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混凝土含气量范文1
关键词：含气量；混凝土；因素；控制措施
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
1前言
在国外，20世纪30年代初，美国、英国、日本等已经在公路、隧道、地下工程中使用引气剂；我国20世纪50年代初开始使用松香聚合物和松香皂类的引气剂。［1］随着北方港口工程的快速发展，位于微受冻地区、受冻地区、严重受冻地区港口的水位变动区混凝土对混凝土抗冻性能有着严格的要求，在水运工程规范JTJ269-96《水运工程混凝土质量控制标准》3.3.14明确规定，有抗冻性要求的混凝土必须掺入适量引气剂［2］。同时对于其他工程如工业与民用建筑工程、水利水电工程等要求的抗渗混凝土也可以通过控制混凝土含气量，提高混凝土的抗渗性能。在国外,对于高性能混凝土配制,目前大多数通过掺加引气剂或掺加引气减水剂来提高混凝土性能.
2影响混凝土含气量的主要因素
2.1坍落度对混凝土含气量的影响
本试验采用同一配合比，采用相同的用水量，相同的引气剂掺量，通过不同掺量的减水剂来改变混凝土的坍落度。试验结果如下表所示：
表1同一配合比不同坍落度下的混凝土含气量
从上述试验结果可以看出，随着混凝土坍落度的增大，混凝土含气量不断减小，并且降低的幅度也在增大。因此坍落度控制,也是控制混凝土含气量的一个重要措施。
2.2砂率、砂细度模数对混凝土含气量的影响
根据比表面积的理论，砂率增大，骨料之间空隙就越多，相应的气泡就多。在混凝土生产中，砂细度模数的改变也影响着砂率的大小。我们通过保持其他条件（胶凝材料、水胶比、引气剂掺量）不变的情况下，四种细度模数的砂，调整砂率，通过用减水剂掺量变化使三组试验坍落度大致相同，进行测试混凝土含气量的大小。试验结果如下表所示：
表2不同细度模数、砂率下的混凝土含气量
通过上述试验结果可知，随着细度模数的增大，砂率的减小，混凝土含气量也在不断减小。
2.3胶凝材料总量对混凝土含气量的影响
本试验采取相同用水量，不同胶凝材料总量的情况下进行试验（试验时全部用水泥）。试验配合比，及试验结果如下表所示：
表3 胶凝材料总量对混凝土含气量的影响试验配合比及含气量
从上表可以看出，在单位用水量不变的情况下，随着胶凝材料用量的增加，新拌混凝土粘聚性增加，气泡散逸较困难，含气量不断增加。
2.4混凝土运输车转速对混凝土含气量的影响
通过对同一配合比下，出厂坍落度基本相同的混凝土运输车不同转速下的混凝土到达同一施工地点进行含气量测试，测试结果如下图所示：
图1 不同混凝土运输车转速下的含气量
从上图可以看出在混凝土罐车转速小于5.5r/min时，混凝土含气量损失较小，当超过5.5r/min时，混凝土含气量损失开始加大。
2.5引气剂掺量对混凝土含气量的影响
本试验采用同一配合比，采用相同的用水量，不同的引气剂掺量，测试混凝土含气量和混凝土坍落度；实验结果如下表所示：
表4不同引气剂掺量下的混凝土含气量和坍落度
由上述试验结果可知，在同等配合比,同等外加剂掺量,同等用水量下,引气剂可以使混凝土坍落度增大,混凝土和易性、保水性良好，减少混凝土泌水；混凝土的含气量对引气剂掺量变化非常敏感，因此在混凝土试拌时，一定要找到一个最佳掺量。
3商品混凝土搅拌站的含气量控制措施
3.1对于砂石原材料进料应集中进料、来源稳定；砂石进场后，应先采取目测是否合格，然后取样做试验。
3.2针对各个工程合理试配混凝土配合比；找出合理砂率、用水量、胶凝材料用量，适当的引气剂掺量。
3.3加强质检人员培训。定期对质检人员的专业知识进行培训和考核，不定时组织新老员工进行经验交流，定时总结找出不足并进行改正。
3.4加强对引气剂称的计量检验和监督。由于引气剂掺量较少，计量准确性对于混凝土含气量的控制尤为重要。
3.5必须对混凝土坍落度及时和准确测量，在正常检测次数下，可以适当多测几次，减少混凝土坍落度对混凝土含气量的不利影响。
3.6加强对混凝土运输车的培训和监督。目前混凝土运输车多是采取外租方式，人员和车辆的流动不仅给商品混凝土搅拌站的管理带来不便，也是混凝土运输车司机的业务素质参差不一，商品混凝土搅拌站有必要不定时对司机师傅分批培训。
4结语
4.1随着高性能混凝土的不断发展和应用，含气量这一混凝土指标也将会得到越来越多的重视，各个商品混凝土搅拌站应当重视混凝土含气量的控制。
4.2质检人员、混凝土运输车司机的粗放式管理，有必要得到控制，质检人员、混凝土运输车司机的培训应得到重视。
4.3日常检验和监督必须得到严格执行。
参考文献
［1］陈建奎.混凝土外加剂原理与应用(第二版).2004.4
［2］JTS202-2-2011水运工程混凝土质量控制标准.2012.1.1
混凝土含气量范文2
关键词：泵送混凝土；正交试验设计；坍落度；含气量；抗压强度
随着我国经济和技术的快速发展，泵送混凝土技术日益完善，泵送混凝土也被应用到工程的各个领域，对加快我国基础设施建设发挥了重要的作用。泵送混凝土是指具有一定流动性的混凝土在压力泵的作用下，通过管带输送到建筑物模板中去的混凝土。泵送混凝土具有输送能力强，能连续作业，速度快及费用低等优点。泵送混凝土既可以垂直和水平运输又可以布料杆浇筑，特别是在高层建筑和大体积混凝土建筑的施工中更能体现出其优越性，已逐渐成为混凝土施工中的一个常用的品种。为了保证混凝土的泵送性能，要求混凝土具有一定的流动性和良好的粘聚性，影响泵送混凝土可泵性的因素主要有：水灰比、细砂浆含量、骨料级配、外加剂掺量及粉煤灰掺量等因素。本文基于正交试验，主要研究水胶比、粉煤灰掺量和泵送剂掺量对泵送混凝土坍落度、含气量及抗压强度的单独影响和交互影响，确定各因素影响的显著性大小关系，并初步建立了影响因素与指标之间的定量关系，为泵送混凝土的研究及工程应用提供一定的依据。
