特种混凝土技术

特种混凝土技术侯永生2015年01月主要内容高强混凝土自密实混凝土纤维混凝土轻骨料混凝土重混凝土特种混凝土的标准与功效种类优点缺点执行标准高强混凝土（HSC）强度高；减小结构断面；减轻建筑物自重；增加使用空间；降低构筑物高度。性能较脆JGJ/T281-2012CECS104-1999自密实混凝土（SCC）不需振捣，避免了漏振、过振、配筋密集、结构形成复杂等不利条件；取消了振捣成型，简化工序，降低劳动强度、改善施工环境；强度有保证、耐久性高、外观质量好收缩较大JGJ/T283-2012CECS203-2006CCES02-2004纤维混凝土良好的抗剪、抗弯拉和抗压等力学性能，良好的延性，同时具有良好的耐久性混凝土工作性能较差，不利于施工；耐碱性较差，碳纤维混凝土成本较高JGJ/T221-2010CECS13-2009轻骨料混凝土轻骨料混凝土耐火性能好、抗渗性能佳、耐久性良好、有效降低结构自重拌合物容易离析，硬化后裂缝伤害速度快、温度变形大JGJ/T51-2002重混凝土能有效屏蔽原子核辐射（α射线、β射线、γ射线和中子流）；x射线和γ射线。密度大自重大，施工易离析GB/T50557-2010高强混凝土定义：强度等级不低于C60级的混凝土。应用：高耸、大跨、重载、复杂结构高强混凝土特征：（一）减小结构断面、减轻建筑物自重、节约空间C30C60重量可降低50%左右体积可减小近53%高度可降低28%（二）发展大跨度、超高强、复杂结构高强混凝土德国规范C110挪威规范C105中国规范C1001950s，30MPa1960s，41~52MPa1970s，62MPa1990s，130MPa430MPa(试验）目前，160MPa1930s，通过干硬性、强振、真空、加压、加温获得100MPa高强1950s，通过高标号水泥、硅质细粉材料获得100MPa高强1970s，通过高效减水剂、掺合料获得100MPa以上大流动性高强实现途径：高强混凝土提高混凝土强度途径胶结材料本身高强化提高胶结材料与骨料界面强度选择最适宜的骨料降低毛细管孔隙降低孔隙率降低水灰比提高水化物含量添加高效减水剂添加聚合物掺合料使用球状水泥或高C2S水泥加压成型或离心成型使用早强硅酸盐水泥掺入超细混合料蒸压养护碾压与加压成型填充料超细粒子填充聚合物浸渍填充骨料与水泥石之间孔隙超细粒子填充聚合物浸渍提高水泥浆本身的粘结性能添加聚合物聚合物代替部分水泥提高强度—使用强度高的骨料—选择粒径—使用Dmax在20mm以下的骨料—改善粒度分布（级配）—使用容重大的骨料改善胶结料的韧性—掺入部分纤维高强混凝土技术路线：大减水率的外加剂——低用水量、低水胶比、高流动性宜添加引气剂——提高施工性、耐久性粗骨料粒径小、级配合理——有利于界面强度的提高含泥量小——改善适应性、提高强度高强混凝土性能指标：（一）泵送高强混凝土主要拌合物指标（二）非泵送高强混凝土主要拌合物指标泵送高强混凝土拌合物指标项目技术要求坍落度（mm）≥220扩展度（mm）≥500倒置坍落度筒排空时间（s）＞5且＜20坍落度经时损失（mm/h）≤10泵送高强混凝土拌合物指标项目技术要求搅拌罐车运送翻斗车运送坍落度（mm）100～16050～90高强混凝土性能指标：（三）高强混凝土早期抗裂试验的单位面积的总开裂面积不宜大于700mm2/m2。（四）用于受氯离子侵蚀环境条件的高强混凝土的抗氯离子渗透性能宜满足电通量不大于1000C或氯离子迁移系数(Drcm)不大于1.5×1O-12m2/s的要求;用于盐冻环境条件的高强混凝土的抗冻等级不宜小于F350;用于滨海盐渍土或内陆盐渍土环境条件的高强混凝土的抗硫酸盐等级不宜小于KS150。高强混凝土高强混凝土原材料：1、水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。水泥的混合材宜为粉煤灰或矿渣粉，宜优先选择C3A和碱含量小、标准稠度需水量低的水泥应选择强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的高强混凝土工程，宜采用碱含量低于0.6%的水泥。水泥中氯离子含量不应大于0.03%矿物成份中的C3A含量不宜超过8%。生产高强混凝土时，水泥温度不宜高于60℃。高强混凝土2、矿物掺合料用于高强混凝土的矿物掺合料可包括粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、钢渣粉和磷渣粉。配制高强混凝土宜采用I级或II级的F类粉煤灰。配制C80及以上强度等级的高强混凝土掺用粒化高炉矿渣粉时，粒化高炉矿渣粉不宜低于S95级。当配制C80及以上强度等级的高强混凝土掺用硅灰时，硅灰的Si02含量宜大于90%，比表面积不宜小于15X103m2/kg。钢渣粉和粒化电炉磷渣粉宜用于强度等级不大于C80的高强混凝土，并应经过试验验证。矿物掺合料的放射性应符合现行国家标准GB6566的有关规定。高强混凝土3、集料粗、细骨料应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准))JGJ52和《人工砂混凝土应用技术规程》JGJ/T241的规定;混凝土用海砂应符合现行行业标准《海砂混凝土应用技术规范))JGJ206的规定。细骨料宜选用质地坚硬、级配良好的河砂，其细度模数宜为2.5至2.9，含泥量不应超过2%。粗骨料应选用质地坚硬、级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石或碎卵石，骨料母材的抗压强度应比所配制的混凝土强度高30%以上。粗骨料的含泥量不应大于0.5%，泥块含量不应大于0.2%，针片状颗粒含量不宜大于5%.且不应大于8%。高强混凝土用集料宜为非碱活性，不宜采用再生骨料。高强混凝土4、外加剂外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂))GB8076和《混凝土外加剂应用技术规范))GB50119的规定。配制高强混凝土宜采用高性能减水剂;配制C80及以上等级混凝土时，高性能减水剂的减水率不宜小于28%，拌合站拌合时间不宜小于120s。外加剂应与水泥和矿物掺合料有良好的适应性，并应经试验验证。补偿收缩高强混凝土宜采用膨胀剂，膨胀剂及其应用应符合国家现行标准《混凝土膨胀剂))GB23439和《补偿收缩混凝土应用技术规程))JGJ/T178的规定。5、水高强混凝土拌合用水和养护用水应符合现行行业标准《混凝土用水标准))JGJ63的规定。混凝土搅拌与运输设备洗刷水不宜用于高强混凝土。未经淡化处理的海水不得用于高强混凝土。高强混凝土配合比设计要点：1.高强混凝土的配合比应根据结构设计所要求的强度和耐久性、施工工艺所要求的拌料工作度与凝结时间、并充分考虑施工运输和环境温度等条件通过试配确定，经现场试验确认合格后，方可正式使用。2.配制高强混凝土所用的水胶比宜控制在0.24～0.38的范围内，强度等级愈高，水胶比及用水量应愈低。3.胶结材料总量不超过550～600kg／m3。高强混凝土配合比设计要点：4.粉煤灰掺量一般不超过胶结料总量的30%，天然沸石岩粉的掺量不宜超过胶结料总量的10%，硅粉的掺量不宜超过胶结料总量的8～10%。

