分主要是指CaO、MgO等缓慢反应的物质，这些物质的水化反应速度极慢，往往在混凝土硬化很长时间后，才能产生水化，体积大大增加，导致混凝土出现不均匀的体积膨胀，从而引发混凝土早期裂缝。因此，在施工前，应该对水泥进行体积安定性实验，若体积安定性不合格，则不能对水泥进行使用。
2.2骨料。在混凝土中，骨料的砂细度、砂率、粗骨料级配等，与混凝土的收缩有着很大的关系，对于早期裂缝的产生也有着很大的影响。
2.2.1砂细度：砂的细度对于混凝土裂缝有着不容忽视的影响，细度越大，其比表面积也就相对越大，对于水泥等胶凝材料的需求也就越大，而水泥用量的增加，会导致混凝土收缩加大，更容易产生裂缝。反之，砂越粗，混凝土的收缩也就越小。因此，在混凝土配置中，应该尽可能选用中粗砂，实现对早期裂缝的有效控制。
2.2.2砂率：在混凝土中，粗骨料是抵抗混凝土收缩的主要材料之一，假定其他材料的用量固定，则随着砂率的增大，混凝土的干燥收缩也会不断增大，因此，增加粗骨料的用量，降低砂率，是控制混凝土干缩的有效措施之一。
2.2.3粗骨料级配：粗骨料级配与水泥用量有关，因此对于混凝土收缩有着很大的影响。若采用粒径较小的骨料，由于其比表面积较大，需要用到更多的胶凝材料，从而导致混凝土收缩的增加。因此，在对骨料进行配置时，应该合理选择骨料级配与粒径，尽可能减少水泥用量，一方面能够对混凝土收缩进行控制，另一方面也可以降低成本造价。
2.3粉煤灰。与其他材料相比，粉煤灰对于混凝土早期裂缝的影响是非常复杂的，如果能够在混凝土中合理使用粉煤灰，可以使得粉煤灰与水泥中的氢氧化钙发生两次水化反应，产生的胶体可以有效填充混凝土中的毛细孔和孔隙，使得混凝土更加密实，从而有效减少混凝土收缩。而如果粉煤灰使用不当，则会对混凝土裂缝产生一定的负面影响，一是混凝土早期强度降低，在施工过程中，受施工荷载的影响，容易产生早期裂缝，二是在混凝土浇筑和振捣过程中，由于粉煤灰的相对密度较水泥更小，会浮在混凝土表面，影响其水化反应速度，在混凝土干燥过程中，会随着水分的蒸发产生塑性收缩，在其内部产生相应的张拉应力，如果此时混凝土强度较低，则很容易产生表面裂缝。
2.4外加剂。为了对混凝土早期裂缝进行有效控制，在混凝土配置过程中，经常会加入各种各样的外加剂，如减水剂、膨胀剂、加气剂等。以减水剂为例，可以有效减少混凝土用水量，降低水灰比，提升混凝土早期和后期强度，但是如果添加过量，会导致混凝土收缩的增加。
3混凝土早期裂缝的控制措施
3.1合理选择原材料。在混凝土配置中，应该尽可能选择水化热低、干缩性小、抗裂性好的优质水泥，以及级配良好、洁净的砂石骨料，尽可能使用中粗砂，同时严格控制骨料中的含泥量。
3.2做好配合比设计。在对混凝土配合比进行设计时，应该在保证混凝土性能的前提下，在不增加成本的基础上，降低单位用水量，确保混凝土具有低砂率、低水灰比、低塌落度的特征，保证混凝土的抗裂性能。
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1.2粉煤灰粉煤灰是电厂的煤燃烧后的副产品，高质量的粉煤灰能够降低混凝土的需水量，并且有利于混凝土后期强度的发展。但是，由于煤品质的波动，煤粉燃烧条件和工艺的变动，粉煤灰的品质波动很大。（1）使用含碳量高的粉煤灰，由于混凝土企业试验无法直接检测碳含量，但碳含量高会增加混凝土需水量，加大对外加剂的吸附，对混凝土的工作性不利。（2）因为优质的Ⅰ级、Ⅱ级灰产量有限，许多经销商采用Ⅲ级灰或统灰来替代，运输车里下面是统灰或Ⅲ级灰，表面上一层是Ⅱ级灰，所以进站检测时取样化验合格，以次充好。
