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水泥混凝土配合比设计和混凝土裂缝 作者： 日期：12 个人收集整理 勿做商业用途水泥混凝土配合比设计和混凝土裂缝、耐久性和健康寿命本文从裂缝与经久性的关系,裂缝产生的缘故原由分析、温室效应和环境效答对混凝土性能的影响和如何提高原状混凝土经久性提出一些看法供商榷和切磋。 关键词：裂缝、微裂缝、经久性、温室混凝土、原状混凝土、早期热裂缝 过去,几乎所有的设计文件或合同文件中,仅规定了混凝土的抗压强度要求,即便是大型或特大型工程,至多不外提出混凝土的渗透性、抗冻性、极限拉伸值等指标，且这些指标也仅仅是“温室混凝土”试验指标。这些指标能不克不及真实反映现嘲原状混凝土”的特性尚且不说.但究竟证明，即使经过精心设计和试验的温室混凝土，不管其强度包管率多高，混凝土其它各项指标多优胜，它们一旦到了动工现场，如许那样的一些问题都出现了。好比：混凝土态度温和性（泌水、离析)发生变化,硬化后不久混凝土出现裂缝和混凝土抵当环境剥蚀的能力变差等等。 当然，任何技术进步和创造发明最初都要经过重复的实验室试验和论证。好比：人类基因图谱的最新发明和克隆技术、纳米技术的研究等等。实验室试验固然重要，它对预测混凝土的性能起着指导效用,但实验方法和技术水平不克不及仅逗留在现行规范限定的水平上，必须结合实际环境，不断举行革新、立异和提高。只有如许，混凝土技术才气发展，水平才会提高，人们的创造性和立异性才气体现出来。 混凝土开裂有如人体患了慢性病同样，需要更多的人花费更多的时间和巨额费用去“医治”他.是以，预防裂缝比治疗和处理裂缝更为实际和行得通。混凝土一旦开裂，其经久性会因环境外力效用而急剧恶化,而恶化条件在混凝手工布局设计时难以考虑或考虑不周的，即使在“温室混凝土”试验阶段也难以用合适的模型来考虑复杂环境的影响。这就是为什么“温室混凝土”的各种性能都餍足特定设计要求，而混凝土仍然会出现恶化的现象，使修建物在未达到设计寿命时就已趋向破坏。是以，今后在谈到混凝土设计寿命时应建立混凝土“健康寿命”的概念. 2裂缝、微裂缝和混凝土的经久性的关系凡是认为引起混凝土恶化的首要缘故原由，依此为钢筋锈蚀、冻融循环、碱骨料活性反映和酸性介质剥蚀。但这四种因素中，膨胀和开裂都与水和空气的存在相干,同时，水和空气是剥蚀性物质（例如Cl+、SO42+、CO2）在混凝土体内扩散的载体。 一般来讲,经精心选择适当混凝土组分、浇筑和振捣及养护杰出的混凝土基本上是不透水的。因而,在复杂多变的环境条件下，其使用寿命也较长。然而,由于环境的效用，产生裂缝，布局物由此落空了运行时的水密性，抵当上面所说的恶化历程的能力减弱。在现代混凝手工布局中,开裂的究竟说明：不管咱们采用再多再先进的仿真模型和程序举行布局优化和设计,将裂缝控制在预计的规模内,但这些裂缝终极扩展成贯串性裂缝,危机到混凝土的健康寿命和正常运行.这说明咱们对混凝土开裂控制的整体性没有赐与充分和足够的正视。 混凝土表面裂缝长短常令人头痛的,特别是当混凝土袒露在剥蚀性环境中和受到重复循环荷载和裂缝内水压力时。现场经验表明，在这种条件下，宽度大于0.3mm的裂缝是很难愈合的.相反，它们会由于渗漏和应力效用而扩展，是以给外界剥蚀性介质供给了进出交换的口岸. 在混凝土设计与动工历程中，裂缝宽度常通过适本地配置主筋和副筋来控制。对现代大体积钢筋混凝手工布局（如:坝体内的廊道和泄水窟窿等），常偏向于采用过量配筋，以限制和约束紧缩开裂，这种措施无助于解决袒露在剥蚀环境中的布局物的持久经久性，而且这些裂缝大多都是在混凝土早期历程中形成的。是以，解决混凝土早期热裂缝和早期范性紧缩裂缝无疑是一条较佳的途径和措施。 