一、前言

    隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及城市建設(shè)的需要，高性能混凝土應(yīng)運(yùn)而生，如何設(shè)計(jì)高性能混凝土成為關(guān)鍵，本文就針對(duì)高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)及原材料選擇提出一些看法。


一、配合比設(shè)計(jì)

通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的小級(jí)配試驗(yàn)及生產(chǎn)的控制，初步確定了自己的計(jì)算方法�，F(xiàn)行采用的計(jì)算方法是由體積法演化而來(lái)，先由砼強(qiáng)度等級(jí)、水泥標(biāo)號(hào)及實(shí)際強(qiáng)度等因素來(lái)確定水灰比，再根據(jù)澆筑方式確定用水量。當(dāng)原材料沒(méi)有太大變化時(shí)，一般泵送的料用水量取200Kg/m3，非泵取195Kg/m3，樁取210Kg/m3，然后得出水泥用量及摻合料用量。

與體積法的一點(diǎn)區(qū)別是，在計(jì)算中將摻合料（F、SG）及膨脹劑的體積也都考慮到砼體積內(nèi)，而不是將其考慮成占用了砂的體積。

采用以下公式計(jì)算：

VC+VW+VS+Vg+VF+VSG+VUEA+0.01а=1000     ……………………    ①

S/(S+G)                                  ……………………     ②

砂率根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂的實(shí)際情況憑經(jīng)驗(yàn)選取，各組份的密度則由試驗(yàn)確定。

這種計(jì)算方法，對(duì)于C40以下的砼不成多大問(wèn)題，但對(duì)于C40以上的砼則需將計(jì)算后得出的各組份的用量在此基礎(chǔ)上稍加調(diào)整，具體調(diào)整方法還需進(jìn)一步試驗(yàn)，或者采用其他的計(jì)算方法。

二、原材料

   （一）、水泥

 “水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其品種、級(jí)別、包裝或散裝倉(cāng)號(hào)、出廠日期等進(jìn)行檢查，并應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度、安定性及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175等的規(guī)定。


當(dāng)在使用中對(duì)水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過(guò)三個(gè)月（快硬硅酸鹽水泥超過(guò)一個(gè)月）時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，并按復(fù)驗(yàn)結(jié)果使用。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，嚴(yán)禁使用含氯化物的水泥。

檢查數(shù)量：按同一生產(chǎn)廠家、同一等級(jí)、同一品種、同一批號(hào)且連續(xù)進(jìn)場(chǎng)的水泥，袋裝不超過(guò)200t為一批，散裝不超過(guò)500t為一批，每批抽樣不少于一次。

檢驗(yàn)方法：檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告和進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告�！�

對(duì)水泥的復(fù)試主要包括以下幾個(gè)方面：

一、          細(xì)度（GB/T1345-2005）

水泥細(xì)度通常用篩析法或比表面積測(cè)定。篩析法稱25g用80µm方孔篩的篩余量或10g用45µm方孔篩的篩余量來(lái)表示，比表面積法以1Kg水泥所具有的總表面積（m2/Kg）表示。通常在生產(chǎn)中，只使用篩析法，其篩余量不得超過(guò)10%，凡細(xì)度不符合規(guī)定者為不合格品。

水泥顆粒越細(xì)，與水反應(yīng)的表面越大，因而水化較快而且完全，水泥的早期和后期強(qiáng)度都較高，但是細(xì)度太細(xì)在預(yù)拌砼中會(huì)帶來(lái)一定的不利影響。細(xì)度小，所帶來(lái)的最直接的影響就是水泥的凝結(jié)時(shí)間縮短，反映到預(yù)拌砼中，則是坍落度損失加大，會(huì)對(duì)預(yù)拌砼的泵送、振搗帶來(lái)一定的麻煩，特別是水泥采用新標(biāo)準(zhǔn)后，各廠家為了強(qiáng)度能達(dá)標(biāo)，往往將水泥磨的很細(xì)，一般水泥細(xì)度小于1%后，就會(huì)對(duì)砼性能產(chǎn)生較明顯的影響。因此，在生產(chǎn)中要經(jīng)常檢測(cè)水泥細(xì)度，一旦發(fā)現(xiàn)水泥細(xì)度較小時(shí)，可在砼拌合料中加入適量礦粉取代等量的水泥，以“稀釋”砼拌合料中水泥的比例。

二、          標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（GB/T1346-2001）

