第一篇：幾種廢棄物在混凝土材料中應(yīng)用的探討

幾種廢棄物在混凝土材料中應(yīng)用的探討

【中文摘要】眾所周知，粉煤灰、廢棄橡膠、廢棄陶瓷是幾種常見的廢棄物，且具有一定的污染性。為了實(shí)現(xiàn)各廢棄物在混凝土材料中的循環(huán)利用，解決廢料難處理、造成環(huán)境污染以及當(dāng)前混凝土原材料大量短缺等問題，本文列舉了幾種常見廢棄物在混凝土中的應(yīng)用，總結(jié)了各廢棄物自身優(yōu)缺點(diǎn)以及改善各廢棄物摻合料自身缺點(diǎn)的有效辦法，從而實(shí)現(xiàn)廢物再利用的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】混凝土、粉煤灰、廢棄橡膠、廢棄陶瓷、配合比

發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是緩解資源約束矛盾的根本出路。隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長和人口的增加，資源不足的矛盾越來越突出。各種廢棄物是污染環(huán)境的根本殺手，如果能把這些廢棄物都能充分利用起來，對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展經(jīng)起到積極的作用；不僅能解決肥料難處理的問題，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展，而且解決了原材料短缺和價(jià)格等問題，降低了生產(chǎn)成本，并直接節(jié)能、環(huán)保服務(wù)。

1、粉煤灰混凝土的應(yīng)用

粉煤灰是燃煤電廠煙囪中收集的灰塵，在從高溫到溫度急劇下降的過程中形成了大量表面光滑的球狀玻璃體，其顆粒比水泥細(xì)，比表面積很大，因此具有很大的活性。主要化學(xué)成分是無定形的

第二篇：粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用

三、粉煤灰在混凝土中的作用

了解混凝土的微結(jié)構(gòu)的特性及其對性能的影響后，就可以更好地認(rèn)識粉煤灰在混凝土中的作用。粉煤灰的主要作用可以包括以下幾方面：

1）填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤滑層，由于粉煤灰的容重（表觀密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（質(zhì)量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密實(shí)，在水泥用量較少的混凝土里尤其顯著。

2）對水泥顆粒起物理分散作用，使其分布得更均勻。當(dāng)混凝土水膠比較低時(shí)，水化緩慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分。

3）粉煤灰和富集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結(jié)晶發(fā)生火山灰反應(yīng)，不僅生成具有膠凝性質(zhì)的產(chǎn)物（與水泥中硅酸鹽的水化產(chǎn)物相同），而且加強(qiáng)了薄弱的過渡區(qū)，對改善混凝土的各項(xiàng)性能有顯著作用。

4）粉煤灰延緩了水化速度，減小混凝土因水化熱引起的溫升，對防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫十分有利。

下面對粉煤灰在混凝土中的作用及其機(jī)理做一些具體地分析。

長期以來，國內(nèi)外在混凝土中常摻有一定量粉煤灰，但作為水泥的替代材料，絕大多數(shù)情況下是以如下三種方式應(yīng)用的：在早期強(qiáng)度要求很低，長期強(qiáng)度大約在25~35MPa的大體積水工混凝土中，大摻量地替代水泥使用；在結(jié)構(gòu)混凝土里較少量地替代水泥（10~25%）；在強(qiáng)度要求很低的回填或道路基層里大量摻用。

對于粉煤灰的作用機(jī)理和應(yīng)用技術(shù)，多年來進(jìn)行了大量的研究工作，取得了不少進(jìn)展，這些進(jìn)展對粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用起了一定的推動作用。如摻用的方法從等量替代水泥，發(fā)展到超摻法、代砂法以及與化學(xué)外加劑同時(shí)使用的雙摻法。對于粉煤灰的作用機(jī)理，從主要是火山灰質(zhì)材料特性的作用（消耗了水泥水化時(shí)生成薄弱的，而且往往富集在過渡區(qū)的氫氧化鈣片狀結(jié)晶，由于水化緩慢，只在后期才生成少量C-S-H凝膠，填充于水泥水化生成物的間隙，使其更加密實(shí)），逐步發(fā)展到分析它還具有形態(tài)效應(yīng)、填充效應(yīng)和微集料效應(yīng)等。但無論哪一方面的研究成果，似乎都改變不了這樣一個(gè)事實(shí)：在混凝土中摻粉煤灰要降低混凝土的強(qiáng)度，包括28天齡期以后一段時(shí)間里的強(qiáng)度，其他性能當(dāng)然也相應(yīng)受到不同程度的影響，而且這些影響要隨著摻量的增大而加劇。這個(gè)事實(shí)始終禁錮著粉煤灰在混凝土中，尤其是結(jié)構(gòu)混凝土中的摻量，而且似乎形成了這樣一種成見：摻用粉煤灰是以犧牲結(jié)構(gòu)混凝土的品質(zhì)為代價(jià)的。

事實(shí)上，如前所述，由于高效減水劑的應(yīng)用，使混凝土的水膠比可以大幅度降低，從而使摻用粉煤灰的效果大為改善，使大摻量粉煤灰混凝土的性能能夠大幅度地提高。

1）水膠比的影響 水膠比的上述變化為什么影響這么大呢？在高水膠比的水泥漿里，水泥顆粒被水分隔開（水所占體積約為水泥的兩倍），水化環(huán)境優(yōu)異，可以迅速地生成表面積增大1000倍的水化物，有良好地填充漿體內(nèi)空隙的能力。粉煤灰雖然從顆粒形狀來說，易于堆積得較為密實(shí)，但是它水化緩慢，生成的凝膠量少，難以填充密實(shí)顆粒周圍的空隙，所以摻粉煤灰水泥漿的強(qiáng)度和其他性能總是隨摻量增大（水泥用量減少）呈下降趨勢（當(dāng)然在早齡期就更加顯著）。

在低水膠比的水泥漿里情況就不一樣了。不摻粉煤灰時(shí)，高活性的水泥因水化環(huán)境較差，即缺水而不能充分水化，所以隨水灰比下降，未水化水泥的內(nèi)芯增大，生成產(chǎn)物量下降，但由于顆粒間的距離減小，要填充的空隙也同時(shí)減小，因此混凝土強(qiáng)度得到迅速提高。這種情況下用粉煤灰代替部分水泥，在低水膠比條件下（例如0.3左右），水泥的水化條件相對改善，因?yàn)榉勖夯宜徛?，使混凝土?shí)際的“水灰比”增大，水泥的水化因而加快，這種作用機(jī)理隨著粉煤灰的摻量增大愈加明顯（例如摻量為50%左右，初期實(shí)際水灰比則接近0.6），水泥水化程度的改善，則有利于粉煤灰作用的發(fā)揮，然而與此同時(shí)，需要粉煤灰水化產(chǎn)物填充的空隙已經(jīng)大大減小，所以其水化能力差的弱點(diǎn)在低水膠比條件下被掩蓋，而它降低溫升等其它優(yōu)點(diǎn)則依然起著有利于混凝土性能的作用。以上所述低水膠比下粉煤灰作用的變化，我們可以用一個(gè)“動態(tài)堆積”的概念來認(rèn)識，這是相對于長期以來沿用的靜態(tài)堆積而言的。即通常在選擇原材料和配合比時(shí)，是以各種原材料在加水之前的堆積盡量密實(shí)為依據(jù)的，但是當(dāng)加水?dāng)嚢韬?，特別是在低水膠比條件下，如何通過粉狀顆粒水化的交叉進(jìn)行，使初始水膠比盡量降低，混凝土單位用水量盡量減少，配制出的混凝土在密實(shí)成型的前提下，經(jīng)過水化硬化過程，形成的微結(jié)構(gòu)應(yīng)該是更為密實(shí)的。上述大摻量粉煤灰混凝土的例子中，每方混凝土的用水量僅100kg左右，要比目前配制普通混凝土少幾十公斤，就是明顯的證據(jù)。有人曾進(jìn)行過低水灰比（水膠比）摻/不摻粉煤灰凈漿的結(jié)合水測定試驗(yàn)[6]：摻有30%粉煤灰，水膠比為0.24的凈漿，要比水灰比為0.24的純水泥漿在28d時(shí)的結(jié)合水還多，證實(shí)上述摻粉煤灰后改善了水泥在低水灰比條件下水化程度的說法。因此低水膠比條件下，大摻量粉煤灰混凝土的強(qiáng)度發(fā)展與空白混凝土接近，而后期仍有一定幅度的增長，在一定范圍內(nèi)隨摻量變化的影響不大。當(dāng)然，粉煤灰代替水泥用量大了，由于起激發(fā)作用的氫氧化鈣含量減少，使粉煤灰的水化條件劣化，所以在不同條件下存在一最佳粉煤灰摻量，并不是越大越好。

