混凝土材料范文
时间：2023-02-21 17:27:11
混凝土材料范文第1篇
关键词：混凝土;保护材料; 环氧砂浆; 呋喃砂浆;混凝土保护剂Abstract:Concrete is the most widely used building materials in architectural engineering at present, but because of its own defects and its application is limited. In this paper, the reaction mechanism of the concrete, the influence factors of concrete environment are described. According to the different environmental conditions, building and engineering site uses what kind of concrete protective materials were analyzed by.
Keywords: concrete; protective materials; epoxy mortar; furan mortar; concrete protective agent
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
[2] 新型NE环氧树脂砂浆的研制及其在水利水电工程的应用[J] 新型建筑材料 2011
[3] 防腐技术及应用实例[M] 化学工业出版社 2002
混凝土材料范文第2篇
关键词：混凝土：材料检验：性质检测
中图分类号：TV331文献标识码： A
近年来，混凝土的广泛使用，引起了人们对于其质量问题的广泛重视。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。
3.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：
[1]欧建广，邓四东，陈远方，等.寒冷地区高温干燥条件下混凝土面板裂缝控制闭. 水力发电，2003，29（8）：42 礴4.
[2]水中和，万惠文.老混凝土中集料一水泥界面过渡区（ITZ）（二）元素在界面区的分布特征团. 武汉理工大学学报，2002，24（5）：26―8.
混凝土材料范文第3篇
关键词：混凝土裂缝产生原因；裂缝防治措施；修补材料
中图分类号：TV331文献标识码： A
引言
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。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。但是对于高强商品混凝土水胶比可能小于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）混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
一般认为修补材料的抗压强度应该与先浇混凝土基面的抗压强度相同。通常，修补材料的抗压强度高于混凝土基面的抗压强度，不一定就有多少好处。事实上，胶结材 料的较高强度表明其含有过多的水泥，这有助于产生更高的水化热并增加干缩。另外，与高抗压强度相联系的较高的弹性模量将降低塑性变形。
结束语
为达到耐久的修补效果，必须通盘考虑影响设计和选择修补手段的诸多因素，这里只是略提修补材料所要关注的一些特性。对混凝土使用中的裂缝及其耐久修复问题，我们要了解发生的机理，通过事前预防控制来减少混凝土的裂缝发生，同时通过有效的事后补救来达到保持结构正常使用功能。
参考文献
[1]黄士元，蒋家奋等.近代混凝土技术[M].西安:陕西科学技术出版社，1998
混凝土材料范文第4篇
关键词：混凝土：材料结构：检验
中图分类号： TV331 文献标识码： A
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：
[1]欧建广,邓四东,陈远方,等.寒冷地区高温干燥条件下混凝土面板裂缝控制闭.水力发电,2003,29(8):42礴4.
[2]水中和,万惠文.老混凝土中集料一水泥界面过渡区（ITZ)(二)元素在界面区的分布特征团.武汉理工大学学报,2002,24(5):26一8.
混凝土材料范文第5篇
关键词：泡沫 混凝土 保温材料
一、引言
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
[2]石 岩，师恩强，辛德胜，郭 宇，王越松，吴长龙 发泡混凝土材料的制备及性能研究[J].新型建筑材料，2012（5）：66-03
[3]高波，王群力，周孝德，混凝土发泡剂及泡沫稳定性研究[J].粉煤灰综合利用，2004（4）：16-19
混凝土材料范文第6篇
关键词：混凝土 密度 细度
混凝土，简称为“砼”，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（加或不加外加剂和掺合料）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。
一、水泥
水泥呈粉末状，与水混合后，经过物理化学反应过程能有塑性浆体变成坚硬的石体，并能将散粒状材料胶结成为整体，所以水泥是一种良好的矿物胶凝材料。就硬化条件而言，水泥浆体不但能在空气中硬化，还能更好的在水中硬化，常用的是硅酸盐水泥。
1、水泥的基本性质。
（1）表现密度：表现密度又称质量密度，是水泥的质量（kg）与其在自然状态下的体积（m3）的比值。水泥的表现密度约为1000～1600kg/m3，通常采用1300kg.m3。
（2）细度：细度是指水泥颗粒的粗细程度。颗粒愈细与水其反应的表面积就愈大，水化越快而且较安全，因此早期强度和后期强度也越高。但在空气中硬化，体积会有较大的收缩。
（3）凝结硬化：凝结时间分初凝和终凝，终凝时间不能过长。其影响因素有许多：熟料中铝酸三钙含量高，石膏掺量不足，水泥凝结快；水泥细度越细，水化作用越快，凝结越快；水灰比越小，凝结时温度越高，凝结越快，而混合材掺量越大，水泥越粗，凝结越缓慢。
（4）体积安定性：体积安定性是指水泥在应哈过程中，体积变化是否均匀的性能，简称安定性。水泥安定性不良会导致构件（制品）产生膨胀性裂纹或翘曲变形，造成质量事故。因其安定性不良的主要原因是熟料中游离氧化钙或游离氧化镁过剩或石膏掺量过多。安定性不合格的水泥不可用于工程，应废弃。
