题目：浅谈施工中高性能混凝土的应用及出现
异常凝结的原因
内容摘要
高性能混凝土是常规混凝土发展的必然趋势，它不仅满足了建设工程向更高、更强、更耐久、更多元化的发展需要，而且满足了人类的可持续发展的需要。它能更多地节约水泥熟料，更多地掺加以工业废渣为主的细掺合料，减少环境污染，更多地发挥高性能的优势，来降低水泥及混凝土的用量。本文从高性能混凝土的定义、性能及应用出发，重点介绍了其在施工过程中的质量控制的要求，简要阐述高性能混凝土在施工中出现异常凝结的现象，并对产生的原因进行了分析。
关键词：高性能混凝土；外加剂；矿物掺合料；配合比；异常凝结
目录
内容摘要 I
引言 1
1高性能混凝土的定义、性能及应用 2
1.1高性能混凝土的定义 2
1.2高性能混凝土的性能 2
1.2.1高性能混凝土的高强性 2
1.2.2高性能混凝土的高工作性 3
1.2.3高性能混凝土的高耐久性 3
1.2.4高性能混凝土的高体积稳定性 3
1.2.5高性能混凝土的特殊功能 3
1.2.6高性能混凝土的经济合理性 4
1.3高性能混凝土的应用 4
2高性能混凝土的配制 6
2.1高性能混凝土的配制 6
2.1.1高性能混凝土原材料的选用 6
2.1.2高性能混凝土配合比的调整与确定 14
2.2高性能混凝土的施工措施 18
2.2.1材料控制 18
2.2.2搅拌方法 19
2.2.3温度控制 20
3高性能混凝土施工中出现异常凝结及原因分析 21
3.1施工中异常凝结情况概述 21
3.2异常凝结情况原因分析 21
3.2.1材料因素 21
3.2.2施工因素 23
3.2.3环境因素 23
4结语 24
参考文献 25
引言
随着现代科学技术的迅猛发展，世界各国对建筑物、道路、桥梁、海底隧道等建设工程的功能、外观、耐久性等方面提出了更为苛刻的要求，促使了建设工程材料行业许多高新技术的涌现。
水泥混凝土作为当今最大宗的人造建筑材料，在众多建设工程领域都发挥着其他材料所无法替代的作用和功能。自1824年波特兰水泥（硅酸盐水泥）问世及1850年出现钢筋混凝土到1990年美国率先提出高性能混凝土以来，混凝土技术经过180多年的发展，其经历了低强、中强、高强、超高强、高性能的过程，混凝土技术也得到了很大的进步与发展。随着当今经济技术的高速发展，一些特殊工程，如高层及超高层建筑、高速公路、高速铁路、大跨度桥梁、地下结构、海底隧道、港口码头、大型堤坝等其他工程，由于其所处环境和受力特点等特殊因素对混凝土性能提出了许多新的更高的要求，需要有更好的施工性能，更高的强度、耐久性及某些特殊功能，而这些要求普通混凝土是远远不能满足的。
因此，当今混凝土技术的发展必将走向高性能的道路，研究、开发及推广高性能混凝土的品种和应用领域具有重大意义。
由于高性能混凝土必须掺加足够数量的活性细掺合料和高效外加剂，因而在工程建设施工过程中高性能混凝土比普通混凝土较容易出现异常凝结，轻则会导致高性能混凝土质量问题，重则会导致严重的工程事故。
本文针对以上现状并联系实际工程应用，简要阐述了高性能混凝土的定义、性能及应用，并对实际施工中高性能混凝土的原材料的选用、配合比的确定、施工质量控制和出现异常凝结的现象及因素等方面进行了研究，以供探讨。
1高性能混凝土的定义、性能及应用
1.1高性能混凝土的定义
1990年5月，在美国国家标准与技术研究院（NIST）与美国混凝土协会（ACI）”[2]因而高性能混凝土应该是在高强度混凝土基础上的提高和范围上的扩大，是在高强度混凝土的功能和性质上的进步，因此高强度混凝土应该在定义上被高性能混凝土所包含，但并不是其性能上的必须。
近些年来，由于高强度混凝土的配制中不仅加入了高效减水剂，通常也掺入了一些活性磨细矿物掺合料来增加混凝土的强度，因此造成了人们对这两种混凝土意义上的混淆。
由于高性能混凝土的高强（60MPa-100MPa）和超高强（大于100MPa）的特性，可以使混凝土构件尺寸大大减小，从而减轻结构自重和对地基的荷载，并减少材料用量，增加使用空间，大幅度地降低工程造价。同时，高性能混凝土能适应现代工程结构向大跨度、重荷载、高耸发展。