家喻户晓，配筋其实不克不及消弭或者减少混凝土内的紧缩裂缝，而只是把少而宽的裂缝分散为大量的微细裂缝，也正是那些肉眼看不见或检测不到的微细裂缝，终很可能成为离子在混凝土与钢筋表面之间迁移的通道。当布局承载和外界环境的剥蚀性效用，例如袒露于冷热循环、干湿循环中时，洋灰沙浆与粗骨料间的过渡区原生的微细裂缝就会扩展。由于微裂缝和孔隙的存在，混凝土水密性慢慢丧失，混凝土体内达到饱水后,水和各种离子就很容易侵入，混凝土由于膨胀、开裂、失去重量和渗透性增大而进一步恶化.是以，混凝土的恶化并非纯一环境效用数学叠加，而是复杂环境效用的物化超叠加效应. 在很多工程实践中，由于没有采取恰当和有效的抗裂手段和措施，或者采取的抗裂手段和措施不当,使得混凝土内原生的本来就有微裂纹在表里应力和外界环境的效用下发展为更宽更深的裂纹，甚或终极形成领悟的毛细孔通道和裂缝,从而导致渗透性降低和渗漏现象的出现，造成布局设计强度远未能充分阐扬，严重的甚或威吓到工程的使用和安全。国表里大量的研究成果表明，多数裂缝与荷载关系不大,相反，范性紧缩、干燥紧缩、温度变化、环境剥蚀等因素才是混凝土产生裂变和劣变的根源所在。以下图1显示混凝土劣变的整体模型。 3混凝土裂缝产生的缘故原由分析凡是，0。11.0mm宽的裂缝最初是由温度梯度（包括冻融循环效用-)、湿润程度梯度、布局物超载和化学剥蚀效用（如：钢筋锈蚀、碱骨料反映)而引起的。早期裂缝常常是由于混凝土冷却或干燥产生的紧缩变形所致.刚硬化的混凝土袒露在外界温度和湿润程度下会产生热变形和紧缩变形，其中任何一种变形都取决于环境的温度和湿润程度、混凝土构件的尺寸和几何外形、混凝土构件受约束的程度、混凝土体内的温度、各种混凝土原材料的性能和共同比设计. 宏观上，硬化混凝土在约束条件下,紧缩变形会产生弹性拉应力,拉应力的近似值最初可假定为杨氏模量和变形的乘积，当诱导拉应力跨越混凝土的抗拉强度时,混凝土材料就会开裂.但究竟上，由于混凝土是一种兼具粘性和延展性（徐变）的复杂相组成的非均质材料,一些应力被徐变松弛所释放,混凝土是否产生裂缝是徐变应力松弛后的残余应力所决定。紧缩变形产生的拉应力与徐变松驰释放的应力之间的相互效用是硬化混凝土早期开裂的中心问题（见图2）。从图2可以清楚地看到，约束紧缩变形可通过提高混凝土抗拉强度、减少紧缩变形、降低弹性模量和提高徐变变形等几个参数来减校 微观上，由于混凝土是由不同相混淆后复杂的物化反映形成的非均质的材料.不同相之间存在着不同的应变能和不同的能量密度梯度。水化反映开始的一段时间,由于水化反映放出大量的热量，使水化产物的温度急剧上升,体积膨胀，相对于与骨料而言，膨胀使得骨料和水化产物的界面出现错位（或称变形)或缺陷，而这些亚稳状况凝胶体错位可能因水化反映的继续和水化产物的增加得以填充而愈合。之后，由于能量密度梯度和能量的传递效用，水化产物的温度开始下降，凝胶体体积紧缩，而骨料相对于凝胶体而言，相当于刚性约束,于是在骨料的约束效用下，界面出现紧缩错位,当错位产生的拉应力超出胶体的抗拉强度时，微细裂缝可能会产生.另外，动工振捣时，在骨料周围形成泌水，泌水使骨料四周的胶体的水胶比（W/C+F）相对于较大，这也就进一步证了然混凝土破坏是从界面过度区开始的究竟. 4温室效应和环境效应在引言中咱们提出了“温室混凝土”和“原状混凝土”的概念。所谓“温室混凝土，就是按规范或规程要求，在室内标准试验条件下（温度、相对于湿润程度等）拌和、振捣、成型和养护落伍行某项性能实验的混凝土。而“原状混凝土”就是在动工现场天然环境条件下举行拌和、振捣、成型和养护的混凝土。是以，“温室混凝土和“原状混凝土”存在很多差异，而这些差异不仅反映在装备、工艺和材料组成上,更重要的是反映在混凝土从制备开始到全般寿命期内要承受复杂恶劣的天然环境效用.所以，尽量研究模拟特定工程环境条件举行设计和试验。 在温室内，混凝土试件几乎是没有可见微裂缝的.