1.3石子石子在混凝土中起到主要骨架作用，去年开始，天然资源控制严格，严禁滥开采，关停了大量矿山，造成江、浙、沪一带石子价格暴涨，由年初的50多元每吨上涨到90多元每吨，石子的产地来自安徽、湖北、江西等地。（1）石子的含泥量超标，由于外地石子没有经过水洗，含泥量达到3.5%～5.0%。（2）石子的针片状颗粒含量与压碎值不合格，通过试验表明，针片状含量达30%以上，压碎值达35%以上。（3）有混凝土企业直接采购石灰石替代石子使用。
1.4砂子在去年关停大量的石矿后，石粉用量也受到冲击，许多企业不择手段，到处抢购黄砂。在调研中发现，各企业花样百出。有采购赣江砂拼特细砂的，有直接使用细砂的，有长江砂拼特细砂的，有湖砂拼特细砂的，有碎屑拼特细砂，有机制砂拼特细砂，砂场一起风，整个企业到处细砂飞扬。（1）砂子的细度模数偏细，导致吸水量增大，影响强度。（2）砂子（碎屑）含泥量过高，经了解，多家企业的含泥量超过8.0%。（3）有部分企业干脆直接使用海砂拌制混凝土，也无法提供氯离子含量的检测报告。
1.5外加剂对于商品混凝土而言，无论加入任何外加剂，都要求混凝土具有尽可能高的流动性，以便于混凝土的搅拌、成型，同时为满足混凝土的可施工性，要求经时损失率要小，从技术经济性的角度，希望外加剂能以少的掺量获得期望的技术效果。（1）外加剂由于市场竞争激烈，很多外加剂厂家回扣、低价来促销，导致质量无法保障。（2）有些外加剂厂家以次充好，造成混凝土超长时间缓凝甚至不凝结。（3）某膨胀剂经销商直接用粉煤灰替代膨胀剂，在企业送货时被人举报，现场被质检部门查获。
2企业应采取的应对措施
材料质量波动情况频繁，导致混凝土企业的质量控制无法正常进行，来不及进行试验验证，给建筑物安全带来隐患，如何规避质量风险，采取有效防范措施，这也是我们混凝土企业管理者与技术工作者面临的新问题。根据笔者多年的技术工作经验，认为：
（1）针对目前原材料市场质量波动情况，组织技术人员多加强试验验证，有一套成熟的应急措施方案，并能组织贯彻执行，让技术人员熟练掌握，能保证对各种质量情况的波动进行快速处理。
（2）企业经营者不能一味地对原材料价格进行比对，关键是原材料质量与综合成本的对比，大部分经营者单看价格，不懂得从综合成本来分析利弊，所以导致原材料市场混乱，原材料供应商低价投其所好，结果导致混凝土企业综合成本直线上升。
（3）严禁采购不合格原材料进站，以及命令试验人员禁止使用不合格原料，否则会因结果控制不当产生质量问题。某混凝土企业在材料紧缺时直接采购含泥量高的细度模数在0.6的特细砂来生产，试验室主任一看没把握，如此细的砂怎么去生产C35混凝土，不敢和领导报告，怕领导批评没水平，直接在C35的常用配比上每方多加50公斤水泥，但28d后强度依旧不合格。
（4）原材料供应商应选择两家及以上的单位供应，拓展采购渠道，这样可以避免供应紧张时材料采购的困难，有效预防病急乱投医的现象。