1 试验研究
1.1 试验原材料
（1）水泥，采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，主要性能见表1；
（2）砂，采用中砂，细度模数2.6；
（3）石子，采用卵石，粒径5～20 mm；
（4）粉煤灰，采用电厂生产的Ⅱ级粉煤灰；
（5）泵送剂，采用PA泵送剂，主要性能见表2；
（6）水，拌制混凝土采用实验室自来水。
表1 水泥的主要性能
品种 细度/% 初凝时间/min 终凝时间/min 安定性 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa
P.O 42.5 0.8 252 336 合格 8.7 49.7
表2 PA泵送剂的主要性能
指标名称 减水率/% 坍落度增加值/% 常压泌水率/% 含气量/% 抗压强度比/%
实测结果 16.5 12 85 2.3 96
规范要求 ≥12 ≥10 ≤100 ≤4.5 ≥85
1.2 试验设计
泵送混凝土的性能主要取决于混凝土的水灰比、泵送剂掺量、粉煤灰掺量、细砂浆含量、骨料级配等因素。本试验通过设置正交试验，分析水胶比、粉煤灰掺量和泵送剂掺量对泵送混凝土坍落度、含气量以及抗压强度的影响，确定各因素影响的显著性大小，并初步建立影响因素与坍落度、含气量和28d抗压强度的定量关系。正交试验表见表3。
1.3 试件成型与养护
参照《水工混凝土试验规程》（SL352-2006）成型试块，并将试块按标准养护条件养护到规定龄期。
2 试验数据分析
2.1 试验结果
选用水胶比、粉煤灰掺量和泵送剂掺量3个影响因素，每个因素设置了3个不同的水平，采用正交试验原理设置L9（34）正交试验，试验结果见表3。
表3 正交试验表
编号 水胶比A 粉煤灰掺量/%B 泵送剂掺量/%C 误差列D 坍落度/cm 含气量/% 28d抗压强度/MPa
B1 0.50 （1） 35 （1） 3.0 （1） 1 24.5 3.0 30.1
B2 0.50 （1） 25 （2） 2.5 （2） 2 23.5 1.9 32.8
B3 0.50 （1） 15 （3） 2.0 （3） 3 22.0 1.6 33.4
B4 0.40 （2） 35 （1） 2.5 （2） 3 21.0 2.5 39.5
B5 0.40 （2） 25 （2） 2.0 （3） 1 19.5 1.6 44.3
B6 0.40 （2） 15 （3） 3.0 （1） 2 22.5 2.0 39.8
B7 0.35 （3） 35 （1） 2.0 （3） 2 18.0 1.5 49.2
B8 0.35 （3） 25 （2） 3.0 （1） 3 16.5 2.3 49.7
B9 0.35 （3） 15 （3） 2.5 （2） 1 15.5 1.8 47.1
2.2 试验结果分析
2.2.1 各影响因素极差分析
通过极差分析，可以分清各因素及其交互作用的主次顺序，分清哪个是主要因素，哪个是次要因素；可确定试验因素的优水平和试验范围内的最优组合；估计试验误差的大小。根据极差 的大小，可以判断各因素对试验指标的影响主次，进而确定出试验的最优组合。各因素对泵送混凝土坍落度、含气量及28d抗压强度极差分析见表4。
表4 试验结果极差分析表
指标 因素 k1 k2 k3 k1/2 k2/2 k3/2 极差Rj 优水平 主次顺序
坍落度/cm 水胶比A 70.0 63.0 51.0 23.3 21.0 17.0 6.3 A1 ACB
粉煤灰掺量B 63.5 60.5 60.0 21.1 20.2 20.0 1.1 B1
泵送剂掺量C 64.5 60.0 59.5 21.5 20.0 19.7 1.8 C1
含气量/% 水胶比A 6.5 6.1 5.6 2.2 2.0 1.9 0.3 A1 CBA
粉煤灰掺量B 7.0 5.8 5.4 2.3 1.9 1.8 0.5 B1
泵送剂掺量C 7.3 6.2 4.7 2.4 2.1 1.5 0.9 C1
28 d抗压强度/MPa 水胶比A 96.3 123.6 146.0 32.1 41.2 48.7 16.6 A3 ABC
粉煤灰掺量B 118.8 126.8 120.3 39.6 42.3 40.1 2.7 B2
泵送剂掺量C 119.6 121.4 126.9 39.9 40.5 42.3 2.4 C3
由表4可知，对于泵送混凝土坍落度，RA>RC>RB，所以各因素坍落度影响的主次顺序为：水胶比泵送剂掺量粉煤灰掺量，水胶比对坍落度影响最大，泵送剂掺量影响较小，粉煤灰掺量影响最小，试验最优组合为A1C1B1，即水胶比取0.50，泵送剂掺量取3.0%，粉煤灰掺量取35%，；对于泵送混凝土含气量，RC>RB>RA，所以各因素对含气量影响的主次顺序为：泵送剂掺量粉煤灰掺量水胶比，泵送剂掺量对含气量影响最大，粉煤灰掺量影响较小，水胶比最小，试验最优组合为C1B1A1，即送剂掺量取3.0%，粉煤灰掺量取35%，水胶比取0.50；对于泵送混凝土28d抗压强度，RA>RB>RC，所以各因素对28d 抗压强度影响的主次顺序为：水胶比 粉煤灰掺量 泵送剂掺量，水胶比对28d 抗压强度影响最大，粉煤灰掺量影响较小，泵送剂掺量影响最小，试验最优组合为A3B2C3，即水胶比取0.35，粉煤灰掺量取25%，泵送剂掺量取2.0%。
2.2.2 各影响因素回归分析
为了分析各因素对坍落度、含气量和28d抗压强度的影响，找出其与各因素的定量关系，进行回归分析。利用多元线性回归建立坍落度、含气量和28d抗压强度与水胶比、粉煤灰掺量、泵送剂掺量的线性模型。
（1）各因素对坍落度的影响