在这种环境下,只要混凝土共同比设计的好,测得的经久性指标一般来讲都是比较抱负的。然而，混凝土一旦开裂，其经久性指标存在显著的差异。国外有些研究者曾经做过一项研究【1】，应用“反馈控制拉伸试验”制备“可控裂缝宽度的圆柱体试件举行开裂混凝土的渗透性研究.这项研究成果表明,当裂缝宽度在50m内时，对水的渗透效用影响不显著，当裂缝宽度从50m增大到200m时，渗透脾气急剧增加，且渗透速率基本处于稳定状况,裂缝宽度200m混凝土比裂缝宽度50m混凝土的渗透性指标大3个量级（数千倍以上），裂缝宽度330m混凝土比裂缝宽度50m混凝土的渗透性指标大5个量级（数十万倍以上）。另一项研究表明，开裂混凝土的渗透性与未开裂混凝土不同,且用水量高的混凝土的渗透性比用水量低的混凝土的渗透性大，开裂后,渗透性的差异变小，这进一步说了然开裂混凝土对渗透性影响极大。这里需要强调地是混凝土经久性与时间长短（混凝土的寿命）相干，也就是说，设计者应充分考虑和建立布局物一次性投入和全寿命期内运行维护的综合经济评价模型的设计观念。 另外,就拿混凝土抗冻融循环来讲，动弹模和重量损失都发生在混凝土表面，如果混凝土内出现裂缝，与环境的接触面积增大，尽管目前国内尚无从事开裂混凝土抗冻融循环的研究,但可以想象，开裂混凝土的抗冻融能力肯定比不未开裂混凝土的差。 温室混凝土的强度发展历程线与原状混凝土也极为不同,尤其表此刻水化历程的成熟度大纷歧样.典型的例子是挪威的Salhus桥，其温室混凝土强度和温度般配环境下的强度发展见图3。 5如何提高原状混凝土的经久性大量的实践证明，裂缝是影响混凝土经久性的真正根源,提高混凝土的经久性就不象以前纯真提高抗渗和抗冻等指标，而应该更多的集中在如何预防混凝土开裂这一中心问题上来。也就是说，要树立高性能混凝土（HPC）的设计理念，以较高的起点和平台,以混凝土不裂或少裂为底子起点，采用系统工程的方法综合分析和评价混凝土的性能。是以，可以说提高混凝土经久性首要照旧归归属如何制止或尽可能的减少混凝土的裂缝。 5。1实验手段和方法从实验手段和方法看，在以往研究混凝土的经久性时，都是将环境因素简化为某种抱负环境下纯一环境的，而且对骨料最大粒径较大（Dmax=76mm以上)的混凝土,经久性测尝试使用的混凝土都经过湿筛处理，混凝土的组分发生了较大的变化,如许实验的成果无法反映混凝土的组分对性能的真实影响。是以，要真正提高混凝土的经久性，还得从原状混凝土的经久性研究入手，尽管如许做的难度和工作量较大，但比起咱们湿筛后做大量的试验成心义的多。另外，正如前边所讲的，裂缝对混凝土经久性影响很大,如果在研究混凝土经久性指标时尽可能的考虑裂缝的影响，咱们就有可能在经久性研究的道路上前进一大步或实现新的飞跃. 5.2原材料优选 5。2.1洋灰 在选择洋灰时，在条件许可的环境下，应优先选用紧缩小的或具有微膨胀性的洋灰.因为这种洋灰在水化膨胀期(1d5d）可产生绝对是的预压应力，而在水化后期预压应力部分相互消除温度徐变应力,减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力【2】。为此，洋灰熟料中的碱含量低且适宜【3】，熟料中MgO含量控制在3.0%5.0,石膏与C3A的比率适当大一些，C3A、C3S和C2S含量应分别控制在5.0以内、50。0摆布和20.0%摆布，这种熟料比例的洋灰具有持久稳定的微膨胀抗裂性能【2】.为了更定量化的评价不异洋灰标准下性能大不不异的洋灰,建议工程采用应力实验环和开裂试验架(TSM装配)评价和选择洋灰或洋灰/粉煤灰混淆胶凝材料. 5.2.2骨料 骨料在混凝土中所占比例较大，通常是混凝土绝对体积的60%85%,是以，骨料的类型和性能对混凝土抗裂有着很大影响。在选择骨料时,应选择线膨胀系数孝岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配杰出的骨料。 