第3章混凝土建筑材料第3章混凝土

主要介紹了普通混凝土的組成材料，混凝土拌合物的和易性，硬化混凝土的強度、變形、耐久性，混凝土外加劑的作用原理和應用，普通混凝土配合比設計方法等，簡要介紹了輕混凝土及其他品種混凝土，如體現混凝土發展動態的高強混凝土、高性能混凝土等。

第一節概述核電站在澆筑混凝土保護殼廣義上講的混凝土：由膠凝材料、水和粗細骨料，有時摻入外加劑和摻合料，按適當比例，經均勻拌合，密實成型及養護硬化而成的人造石材。二、混凝土的分類按體積密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。輕混凝土ρ0＜2000kg/m3。混凝土筑的橋梁按膠凝材料分水泥混凝土、石膏混凝土、瀝青混凝土、聚合物混凝土、水玻璃混凝土等。按用途分結構混凝土、防水混凝土、裝飾混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土等。二、混凝土的分類按生產和施工工藝分按生產方式分為：預拌混凝土（商品混凝土）和現場拌制混凝土。按照施工方法可分為：泵送混凝土、噴射混凝土、壓力灌漿混凝土、離心混凝土、碾壓混凝土、擠壓混凝土等。噴射混凝土施工泵送混凝土可用混凝土泵通過管道輸送拌和物的混凝土。離心混凝土通過離心機的高速轉動，使得混凝土成型密實的方法，通常用于混凝土管道構件、空心混凝土管樁構件、混凝土電桿的制作。壓力灌漿混凝土通過灌漿泵的壓力，經鉆孔把漿液壓送到巖石、砂礫石層、混凝土或土體的裂隙、接縫或空洞內的混凝土。三、混凝土的特點（1）性能多樣、用途廣泛，通過調整組成材料的品種及配比，可以制成具有不同物理、力學性能的混凝土以滿足不同工程的要求。（2）在凝結前有良好的塑性，可以澆成任意形狀、規格的整體結構或構件。（3）其組成材料中約80%以上的砂、石骨料，來源豐富，符合就地取材和經濟性的原則。（4）混凝土和鋼筋良好有粘結性，且二者的線性膨脹系數基本相同，復合成鋼筋混凝土，能互補優劣，大大拓寬了混凝土的應用范圍。（5）按合理的方法配制的混凝土，具有良好的耐久性，同鋼材、木材相比維修費用低。（6）可充分利用工業廢料作骨料或摻合料，如粉煤灰、礦渣等，有利于環境保護。第二節普通混凝土組成材料砂(細骨料)，也稱集料石子(粗骨料)普通混凝土(以下簡稱為“混凝土”)。由水泥、砂、石、水等幾種基本材料(有時為了改善混凝土的某些性能加入適量外加劑的外摻料)，按適當比例拌合，經硬化而成的一種人造石材。混凝土的結構水泥+水→水泥漿+砂→水泥砂漿+石子→混凝土拌合物→硬化混凝土組成材料的作用混凝土體積構成水泥石——25％左右；砂和石子——70％以上；孔隙和自由水——1％～5%。

組成材料硬化前硬化后水泥+水潤滑作用膠結作用砂+石子填充作用骨架作用原材料的技術性質在很大程序上會影響混凝土的技術性質，因此我們必須了解原材料性質及其質量要求，合理選擇材料，這樣才能保證混凝土的質量。一、水泥配制混凝土所用的水泥應符合國家現行標準有關規定。除此之外，在配制時應合理地選擇水泥品種和強度等級。（一）水泥品種應根據工程特點、所處環境條件及設計、施工的要求進行選擇。（二）水泥強度等級應與混凝土設計強度等級相一致，原則上是高強度等級的水泥配制高強度等級的混凝土。二、細骨料（砂）混凝土用砂分為人工砂和天然砂。砂是指粒徑在4.75mm以下的巖石顆粒。分類按產源分按技術要求分Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強度等級為C30～C60及抗凍、抗滲或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。