2）溫度的影響 眾所周知，溫度升高時(shí)水泥水化的速率會顯著加快。研究表明：與20℃相比，30℃時(shí)硅酸鹽水泥的水化速率要加快一倍。由于近些年來大型、超大型混凝土結(jié)構(gòu)物的建造，構(gòu)件斷面尺寸相應(yīng)增大；混凝設(shè)計(jì)土強(qiáng)度等級的提高，使所用水泥標(biāo)號提高、單位用量增大；又由于水泥生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展，使其所含水化迅速的早強(qiáng)礦物硅酸三鈣含量提高、粉磨細(xì)度加大，這些因素的疊加，導(dǎo)致混凝土硬化時(shí)產(chǎn)生的溫升明顯加劇，溫峰升高。舉一個(gè)典型的例子：97年北京一棟建筑物底層斷面為1.6m×1.6m的柱子，模板采用9層膠合板材料，施工季節(jié)為夏季，混凝土澆筑后柱芯的溫峰達(dá)到110℃。

在達(dá)到溫峰后的降溫期間，混凝土產(chǎn)生溫度收縮（也稱熱收縮）引起彈性拉應(yīng)力；另一方面，混凝土水膠比的降低，又會使因水泥水化產(chǎn)生的自身收縮增大，同樣產(chǎn)生彈性拉應(yīng)力；而混凝土的水灰比（水膠比）降低，早期水化加快，混凝土的彈性模量隨強(qiáng)度的提高而增大，進(jìn)一步加劇了彈性拉應(yīng)力增長；與此同時(shí)，混凝土的粘彈性，即對于彈性拉應(yīng)力的松弛作用卻顯著地減小，這一切，都導(dǎo)致近些年來許多結(jié)構(gòu)物在施工期間，模板剛拆除或以后不久就發(fā)現(xiàn)表面大量裂縫。除了凝固前的塑性裂縫以外，硬化混凝土早期出現(xiàn)的裂縫往往深而長（實(shí)際上不可見裂縫的長度和深度，要遠(yuǎn)比可見裂縫大得多）。為了防止可見裂縫的出現(xiàn)，目前常采取外包保溫措施，以減小內(nèi)外溫差，這種做法被認(rèn)為是有效措施而迅速地得到推廣。但是沒有注意到：由于外保溫阻礙了混凝土水化熱的散發(fā)，加劇了體內(nèi)的溫升，混凝土體溫度升高，使水泥水化加速，早期強(qiáng)度發(fā)展更加迅速，因此也更容易出現(xiàn)裂縫，只是由于鋼筋的約束和對應(yīng)力的分散作用，使少量寬而長的可見裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅糠稚⒌牟豢梢娏芽p，它們將為侵蝕性介質(zhì)提供通道，影響結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性。同時(shí)較大的彈性拉應(yīng)力還可能引起鋼筋達(dá)到屈服點(diǎn)而滑移，從而可能影響結(jié)構(gòu)的使用功能。

與水泥相比，粉煤灰受溫度影響更為顯著，即溫度升高時(shí)它的水化明顯加快。所以當(dāng)混凝土澆注時(shí)環(huán)境溫度與混凝土體溫度較高時(shí)，對純水泥混凝土來說，由于溫升帶來不利的影響，而對摻粉煤灰混凝土來說，則不僅溫升下降，減小了混凝土因溫度開裂的危險(xiǎn)，同時(shí)由于加快火山灰反應(yīng)，還提高了28天強(qiáng)度。舉一個(gè)很有意思的例子：德國在修建一條新鐵路時(shí)，其隧道襯砌曾嚴(yán)重地開裂，當(dāng)時(shí)要求混凝土10h強(qiáng)度不低于12MPa；后來修改了規(guī)定：以隔熱的立方模型澆注的試件12h最高強(qiáng)度為6MPa；如果超過了，就要增加粉煤灰的摻量來更多地代替水泥。

以上說明：由于混凝土技術(shù)的進(jìn)展，使混凝土可以在比較低的水膠比條件下制備，這就使粉煤灰在混凝土中的作用出現(xiàn)顯著地變化。而近些年來水泥活性增大、混凝土設(shè)計(jì)等級提高促使水泥用量增大，以及構(gòu)件斷面尺寸加大，在混凝土體溫度上升的前提下，進(jìn)一步促進(jìn)了粉煤灰在混凝土中作用的發(fā)揮，以至可以說：粉煤灰在許多情況下可以起到水泥所起不到的作用，成為優(yōu)質(zhì)混凝土必不可少的組分之一。

3）室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場澆注 長期以來，人們對于混凝土強(qiáng)度——其質(zhì)量控制主要指標(biāo)（通常也就是唯一指標(biāo)）的評價(jià)，一直是根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室里制備的小試件（由于骨料最大粒徑的減小，試件尺寸從200×200×200mm減小到現(xiàn)在的100×100×100mm），經(jīng)規(guī)定齡期的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)（20±3℃；RH≥90%），然后在試驗(yàn)機(jī)上破型得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行。Idorn[7]在91年曾擬文指出：在特定實(shí)驗(yàn)室條件下取樣制備試件進(jìn)行試驗(yàn)作為控制質(zhì)量的方法，而不去開發(fā)以物理化學(xué)為科學(xué)依據(jù)的控制方法，是不合乎當(dāng)今時(shí)代的錯(cuò)誤。

試驗(yàn)室制備的試件與工程中澆筑構(gòu)件的實(shí)際情況存在著明顯的差異：

1）制備試件時(shí)的成型條件與工程實(shí)際振搗密實(shí)的情況不相符，因此不能反映實(shí)際結(jié)構(gòu)物中混凝土的振實(shí)程度（孔隙率）、沉降程度（離析、泌水）等；

2）試件養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫、濕度與實(shí)際構(gòu)件的情況不同，而這種差異隨著現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)斷面尺寸明顯增大、施工中忽視養(yǎng)護(hù)的情況使反差更加劇。如前所述，混凝土構(gòu)件體內(nèi)的溫升及其對

3）室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場澆注 室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果要反映工程施工中混凝土澆筑的實(shí)際情況。

長期以來，人們對于混凝土強(qiáng)度——其質(zhì)量控制主要指標(biāo)（通常也就是唯一指標(biāo)）的評價(jià)，一直是根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室里制備的小試件（由于骨料最大粒徑的減小，試件尺寸從200×200×200mm減小到現(xiàn)在的100×100×100mm），經(jīng)規(guī)定齡期的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)（20±3℃；RH≥90%），然后在試驗(yàn)機(jī)上破型得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行。Idorn[6]在91年曾擬文指出：在特定實(shí)驗(yàn)室條件下取樣制備試件進(jìn)行試驗(yàn)作為控制質(zhì)量的方法，而不去開發(fā)以物理化學(xué)為科學(xué)依據(jù)的控制方法，是不合乎當(dāng)今時(shí)代的錯(cuò)誤。

試驗(yàn)室制備的試件與工程中澆筑構(gòu)件的實(shí)際情況存在著明顯的差異：

1）制備試件時(shí)的成型條件與工程實(shí)際振搗密實(shí)的情況不相符，因此不能反映實(shí)際結(jié)構(gòu)物中混凝土的振實(shí)程度（孔隙率）、沉降程度（離析、泌水）等；

2）試件養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫、濕度與實(shí)際構(gòu)件的情況不同，而這種差異隨著現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)斷面尺寸明顯增大、施工中忽視養(yǎng)護(hù)的情況使反差更加劇。如前所述，混凝土構(gòu)件體內(nèi)的溫升及其對混凝土水化過程的不利影響、隨后降溫時(shí)的變形以及產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，小試件是反映不出來的，更無法反映上述普通混凝土與大摻量粉煤灰混凝土在溫升影響下的反差（純水泥混凝土后期強(qiáng)度比小試件偏低，而大摻量粉煤灰混凝土強(qiáng)度發(fā)展加速和提高）。

3）自由變形的試件和受配筋及其他條件約束的實(shí)際構(gòu)件，在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)配筋曰益密集、混凝土水膠比明顯降低的情況下，對結(jié)構(gòu)混凝土性能產(chǎn)生的影響差異加大：試件在初齡期自身收縮增大時(shí)，強(qiáng)度會呈提高趨勢；而實(shí)際結(jié)構(gòu)中混凝土早期強(qiáng)度提高（彈性模量增大）、自身收縮加劇時(shí)，則因變形受約束，引起很大的拉應(yīng)力從而導(dǎo)致開裂，強(qiáng)度與耐久性降低。

