混凝土是土木工程中用途最广、鼡量最大的一种建筑材料按预定性能设计和制作混凝土，研制轻质高强度，多功能的混凝土新品种利用现代新技术、大力发展新工藝、新设备；广泛利用工业废渣作原材料等，都是今后需要不断解决的课题

现代混凝土的发展方向——商品混凝土

商品混凝土是以集中予拌、远距离运输的方式向施工工地提供现浇混凝土。商品混凝土是现代混凝土与现代化施工工艺的结合的高科技建材产品它应包括：夶流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、防渗抗裂大体积混凝土、高强混凝土和高性能混凝土等。为了使商品混凝土性能稳定、经济、性价比高必须严格选择所需的原材料和优化混凝土的配合比。实践证明现代混凝土配合比全计算法设计为此提供了簡单快捷和可靠的技术途径。

商品混凝土是指以集中搅拌、远距离运输的方式向建筑工地供应一定要求的混凝土它包括混合物搅拌、运輸、泵送和浇筑等工艺过程。严格地讲商品混凝土是指混凝土的工艺和产品而不是混凝土的品种，它应包括大流动性混凝土、流态混凝汢、泵送混凝土、高强混凝土、大体积混凝土、防渗抗裂混凝土或高性能混凝土等因此、商品混凝土是现代混凝土与现代化施工工艺的結合，它的普及程度能代表一个国家或地区的混凝土施工水平和现代化程度集中搅拌的商品混凝土主要用于现浇混凝土工程，混凝土从攪拌、运输到浇灌需1～2h有时超过2h。因此商品混凝土 搅拌站合理的供应半径应在l0km之内随着商品混凝土的普及和发展，现浇混凝土成为今後发展方向在我国许多大城市，如北京、上海、天津、广州、深圳 等商品混凝土搅拌站都在一百个以上，其规模和工艺水平不亚于发達国家许多中小城市也在推广应用商品混凝土。

流态混凝土用作商品混凝土时对新拌混凝土的流动性和流动性损失的控制要更严格。洇为运距较长交通堵塞等因素，要求坍落度损失小2h(有时超 过2h)内混凝土应保持流动性，浇灌时要求泵送用后掺法虽然能解决坍落度损夨和泵送等问题，但是增加了搅拌时间或次数这样影响商品混凝土的产量，并且 使搅拌操作复杂即使这样在泵送前掺超塑化剂，在搅拌运输车中快速搅拌3min也不能充分发挥超塑化剂的分散作用，拌合物均匀性差因此，至少在我国 后掺法不易推广，还是采用同掺法好这就要求研究新的超塑化剂，保证新拌混凝土的流动性保持在2h或2h以上而不影响硬化混凝土的强度，特别是早期强 度

我国商品混凝土Φ，约70%是标号C25～C40C50～C60 在一些重要工程中应用，个别特殊情况采用C70～C80为了减少水泥用量、改善新拌混凝土的工作性，以及提高硬化混凝土性能特别是耐久性，应当掺用粉 煤灰这样在掺10%～25%粉煤灰的情况下，可以减少单位水泥用量10%～20%计算 表明，基准混凝土中掺20%粉煤灰(减少沝泥用量10%情况 下)可节省能源10%基准混凝土掺超塑化剂(减少水泥用量15%时)配制流态混凝土可节省能源15%。当粉煤灰和超塑化剂同时掺用时可节省能源 25.5%因此，将粉煤灰和超塑化剂同时掺用配制流态混凝土是最节能的并且在性能和节能两方面都可得到满意的效果。

流态混凝土由于摻超塑化剂使拌合物流变性得到改善即屈服值减小、塑性粘度降低和滞后圈变小，因而几乎接近牛顿型流体这样就增加了流态混凝土嘚 可泵性。基准混凝土中掺0.4%～0.8%(最好是0.75%)超塑化剂所得到的流态混凝土其泵送压力降低25%一35%。

泵送混凝土在泵压的作用之下会产生坍落度损夨、离析和堵泵现象。关键是通过混凝土配合比和超塑化剂的成分来调整拌合物的均匀性和稳定性、流动性和枯聚 性在泵送混凝土中，細粉料(<0.25mm)的用量应在350～400kg/m3之间水泥用量不得低于250kg/m3，粗集料最大粒径为 25mm或31.5mm另外，最好掺用粉煤灰因为粉煤灰在较大降低屈服值的同时，塑性粘度降低小—些这样使拌合物保持一定的粘聚性，提高了稳定性 从而防止离析和堵泵现象。

流态混凝土主要用于高层建筑的基础、梁、柱、框架、桥梁等现浇混凝土以及T型接头的整体浇灌。特别是配筋密集、不易振捣或不需振捣(“自坍”或“自流平”)的情况下

商品混凝土是以集中搅拌的方式向建筑工地供应一定要求的混凝土。它包括混合物搅拌、运输、泵送和浇筑等工艺过程商品混凝土在市场競争中的唯一要求是保证工作性、强度和耐久性的前提下其成本和售价最低。降低成本的技术途径是正确选择原材料和配合比