5.混凝土的砂率一般宜控制在28～34%的范围内，采用泵送工艺时可为32～40%。

6.外加剂宜使用多功能复合剂种，适应性良好。高强混凝土配合比：1.高强、混凝土配合比设计应符合现行行业标准《普通混凝土配合比设计规程))JGJ55的规定，并应满足设计和施工要求。2.高强混凝土配制强度应按下式确定:fcu,0≥1.15fcu,kfcu,0——混凝土配制强度（MPa）fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）高强混凝土配合比：3.高强混凝土配合比应经试验确定，在缺乏试验依据的情况下宜符合下列规定:水胶比、胶凝材料用量和砂率可按下表选取，并应经试配确定;水胶比、胶凝材料用量和砂率强度等级水胶比胶凝材料用量（kg/m3）砂率（%）≥C60，＜C800.28～0.34480～56035～42≥C80，＜C1000.26～0.28520～580C1000.24～0.26550～600高强混凝土配合比：4.外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试配确定;矿物掺合料掺量宜为25%—40%;硅灰掺量不宜大于10%。5.对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，高强混凝土中最大碱含量不应大于3.0kg/m3;粉煤灰的碱含量可取实测值的1/6，粒化高炉矿渣粉和硅灰的碱含量可分别取实测值的1/2。6.配合比试配应采用工程实际使用的原材料，进行混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能试验，试验结果应满足设计和施工的要求。高强混凝土配合比：7.大体积高强混凝土配合比试配和调整时，宜控制混凝土绝热温升不大于50.C。8.高强混凝土设计配合比应在生产和施工前进行适应性调整，应以调整后的配合比作为施工配合比。9.高强混凝土生产过程中，应及时测定粗、细骨料的含水率，并应根据其变化情况及时调整称量。2023/2/2高强混凝土施工中应注意的问题：2023/2/2高强混凝土施工中应注意的问题：1.混凝土拌制拌制高强混凝土必须使用强制式搅拌机。配制高强混凝土必须准确控制用水量，搅拌时间宜适当延长。2.混凝土运输、浇筑