（5）水化热。
2、水泥的分类。
在建筑工程中常用的水泥主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。
（1）硅酸盐水泥：硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、适量的石膏、0%～5%的石灰石或粒化高炉矿渣麻细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥分两种类型，一种是不掺混合材料的成I型硅酸盐水泥。另一种是在硅酸盐水泥熟料中掺加不超过水泥种类5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的成II型硅酸盐水泥。我国生产的硅酸盐水泥公分425R、525、525R、626、625R、725R六种标高，其R型水泥为早强型水泥。
（2）普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%～15%的混合材料、适量石灰膏磨细制成的水硬性胶凝材料，成为普通硅酸盐水泥。掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15%，其中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量10%的非活性混合材料来代替。掺非活性混合材料时，最大掺量得超过水泥质量的10%。
普通硅酸盐水泥分为325、425、425R、525、525R、625、625R七种标号。
（3）矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和20%～70%的粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，成为矿渣硅酸盐水泥。
其早期型号强度低、干缩性大、保水性能差易出现泌水现象。但后期强度高，水化热低、耐热性耐水性较好。采用蒸汽养护可加快水泥硬化速度。
（4）火山灰质硅酸盐水泥：早期强度较低，耐热性和抗冻性较差，易产生干缩裂缝，吸水性较大。
（5）粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、适量的石膏和加入占水泥重量20%～40%的粉煤灰磨细制成的水硬性胶凝材料组成。
粉煤灰硅酸盐水泥有275、325、425、425R、525、525 R、625R七种标号。
其水热化低，抗酸性盐侵蚀能力强、抗裂性好，但早期强度较低、保水性较差。
水泥在进场时必须具有出厂合格证或进场试验报告，并对其品种、标号、包装或散装仓号、出厂日期等内容进行检查验收。水泥进场后应按品种、标号、出厂日期分别堆放，并作标志，做到先到先用，防止混用。水泥应防止受潮，故储存仓库应尽量密封，存放时袋装水泥离地、离墙均应在300mm以上，且堆放高度不得超过10包。水泥储存时间不宜过长，否则其强度会明显下降，规范规定水泥的储存期限为3个月（快硬硅酸盐水泥为1个月），从出厂之日算起，若超过此期限应作复查试验，并根据试验结果使用。
二、砂
混凝土用啥常采用细度模数为2.3～3.5的中砂或细砂，孔隙率不宜超过45%。对于强度等级低于C30的混凝土，砂的含量（即粒径小于0.080mm的尘屑、淤泥和黏土的总含量）应不大于5%，强度等级高于或等于C30混凝土，含泥量应不大于3%。砂中的杂质会影响混凝土的性能，因此，砂中杂质含量应符合有关规定。
三、石子
石子的级配和最大粒径对混凝土质量的影响较大。级配越好，这队节约水泥和提高混凝土的强度和密实性都有好处。但由于结构断面、钢筋间距及施工调价的限制，一般规定石子的最底下啊粒径不得超过钢筋最小净距的3/4；不超过构件最小边长的1/4及板厚的1/20。
石子中有害物质实现用水冲洗清除，使泥土杂物、有机物质和硫化物等含量不超过施工验收规范中的规定值，以免影响混凝土的强度的耐久度。
四、水
混凝土拌合用水一般采用饮用水，采用其他来源水时，水质pH值不得小于4，且硫酸盐含量不得超过水质量的1%，海水对钢筋有腐蚀作用不得使用。
五、外加剂
混凝土中掺入适量外加剂可改善混凝土性能，提高混凝土早期强度，节约水泥。
1、早强型。
可以提高混凝土的早期强度，从而加速模板周转，加快工程进度，节约冬期施工费用。
2、减水剂。
减水剂是一种表面活性材料，加入混凝土后能对水泥颗粒其扩散作用，把水泥凝胶体重包含的游离水释放出来，从而在保证混凝土能顺利浇筑的前提下，显著减少拌合用水、改善和易性、节约水泥、提高强度。
3、缓凝剂。
缓凝剂是一种能延迟水泥水化反应，从而延长混凝土凝结时间的外加剂。主要用于夏季施工或混凝土浇筑时间紧张的工程中。
4、抗冻剂。
抗冻剂是能过降低浑天中谁的冰点的一种外加剂，也就是在混凝土中起到延迟水的冻结，保证混凝土在负温条件下能继续增长前孤独的作用。常用的抗冻剂有无机化合物和有机化合物两大类。
六、施工配合比
混凝土中的各个组成材料只能按最佳的比例配合，才能使强度等级达到最大值。各种材料间的比例即使混凝土的施工配合比。混凝土配合比应该根据材料的供应情况、设计混凝土强度等级、混凝土施工和易性的要求等因素来确定，并应符合合理使用材料和经济的原则。合理的混凝土配合比应能满足两个基本要求：既要保证混凝土的设计强度，又要满足施工所需要的和易性。
七、结束语
混凝土材料范文第7篇
关键词:抢通材料；快硬高强水泥；水泥基快速修补剂
近年来，我国气候环境逐渐恶化，自然灾害发生频率变大;云南、重庆、新疆、济南等地发生大暴雨导致大量的生命陨落，造成巨大的经济损失，上千村庄被毁;与此同时江南、华南等地区数日高温超过10天，南方一些地区遭遇罕见的冰雪灾害，人们的生活交通等遭到严重损坏;在救灾过程中往往会有交通受阻，救援工作不能及时持续开展，畅通的道路是救灾时“生命线”和灾后“生存线”，为了能够及时挽救生命安全与降低财产损失，使用有效的方法，及时解决交通问题显得尤为重要;重新铺设道路耗时太长，我们只有研究开发出能够及时补救的材料来修复现有的道面，希望做到尽量降低对救援效果的影响。
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
［1］江光炫，田军．水泥混凝土路面快速修补技术综述［J］．华东公路，2004∶72－74．
［2］何建杰．水泥混凝土路面快速修补材料与工艺研究［D］．成都;西南交通大学，2006．