由表4试验数据可知，随着水胶比的减小，泵送混凝土坍落度减小，水胶比由0.50减小到0.35，坍落度减小了27.0%；随着粉煤灰掺量的降低，泵送混凝土坍落度略有减小，掺量由35%降低到15%，坍落度减小了5.2%；随着泵送剂掺量的降低，泵送混凝土坍落度降低，掺量由3.0%降低到2.0%，坍落度减小了8.4%。
为直观显现各因素对泵送混凝土坍落度的影响，以坍落度值为纵坐标，以各因素（即表中A、B、C）为横坐标，得到各因素与坍落度关系图，如图1。
图1 各因素与坍落度关系图
通过回归分析，得到坍落度与各影响因素的三元一次线性回归方程为：
（1）
式中：T—坍落度，cm；—水胶比；f—粉煤灰掺量，%；b—泵送剂掺量，%。
（2）各因素对含气量的影响
由表4试验数据可知，随着水胶比的减小，泵送混凝土含气量降低，水胶比由0.50减小到0.35，含气量降低了13.6%；随着粉煤灰掺量的降低，泵送混凝土含气量降低，掺量由35%降低到15%，含气量降低了21.7%；随着泵送剂掺量的降低，泵送混凝土含气量降低，掺量由3.0%降低到2.0%，含气量降低了37.5%。
各因素与含气量关系图如图2。
图2 各影响因素与含气量关系图
通过回归分析，得到含气量与各影响因素的三元一次线性回归方程为：
（2）
式中：H—含气量，%。
（3）各因素对28d 抗压强度的影响
由表4试验数据可知，随着水胶比的减小，泵送混凝土28d抗压强度增大，水胶比由0.50减小到0.35，抗压强度增大了51.7%；随着粉煤灰掺量的降低，泵送混凝土28d抗压强度略有提高，掺量由35%降低到15%，抗压强度增大了6.8%；随着泵送剂掺量的降低，泵送混凝土28d抗压强度略有提高，掺量由3.0%降低到2.0%，抗压强度增大了6.0%。各影响因素与28d抗压强度的关系如图3。
图3 各影响因素与28d抗压强度的关系
通过回归分析，得到28d 抗压强度与各影响因素三元一次线性回归方程为：
（3）
式中：fck，28—泵送混凝土28d抗压强度，MPa。
2.2.3 各影响因素方差分析
为了进一步分析各因素对坍落度、含气量和28d抗压强度影响的显著性大小，各因素对泵送混凝土各性能进行方差分析，方差分析见表5～表7。
表5 坍落度方差分析表
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
校正模型 75.000a 6 12.500 5.556 0.160
截距 3721.000 1 3721.000 1653.778 0.001
A 68.667 2 34.333 15.259 0.062
B 3.167 2 1.583 0.704 0.587
C 3.764 2 1.953 0.924 0.425
误差 4.500 2 2.250
总计 3800.500 9
校正的总计 79.500 8
表6 含气量方差分析表
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
校正模型 1.733a 6 0.289 2.600 0.304
截距 36.804 1 36.804 331.240 0.003
A 0.136 2 0.068 0.610 0.621
B 0.462 2 0.231 2.080 0.325
C 1.136 2 0.568 5.110 0.164
误差 0.222 2 0.111
总计 38.760 9
校正的总计 1.956 8
表7 28d抗压强度方差分析表
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
校正模型 437.247a 6 72.874 676.155 0.001
截距 14875.868 1 14875.868 138023.515 0.000
A 413.016 2 206.508 1916.052 0.001
B 12.056 2 6.028 55.928 0.018
C 12.176 2 6.088 56.485 0.013
误差 0.216 2 0.108
总计 15313.330 9
校正的总计 437.462 8
显著性检验系数Sig.的大小表示对指标影响的显著性，Sig.越小，表示影响越显著。通过表5中显著性检验系数Sig.的大小关系B >C>A，可以确定出水胶比、粉煤灰掺量和泵送剂掺量对泵送混凝土坍落度影响的显著性大小顺序为：水胶比>泵送剂掺量>粉煤灰掺量；通过表6可以确定出水胶比、粉煤灰掺量和泵送剂掺量对泵送混凝土含气量影响的显著性大小顺序为：泵送剂掺量>粉煤灰掺量>水胶比。通过表7可以确定出水胶比、粉煤灰掺量和泵送剂掺量对泵送混凝土28d抗压强度影响的显著性大小顺序为：水胶比>粉煤灰掺量>泵送剂掺量。
3 结语
3.1 通过分析可以得出影响泵送混凝土坍落度的因素显著性顺序是水胶比 泵送剂掺量 粉煤灰掺量；影响含气量的因素显著性顺序是泵送剂掺量 粉煤灰掺量 水胶比；影响28d抗压强度的因素显著性顺序是水胶比 粉煤灰掺量 泵送剂掺量。
3.2 对于泵送混凝土坍落度，水胶比影响最大，水胶比由0.50减小到0.35，坍落度减小了27.0%；对于含气量，泵送剂掺量影响最大，泵送剂掺量由3.0%降低到2.0%，含气量降低了37.5%。对于28d抗压强度，水胶比影响最大，水胶比由0.50减小到0.35，抗压强度增大了51.7%。
3.3 通过回归分析得到水胶比、粉煤灰掺量和泵送剂掺量与泵送混凝土坍落度、含气量和28d抗压强度之间如公式（1）（2）（3）的定量关系，为泵送混凝土的工程实际应用提供了一定的参考。
参考文献
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[8] 宋志斌，张永顺，赵鸿儒.透水性混凝土路面砖材料的正交试验研究[J].混凝土，2007（4）.