高强混凝土拌料的长距离运输应使用混凝土搅拌车。混凝土自高处倾落的自由高度一般不宜超过2m。浇筑高强混凝土必须采用振捣器捣实，一般情况下宜采用高频振捣器。3.养护高强混凝土浇筑完毕后，及时进行养护，养护工艺的方式很多，覆盖、洒水、养护剂等均可采用。养护日期不少于7昼夜。自密实混凝土定义：具有高流动性、均匀性和稳定性，浇筑时无需外力振捣，能够在自重作用下流动并充满模板空间的混凝土。应用：结构复杂、钢筋密集、施工困难自密实混凝土特征：高流动性：混凝土内部剪切应力小，易于流动的性能。保证混凝土能够绕过障碍物，充分填充模型的每个角落。高稳定性：即抗离析性，混凝土各组分保持均匀分散的性能。保证混凝土质量均匀一致，即不泌水，骨料不离析。高间隙通过性：混凝土均匀通过狭窄间隙的性能。保证混凝土穿越钢筋间隙时不发生阻塞。自填充性：无需振捣，混凝土能均匀密实成型的性能。26自密实混凝土性能指标：英国标准日本标准欧洲指南欧洲规程CECS203

CCES02

JGJ283美国标准坍落扩展度U型槽填充高度流动性/填充性填充性填充性填充性填充性流动性粘聚性流动性粘聚性通过性流动性通过性通过性填充性通过性抗离析性通过性抗离析性抗离析性抗离析性抗离析性通过性抗离析性抗离析性抗离析性自密实混凝土试验方法：CECS203

CCES02

JGJ283填充性U型箱扩展度、T500扩展度、T500通过性L型仪、U型仪扩展度与J环扩展度差值抗离析性V漏斗或T50L型仪、U型仪、跳桌离析率、粗骨料振动离析率流动性扩展度自密实混凝土性能分级自密实混凝土性能等级一级二级三级适用范围钢筋最小净间距为35-60mm钢筋最小净间距为60-200mm钢筋最小净间距为大于200mm或无配筋的素混凝土坍落扩展度（mm）700±50650±50600±50T50（s）5-203-203-20V漏斗通过时间（s）10-257-254-25箱型试验填充高度（mm）300以上（格栅型障碍1型）300以上（格栅型障碍2型）300以上（无障碍）自密实混凝土技术路线：大的粉体材料用量——抗离析性大减水率的外加剂——高流动性、间隙通过性宜添加引气剂，可添加增粘剂——抗离析性粗骨料粒径小——间隙通过性自密实混凝土原材料：1、水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。水泥的混合材宜为粉煤灰或矿渣粉，宜优先选择C3A和碱含量小、标准稠度需水量低的水泥。2、矿物掺和料应选用品质稳定的材料。矿物掺和料可选用粉煤灰、磨细矿渣粉等。

石粉：石灰石、白云石、花岗岩等的磨细粉,用于改善和保持SCC的工作性。粉煤灰：火山灰质掺合料，能够改善SCC的流动性，有利于硬化混凝土的耐久性。磨细矿渣：火山灰质掺合料，能改善和保持SCC的工作性，有利于硬化混凝土的耐久性。微硅粉：高活性火山灰质掺合料，用于改善SCC的流变性能和抗离析能力,提高硬化混凝土的强度和耐久性。自密实混凝土原材料：3、

宜选择连续级配的粗骨料。针片含量不大于8%,含泥量不大于1%，泥块含量不大于0.5%，最大粒径一般不大于20mm，特殊情况不大于16mm。细骨料宜选用级配良好的中砂，含泥量不大于3%，泥块含量不大于1%，砂中所含小于0.125mm的细粉对SCC流变性能非常重要,一般要不低于10%。轻粗骨料性能指标应符合下列要求：项目密度等级最大粒径粒型系数24h吸水率指标≥700≤16mm≤2.0≤10%自密实混凝土原材料：4、应选用高效减水剂，宜选用聚羧酸系减水剂；可使用增粘剂、絮凝剂。5、水：符合混凝土用水标准即可。主要成分自密实混凝土种类粘度剂型兼用型纤维素系水溶性高分子○○乙二醇系水溶性高分子○○丙烯基系水溶性高分子○－多糖類聚合物（β聚糖）－○水溶性多糖类（韦兰胶质）－○自密实混凝土配合比：固定砂石体积含量的计算方法

