混凝土原材料的管理

混凝土原材料的管理（精选5篇）

混凝土原材料的管理 篇1

摘要：混凝土施工环节是建筑工程施工中较为重要的组成部分, 混凝土所用材料的质量将对整个工程质量产生影响, 关系到整个建筑结构的安全性、可靠性、耐久性、经济性。施工单位要对混凝土施工中的材料给予高度重视, 进行有效的质量控制与管理, 使更加有效地方法不断融入到施工中。混凝土质量受到很多因素的影响, 本文探讨建筑工程中混凝土材料的质量控制, 分析施工中控制材料质量从而提高混凝土施工质量的有效方法。

关键词：建筑工程,混凝土质量,质量控制,质量管理,材料

混凝土是指以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料, 需要时掺入外加剂和矿物质混合料, 结合实际情况将实验室设计配合比换算成施工配合比、在通过专业设备拌和而成的混合料, 经振捣密实养护硬化后并形成具有堆聚结构的人造石材。按胶凝材料可分为:无机胶凝材料混凝土和有机胶凝材料混凝土;本文在这里着重介绍一般工业与民用建筑工程、构筑物等以普通硅酸盐水泥为主的普通混凝土。在整个建筑工程中, 混凝土是框架、框剪结构主要建筑材料, 其施工质量决定了这项建筑工程的优劣。为了更好地总结经验, 提高混凝土工程的施工质量, 根据多个工地混凝土施工的情况, 将影响混凝土施工材料质量控制及管理的几个方面分述如下。

1 水泥材料

水泥:粉状水硬性无机胶凝材料。加适量的水拌和后形成塑性浆体材料, 并能将砂、石材料胶结能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。

水泥材料在进入施工现场时, 要对其包装、品种、级别、出厂日期等项目进行分批次检查, 并对其强度、安定性以及其他的必要项目进行检查、复核。产品质量必须满足设计要求或者国家现行标准和规定。在施工过程中严谨使用过期和含氯化物的水泥或对其降级使用, 不同品种、等级、出厂日的水泥要分别堆放, 做到先到先用不能混掺使用。施工现场散装水泥要注意防潮, 堆放位置要离墙、地30cm以上, 并尽量处于密闭环境中。

2 砂、石材料

砂在施工中称为细集料, 按直径不同分为:粗砂、中砂和细砂, 通过细度模数Mf定。碎石是由天然岩石、卵石或矿石经机械破碎、筛分制成的, 粒径大于4.75mm的岩石颗粒。碎石多棱角, 表面粗糙, 与水泥黏结较好, 拌制的混凝土拌合物流动性差, 但混凝土硬化后强度较高。

对于砂石材料的验收, 生产厂家供货单位应该提供合格证及质量检验报告, 并按批次进行验收, 对于砂料每批次都要对材料的级配、含泥量检验, 对于碎石料每批次都要对材料的级配、含泥量、泥块及针、片状颗粒含量进行检验。砂石材料在运输、堆放过程中, 应防止杂质混入, 并按产地、种类、规格进行。

3 拌合用水

拌合用水标准应符合国家标准生活用水要求, 满足要求的可直接用于拌制混凝土。地表水或地下水用于混凝土拌合时, 应对其按相关标准进行检验, 合格的才可用于拌合用水。拌合用水中的氯化物、硫化物或者硫酸盐含量要符合混凝土拌合用水中物质含量限值标准。不能产生影响混凝土的和易性和凝结, 有损混凝土的强度发展, 降低混凝土的耐久性, 污染混凝土表面。

4 矿物掺合料

矿物掺合料是指为了改善混凝土性能, 节约用水, 调节混凝土强度等级, 能改善混凝土性能的粉状矿物质。主要指氧化硅、氧化铝为主要成分, 且掺合料不小于5%的活性粉体材料。在一些高性能混凝土中矿物掺合量大的会起到降低温度, 增进后期强度, 改善工作性, 提高耐久性, 改善混凝土内部结构, 节约资源等作用。

5 混凝土外加剂

混凝土外加剂是指能改善性能, 提供经济效果, 并适应新技术、新工艺而加入某种特殊的材料。混凝土外加剂在工程中发挥着举足轻重的作用, 外加剂的使用改善混凝土制作设备、养护工艺以及材料级配的同时, 也加快了工程的施工进度, 节约水泥材料, 并满足工程施工中的特殊要求。

常用外加剂种类及使用范围:

(1) 减水剂是一种表面活性材料在维持混凝土坍落度不变的情况下, 并能减少拌合用水的外加剂, 有利于改善混凝土的物理性能及强度的增长。一般在不透水要求高的大体积混凝土、泵送混凝土中适合使用。

(2) 早强剂指在使用中能加快硬化速度, 提高混凝土的早期强度, 并对后期强度或强度增长无明显影响的外加剂, 早强剂不含氯离子, 对钢筋无锈蚀作用, 适宜初冬和早春季节的低温条件及硅酸盐类水泥, 在矿渣水泥中的增强作业和改性作用尤为显著。不适用于大体积混凝土和预应力结构中。

(3) 促凝剂是指掺入后能使混凝土在短时间内完成凝结硬化的外加剂。适用于快速工程施工, 堵漏工程, 边坡喷射混凝土项目中。

(4) 缓凝剂是指能延长混凝土凝结过程的时间, 起絮凝和凝聚的作用, 对混凝土后期强度增长无明显影响的外加剂。适用于大体积混凝土, 油井工程项目, 以及气候炎热地区、长距离运输的混凝土。

6 配合比

配合比是配制混凝土材料时, 粗细集料、水和水泥的配合比例, 即水泥、沙、石及用水量的重量之比。由于设备和工艺不同, 配合比也不同。配合比设计应根据混凝土的强度和稠度要求、水泥品种、标号及质量水平、粗细集料的品种、最大粒径、细度及级配, 以及外加剂品种、掺量等参数进行。现场施工中, 应进行混凝土材料的预配试验, 必要时不同的部位还需进行调整。

在合理确定配制强度的基础上, 需要确定最佳水灰比值, 单位用水量以及适当的砂率是混凝土设计配合比的核心参数。

混凝土配合比设计的几点常用要求: (1) 施工配合比的换算。混凝土设计配合比与施工配合比之间要进行换算, 在换算中取决定性作用的就是水灰比。在现场拌制混凝土时, 砂、石是裸露在室外环境中, 其含水率是随环境在改变, 所以在拌制时应及时测定骨料的含水率。 (2) 施工配料。确定施工配合比后, 需根据施工现在的拌料机总容量确定材料的比例。 (3) 严格控制材料称重。确定施工配合比后, 要对材料进行称重, 材料的重量准确与否直接影响混凝土的强度质量。每拌制一盘都要严格按照施工配合比计算各组材料的一次投料。其重量偏差要满足《普通混凝土配合比设计规程》规定要求。

综上所述, 要保证混凝土的质量, 先要科学系统地确定混凝土的材料选择和配合比例, 再选择必要的管理措施, 并注重施工前的材料检验和控制, 以达到混凝土用料标准的宗旨, 满足混凝土的质量要求。

混凝土原材料的管理 篇2

【关键词】高强混凝土；原材料；成型养护

因普通混凝土与其他材料相比具有材料供给充足、强度较高、可塑性和耐久性良好，得以快速发展，广泛应用在工民建、交通设施、水利工程及基础工程中。随着科学技术的发展，对水泥及混凝土的数量要求日趋增大，性能要求也日趋提高、需求日趋增多。传统混凝土技术由于它自身性能的限制已不能满足发展的要求，为适应不同结构、建筑类型、用途的要求，各种“特种混凝土”随即产生，如：水下浇筑的不分散混凝土，可应用在化工工业要求的具有抗各种腐蚀介质耐蚀性混凝土，能满足冶金建材工业要求的耐热、耐火混凝土，可满足高等级公路要求的高耐磨性、抗冻性和低振动性的道路混凝土，适合于城市步行道路的有其良好的透水、排水和城市绿化特征的绿色混凝土

1、高强混凝土配制的原材料选择

高强混凝土的原材料有胶凝材料、砂石骨料、外加剂、矿物掺合料和拌和水等。原料的选择如何，是配制高强混凝土的基础和关键，一定要予以高度重视。

1.1 胶凝材料

高强混凝土配制，其水泥用量不可超过550kg/m3，水泥的细度为3500~4000cm2/g最为适合，水泥的强度等级通常要高于一般混凝土的强度等级，应选用强度等级为525MPa或更高强度等级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。在混凝土强度等级在C60以下时，选用强度等级为42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥也可。不管哪个厂家的水泥，一定要满足强度、质量穩定、需水量低、流动性好、活性较高的要求。