［3］韦银华，邹文裕．表面处理陶粒配制高强轻质混凝土的研究［D］．混凝土与水泥制品，2014∶7．
［4］战耀，刘丽，张晓明．浅谈对纤维混凝土的认识［D］．信息科技，2013∶10．
［5］LIVC．OnEngineeredCementitiousComposites(ECC)areviewofthematerialanditsapplications［J］．AdvConcrTechnol，2003，l(3):215－230．
［6］郑旭．水泥基修补砂浆的研究［D］．北京:北京工业大学，2008．
混凝土材料范文第8篇
关键词：抗冻融混凝土 原材料控制
中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（a）-0039-02
混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，是我国东北和西北严寒地区混凝土结构的主要病害 。尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积遭受不同程度的冻融破坏，这些地区较大的昼夜温差，导致一些水工混凝土遭受频繁的冻融循环作用，大量水渠、溢流坝等水工混凝土工程建成几年后，混凝土就被大面积冻坏、剥落，严重影响了建筑工程的长期使用和安全运行[1]。混凝土生产单位在设计混凝土配合比时，主要依据是现行的国家及行业标准，而标准未强制要求的，或标准中没有明确界定的问题，往往是人们易于疏忽的问题。为此该文从混凝土原材料控制中，工程人员易于疏忽的问题进行较为深入的梳理，探讨如何提高混凝土的抗冻性。
1 原材料
1.1 水泥细度
水泥作为混凝土胶凝材料，其质量的好坏在很大程度上决定了混凝土性能的优劣。为增强混凝土耐久性，应选用早期强度高、抗冻性能好的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
水泥进厂检测除常规的检测复检外，还应关注水泥的细度，水泥的细度是影响混凝土性能的关键因素。通常水泥的颗粒越细，比表面积越大，早期的水化越快，早期强度越高。水泥细度小，水化反应平缓，混凝土后期强度高。从混凝土耐久性方面考虑，我们在选用水泥时，要更加注重后期强度增长。研究表明在干湿循环条件下，水泥细度的提高，混凝土动弹性模量损伤程度增加，造成混凝土结构的提早裂化，降低混凝土抗渗、抗冻性能[6-7]。铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010中明确要求水泥比表面积在300～350 m2/kg之间。因此合理水泥细度也是混凝土耐久性的有力保证。
1.2 粗骨料的空隙率及尺寸效应
骨料在混凝土中约占70%～80%，是组成混凝土的骨架，粗骨料的最大粒径、颗粒级配、形状等对混凝土强度、体积稳定性、耐久性等性能产生重要影响。粗骨料的颗粒级配越好，空隙率越小，混凝土越密实，缺陷及裂缝出现的几率越小，混凝土的抗冻性能也就越佳。通常对于抗冻混凝土的空隙率控制在44%以下。
粗骨料尺寸对混凝土的性能影响较大，特别是高性能混凝土更甚。国外有研究表明，对大多数岩石来说，如果把最大粒径减小到10～15 mm，通常可以消除骨料的内在缺陷。对高性能混凝土，我国现行规范规定不超过25 mm[2-3]。国外一般认为其最大粒径不宜超过10 mm。但是当碎石粒径过小时，碎石的比表面积增大，混凝土砂率升高，润湿碎石的水及包裹碎石的水泥浆增多，这又会引起混凝土干缩变大，容易出现收缩裂缝。因此抗冻混凝土的碎石粒径不宜大于25 mm[4]。
1.3 引气剂气泡参数
混凝土的抗冻性能与混凝土的孔结构有着密切的关系，在混凝土中孔是水存在的空间，而引气剂的气泡性能参数直接影响使用效果。
不同品种的引气剂对混凝土孔结构形成的影响是不同的，因而对混凝土强度、渗透性、耐久性等的影响也是不同的。在某种意义上，孔的结构和孔径比孔隙率对混凝土宏观性能的影响更重要。吴中伟院士将混凝土孔径分为4级，即无害孔级（孔径2 000 μm）。可见气泡平均半径对混凝土的性能的影响是巨大的，对混凝土的抗压强度影响尤甚。工程实践及理论研究表明[5]，混凝土生产中应选择气泡泡经在20～200μm且均匀稳定的引气剂。
混凝土掺入引气剂后，混凝土的抗冻融耐久性得以改善，除要达到一定的含气量外，气泡间隔系数是影响混凝土抗冻耐久性的最重要因素。在一定的含气量下，混凝土的抗冻性能取决于气泡间隔系数和气泡数量，气泡间隔系数越小，气泡数量越多，混凝土的抗冻性能就越好。
1.4 纤维的使用
大量试验研究表明，对有抗冻融要求的混凝土，在不使用引气剂的条件下，加入适量的纤维也能使混凝土具有优良的抗冻融性能。目前生产中使用的纤维主要有聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、纤维素纤维及钢纤维。为保证纤维能均匀地分布于混凝土中，纤维长径比不应大于100，一般为30～80。纤维的掺量一般为混凝土体积率的0.5%～2%。混凝土中加入纤维后，能够改善混凝土的孔结构，并且纤维均匀分散在混凝土中形成一种乱向支撑体系。分散了混凝土的定向应力，阻止了混凝土原生裂缝发生和发展，大大提高了混凝土抗渗、抗裂、抗冻能力。
2 结论
（1）水泥的细度是影响混凝土性能的关键因素。水泥细度的提高，混凝土动弹性模量损伤程度增加，造成混凝土结构的提早裂化，降低混凝土抗渗、抗冻性能。合理水泥细度也是混凝土耐久性的有力保证。水泥的比表面积以不大于350 m2/kg为宜。
（2）骨料在混凝土中约占70%～80%，是组成混凝土的骨架，对于抗冻混凝土的空隙率控制在44%以下，粒径不宜大于25 mm。
（3）有抗冻融要求的混凝土，在不使用引气剂的条件下，加入适量的纤维也能使混凝土具有优良的抗冻融性能。纤维改善混凝土的早期内部缺陷，提高了混凝土的抗拉极限应变和断裂能。因而，有益于降低混凝土低温环境下强度的损失和提高混凝土的抗冻融耐久性。
参考文献
[1] 姚武，冯炜.聚丙烯腈纤维混凝土抗冻融耐久性的研究[J].工业建筑，2003，33（11）：43-45.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ55-2011，普通混凝土配合比设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3] 中国工程标准化协会.CECS207-2006，高性能混凝土应用技术规程[S].北京：中国计划出版社，2006.