1.2.2高性能混凝土的高工作性
高性能混凝土拌和物具有良好的流变学性能：高流动性、不泌水、不离析，反映了其拌和物的具有很好的稠度、均匀性和稳定性，从而能在特殊的施工条件和严酷的环境下保证混凝土结构的密实性和均质性，可以减轻施工劳动强度，节约施工能耗；而且可以实现混凝土拌合物的超高度泵送和自密实不振捣的综合性能。
1.2.3高性能混凝土的高耐久性
混凝土的耐久性是一项综合质量指标，包括了抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性、抗碳化性和抗磨性等。根据混凝土所接触的环境类型（包括氯盐环境、冻融破坏环境、化学侵蚀环境、碳化环境和磨蚀环境）及作用等级、结构的设计使用年限等来确定混凝土的耐久性指标，高性能混凝土就必须具备相适应的抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性、抗碳化性和抗耐磨性。因此高性能混凝土可以抵抗恶劣的环境，延长建设工程的使用寿命，减少维修费用及环境带来的影响，从而具有显著的社会和经济效益。
1.2.4高性能混凝土的高体积稳定性
混凝土的变形因素可分为两大类，即非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。非荷载作用下的变形是由物理化学作用引起的如化学收缩、干湿变形、温度变形等；荷载作用下的变形分为弹塑性变形和徐变。混凝土的变形常引起混凝土产生裂缝，从而影响混凝土的耐久性。高性能混凝土掺加有足够数量的活性细掺合料和高效外加剂可以大大降低高性能混凝土的水化反应放出的热量，提高密实度和抗渗性，并使高性能混凝土的弹性模量得到提高和收缩减小，因此高性能混凝土的高体积稳定性为混凝土的耐久性奠定了基础。
1.2.5高性能混凝土的特殊功能
结合工程实际情况，根据混凝土构件所处环境和受力特点等特殊因素不同，可以要求高性能混凝土具有特定的功能，如超早强、低脆性、高耐磨性、吸声、自呼吸性等，从而提高高性能混凝土的适应性。
1.2.6高性能混凝土的经济合理性
该性能是高性能混凝土必须具备的性能，高性能混凝土技术的研究也必须遵循经济合理性，这样科研技术成果才能与生产、施工实际相结合，以便科研技术成果的应用和推广，通过生产、施工实际来指导科研技术的改进和发展。如果不结合实际生产和施工，那么科研技术成果将无法得到推广和应用，也不会得到长远的发展。
1.3高性能混凝土的应用
高性能混凝土在中高层及大跨度建筑、大跨度桥梁、高速公路、高速铁路、海上建筑、海底隧道等建设中采用愈来愈多。其代表性工程有：
（1）中高层及大跨度建筑
上海浦东世界广场地下室工程C80高性能混凝土（1994）
上海国际大厦主楼C80高性能混凝土（1995）
北京市财税大楼首层柱子其中4根柱子C110高性能混凝土（1995）
广州好世界广场C50高性能混凝土（1995）
上海东方明珠电视塔C60高性能混凝土（1995）
天津天信大厦C60高性能混凝土（1997）
北京世界金融大厦C50高性能混凝土（1998）
上海百联世贸大厦上海环球金融中心C40高性能混凝土（2007）
南京紫峰大厦广州新中国大厦C80高性能混凝土（在建”客运专线正在热火朝天的建设中，根据国务院批准的《中长期铁路网规划》,到2020年,客运专线建设量达1.2万km以上,随着京津、合宁、武合、温福、甬温、武广、福厦等客运专线相继开工,中国大规模建设高速铁路已经启动箱梁C50及以上的高性能混凝土舟山跨海大桥杭州湾跨海大桥厦门翔安海底隧道是我国大陆第一条海底隧道，也是目前世界上断面最大的海底隧道。是厦门市本岛第三条进出岛公路通道，连接厦门市本岛和大陆架翔安区是一项规模宏大的跨海工程，工程全长8.695km，其中海底隧道长6.05km，跨越海域宽约4200m最深处位于海平面下约70，海水中隧道覆盖层最浅只有5.7，是目前世界上覆盖层最浅的海底隧道，工程地质条件在世界同类海底隧道中最为复杂设计使用寿命100年由于具备陆地上普通隧道所有的泵送难度海水的源源下渗及其强腐蚀性，要求泵送的混凝土具有高凝固性、高抗腐蚀性、抗渗透、抗盐和抗震性。翔安隧道采用高标号C50特制混凝土11月5日目前，全世界已建、在建的跨海隧道有20多条，主要分布在欧洲、日本和我国香港地区。随着混凝土的发展人们对工程质量要求的越来越严，做好混凝土的配合比设计，使配制的混凝土达到设计要求的结构安全、使用功能和耐久性能，满足设计使用年限内正常需要，1）水泥