以上說明：室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果難以完全反映工程施工中混凝土澆筑的實(shí)際情況。正是從這個(gè)角度出發(fā)，許多國家從事混凝土技術(shù)研究時(shí)，越來越重視足尺試驗(yàn)（與實(shí)際結(jié)構(gòu)物尺寸相同或者成比例縮?。┖蛯τ趯?shí)際結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)場檢測。如上所述，其結(jié)果正和小試件的相反。對于大摻量粉煤灰混凝土，或者從更廣泛的意義上來說，在混凝土技術(shù)領(lǐng)域里的研究方面，我們與先進(jìn)國家的差距，可能更突出地反映在這些問題上（當(dāng)然還有其他方面的，例如配制混凝土?xí)r所用骨料的變異性大，因此試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性差；室內(nèi)試驗(yàn)混凝土的攪拌、成型和養(yǎng)護(hù)條件有待改善等等），而不是如有些人誤認(rèn)為的：因?yàn)閲鴥?nèi)粉煤灰、水泥、外加劑等原材料的質(zhì)量存在著很大差距，因此得不出類似結(jié)果。

四、大摻量粉煤灰混凝土

既然粉煤灰在混凝土中的作用如此重要，為什么粉煤灰混凝土，主要是大摻量粉煤灰混凝土長時(shí)間得不到推廣呢？在這里提出一個(gè)新的看法：目前許多規(guī)范中規(guī)定的鋼筋混凝土中的摻量限制（例如25%），對配制中低強(qiáng)度的混凝土來說，恰恰是最不利于發(fā)揮粉煤灰作用的摻量。換句話說，粉煤灰必須用大摻量，才能發(fā)揮良好的效果。這是為什么呢？

如上所述，摻用粉煤灰要想取得良好效果，水膠比必須低，而中低強(qiáng)度混凝土的水泥用量通常在350kg/m3以下。這種條件下，即使摻用再好的減水劑，水灰比（水膠比）也只能在0.50左右。因?yàn)樵贉p小時(shí)，漿體體積就滿足不了填充骨料空隙并形成足夠厚度潤滑層的需要。當(dāng)摻加粉煤灰時(shí)，由于它比水泥輕，等重量替代水泥時(shí)可以增大膠凝材料的體積，所以可以使混凝土的水膠比降低。但是當(dāng)其摻量較小時(shí)（如規(guī)定的25%以內(nèi)），增大膠凝材料的體積有限，降低水膠比的作用也就有限。前面談到的加拿大CANMET進(jìn)行的大摻量粉煤灰混凝土性能之所以優(yōu)異，正是因?yàn)樗谀z凝材料用量為350kg/m3的條件下，粉煤灰占到57%以上，從而將水膠比降低到0.30左右獲得的結(jié)果。我們重復(fù)了它的膠凝材料比例進(jìn)行試驗(yàn)，因此也得到了類似的效果。

大摻量粉煤灰混凝土不僅強(qiáng)度發(fā)展效果良好，而且各種耐久性能也十分優(yōu)異。由于能夠明顯降低水化溫升，也大大減小了混凝土早期出現(xiàn)開裂的危險(xiǎn)，可以說是一種適用于除了早期強(qiáng)度要求非常高以外，能夠滿足各種工程條件，尤其是侵蝕性嚴(yán)酷環(huán)境要求的高性能混凝土。例如公路路面板、橋面板就是這樣一類結(jié)構(gòu)，不僅工作環(huán)境嚴(yán)酷，而且需要耐磨性良好。大摻量粉煤灰混凝土的后期強(qiáng)度增長幅度大，恰好滿足了這樣的要求——強(qiáng)度和耐磨性隨著時(shí)間不斷增長。但是目前的耐磨性試驗(yàn)不適宜于判斷這種混凝土的耐磨性，因?yàn)橥ǔ＞驮?8天齡期進(jìn)行快速試驗(yàn)——用鋼球在試件上快速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磨耗量來評價(jià)。這也說明：推廣新材料、新技術(shù)需要伴隨試驗(yàn)評價(jià)方法的改進(jìn)。

當(dāng)然，任何事物都有它的兩面性，大摻量粉煤灰混凝土也存在局限性。其中，粉煤灰—水泥—化學(xué)外加劑之間的相容性，表現(xiàn)為混凝土水膠比能否有效地降低，使粉煤灰能充分發(fā)揮作用，自然是應(yīng)用這種混凝土首先要檢驗(yàn)的問題。一般來說，當(dāng)水膠比只能在0.40以上時(shí)，在中等強(qiáng)度要求的混凝土中使用的效果就可能成問題了。其次，由于大摻量粉煤灰混凝土的水泥用量大幅度減少，因此對于水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性和粉煤灰品質(zhì)的穩(wěn)定性就比較高，當(dāng)兩者的質(zhì)量產(chǎn)生波動時(shí)，會給使用效果帶來明顯的影響。不過大摻量粉煤灰混凝土的水膠比較低這一特性，也有減小混凝土性能波動的益處。同時(shí)，從拌合物的工作度檢驗(yàn)中，操作人員比較易于獲得粉煤灰質(zhì)量發(fā)生了波動的信息，便于及時(shí)采取措施減小或避免損失。此外，工程所在地附近一定半徑范圍里，有可以適用的粉煤灰來源也十分重要，過長的運(yùn)輸距離不僅使粉煤灰使用費(fèi)用增加，也給及時(shí)滿足工程對粉煤灰貨源的需求帶來困難。

另外，在使用大摻量粉煤灰混凝土?xí)r，需要注意以下施工條件和事項(xiàng)：

1）配制混凝土的骨料級配良好，以減小空隙率，利于水膠比降低，保證使用效果；

2）必須采用強(qiáng)制性攪拌機(jī)拌合這種混凝土，以保證其均勻性，由于它比較粘稠，在出機(jī)口、罐車進(jìn)料口、入泵口以及攤鋪過程要采取相應(yīng)措施；

3）混凝土坍落度應(yīng)控制比普通混凝土減?。ú挥绊懕盟团c震搗）；澆注后，要及早噴灑養(yǎng)護(hù)劑或覆蓋外露表面，但一般情況下無需噴霧或澆水養(yǎng)護(hù)；

4）氣溫過低時(shí)，要采用保溫養(yǎng)護(hù)措施，且適當(dāng)延緩拆模時(shí)間，使混凝土硬化和強(qiáng)度發(fā)展?jié)M足施工需要。

五、混凝土材料的可持續(xù)發(fā)展

混凝土材料是當(dāng)今用量最大、用途最廣泛的建筑材料，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年全世界的耗用量接近100億噸。如此巨大的用量，伴隨著生產(chǎn)、使用過程帶來礦石資源、能源的消耗，以及對大氣和環(huán)境造成的污染，已引起全世界業(yè)內(nèi)的關(guān)注。

我國的水泥產(chǎn)量多年來居世界首位，占1/3以上。同時(shí)我國粉煤灰的年排量也是居世界首位。由于發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需要，有關(guān)部門仍在計(jì)劃投資建設(shè)更多水泥廠。過去在混凝土里摻用粉煤灰，是為了節(jié)約水泥、降低工程材料費(fèi)用，今天對混凝土摻用粉煤灰的認(rèn)識，應(yīng)該提高到保護(hù)環(huán)境、保護(hù)資源，使混凝土材料可長久地持續(xù)應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的高度上來認(rèn)識。

大摻量粉煤灰混凝土不僅可以改善混凝土的各項(xiàng)性能，延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，同時(shí)可以大幅度減小耗費(fèi)能源多、污染環(huán)境嚴(yán)重的硅酸鹽水泥用量，因此也是一種綠色混凝土。從這個(gè)角度出發(fā)，推廣大摻量粉煤灰混凝土在我國土木建筑工程中的應(yīng)用，是一件于國于民有顯著效益的事業(yè)，必定有強(qiáng)大的生命力，有廣闊的發(fā)展前景。

第三篇：淺談混凝土防水在施工中應(yīng)用

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淺談混凝土防水在施工中應(yīng)用

淺談混凝土防水在施工中應(yīng)用

【摘要】：高層建筑在城市中已經(jīng)占到了主導(dǎo)地位，防水問題不斷出現(xiàn)在生產(chǎn)、生活和工作中。工業(yè)防水、高層防水已經(jīng)是不可逃避的現(xiàn)實(shí)問題，中國的普遍防水材料壽命在15年左右。本文就混凝土防水存在的一些問題進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】：蓄水池、廁所衛(wèi)生間防水、屋頂防水、外墻防水。

中圖分類號：TU57 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

0引言：工業(yè)工程防水也是不可忽視的重要環(huán)節(jié)，“百年大計(jì)質(zhì)量第一”到現(xiàn)在來說我們必須要提高一個(gè)高度來認(rèn)真對待。以電廠的污水處理工程為例：沉淀池、蓄水池等都是主要的水儲存地，施工縫設(shè)計(jì)防水一般是橡膠止水條、止水鋼板，如果設(shè)計(jì)沒有要求施工單位也必須采取物理方法進(jìn)行施工縫防水處理：比如在施工縫處留凹槽、陰陽茬等方法。

