混凝土发展前景

1、混凝土发展前景2010-5-22 15:59:19 混凝土是土木工程中用途最广、用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、大力发展新工艺、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 摘要 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：大流动性混凝土、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简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、运输、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、流态混凝土、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

2、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结合，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，混凝土从搅拌、运输到浇灌需12h，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，现浇混凝土成为今后发展方向。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达国家。许多中小城市也在推广应用商品混凝土。 一. 概述 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。因为运距较长，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失和泵送等问题，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

3、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。 我国商品混凝土中，约70是标号C25C40，C50C60 在一些重要工程中应用，个别特殊情况采用C70C80。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1025粉煤灰的情况下，可以减少单位水泥用量1020。计算 表明，基准混凝土中掺20粉煤灰(减少水泥用量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。 流态混凝土由于掺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的 可泵性。基准混凝土中掺0.40.8(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，会产生坍落度损失、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

4、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，细粉料(0.25*)的用量应在350400kg/m3之间，水泥用量不得低于250kg/m3，粗集料最大粒径为 25*或31.5*。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。 二. 商品混凝土的特点和原材料的选择 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。商品混凝土在市场竞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。 1.商品混凝土的特点 (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，

5、性能价格比高。 2. 原材料的选择与要求 1). 水泥的选择 通常采用硅酸盐水泥、普硅水泥或矿渣水泥，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) 相同强度时选择需水量小的水泥。水泥的标准稠度需水量在2127，在配制混凝土时采用需水量小的水泥可降低水泥用量； (3). 选择C3 S高、C3A低(8)、碱含量低(1)，比表面适中(3400cm2/g3600cm2/g)、颗粒级配好的水泥； (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。 2)矿物细掺料的选择 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

6、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细掺料，配制C60以下的流态混凝土时采用II级粉煤灰，C60C80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。 3). 集料的选择 粗细集料都应符合有关标准的要求。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。人工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。砂率偏低容易产生泌水和离析。 (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强度的碎石，其最大粒径应为19*或 25*，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25*或31.5*碎石，采用泵送工艺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

7、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问题。在配制流态混凝土时，若采用较大粒径(如31.5*)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。 4) 外加剂的选择 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、气候条件、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。 三. 混凝土配合比设计和优化 商品混凝土的工艺不同于现场搅拌的混凝土，运输距离和时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： (1) 根据运距和运输时间确定初始坍落度：近距离(10 km)或2h时，为20cm22cm。 (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 h12h、大体积混凝土为12h15h。 (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最低。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)是以强度为基础的，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推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，全计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合比。

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