[4] 中华人民共和国交通运输部.JTS257-2-2012，海港工程高性能混凝土质量控制标准[S].北京：人民交通出版社，2012.
[5] 龙启俊，尹勇，何振文.引气剂的应用技术研究[J].混凝土，2005，186（4）：85-87.
[6] 李豪举，杨长辉，王冲.水泥细度对混凝土强度与干燥收缩的影响[J].混凝土，2011，264（10）：7-9.
混凝土材料范文第9篇
关键词：结构材料混凝土
混凝土是现代工程结构的主要材料，我国每年混凝土用量约10亿m3，钢筋用量约2500万t，规模之大，耗资之巨，居世界前列。可以预见，钢筋混凝土仍将是我国在今后相当长时期内的一种重要的工程结构材料，物质是基础，材料的发展，必将对钢筋混凝土结构的设计方法、施工技术、试验技术以至维护管理起着决定性的作用。本文对构成钢筋混凝土的主要材料--混凝土及其增强材料的应用与发展，从工程应用角度作简要介绍。
1混凝土
组成钢筋混凝土主要材料之一的混凝土的发展方向是高强、轻质、耐久（抗磨损、抗冻融、抗渗）、抗灾（地震、风、火〕、抗爆等。
1.1高性能混凝土（highperformanceconcrete，HPC）
HPC是近年来混凝土材料发展的一个重要方向，所谓高性能：是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。从强度而言，抗压强度大于C50的混凝土即属于高强混凝土，提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土，可以减小截面尺寸，减轻自重，因而可获得较大的经济效益，而且，高强混凝土一般也具有良好的耐久性。我国己制成C100的混凝土。已有文献报道1)，国外在试验室高温、高压的条件下，水泥石的强度达到662MPa（抗压）及64.7MPa（抗拉）。在实际工程中，美国西雅图双联广场泵送混凝土56d抗压强度达133.5MPa。
在我国为提高温凝土强度采用的主要措施有[1]：(1)合理利用高效减水剂，采用优质骨料、优质水泥，利用优质掺合料,如优质磨细粉煤灰、硅灰、天然沸石或超细矿渣。采用高效减水剂以降低水灰比是获得高强及高流动性混凝土的主要技术措施；(2)采用525,625,725号的硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥及相应的外加剂，这是中国建筑材料科学研究院制备高性能混凝土的主要技术措施；(3)以矿渣、碱组分及骨料制备碱矿渣高强度混凝土，这是重庆建筑大学在引进前苏联研究成果的基础上提出的研制高强混凝土的技术措施；(4)交通部天津港湾工程研究所采用复合高效减水剂，用525号水泥320kg／m3，水灰比0.43，和425号水泥480kg／m3，水灰比0.32，在试验室中制成了抗压强度分别为68MPa和65MPa的高强混凝土。
文献[2]报告了采用某些金属矿石粗骨料如赤铁矿石、钛铁矿石等，可以比用普通石料作粗骨料获得强度更高、耐久性和延性更好的高性能混凝土。
高强混凝土具有优良的物理力学性能及良好的耐久性，其主要缺点是延性较差。而在高强混凝土中加入适量钢纤维后制成的纤维增强高强混凝土，其抗拉、抗弯、抗剪强度均有提高，其韧性（延性）和抗疲劳、抗冲击等性能则能有大幅度提高。此外，在高层建筑的高强混凝土柱中，也可采用X形配筋、劲性钢筋或钢管混凝土等结构方面的措施来改善高强混凝土柱的延性和抗震性能[3]。
1.2活性微粉混凝土（reactivepowderconcrete，RPC）[4]
RPC是一种超高强的混凝土，其立方体抗压强度可达200-800MPa，抗拉强度可达25～150MPa，断裂能可达30KJ／m2，单位体积质量为2.5-3.0t／m3。制成这种混凝土的主要措施是：（1）减小颗粒的最大尺寸，改善混凝土的均匀性；（2）使用微粉及极微粉材料，以达到最优堆积密度（packingdensity）；（3）减少混凝土用水量，使非水化水泥颗粒作为填料，以增大堆积密度；（4）增放钢纤维以改善其延性；（5）在硬化过程中加压及加温，使其达到很高的强度。
普通混凝土的级配曲线是连续的，而RPC的级配曲线是不连续的台阶形曲线，其骨料粒径很小，接近于水泥颗粒的尺寸。RPC的水灰比可低到0.15，需加入大量的超塑化剂，以改善其工作度。RPC的价格比常用混凝土稍高，但大大低于钢材，可将其设计成细长或薄壁的结构，以扩大建筑使用的自由度。在加拿大Sherbrook已设计建造了一座跨度为60m、高3.47m的B200级RPC的人行-摩托车用预应力桁架桥。
1.3低强混凝土[4]
美国混凝土学会（AC1）229委员会，提出了在配料、运送、浇筑方面可控制的低强混凝土，其抗压强度为8MPa或更低。这种材料可用于基础、桩基的填、垫、隔离及作路基或填充孔洞之用，也可用于地下构造，在一些特定情况下，可用其调整混凝土的相对密度、工作度、抗压强度、弹性模量等性能指标，而且不易产生收缩裂缝。荷兰一座隧洞工程中曾采用了低强度砂浆（1ow-strengthmortar，LSM〕，其组分为：水泥150kg／m3，砂；1080kg／m3，水570kg／m3，超塑化剂6kg／m3，膨润土35kg／m3，所制成的LSM的抗压强度为3.5MPa，弹性模量低于500Mpa。LSM制成的隧洞封闭块，比常规的土壤稳定法节约造价50％，故这种混凝土可望在软土工程中得到发展应用。