砂天然砂人工砂機制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等《建筑用砂》(GB/T14684-2001)對砂的技術要求如下：（一）顆粒級配及粗細程度1.顆粒級配顆粒級配是指不同粒徑的砂粒互相搭配的情況。級配良好的砂，不同粒徑顆粒搭配比例適當，其空隙率小，且總表面積小，不僅可以節約水泥，而且混凝土結構密實度。2.粗細程度粗細程度是指不同粒徑砂粒混合在一起的總體粗細程度。在相同質量的條件下，粗砂的總表面積小，包裹砂表面所需的水泥漿就少；反之細砂總表面積大，包裹的水泥漿量就多。骨料顆粒級配示意圖砂子的空隙充取決于砂子各級粒徑的搭配程序。級配良好的砂，不僅可以節省水泥，而且混凝土結構密實，強度、耐久性得到提高。3.砂的粗細程度與顆粒級配的評定采用一套標準方孔篩，孔徑依次為0.15、0.3、0.6、1.18、2.36、4.75mm。稱取試樣500g，將試樣倒入按孔徑大小從上到下組合的套篩（附后篩底）上，然后進行篩分，稱取留在各篩上的篩余量，計算各篩上分計篩余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6及累計篩余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6，累計篩余百分率與分計篩余百分率關系見下表：累計篩余與分計篩余計算關系篩底尺寸(mm)篩余量（g）分計篩余百分率(%)累計篩余百分率(%)4.75m1a1=(m1/500)×100%A1=a12.36m2a2=(m2/500)×100%A2=A1+a21.18m3a3=(m3/500)×100%A3=A2+a30.6m4a4=(m4/500)×100%A4=A3+a40.3m5a5=(m5/500)×100%A5=A4+a50.15m6a6=(m6/500)×100%A6=A5+a6標準篩用標準篩篩進行砂分細度模數按下式計算:式中：Mx——細度模數；

A1、A2、A3、A4、A5、A6——分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm篩的累計篩余百分率，％。細度模數越大砂越粗，砂按細度模數大小分為粗砂、中砂、細砂：粗砂Mx為3.7～3.1；中砂Mx為3.0～2.3；細砂Mx為2.2～1.6。根據0.6mm篩的累計篩余百分率分成三個級配區，混凝土用砂級配應處于三個級配區中的任一級配區。三個級配區見下表：方篩孔累計篩余率，％1區2區3區9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm010～035～565～3585～7195～80100～90010～025～050～1070～4192～70100～90010～015～025～040～1685～55100～901）砂的實際顆粒級配與表中所列數字相比，除4.75mm和600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5％。2）1區人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～85，2區人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～80，3區人工砂中150μm篩孔的累計篩余可以放寬到100～75。砂的顆粒級配（GB/T1468-2001）為了直觀地反映砂的顆粒級配，可制繪成級配曲線，一般處于Ⅰ區的砂較粗，屬于粗砂；Ⅲ區砂細粒多，Ⅱ區砂粗細適中。（二）含泥量、石粉含量及泥塊含量含泥量為天然砂粒徑小于0.075mm的顆粒含量；泥塊含量是指砂中原粒徑大于1.18mm，經水洗、手捏后小于600μm的顆粒含量；泥通常包裹在砂顆粒表面，妨礙了水泥漿與砂的粘結，使混凝土的強度、耐久性降低。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（按質量計）,%＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（按質量計）,%0＜1.0＜2.0天然砂的含泥量和泥塊含量石粉含量是指人工砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量。過多石粉含量會妨礙水泥與骨料的粘結，對混凝土無益，但適量的石粉含量不僅可以彌補人工砂顆粒多棱角對混凝土帶來的不利，還可以完善砂子的級配，提高混凝土的密實性，進而提高混凝土的綜合性能，反而對混凝土有益，因此人工砂其含量分別定為3%,5%,7%。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類亞甲藍試驗MB值＜1.40或合格石粉含量（%）＜3.0＜5.0＜7.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0MB值≥1.40或不合格石粉含量（%）＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0人工砂石粉含量和泥塊含量（三）有害物質含量