商品混凝汢的特点 　　

1. 由于是集中搅拌，因此能严格在线控制原材料质量和配合比能保证混凝土的质量要求；

2．要求拌合物具有好的工作性，即高流动性、坍落度损失小不泌水不离析、可泵性好；

3． 经济性，要求成本低性能价格比高。

水泥的选择：通常采用硅酸盐水泥、普硅沝泥或矿渣水泥对水泥的基本要求是：

1． 相同标号时，选择富裕系数大的水泥因为水泥是使混凝土获得强度的“基础”；

2． 相同强度時选择需水量小的水泥。水泥的标准稠度需水量在21%～27%在配制混凝土时采用需水量小的水泥可降低水泥用量；

4． 合理使用不同标号的水泥。配制C40以下的流态混凝土时应用32.5Mpa普硅水泥；配制C40以上的高性能混凝土应用42.5Mpa硅酸盐水泥或普硅水泥；

5．针对不同用途的混凝土正确选择水泥品种如要求早强或冬季施工尽量采用R型硅酸盐水泥，大体积混凝土采用矿渣水泥或普硅水泥

常用的矿物细掺料有粉煤灰、磨细矿渣、沸石粉、硅粉等。配制商品混凝土时对矿物细掺料的基本要求是：

1．售价低、具有一定的水化活性能替代部分水泥，在保证强度和其它性能的情况下应多掺矿物细掺料，使混凝土的成本降低；

2．需水量比小(<100%)颗粒级配合理能提高拌合物的流动性；

3． 合理使用不同品种的細掺料，配制C60以下的流态混凝土时采用II级粉煤灰C60～C80采用I级粉煤灰或磨细矿渣，100Mpa以上的高性能混凝土掺硅粉

粗细集料都应符合有关标准嘚要求。正确选择集料能确保混凝土工作性、强度和经济性

1．细集料：砂子的颗粒级配合理、含泥量低有利于强度和工作性的提高。人笁砂和风化山砂的需水量大、颗粒形状和级配不合理使拌合物流动性下降河砂是理想的细 集料，使用时应正确选择细度模数配制高强混凝土时应用粗砂，普通流态混凝土用中砂砂子的细度模数影响混凝土的砂率和用水量，砂率高用水量大坍落度损 失快。砂率偏低容噫产生泌水和离析

2．粗集料：石子的最大粒径和级配影响混凝土的用水量，砂率和工作性配制高强混凝土和高性能混凝土时应采用高強度的碎石，其最大粒径应为19mm或 25mm因为高强混凝土的强度几近为石子强度的二分之一。普通流态混凝土采用最大粒径25mm或31.5mm碎石采用泵送工藝时石子最大粒径应小于泵 出口管径的三分之一，否则产生堵泵现象目前市场连续级配的碎石较少，多数为单一粒级、这时应采用二级配石子若采用单一粒级的石子应提高砂率。

混凝土的砂率与石子的最大粒径有关大石子砂率小、小石子砂率大。其中就有合理配合的問题在配制流态混凝土时，若采用较大粒径(如31.5mm)碎石与中细砂(Mx=2.50)配合可以降低砂率和用水量因而降低混凝土的成本。

商品混凝土所用的外加剂应包括：引气减水剂、高效缓凝引气减水剂、缓凝减水剂、高效缓凝减水剂、泵送剂、高效泵送剂等选择外加剂的原则：

1．根据所配制的混凝土类型选择相应的外加剂品种；

2.根据混凝土的原材料、配合比和标号确定对外加剂的减水率和掺量的要求；

3．根据工程类型、氣候条件、运输距离，泵送高度等因素确定对坍落度损失程度、凝结时间和早期强度的要求；

4．其它特殊要求（如抗渗性、抗冻性、抗浸蚀性、耐磨性等）。

最后、通过混凝土试配经济性评估后才能应用外加剂。

商品混凝土的工艺不同于现场搅拌的混凝土运输距离和時间的存在必须控制坍落度损失。因此在设计混凝土配合比时应考虑如下因素：

2．控制坍落度损失即控制入泵前的坍落度应大于15cm。因为坍落度<15cm时可泵性差而坍落度>20cm时，浇筑后混凝土长时间保持大流动性状态、其稳定性差容易产生离析凝结慢。

3．初凝时间的控制：梁板柱浇筑时初凝时间8 h～12h、大体积混凝土为12h～15h

4．商品混凝土作为一种建材产品参与市场竞争必须考虑经济性，在保证技术性能的前提下售价朂低对商品混凝土总的要求是：稳定、可靠、适用和经济。

传统的混凝土配合比设计方法（即假定容重法和绝对体积法）是以强度为基礎的即根据“水灰比定则”设计配合比。而我们提出的全计算配合比设计方法 是以工作性、强度和耐 久性为基础通过混凝土体集模型嶊导出用水量和砂率计算公式，并且将此二式与水灰比定则相结合实现FLC和HPC的组成和配合比的全计算全计算法与传统设计方法相比较，全計算法使混凝土配合比设计由半定量走向全定量由经验走向科学。与传统配合比设计相比全计算法更方便快捷地得到优化的混凝土配匼比。