1.4轻质混凝土[5]
利用天然轻骨料（如浮石、凝灰岩等）、工业废料轻骨料（如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等）、人造轻骨料（页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等）制成的轻质混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点利用工业废渣如废弃锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等制备轻质混凝土，可降低混凝土的生产成本，并变废为用，减少城市或厂区的污染，减少堆积废料占用的土地，对环境保护也是有利的。
1.5纤维增强混凝土[6]
为了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点，在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能的研究，发展得相当迅速。目前研究较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维或尼龙合成纤维混凝土等。
在承重结构中，发展较快、应用较广的是钢纤维混凝土。而钢纤维主要有用于土木建筑工程的碳素钢纤维和用于耐火材料工业中的不锈钢纤维。用于土木建筑工程的钢纤维主要有以下几种生产方法：（1）钢丝切断法；（2）薄板剪切法；（3）钢锭（厚板）铣削法；（4）熔钢抽丝法。
当纤维长度及长径比在常用范围，纤维掺量在1％到2％（体积分数，本文中的掺量均指体积分数）的范围内，与基体混凝土相比，钢纤维混凝土的抗拉强度可提高40％~80％，抗弯强度提高50％~120％，抗剪强度提高50％~100％，抗压强度提高较小，在0~25％之间，弹性阶段的变形与基体混凝土性能相比没有显著差别，但可大幅度提高衡量钢纤维混凝土塑性变形性能的韧性。
中国工程建设标准化协会于1992年批准颁布了由大连理工大学等单位编制的《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》（CECS38：92），对推广钢纤维混凝土的应用起到了重要作用。
钢纤维混凝土采用常规的施工技术，其钢纤维掺量一般为0.6％～2.0％。再高的掺量，将容易使钢纤维在施工搅拌过程中结团成球，影响钢纤维混凝土的质量。但是国内外正在研究一种钢纤维掺量达5％～27%的简称为SIFCON的砂浆渗浇钢纤维混凝土，其施工技术不同于一般的搅拌浇筑成型的钢纤维混凝土，它是先将钢纤维松散填放在模具内，然后灌注水泥浆或砂浆，使其硬化成型。SIFCON与普通钢纤维混凝土相比，其特点是抗压强度比基体材料有大幅度提高，可达100~200MPa，其抗拉、抗弯、抗剪强度以及延性、韧性等也比普通掺量的钢纤维混凝土有更大的提高[7]。
另一种名为砂浆渗浇钢纤维网混凝土（SIMCON）的施工方法与SIFCON的基本相同，只是预先填置在模具内的不是乱向分布的钢纤维，而是钢纤维网，制成的产品中，其纤维掺量一般为4％~6％，试验表明，SIMCON可用较低的钢纤维掺量而获得与SIFCON相同的强度和韧性，从而取得比SIFCON节约材料和造价的效果。
虽然SIFCON或SIMCON力学性能优良，但由于其钢纤维用量大、一次性投资高，施工工艺特殊，因此它们只是在必要时用于某些特殊的结构或构件的局部，如火箭发射台和高速公路的抢修等。
在砂浆中铺设钢丝网及网与网之间的骨架钢筋（简称钢丝网水泥）所做成的薄壁结构，具有良好的抗裂能力和变形能力，在国内外造船、水利、建筑工程中应用较为广泛。近年来，在钢丝网水泥中又掺人钢纤维来建造公路路面、渔船、农船等，取得了更好的双重增韧、增强效果。1.6自密实混凝土（self-compactingconcrete）
自密实混凝土不需机械振捣，而是依靠自重使混凝土密实。混凝土的流动度虽然高，但仍可以防止离析。配制这种混凝土的方法有[4]：（1）粗骨料的体积为固体混凝土体积的50％；（2）细骨料的体积为砂浆体积的40%；（3）水灰比为0.9-1.0；（4）进行流动性试验，确定超塑化剂用量及最终的水灰比，使材料获得最优的组成。
这种混凝土的优点有：在施工现场无振动噪音；可进行夜间施工，不扰民；对工人健康无害；混凝土质量均匀、耐久；钢筋布置较密或构件体型复杂时也易于浇筑；施工速度快，现场劳动量小。
1.7智能混凝土（smartconcrete）[4]
利用混凝土组成的改变，可克服混凝土的某些不利性质，例如：高强混凝土水泥用量多，水灰比低，加入硅灰之类的活性材料，硬化后的混凝土密实度好，但高强混凝土在硬化早期阶段，具有明显的自主收缩和孔隙率较高，易于开裂等缺点。解决这些问题的一个方法是，用掺量为25％的预湿轻骨料来替换骨料，从而在混凝土内部形成一个"蓄水器"，使混凝土得到持续的潮湿养护。这种加入"预湿骨料"的方法，可使混凝土的自生收缩大为降低，减少了微细裂缝。