配制混凝土的細骨料要求清潔不含雜質以保證混凝土的質量。砂中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物，有害物質主要是云母、輕物質、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯化物等。見下表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類云母（%)（質量計）＜1.0＜2.0＜2.0輕物質（%)（質量計）＜1.0＜1.0＜1.0有機物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸鹽（SO3質量計）＜0.5＜0.5＜0.5氯化物（氯離子質量計）＜0.01＜0.02＜0.06有害物質含量（四）堅固性砂的堅固性是指砂在自然風化和其他外界物理、化學因素作用下，抵抗破壞的能力。天然砂采用硫酸鈉溶液法進行試驗，砂樣經5次循環后其質量損失應符合下表。項目指標質量損失,%,＜Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類8810天然砂堅固性指標人工砂采用壓碎指標法進行試驗，壓碎指標應符合下表：項目指標單級最大壓碎指標,%,＜Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類202530人工砂壓碎指標卵石三、粗骨料粒徑大于4.75mm的骨料稱為粗骨料，常用碎石和卵石兩種。碎石與卵石相比，表面粗糙、多棱角、表面積大、空隙率大，與水泥粘結強度高。在水灰比相同條件下，用碎石拌制的混凝土，流動性小，但強度較高；而卵石則正好相反，即流動性大，強度較低。碎石、卵石按技術要求分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。Ⅰ類宜用于大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強度等級C30~C60及抗凍、抗滲或其他要求的混凝土、Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土。碎石《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685-2001)對粗骨料技術要求如下：（一）顆粒級配和最大粒徑粗骨料顆粒級配的好壞判定也是通過篩分法。孔徑分別為2.36、4.75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0mm及90mm的標準方孔篩。粗骨料的顆粒級配按供應情況分連續粒級(連續級配)與單粒級(間斷級配)兩種。連續粒級是石子由小到大連續分級；單粒級是指用小顆粒的粒級直接和大顆粒的粒級相配，中間為不連續的級配，由于易產生離析，應用較少。最大粒徑是用來表示粗骨料粗細程度的。公稱粒徑的上限稱為該粒級的最大粒徑。粗骨粒的最大粒徑增大則該粒級的粗骨料總表面積減小，包裹粗骨料所需的水泥漿量就少。在一定和易性和水泥用量條件下，則能減少用水量而提高混凝土強度。對中低強度混凝土，盡量選擇最大粒徑較大的粗骨料，但一般不宜超過40mm。從結構上考慮根據規定，混凝土用粗骨料的最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4；對混凝土實心板，不宜超過板厚的1/3，且不得超過40mm。從施工上考慮對泵送混凝土，粗骨料最大粒徑與輸送管內徑之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5。（二）泥、泥塊及有害物質的含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質量計，%）＜0.5＜1.0＜1.5泥塊含量（質量計，%）0＜0.5＜0.7碎石、卵石含泥量和泥塊含量表粗骨料中含泥量是指粒徑小于μm的顆粒含量；泥塊含量是指原粒徑大于4.75mm，經水浸洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。粗骨料中泥、泥塊含量應符合下表：粗骨料有害物質含量應符合下表：項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類有機物合格合格合格硫化物及硫酸鹽（%）（SO3質量計）＜0.5＜1.0＜1.0石子有害物質含量表(三)針、片狀顆粒含量針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2.4倍者；片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強度降低。其含量規定見下表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類針、片狀顆粒（%）（質量計）＜5＜15＜25碎石、卵石針片狀顆粒含量(四).強度為保證混凝土的強度必須保證粗骨料具有足夠的強度。粗骨料的強度指標有兩個：巖石抗壓強度和壓碎指標。1.巖石抗壓強度巖石抗壓強度是將母巖制成50mm×50mm×50mm立方體試件，或Φ50mm×50mm×50mm的圓柱體試件，在水中浸泡48h后，取出擦干水分，測得其在飽和水狀態下的抗壓強度值。《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685-2001)中規定火成巖應不小于80Mpa，變質巖應不小于60Mpa，水成巖應不小于30Mpa。

2.壓碎指標壓碎指標是測定碎石或卵石抵抗壓碎的能力，可間接地推測其強度的高低，壓碎指標應符合下表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類碎石壓碎指標（%）＜10＜20＜30卵石壓碎指標（%）＜12＜16＜16壓碎指標值(五)堅固性堅固性是指卵石、碎石在自然風化和其他外界物理、化學因素作用下抵抗破裂的能力。采用硫酸鈉溶液法進行試驗，碎石和卵石經5次循環后，其質量損失應符合下表的規定。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類質量損失，%<5812堅固性指標四、混凝土用水混凝土用水所含物質對混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土不應產生以下有害作用：（1）影響混凝土和易性；（2）損害混凝土強度的發展；（3）降低混凝土的耐久性，加快鋼筋腐蝕及導致預應力鋼筋斷裂；（4）污染混凝土表面。《混凝土用水標準》(JGJ63-2006)規定，符合國家標準的生活飲用水可用于混凝土；地表水、地下水、再生水的放射性應符合現行國家標準《生活飲用水衛生標準》(GB57449)的規定。水在第一次使用或水質不明時須進行檢驗，合格后方可使用。3.3普通混凝土的主要技術性質混凝土是由各組成材料按一定比例拌合而成，尚未凝結硬化的材料稱為混凝土拌合物，硬化后的人造石材稱為硬化混凝土。混凝土拌合物的主要性質為和易性，硬化混凝土的主要性質為強度、耐久性。一、混凝土拌合物的性質混凝土拌合物便于施工操作，并能獲得質量均勻、成型密實的性能。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性：和易性粘聚性保水性流動性易達結構均勻易成型密實好好在本身自重或施工機械振搗作用下，能產生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內聚力，在運輸和澆注過程中不致產生離析和分層現象的性質。具有一定的保持內部水分的能力，在施工過程中不致發生泌水現象的性質。保證混凝土硬化后的質量（一）和易性（工作性）的概念二、和易性的評定定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經驗評定粘聚性和保水性。1.坍落度法測定混凝土拌合物在自重作用下產生的變形值——坍落度（單位mm）。適用范圍：集料最大粒徑不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。