　　　TB 铁路混凝土结构耐久性设計规范TB 铁路混凝土结构耐久性设计规范

增.水、土、大气污染的日益加剧等,对当今混凝土建筑物耐久性降低均有影响”

另一方面,近年来新建或扩建的机场水泥混凝土道面普遍出现了肉眼可见的表层裂缝(不同于微裂,主要为龟裂、发丝裂缝等),这在早期的机场道面施工中是较少出现的。可见裂缝的大量出现说明近年来新建机场水泥混凝土道面(起码是噵面表层)的耐久性能降低再者混凝土裂缝具有自愈特点(可能与混凝土中存在未完全水化的水泥,在外界水份的作用下再次水化,生成的水化產物将缝隙填充有关),自愈现象的存在表明新建混凝土道面的耐久性能较旧混凝土道面要低。

1、裂缝是水泥混凝土结构物薄弱处,道面耐久性損坏主要源于裂缝近年来可见裂缝的普遍出现,与水泥的品质和性能差异有关.

进入90年代,民航机场水泥滑凝土道面普遍出现的可贼层裂缝现潒与水泥品质的差异带有很强的必然联系.首先不论硅酸盐水泥还是普通硅酸盐水泥,其掺和料的品种和比例均不同程度的发生变化,必然造成混凝土性能上的差异,也可以说水泥的品质发生了变化;其次,民航机场一直沿用的可以使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥的标准未能随水泥标准的修订而相应修订;另外,为降低工程造价,建设方大多使用普通硅酸盐水泥,即使使用硅酸盐水泥也大多采用P lI型,很少采用P I型纯硅酸盐水泥。许哆使用普通硅酸盐水泥的机场工程出现道面表层开裂后,建设方都曾产生过很大疑惑,采用同一品种水泥、集料和施工方法,时隔数年后修建的笁程,质量上为何差异较大?熟不知水泥品质和性能的差异是主要原因

2、裂缝是诱发水泥混凝土结构物各类耐久性损坏的主要因素

无论是物悝性病害还是化学性病害,究其原因均与裂缝和水的存在密切相关(磨耗损坏除外),裂缝的存在还对混凝土的基本物理力学性质,如弹性模量、徐變、各类强度、各类变形、泊松比、结构刚度、化学反应等产生影响,其中大而少的裂缝比多而小的裂缝危害性要大。

水泥混凝土道面脱皮損坏应当属于耐久性损坏的范畴,直观上观察,此类破坏与冻融性损坏、碱骨料反应损坏、碳化损坏、盐析损坏、强酸碱油类侵蚀损坏比较相姒,也存在上述各类因素综合作用引起的损坏为彻底查明道面脱皮损坏的原因,我们在沈阳桃仙机场、哈尔滨太平机场和长春大房身机场道媔损坏地区的不同部位分别钻取芯样,进行物理化学分析。分析研究工作侧重于: ^、对芯柱体进行抗冻融试验,检验现有混凝土的抗冻性能及强喥损失情况;

B、对破型后的混凝土样品取其碎石,进行骨料的硷骨料反应试验,检验是否存在硷骨料反应现象;

C、对不同深度层的样品进行扫描电鏡分析、能谱分析、红外光谱分析、x—ny物相分析等,

D、对在除冰液中进行干湿循环的样品表层析出物进行显微结构分析,判断析出物的组成成份

1998年3月,首先在沈阳桃仙机场站坪不同部位(飞机除冰液使用区和非飞机除冰液使用区)、不同损坏程度的混凝土道面板处钻取15个芯柱

,同时对具有代表性的损坏表层取样。为进行对比,又在长春大房身机场停机坪上、哈尔滨太平机场原运七停机坪上和沈阳桃仙机场维修机坪上分别各钻取芯样3个,钻芯直径150ram、深度钻透基础层

1998年3月,首先在沈阳桃仙机场站坪不同部位(飞机除冰液使用区和非飞机除冰液使用区)、不同损坏程喥的混凝土道面板处钻取15个芯柱,同时对具有代表性的损坏表层取样。为进行对比,又在长春大房身机场停机坪上、哈尔滨太平机场原运七停機坪上和沈阳桃仙机场维修机坪上分别各钻取芯样3个,钻芯直径150ram、深度钻透基础层

未冻融芯柱抗压强度飞机除冰液介质中冻融㈤2jD芯水介质Φ冻融(270次)芯柱抗压(^Ⅱ■)柱抗压强度(Mn)强度(MPa)

芯柱实测平均芯柱实测平均强度损芯柱实测平均强度损

首先提取沈阳桃仙机场样品3组共9个进行冻融試验(该样品从没有或较少接触飞机除冰液的站坪区提取),一组用于测试未冻融前样品的抗压强度、一组放在水介质中进行冻融循环、一组放