混凝土含气量范文3
1．1原材料
水泥:呼和浩特市冀东水泥厂生产的P·O42．5级水泥;细骨料:呼和浩特市产河砂;钢渣采用包钢转炉钢渣，本试验选取钢渣均经过热闷工艺，释放其膨胀性，符合混凝土粗骨料相关标准，经破碎筛选，粒径15～25mm。试验对比用天然碎石采用呼和浩特市大青山机制硬质花岗岩碎石，粒径15～25mm。水胶比为0．3、0．4时，使用聚羧酸高效减水剂;水胶比为0．6时，使用萘系减水剂。
1．2试验配合比
混凝土配合比共三种，分别为0．3、0．4、0．6;钢渣代碎石率(体积比)分别0、50、100%。1．3试验内容试验内容分为三类:一是骨料性能测试，具体依照JGJ52—2006《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》;二是混凝土拌合物坍落度及含气量测试，参照GBT50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》;三是钢渣代碎石混凝土的力学性能测试，参照GBT50081—2002《普通混凝土力学性能测试方法标准》。混凝土强度试件尺寸为100mm×100mm×100mm，采用试验室标准养护，压缩强度试验龄期分别为3、7、28、90d、半年及一年，劈裂抗压强度试验龄期为90d。
2试验结果与分析
2．1骨料性能测试结果
密度、含水率测试结果见表1。钢渣表观密度为3126．67kgm3，含水率为2．17%。碎石表观密度为2843．35kgm3，含水率为1．1%。钢渣表观密度及含水率均大于碎石。表2为钢渣与碎石压碎指标测试结果。有试验结果可知，钢渣压碎指标平均值为4%，碎石压碎指标平均值为7%，钢渣压碎指标小于碎石压碎指标。
2．2混凝土拌合物
混凝土拌合物含气量及坍落度试验结果见表3。当水胶比为0．3时，相同配合比条件下，钢渣代碎石混凝土的坍落度与普通混凝土相近。当水胶比为0．4时，要达到与普通混凝土相同流动性，钢渣代碎石混凝土减水剂用量需增大到普通碎石混凝土的2．3倍。当水胶比为0．6时，钢渣代碎石混凝土单独增加减水剂已无法调配出与普通混凝土相同的流动性，需要同时增加水的用量。观察不同钢渣代碎石率的混凝土含气量，可发现在同等水胶比条件下，钢渣代碎石混凝土含气量比普通混凝土含气量大，且随着钢渣代碎石率的增大，拌合物的含气量逐渐增大。随着水胶比的增大，钢渣混凝土拌合物含气量有进一步增大的趋势。
2．3硬化混凝土力学性能
2．3．1抗压强度
表4显示了混凝土抗压强度试验结果。表5是混凝土各龄期相对强度增长率。图1为混凝土抗压强度随龄期的发展曲线。期龄90d后，普通混凝土抗压强度增长率开始逐渐减小，不足8%;而钢渣代碎石混凝土增长率逐渐增大至15%左右，钢渣代碎石混凝土增长率明显大于普通混凝土。到180d时，同水胶比下钢渣代混凝土已和普通混凝土抗压强度非常接近。180d后，不同钢渣代碎石率混凝土抗压强度增长速率已逐渐趋于稳定，钢渣代碎石混凝土强度增长率仍大于普通混凝土。且同等水胶比下钢渣代碎石率越高，混凝土强度增长越快。
2．3．2劈裂抗拉强度
表6为90d劈裂抗拉试验结果，图2为不同水胶比钢渣代碎石混凝土与普通混凝土90d劈裂抗拉强度变化曲线。由试验结果可知，不同替代率的钢渣代碎石混凝土与普通混凝土的劈裂抗拉强度随水胶比的变化趋势相同的，均随着水胶比的增大，劈裂抗拉强度不断减小。相同条件下，钢渣混凝土与普通混凝土劈裂抗拉强度无明显差异。
3结论
混凝土含气量范文4
关键词 混凝土 抗冻性 防护措施
中图分类号：TU528.52 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）04-（页码）-页数
混凝土冬季施工是指在“室外日平均气温连续5天低于5℃”的条件下进行的混凝土施工，一般情况下，对现场露天施工的混凝土进行养护十分困难，为了防止混凝土发生冻害，找出冻害发生的影响因素，及时采取措施，对提高冬季混凝土，尤其是高位大体积混凝土的施工质量尤为重要。
1.混凝土抗冻性的主要影响因素
混凝土抗冻性与其内部孔结构、水饱和程度、受冻龄期、混凝土的强度等级等许多因素有关，而混凝土的孔结构及强度又取决于混凝土的水灰比、有无外加剂和养护方法。
（1）水灰比直接影响混凝土的孔隙率及孔结构。在同样良好的成型条件下，水灰比不同，密实程度、孔结构也不同。水灰比较小时，混凝土硬化后密实度高，存在于内部的可冻水少，孔隙结构得到改善，抗冻性能得到提高。随水灰比的增加，不仅饱和水的开孔总体积增加，而且平均孔径也增加，在冻融过程中产生的冻胀压力和渗透压力就大，因而混凝土的抗冻性就会降低。反之，当水灰比很大时，由于多余的游离水分在混凝土硬化过程中逐渐蒸发掉，形成大量的开口孔隙，毛细孔不能完全被水泥水化生成物填满，以至相互连通，具有这种孔结构的混凝土渗透性、吸水性都很大，容易使混凝土受冻破坏。