过去,砂多采用天然的河砂或山砂,其中不凡含粘土颗粒或团块，在骨料规范中限制0.15mm筛下的细颗粒（称石粉）的比例，尤其是0。075mm筛下的颗粒(称齑粉）量是不容质疑的。但如今水电工程多采佣人工破碎骨料，骨料中几乎不含粘土颗粒或团块。是以，砂子中含适量的石粉或齑粉比例不仅有利于提高混凝土的工作性,而且可提高混凝土的密实性、经久性和抗裂性。有研究表明，砂子中石粉比例一般在15%18之间为宜.二滩拱坝混凝土所用的正长岩人工破碎砂中石粉比例计数值为14%17%，是以,二滩混凝土最大骨料粒径为152mm的混凝土基本上无一裂缝。当然，这只是其中提高抗裂的一个因素罢了。 5。2。3粉煤灰 作者认为，粉煤灰只要细度与洋灰颗粒相当，烧失量小,含硫量和含碱量低，需水量比小，都可掺用在混凝土中使用。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、经久性，减少紧缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度，按捺碱集料反映，减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。 5.2.4硅粉 5.2。5减水剂 缓凝高效减水剂对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的效用。 5。2.6引气剂 引气剂除了能显著提高混凝土抗冻融循环和抗剥蚀环境的能力外，能显著降低新拌混凝土的泌水，提高混凝土的工作度，降低混凝土的弹性模量（每增加1%的含气量，弹性模量降低约1000Mpa），优化混凝土体内微观布局，提高混凝土的抗冻性能。 5.2.7聚丙烯纤维 聚丙烯纤维的应用为防止混凝土产生早期范性裂缝和早期热裂缝开辟了一条斩新的途径和方法.在混凝土动工历程中，因天气缘故原由（冷热、干湿、高风速、强辐射）出现龟裂是司寇见惯的.产生龟裂的首要缘故原由是：一方面由于洋灰水化反映形成CSH凝胶体时体积减流产生紧缩，另一方面由于后期混凝土内的自由水的蒸发而引起混凝土干缩所致。这些紧缩会导致混凝土内部出现应力集中的现象，当这种应力跨越混凝土基体的抗拉伸强度时就会出现微裂缝。而且这略微裂缝不可制止地存在于混凝土内骨料和洋灰沙浆界面的过度区处。凡是，这种微裂缝在混凝土浇灌后的24钟头内就已产生(详见表1），是以，减少混凝土的早期紧缩应力是制止和防止混凝土裂缝产生的有效途径。 表1裂缝诱因与出现时间 裂缝类型 诱因 裂缝出现的时间 范性安全期 过快的水分流失 10分钟3钟头 范性紧缩期 干燥过快 30分钟6钟头 过早的热缩 温差太大 1天3周 持久的干燥紧缩 伸缩缝设计不当 2周后 在很多工程实践中,由于没有采取恰当和有效的抗裂手段和措施，或者采取的抗裂手段和措施不当，使得混凝土内原生的本来就有微裂纹在表里应力和外界环境的效用下发展为更宽更深的裂纹，甚或终极形成领悟的毛细孔通道和裂缝，从而导致渗透性降低和渗漏现象的出现,造成布局设计强度远未能充分阐扬，严重的甚或威吓到工程的使用和安全。国表里大量的研究成果表明,多数裂缝与荷载关系不大，相反，范性紧缩、干燥紧缩、温度变化、环境剥蚀等因素才是混凝土产生裂变和劣变的根源所在。 通过理论分析和试验研究,认为聚丙烯纤维通过阻止早期范性紧缩裂缝的发生并按捺裂缝的扩展，提高混凝土的抗裂、抗渗、抗冲击、抗冻融循环、抗气水或气水推移质磨蚀能力、按捺或延缓钢筋受腐化的发生时间，增强混凝土的韧性和延性，提高混凝土的综合性能并延伸布局物的使用寿命和提高靠得住性和安全度.