《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》(GB/T50080-2002)規定，拌合物的和易性用坍落度與坍落度擴展度法和維勃稠度法測定。二、和易性的評定2.維勃稠度法測定使拌合物密實所需要的時間，s。適用范圍粗骨料最大粒徑不大于40mm；坍落度小于10mm，維勃稠度在5s～30s之間的干硬性混凝土。維勃稠度法測定示意圖（三）混凝土拌合物流動性的級別按《混凝土質量控制標準》（GB50164）的規定，塑性混凝土、干硬性混凝土分別按坍落度、維勃稠度分為四級。見下表。名稱代號指標混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度≥10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土T1T2T3T410mm～40mm50mm～90mm100mm～150mm≥160mm干硬性混凝土（坍落度＜10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土V0V1V2V3＞31s30s～21s20s～11s10s～5s四、混凝土拌合物流動性的選擇原則：在滿足施工條件及混凝土成型密實的條件下，應盡可能選用較小的流動性，以獲得質量較高的混凝土。混凝土澆筑時坍落度選擇如下表：結構種類坍落度，mm基礎或地面等的墊層，無配筋的大體積結構（擋土墻、基礎等）或配筋稀疏的結構10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的結構（如薄壁、斗倉、筒倉、細柱等）50～70配筋特密的結構70～90（五）影響和易性的因素1.組成材料及其用量之間的關系①水泥漿數量和單位用水量；②骨料的品種、級配和粗細程度；③砂率；④外加劑。見下圖。水泥水①砂石子外加劑④水泥漿①骨料②混凝土拌合物影響混凝土和易性的因素很多，主要有原材料的性質、原材料之間的相對含量、環境因素及施工條件等。（1）水泥漿的數量在混凝土拌合物中，水泥漿包裹骨料表面，填充骨料空隙，使骨料潤滑，提高混合料的流動性；在水灰比不變的情況下，單位體積混合物內，隨水泥漿的增多，混合物的流動性增大。思考：水泥漿過多會怎樣？水泥漿過少又會怎樣？（２）水灰比水泥漿的稀稠，取決于水灰比的大小。水灰比小，水泥漿稠，拌合物流動性就小，混凝土拌合物難以保證密實成型。若水灰比過大，又會造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而產生流漿、離析現象。水泥漿的數量和稠度取決于用水量和水灰比。實際上用水量是影響混凝土流動性最大的因素。當用水量一定時，水泥用量適當變化（增減50～100㎏／ｍ3）時，基本上不影響混凝土拌合物的流動性，即流動性基本上保持不變。由此可知，在用水量相同的情況下，采用不同的水灰比可配制出流動性相同而強度不同的混凝土。(3)砂率砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石總用量的百分率。在混合料中，砂是用來填充石子的空隙。在水泥漿一定的條件下，若砂率過大，則骨料的總表面積及空隙率增大，混凝土混合物就顯得干稠，流動性小。如要保持一定的流動性，則要多加水泥漿，耗費水泥。若砂率過小，砂漿量不足，不能在粗骨料的周圍形成足夠的砂漿層起潤滑和填充作用，也會降低混合物的流動性，同時會使粘聚性、保水性變差，使混凝土混合物顯得粗澀，粗骨料離析，水泥漿流失，甚至出現潰散現象。因此，砂率既不能過大，也不能過小，應通過試驗找出最佳（合理）砂率。4.水泥品種及細度水泥的品種，其特性上的差異導致混凝土拌合物和易性的差異。