高强混凝土的另一问题是良好的密实性所引起的防火能力降低．这是因为在高温（火灾〕时，砂浆中的自由水和化学结合水转变为水气，但却不能从密实的混凝土中逸出，从而形成气压，导致柱子保护层剥落，严重降低了柱的承载力，解决这个问题的一种方法是，在每方混凝土中加2kg聚丙烯纤维，在高温（火灾）时，纤维熔化，形成了能使水气从边界区逸出的通道，减小了气压，从而防止柱的保护层剥落。
1.8预填骨料升浆混凝土1）
国内在大连中远60000t船坞工程中，因地质条件复杂，船坞底板首次采用了坐落于基岩上的预填骨料升浆混凝土，即用密度较大的厚4~5m的铁矿石作为预填骨料，矿石层下再铺设1m厚的石灰石块石。矿石层上是厚60～80cm的现浇钢筋混凝土板在预填骨料层中布置压浆孔注入砂浆，形成预填骨料升浆混凝土。采取这种工艺，缩短了工期，取得了良好的经济效益。
1.9碾压混凝土[8]
碾压混凝土近年发展较快，可用于大体积混凝土结构（如水工大坝、大型基础）、工业厂房地面、公路路面及机场道面等。
用于大体积混凝土的碾压混凝土的浇筑机具与普通混凝土不同，其平整使用推土机，振实用碾压机，层间处理用刷毛机，切缝用切缝机，整个施工过程的机械化程度高，施工效率高，劳动条件好，可大量掺用粉煤灰，与普通棍凝土相比，浇筑工期可缩短1／3~1/2，用水量可减少20％，水泥用量可减少30％~60％。
碾压混凝土的层间抗剪性能是修建混凝土高坝的关键问题，国内大连理工大学等单位曾开展这方面的研究工作。
在公路、工业厂房地面等大面积混凝土工程中，采用碾压混凝土，或者在碾压混凝土中再加入钢纤缝，成为钢纤维碾压混凝土，则其力学性能及耐久性还可进一步改善。
1.10再生骨料混凝土
新中国建国至今己逾50年，建国前后修建的不少混凝土结构，因老化或随着经济的发展，需拆除重建，其拆除量十分巨大，在拆除的混凝土中，约有一半是粗骨料，应该考虑如何使之再生利用。以减少环境垃圾，变废为用。
文献[4]报道，在荷兰的德尔夫特，一个272所住宅的方案中，所有的混凝土墙均利用了再生骨料，该方案下一步的计划，是在混凝土楼板中也利用再生骨料。当然，在利用这些再生骨料时，需对这种馄凝土的性能进行试验，例如，文献[9]报道了有关再生轻质混凝土收缩和徐变较为显著的试验成果，值得重视。
2配筋及增强材料
2.1纤维筋[6]
钢筋混凝土结构的配筋材料，主要是钢筋最近在国际上研究较多的是树脂粘结的纤维筋（fiberreinforcedplastics，FRP）作馄凝土及预应力混凝土结构的非金属配筋，常用的纤维筋有树脂粘结的碳纤维筋（GFRP）、玻璃纤维筋（GFRP）及芳纶纤维筋（AFRP）国外研究指出，这几种纤维筋的强度都很高，只是玻璃纤维筋的抗碱化性能较差。纤维筋的突出优点是抗腐蚀、高强度，此外，还具有良好的抗疲劳性能、大的弹性变形能力、高电阻及低磁导性，其缺点是断裂应变性能较差、较脆、徐变（松弛）值较大，热膨胀系数较大。
国外已有日本、德国、荷兰等国将纤维筋用于预应力混凝土桥，包括体外预应力桥的实例[4]。
2.2双钢筋[1]
为了减小裂缝宽度和构件的变形，国内在一些工程中，采用焊成梯格形的双钢筋，在构件内平放或竖放布置。
2.3冷轧变形钢筋[1]
为了节约钢材用量，国内引进国外设备或自制设备，用光圆钢筋，经过冷轧，轧成带肋的直径小于母材直径的钢筋，称为冷轧带肋钢筋。另一种类似的钢筋，是用I级光圆用筋冷轧扭转成型，称为冷轧变形用筋或冷轧扭钢筋。这两种冷轧钢筋的抗拉强度标准值（极限抗拉强度）及设计值都比母材大大提高，与混凝土的粘结强度也得到提高，但直径较小。它们主要用作板式构件的受力钢筋或梁、柱构件的箍筋或作预应力筋。由于强度提高，可以节约材料用量，获得经济效益。这两种钢筋，国内己制订了规程。为将这种小直径钢筋的用途扩展至梁、柱的受力钢筋，也可采用双筋或三筋的并筋，但需适当增大其锚固长度。
2.4环氧树脂涂敷钢筋[1]
在海洋环境或者有腐蚀性介质的环境中（如冬季撒盐的桥面），钢筋锈蚀是影响结构耐久性的重要原因。为了防止钢筋锈蚀，用不锈钢制造钢筋是一个途径，但是价格昂贵。另一个途径是用环氧树脂涂敷钢筋表面，形成防锈的涂层，以防止钢筋生锈，这种方法在日本、美国应用较多。钢筋在工厂中校直、加热、喷涂树脂粉末，形成防护薄膜，冷却后经检验合格，用于有严格防锈蚀要求的工程，可使结构的耐久性大大提高。
2.5预应力混凝土用钢棒、预应力混凝土用螺旋肋钢丝
在传统用于预应力混凝土的钢丝、钢绞线、热处理钢筋的基础上，从国外引进生产线，己生产出直径达12.6mm、抗拉强度达1570MPa的预应力混凝土用的带螺旋肋的钢棒（stee1bar），及直径达12.0mm、抗拉强度达1570MPa的带螺旋肋的钢丝。这种新产品的特点是：高强度、低松弛，与混凝土的粘结强度好，易墩粗，可点焊，可盘卷等。
2.6纤维布、纤维条、纤维板
国内在对钢筋混凝土结构进行加固时，常用的一种技术是钢板粘结加固技术，但是钢板质量重、运送不便，剪切成型也比较复杂。