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試桿的沉入具有一定的阻力，通過(guò)試驗(yàn)不同含水量水泥凈漿的穿透性（沉入34±1mm），以確定水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿中所需加入水的量即為標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量。硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量一般在126~142ml之間最理想。小于126ml時(shí)，砼拌合料對(duì)用水量太敏感，稍微加減水就會(huì)使坍落度變化很大，使得坍落度難以控制，但是，如果將坍落度控制好的話，那會(huì)改善砼的保坍性，給預(yù)拌砼帶來(lái)一些好處；大于142ml時(shí)，會(huì)使砼拌合料中的用水量增加，直接影響到砼強(qiáng)度，同時(shí)會(huì)使坍落度損失加大。在遇到標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量偏大時(shí)，可采取以下幾種方法來(lái)改善砼性能：1、增加理論用水量以保證砼強(qiáng)度；2、提高外加劑摻量以保證保坍性；3、摻入適量礦粉以“稀釋”水泥的比例。


三、          凝結(jié)時(shí)間（GB/T1346-2001）

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定普通硅酸鹽水泥初凝時(shí)間（沉入36±1mm）不得早于45min，終凝不得遲于600min。凡初凝不合規(guī)定者為廢品，終凝不合規(guī)定者為不合格品。

規(guī)定水泥的凝結(jié)時(shí)間在施工中具有重要的意義，初凝不宜過(guò)快是為了保證有足夠的時(shí)間在初凝之前完成砼泵送、澆搗等各項(xiàng)工序的操作；終凝不宜過(guò)遲是為了砼在澆筑完畢后，能盡早凝結(jié)硬化產(chǎn)生強(qiáng)度，以利于下一道工序的及早進(jìn)行。

四、          安定性（GB/T1346-2001）

水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化的均勻性，體積安定性不合格者作廢品處理。

水泥安定性用試餅法或雷試夾法測(cè)定，有異議時(shí)以雷試夾法為標(biāo)準(zhǔn)。

五、          強(qiáng)度（GB/T17671-1999）

水泥強(qiáng)度是評(píng)定其質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是預(yù)控砼質(zhì)量的首要因素。水泥強(qiáng)度不合格時(shí)為不合格品。

當(dāng)水泥強(qiáng)度變化時(shí)，則需調(diào)整水灰比，以保證砼強(qiáng)度。

對(duì)于商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)試驗(yàn)室，水泥的以上幾項(xiàng)性能是必檢項(xiàng)目，同時(shí)也是預(yù)控商品砼質(zhì)量的首要考慮因素。

（二）、骨料

 “普通混凝土所用的粗、細(xì)骨料的質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ52-2006的規(guī)定。

檢查數(shù)量：按進(jìn)場(chǎng)的批次和產(chǎn)品的抽樣檢驗(yàn)方案確定。

檢驗(yàn)方法：檢查進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告�！�

混凝土拌合料中用的骨料按其粒徑大小分為細(xì)骨料和粗骨料兩種。粒徑為0.08~5mm的骨料稱為細(xì)骨料，粒徑大于5mm的稱為粗骨料。

從骨料的概念中，可以分析出以下兩點(diǎn)：1、從砼拌合料的宏觀角度考慮，骨料不應(yīng)有砂和石之分，而是粒徑從0.08mm開(kāi)始到最大粒徑這一系列顆粒組成的連續(xù)級(jí)配；2、從原材料檢驗(yàn)及生產(chǎn)質(zhì)量控制角度考慮，要嚴(yán)格區(qū)分區(qū)分砂和石：5mm及其以上粒徑的為石子，以下的為砂，即5mm這一粒徑的骨料也屬于石子。

立足于這兩點(diǎn)，在配合比設(shè)計(jì)及施工配合比確定中，就能找出一些規(guī)律。

首先是石子最大粒徑的確定。石子公稱粒級(jí)的上限稱為該粒級(jí)的最大粒徑。最大粒徑增大時(shí)，石子的總表面積減小，因此包裹其表面的所需的水泥漿體也減少，可節(jié)約水泥，且在一定和易性及水泥用量的條件下能減少用水量而提高強(qiáng)度。不過(guò)對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)較高（>C40）時(shí)，使用粗骨料最大粒徑超過(guò)40mm時(shí)，對(duì)強(qiáng)度并無(wú)多大好處，因?yàn)榇藭r(shí)由于減少用水量而獲得的強(qiáng)度提高被大粒徑骨料造成的不均勻性和較少粘結(jié)面積的不利影響所抵消。按GB50204-2002規(guī)定：“混凝土用的粗骨料，其最大顆粒粒徑不得超過(guò)構(gòu)件截面最小尺寸的1/4，且不得超過(guò)鋼筋最小間距的3/4�！蓖瑫r(shí)考慮到預(yù)拌砼泵送的特點(diǎn)，最好將石子的最大粒徑控制在31.5mm以下。