1.2 骨料

高强混凝土配制，应采用抗压强度高的优质骨料，如高强度骨料和活性骨料，致密的花岗岩、大理石等；骨料粒型要坚实带有棱角，要选用立方体的碎石，不可使用天然砾石；骨料级配适合连续，并要在要求范围内，骨料中异形颗粒不可超过5%，各种杂质如：黏土、云母、轻物质、硫化物及硫酸盐、活性氧化硅等的含量应控制在1％之内。

高强混凝土配制，要用纯净的砂，含泥量不可超过2%；云母含量根据质量计应小于2%；轻物质含量根据质量计要小于1%；硫化物及硫酸盐含量根据质量计应小于1%；有机质含量根据比色法评价，颜色要浅于标准色。细骨料的级配必须满足要求，砂的细度模数不可小于2.4，要控制在2.7~3.1范围内。

1.3 外加剂

高强混凝土配制，要掺加相当量的高效减水剂，这可改善混凝土性能。工程实践证明，高效减水剂已成为高强混凝土中重要材料。按照我国混凝土外加剂的质量标准，高效减水剂的减水率不可小于12%。根据化学成分不同，高效减水剂一般为萘系、酸系、三聚氰胺系和氨基磺酸盐系四类，现在常用的是萘系和三聚氰胺系高效减水剂。配制强度等级较高的高强混凝土时，要选用非引气型高效减水剂；配制强度等级不特别高的高强混凝土时，有较高的抗冻性或较好的可泵性，要选用引气型高效减水剂，或采用高效减水剂和引气剂复合的方式。

1.4 矿物掺合料

高强混凝土配制，要加入适量的活性掺合料，促进水泥水化产物的转化，以提高混凝土配制强度、降低工程造价、改善高强混凝土性能。

（1）粉煤灰

粉煤灰是燃煤电厂、矸石电厂炉烟道中产生的工业废料，呈细颗粒粉末状。在掺粉煤灰后可减少混凝土内的空隙，能明显提高混凝土的强度。掺入粉煤灰后的混凝土，早期强度发展较慢，后期强度发展快，最终强度有所增长，因此，在工程设计和施工中可利用后期强度非常有利。粉煤灰本身的球形玻璃体光滑表面可改善混凝土拌和物的和易性，可减少混凝土拌和物的用水量，减少泌水和离析。

（2）沸石粉

天然沸石粉是一种特殊的火山灰质材料，是含有许多微孔的骨架状硅酸盐结晶矿物。在混凝土中使用的是斜发沸石和丝光沸石，它的化学成分与粉煤灰相似。天然沸石粉不但有较大的内表面积，还有一定的水硬性，掺加沸石粉后，水泥水化产生的Ca（OH）：被其吸收，结晶状态也由原来的片状变为CSH相，可提高混凝土强度。

（3）硅粉

硅粉是电炉生产工业硅或硅铁合金的副产品，从炉子排出的废气中过滤收集得到。其活性比水泥高一至三倍。配制强度等级不小于C80的高强混凝土，掺加硅粉是一种重要手段。

1.5 拌和水

配制高强混凝土的用水，通常为可饮用水。水中不可含有对水泥正常凝结与硬化有影响的有害杂质，pH值不可小于4。

普通水经磁场磁化，产生磁化拌和水。用磁化水拌制混凝土，因水的“活性”提高，水与水泥进行水解水化作用，能使水分子由水泥颗粒的表面进入颗粒内部，加快水泥的水化作用，提高混凝土的强度。

2、高强混凝土成型工艺与养护工艺

2.1 成型工艺

混凝土从高处自由倾落高度通常要小于2m，在高强混凝土拌和物的水胶比小并有较好稠度时，自由倾落高度要增加到3m。

在混凝土拌和物受到振动而紧密时，产生两个变化过程：一是骨料下沉，其空间相对位置紧密；二是水泥浆结构在水泥粒子凝聚过程中密实，即适宜的振动能降低混凝土拌和物的黏度，使各粒子逼近，并使水粒子分散。

一般所采用的振动设备仅可振实骨料，而不能振实水泥水化物与其他小颗粒，不能实现水泥粒子振实的理想状态。高强混凝土适合用高频振动器振捣。我国已广泛使用的高频电磁振动器，高频电磁振动器不但可振实粗、细骨料，还可振实水泥颗粒。采取振动加压、高频振动、离心成型或真空吸水、聚合物浸渍等技术方法，均能提高混凝土强度。