经验推导法直接引用高性能混凝土配合比计算

采用正交试验或所谓的“析因法”

自密实混凝土配合比：1、自密实混凝土配合比设计采用绝对体积法。自密实混凝土水胶比宜小于0.45，胶凝材料宜控制在400kg/m3~550kg/m3。2、自密实混凝土宜采用通过增加粉体材料的方法适当增加浆体体积，也可通过添加外加剂的方法来改善浆体的粘聚性和流动性。3、钢管自密实混凝土配合比设计时，应采取减少收缩的措施。4、配合比设计应确定拌合物中粗骨料体积、砂浆中砂的体积分数、水胶比、胶凝材料用量、矿物掺合料的比例等参数。自密实混凝土配合比：粗集料体积及质量的计算宜符合下列规定：1、每立方米混凝土中粗骨料的体积（Vg）可按下表选用：填充性指标SF1SF2SF3每立方米混凝土中粗骨料的体积（m3）0.32-0.350.30-0.330.28-0.302、每立方米混凝土中粗骨料的体积（mg）可按下表选用：mg=Vg×ρg

ρg

:粗骨料的表观密度（Kg/m3）自密实混凝土配合比：3、砂浆体积（Vm）可按下式计算：Vm=1-Vg4、砂浆中砂的体积分数（Φs）可取0.42-0.45：Vｓ=Vｍ×Φs5、每立方米混凝土中砂的体积（Ｖs）和质量（ｍs）按下式计算：mｓ=Vs×ρsρg

:砂的表观密度（Kg/m3）自密实混凝土配合比：3、砂浆体积（Vm）可按下式计算：Vm=1-Vg4、砂浆中砂的体积分数（Φs）可取0.42-0.45：Vｓ=Vｍ×Φs5、每立方米混凝土中砂的体积（Ｖs）和质量（ｍs）按下式计算：mｓ=Vs×ρsρg

:砂的表观密度（Kg/m3）自密实混凝土6、浆体体积（Vp）可按下式计算：Vp=Vm-Vs7、胶凝材料表观密度（ρb）可根据矿物掺合料和水泥的相对含量及各自的表观密度确定，并可按下式计算：ρm——矿物掺合料的表观密度（kg/m3）ρc——水泥的表观密度（kg/m3）β——每立方米混凝土矿物掺合料粘胶凝材料的质量分数（%）；当采用两种或两种以上矿物掺合料时，可以用β1、β2、β3表示，矿物掺合料占胶凝材料用量的质量分数β不宜小于0.2。自密实混凝土8、自密实混凝土配置强度（fcu，0）应按现行行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定进行计算；9、水胶比（mw/mb)应符合下列规定：

a当具备实验统计资料时，可根据工程所使用的原材料通过建立水胶比与自密实混凝土抗压强度关系来计算得到水胶比；

b当不具备上述试验统计资料时，水胶比可按下式计算：m

b——每立方米混凝土中胶凝材料的质量（kg）m

w——每立方米混凝土中水的质量（kg）f

ce——水泥的28d实测抗压强度（MPa）；γ——矿物掺合料的胶凝系数；粉煤灰（β≤0.3）可取0.4、矿渣粉（β≤0.4）可取0.9。自密实混凝土10、每立方米自密实：混凝土中胶凝材料的质量（mb）可根据自密实混凝土中浆体体积（Vp）、胶凝材料的表观密度（ρb）、水胶比（

mw/mb）等参数确定，并可按下式计算：V

a——每立方米混凝土中引入空气的体积（L），对于非引气的自密实混凝土，

V

a可取10L-20L；ρw——每立方米混凝土中水的表观密度（kg/m3），取1000kg/m3自密实混凝土11、每立方米混凝土中水的质量（mw）应根据每立方米混凝土中胶凝材料质量（mb）以及水胶比（