施工防水是工程防水的第一步，第二部就是混凝土的振搗工作。振搗是措施能不能完成的主要因素，漏振、振搗不到位、混凝土離析都可能讓施工防水工作前功盡棄。所以混凝土班組在振搗作業(yè)是必須要施工管理人員或技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底和技術(shù)指導(dǎo)工作，監(jiān)理工程師的全程旁站在工程重要環(huán)節(jié)不能松懈。

拆模長時(shí)間注水后陰水問題還需要設(shè)計(jì)一步池內(nèi)壁的防水措施。因?yàn)榛炷凉こ坍吘故怯猩?，如果長時(shí)間被污水或有腐蝕性的水源浸泡的情況下很容易遭到破壞。內(nèi)部防水就變得至關(guān)重要。

一、混凝土漏水的原因

高層中樓板層的澆筑時(shí)間問題，一棟30層的高層在施工當(dāng)中要經(jīng)歷春、夏、秋、東四個(gè)季節(jié)的變化，人們往往考慮了熱脹冷縮的主觀問題并沒有考慮到施工影響的嚴(yán)重性。新聞報(bào)道了不知多少次，樓上的住戶因?yàn)槭韬龃笠馔涥P(guān)水閥門，造成室內(nèi)泡水。如果樓板的混凝土密實(shí)振搗，施工縫防水處理到位，樓上的水源是不會大面積滲漏

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到樓下造成他人的經(jīng)濟(jì)損失。

按照混凝土工程施工中混凝土樓面板是必須要振搗密實(shí)，不允許有裂紋，裂紋長度不能大于2米，寬度要小于2毫米，深度不能超過板厚的1/2。如果施工中能夠按標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到要求，樓下住戶的財(cái)產(chǎn)損失能夠降到最低。

屋頂防水在工程中的意識是最強(qiáng)烈的，因?yàn)樗莫?dú)特性，接受日照、雷雨、風(fēng)雪等惡略天氣。屋頂防水的破壞直接影響室內(nèi)的生產(chǎn)和生活問題。

衛(wèi)生間防水是每家每戶都能切身體會的一件事情，樓上下水道堵塞、跑水、或因淋浴都是會給衛(wèi)生間防水提出挑戰(zhàn)的因素。如果防水效果不好就會在天花板上出現(xiàn)地圖的形狀，很不美觀，而切還會減少樓板層的壽命。

外墻防水是人們最不容易接觸到的，但是一旦出現(xiàn)為題也是最不容易處理的。在靠近室外的墻壁在雨天容易出現(xiàn)陰水、或泛水現(xiàn)象，這是因?yàn)樵谑┕ぶ袎w上的孔洞沒有進(jìn)行很好的修補(bǔ)處理。

二、源頭控制

1、混凝土水灰比、坍落度控制不到位（商混站距離太遠(yuǎn)，為減少施工成本現(xiàn)場攪拌），造成混凝土和易性差、泌水性大、振搗不實(shí)、漏振、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、脫水都能導(dǎo)致導(dǎo)致混凝土密實(shí)性差、收縮大、毛細(xì)管通道增多、增大，嚴(yán)重時(shí)便造成混凝土出現(xiàn)貫通性裂縫、孔洞產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。

2、骨料吸水率大。砂石含泥量、泥塊含量嚴(yán)重超標(biāo)、粗細(xì)骨料級配不佳，影響骨料級配防水混凝土的抗?jié)B性能。

3、不同品種的水泥混雜使用。因?yàn)椴煌贩N的水泥，其礦物組成各不相同（同一品種，不同廠批次的水泥，其礦物組成亦不盡相表現(xiàn)在性能上當(dāng)然也就會出現(xiàn)差異，極易形成收縮變形不一，造成裂縫滲漏。

4、由于砼和易性不好，將導(dǎo)致其松散，粘結(jié)不良，在施工過程中分層離析，遇水后出現(xiàn)滲漏。砼澆筑前對模具清理干凈并清洗濕潤，澆筑時(shí)合理分層振搗，對鋼筋密集處的采用同強(qiáng)度細(xì)石砼，振搗密實(shí)，最新【精品】范文 參考文獻(xiàn)

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確保砼表面平整光滑、無麻面、蜂窩、孔洞等缺陷。

5、地質(zhì)勘測不準(zhǔn)、水文資料掌握不全或設(shè)計(jì)考慮不周、不合理，某些部位的構(gòu)造措施不當(dāng)?shù)取?/p>

三、加強(qiáng)預(yù)防和措施

1、強(qiáng)化原材料的質(zhì)量控制，不合格的砂石不準(zhǔn)進(jìn)場。進(jìn)場后的砂石應(yīng)重點(diǎn)核查含泥量、泥塊含量和級配等技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)。級配不合格的應(yīng)予調(diào)整，含泥量超過規(guī)定的必須用水沖洗，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。泥塊含量超過規(guī)定的，應(yīng)過篩清除至符合要求后，準(zhǔn)許使用。

2、正確選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，搞好配合比設(shè)計(jì)，水灰比、坍落度、砂率和用水量的選擇應(yīng)通過試驗(yàn)確定：骨料質(zhì)量，最大粒徑、每立方米水泥用量和灰砂比等，也應(yīng)符合有關(guān)的技術(shù)規(guī)定。

3、水泥的存放地應(yīng)保持干燥，堆放高度不得超過10袋，以防受潮、結(jié)塊。受潮結(jié)塊或混入有害雜質(zhì)的水泥均不得使用e

4、同一防水結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用同一廠批、同一品種、同一強(qiáng)度等級的水泥，以保證混凝土性能的一致性。不使用過期水泥。

5、做好攪拌、運(yùn)輸、振搗和養(yǎng)護(hù)等工作的技術(shù)交底?；炷翑嚢枨?，質(zhì)檢人員應(yīng)再次核查原材料的出廠合格證和復(fù)檢合格證，并觀察水泥、砂石等材質(zhì)是否有可疑征兆。如有疑問，應(yīng)被查清、排除后方可開盤。每天測定砂石含水率1～2次，及時(shí)調(diào)整配合比。當(dāng)拌合物出現(xiàn)離析或泌水現(xiàn)象，應(yīng)查明原因，及時(shí)糾正處理?；炷涟韬衔锏倪\(yùn)輸、停留時(shí)間不應(yīng)過長，從攪拌機(jī)出料算起，至澆筑完畢，不宜超過45min。

實(shí)行振搗工作掛牌責(zé)任制。養(yǎng)護(hù)人員要做到7d內(nèi)，混凝土表面始終處于濕潤狀態(tài)。

6、地質(zhì)勘測和水文勘察點(diǎn)不可過稀，對于復(fù)雜地形，應(yīng)適當(dāng)加密勘測、勘察點(diǎn)，出示的數(shù)據(jù)能正確反映實(shí)際情況，以便于設(shè)計(jì)上準(zhǔn)確掌握和正確應(yīng)用。

7、當(dāng)粗骨料為卵石時(shí)，砂石的混合級配以無曲線為最好。

8、為增進(jìn)混凝土的防水性能，可在混凝土中摻加一定是粒徑小于0．15mm的粉細(xì)料，以便更嚴(yán)密地把空隙堵塞起來，使混凝土更加密實(shí)，有利于抗?jié)B性能的提高。但摻量不宜過多，因?yàn)榧?xì)粉料太多，最新【精品】范文 參考文獻(xiàn)

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骨料的比表面積必然增大，這就需要較多的水泥漿來包裹粗細(xì)骨料的表面；因此，在同樣的水泥用量下，細(xì)粉料過多，反而導(dǎo)致抗?jié)B性能下降，一般摻量以占骨料總量的5％～8％為宜。

四、補(bǔ)救措施和方法

1、查明滲漏原因，探明滲漏水的來源，為切斷水源、擬定防水處理方案提供依據(jù)。

核查水文、地質(zhì)資料與實(shí)際情況是否吻合，設(shè)計(jì)是否合理、可靠（如強(qiáng)度、剛度等），細(xì)部構(gòu)造措施是否正確。

2、查明滲漏水部位。慢滲漏水部位先用于布擦干，然后在其表面上均勻撒干水泥粉，出現(xiàn)濕點(diǎn)或涸濕線的地方，就是滲漏水孔縫。如果洇濕面積較大，采用上述方法不易發(fā)現(xiàn)滲漏的具體位置時(shí)，則可采用1：1的水泥水玻璃膠漿在滲漏水處均勻涂刷一薄層，并立即在表面撒上干水泥一層，這時(shí)觀察到的濕點(diǎn)或濕線，便是滲漏部位?？鞚B漏部位可用毛刷或布擦干基層，立即出現(xiàn)濕痕或水漬，即是滲漏水部位。而涌水一般直觀即可判斷。

3、確定滲漏水封堵原則。一般應(yīng)盡可能在無水狀態(tài)下進(jìn)行施工修復(fù)，如在滲漏狀態(tài)下進(jìn)行修堵，則應(yīng)盡可能減小滲漏面積，使?jié)B漏水集中于一點(diǎn)或幾點(diǎn)或一線，以減少其他部位的滲水壓力，便于修堵工作的順利進(jìn)行。為減少滲漏水面積，先要做好引水工作，給水以出路，以便于施工操作和處理。