2.2 混凝土养护工艺

高强混凝土水灰比小，含水量较少，施工养护的好坏对混凝土强度的影响比普通混凝土要大，要重视其养护工作。高强混凝土在浇筑后5h内要覆盖并浇水养护，或在它的表面喷刷养护液。养护时间要大于14d。

高强混凝土因水泥用量较大，水泥水化热量较多，水化热升温较多。除尽可能压缩水泥用量，用活性矿物掺合物替代部分水泥、降低原材料温度、避免炎热条件下的施工等外，加强养护也是防止出现温度裂缝的重要措施。

混凝土养护的方式较多，蒸压养护是提高混凝土强度的重要途径。干~湿热养护是比较理想的工艺，它的优点是混凝土的增强过程合理。在养护制度上，采用适合水泥特征的养护参数，也对混凝土强度的提高有利。

混凝土抗裂配合比试验及材料管理 篇3

1 混凝土材料性能变化及单位用水量的控制

1.1 水泥和单位用水量

目前市场上供应的水泥品种较多, 质量也参差不齐。不同的普硅水泥其性能对混凝土的抗裂性能影响较大。

1.1.1 水泥的标准稠度用水量与单位用水量

从水泥标准用水量与等稠度胶砂强度试验看, 水泥的标准稠度用水量差异较大, 单个标准稠度用水量在122~144ml之间, 标准稠度在24.3%~28.4%, 两者用水量差异达18%;各厂家品牌水泥之间的用水量差异在9.8%~14.2%之间。

水泥胶砂强度试验采用固定用水量法, 我们注意到, 由于此时胶砂流动度不同, 流动度在154mm~170mm之间, 两者流动度差异为9.4%;若水泥按混凝土要求采用等稠度的胶砂制作试件, 水泥强度下降明显。由此, 我们认为水泥净浆流动度的大小和水泥温度是直接影响混凝土单位用水量的主要因素 (见表1) 。

1.1.2 水泥净浆流动度与单位用水量

根据不同厂家水泥与外加剂适应性试验表明:在保持等稠度胶砂流动度的情况下, 不掺外加剂时, 单位用水量在229~242ml之间, 单位用水量差异5.4%;掺用外加剂时, 单位用水量在180~201ml之间, 减水率在23.1%~16.9%之间, 掺外加剂后单位用水量差异为10.5%, 对于外加剂对水泥的分散性能上, 差异更大, 流动度在75~197mm之间 (见表2) 。

1.1.3 水泥温度与单位用水量

通过对不同温度水泥的试验, 水泥温度对单位用水量及胶砂强度有较大的影响。当水泥温度为37℃时, 用水量加1.5%, 28天抗压强度降低6.4%, 抗折强度降低1.2%;当水泥温度为57℃时, 用水量增加3.0%, 28天抗压强度降低10%, 抗折强度降低3.4% (见表3) 。

1.2 不同掺量矿物掺合料与单位用水量

⑴目前市场供应的粉煤灰质量差异较大。优质粉煤灰对混凝土性能的改善作用大, 试验表明, 用优质粉煤灰进行不同掺量单掺时, 当掺量为30%时, 胶砂减水率为8%, 随着粉煤灰掺量的增加, 胶砂减水率增加;当粉煤灰掺量为60%时, 胶砂减水率为11%, 其减水效果具有普通减水剂功能。不同掺量矿粉单掺时, 当矿粉掺量为30%时, 胶砂减水率为2%, 矿粉掺量小于等于50%时, 其胶砂减水率随掺量的增加而增加;当掺量为60%时, 胶砂减水率减少。

优质粉煤灰和矿粉都有减水增塑作用, 两种掺合料的减水效果, 优质粉煤灰比矿粉明显。当优质矿物掺合料与高效减水剂共同作用时 (即双掺) , 在保持相同胶砂流动度的情况下, 双掺的复合减水和塑化效果更为明显, 其减水率大于单掺减水剂的砂浆流动度, 当使用较差粉煤灰时, 随着粉煤灰掺量的增大, 其需水量也增大 (见图1) 。