阻裂是通过掺加体积掺量为0.060.1%(相当与0.6/m30.9/m3)的聚丙烯纤维,经特殊工艺举行表面处理的聚丙烯纤维与洋灰或胶凝材料之间产生极强的粘结力，约莫10002000万根的短纤维丝均匀彻底地漫衍在混凝土体内，在混凝土体内构成一种均匀的乱向多维支撑体系，形成非主要加强系统，有效阻止混凝土发生范性开裂,提高硬化后混凝土介质的连续性,有效控制混凝土体内结晶体的移位，当增强了混凝土的抗动载能力和切断介质传播的路径和通道。 usaWebster工程协会完成了一系列纤维加强混凝土和基准混凝土（不掺纤维的平凡混凝土)的比较试验，两者的实验方法没有区别。但成果却表明：插手聚丙烯纤维的混凝土比平凡混凝土降低裂缝形成15%。另外，usaWebster工程协会期望纤维的插手使寿命应变曲线达到更高的水平,将平凡混凝土和按0.9/m3比例插手聚丙烯纤维的混凝土举行2钟头、4钟头和6钟头试验来确定各自开始裂缝的拉伸力，试验成果表明，插手纤维可在混凝土形成的最关键阶段供给大于平凡混凝土40的抗裂缝能力。 挪威洋灰混凝土研究所也在STF6585309陈诉中研究了聚丙烯纤维对混凝土裂缝的控制效果，试验中将混凝土浇筑在有钢辐条的钢轮内、外侧，辐条可以拉伸混凝土，其中三个嵌在混凝土中，六个固定在沙浆中。所用混凝土专门设计对较大的裂缝敏感.陈诉的论断是：“每立方米沙浆中掺入1聚丙烯纤维可降低裂缝形成50；当转变掺入量为1.4/m3,将显著降低裂缝形成；当改用12.5长纤维并按1。0/m3插手时,实验表明降低裂缝形成33%,而当这种长度的纤维掺加到1。4/m3时，对裂缝形成没有更进一步的降低” 。 更重要但凡是被忽视的究竟是一旦在盐混凝手工布局内出现腐化，腐化的速度就很关键。受腐化的钢筋的体积占原钢筋的二倍之多,这就在混凝手工布局内产生巨大的体积爆裂内能，据usa国度标准局估计，内部压力可达27。56Mpa（4000psi），终极使混凝土裂缝以致从主筋上完全剥离.更进一步的研究热门是引发腐化的机制。大量的试验认为，主钢筋镶嵌混凝土的两端将形成一种“腐化干电池”,这种钢筋的两端之间就存在正负电势差，于是有电流从中流过。钢筋一层即巨干电池的阴极剥落,将大大减缓钢筋表层即阳极的腐化速度。 usaWebster工程协会使用的试验法是把四根独立的钢筋棒浇筑在一个直径为38的混凝土圆柱体内，四个棒是： 平凡混凝土 按0.89/m3插手合成纤维的混凝土 按洋灰重量的12%插手氯化钙的平凡混凝土 每立方米插手0.89/m3聚丙烯纤维和10%氯化钙的混凝土 在养护28天后,将试件棒的1/3侵入含有15氯化钠的水中，考虑每个试件的腐化程度时,先用硫酸铜电极测量试件棒上的电势差，由此降低了受腐速度。用此方法完成的第二类试验要求按每立方米混凝土插手0.89/m3聚丙烯纤维。四组试验中用同样的混凝土。试验中先浇筑直径51、长305的平凡混凝土圆柱体，然后在剩下的混凝土中插手聚丙烯纤维。 经过28天养护后，将圆柱体侵入10浓度的氯化钠溶液中100，然后将钢筋棒镶嵌混凝土中21天，每周测量电势差3次以确定发生腐化的时间,两块平凡混凝土试件在侵入10%浓度的氯化钠溶液中后57天即达到腐化电势差500mv,而两块插手聚丙烯纤维的混凝土试件在1617天后仍未达到500mv的电势差。很显然，纤维的插手降低了氯离子的扩散速率，从而延迟了腐化的发生时间。 由于聚丙烯纤维类微纤维阻裂效用对混凝土性能的有好处之处尚很难通过室内试验加以评价，而这些效用又客观存在且被人们所广泛认可，是以寻求更有效的实验手段和方法将是咱们需要进一步切磋的课题. 从共同比设计看，岂论是平凡混凝土照旧高强混凝土或高性能混凝土，共同比设计的首重要的条目的就是在餍足工程布局设计的基础上,采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比)复掺（掺高效减水剂、高性能引气剂、聚合物微纤维和其它需要掺加的材料）一高(高粉煤灰掺量）”的混凝土共同比设计准则，采取合理的材料配伍，形成材料互补优势，配制出具有较强适应恶劣环境条件的低发热量、中低弹性模量、低紧缩或微膨胀、高徐变变形和高抗拉强度的抗裂混凝土。 