4、直接快速堵塞法和木楔堵塞法進(jìn)行處理。必要時(shí)亦可采用丙凝灌漿和氰凝灌漿堵漏法進(jìn)行治理。參見“地下防水工程堵漏技術(shù)”的有關(guān)內(nèi)容。

5、裂縫滲漏水的治理方法：由于溫度變化、結(jié)構(gòu)變形或施工不當(dāng)?shù)仍蛐纬闪鸭y后而出現(xiàn)的滲漏水，都屬于裂縫滲漏水。修堵時(shí)視水壓大小而采取不同的堵漏方法。參見本手冊14．4“地下防水工程堵漏技術(shù)”的有關(guān)內(nèi)容。

6、混凝土蜂窩、麻面裂縫滲漏處理：由于混凝土施工質(zhì)量不佳產(chǎn)生的蜂窩、麻面引起的滲漏水，根據(jù)壓力大小可采取將基層表面松散部分及污物清除，并用鋼絲刷洗后，用水沖洗干凈，然后在基層表面涂刷膠漿一層，其配合比為水泥：促凝劑=1：1.1并揉抹均勻，隨

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即在膠漿上薄薄撤一層干水泥粉，水泥粉出現(xiàn)的濕點(diǎn)即為漏水點(diǎn)，立即用手指壓住漏水點(diǎn)的位置，待膠漿凝固后再抬手，依次堵完各個(gè)漏水點(diǎn)。如果水壓較大、漏水量較大首先按上面方法找出漏水點(diǎn)，以坐標(biāo)法固定各漏水點(diǎn)位置。將漏水點(diǎn)剔一小槽（直徑12mm，深25mm），按孔眼漏水“直接堵塞法”將所剔小槽一一堵塞。在堵漏材料方面，除了水泥—水玻璃膠漿外，視具體情況，亦可采用下列材料：

①水泥—石膏速堵漏料漿

使用前應(yīng)先通過試驗(yàn)找出適宜的加水量和滿足施工需要的凝結(jié)時(shí)間。

材料名稱比例（重量比）

硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級42．5）生石膏粉

注：配成的堵漏材料，要求3～5min初凝。

②水泥—防水堵塞料漿

它由氯化鈣、氯化鋁和水組成。屬于氯化金屬鹽類防水劑，其產(chǎn)品指標(biāo)及配合比參見表19-4.使用時(shí)要加水調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間。水量與防水料漿的比例在0～50％之間時(shí)，凝結(jié)時(shí)間由幾小時(shí)到幾秒鐘。防水料漿的摻量為水泥重量的1．5％～5％。冬期施工或需要縮短水泥—防水料漿的凝結(jié)時(shí)間，可采取加熱料漿（將料漿倒入鐵鍋內(nèi)加熱，溫度控制在50℃左右）或干炒水泥加熱（溫度200℃左右，保持0．5h，稍冷卻即倒入密閉的鐵桶內(nèi)儲存?zhèn)溆茫Ｗ鳛榭炷喽侣┧盟嗟膹?qiáng)度等級應(yīng)不低于42．5，儲存期不超過3個(gè)月。使用時(shí)，操作人員必須戴乳膠手套。每次拌合量不宜過多，使用前應(yīng)通過試驗(yàn)確定所需加水量和凝結(jié)時(shí)間。促凝劑和水事先拌合均勻再用。在拌合過程中，不允許往料漿中摻水。防水漿的適宜摻量由試驗(yàn)確定，不宜過多，因?yàn)閾搅坑?，水泥面的收縮愈大，導(dǎo)致收縮開裂的可能性愈大。

③膨脹水泥

用于緊急堵漏可用快凝膨脹水泥或石膏礬土膨脹水泥，如把該水泥加熱到200℃，使水泥中的二水石膏變成半水石膏，其堵漏效果會更好一些。用于大面積修補(bǔ)，可用明礬石膨脹水泥或硅酸鹽膨脹水泥。

總之，混凝土容易滲水，對于混凝土出現(xiàn)的各種滲漏情況, 要分析其原因, 采用以上有效的方法予以處理,有效地預(yù)防和控制由于設(shè)

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計(jì)考慮不周, 選材不當(dāng)或施工質(zhì)量差等等而造成的滲漏現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：各種性能混凝土材料在土木工程中的應(yīng)用

各種性能混凝土材料在土木工程中的應(yīng)用

摘要： 對混凝土（高性能混凝土、活性微粉混凝土、低強(qiáng)混凝土、輕質(zhì)混凝土、鋼纖維混凝土、自密實(shí)混凝土、智能混凝土等）以及混凝土增強(qiáng)材料(非金屬配筋、新型預(yù)應(yīng)力鋼棒等)近年的應(yīng)用與發(fā)展，作了簡要的論述.關(guān)鍵詞： 結(jié)構(gòu)材料 混凝土

混凝土是現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的主要材料，我國每年混凝土用量約10億m3，鋼筋用量約2500萬t，規(guī)模之大，耗資之巨，居世界前列。可以預(yù)見，鋼筋混凝土仍將是我國在今后相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)的一種重要的工程結(jié)構(gòu)材料，物質(zhì)是基礎(chǔ)，材料的發(fā)展，必將對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)、試驗(yàn)技術(shù)以至維護(hù)管理起著決定性的作用。本文對構(gòu)成鋼筋混凝土的主要材料--混凝土及其增強(qiáng)材料的應(yīng)用與發(fā)展，從工程應(yīng)用角度作簡要介紹?；炷?/p>

組成鋼筋混凝土主要材料之一的混凝土的發(fā)展方向是高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐久（抗磨損、抗凍融、抗?jié)B）、抗災(zāi)（地震、風(fēng)、火〕、抗爆等。1.1 高性能混凝土（high performance concrete，HPC）HPC是近年來混凝土材料發(fā)展的一個(gè)重要方向，所謂高性能：是指混凝上具有高強(qiáng)度、高耐久性、高流動性等多方面的優(yōu)越性能。從強(qiáng)度而言，抗壓強(qiáng)度大于C50的混凝土即屬于高強(qiáng)混凝土，提高混凝土的強(qiáng)度是發(fā)展高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)的重要措施。采用高強(qiáng)混凝土，可以減小截面尺寸，減輕自重，因而可獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益，而且，高強(qiáng)混凝土一般也具有良好的耐久性。我國己制成C100的混凝土。已有文獻(xiàn)報(bào)道1)，國外在試驗(yàn)室高溫、高壓的條件下，水泥石的強(qiáng)度達(dá)到662MPa（抗壓）及64.7MPa（抗拉）。在實(shí)際工程中，美國西雅圖雙聯(lián)廣場泵送混凝土56 d抗壓強(qiáng)度達(dá)133.5MPa。

在我國為提高溫凝土強(qiáng)度采用的主要措施有[1]：(1)合理利用高效減水劑，采用優(yōu)質(zhì)骨料、優(yōu)質(zhì)水泥，利用優(yōu)質(zhì)摻合料,如優(yōu)質(zhì)磨細(xì)粉煤灰、硅灰、天然沸石或超細(xì)礦渣。采用高效減水劑以降低水灰比是獲得高強(qiáng)及高流動性混凝土的主要技術(shù)措施；(2)采用525,625,725號的硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥及相應(yīng)的外加劑，這是中國建筑材料科學(xué)研究院制備高性能混凝土的主要技術(shù)措施；(3)以礦渣、堿組分及骨料制備堿礦渣高強(qiáng)度混凝土，這是重慶建筑大學(xué)在引進(jìn)前蘇聯(lián)研究成果的基礎(chǔ)上提出的研制高強(qiáng)混凝土的技術(shù)措施；(4)交通部天津港灣工程研究所采用復(fù)合高效減水劑，用525號水泥320kg／m3，水灰比0.43，和425號水泥480kg／m3，水灰比0.32，在試驗(yàn)室中制成了抗壓強(qiáng)度分別為68MPa和65MPa的高強(qiáng)混凝土。

文獻(xiàn)[2]報(bào)告了采用某些金屬礦石粗骨料如赤鐵礦石、鈦鐵礦石等，可以比用普通石料作粗骨料獲得強(qiáng)度更高、耐久性和延性更好的高性能混凝土。

高強(qiáng)混凝土具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能及良好的耐久性，其主要缺點(diǎn)是延性較差。而在高強(qiáng)混凝土中加入適量鋼纖維后制成的纖維增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土，其抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度均有提高，其韌性（延性）和抗疲勞、抗沖擊等性能則能有大幅度提高。此外，在高層建筑的高強(qiáng)混凝土柱中，也可采用X形配筋、勁性鋼筋或鋼管混凝土等結(jié)構(gòu)方面 的措施來改善高強(qiáng)混凝土柱的延性和抗震性能[3]。