（2）含气量也是影响混凝土抗冻性的主要影响因素，特别是加入引气剂形成的微细孔对提高混凝土抗冻性尤为重要，因为这些互不连通的微细气孔在混凝土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减小，即起到减压作用。在混凝土受冻结冰过程中，这些孔隙可以阻止或抑制水泥浆中微小冰体的形成。我们知道，影响混凝土抗冻性的关键因素不是总的引气量，而是引入的气泡在水泥石中均匀分布的程度。对于给定的引气量，则取决于气泡的间距大小和数量。对于耐久性系数为90的普通混凝土和粉煤灰混凝土，对于不同的强度等级，其气泡间距指数可在0.35～0.55ram（普通混凝土）；0.33～0.55ram（粉煤灰混凝土）之间变化，如表1所示
（3）混凝土的冻害与其孔隙的饱水程度紧密相关。水结冰时，体积膨胀达9%，所以，如果混凝土毛细孔中的含水率超过某一临界值，则结冰时将会产生很大的挤压力。对于一定的盛水的密封容器来说，发生冻结破坏的临界含水率为91.7%，由于混凝土的结构比较复杂，其饱水临界值取决于混凝土的渗透性、冻结速度、气孔的存在和分布，所以，它的饱水临界值不同于盛水的容器，混凝土的发生冻结破坏的临界含水量要稍高于91.7%。一旦混凝土中毛细孔的含水率超过其冻结破坏的临界含水率，在反复冻融过程中，体积膨胀产生的膨胀挤压力将导致混凝土结构的破坏。
（4）混凝土的抗冻性随其龄期的增长而提高。因为龄期越长水泥水化就越充分，混凝土强度越高，抵抗膨胀的能力就越大，这一点对早期受冻更为重要。
（5）水泥品种和活性都对混凝土抗冻性有影响，主要是因为其中熟料部分的相对体积不同和硬化速度的变化。混凝土的抗冻性随水泥活性增加而提高。普通硅酸盐水泥混凝土的抗冻性优于混合水泥混凝土，更优于火山灰水泥混凝土。
（6）混凝土骨料对混凝土抗冻性影响主要体现在骨料吸水率及骨料本身的抗冻性。吸水率大的骨料对抗冻性不利。一般的碎石及卵石都能满足混凝土抗冻性的要求，只有风化岩等坚固性差的集料才会影响混凝土的抗冻性。在严寒地区室外使用或经常处于潮湿或干湿交替作用状态下的混凝土，更应选用优质集料。
（7）减水剂、引气剂等外加剂均能提高混凝土的抗冻性。引气剂能增加混凝土的含气量，并使气泡均匀；而减水剂则能降低混凝土的水灰比，从而减小孔隙率，最终都能提高混凝土的抗冻性。
（8）粉煤灰掺合料对混凝土抗冻性的影响，主要取决于粉煤灰本身的质量。掺入适当的优质粉煤灰，只要保证混凝土等强、等含气量就不会对其抗冻性产生有不利影响。如果掺入不合格粉煤灰或过量的粉煤灰，则会增大混凝土的需水量和孔隙率，降低混凝士强度，同时对其抗冻性产生不利影响。在粉煤灰掺量相同时，混凝土达到相同引气量所用的引气剂掺量，Ⅱ级粉煤灰是I级粉煤灰的2～3倍。无论是I级或Ⅱ级粉煤灰，较低的水灰比和合适的含气量，是保证混凝土具有较高抗冻性能的决定性因素。相同条件下，I级粉煤灰混凝土的抗冻性能优于Ⅱ级粉煤灰混凝土的抗冻性能。
2.混凝土的抗冻防护措施
根据上述对混凝土冻害的影响因素的分析，在实践中可采取以下抗冻措施：
（1）控制水灰比。水灰比是设计混凝土的一个重要参数，它的变化影响混凝土可冻水的含量、平均气泡间距及混凝土强度，从而影响混凝土的抗冻性。水灰比越大，混凝土中可冻水的含量越多，混凝土的结冰速度越快；气泡结构越差，平均气泡间距越大；混凝土强度越低，抵抗冻融的能力越差。水灰比在0.45～0.85范围内变化时，不掺引气剂的混凝土抗冻性变化不大，只有当水灰比小于0.45时，混凝土的抗冻性才随水灰比降低而明显提高。
（2）设计配合比时采用高效减水剂。高效减水剂可以降低水灰比，混凝土中水分减少，成形的混凝土构件可能不包含或者只含有很少的可冻水。不包含毛细水（或数量很少）的混凝土构件，由于凝胶中空间极微细，结晶的始发十分困难，不会发生冻结。
（3）掺引气剂。平均气泡间距是影响混凝土抗冻性的最主要因素，而影响平均气泡间距的一个主要因素就是含气量。混凝土中封闭空气泡主要是用引气剂人为引入的。引气剂引入的空气泡越多，平均气泡间距就越小，毛细孔中的静水压和渗透压就越小，混凝土的抗冻性就越好。大量试验证明，掺引气剂的混凝土比相同条件下不掺引气剂的混凝土的抗冻性成倍地提高。在一定范围内，含气量越多，混凝土的抗冻性越好，但含气量超过一定范围时，混凝土的抗冻性反而下降，原因是含气量增加在降低平均气泡间距的同时，降低了混凝土的强度。国内外部分规范都规定了含气量的合理范围，一般当所用的天然骨料的最大粒径为10—40ram时，使新浇混凝土中的平均含气量应为4%～7%，可以获得足够的抗冻性。
（4）在新拌混凝土中掺用防冻剂。防冻剂可以有效降低新拌水泥混凝土的内部水溶液冰点，干扰冰晶生长，保证未成熟混凝土在负温条件下能够继续水化，不受冻胀破坏。
（5）改善混凝土的温度条件以及施工措施，在混凝土结构的冬季施工中，对原材料进行加热保温、混凝土入模前预热、棉毡包裹等有效的蓄热保温措施， 可以使入模混凝土在正温条件下水化。在混凝土的强度达到设计强度后， 采取薄膜包裹继续保温养护，以此延长混凝土养护周期，保证成熟混凝土充分水化， 尽量降低构件毛细水含量，防止成熟混凝土受冻。
另外，提高混凝土的强度、选择适合的骨料及水泥品种等都可以提高混凝土的抗冻性，要根据施工现场的施工环境和施工条件，因地制宜，选择合适的防冻措施。
参考文献
[1]刘维平.普通混凝土的抗冻性及其改善措施[J].南方冶金学院学报，1994，15（4）：247—251.
[2]金伟良，赵羽习.混凝土结构耐久性[M].北京：科学出版社，2002.74—82.