5。2.8水 水对混凝土具有两重效用,水化反映离不开水的存在，但多余水长存于混凝土体内,不仅会对混凝土的凝胶体布局和骨料与凝胶体间的界面过度区相的布局发展带来影响，而且一旦这些水分损失后,凝胶体体积会紧缩，如果紧缩产生的内应力跨越界面过度区相的抗力,就有可能在此界面区产生微裂缝（可能难以用肉眼或低倍光学目镜看到，它是潜在的），降低混凝土内部抵当拉应力的能力。再者,大体积混凝土一般强度都不是很高，既然象二滩240m高的高拱坝，基础约束区设计强度也仅为C35,即将开始建筑的黄河拉西瓦拱坝和292m高的小湾高拱坝基础约束区也没有跨越C40。在掺用高效减水剂使单位用水量减少后，混凝土温升降低、材料节约、各龄期混凝土强度和极限拉伸值等有不同程度的提高。从表2可以看出，在粉煤灰掺量、混凝土坍落度和水胶比基本不异的环境下,用水量从110kg/m3降低到85kg/m3时，胶材用量平均节约52kg/m3，绝热温升降低约5。37,各龄期混凝土的抗压强度、抗拉强度和极限拉伸值的提高幅度是极其显著的，是以，尽最大可能降低混凝土的单位用水量对提高大坝混凝土抗裂的贡献也是显著的. 5。3共同比设计 “三低复掺一高的混凝土共同比设计准则是科学的.因为，坍落度低,泌水就小，因泌水而使混凝土界面出现较大空地的机率减少，骨料和凝胶体间过度区布局形态得以改善。但混凝土可能会因坍落度小而产生离析，此时，由于混凝土中高掺粉煤灰，使混凝土的粘聚性提高，骨料分离现象得到遏制。采用砂率低，细骨料可能难以填充粗骨料空地,但由于粉煤灰掺量高且其密度一般比砂小(粉煤灰密度通常是2。0 表2二滩拱坝招标与动工两阶段混凝土性能比较 工程 阶段 Dmax(mm） FA/FA+C（） W(kg/m3) C+FA（kg/m3） W/C+FA 抗压强度/抗拉拉强/极限拉伸值 绝热温升() 二滩工程 招标 152 30 110 226。3 0。486 12.58/1.00/0.57 23.63/1。63/0。82 38.47/2。38/1。13 31.55动工 152 30 85 173.5 0。490 12。60/1.16/0。83 27。30/1.93/0.87 41.00/3.31/1。21 26.41差值 25 52。8 5.41招标 152 30 110 211。9 0.519 10。89/0.90/0.53 19.80/1。42/0。74 32.66/2.10/1.02 30.08动工 152 30 85 160.4 0.530 11.60/1.05/0.78 24。50/1。78/0.83 37。20/3.00/1.16 24.75差值 25 51。5 5。33 2.3，而砂子的密度一般在2.65摆布），在低水胶比环境下，洋灰沙浆体系的体积总量并无减少,而且砂子填充粗骨料空地仅仅是物理机械填充，是相对于静态的，而粉煤灰部分替砂，部分作为胶凝材料，其填充空地不仅有物理机械填充,而且还有化学反映动态填充。另外,采用上面所说的共同比设计准则后，还可以解决特细砂混凝土易开裂的困难的问题. 实际上，粉煤灰用量增加，减低水化热的效果是明显的【4】。过去，由于过度受经验、规范及纯理论的指导，混凝土技术范畴的立异受到束厄局促，和对粉煤灰混凝土缺少全方位持久研究,再加上研究粉煤灰混凝土时，总是以不异水胶比和坍落度做对比，如许就限制了粉煤灰使用量的提高。但近期的一些研究表明【2】,用中热洋灰配制混凝土时,粉煤灰最大掺量可达到50%，用低热洋灰配制混凝土时,粉煤灰最大掺量可达到40%，这是因为低热洋灰中本身就混有相当比例的磨细矿碴或粉煤灰。