1.2 活性微粉混凝土（reactive powder concrete，RPC）[4]

RPC是一種超高強(qiáng)的混凝土，其立方體抗壓強(qiáng)度可達(dá)200-800MPa，抗拉強(qiáng)度可達(dá)25～150MPa，斷裂能可達(dá)30KJ／m2，單位體積質(zhì)量為2.5-3.0t／m3。制成這種混凝土的主要措施是：（1）減小顆粒的最大尺寸，改善混凝土的均勻性；（2）使用微粉及極微粉材料，以達(dá)到最優(yōu)堆積密度（packing density）；（3）減少混凝土用水量，使非水化水泥顆粒作為填料，以增大堆積密度；（4）增放鋼纖維以改善其延性；（5）在硬化過程中加壓及加溫，使其達(dá)到很高的強(qiáng)度。

普通混凝土的級配曲線是連續(xù)的，而RPC的級配曲線是不連續(xù)的臺階形曲線，其骨料粒徑很小，接近于水泥顆粒的尺寸。RPC的水灰比可低到0.15，需加入大量的超塑化劑，以改善其工作度。RPC的價(jià)格比常用混凝土稍高，但大大低于鋼材，可將其設(shè)計(jì)成細(xì)長或薄壁的結(jié)構(gòu)，以擴(kuò)大建筑使用的自由度。在加拿大Sherbrook已設(shè)計(jì)建造了一座跨度為60m、高3.47m的B200級RPC的人行-摩托車用預(yù)應(yīng)力桁架橋。

1.3低強(qiáng)混凝土[4]

美國混凝土學(xué)會（AC1）229委員會，提出了在配料、運(yùn)送、澆筑方面可控制的低強(qiáng)混凝土，其抗壓強(qiáng)度為8MPa或更低。這種材料可用于基礎(chǔ)、樁基的填、墊、隔離及作路基或填充孔洞之用，也可用于地下構(gòu)造，在一些特定情況下，可用其調(diào)整混凝土的相對密度、工 作度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量等性能指標(biāo)，而且不易產(chǎn)生收縮裂縫。荷蘭一座隧洞工程中曾采用了低強(qiáng)度砂漿（1ow-strength mortar，LSM〕，其組分為：水泥150kg／m3，砂；1080kg／m3，水570kg／m3，超塑化劑6kg／m3，膨潤土35kg／m3，所制成的LSM的抗壓強(qiáng)度為3.5MPa，彈性模量低于500Mpa。LSM制成的隧洞封閉塊，比常規(guī)的土壤穩(wěn)定法節(jié)約造價(jià)50％，故這種混凝土可望在軟土工程中得到發(fā)展應(yīng)用。

1.4輕質(zhì)混凝土[5]

利用天然輕骨料（如浮石、凝灰?guī)r等）、工業(yè)廢料輕骨料（如爐渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等）、人造輕骨料（頁巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖等）制成的輕質(zhì)混凝土具有密度較小、相對強(qiáng)度高以及保溫、抗凍性能好等優(yōu)點(diǎn)利用工業(yè)廢渣如廢棄鍋爐煤渣、煤礦的煤矸石、火力發(fā)電站的粉煤灰等制備輕質(zhì)混凝土，可降低混凝土的生產(chǎn)成本，并變廢為用，減少城市或廠區(qū)的污染，減少堆積廢料占用的土地，對環(huán)境保護(hù)也是有利的。

1.5纖維增強(qiáng)混凝土[6]

為了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺點(diǎn)，在混凝土中摻加纖維以改善混凝土性能的研究，發(fā)展得相當(dāng)迅速。目前研究較多的有鋼纖維、耐堿玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、聚丙烯纖維或尼龍合成纖維混凝土等。

在承重結(jié)構(gòu)中，發(fā)展較快、應(yīng)用較廣的是鋼纖維混凝土。而鋼纖維主要有用于土木建筑工程的碳素鋼纖維和用于耐火材料工業(yè)中的 不銹鋼纖維。用于土木建筑工程的鋼纖維主要有以下幾種生產(chǎn)方法：（1）鋼絲切斷法；（2）薄板剪切法；（3）鋼錠（厚板）銑削法；（4）熔鋼抽絲法。當(dāng)纖維長度及長徑比在常用范圍，纖維摻量在1％到2％（體積分?jǐn)?shù)，本文中的摻量均指體積分?jǐn)?shù)）的范圍內(nèi)，與基體混凝土相比，鋼纖維混凝土的抗拉強(qiáng)度可提高40％~80％，抗彎強(qiáng)度提高50％~120％，抗剪強(qiáng)度提高50％~100％，抗壓強(qiáng)度提高較小，在0~25％之間，彈性階段的變形與基體混凝土性能相比沒有顯著差別，但可大幅度提高衡量鋼纖維混凝土塑性變形性能的韌性。

中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會于1992年批準(zhǔn)頒布了由大連理工大學(xué)等單位編制的《鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（CECS 38：92），對推廣鋼纖維混凝土的應(yīng)用起到了重要作用。

鋼纖維混凝土采用常規(guī)的施工技術(shù)，其鋼纖維摻量一般為0.6％～2.0％。再高的摻量，將容易使鋼纖維在施工攪拌過程中結(jié)團(tuán)成球，影響鋼纖維混凝土的質(zhì)量。但是國內(nèi)外正在研究一種鋼纖維摻量達(dá)5％～27%的簡稱為SIFCON的砂漿滲澆鋼纖維混凝土，其施工技術(shù)不同于一般的攪拌澆筑成型的鋼纖維混凝土，它是先將鋼纖維松散填放在模具內(nèi)，然后灌注水泥漿或砂漿，使其硬化成型。SIFCON與普通鋼纖維混凝土相比，其特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度比基體材料有大幅度提高，可達(dá)100~200MPa，其抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度以及延性、韌性等也比普通摻量的鋼纖維混凝土有更大的提高[7]。

另一種名為砂漿滲澆鋼纖維網(wǎng)混凝土（SIMCON）的施工方法與SIFCON的基本相同，只是預(yù)先填置在模具內(nèi)的不是亂向分布的鋼纖 維，而是鋼纖維網(wǎng)，制成的產(chǎn)品中，其纖維摻量一般為4％~6％，試驗(yàn)表明，SIMCON可用較低的鋼纖維摻量而獲得與SIFCON相同的強(qiáng)度和韌性，從而取得比SIFCON節(jié)約材料和造價(jià)的效果。

雖然SIFCON或SIMCON力學(xué)性能優(yōu)良，但由于其鋼纖維用量大、一次性投資高，施工工藝特殊，因此它們只是在必要時(shí)用于某些特殊的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的局部，如火箭發(fā)射臺和高速公路的搶修等。

在砂漿中鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)及網(wǎng)與網(wǎng)之間的骨架鋼筋（簡稱鋼絲網(wǎng)水泥）所做成的薄壁結(jié)構(gòu)，具有良好的抗裂能力和變形能力，在國內(nèi)外造船、水利、建筑工程中應(yīng)用較為廣泛。近年來，在鋼絲網(wǎng)水泥中又摻人鋼纖維來建造公路路面、漁船、農(nóng)船等，取得了更好的雙重增韌、增強(qiáng)效果。

1.6自密實(shí)混凝土（self-compacting concrete）

自密實(shí)混凝土不需機(jī)械振搗，而是依靠自重使混凝土密實(shí)?；炷恋牧鲃佣入m然高，但仍可以防止離析。配制這種混凝土的方法有[4]：（1）粗骨料的體積為固體混凝土體積的50％；（2）細(xì)骨料的體積為砂漿體積的40%；（3）水灰比為0.9-1.0；（4）進(jìn)行流動性試驗(yàn)，確定超塑化劑用量及最終的水灰比，使材料獲得最優(yōu)的組成。

這種混凝土的優(yōu)點(diǎn)有：在施工現(xiàn)場無振動噪音；可進(jìn)行夜間施工，不擾民；對工人健康無害；混凝土質(zhì)量均勻、耐久；鋼筋布置較密或構(gòu)件體型復(fù)雜時(shí)也易于澆筑；施工速度快，現(xiàn)場勞動量小。

1.7智能混凝土（smart concrete）[4]