⑵不同掺量优质矿粉掺合料复元组合的胶砂试件单位用水量和强度增进率。

从表4看出, 对于不同矿物掺合料的复元组合与基准比对减水效果以及对混凝土早期、后期强度的贡献 (见表5) 。

⑶矿物掺合料复元组合能降低早期 (3d) 强度及提高混凝土后期强度增进率 (见表6) 。

表6试验表明, 在保持相同水胶比的前提下, 复元组合掺合料替代水泥达到有效降低混凝土的水化热效果。

1.3 天然砂、机制砂及不同比例搭配时的单位用水量

目前因砂、石资源短缺引起的混凝土质量波动, 是我们急需关注的问题, 我们对使用的天然砂、机制砂和不同比例搭配在相同单位用水量的情况下, 进行流动度和强度的对比 (见表7) 。

使用天然砂、机制砂在相同用水量时, 对胶砂强度影响不大, 但对流动度有较大的影响, 以目前市场天然砂作比对样, 使用机制砂胶砂流动度减少6.9%;若要达到较大的流动度, 则天然砂与机制砂要进行合理搭配。

从表8看, 若全部采用机制砂, 则出机坍落度比用天然砂降低24%, 扩展度降低19%, 30分钟坍落度损失比用天然砂降低11%, 扩展度降低19.2%。

2 防裂混凝土材料控制和配合比的设计

防裂混凝土是高性能混凝土的细化, 其配合比设计的关键以最小的单位用水量控制混凝土拌合物达到施工要求的和易性和流变性能, 减少坍落度损失;在混凝土硬化过程中, 降低水化热、减少混凝土的自收缩和控制混凝土的早期开裂。对此, 必须对材料性能和混凝土的配比设计进行严格的检验和科学管理。

2.1 原材料性能控制

混凝土原材料除按《预拌混凝土》GB/T14902所规定的材料检验项目外, 根据裂控要求和我们的实践, 尚应做其他性能的检验, 特别是影响混凝土单位用水量和流动度性能的相关原材料因素。水泥是混凝土中主要的活性胶凝材料, 其性能的优劣直接影响混凝土的工作性能。在实践中, 我们经常碰到, 同一种外加剂在不同品牌的水泥中使用的效果不一样, 而同一品牌水泥对外加剂的适应也是有变化的, 且差异也较大, 特别是掺外加剂对水泥净浆流动度的大小直接反映外加剂对水泥的分散作用, 外加剂对水泥分散作用大, 其净浆流动度大, 减水率高, 反之就小。

由表9表明, B水泥由于净浆流动度仅为90mm, 当采用等稠度胶砂强度时, 用水量增加5.2% (见表9) , 3天、28天强度分别下降14.1%和8.2%。表中D水泥净浆流动度为185mm, 采用等稠度胶砂强度, 用水量增加2%, 3天、28天强度下降8.3%和4.4%。在实际生产中, 也验证了使用不同品牌水泥, 在相同水泥用量和保持同稠度时, 混凝土强度的增长差异较大。

从上述试验说明, 胶砂减水率与净浆流动度对胶砂强度和混凝土强度的影响是一致的。因此, 在配制混凝土配合比前, 对材料的性能除按标准需求检测项目, 尚需加强以下几个方面的控制:

⑴水泥:加强批水泥与外加剂适应性试验, 根据我们的多年实践经验, 掺外加剂的胶砂减水率≥18%, 净浆流动度≥180mm, 应作为预拌混凝土企业对水泥厂家的新要求。

⑵掺合料:将细度、烧失量、需水量比作为必检项目, 检验批可以缩小, 每月测定常用掺合料不同

⑶骨料:要进行搭配试验, 选择需水量小的搭配比例。

⑷外加剂:除水泥外还需加强对粉煤灰和矿粉的适应性试验。

2.2 防裂混凝土配合比设计

防裂凝土配合比设计除按普通混凝土设计方法外, 还需遵循以下几个原则:

⑴在满足施工要求的条件下, 尽量采用较小的混凝土坍落度。基础梁及低层楼面, 屋面用的混凝土坍落度宜小于120mm;柱、墙用的混凝土坍落度宜小于150mm;高层用混凝土坍落度根据泵送高度控制在180mm左右。