其次，由于我們采用的是5~16mm和16~31.5mm兩種石子的復(fù)配來(lái)組成粗骨料的，因此在粗骨料內(nèi)，我們同樣得遵循第一條原則，將粗骨料復(fù)配成5~31.5的連續(xù)級(jí)配。通過(guò)顆粒級(jí)配試驗(yàn)可以確定兩級(jí)配的比例。

另外，由于自然砂內(nèi)有部分卵石（5mm及其以上的顆粒），因此必須將這部份骨料在粗骨料中扣除，由于砂中的卵石粒徑一般都小于16mm，所以，直接扣除5~16mm的骨料即可。

最后，通過(guò)以上幾點(diǎn)，可以獲得較為理想的骨料組合體。但是由于砂顆粒級(jí)配狀況的變化，必須通過(guò)小級(jí)配試驗(yàn)來(lái)確定最佳砂率，以獲得最佳的組合體，即獲得最佳砂率。

（三）、摻合料

 “混凝土中摻用礦物摻合料的質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土礦物外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》DB/T1013-2004 J10364-2004《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005等的規(guī)定。礦物摻合料的摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

  檢查數(shù)量：按進(jìn)場(chǎng)的批次和產(chǎn)品的抽樣檢驗(yàn)方案確定。

  檢查方法：檢查出廠合格證和進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告�！�

混凝土生產(chǎn)中為改善其某些性能、調(diào)節(jié)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、節(jié)約水泥材料、而加入的人造或工業(yè)廢料及天然的礦物材料，稱為混凝土摻合料。其可分為活性摻合料和非活性摻合料。

活性摻合料是指某些自身具有水硬性的材料，如堿性粒化高爐礦渣、增鈣液態(tài)渣、燒頁(yè)巖灰等。或者某些自身不具有水硬性，但經(jīng)磨細(xì)與石灰或石灰和石膏拌合在一起，加水后能在常溫下具有膠凝性的水化產(chǎn)物，既能在水中也能在空氣中硬化，這種材料稱為具有活性的水硬性材料，如酸性粒化高爐礦渣、硅粉、沸石粉、粉煤灰、燒頁(yè)巖以及火山灰質(zhì)材料，如火山灰、浮石、凝灰?guī)r、硅藻土、蛋白石等。

非活性摻合料是指某些不具有水硬性或活性甚低的人造或天然礦物材料，一般與水泥不起化學(xué)反應(yīng)或反應(yīng)很小，摻入混凝土中主要起填充作用和改善混凝土的和易性，如磨細(xì)石英砂、石灰石、粘土等。

1.粉煤灰（GB1596-2005）

粉煤灰是由電廠煤粉爐排出的煙氣中收集到的灰白色顆粒粉末，是將磨成一定細(xì)度的煤粉在溫度高達(dá)1100℃~1500℃的煤灰鍋爐中燃燒后收集得到的細(xì)灰。在高溫懸浮燃燒過(guò)程中，煤粉中含炭成分被燒掉，而其所含的頁(yè)巖及黏土質(zhì)礦物被熔融成液滴，當(dāng)它們被煙道氣帶出并急速冷卻時(shí)，即形成粒徑大約在1μm~50μm的微細(xì)球狀顆粒。它表面光滑呈球形，密度1.95~2.40g/cm3。粉煤灰的成分與高鋁粘土相接近，主要以玻璃體狀態(tài)存在，另有一部分為莫來(lái)石、α石英、方解石及β硅酸二鈣等少量晶體礦物。其主要化學(xué)成分為SiO2占40%~60%;Al2O3占20%~30%;Fe2O3占5%~10%，以及少量的氧化鈣、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀、三氧化硫等。粉煤灰的活性主要取決于玻璃體的含量，以及無(wú)定形的氧化鋁和氧化硅的含量，而粉煤灰的細(xì)度、需水量比也是影響活性的兩個(gè)主要物理因素，因此粉煤灰應(yīng)有嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

1.1   細(xì)度

細(xì)度表示顆粒的粗細(xì)程度，目前各國(guó)粉煤灰細(xì)度指標(biāo)的表征方法主要有兩種，一種用比表面積（cm2/g）表示，一種用45μm篩篩余量（%）表示（Ⅰ級(jí)：≤12%；Ⅱ≤25%；Ⅲ≤45%）。我國(guó)用后者表征細(xì)度指標(biāo)，篩余量越多，則細(xì)度指標(biāo)值越大，粉煤灰顆粒越粗。