①高性能混凝土所用水泥应具有较高的强度、良好的流变性能以及与高效减水剂良好的相容性水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥的混合材宜为矿渣或粉煤灰，有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。水泥的质量应符合国家现行标准要求混凝土对水泥的技术要求为确保流动性，所用水泥的流变性能更为重要，一般要求选用中热硅酸盐水泥，并宜选择活性较高的，这样其标准稠度用水量较低，能使混凝土在较低水灰比下具有良好的工作性，并可以降低水泥的水化热，提高混凝土的体积稳定性，减少温度裂缝的产生机会在国外，高性能混凝土所用的水泥多由硅酸盐水泥与硅粉、矿渣等超细粉末组成的调粒水泥或由水泥熟料经过特殊粉末加工工艺制成的球状水泥可见，随着高性能混凝土的发展，生产适用于高性能混凝土的水泥势在必行细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂也可选用专门机组生产的人工砂，不宜使用山砂不得使用海砂细骨料的颗粒级配（累计筛余百分数）应满足表的规定。细骨料的粗细程度应按细度模数分为粗、中、细三级，其细度模数分别为：粗级3.7～3.1；中级3.0～2.3；细级2.2～1.6。《硅酸盐水泥》GB175-标准对水泥的技术要求品种
技术指标 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 I型 II型 不溶物（%） ≤0.75 ≤1.50 烧失量（%） ≤3.0 ≤3.5 ≤5.0 氧化镁（%） 5.0%。如水泥经压蒸安定性试验合格，允许放宽到6.0%。 三氧化硫（%） ≤3.5 细度（%） 比表面积大于300m2/kg 80um方孔筛筛余不得超过10.0%。 凝结时间 初凝45min，终凝。 初凝45min，终凝。 安定性 用沸煮法检验必须 碱（%） 碱含量按Na2O+0.65K2O计算值来表示。使用活性骨料时碱含量不大于0.60%或由供需双方商定。 强度等级 42.5 52.5 62.5 42.5 52.5 抗折强度MPa 3d 3.5 4.0 5.0 3.5 4.0 28d 6.5 7.0 8.0 6.5 7.0 抗压强度MPa 3d 17.0 23.0 28.0 17.0 23.0 28d 42.5 52.5 62.5 42.5 52.5 配制混凝土时宜优先选用中级细骨料。当采用粗级细骨料时，应提高砂率，并保持足够的水泥或胶凝材料用量，以满足混凝土的和易性；当采用细级细骨料时，宜适当降低砂率。泵送混凝土、抗渗混凝土宜选用中级细骨料。细骨料的坚固性用硫酸钠溶液循环浸泡法检验，试样经5次循环后，其质量损失不应大于8%。细骨料的吸水率不应大于2%。采用天然河砂配制混凝土时，砂中含泥量、泥块含量、云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量应符合表的规定。当砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。http://bbs.job2299.com/