水泥顆粒越細，在相同條件下，所拌混凝土拌合物流動性越小，但黏聚性和保水性好。5.骨料的性質級配良好的骨料，其拌合物流動性較大，黏聚性和保水性較好；表面光滑的骨料，其拌合物流動性較大。若雜質含量多，針片狀顆粒含量多，則流動性變差。6.環境因素、施工條件、時間環境溫度的變化會影響到混凝土的和易性。因為環境溫度的升高，水分蒸發及水化反應加快，坍落度損失也加快。拌合物拌制后，隨時間的延長而逐漸干稠，流動性減小。機械攪拌的混凝土拌合物和易性好于人工拌合的。7.外加劑在拌制混凝土時，加入很少量的外加劑，如引氣劑、減水劑等，能使混凝土拌合物在不增加水量的條件下，獲得良好的和易性。摻入粉煤灰、硅灰、磨細沸石粉等摻合料，也可以改善拌合物的和易性。一、硬化混凝土的強度混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強度抗剪強度抗壓強度握裹強度軸心抗壓強度立方體抗壓強度鋼筋與混凝土的粘結強度1.抗壓強度與強度等級以邊長為150mm的標準立方體試件，成型后立即用不透水的薄膜覆蓋表面，在溫度為20±5℃的環境中靜置1～2晝夜，然后再在標準養護條件下（溫度為20±2℃，相對濕度為95％以上或在溫度為20±2℃的不流動Ca（OH）2飽和溶液中養護，經28d齡期，經標準試驗方法得到抗壓強度值。用fcu表示。試件種類試件尺寸，mm粗骨料最大粒徑，mm換算系數標準試件150×150×150401.00非標準試件100×100×100300.95200×200×200601.05標準試驗方法是指《普通混凝土力學性能試驗方法》（GB/T50081－2002），詳見實驗部分。當采用非標準試件時，須乘以換算系數，見下表：混凝土強度等級C30“C”代表“混凝土”。“30”代表fcu,k＝30.0MPa；按混凝土立方體抗壓強度標準值劃分的級別。以“C”和混凝土立方體抗壓強度標準值（fcu,k）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五個強度等級。（C60以上稱為高強混凝土）立方體抗壓強度標準值（fcu,k），是立方體抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值的百分率不超過5%。強度等級表示的含義：邊長為150mm的標準立方體試件，用于測抗壓強度2.混凝土的軸心抗壓強度采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強度為0～55MPa范圍內fcp=（0.7～0.8）fcu。在結構設計計算時，一般取fcp＝0.67fcu。非標準尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm×100mm和200mm×200mm，測得的抗壓強度值應分別乘以換算系數0.95和1.05。FF三、影響混凝土的強度的因素5.影響抗壓強度的因素（1）水泥的強度和水灰比式中：fcu——混凝土28d齡期的抗壓強度值，MPa；fce——水泥28d抗壓強度的實測值，MPa；——混凝土灰水比，即水灰比的倒數；αa、αb——回歸系數。當混凝土水灰比值在0.40～0.80之間時越大，則混凝土的強度越低；水泥強度越高，則混凝土強度越高。（2）粗集料的品種及質量碎石形狀不規則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結強度較高；卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結強度較低。在水泥石強度及其它條件相同時，碎石混凝土的強度高于卵石混凝土的強度。（3）養護條件