⑵采用较小水胶比和砂率, 水胶比≤0.60。

⑶90d干缩率宜小于0.06%。

⑷尽量采用复元组合掺合料替代水泥, 达到有效降低水化热和混凝土的绝热温升抑制混凝土早期开裂, 提高后期强度。

3 注重材料和配比的科学管理

要真正按掌握材料性能为用户提供防裂要求的优质混凝土, 还需进行科学管理。

⑴内部管理:在明确材料质量的基础上, 确定从材料采购、进货验收、配比计算审核、开盘鉴定、计量控制、混凝土拌合料检查、现场抽查的管理要求, 并对各关键环节落实监视检测, 目的在于控制生产过程, 确保监视检查的对象和内容符合要求。要加强粉料库的管理, 不同厂家、强度等级的水泥、不同等级的粉煤灰都必须分库贮存, 严禁混库;按防裂混凝土配合比设计要求, 进行混凝土坍落度、水胶比、出机温度及混凝土绝热温升的复验, 必要时, 进行混凝土干缩试验;每月定期对材料、工艺、成品等监视检测数据进行统计分析, 用分析结果指导管理工作;内部应建立材料质量综合评价体系, 定期发布材料质量信息, 指导经营人员和材料部按指定的范围内收取“甲供水泥”。

⑵外部管理:首先与材料供应商提出质量要求和签订质量合同。合同要进行有效管理, 做到及时与厂家沟通, 使材料商真正了解混凝土的质量需求和供应材料的实际质量;在提供混凝土给用户时, 也要与施工单位进行多方沟通, 要进行现场混凝土的抽查, 要督查现场加水、试件的制作养护情况。

4 结束语

通过以上分析得出, 任何一项工程, 都必须确保材料的合理应用, 优化防裂混凝土的配合计划, 应作出预拌混凝土厂家的重要管理措施, 实施有效管理。

参考文献

水泥混凝土寿命与材料的关系 篇4

摘要：随着经济的发展，社会的进步，建筑工程的数量正日益增加。水泥混凝土自问世以来一直是建筑工程最重要的结构材料，所以水泥混凝土寿命直接影响着建筑的寿命。随着人们对建筑质量要求的不断提升，相应的也要求水泥混凝土的质量也不断提升，水泥混凝土材料的选择与各种材料之间的配比直接影响着水凝混凝土的寿命与质量。所以研究如何优化水泥混凝土各种材料之间选材与配比是很具有现实意义的。

关键词：水泥混凝土；材料；优化；配比

由水泥、砂、碎石等材料按照一定比例用水混合而成的整体工程复合材料称为水泥混凝土。由于水泥混凝土具有可塑性、整体性、耐久性、耐火性好以及易于就地取材等优点，所以它从问世以来就一直是建筑工程的重要结构材料。由于现代社会的飞速发展，建筑不断增加，因此对水泥混凝土的要求也不断增加。这就要求对水泥混凝土的选材以及配合比的优化提出了要求。

1.水泥混凝土的发展历程

公元前6000至公元前12000年石灰与石膏首次被用作胶结材料，这也踏出了使用水泥混凝土的第一步。之后古希腊人和古罗马人发明使用含有泥土杂物的水硬性石灰。近代由于英格兰人John Smeaton 发现纯石灰砂浆不能抵抗水的作用，而改良出含有土石灰岩石的水硬性灰石。到了18世纪中叶人们为了构件更加强劲的混凝土做出了各种尝试，在1850年法国朗波（Lambot J L）发明钢筋加强混凝土，提高了混凝土的抗拉强度。到了20世纪，混凝土得到了更加迅速的发展与更加广泛的应用，如聚合物水泥混凝土、树脂混凝土、聚合物浸渍混凝土等都是在20世纪以后发展而来的。但一直到20世纪90年代初期，高性能混凝土材料的热潮才真正的在世界范围内掀起，各种高性能的混凝土不断的创造出来，而在日后的不断发展中，相信混凝土的发展会越来越强，其涉及的领域也会越来越广。

2.适当的选择配比材料可以提高水泥混凝土的寿命

如果想提高水泥混凝土的寿命，提高混凝土的性能是必不可少的。想要提高混凝土的性能，材料必须进行适当的选择与约束。在水泥的选择方面我们要视具体情况而定，一般配制C30-C50混凝土我们选择42.5等级的水泥，C50以上的混凝土我们选择强度等级为52.2的水泥。在掺和料、外加剂选择方面我们一般选择优质粉煤灰、硅粉和聚羧酸系高效减水剂。优质粉煤灰可以提高混凝土的黏聚性、改善混凝土的综合性能。硅粉可以有效的使水泥间的空隙进行填充，从而提高混凝土的密实度和强度。而聚羧酸系高效减水剂可以提高混凝土的耐热性、耐候性、耐久性等优点。在外加剂方面一般要求高效的减水剂，其含量为胶结材料总量的 0.4%～1.5%最适宜。在选择砂石料时，要选择中砂细度模数宜大于2.6，含泥量不应大于 1.5%，石料要选择碎石，最大骨料粒径一般不宜大于 25 mm，强度宜大于混凝土强度的1.20倍。最后要注意的是水胶比，想提高水泥混凝土的性能所用的水胶比宜采用0.25 ～0.42。