細(xì)度對(duì)粉煤灰質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在三個(gè)方面。第一，影響粉煤灰的需水量。光學(xué)顯微鏡下觀察，粉煤灰由結(jié)晶體、玻璃體和少量未燃燒碳組成。其中玻璃體（主要成分是Al2O3和SiO2）占有較大的比例（約50%~80%）。細(xì)度大則顆粒粗，意味著疏松多孔的玻璃體含量和粗大的未燃碳含量偏多，這些補(bǔ)規(guī)則多孔玻璃體和碳顆粒表面粗糙，蓄水孔多，粉煤灰需水量增加。所以，就一般情況而言，粉煤灰細(xì)度越大，其需水量越大，摻入該粉煤灰混凝土的單位用水量也增加，造成混凝土性能劣化。相關(guān)研究也表明了粉煤灰細(xì)度與粉煤灰需水量，粉煤灰需水量與混凝土用水量的這種相關(guān)關(guān)系。第二，影響粉煤灰混凝土拌合物的粘聚性。第三，影響粉煤灰的活性。粉煤灰愈細(xì)，其活性成分參與反應(yīng)的表面積愈大，反應(yīng)速度則愈快，反應(yīng)程度也愈充分。有資料認(rèn)為：5μm~45μm顆粒愈多，粉煤灰活性愈高，大于80μm的顆粒對(duì)粉煤灰活性不利。研究也表明，粉煤灰的膠凝系數(shù)隨細(xì)度的增大（顆粒增粗）而減少。


1．2   需水量比

             現(xiàn)行規(guī)范采用水泥砂漿的跳桌流動(dòng)度試驗(yàn)來(lái)測(cè)定需水量比。即在跳桌流動(dòng)度相等的條件下，粉煤灰水泥砂漿需水量與不摻粉煤灰的水泥砂漿需水量之比。GB1596-2005附錄B規(guī)定：“所需達(dá)到的同一流動(dòng)度為130~140mm范圍內(nèi)，試驗(yàn)樣品：75g粉煤灰，175g硅酸鹽水泥和750g 標(biāo)準(zhǔn)砂�！痹趯�(shí)際操作中，考慮到與水泥及減水劑的檢測(cè)試驗(yàn)達(dá)成統(tǒng)一，我們?nèi)藶橐?guī)定：“所需達(dá)到的同一流動(dòng)度為180±5mm，試驗(yàn)樣品：135g粉煤灰，315g硅酸鹽水泥和1350g標(biāo)準(zhǔn)砂，對(duì)比樣品：450g硅酸鹽水泥，1350g標(biāo)準(zhǔn)砂”。

           與其他品種的火山灰材料相比，粉煤灰具有明顯的優(yōu)越性，在混凝土中摻加粉煤灰不但不會(huì)增加混凝土的用水量，反而可能降低用水量，但也發(fā)現(xiàn)凡是含碳量較高的（燒失量較大），也會(huì)明顯增加用水量。

 GB1596-2005規(guī)定：“需水量比，Ⅰ級(jí)：≤95%；Ⅱ≤105%；Ⅲ≤115%”。

 1．3   燒失量

           粉煤灰中未燃盡的炭份都可按燒失量指標(biāo)來(lái)估量。炭粒一向被認(rèn)為是對(duì)混凝土有害的物質(zhì)。炭份的穩(wěn)定性不好。大量研究證明，粉煤灰中炭份變成焦炭那樣的物質(zhì)以后，其體積是比較安定的，也不會(huì)對(duì)鋼筋有害。但是惰性炭份增多，將導(dǎo)致粉煤灰的活性成份減少。鑒于炭份的種種不利影響，對(duì)于混凝土中粉煤灰，不得不強(qiáng)調(diào)炭份是一種有害成分，其含量越少越好。

           燒失量副作用歸納起來(lái)有以下幾種：1需水量變大；2未燃碳遇水后會(huì)在顆粒表面形成憎水膜，阻礙水化導(dǎo)致活性下降；3碳對(duì)引氣劑等表面活性劑有較好的吸附，影響混凝土耐久性。

    GB1596-2005規(guī)定：“燒失量，Ⅰ級(jí)：≤5%；Ⅱ≤8%；Ⅲ≤15%”。

 1．4   含水量

粉煤灰中水分的存在往往會(huì)使活性降低，產(chǎn)生一定的粘附力，易于結(jié)團(tuán)，影響干狀粉煤灰的包裝、運(yùn)輸、貯存和應(yīng)用。

1．5   SO3含量

       含硫量高的母煤燒成的粉煤灰中含有較多的硫酸鹽，其含量一般以SO3質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，此值通常在0.5~1.5%之間，有些高鈣粉煤灰的硫酸鹽含量達(dá)30%。由于硫酸鹽能影響水泥的水化作用，尤其能提高早期強(qiáng)度。此應(yīng)當(dāng)說(shuō)，在一定條件下，可看作是有益成分，但由于混凝土中其他材料中的SO3含量都有限制，主要怕SO3過(guò)高產(chǎn)生破壞性的鈣礬石，因此把SO3視做有害成分而限制。