mw/mb）确定，并可按下式计算：12、每立方米混凝土中水泥的质量（mc）和矿物掺合料的质量（mm）应根据每立方米混凝土中胶凝材料的质量（mb）和胶凝材料中矿物掺合料的质量分数（β）确定，并可按下式计算：自密实混凝土13、外加剂的品种和用量应根据试验确定，外加剂用量可按下式计算：mca——每立方米混凝土中外加剂的质量（kg）α——每立方米混凝土中外加剂占胶凝材料总量的质量百分数（%）自密实混凝土配合比：体积水粉比W/P=0.8-1.15水：155-180L粉体：160-230L细骨料：260-330L粗骨料：280-350L1m3空气：15-40L纤维混凝土定义：在水泥基混凝土中掺入乱向均匀分布的短纤维形成的符合材料，包括钢纤维混凝土、合成纤维混凝土等。应用：特殊施工条件复杂、高耸结构世博会法国馆漳龙高速隧道日本ARK大厦预制构件（钢纤维）纤维混凝土铁路工程（镀铜微丝钢纤维）水利工程（聚丙烯纤维）纤维混凝土特性：阻裂作用：纤维可有效阻碍混凝土中微裂缝的产生与发展，其作用既发挥于混凝土的塑性阶段，也发挥于混凝土的硬化阶段。增强作用：可有效增强混凝土抗弯拉、抗剪和抗疲劳强度。增韧作用：当混凝土产生裂缝时，纤维可以横跨裂缝承受拉应力，从而提高混凝土韧性。纤维混凝土增强作用增韧作用纤维混凝土性能指标：除应满足GB/T50080要求外，还应满足如下要求：规程指标CECS13-2009混凝土稠度纤维含量试验流动性、流动速率、均匀性、间隙通过能力、填充能力、抗离析分层能力（自密实纤维混凝土）JTG/T221-2010不得离析、纤维聚团氯离子含量纤维混凝土试验方法及设备：规程指标CECS13-2009混凝土稠度纤维含量试验间隙通过能力、填充能力、抗离析能力（自密实纤维混凝土）倒坍落度法分离纤维L型箱法、J型环法、U型仪法、跳桌JTG/T221-2010不得离析、纤维聚团水溶性氯离子含量目测离子选择电极法纤维混凝土试验方法及设备：纤维混凝土技术路线：宜添加减水剂：由于部分纤维具有较大的比表面积，在搅拌过程中有相互连接和“成球”的倾向，使用减水剂可以保证水胶比和纤维功能的充分发挥；宜添加引气剂：提高混凝土抗离析性；合理调整砂率：对于钢纤维混凝土宜适当提高砂率，对于掺加增韧合成纤维混凝土宜降低砂率。纤维混凝土原材料水泥：应符合《通用硅酸盐水泥》GB175和《道路硅酸盐水泥》GB13693的规定。钢纤维混凝土宜采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。粗、细集料：应符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的规定，并宜采用5mm~25mm连续级配的粗骨料及级配Ⅱ区中砂。钢纤维混凝土不得使用海砂，粗骨料最大粒径不宜大于钢纤维长度的2/3;喷射钢纤维混凝土的骨料最大粒径不宜大于10mm。纤维混凝土外加剂：应符合《混凝土外加剂》GB8076和《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119的规定，并不得使用含氯盐外加剂。速凝剂应符合《喷射混凝土用速凝剂》JC477的规定，并宜采用低碱速凝剂。粉煤灰、矿渣粉：应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的规定。水：应符合《混凝土用水标准》JGJ63的规定，并不得使用海水。纤维：应符合如下要求。纤维混凝土钢纤维几何参数：用途长度（mm）直径（当量直径）（mm）长径比一般浇筑钢纤维混凝土20—600.3—0.930—80钢纤维喷射混凝土25—350.3—0.830—80钢纤维混凝土抗震框架节点35—600.3—0.950—80钢纤维混凝土铁路轨枕30—350.3—0.650—70层布式纤维混凝土复合路面30—1200.3—1.260—100纤维混凝土钢纤维抗拉强度等级：钢纤维抗拉强度等级抗拉强度（MPa）平均值最小值380级600＞R≥380342600级1000＞R≥6005401000级R≥1000900纤维混凝土合成纤维规格：外径公称长度（mm）当量直径（μm）用于水泥砂浆用于水泥混凝土单丝纤维3—206—405—100膜裂纤维5—2015—40—粗纤维—15—60＞100纤维混凝土合成纤维性能：项目防裂抗裂纤维增韧纤维抗拉强度（MPa）≥270≥450初始模量（MPa）≥3.7×103≥5.0×103断裂伸长率（%）≤40≤30耐碱性能（%）≥95.0纤维混凝土配合比设计流程：确定混凝土水胶比确定纤维体积率确定混凝土适配强度确定混凝土单位体积用水量计算粗细集料用量，确定初步配合比进行实验室试拌调整确定混凝土合理砂率确定最终配合比纤维混凝土确定适配强度：1、当设计强度小于C60时，应符合：fcu，0—纤维混凝土适配强度fcu，k—纤维混凝土适配强度