混凝土含气量范文5
关键词：二级配碾压混凝土；变态混凝土；常态混凝土；抗渗；抗冻；抗裂；防渗结构
1 概述
目前，国内外碾压混凝土坝的防渗型式主要有“金包银”式防渗结构，常态混凝土薄层防渗结构、钢筋混凝土面板防渗结构、薄膜防渗结构、沥青混合料防渗结构和碾压混凝土自身防渗结构等几种。
就厚常态混凝土（金包银）防渗结构和碾压混凝土自身防渗结构做重点比较。
2 两种防渗结构设计
2.1二级配碾压混凝土加变态混凝土防渗结构
根据《碾压混凝土坝设计规范》（SL314-2004）并参考国内类似坝高的工程，上游二级配碾压混凝土厚度大于1/5的坝面水头，并因坝前作用水头而变化，沿高度呈台阶状布置。
本水利枢纽工程坝体二级配碾压混凝土厚度自坝顶高程745.50~706.50m为4.0m，高程706.50~672.00m为6.0m，672.00~坝底从6.0m厚度渐变至8.0m。
675m高程以上二级配碾压混凝土强度标号为R180200，抗渗等级W10，抗冻等级F300；675m高程以下二级配碾压混凝土强度标号为R180200，抗渗等级W10，抗冻等级F100；坝体内部采用三级配碾压混凝土，防渗层横缝间距与坝体分缝间距一致，为15m，缝内设置横缝排水管。在二级配碾压混凝土下游侧设置水廊道及坝体排水管。
变态混凝土的厚度规范定宜为30~50m，最大厚度不宜大于100cm。本工程坝体迎水面变态混凝土厚0.6~1.0m，变态混凝土与二级配碾压混凝土同步浇筑。二级配碾压混凝土层面均采取铺水泥粉煤灰净浆，缝面铺标号为M25、厚度为1~1.5cm的水泥砂浆，以加强层面及缝面结合的可靠性。
2.2“金包银”式防渗结构
参考国内类似坝高的工程，常态混凝土厚度自坝顶745.50~675.0m高程厚度为3.0m，675.0~坝底厚度为4.0m，675m高程以上常态混凝土强度标号为R90200，抗渗等级W10，抗冻等级F300；675m高程以下常态混凝土强度标号为R90200，抗渗等级W10，抗冻等级F100；坝体内部采用三级配碾压混凝土，防渗层横缝间距与坝体分缝间距一致，为15m。在常态混凝土下游侧设置排水廊道及排水管。
下游坝面655.0高程以下设置厚2.0m的常态混凝土，强度标号为R90200，抗渗等级W10，抗冻等级F300，并在内侧设横缝排水及坝体排水管。
3 两种防渗型式比较
就两种防渗结构物理学性能而言，实验室及工程实践均能证明常态混凝土和二级配碾压混凝土在密度、抗拉强度、抗压强度、弹模、极限拉伸值和抗剪断参数等方面均能很好地满足设计要求。
本工程就两种防渗型式从防渗体的抗渗性、抗裂性、抗冻性、施工、投资等方面进行比较、以选择适合本工程特点的防渗型式。
3.1抗渗性
3.1.1二级配碾压混凝土的抗渗性
上游防渗体采用富胶凝材料的二级配碾压混凝土，并在上游面辅以变态混凝土，经工程实践证明是非常有效的，碾压混凝土各项指标均能达到设计要求，混凝土很密实，层面结合良好，其防渗标号可以达到W8~W12（相当于渗透系数2.6×10-9cm/s～1.3×10-9cm/s），甚至更高。
3.1.2“金包银”防渗结构的抗渗性
“金包银”是在坝体的上下游面设1.5～4.0m厚的常态混凝土作为防渗体，这种防渗型式类似于常态混凝土坝，上游常态混凝土防渗层是整个坝体的防渗屏障。
常态混凝具有很好的抗渗性，混凝土经振捣后各项性能容易达到设计要求，其结构密实；常态混凝土浇筑与碾压混凝土同步上升，常态混凝土中没有薄层面，只有升程之间的缝面（施工缝），而施工缝处理方法渐渐成熟，因而防渗层混凝土的强渗透各向均一。只要控制好防渗层常态混凝土的温控防裂问题，“金包银”防渗效果与常态混凝土坝相似，防渗性能良好。
3.2抗冻性
3.2.1二级配碾压混凝土的抗冻性
碾压混凝土的抗冻性与常态混凝土一样，主要取决于硬化混凝土的强度及混凝土内部的气泡性质，提高混凝土的强度等级，降低混凝土的渗透性，可以提高其抗冻性，但不是主要措施。掺用引气剂是提高混凝土抗冻性的有效措施。
与常态混凝土相比，碾压混凝土水泥浆含量少，较为干硬，加入相同引气剂掺量时，不容易形成大量致密、稳定的气泡，加上粉煤灰具有消泡作用，混凝土达不到所要求的含气量，但是通过加大引气剂掺入量可以使含气量达到最佳含气量（经验表明：当粉煤灰掺量达到30～50%时，为达到4%～5.5%的含气量，引气剂的掺量是常态混凝土的8～10倍）。
室内试验以及石门子、龙首工程实践证明，通过加大引气剂掺量可以使碾压混凝土的含气量4%～5%（最佳含气量），可以配制出抗冻等级大于等于F300的混凝土，以满足工程需求。
3.2.2“金包银”防渗结构的抗冻性
就常态混凝土而言，产掺加一定的引气剂很容易达到要求的含气量，混凝土经过搅拌气泡分布均匀，抗冻性相对较好。
3.3施工
3.3.1二级配+变态混凝土防渗方案施工
采用单一的碾压混凝土坝施工方法，减少了施工干扰，为实现全断面碾压混凝土创造了条件，变态混凝土防渗是在坝体上游面一定的范围内，碾压混凝土摊铺施工中铺洒适量的水泥浆，使该处的混凝土变成具有坍落度的类似常态混凝土，然后用人工插入式振捣器振捣。
3.3.2“金包银”防渗方案施工
“金包银”防渗形式推荐的施工方案为：常态混凝土与碾压混凝土同步浇筑，先浇筑一层厚0.3m的常态混凝土，在浇筑碾压混凝土，碾压混凝土层厚为0.3m。两种混凝土均采用薄层同步上升，虽然施工干扰较大，但由于实现两种混凝土同步上升，不会形成交界薄弱或是冷缝面，有利于坝体的安全。
3.4投资
本工程队两中国防渗结构分别计算工程量，并进行投资分析，“金包银”防渗结构坝体直接费比二级配碾压混凝土防渗结构坝体直接费多出920万元，而且“金包银”尚未计施工干扰引起的费用增加。
4 比较结论