在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結硬化速度越快，早期強度越高；低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，當溫度低至0℃以下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險。混凝土澆筑完畢后，必須加強養護，保持適當的溫度和濕度，以保證混凝土不斷地凝結硬化。（4）齡期

齡期是指混凝土在正常養護條件下所經歷的時間。

在正常的養護條件下，混凝土的抗壓強度隨齡期的增加而不斷發展，在7～14d內強度發展較快，以后逐漸減慢，28d后強度發展更慢。

由于水泥水化的原因，混凝土的強度發展可持續數十年。

當采用普通水泥拌制的、中等強度等級的混凝土，在標準養護條件下，混凝土的抗壓強度與其齡期的對數成正比。n≥3式中：fn、f28——分別為n、28天齡期的抗壓強度，MPa。（5）外加劑和摻合料摻減水劑，特別是高效減水劑，可大幅度降低用水量和水灰比，使混凝土強度顯著提高，摻高效減水劑是配制高強度混凝土的主要措施。在混凝土中摻入高活性摻合料（如優質粉煤灰、硅灰、磨細礦渣粉等），可以與水泥的水化產物進一步發生反應，產生大量的凝膠物質，使混凝土更趨于密實，強度也進一步得到提高。二、混凝土的耐久性1.耐久性的主要內容（1）抗滲性混凝土的抗滲性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。混凝土的抗滲性用抗滲等級表示。是以28d齡期的標準試件，按規定方法進行試驗時所能承受的最大靜水壓力來確定。可分為P4、P6、P8、P10和P12等五個等級，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的靜水壓力而不發生滲透。（2）抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態下，能抵抗凍融循環作用而不發生破壞，強度也不顯著降低的性質。用抗凍等級表示。抗凍等級是以28d齡期的混凝土標準試件，在飽和水狀態下，強度損失不超過25％，且質量損失不超過5％時，所能承受的最大凍融循環次數來表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九個等級。二、混凝土的耐久性（3）抗侵蝕性混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵蝕性。合理選擇水泥品種、提高混凝土制品的密實度均可以提高抗侵蝕性。（4）抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。混凝土碳化，使其堿度降低，從而使混凝土對鋼筋的保護作用降低，鋼筋易銹蝕；引起混凝土表面產生收縮而開裂。（5）堿集料反應堿集料反應是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環境下緩慢發生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。應嚴格控制水泥中堿的含量和集料中堿活性物質的含量。二、混凝土的耐久性2.提高混凝土耐久性的措施（1）合理選擇混凝土的組成材料根據混凝土工程特點或所處環境條件，選擇水泥品種；選擇質量良好、技術要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密實度嚴格控制混凝土的水灰比和水泥用量。見下頁表。選擇級配良好的骨料及合理砂率，保證混凝土的密實度。摻入適量減水劑，提高混凝土的密實度。嚴格按操作規程進行施工操作。（3）改善混凝土的孔隙結構在混凝土中摻入適量引氣劑，可改善混凝土內部的孔結構，封閉孔隙的存在，可以提高混凝土的抗滲性、抗凍性及抗侵蝕性。二、混凝土的耐久性環境條件結構物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土1.干燥環境正常的居住或辦公用房屋內不作規定0.650.602002603002.潮濕環境無凍害高濕度的室內部件室外部件在非侵蝕性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有凍害經受凍害的室外部件在非侵蝕性土和（或）水中且經受凍害的部件高濕度且經受凍害的室內部件0.550.550.552502803003.有凍害和除冰劑的潮濕環境經受凍害和除冰劑作用的室內和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規定（JGJ55－2000）3.4混凝土的外加劑混凝土外加劑：混凝土外加劑是在拌制混凝土過程中摻入，用以改善混凝土性能的物質。摻量不大于水泥質量的5％（膨脹劑例外，摻量>10%）。外加劑的摻量雖小，但其技術經濟效果卻顯著，因此，外加劑已成為混凝土的重要組成部分，被稱為第五組分，獲得愈來愈廣泛的應用。一、外加劑的分類根據《混凝土外加劑的分類、命名與定義》(GB8075—87)的規定，混凝土外加劑按其主要功能分為四類：

(1)改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。

(2)調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。

(3)改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。

(4)改善混凝土其他性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑等二、常用的外加劑(1)減水劑減水劑也稱塑化劑，是指能保持混凝土的和易性不變，而顯著減少其拌合用水量的外加劑。減水劑是當前外加劑中品種最多、應用最廣的一種。根據其功能分為：

1、普通減水劑(在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的外加劑)；

2、高效減水劑(在保持混凝土坍落度基本相同的條件下，能大幅度減少用水量的外加劑)；

3、引氣減水劑(兼有引氣和減水功能的外加劑)；

4、緩凝減水劑(兼有緩凝和減水功能的外加劑)；

5、早強減水劑(兼有早強和減水功能的外加劑)。按其化學成分分為：木質素系、萘系、水溶樹脂系、糖蜜系、腐植酸系等。（2）早強劑早強劑是指加速混凝土早期強度的發展，并對后期強度無顯著影響的外加劑。從混凝土開始拌合到凝結硬化形成一定的強度都需要一段較長的時間，為了縮短施工周期可使用早強劑。目前常見的有氯鹽、硫酸鹽、三乙醇胺及以它們為基礎的復合早強劑。（3）引氣劑引氣劑是指在混凝土攪拌過程中能引入大量均勻分布、穩定而封閉的微小氣泡，以減少混凝土拌合