超高强混凝土、大孔混凝土和聚合物胶结混凝土简介

2023-11-07 理论教育版权反馈

【摘要】：强度等级超过C100 的混凝土称为超高强混凝土。大孔混凝土是以粒径相近的粗集料、水泥、水，有时加入外加剂配制而成的混凝土。轻集料混凝土还可用于承重结构，以达到减轻自重的目的。聚合物胶结混凝土又称树脂混凝土，是以合成树脂为胶结材料，以砂石为集料的一种聚合物混凝土。

（一）按性能分类

按其性能分类主要有以下几种。

1.抗渗混凝土

抗渗等级不小于P6 级的混凝土简称抗渗混凝土。

抗渗混凝土所用的原材料应满足下列要求：粗集料宜采用连续级配，其最大粒径不宜大于40mm，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%；细集料的含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%；外加剂宜采用防水剂、膨胀剂、引气剂、减水剂或引气减水剂；宜掺用矿物掺合料。进行抗渗混凝土配合比设计时，应增加抗渗性能试验，试配要求的抗渗水压值应比设计值提高0.2MPa。试配时应采用水灰比最大的配合比作抗渗试验。

2.抗冻混凝土

抗冻等级不小于F50级的混凝土简称抗冻混凝土。

抗冻混凝土所用原材料应符合下列要求：水泥应优先选用强度等级不小于42.5MPa的硅酸盐水泥或普通水泥，不宜使用火山灰质硅酸盐水泥；宜选用连续级配的粗集料，其含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%；细集料含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%；抗冻等级F100 及以上的混凝土所用的粗细集料均应进行坚固性试验，试验结果应符合国家现行标准规定。抗冻混凝土宜采用减水剂，对抗冻等级F100 及以上的混凝土应掺引气剂，掺用后混凝土的含气量应符合表2-29 规定。

抗冻混凝土试配用的最大水灰比应符合表2-30 要求，进行抗冻混凝土配合比设计时，应增加抗冻性能试验。

表2-29　长期处于潮湿和严寒环境中混凝土的最小含气量

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表2-30　抗冻混凝土的最大水灰比

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3.高强混凝土

C60及以上强度等级的混凝土称高强混凝土。强度等级超过C100 的混凝土称为超高强混凝土。

配制高强混凝土所用原材料应符合以下规定：应选用强度等级不低于42.5 级且质量稳定的硅酸盐水泥或普通水泥；对强度等级为C60 级的混凝土，其粗集料的最大粒径不应大于31.5mm，对强度等级高于C60 级的混凝土，其粗集料的最大粒径不应大于25mm，针片状颗粒含量不宜大于5.0%，含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%，碎石立方体抗压强度不应小于要求配制的混凝土抗压强度标准值的1.5 倍；细集料宜采用中砂，细度模数宜大于2.6，含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。掺用高效减水剂或缓凝高效减水剂及优质的矿物掺合料。

高强混凝土的特点是抗压强度高、变形小；在相同的受力条件下能减小构件体积，降低钢筋用量；致密坚硬、耐久性能好；脆性比普通混凝土高；抗拉、抗剪强度随抗压强度的提高有所增长，但拉压比和剪压比都随之降低。高强混凝土主要用于混凝土桩基、渡槽槽身、输水管道等。

4.泵送混凝土

泵送混凝土为混凝土拌和物的坍落度不低于100mm，并在泵压作用下，经管道实行垂直及水平输送的混凝土。

泵送混凝土所采用的原材料应符合下列要求：可选用硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥，不宜采用火山灰水泥。粗集料的最大粒径与输送管径之比，当泵送高度为50m以下时，对碎石不宜大于1：3，对卵石不宜大于1：2.5；泵送高度为50～100m时，对碎石不宜大于1：4，对卵石不宜大于1：3；泵送高度100m以上时，对碎石不宜大于1：5，对卵石不宜大于1：4；粗集料应采用连续级配，且针片状颗粒含量不宜大于10%。宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应小于15%。泵送混凝土应掺用泵送剂或减水剂，并宜掺用优质粉煤灰或其他活性矿物掺合料。

泵送混凝土适用于需要采用泵送工艺混凝土的高层建筑及地下厂房，超缓凝泵送剂用于大体积混凝土，含防冻组分的泵送剂适用于冬季施工混凝土。

5.大体积混凝土

混凝土结构物实体最小尺寸大于或等于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土，称为大体积混凝土。

大体积混凝土所用原材料应符合下列要求：水泥应选用水化热低、凝结时间长的水泥，如低热矿渣水泥、中热水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥；当采用硅酸盐水泥或普通水泥时，应采取相应措施延缓水化热的释放；粗集料宜采用连续级配，细集料宜采用中砂；宜掺用缓凝剂、减水剂和减少水泥水化热的掺合料。

大体积混凝土在保证强度及和易性的前提下，应提高掺合料及集料的含量，以降低每立方米混凝土的水泥用量，满足低热性要求。(www.chuimin.cn)