从抗渗性来看，“金包银”具有较好的防渗能力；对于二级配碾压混凝土防渗，根据目前的实验成果及工程实践，已经建成的几座碾压混凝土坝气钻孔混凝土芯样的渗透系数均达到了10-9～10-10cm/s，甚至更高，完全能够满足高坝的防渗要求。
从防渗层与坝体内部这两种混凝土的结合来看，两种防渗结构型式均能实现两种混凝土结合良好，但“金包银”施工干扰太大，施工工艺复杂。
从抗冻性来看，两种防渗结构均能满足建筑物的抗冻设计要求，但常态混凝土粉煤灰掺量相对较少，且经拌和机搅拌，气泡分布均匀，抗冻性能相对较优；掺加引气剂的二级配碾压混凝土可以达到4%～5%的最佳含气量，也具有良好的抗冻性。
从施工来看，“金包银”施工干扰太大，需要增加工序，施工工艺相对复杂，施工工序甚至超过了常态混凝土坝，对碾压混凝土施工干扰大，难以充分发挥碾压混凝土快速施工的优势；二级配碾压混凝土防渗型式施工方法单一，有利于快速施工。
从投资来看，二级配碾压混凝土防渗型式较省。
经过以上比较，根据本工程坝址气候条件恶劣、工期要求紧的特点，防渗体抗裂性和施工进度是影响防渗结构型式选择最关键因素，由于二级配碾压混凝土更有利于温控防裂，施工干扰少，投资较省，且抗渗性，抗冻性完全可以满足投资设计要求，因此本工程初步推荐的防渗结构为二级配碾压混凝土+变态混凝土防渗。
混凝土含气量范文6
Abstract： It makes the concrete reach frost-resisting critical strength before freezing to add the composite admixture including water reducing components， early strength components， air-entraining agents and antifreeze components in the cold area， ensuring that the strength of concrete at low temperatures can continue to grow and reach the design value of strength and meet the requirement of durability，which can extend the construction time and shorten the construction period.
关键词： 水泥混凝士；低温施工；复合外加剂；强度；耐久性
Key words： cement concrete；low temperature construction；composite admixture；strength；durability
中图分类号：U416.04 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）09-0146-02
0 引言
针对寒冷地区水泥混凝士施工周期较短的现状，系统研究冬末春初和秋末冬初等低温季节条件下水泥混凝土低温施工技术研究，不掺加防冻剂或防冻型外加剂，或不采取足够的保温防护措施，普通混凝土是不能直接用于低温或负温条件下施工的。通过掺加防冻的复合外加剂使混凝土在受冻前达到抗冻临界强度，确保水泥混凝土在低温条件下强度继续增长并达到设计强度和耐久性要求，研究复合外加剂对低温条件水泥混凝土力学性能和耐久性能的影响规律，确定出了满足低温施工条件的水泥混凝土路面施工配合比，并成功应用于路面工程，达到了延长施工时间、缩短施工周期的目的，具有明显的技术、经济和社会效益。
1 低温施工用复合外加剂的研究
冬季施工时在混凝土中掺入防冻剂，能够降低液相冰点，使水泥能够在负温条件下继续水化硬化，并在规定的龄期达到足够的强度，使混凝土最终达到与常温养护的相同水平，这是混凝土冬季施工中最常用的一种方法。冬季施工用常用的混凝土外加剂一般包括减水组分、早强组分、引气组分、防冻组分等。
1.1 早强组分的确定 在混凝土拌合物中掺入适量的早强组分，可使混凝土的ld～3d强度提高20%～50%，而对后期强度无不良影响。
1.2 减水组分的确定 当混凝土拌合物中掺入减水剂后，在相同坍落度的条件下，可以减少混凝土的拌和用水量。减少用水量对冬期施工混凝土具有重要的意义。当拌和水较少时，防冻剂的掺量可以相应的减少，这样不仅具有经济意义，而且可以减少防冻剂本身对混凝土质量的不利影响。因此，在混凝土冬季施工中，使用高效减水剂，使混凝土中的用水量减少到最低限度。
1.3 引气组分的确定 优质引气剂的加入能显著改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土的抗冻耐久性。含气量增加1%，水灰比可以减少2%～4%，水泥用量越少的混凝土，和易性的改善越显著；但随着含气量增加，混凝土的强度逐渐下降。适当增加混凝土的含气量，能显著提高混凝土的耐久性，特别是抗水冻性能、抗盐冻剥蚀性能及抗盐类腐蚀性能。一般来说，混凝土拌合物的含气量控制在3.5%～6%的范围内较合适。其用量以满足混凝土拌合物含气量达到（5士0.5）%为宜。
1.4 防冻组分的确定 防冻组分的掺量随混凝土浇筑温度和养护温度的不同而不同。浇筑温度和养护温度越低，防冻组分的掺量越大。本研究正是以此为出发点，采用冰点理论进行防冻组分配方的设计。在确定了早强组分、减水组分和引气组分的基础上，再混合不同掺量的防冻组分，其用量为冰点降低到-10度。
2 试验室复合外加剂的配合比设计