最近在国内外发展并应用了以质量很轻、易于加工、单向抗拉强度很高的纤维布（条、板〕代替钢板进行构件加固的技术，取得了良好的效果。例如，冶金工业局建筑研究总院使用从日本进口的碳纤维，开发了加固改造修复混凝土结构新技术[10]，其使用的碳纤维布，厚0.111-0.165mm，单向抗拉强度3000~3550MPa，这种碳纤维布的特点是：具有很高的单向抗拉强度（为普通钢材的10倍），弹模与钢材接近，很适用于钢筋混凝土结构的加固；质量轻，密度仅为钢的1/4，加固层厚度一般不大于1mm，基本不增加结构自重及截面尺寸；施工方便，功效高；耐腐蚀，无须定期维护。
国外在用碳纤维布或碳纤维条时，还利用不同弹模的碳纤维进行优化组合，降低造价。
除碳纤维外，与纤维筋类似，也有用芳纶纤维和玻璃纤维制成的产品（布、条或扳〕．值得指出的是，国际桥梁与结构工程学会（IABSE）在1999年11月出版的StructuralEngineering第9卷第4期中，集中报道了加拿大、美国、日本、欧洲诸国在发展使用这种新型材料方面的经验，对激发我国开展这种新材料的生产与应用很有意义。
3结束语
混凝土是水泥、砂、石、水、外加剂、掺合料等多组分构成的一种性能多样化的材料，其性能不仅与组成材料的性能有直接关系，而且还与施工技术、所处环境及维护条件等有关；笔者只是从一个结构工程技术人员的工程实用角度出发，对于所涉及过的研究领域和知之不多的混凝土及其增强材料的发展与应用等方面，作了抛砖引玉的介绍。期望在混凝土结构领域内，有更多的专家学者开发出更多新的材料，并进而研究将这些材料用于结构工程所需解决的设计方法、施工技术以及维护要求等，以促进我国混凝土结构技术的进一步发展。
参考文献
[1]赵国藩.高等钢筋混凝土结构学[M].北京：中国电力出版社。1999
[2]AjiboyeF.oluokun，SaryA.J.Malak.Toughness，ductility,flexura1,andcompresseivebehaviorofmetallicaggregateconcrete[J].ACIMaterialsJournal.1999．96（3）：320-330.
[3]赵国藩,张德娟，黄承逵.钢管混凝土增强高强混凝土柱的抗震性能研究［J］大连理工大学学报199636（6）：750~766.
[4]WairavenJ.Theevolutionofconcrete[J].Structuralconcrete，1999．PL（1）：3~11.
[5]陈本沛.混凝土结构理论和应用研究的理论与发展[M].大连理工大学出版社.1994.
[6]赵国藩，黄承逵.纤维混凝土的研究与应用[M].大连：大连理工大学出版社。1992.
[7]曲福进.高性能纤维混凝土SIFCON静动态特性研究[D].大连：大连理工大学土木工程系.1996.
[8]黄达海。高碾压混凝土拱坝施工过程仿真分析[D].大连：大连理工大学土木工程系.1999.
[9]Hans-w,Reinhardt,JulianKummel.Somecreepandshrinkageofrecycledlightweightaggregateconcrete[J].OttoGrafJournal,1999,(10):9~21.
混凝土材料范文第10篇
关键词：原材料；混凝土；裂缝；影响
中图分类号：TV331文献标识码： A
引言
在施工过程中，混凝土出现裂缝是不可能避免的，因此只有减少出现裂缝的几率，从而大大延长混凝土的使用寿命。就目前的情况，混凝土已经广泛的应用于我国的施工建设中，所以必须要严格的控制混凝土搅拌的各个工序，对于混凝土配合比、原材料要把握好，从而使得混凝土出现裂缝的几率大大减小。
1、混凝土裂缝产生的原因
（1）原材料的质量不符合标准。混凝土的组成主要是水泥、砂子、石子、水按照不同的比例混合得到的，但是进场原材料不合格或者水灰比不合适的时候，就会很容易发生裂缝。混凝土因为长时间的在露天暴晒，温度升高，从而使得混凝土发生热胀冷缩的现象，在热胀冷缩的过程中，混凝土就会产生一些细小的裂缝，随着热胀冷缩次数不断增加，就会加大混凝土的裂缝，从而影响到施工工程的质量。水泥也会产生一些裂缝，主要是因为水泥的质量和强度等级与混凝土的强度等级不适合，或者是水泥的质量不是特别的稳定，水泥生产质量没有达到相关的使用标准要求，从而使得混凝土的结构性能受到很大影响。选择骨料的时候，要尽量的选择有害物质比较少的，有害物质主要是云母、黏土、淤泥、泥块等物质，从而使得混凝土的质量得到提高，同时还要注意骨料的粗细程度，施工工程位置不同所需求的骨料的粗细要求也是有很大差异的，如果使用不合适，就会使得混凝土出现裂缝的几率大大增加，从而使得建筑物的质量受到很大影响。
（2）施工条件的不合格。工程的施工现场，原材料的堆放基本上都是随意的露天堆放，特别明显的是体现在夏季，随着温度的上升，会加大裂缝出现的几率，同时造成了混凝土的施工问题，使得混凝土浇注凝结的速度受到很大影响，使得混凝土出现裂缝的时间提前，大大降低建筑物的使用寿命。有时候混凝土的搅拌地点离建筑物的施工现场距离过远，从而使得在混凝土的运输过程中发生一些细小的变化，使得施工工程的混凝土质量受到影响，成本增加。