3.水泥混凝土配合比的影响因素

3.1砂率对水泥混凝土配合比的影响

砂率就是指水泥混凝土中砂的重量占砂石总质量的百分比。混凝土中加入砂可以在混凝土搅拌物中起到润滑作用，它可以降低粗集料颗粒之间的摩擦阻力，有助于混凝土拌合物的流动性，由此可见砂率在拌制混凝土中有着重要的作用。砂率的高低会影响集料的空间比率和总体表面积的改变，因此也会影响混凝土搅拌物的工作性质。砂率是混凝土的设计里面很关键的标准，由于砂率比较高，集料的空间和总表面积会随着变大，可胶结的水泥浆就会增加，混凝土的搅拌物就会比较干、比较稠、流动性较小进而使水泥被浪费；如果砂率比较低，尽管集料的总表面积变小了，因为砂浆的量较少不可能在集料的四周构成大量的砂浆层从而起不到润滑的功效所以会造成混凝土的搅拌物的流动性较小，综上所述，如果想提高混凝土的性能合理的控制砂率的高低是必不可少的。

3.2水灰比对水泥混凝土配合比的影响

水灰比是指单位体积混凝土中，水和水泥两者混合比例的大小，水与水泥在混合后是水泥浆，运用于混凝土里具有胶结性能。在水和水泥发生反应以后，就会产生较硬的水泥石，让砂和石混在一起就会有很高的强度。[1] 所以，它也是制约混凝土性能的一个关键因素。若水灰比小水泥浆就会比较粘稠，若水灰比大水泥浆又会比较稀，如果水灰比达到某一限度时，就会造成较重的离析状况水分蒸发完以后在构件的内部会出现空的地方致使混凝土的抗渗的能力比较差，也会改变混凝土的强度，在使用的时候也要尽量把水灰比减到最低或适当的增加减水剂。水灰比过大或是过小都不利于混凝土的性能，所以，在制造水泥混凝土时，必须要优化水泥混凝土的性能，必须要适当调整水泥混凝土中的水灰比。[2]

3.3集灰比对水泥混凝土配合比的影响

集灰比也是影响水泥混凝土性能的一个重要因素，尤其是在混凝土强度很高时有着突出的表现。水灰比一样时混凝土会跟随着集灰比的变化而改变，这就会使集料的数目增加，集料所吸收的水分增多，现实的水灰比减小和混凝土的内部的间隙的体积变小有关联。当适当的增大集灰比后水泥的胶结作用与集料的连锁作用都得到了充分的发挥。由于集灰比对于水泥混凝土有着重要的作用，因此，想要提高水泥混凝土的性能就必须适当的调整集灰比。

4.优化混凝土配合比的适当方法

4.1配合比优化模型的使用

在保證水泥混凝土的耐久性、强度、以及经济实用性的前提下，使用适当的方法建立模型，设计出高性能的混凝土配合比。而高性能的混凝土配合比的设计又是一个复杂的过程，我们不但要选择适当的原料，还要选择合适的优化配比参数，或是根据合适的性能--配比参数建立参数关系模型，最后进行适当的计算，使关系模型中的参数具体化，从而找到提高混凝土配比设计的合理途径。具体方法如下：首先我们先建立适当的函数模型，然后用不同的变量分别代表函数模型中的各种材料，并且确定其单位，最后确定目标函数的公式。接下来我们就要限定约束条件了，就是将每一个自变量给定一个范围。最后一步就是通过公式算出最终优化的结果。

4.2 Matlab函数的选择

美国的Math works公司生产了一个可以面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高效率的高级计算语言和系统平台，这个平台就是Matlab。这个平台是集中了很多的优秀算法，具有强大的计算功能以及拥有很友好的视窗环境，并且具有很高的编程效率。所以在这个平台在使用过程中拥有很广泛的范围。在设计混凝土的优化配比中，Matlab工具箱可以解决一些传统问题，例如在传统计算中混凝土优化配比的计算一般采用Fortran、C/C++等编程语言，这些语言不但要求专业性高，而且还浪费时间。但Matlab优化工具箱由于具有强大的函数库，使得各种数值的计算问题更加简便有效。