       GB1596-2005規(guī)定：“SO3含量，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)≤3%”。

1．6      安定性

用于混凝土中的粉煤灰應(yīng)同水泥一樣，對(duì)過(guò)燒游離CaO也應(yīng)有嚴(yán)格的含量限定。通常燃煤所含雜質(zhì)（灰份）大都是一些硅酸鹽礦物質(zhì)，含鈣的硅酸鹽礦物同石灰石在鍛燒的過(guò)程中有很大的不同，前者不會(huì)生成游離CaO，也不會(huì)在電廠的高壓高溫（通常大于1000℃）鍋爐中形成過(guò)燒游離CaO，因此盡管我們?cè)诜勖夯业娜�化學(xué)分析中會(huì)看到列有CaO一欄（粉煤灰含CaO在5~10%），但這不是游離CaO或者說(shuō)是活性CaO，一般不會(huì)造成意外的砼損害。而為了消除燃煤煙氣中的有害SO2，在燃煤中摻入石灰石或生石灰時(shí)，情況就不同了。在高溫鍋爐中CaO會(huì)與SO2生成CaSO4(石膏)，這些石膏在砼中也不會(huì)造成嚴(yán)重危害，而為了盡可能多地吸收煙氣中的SO2，勢(shì)必要過(guò)量摻加石灰石或生石灰才能達(dá)到預(yù)期效果，于是煤灰中就一定會(huì)有較多的過(guò)燒游離CaO出現(xiàn)，會(huì)在砼生產(chǎn)中產(chǎn)生危害。

粉煤灰安定性的檢測(cè)方法類似于水泥安定性的檢測(cè)方法，只是所用的試驗(yàn)樣品不同，前者的試驗(yàn)樣品為：水泥300g，粉煤灰200g，拌合水：標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定方法也與水泥的類似，只是試驗(yàn)樣品用上述樣品）。

安定性的檢測(cè)的凈漿試驗(yàn)樣品按標(biāo)準(zhǔn)GB/T1596-2005第3.3條制備，安定性試驗(yàn)按GB/T1346進(jìn)行。但是對(duì)于預(yù)拌混凝土廠家，這一粉煤灰使用大戶，有必要定期對(duì)其檢測(cè)，以避免其在混凝土中產(chǎn)生不利影響。


2. 礦渣粉

《用于水泥和混凝土中的�；�高爐礦渣粉》（GB/T18046-2000）標(biāo)準(zhǔn)中定義：符合GB/T203（《用于水泥中的�；�高爐礦渣》）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的�；�高爐礦渣經(jīng)干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）達(dá)到相當(dāng)細(xì)度且符合相應(yīng)活性指數(shù)的粉體稱為�；�高爐礦渣粉，簡(jiǎn)稱礦渣粉，以下稱礦粉。

礦粉是經(jīng)過(guò)粉磨工藝制成的。粉磨過(guò)程主要以介質(zhì)研磨為主，顆粒的棱角大部分已磨圓，顆粒形貌比較接近卵石，可以在新拌水泥漿中起到類似“軸承”的作用，大大增加了水泥漿體的流動(dòng)性。因此，在流動(dòng)性相同的情況下，可減小標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。

礦粉摻入混凝土中，是以等量取代的方式取代部分水泥，降低了水泥在砼拌合物中所占的質(zhì)量比例，由于礦粉具有火山灰效應(yīng)，因此，礦粉取代后的混凝土28d強(qiáng)度并不會(huì)有顯著的降低，反而會(huì)帶來(lái)一些有利于商品砼的性能，主要有：

1)                  減小坍落度損失，礦粉的水化速度明顯小于水泥，因此，在礦粉取代水泥后，降低了砼拌合料中粉料的整體水化速度，這種性能在夏天外界溫度較高時(shí)體現(xiàn)更為明顯。

2)                  降低水化熱。

3)                  增加砼拌合物的流動(dòng)性，提高可泵性。

4)                  提高混凝土的耐久性能，由于礦粉要比水泥細(xì)，可以在粉料內(nèi)形成一   個(gè)擁有不同粒徑的顆粒級(jí)配組合，提高水泥石的密實(shí)度。