当然,粉煤灰的用量还应试虑现场实际的可获得性,否则，可能会因粉煤灰的短缺而影响工程正常动工和进程度。典型的例子就是在1996年至1997年二滩拱坝高峰混凝土出产时，粉煤灰主供货源何门口电厂的粉煤灰供应不上,而合同规定粉煤灰质量和供货不足和价格风险均由业主承担，此时业主面对两种选择，一种选择就是另找货源,承担质量风险，另一种选择是降低粉煤灰掺量，但以提高混凝土成本和牺牲混凝土的性能为代价，最后业主照旧选择其它两个替代货源，而这两个货源的粉煤灰除细度达不到合同规定的要求外，其它指标均餍足规定的要求，但对混凝土的性能并无造成任何影响。 5.4加强混凝土早期性能和过度区性能发展的研究 以往，人们过多的集中在研究混凝土的宏观力学和变形性能上，对洋灰-矿物掺和料外加剂体系水化历程和过度区界面形成及布局的研究较少。家喻户晓，凝胶体和骨料的形态和布局都比较密致，但它们混淆组成混凝土后，在骨料和凝胶体间形成很薄的过度区，而恰恰是薄薄的过度区的微观布局影响着混凝土的性能，尤其是早期抗裂性和抗渗透性.是以，借助先进的声光摄谱仪，对优化混凝土组分体系和改善混凝土性能研究是今后的一个标的目的。 早期性能对混凝土的影响不容忽视。混凝土早期极易开裂，这是因为混凝土在2d4d水化放热温升很高（一般在1d3d内温升达终极温升的半壁以上)，但这期间混凝土的强度和杨氏模量很低。国外Byfors和Umehera等人以做过一些试验研究【5】，早期性能和后期性能之间存在“拐点”，这就是前边咱们提到的“过境力学性能”的概念,见图4。是以，加密混凝土早期强度、弹性模量、自身体积变形、干缩变形和绝热温升等的发展演变对进一步认识和相识混凝土早期性能，提高和改善混凝土的各项性能有着很重要的指导意义. 6讨论和结语从硅酸盐洋灰发明至此刻，混凝土工业已履历了170多年的历史，堆集了相当富厚的经验，这是混凝土工业的骄傲。同时咱们也应该清楚地看到,混凝土工业将面对着严峻的挑战，这些挑战包括对环境的改善和资源的合理使用等。为了餍足现代社会形态可持续发展对资源的需求,预防混凝土开裂,提高混凝土的经久性，延伸混凝土的健康寿命是摆在咱们每个研究者眼前的课题。是以，还应该根据实际工程的需要,从以下几个方面进一步研究和切磋： （1）今后混凝土应着意研究高抗拉强度、低弹性模量、徐变值较大、紧缩变形小和发热量低的高抗裂混凝土； （2）不受规范的约束,举行大掺粉煤灰或矿物掺和料原状混凝土的持久性能研究; （3）进一步研制和开发高性能、多功能混凝土外加剂和其它聚合物产品，改善和提高混凝土的范性和硬化性能。 （4）开展开裂环境下混凝土的经久性研究（如：混凝土抗渗、抗冻、抗离子剥蚀、抗炭化等），建立裂缝和经久性指标之间的相对于关系。 （5）举行混凝土早期热裂缝和早期性能的研究,进一步切磋混凝土早期开裂的根源和裂缝评价准则. 参考文献：【1】Wang,K;Jansen，D.;Shah，S.P.;and Karr,A.，Permibility study of Cracked Concrete，Cement and Concrete Reseach,V.27,No。3,1997，pp。381393。 【2】储传英。三峡工程混凝土原材料研究.首都：水利电力出版社,1999 【3】Pierre Claver et al.Some Key Cement Factors that Control the Compatibility Between Naphthalalene-based Superplastizers and Ordinary Portland Cement。Sixth CANMET/ACI International Conference On Superplastizersand other Chemical Admixtures in Concrete.Nice,France 2000