（3）混凝土后期的养护不足。混凝土的养护主要是确保其能够有一个好的适合的硬化环境，能够保持湿度和温度，应该在最大程度上控制昼夜温差。混凝土所使用的水泥熟料的矿物组成成分主要是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙，水泥的水化速度很快，大大降低了混凝土的塑性，由于不是很好进行后期的保湿养护工作和控制混凝土的温度，从而引发混凝土出现大量的裂缝情况。
2、混凝土材料对裂缝的影响及其控制措施
2.1、水泥
水泥水化热是产生温度应力的主要影响因素，所以，混凝土应该采用水化热低、凝结时间长、后期强度高的水泥，一般主要是凝结时间长、后期强度高的水泥，通常的情况下是不使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，因为这些水泥的水化热很高，不适用于大体积混凝土工程，但是进行冬季施工的过程中，为了能够充分的利用水泥水化热防冻有些时候也会使用硅酸盐、普通硅酸盐水泥，但是使用的时候必须要控制好内外的温差。一般的混凝土工程选择使用水化热低的矿渣硅酸盐水泥，当强度等级为小于C20时最好是选择使用32.5级矿渣硅酸盐水泥；当混凝土强度等级为C25或C25以上时，最好是采用42.5级矿渣硅酸盐水泥；但是需要控制其用量。
2.2、骨料对混凝土裂缝的影晌及控制措施
2.2.1、粗骨料对混凝土裂缝的影响
混凝土会受到粗骨料的粒径、品种、活性及灰集比等的影响，主要是因为：①混凝土的发生收缩主要是因为水泥石收缩引起的，抵抗收缩的主要成分为混凝土的粗骨料对水泥石，起到一个约束作用。骨料的含量与混凝土的收缩成反比，粒径的大小和变形的阻力成正比，从而影响到混凝土的收缩能力。如果骨料粒径大，就会增大对水泥的收缩阻力和约束力，从而使得混凝土的收缩变小。骨料的含泥量比较大的时候，就会增大混凝土的干缩性。②粗骨料的种类也会直接影响到混凝土的收缩，粗骨料的吸水率也会影响着混凝土的干缩情况，低吸水率的骨料配制的混凝土弹性模量较高且干缩性非常低。③如果骨料中有活性二氧化硅的时候，非常容易发生碱骨料反应从而使得混凝土膨胀、裂缝、开裂。
2.2.2、细骨料对混凝土裂缝的影响
细骨料和粗骨料非常相似，主要是细骨料的品质、活性及岩种会直接影响到混凝土产生裂缝，但是细骨料的相关方面对混凝土拌合物的工作性能产生影响是通过直接或间接的影响，从而使得混凝土发生收缩，影响到混凝土的约束裂缝、膨胀裂缝和塑态裂缝。
2.2.3、控制措施
①首先需要确保混凝土的强度、耐久性和工作性能，从而选择粒径较大，级配良好，含泥量少的粗骨料。
②骨料的选择需要考虑相关的因素，主要是热膨胀系数和吸水率，选择热膨胀系数和吸水率较小岩种，类似于沉积岩中的石灰石，因为使用这种骨料能够大大减小混凝土的温度变形系数，使得混凝土的抗裂性得到很大提高。
③使用碎石能够大大减小混凝土变形系数，使得混凝土的抗裂性提高。
④最好是选择不含或者含量较少的活性氧化硅的骨料，从而能够防止发生碱一骨料膨胀反应。
⑤要综合的对细骨料的级配、细度模数、表面性状、含泥量及砂率等因素进行考虑，在混凝土的重量中细骨料占据着百分之二十五左右的比例，进行施工的时候最好是采用中、粗砂，砂子含泥量要比较小的，每立方米的混凝土要减少用水量，控制水灰比，减少水泥用量，从而使得混凝土的干缩大大降低，提高混凝土的抗裂性。
2.3、砂子细度模数和含泥量控制
砂按细度模数一般分为四种，包括粗纱、中砂、细砂、特细砂。粗砂的细度模数为3.7--3.1，中砂的细度模数为3.0-2.3，细砂的细度模数为2.2-1.6，特细砂细度模数为1.5-0.7。如果混凝土的砂的细度模数比3.7大，就非常不好控制拌合物的和易性，对于混凝土的振捣成型起到阻碍左右。如果砂的细度模数比0.7小，就会使得水泥用量大大增加，降低强度，增加混凝土开裂的几率。所以进行混凝土施工的时候，为了使得水泥的用量和用水量大大减小，一般情况下都是选择中、粗砂，同时要将砂的含泥量控制在百分三以下。
2.4、水对混凝土裂缝的影响与控制措施
在混凝土从拌合到凝结硬化的全过程中一个非常关键的因素是水，在混凝土中两个非常重要的指标是单位用水量和水灰比，其直接影响着混凝土的性能，这里主要是对混凝土裂缝的影响进行的探讨。水对混凝土裂缝的影响主要表现为单位用水量和水灰比对水泥石干缩的影响，混凝土的干缩主要是因为水泥石失水的原因所造成的，而且它也会直接影响水泥石的毛细孔量和孔径分布，所以它们也会影响到混凝土的干缩。根据以往的实验证明单位用水量的影响程度显著大于水泥量和水灰比的影响程度，所以在确保混凝土工作性能情况下，要选择较小的用水量和水灰比。
结束语
混凝土的质量和发生裂缝的原因有多，所以，必须在原材料进入施工现场的时候要严格的控制好，牢牢控制好混凝土各个原材料的用量，从而使得混凝土工程质量得到很大提高，达到减少混凝土出现裂缝的几率的目的，使得工程的施工质量得到很大提高。
参考文献
[1]杨和礼.原材料对基础大体积混凝土裂缝的影响与控制[D].武汉大学,2004.
[2]李文峰,彭瀚波.大体积混凝土原材料对裂缝的影响及控制[A]..河南省建筑业行业优秀论文集(2006)[C].:,2006:7.