特別要引起注意的是，礦粉對(duì)混凝土自收縮的影響，一般認(rèn)為當(dāng)?shù)V粉的比表面積小于400m2/Kg時(shí)，對(duì)減少混凝土自收縮有利，隨礦粉摻量的增加，自收縮減少；當(dāng)?shù)V粉的比表面積大于400m2/Kg時(shí)，礦粉活性明顯提高，隨其摻量的增大而收縮值增大，但當(dāng)摻量大于75%時(shí)，自收縮因膠凝材料活性減低而使混凝土自收縮減少。

同時(shí)，需要注意的是，由于摻入礦粉會(huì)降低混凝土的早期強(qiáng)度，因此，在冬季外界溫度較低時(shí)應(yīng)調(diào)整礦粉摻量，以減少對(duì)施工的影響。

 

 

（四）、外加劑

外加劑的品種繁多，我們所用的是建虹外加劑廠生產(chǎn)的JHN系列的高效減水劑。

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002中規(guī)定：

“混凝土中摻用外加劑的質(zhì)量及應(yīng)用技術(shù)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》GB8076、《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119等和有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，嚴(yán)禁使用含氯化物的外加劑。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，當(dāng)使用含氯化物的外加劑時(shí)，混凝土中氯化物的總含量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB50164的規(guī)定。

檢查數(shù)量；按進(jìn)場(chǎng)的批次和產(chǎn)品的抽樣檢驗(yàn)方案確定。

檢驗(yàn)方法：檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告和進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告。“

在商品砼廠家，需密切注意減水劑的兩項(xiàng)性能指標(biāo)：水泥適應(yīng)性和減水率。


1．水泥適應(yīng)性

在混凝土材料中水泥對(duì)外加劑混凝土性能影響最大。不同減水劑品種對(duì)水泥的分散、減水、增強(qiáng)效果不同；對(duì)于同一種減水劑由于水泥礦物組成、混合材料品種和摻量、含堿量、石膏品種和摻量等不同，其減水增強(qiáng)效果差別很大。

      水泥的礦物組成中C3S和C3A對(duì)水泥水化速度和強(qiáng)度的發(fā)揮起決定作用。減水劑加入到水泥-水系統(tǒng)后，首先被C3A吸附。在減水劑摻量不變的條件下，C3A含量高的水泥，由于被C3A吸附量大，必然使用于分散C3S和C2S等其他組分的量顯著減少，使得外加劑的適應(yīng)性變差。通常C3A含量在6~8%范圍內(nèi)的水泥能獲得較好的流動(dòng)性。

      如果水泥熟料中的堿含量過(guò)高，就會(huì)使水泥凝結(jié)時(shí)間縮短，使其流動(dòng)性降低。一般最佳可溶性堿含量（N2O+0.658K2O）為0.4~0.5%.

      混合材料對(duì)減水增強(qiáng)也有影響，摻礦渣混合材的水泥加減水劑后效果一般比較好。

      用硬石膏或工業(yè)副石膏（如氟石膏、磷石膏）作調(diào)凝劑的水泥，對(duì)不同種類的減水劑使用效果不同，如木鈣、糖蜜緩凝劑摻入用硬石膏作調(diào)凝劑的水泥后會(huì)出現(xiàn)速凝、不減水等現(xiàn)象。

      其他如水泥細(xì)度、溫度等也影響減水劑的減水增強(qiáng)效果。

      GB50119-2003對(duì)混凝土外加劑對(duì)水泥的適應(yīng)性檢測(cè)方法作了具體的闡述。由于進(jìn)廠水泥和外加劑的質(zhì)量都會(huì)有所波動(dòng)，特別是水泥。因此，在商品砼的日常生產(chǎn)中應(yīng)密切關(guān)注減水劑對(duì)水泥的適應(yīng)性，以便及時(shí)作出相應(yīng)的調(diào)整和對(duì)策。

      2．減水率

      減水劑的一個(gè)重要效應(yīng)就是“減水增強(qiáng)”效應(yīng)，而該效應(yīng)則是通過(guò)“減水率”來(lái)反映的。減水率與水泥品種、混凝土的水灰比及水泥用量等因素有關(guān)，同時(shí)他也是反映減水劑質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。

      在商品砼的日常生產(chǎn)中，應(yīng)對(duì)每一批進(jìn)廠的減水劑進(jìn)行減水率檢測(cè)。減水率發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)找出原因，并做出相應(yīng)的調(diào)整及對(duì)策。

      做好上述兩項(xiàng)指標(biāo)的日常檢測(cè)工作后，還應(yīng)對(duì)減水劑的摻量問(wèn)題進(jìn)行一番斟酌。

      我們用的JHN系列高效減水劑推薦摻量為膠凝材料的1.8%，但實(shí)際生產(chǎn)中，我們將其控制在1.2~2.0的范圍內(nèi)。隨著強(qiáng)度等級(jí)、施工結(jié)構(gòu)部位及溫度的變化，摻量也應(yīng)有變化。