σ—纤维混凝土强度标准差2、当设计强度大于等于C60时，应符合：3、纤维混凝土标准差应符合下表规定：混凝土强度标准值≤C20C25-C45C50-C55σ4.05.06.0纤维混凝土配合比设计要求：1、纤维混凝土最大水胶比应符合《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476的规定。2、纤维混凝土的最小胶凝材料用量应符合下表规定，喷射钢纤维混凝土的胶凝材料不宜小于380Kg/m3.最大水胶比最小胶凝材料用量（Kg/m3）钢纤维混凝土合成纤维混凝土0.60—2800.553403000.50360320≤0.45360340纤维混凝土配合比设计要求：3、矿物掺合料及外加剂：掺量需要经混凝土适配确定，并应满足纤维混凝土强度和耐久性的设计要求及施工要求；钢纤维混凝土矿物掺合料掺量不宜大于胶凝材料用量的20%。4、纤维混凝土配合比应符合《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定。5、纤维混凝土配合比设计确定后，应进行生产适应性验证。纤维混凝土钢纤维体积率范围：工程类型使用目的体积率（%）工业建筑地面防裂、耐磨、提高整体性0.35-1.00薄型屋面板防裂、提高整体性0.75-1.50局部增强预制桩增强、抗冲击≥0.50桩基承台增强、抗冲击0.50-2.00桥梁结构构件增强≥1.00公路路面防裂、耐磨、防重载0.35-1.00机场道面防裂、耐磨、抗冲击1.00-1.50水工混凝土结构高应力区局部增强≥1.00抗冲磨、防空蚀区增强≥0.50喷射混凝土支护、衬砌、修复和补强0.35-1.00纤维混凝土合成纤维体积率范围：工程类型使用目的体积率（%）楼面板、剪力墙、楼地面、建筑结构中的板壳结构、体育场看台控制混凝土早期收缩裂缝0.06-0.20刚性防水屋面控制混凝土早期收缩裂缝0.10-0.30机场跑道、公路路面、桥面板、工业地面控制混凝土早期收缩裂缝0.06-0.20改善混凝土抗冲击、抗疲劳性能0.10-0.30水坝面板、储水池、水渠控制混凝土早期收缩裂缝0.06-0.20改善抗冲磨和抗冲蚀性能0.10-0.30喷射混凝土控制混凝土早期收缩裂缝改善混凝土整体性0.06-0.25纤维混凝土施工注意事项：1、纤维混凝土宜采用预拌方式制备，纤维的计量允许偏差应控制在±1%。2、在拌合过程中宜先将粗、细集料投入搅拌机中干拌30s-60s，纤维体积率较高或强度等级不低于C50时，宜取搅拌时间的上限。当纤维体积率超过1.5%或合成纤维体积率超过0.20%时，宜延长搅拌时间。3、当纤维混凝土拌合物因运输或浇筑时间过长时坍落度损失较大时，可在卸料前掺入适当减水剂进行搅拌，但不得加水。纤维混凝土施工注意事项：4、用于泵送钢纤维混凝土的泵的功率，应比泵送普通混凝土的泵大20%，喷射钢纤维混凝土时，宜采用湿喷工艺。5、当采用自然养护时，用矿渣水泥、粉煤灰水泥或符合水泥配置的纤维混凝土的养护时间不应少于14d。6、采用外部振捣方式可以有效减少泌水和改善拌合料的内聚力。2023/2/2轻骨料混凝土定义：采用轻粗骨料、轻砂（或普通砂）、水泥和水配制而成的干表面积不大于1950kg/m3的混凝土。按照细骨料的不同，轻骨料混凝土又涵盖以下几种：全轻混凝土（由轻砂做细骨料配制而成的轻骨料混凝土）砂轻混凝土（由普通砂或部分轻砂作为细骨料配制而成的轻骨料混凝土）大孔轻骨料混凝土（用轻粗骨料，水泥和水配制而成的无砂或少砂混凝土）次轻混凝土（在轻粗骨料中掺入适量普通粗骨料，表观密度大于1950kg/m3、小于或等于2300kg/m3的混凝土）2023/2/2轻骨料混凝土应用：高耸、大跨建筑结构抗震要求结构防火保温性结构2023/2/2轻骨料混凝土国内轻骨料混凝土研究现状我国轻骨料混凝土发展和应用相对较晚，其发展的历程漫长而又曲折。20世纪50年代开始研究轻骨料及轻骨料混凝土，轻骨料主要用陶粒、粉煤灰，1957年成立了“陶粒混凝土课题组”开展相关的研究，先后研制成粘土陶粒、页岩陶粒和烧结粉煤灰陶粒。据1990年对北京、上海、黑龙江、吉林、沈阳等10个省市不完全统计的资料表明，从20世纪70~80年代的10年中，用于房屋建筑外墙板的轻骨料混凝土约占其总用量的50%；用于建筑砌块约占砌块的27%。2023/2/2轻骨料混凝土国内轻骨料混凝土研究现状1950s-1980s对轻骨料混凝土进行应用研究1960年我国第一座粘土陶粒混凝土公路拱桥，1968年在南京长江大桥公路桥上采用CL25粉煤灰陶粒混凝土预制了全桥的行车道板。1990s-2000s用于房屋建筑外墙板和部分桥梁非结构体系2000年天津永定新河大桥经优化设计后由密度等级1900级的CL40高强轻骨料混凝土取代普通混凝土2002年上海卢浦大桥全桥将使用轻骨料混凝土铺装层。目前虽然在工程中已应用于承载体系中，但技术水平与国外相比仍有很大距离正在研究开发CL50以上高强高性能轻骨料混凝土，而同期欧美等发达国家，轻骨料混凝土已经大量推广使用，强度等级可达到CL80。2023/2/2轻骨料混凝土国内工程应用——武汉琴台剧场