结语

伴随着经济的快速发展，我国的建筑业也以迅猛的形式不断的前进，建筑业中最主要也是应用范围最广的一项材料就是水泥混凝土，但由于水泥混凝土的使用寿命都是有限的，这就为建筑的存在寿命造成了很大影响。为了提高水凝混凝土的使用寿命，本文就水泥混凝土的材料选择与配比进行了研究，还就影响水泥混凝土的配比因素进行了分析，然后找到合适的方法优化水泥混凝土的配比，提高其性能。希望在日后的生活中，经过人们不断的研究可以找到更好的方法以提高水泥混凝土的性能。

参考文献：

[1]李敏强，寇纪凇，等.遗传算法的基本理论与应用[M].北京：科学出版社，2012.

混凝土原材料的管理 篇5

【关键词】土建工程；新型混凝土材料；高性能混凝土（HPC）

普通的混凝土材料系由胶结材料（石灰、水泥）、细骨料（砂子）、粗骨料（石子）和水所组成。在性能及其应用与发展的普通混凝土基础上，根据添加材料和施工工艺的不同，派生出名目繁多、性能特异、用途不一的新型混凝土，本文以高性能新型混凝为例，探讨了其在建筑工程领域中的应用。

1.高性能混凝土（High Performance Concrete）概述

混凝土技术发展已有170多年的历史，在缓慢的发展过程中，曾出现几次变革，那就是1919年发现了水灰比定理，1938年发现了引气剂，60年代初出现高效减水剂。目前，混凝土技术发展又处在一个变革时期。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。这种新型混凝土称为高性能混凝土（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。因此，美国、日本、英国、法国、加拿大、挪威等国都将HPC作为跨世纪的新材料，投入大量人力物力进行研究和开发。

20世纪80年代以来，一些发达国家相继研制成功高性能混凝土（以下称HPC），使混凝土进入了高科技时代，日益受到国际材料界和工程界的重视。很多国家把HPC作为跨世纪的新材料加以研究与利用，使其成为当代混凝土研究和应用领域中的一个热点。

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（≥I00MPa）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。

2.高性能混凝土在建筑工程中的应用

为了分析高性能混凝土在建筑工程中的应用，笔者首先从高性能混凝土的特性来了解高性能混凝土。

2.1高性能混凝土特性

（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36MPa～42MPa的混凝土，30～35层要42MPa～48MPa，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l00m）居多。因此，上述讨论的强度范围60MPa～120MPa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。

2.2高性能混凝土的应用研究

据悉，全世界每年混凝土用量可达90亿吨，规模之大、耗资之巨、应用之广，作为现代工程主要材料的地位依然不被撼动。混凝土用于工程结构至今已有170多年历史了，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800m3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m3。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。

早在1992年，吴中伟首次将高性能混凝土介绍到国内。如今，我国高性能混凝土的研究、应用发展迅速。我国是生产和使用混凝土的大国，混凝土的质量在不断地提高，涉足高性能混凝土的研究和应用还是近10年的事。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。例如：上海金茂大厦（C60）、北京静安中心大厦（C80）、辽宁物产大厦（C80）、南京希尔顿国际大酒店（C30和C50）、长春国际商贸城（C55）、广州虎门大桥（C50）、上海杨浦大桥（C50）等都是应用的典范。

全国很多研究单位已经研制出普通泵送高性能混凝土、大掺量粉煤灰高性能混凝土、高流态自密实高性能混凝土、纤维增加高性能混凝土、轻骨料高性能混凝土、水下不分散高性能混凝土港工与海工高性能混凝土、高抛纤维高性能混凝土等等，研制出C30-C80的各种强度等级的高性能混凝土和完备的混凝土耐久性检测设备，以及掌握了配套的施工成套技术和各种混凝土耐久性检测技术等。其中具有优异耐久性的C30高性能混凝土即将在地质条件复杂的深圳地铁工程中大规模使用。

3.结语

如今我国HPC发展形势一片良好，但是要使HPC在建筑工程中推广使用还需一个认识和实践的过程。随着我国建筑基础建设的不断增强，HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。 [科]

【参考文献】

[1]张鹏.新型混凝土材料在土木工程领域中的应用[J].邢台职业技术学院学报，2008，（2）.

[2]俞瑞堂.高性能混凝土的发展与展望[J].水利水电工程设计，1997，（2）.