1．強(qiáng)度等級(jí)

 減水劑的摻量隨著強(qiáng)度等級(jí)的提高而提高。水泥在加水?dāng)嚢韬髸?huì)產(chǎn)生一些絮凝狀結(jié)構(gòu)，在這些絮凝狀結(jié)構(gòu)中包裹著不少拌和水，從而降低了新拌混凝土的和易性。摻入減水劑后，減水劑的憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，而親水基團(tuán)指向水溶液，構(gòu)成了單分子或多分子吸附膜。由于表面活性劑的定向吸附，使水泥膠料表面上帶有同性電荷，在電性斥力的作用下，不但能使水泥-水體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，而且促使水泥在加水初期所形成的絮凝狀結(jié)構(gòu)分散解體，從而將絮凝狀凝聚體內(nèi)的游離水釋放出來(lái)，達(dá)到減水目的，而隨著強(qiáng)度等級(jí)的提高，必然使得水泥等膠凝材料用量的增加，絮凝狀結(jié)構(gòu)也隨之增多，就需要更多的減水劑來(lái)分解這些結(jié)構(gòu)，因此需要提高減水劑的摻量。

 當(dāng)混凝土強(qiáng)度低于C20時(shí)，為提高混凝土和易性，又考慮經(jīng)濟(jì)性，我們將減水劑摻量降為1.2%，通過(guò)降低減水劑摻量來(lái)降低減水劑在該等級(jí)混凝土中的減水率，以增加膠凝材料用量，改善混凝土和易性。

 2．施工結(jié)構(gòu)部位

在施工過(guò)程中，會(huì)碰到一些難以澆筑振搗的部位，如：鋼筋較密的柱、剪力墻等。在施工單位要求提高混凝土流動(dòng)性，以減小施工難度；另外，如斜屋面、貝形基礎(chǔ)等要求混凝土的流動(dòng)性盡量小。此時(shí)可以通過(guò)在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)馗淖儨p水劑的摻量，控制混凝土的流動(dòng)性，來(lái)配合施工現(xiàn)場(chǎng)的施工。

3．溫度

雖然我們所用的JHN系列高效減水劑是經(jīng)過(guò)復(fù)配的，當(dāng)溫度變化時(shí)，減水劑內(nèi)會(huì)摻入早強(qiáng)或緩凝組份，但仍應(yīng)遵循“溫度提高，摻量提高；溫度降低，摻量降低”這一原則。更好地發(fā)揮減水劑的調(diào)凝作用。

另外，還需注意的是，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)防止減水劑超量的現(xiàn)象發(fā)生。奈系高效減水劑超量時(shí)，混凝土?xí)�產(chǎn)生“板結(jié)”現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生緩凝，使混凝土的早期強(qiáng)度降低，但對(duì)后期強(qiáng)度的影響不是很大。

     

三、小級(jí)配試驗(yàn)

小級(jí)配試驗(yàn)就是一個(gè)組合的對(duì)比試驗(yàn)，是將混凝土拌合物原材料等比例地縮小，攪拌后，觀測(cè)混凝土各項(xiàng)性能的試驗(yàn)。

混凝土性能是多個(gè)可變因素共同作用的結(jié)果。以混凝土和易性為例，他是由各種原材料的質(zhì)量、砂率、單方用水量、水灰比、摻合料的種類及摻量、外加劑的種類和摻量等多種因素共同作用而產(chǎn)生的。他們可能相互疊加、也可能相互削減。但任一種和易性的外在表現(xiàn)都會(huì)有一項(xiàng)可變因素是處在主導(dǎo)地位的，是產(chǎn)生該種和易性的主要原因。而小級(jí)配則是將次要的可變因素近似相等，研究主要的可變因素對(duì)混凝土性能的影響。如研究砂率對(duì)和易性的影響時(shí)，我們可以將其余因素保持近似不變，增減砂率通過(guò)小級(jí)配試驗(yàn)就可直觀地將和易性隨砂率的變化表現(xiàn)出來(lái)。因此，在小級(jí)配試驗(yàn)之前必須確定試驗(yàn)的目的，即確定研究何種可變因素對(duì)何種性能的影響。

小級(jí)配試驗(yàn)的一個(gè)重要作用是在得到一種陌生原材料后，可以通過(guò)該試驗(yàn)得出不同混凝土性能要求的合理配比。合理配比是將計(jì)算得來(lái)的配合比通過(guò)小級(jí)配試驗(yàn)調(diào)整后得出，然后通過(guò)生產(chǎn)調(diào)整和驗(yàn)證而確定的。