利用混凝土組成的改變，可克服混凝土的某些不利性質(zhì)，例如： 高強(qiáng)混凝土水泥用量多，水灰比低，加入硅灰之類的活性材料，硬化后的混凝土密實(shí)度好，但高強(qiáng)混凝土在硬化早期階段，具有明顯的自主收縮和孔隙率較高，易于開裂等缺點(diǎn)。解決這些問題的一個(gè)方法是，用摻量為25％的預(yù)濕輕骨料來替換骨料，從而在混凝土內(nèi)部形成一個(gè)“蓄水器”，使混凝土得到持續(xù)的潮濕養(yǎng)護(hù)。這種加入“預(yù)濕骨料”的方法，可使混凝土的自生收縮大為降低，減少了微細(xì)裂縫。高強(qiáng)混凝土的另一問題是良好的密實(shí)性所引起的防火能力降低．這是因?yàn)樵诟邷兀ɑ馂?zāi)〕時(shí)，砂漿中的自由水和化學(xué)結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)樗畾?，但卻不能從密實(shí)的混凝土中逸出，從而形成氣壓，導(dǎo)致柱子保護(hù)層剝落，嚴(yán)重降低了柱的承載力，解決這個(gè)問題的一種方法是，在每方混凝土中加2kg聚丙烯纖維，在高溫（火災(zāi)）時(shí)，纖維熔化，形成了能使水氣從邊界區(qū)逸出的通道，減小了氣壓，從而防止柱的保護(hù)層剝落。

1.8預(yù)填骨料升漿混凝土1）

國內(nèi)在大連中遠(yuǎn)60000t船塢工程中，因地質(zhì)條件復(fù)雜，船塢底板首次采用了坐落于基巖上的預(yù)填骨料升漿混凝土，即用密度較大的厚4~5m的鐵礦石作為預(yù)填骨料，礦石層下再鋪設(shè)1m厚的石灰石塊石。礦石層上是厚60～80cm的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板在預(yù)填骨料層中布置壓漿孔注入砂漿，形成預(yù)填骨料升漿混凝土。采取這種工藝，縮短了工期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.9碾壓混凝土[8]

碾壓混凝土近年發(fā)展較快，可用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)（如水工大壩、大型基礎(chǔ)）、工業(yè)廠房地面、公路路面及機(jī)場道面等。用于大體 積混凝土的碾壓混凝土的澆筑機(jī)具與普通混凝土不同，其平整使用推土機(jī)，振實(shí)用碾壓機(jī)，層間處理用刷毛機(jī)，切縫用切縫機(jī)，整個(gè)施工過程的機(jī)械化程度高，施工效率高，勞動條件好，可大量摻用粉煤灰，與普通棍凝土相比，澆筑工期可縮短1／3~1/2，用水量可減少20％，水泥用量可減少30％~60％。碾壓混凝土的層間抗剪性能是修建混凝土高壩的關(guān)鍵問題，國內(nèi)大連理工大學(xué)等單位曾開展這方面的研究工作。在公路、工業(yè)廠房地面等大面積混凝土工程中，采用碾壓混凝土，或者在碾壓混凝土中再加入鋼纖縫，成為鋼纖維碾壓混凝土，則其力學(xué)性能及耐久性還可進(jìn)一步改善。

1.10再生骨料混凝土

新中國建國至今己逾50年，建國前后修建的不少混凝土結(jié)構(gòu)，因老化或隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需拆除重建，其拆除量十分巨大，在拆除的混凝土中，約有一半是粗骨料，應(yīng)該考慮如何使之再生利用。以減少環(huán)境垃圾，變廢為用。文獻(xiàn)[4]報(bào)道，在荷蘭的德爾夫特，一個(gè)272所住宅的方案中，所有的混凝土墻均利用了再生骨料，該方案下一步的計(jì)劃，是在混凝土樓板中也利用再生骨料。當(dāng)然，在利用這些再生骨料時(shí)，需對這種餛凝土的性能進(jìn)行試驗(yàn)，例如，文獻(xiàn)[9]報(bào)道了有關(guān)再生輕質(zhì)混凝土收縮和徐變較為顯著的試驗(yàn)成果，值得重視。配筋及增強(qiáng)材料 2.1纖維筋[6]

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋材料，主要是鋼筋最近在國際上研究較多的是樹脂粘結(jié)的纖維筋（fiber reinforced plastics，F(xiàn)RP）作餛 凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的非金屬配筋，常用的纖維筋有樹脂粘結(jié)的碳纖維筋（GFRP）、玻璃纖維筋（GFRP）及芳綸纖維筋（AFRP）國外研究指出，這幾種纖維筋的強(qiáng)度都很高，只是玻璃纖維筋的抗堿化性能較差。纖維筋的突出優(yōu)點(diǎn)是抗腐蝕、高強(qiáng)度，此外，還具有良好的抗疲勞性能、大的彈性變形能力、高電阻及低磁導(dǎo)性，其缺點(diǎn)是斷裂應(yīng)變性能較差、較脆、徐變（松弛）值較大，熱膨脹系數(shù)較大。

國外已有日本、德國、荷蘭等國將纖維筋用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋，包括體外預(yù)應(yīng)力橋的實(shí)例[4]。

2.2雙鋼筋[1]

為了減小裂縫寬度和構(gòu)件的變形，國內(nèi)在一些工程中，采用焊成梯格形的雙鋼筋，在構(gòu)件內(nèi)平放或豎放布置。

2.3冷軋變形鋼筋[1]

為了節(jié)約鋼材用量，國內(nèi)引進(jìn)國外設(shè)備或自制設(shè)備，用光圓鋼筋，經(jīng)過冷軋，軋成帶肋的直徑小于母材直徑的鋼筋，稱為冷軋帶肋鋼筋。另一種類似的鋼筋，是用I級光圓用筋冷軋扭轉(zhuǎn)成型，稱為冷軋變形用筋或冷軋扭鋼筋。這兩種冷軋鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（極限抗拉強(qiáng)度）及設(shè)計(jì)值都比母材大大提高，與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度也得到提高，但直徑較小。它們主要用作板式構(gòu)件的受力鋼筋或梁、柱構(gòu)件的箍筋或作預(yù)應(yīng)力筋。由于強(qiáng)度提高，可以節(jié)約材料用量，獲得經(jīng)濟(jì)效益。這兩種鋼筋，國內(nèi)己制訂了規(guī)程。為將這種小直徑鋼筋的用途擴(kuò)展至梁、柱的受力鋼筋，也可采用雙筋或三筋的并筋，但需適當(dāng)增大其錨固長度。

第五篇：簡述減水劑在混凝土中的應(yīng)用

簡述減水劑在混凝土中的應(yīng)用

黑龍江省建工集團(tuán)

張 宇 2012年1月13號

近年來隨著我國城鄉(xiāng)建設(shè)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高；因此混凝土外加劑在建筑施工中用量越來越大?；炷镣饧觿┓N類很多，主要按其功能分類；有高性能減水劑、高效減水劑、普通減水劑、引氣減水劑、泵送劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑和引氣劑等。高性能減水劑是近年開發(fā)的新型外加劑，目前主要使用品種為聚羧酸鹽類產(chǎn)品，它具有“流狀”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)其組成的分子設(shè)計(jì)引入不同功能團(tuán)，控制成分比例和反應(yīng)條件可生產(chǎn)出具有各種不同性能和特性的高性能型、早強(qiáng)型、標(biāo)準(zhǔn)型和緩凝高性能型等減水劑，該類減水劑也可摻入不同組分復(fù)配而成。其減水效率高，混凝土拌合物工作性及工作性保持性較好，氯離子和堿含量較低，有效改善體積穩(wěn)定性和耐久性，與水泥適應(yīng)性好，能很好地滿足混凝土的施工要求，極大地降低了混凝土蜂窩、麻面等缺陷，硬化后的混凝土強(qiáng)度高，飾面效果好。而其生產(chǎn)和使用過程中不污染環(huán)境，是環(huán)保型外加劑。

混凝土施工

減水劑使用外加劑提高有關(guān)效益

混凝土中摻加有關(guān)外加劑，如高效減水劑和早強(qiáng)劑，可使混凝土的7天強(qiáng)度提高1倍以上，降低泌水率，提高減水率，并在標(biāo)養(yǎng)28天后抗壓強(qiáng)度比可達(dá)到150％以上，這樣在配制高強(qiáng)或超高強(qiáng)度混凝

土就易于實(shí)現(xiàn)。在混凝土摻加有關(guān)外加劑提高強(qiáng)度同時(shí)，改善了其和易性和泌水性，調(diào)節(jié)含氣量，提高耐腐蝕性，減弱堿－集料反應(yīng)，提高鋼筋抗銹能力，提高粘結(jié)力，這不但擴(kuò)大了混凝土的使用范圍，并節(jié)省了建筑材料，節(jié)約水泥或替代特種水泥。而在混凝土中摻加緩凝型減水劑，可調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間、改善可泵送性，延緩了砼凝結(jié)時(shí)間和硬化時(shí)間，可滿足不同工程，特別是大體積混凝土工程的施工及質(zhì)量要求。在混凝土中選用外加劑時(shí)，要同時(shí)考慮水泥的品種和其他成分的特性，并根據(jù)目的不同選擇不同類型減水劑，選用時(shí)既要考慮經(jīng)濟(jì)性，又要注意減水劑的質(zhì)量穩(wěn)定性。如遇到水泥和外加劑不適應(yīng)的問題，必須通過試驗(yàn)排除有關(guān)因素，選擇適當(dāng)?shù)臏p水劑類型，分析水泥有關(guān)質(zhì)量問題，確定合適摻量，砼配合比影響等。在幾種外加劑復(fù)合使用時(shí)，需注意品種之間的相容性及對砼性能的影響，使用前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，如聚羧酸系高性能減水劑與萘系減水劑不宜復(fù)合使用。隨著混凝土外加劑的發(fā)展和應(yīng)用，克服了工程中存在的“強(qiáng)度低、自重大、脆性高”等弱點(diǎn)，并確保了工程施工的連續(xù)性，大大縮短了工期，推動了流態(tài)混凝土技術(shù)及泵送澆注新工藝的發(fā)展，加速了商品混凝土的發(fā)展。而商品混凝土的發(fā)展給我國建筑業(yè)帶來了很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)效益，進(jìn)一步推動了建筑業(yè)的發(fā)展和建筑技術(shù)的提高。實(shí)現(xiàn)混凝土施工中的低用水量的技術(shù)途徑