常温施工水泥混凝土路面配合比为：水灰比W/C=0.40，砂率为36%，大小碎石比例为60：40，水泥350kg/m3，水140kg/m3，砂677kg/m3，大碎石（2-3cm）723kg/m3，小碎石（0.5-2）482kg/m3，复合外加剂ENC（水泥用量的2%）。
低温施工水泥混凝土路面配合比为加水灰比W/C=0.40，砂率为36%，大小碎石比例为60：40，水泥350kg/m3，水140kg/m3，砂677kg/m3，大碎石（2-3cm）723kg/m3，小碎石（0.5-2）482kg/m3，掺防冻的复合外剂（水泥用量的3.5%）见表1。
3 低温施工水泥混凝土路面的应用
低温水泥混凝土施工在黑龙江省绥满公路中应用，施工用混凝土在100型拌合站集中搅拌，采用自卸翻斗汽车运输至浇注现场。混凝土设计弯拉强度为5.0MPa，设计拌合物坍落度为30mm～50mm，含气量为（5±0.5）%。施工时，随时检测混凝土拌合物的出机口坍落度和含气量，并随车测定混凝土运至摊铺现场后的坍落度和含气量。
实测混凝土拌合物的出机坍落度为45mm～70mm，含气量为4.2%～5.6%；摊铺现场混凝土坍落度为40mm～50mm，含气量为4.3%～5.3%，拌合物的粘聚性和保水性良好，拌合物性能满足施工要求。主板浇注时间为9月26日～28日，长800M宽8.5M；边板浇注时间为9月30日～10月1日，长800M宽2.5M。施工操作期间实测室外最低气温2℃～一9℃，砂石料堆温度9℃左右，拌合水温度为70℃，施工方法与常温施工完全相同，养护措施与正温施工混凝土的养护方法相同，即成型后立即用湿麻袋片覆盖，硬化后覆盖草帘并定期浇水进行养护，直至规定龄期。
3.1 低温施工混凝土的强度性能 由于工程要求和现场钻芯取样数量的限制，施工时现场预留混凝土试件，部分预留混凝土试件放在施工现场与依托工程同条件自然养护，部分试件在标准养护室养护，作为自然养护混凝土的对比。各组混凝土的强度发展规律见表2。
负温养护条件下，掺加复合外加剂的混凝土的抗压和弯拉强度均持续发展，虽然其强度值较同龄期标准养护的试件有所降低，但其28d弯拉强度均能满足5.0MPa的设计要求，特别是掺加复合外加剂的各组混凝土，现场养护的混凝土7d弯拉强度已经超过5.0MPa，强度发展速度与标准养护混凝土相当，达到了常温施工混凝土28d弯拉强度的设计指标，完全能够满足提前开放交通的要求。
表3则为钻芯取样的测试结果。从试验结果可以看出：试验路段主板和边板混凝土现场钻芯取样试件的抗压强度均达到了C40混凝土的要求，换算小梁抗折强度均达到了高等级公路5.OMPa弯拉强度的设计指标，完全能够达到常温施工混凝土的指标要求。
3.2 低温施工混凝土的耐久性能
3.2.1 抗氯离子渗透性能 抗渗性是混凝土耐久性的一个重要指标，它还直接影响混凝土的抗冻性及抗侵蚀性等。影响混凝土氯离子扩散系数的因素很多，其中水灰比起决定性的作用。水灰比增大，混凝土的密实度降低，氯离子扩散系数增大。见表4。
混凝土的氯离子扩散系数均（100～500）×l0-14ffl2/S混凝土渗透性较低的范围内，且数值较小，说明掺入复合外加剂后各组混凝土的抗渗性良好。
3.2.2 抗冻性能 抗冻性也是评定混凝土耐久性的主要指标，也是寒冷地区道路水泥混凝土最重要的耐久性指标，影响混凝土抗冻性的因素很多，包括含气量、水灰比、外加剂、原材料质量、施工工艺、配合比、环境条件等。
表5为不同养护条件下混凝土冻融300次后动弹性模量和质量损失变化情况，复合外加剂的加入对混凝土的抗冻性没有不利影响。
4 技术经济分析
目前，水泥、砂、碎石的实际价格分别为415元/吨、37元/m3、30元/m3，常温外加剂、低温外加剂分别为2200元/吨、2500元/吨、夏季施工用混凝土的配合比为水泥：水：砂：碎石：外加剂=350：140：677：1205：7，低温施工用混凝土配合比为水泥：水：砂：碎石：外加剂：350：140：677：1205：10.5。则夏季施工混凝土的原材料成本为：
（350×415+677/1.46×37+1205/1.49×30+350×2%×2200）/1000=202.07元/m3
若复合外加剂的价格分别为2500元/吨，掺量分别为水泥质量的3.5%，则低温施工混凝土的原材料成本为：
掺加外加剂的混凝土：
（350×415+677/1.46×37+1205/1.49×30+350×3.5%×2500）/1000=217.3元/m3
原材料成本增加比例分别为（217.3-202.07）/202.07=7.5%
如果考虑到采用低温施工技术可以缩短施工周期、减少施工设备的存放、转运费用，同时提前开放交通产生的经济和社会效益，采取低温施工技术的综合成本要明显低于常温施工混凝土，因此具有明显的技术经济效益和极大的实际推广价值。
5 结论
现场应用试验证明，在秋末冬初和冬末春初季节，采用低温施工技术进行水泥混凝土路面的摊铺是完全可行的，所施工的混凝土不仅具有良好的负温强度增长，28d混凝土的力学性能完全能够达到常温施工混凝土的设计指标要求，而且混凝土的抗冻性能、抗渗性能良好，具有优良的耐久性能。
从工程应用来看，复合外加剂适宜于秋末冬初季节和冬末春初季节水泥混凝土路面的施工。
掺加复合外加剂后，单方混凝土的原材料成本增加高于常温施工混凝土的7.5%，但综合施工成本低于采用常温施工技术费用。
采用低温施工技术对部分路段进行施工，其总体费用比传统施工方法降低，且能起到缩短施工周期、提前开放交通的作用，具有明显的技术、经济和社会效益。
总之，水泥混凝土路面的低温施工技术是完全可行的，具有明显的经济和社会效益，具有很好的推广应用价值。
参考文献：
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