首先，確定單方用水量（簡(jiǎn)稱用水量）。用水量對(duì)混凝土的性能有較大的影響，用水量大，會(huì)帶來(lái)混凝土強(qiáng)度降低，凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)等不利影響，甚至?xí)�使混凝土離析；用水量太小，則會(huì)使混凝土和易性變差，影響施工。

砼拌合物中所用的水可以由以下幾個(gè)部分組成：1、提供水泥水化所需的水，一般水泥在水灰比為0.2~0.4時(shí)就可能完全水化；2、骨料吸收的水；3、摻合料吸收的水；4、骨料中所帶的雜質(zhì)吸收的水；5、潤(rùn)滑用水；6、被膠凝材料包裹住的水，可以通過(guò)摻減水劑的方法來(lái)釋放被包裹住的水。前五個(gè)部分可以通過(guò)確定原材料的質(zhì)量及坍落度后得到大致的確定，而被膠凝材料包裹住的水，在一般攪拌工藝下還與減水劑的摻量有關(guān)。

在此將未摻減水劑的混凝土稱為基準(zhǔn)混凝土，其坍落度在60~100mm的范圍內(nèi)，砂石比例較為理想。其坍落度可以通過(guò)增減用水量調(diào)整。而泵送混凝土則是在基準(zhǔn)混凝土的基礎(chǔ)上摻入適量的減水劑，將坍落度提高到160~220mm的范圍內(nèi)，和易性符合泵送要求的混凝土。

由此，在小級(jí)配試驗(yàn)中可以將確定用水量和確定減水劑摻量結(jié)合起來(lái)考慮。用水量控制基準(zhǔn)坍落度，減水劑控制泵送坍落度。具體操作方法是，先將基準(zhǔn)混凝土攪拌均勻，增減用水量，將坍落度調(diào)整到60~100mm的范圍內(nèi)，然后再摻入減水劑，慢慢將減水劑的摻量提高，直到坍落度達(dá)到160~220mm的范圍內(nèi)為止；得出用水量和減水劑摻量后，再進(jìn)行組合試驗(yàn)，驗(yàn)證其坍落度是否符合要求。

對(duì)于固定配合比的同一種泵送坍落度，用水量和減水劑摻量可以有多種搭配方式，但是從他們各自對(duì)混凝土性能的影響及經(jīng)濟(jì)性方面考慮，可以得出兩者的合理組合。

其次，確定水泥用量。水泥用量是混凝土配合比中最敏感的一個(gè)部分，他不但對(duì)質(zhì)量保證起著決定作用，也是追求混凝土經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要切入點(diǎn)。

由于用水量已確定，可以用變化水膠比的方法，找出合理的水泥用量。通過(guò)小級(jí)配試驗(yàn)，得出水膠比與強(qiáng)度曲線，找出某一強(qiáng)度等級(jí)要求下的水膠比。

水泥用量的變化會(huì)引起摻合料用量的變化。粉煤灰用超量取代法確定用量；礦粉則用等量取代法確定用量，而我們上面講的水泥用量是指摻合料取代后的實(shí)際水泥用量。

最后，確定粗細(xì)骨料間的比例。骨料在混凝土中起到骨架的作用。只有在骨料能構(gòu)成一個(gè)完整的連續(xù)級(jí)配組合，才能最大限度地發(fā)揮其骨架作用，同時(shí)對(duì)混凝土的其他性能也會(huì)起到促進(jìn)作用。

對(duì)于粗骨料最好能采用5~25mm的連續(xù)級(jí)配。當(dāng)無(wú)法獲得連續(xù)級(jí)配時(shí)，可以采用兩級(jí)配，用石子的顆粒級(jí)配試驗(yàn)確定組成連續(xù)級(jí)配時(shí)兩級(jí)配的比例。然后根據(jù)“骨料是粒徑從0.08mm開(kāi)始到最大粒徑這一系列粒徑組成的連續(xù)級(jí)配”這一原則確定粗細(xì)骨料的比例。另外，由于膠凝材料會(huì)取占部分砂的體積，因此對(duì)于不同膠凝材料用量的配合比，還需通過(guò)小級(jí)配試驗(yàn)來(lái)調(diào)整砂率，以獲得較好的混凝土性能。

所有材料用量確定后，還需進(jìn)行復(fù)核試驗(yàn)，以檢驗(yàn)該配合比的優(yōu)劣。同時(shí)，該配合比是在原材料穩(wěn)定的基礎(chǔ)上得出的，而在實(shí)際生產(chǎn)中，原材料是不斷變化的，還需在該配合比的基礎(chǔ)上，針對(duì)原材料的變化做相應(yīng)的調(diào)整。