混凝土施工性特性是流動性和其強(qiáng)度的控制，主要取決于混凝土單位體積用水量和水灰比（水膠比）。我國現(xiàn)行混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中混凝土用水量的取值是依據(jù)混凝土坍落度和石子最大粒徑確定的。設(shè)計(jì)

高性能混凝土配合比時(shí)，用水量仍以滿足其工作性為條件，按規(guī)范所列經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選用。往往用水量的多少，對控制砼強(qiáng)度的高低是有直接影響因素。有時(shí)在未使用有關(guān)外加劑時(shí)候，使用一定用水量時(shí)雖然滿足了和易性（即坍落度要求），但是其強(qiáng)度往往上不去，甚至達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這是因?yàn)樗冶却罅?，并且水泥的用量又要滿足有關(guān)規(guī)范要求，所以就無法設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的配合比；而砼在較低塌落度時(shí)候，強(qiáng)度是比較容易提高的，但其和易性是不行的。所以，為了既保證和易性又要保證強(qiáng)度的不降低甚至提高，就必須使用有關(guān)外加劑。許多流動性混凝土利用高效減水劑的減水作用，改善了混凝土的和易性，并減少水泥用量，不僅達(dá)到同樣的混凝土標(biāo)號，節(jié)約了水泥15%～25%，而且使流動性混凝土施工省力、工效提高、造價(jià)低，大大滿足了現(xiàn)代化施工要求和特種工程需要。需掌握外加劑的摻量

每種外加劑都有適宜的摻量，并且由于生產(chǎn)廠家的不同，即使同一種型號外加劑，不同的用途都有不同的適宜的摻量。而且不能單憑廠家推薦用量來確定摻量，還需要通過試驗(yàn)試拌來確定。如果在摻量過大，不僅在經(jīng)濟(jì)上不合理，而且可能造成質(zhì)量事故。如對有引氣、緩凝作用的減水劑，尤其要注意不能超摻量。如對于粉劑和水劑又有不同摻量要求，粉劑摻量需少點(diǎn)，因其濃度更高，不宜大量摻入。高效減水劑摻量過小，失去高效能作用，而摻量過大(>1.5%)，則會由于泌水而影響質(zhì)量。氯離子的限制是有要求的，過量會引起鋼筋銹蝕等等來控制外加劑的摻量?？傊?，影響外加劑摻量的因素較多，在摻

加減水劑之前，需通過試驗(yàn)取得用途不同的適量摻量，有關(guān)試驗(yàn)可根據(jù)國標(biāo)《混凝土外加劑GB 8076-2008》和有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對所摻的外加劑量的減水率、泌水率、含氣量、凝結(jié)時(shí)間之差、抗壓強(qiáng)度比、收縮性等進(jìn)行試驗(yàn)。

外加劑需采用適宜的摻加方法。在混凝土攪拌過程中，外加劑的摻加方法對外加劑的使用效果影響較大。如減水劑摻加方法大體分為先摻法(在拌合水之前摻入)、同摻法(與拌合水同時(shí)摻入)、滯水法(在攪拌過程中減水劑滯后于水2～3min加入)、后摻法(在拌合后經(jīng)過一定的時(shí)間才按1次或幾次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再經(jīng)2次或多次攪拌)。不同的摻加方法將會帶來不同的使用效果，不同品種的減水劑，由于作用機(jī)理不同，其摻加方法也不一樣。影響外加劑摻加方法的因素主要有水泥品種、減水劑品種、減水劑摻量、摻加時(shí)間及復(fù)合的其它外加劑等，均宜通過試拌確定。新型外加劑中的聚羧酸高性能減水劑

該品種減水劑是國內(nèi)外近年來開發(fā)的新型品種，具有“流狀”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有帶有游離的羧酸陰離子團(tuán)的主鏈和聚氧乙烯基側(cè)鏈組成，用改變單體的種類，比例和反應(yīng)條件可生產(chǎn)出各種不同性能和特性的高性能減水劑。而由分子設(shè)計(jì)引入不同功能團(tuán)可生產(chǎn)出早強(qiáng)型、標(biāo)準(zhǔn)型和緩凝型高性能減水劑。其具有更高的減水率、更好塌落度保持性能、較小干燥收縮，且具有一定引氣性能的減水劑。聚羧酸高性能減水劑主要技術(shù)特征：

4.1 聚羧酸系高效減水劑摻量低，減水率高 聚數(shù)酸系高效減水

劑摻量占膠凝材料的0.80%-1.25%，減水率可達(dá)（20-35）%，與粉煤灰配合使用，使得水膠比較低，適應(yīng)配制中、高強(qiáng)度的高性能混凝土。

4.2 混凝土流動性大，坍落度損失小 由于聚羧酸系高效減水劑良好的分散穩(wěn)定性，聚羧酸系高效減水劑所配制的大流動性混凝土（坍落度≥180mm）經(jīng)時(shí)損失小，一小時(shí)基本無坍落度損失，二小時(shí)經(jīng)時(shí)損失小于15%，彌補(bǔ)了常用萘系高效減水劑配制的混凝土坍落度損失大、易泌水等方面的缺陷，與粉煤灰配合使用，減水劑的小摻量即可獲得優(yōu)異的流動性，適應(yīng)生產(chǎn)商品混凝土的工藝要求，特別對于泵送混凝土不易發(fā)生堵管現(xiàn)象。

4.3 與膠凝材料的適應(yīng)性良好 工程實(shí)踐中，不同廠家生產(chǎn)的水泥配制泵送混凝土，同時(shí)摻有大量的粉煤灰，聚羧酸系高效減水劑摻入后，與不同水泥的相容性較好，無明顯泌水離析、阻礙混凝土強(qiáng)度增長的現(xiàn)象產(chǎn)生，并因其高減水率，適應(yīng)與粉煤灰配合使用，減小了粉煤灰混凝土的收縮，又使混凝土可泵性得到明顯改善，而且提高了混凝土的耐久性?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級相同時(shí)，水泥用量增加，減水劑用量隨著少量增加，水膠比下降，混凝土強(qiáng)度提高；不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的混凝土，減水劑用量隨著膠凝材料用量增加而少量增加，水膠比下降，混凝土的強(qiáng)度隨之提高，但混凝士和易性總體保持穩(wěn)定，坍落度可達(dá)（180-240）mm。

4.4 適應(yīng)澆筑防水抗?jié)B混凝土，對施工環(huán)境溫度要求低 羧酸系高效減水劑配制泵送商品混凝土，由于混凝土流動性大，易于澆筑密實(shí)，加之聚合物對水化產(chǎn)物的聚合活性，生成具有膠凝狀態(tài)的水化物

填充空隙，混凝土密實(shí)度、強(qiáng)度大幅度提高，聚合物的填充作用和聚合物膜的密封作用使混凝土抗?jié)B抗裂的性能得到改善；并且粉煤灰摻量大，混凝土水化熱小，減水劑的保塑功能明顯，適宜大體積混凝土及夏季施工，對于冬季施工，因?yàn)樗z比較低，聚合物形成的空間柔性網(wǎng)絡(luò)，提高了混凝土拌合物的粘聚力，使得混凝土早期抗凍性能增強(qiáng)。結(jié)論

隨著混凝土減水劑品種的不斷開發(fā)增加，質(zhì)量逐步提高，在混凝土施工中的應(yīng)用日益廣泛，越來越多的人認(rèn)識到外加劑是混凝土中除水泥、砂、石和水之外的不可缺少的第五種材料?；炷镣饧觿┑奶攸c(diǎn)是品種多、摻量小、在改善新拌和硬化混凝土性能中起著重要的作用。外加劑的研究和應(yīng)用促進(jìn)了混凝土施工新技術(shù)和新品種混凝土的發(fā)展研究會更加深入，因此一定會在建筑業(yè)中發(fā)揮巨大的作用并產(chǎn)生良好的效益