2023/2/2轻骨料混凝土国内工程应用——武汉证券大厦

2023/2/2轻骨料混凝土国内工程应用——珠海国际会展中心

2023/2/2轻骨料混凝土轻骨料混凝土的技术特性结构形成特点：拌合后的轻骨料混凝土中，比重较小的轻骨料、水等上浮，水泥浆和细骨料、砂等下沉，造成混凝土整体不均匀，形成混凝土的外分层结构。这与普通混凝土的镶嵌结构恰恰相反。2023/2/2轻骨料混凝土轻骨料混凝土的技术特性

强度：轻骨料混凝土的强度分别取决于水泥砂浆的强度、骨料的强度。由于轻骨料和水泥石之间牢固的粘结力，界面不再是薄弱环节。强度随水泥石强度和水泥用量的增加增加而提高；当其用量一定时，其强度又收到骨料本身强度影响。2023/2/2轻骨料混凝土轻骨料混凝土的技术特性弹性模量：混凝土的弹性模量取决于骨料与水泥石的弹性模量，以及两种组成所占比例。根据试验比较，我国目前轻骨料混凝土的弹性模量比同标号的普通混凝土低25%——65%。其中堆积密度大于1400kg/m3，CL30以上的轻骨料混凝土低25%——30%，堆积密度小于1400，标号小于CL15结构保温轻骨料混凝土相对要低60%——65%。2023/2/2轻骨料混凝土轻骨料混凝土的技术特性收缩变形：轻骨料混凝土与同标号的普通混凝土相比，由于水泥用量大，骨料的弹性模量小和骨料限制变形能力低，故一般轻骨料混凝土徐变要比普通混凝土大些，在干燥空气条件下，轻骨料混凝土最终收缩值约为0.4——1mm，是同标号普通混凝土收缩量的1-1.5倍。例如上海CL40粉煤会陶粒混凝土的收缩测试结果，在加荷0.4倍轴压强度时，一年的徐变比普通混凝土大15%。2023/2/2轻骨料混凝土轻骨料混凝土的特征优点：轻质、经济性抗震性好耐久性好保温性好2023/2/2轻骨料混凝土轻质、经济性结构轻骨料干表观密度为1400kg/m3-1950kg/m3，可有效降低结构自重20%-40%。，目前应用中，其强度可达到CL15-CL50。轻质特质带来的经济效益非常显著，特别对结构恒载占很大比例，对材料要求较高的高层建筑、大跨度桥梁等工程而言。其优越性表现为：使桥梁的跨度增大，减少桥梁桥墩数量；减少上部结构预应力钢筋的用量；降低基础处理的费用；较少原材料和构件运输和安装费用。2023/2/2轻骨料混凝土抗震性好地震力与上部结构自重成正比，当结构采用轻骨料混凝土将降低地震力。同时，由于轻骨料混凝土相对弹性模量低、变形大，其结构特质更有利于改善建筑物的抗震能力和抵抗荷载作用的能力2023/2/2轻骨料混凝土耐久性好轻骨料混凝土能有效避免混凝土的碱集料反应问题，延长结构的使用寿命。此外，轻骨料混凝土具有优良的轻骨料和砂浆间的黏结和界面过渡区，而界面过渡区是影响混凝土材料耐久性的重要因素之一。因此，轻骨料混凝土具有良好的抗渗性、抗冻性以及抵抗各种化学侵蚀的能力。另外轻骨料和砂浆组分弹性兼容性好，内部应力和微裂缝也相对较少。2023/2/2轻骨料混凝土保温性好轻骨料混凝土导热系数低于普通混凝土。例如表观密度为1750kg/m3的轻骨料混凝土的导热系数为0.84w/m·k，大大低于普通混凝土的1.5w/m·k。相当于22cm厚的轻骨料墙壁的阻值相当于37cm厚的砖墙。2023/2/2轻骨料混凝土轻骨料混凝土的特征存在的问题：