（二）按结构组成及特点分类

按其结构组成及其特点，主要有以下几种。

1.粉煤灰混凝土

粉煤灰混凝土是在水泥混凝土中掺入一定量粉煤灰，部分、等量或超量代替水泥所配制的混凝土。水泥混凝土掺入适量粉煤灰后，不但节约水泥，而且大大改善混凝土的抗化学侵蚀能力和降低水化热，提高混凝土密实度、抗渗性及强度。

粉煤灰混凝土不但在技术性能和经济方面有显著的效益，而且粉煤灰的大量利用还可解决工业废渣对环境的污染。因此，它是一种有发展前途的建筑材料。

2.轻混凝土

轻混凝土是指干密度小于1950kg/m3 的混凝土，有轻集料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土。轻集料混凝土采用浮石、陶粒、煤渣、膨胀珍珠岩等轻集料制成。多孔混凝土是一种内部均匀分布细小气孔而无集料的混凝土，是以水泥、混合材、水及适量的发泡剂（铝粉等）或泡沫剂为原料配制而成的。大孔混凝土是以粒径相近的粗集料、水泥、水，有时加入外加剂配制而成的混凝土。

轻混凝土的特点是表观密度小、自重轻、强度较高，具有保温、耐火、抗震、耐化学侵蚀等多种性能。主要用于非承重的墙体、保温、隔音材料。轻集料混凝土还可用于承重结构，以达到减轻自重的目的。

3.聚合物混凝土

凡在混凝土组成材料中掺入聚合物的混凝土，统称为聚合物混凝土。

聚合物混凝土一般可分为聚合物水泥混凝土、聚合物胶结混凝土、聚合物浸渍混凝土三种。聚合物水泥混凝土是以水溶性聚合物（如天然或合成橡胶乳液、热塑性树脂乳液等）和水泥共同为胶凝材料，并掺入砂或其他集料而制成的。聚合物胶结混凝土又称树脂混凝土，是以合成树脂为胶结材料，以砂石为集料的一种聚合物混凝土。聚合物浸渍混凝土是以混凝土为基材（被浸渍的材料），而将有机单体渗入混凝土中，然后再用加热或放射线照射的方法使其聚合，使混凝土与聚合物形成一个整体。

聚合物混凝土强度高、抗渗、耐磨、耐侵蚀，多用于有这些特殊要求的混凝土工程。

4.纤维混凝土

纤维混凝土是以普通混凝土为基材，将短而细的分散性纤维均匀地撒布在普通混凝土中制成。掺入短纤维的目的是提高混凝土的抗拉及抗冲击性、降低混凝土的脆性。常用的短纤维有两类：一类是高弹性模量纤维（如钢纤维、玻璃纤维、碳纤维），另一类是低弹性模量（如尼龙纤维、聚乙烯纤维等）。低弹性模量纤维能提高冲击韧性，但对抗拉强度影响不大；高弹性模量纤维能显著提高抗拉强度。

5.耐酸混凝土

耐酸混凝土是由水玻璃作胶凝材料，硅氟酸钠作促凝剂，耐酸粉料和耐酸集料按一定比例配合而成的。它能抵抗各种酸和大部分腐蚀性气体的侵蚀。

6.干硬性混凝土

干硬性混凝土在强有力振实的施工条件下制成，密实度大、硬化快、强度高、养护时间短，具有较高的抗渗性及抗冻性。但抗拉强度较低，极限拉伸值较小，脆性较大。可适用于配制快硬、高强混凝土，混凝土浇筑后即可脱模，施工速度快，在预制构件中广泛应用。

7.碾压混凝土

碾压混凝土是一种超干硬性混凝土。水灰比可达0.70～0.90，水泥用量少，混凝土放热量低，浇筑时一般不需人工降温，可分层连续浇筑，大大加快了施工进度。适用于大坝及公路等大体积及连续施工的大面积混凝土工程。

8.喷射混凝土

喷射混凝土是以压缩空气为动力，经管道输送，通过喷射机喷嘴以很高的速度喷出的混凝土。可用于地下工程、矿井支护和隧道衬砌工程。喷射混凝土宜采用普通水泥，10mm以上的粗集料控制在30%以下，不宜采用细砂。其配合比（水泥：砂：石）一般可采用1：2：2.5，1：2.5：2，1：2：2，1：2.5：1.5 （质量比）。水泥用量为300～450kg/m3，水灰比为0.4～0.5。

9.补偿收缩混凝土

普通水泥混凝土在硬化过程中，特别是在干燥过程中产生体积收缩，一般砂浆收缩率为0.1%～0.2%，混凝土收缩率为0.04%～0.06%。收缩使混凝土产生裂缝，降低强度及耐久性。补偿收缩混凝土由膨胀水泥（或低热微膨胀水泥）和砂、石料及水组成，或由普通水泥、砂、石、水及膨胀剂组成。其特性是体积不收缩，或有适当的膨胀量，可用于防水结构、抗裂结构或其他需要大面积浇筑且不能设收缩缝的结构。

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