1.在拌合和浇筑阶段，由于轻骨料的多孔、吸水性质会影响轻集料混凝土的工作性能。2.在混凝土硬化阶段，较高的水泥用量，良好的保温性能则会引起较高的水化温升。2023/2/2轻骨料混凝土存在的问题：

3.轻骨料中的水分会在很大范围影响硬化水泥石组成和结构以及轻骨料与水泥石界面组成结构。因此，早期硬化过程中，混凝土体积稳定性与轻骨料中水分的变化有很大的关系。4.轻骨料混凝土硬化后由于收缩变形大，易于开裂，严重影响混凝土的使用寿命等问题。2023/2/2轻骨料混凝土技术指标：轻骨料混凝土的强度等级应划分为：LC5.0、LC7.5、LC10、LC15、LC20、LC25、LC30、LC35、LC40、LC45、LC50、LC55、LC60（其强度等级按照水泥混凝土立方体抗压强度标准值确定）2023/2/2轻骨料混凝土技术指标：轻骨料混凝土按照其干表观密度可分为十四个等级。某一密度等级轻骨料混凝土密度标准值，可取该密度等级干表观密度变化范围的上限值密度等级干表观密度的变化范围（kg/m3）密度等级干表观密度的变化范围（kg/m3）600560～65013001260～1350700660～75014001360～1450800760～85015001460～1550900860～95016001560～16501000960～105017001660～175011001060～115018001760～185012001160～125019001860～19502023/2/2轻骨料混凝土技术指标：轻骨料混凝土按照用途，主要分成三大类类别名称混凝土强度等级的合理范围混凝土密度等级的合理范围用途保温轻骨料混凝土LC5.0≤800主要用于保温的围护结构或热工构筑物结构保温轻骨料混凝土LC5.0800～140主要用于既承重又保温的围护结构LC7.5LC10LC15结构轻骨料混凝土LC151400～1900主要用于承重构件或构筑物LC20LC25LC30LC35LC40LC45LC50LC55LC602023/2/2轻骨料混凝土性能指标：结构轻骨料混凝土强度标准值注：自燃煤矸石混凝土轴心抗拉强度标准值应按表中值乘以系数0.85；浮石或火山渣混凝土轴心抗拉强度标准值应按表中值乘以系数0.80.强度种类轴心抗压轴心抗拉符号fckftk混凝土强度等级LC1510.01.27LC2013.41.54LC2516.71.78LC3020.12.01LC3523.42.20LC4026.82.39LC4529.62.51LC5032.42.64LC5535.52.74LC6038.52.852023/2/2轻骨料混凝土性能指标：结构轻骨料混凝土弹性模量应通过试验确定，当缺乏试验资料时，可按照下表取值：轻骨料混凝土的弹性模量Elc（×102MPa）强度等级密度等级12001300140015001600170018001900LC1594102110117125133141149LC20—117126135145154163172LC25——141152162172182192LC30———166177188199210LC35————191203215227LC40—————217230243LC45—————230244257LC50—————243257271LC55——————267285LC60——————2802972023/2/2轻骨料混凝土原材料要求：轻骨料混凝土所用水泥应符合现行国家标准GB175《通用硅酸盐水泥》的要求。轻骨料混凝土所用软骨料应符合国家现行标准GB/T17431.1《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》和JC209《膨胀珍珠岩》的要求；膨胀珍珠岩的堆积密度应大于80kg/m3.轻骨料混凝土所用普通砂应符合国家现行标准JGJ52《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的要求。2023/2/2轻骨料混凝土原材料要求：混凝土拌合用水用符合JGJ63《混凝土拌合用水标准》的要求。轻骨料混凝土矿物掺和料应符合国家现行标准GB1596《用于水泥和混凝土的粉煤灰》、JGJ28《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》、GBJ146《粉煤灰混凝土应用技术规范》和GB/T18046《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的要求。轻骨料混凝土所用的外加剂应符合现行国家标准GB8076《混凝土外加剂》的要求。2023/2/2轻骨料混凝土原材料控制要点：1.颗粒级配尤其是粗骨料的最大粒径，对轻骨料混凝土的工作性、耐久性、强度等影响很大。标准规定的结构轻骨料最大粒径不宜大于20mm。保温及结构保温轻骨料混凝土用，最大粒