⑥细骨料应采用砂浆棒法检验其碱活性，且砂浆棒的膨胀率应小于0.10%；当骨料的碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%-0.20%时，混凝土的碱含量应满足表的要求；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%-0.30%时，除了混凝土的碱含量满足表规定外，混凝土中还应掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和外加剂，并经试验证明抑制有效。混凝土对水泥的技术要求表序号 项目 技术要求 备注 1 比表面积 ≤350m2/kg（对硅酸盐水泥） 按《水泥比表面积测定方法（勃氏法）》（GB/T8074）检验 2 80um方孔筛筛余 ≤10.0%（对普通硅酸盐水泥） 按《水泥细度检验方法（80um筛筛析法）》（GB/T1345）检验 3 游离氧化钙含量 ≤1.0% 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验 4 碱含量 ≤0.80% 5 熟料中的C3A含量 非氯盐环境下不应超过8%，氯盐环境下不应超过10% 6 氯离子含量 不宜大于0.10%（钢筋混凝土） 按《水泥原料中氯的化学分析方法》（JC/T420）检验 ≤0.06%（预应力混凝土） 注：当骨料具有碱-硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。细骨料的累计筛余百分数（%）
级配区
筛孔尺寸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 10.0mm 0 0 0 5.0mm 10-0 10-0 10-0 2.50mm 35-525-0 15-0 1.25mm 65-35 50-10 25-0 0.63mm 85-71 70-41 40-16 0.315mm 95-80 92-70 85-55 0.160mm 100-90 100-90 100-90 注：（1）除5.0mm和0.63mm筛档外，砂的实际颗粒级配与表中所列累计筛余百分率相比，允许稍有超出分界线，但其总量不应大于5%（2）当所用细骨料的颗粒级配不符合要求时，应采取经试验证明能确保工程质量的措施后，方可允许使用。 当采用专门机组生产的人工砂或混合砂配制混凝土时，人工砂及混合砂经亚甲蓝试验判定后，石粉含量应符合表的规定，压碎指标值应小于25%。
3）粗骨料
①粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。砂中有害物质限值
项目 质量指标
混凝土强度等级
混凝土强度等级
结构类型 混凝土结构 预应力混凝土结构 重量损失率（%） ≤8 ≤5 粗骨料的有害物质含量（%）
强度等级
项目?
①拌和用水可采用饮用水。当采用其他来源的水时，水的品质应符合表的要求。用拌和用水与用蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）进行水泥净浆试验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min，其初凝与终凝时间尚应符合有关水泥的国家标准的规定。用拌和用水配制的水泥砂浆或混凝土的28天抗压强度不得低于用蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的90%。拌和用水的品质要求
项目 预应力混凝土 钢筋混凝土 素混凝土 PH值 ＞4.5 ＞4.5 ＞4.5 不溶物（mg/L） ＜2000 ＜2000 ＜5000 可溶物（mg/L） ＜2000 ＜5000 ＜10000 氯化物（以Cl-计）（mg/L） ＜500 ＜1000 3500 硫酸盐（以SO42-计）（mg/L） ＜600 ＜2000 2700 碱含量（以当量Na2O计）（mg/L） ＜1500 ＜1500 ＜1500 5）外加剂
①外加剂应采用减水率高、塌落度损失小、适量引气、质量稳定、能满足混凝土耐久性能的产品。当将不同功能的多种外加剂复合使用时，外加剂之间以及外加剂与水泥之间应有良好的适应性。宜选用多功能复合外加剂。外加剂的性能应符合表的规定。外加剂的匀质性应符合现行国家标准《混凝土外加剂》（GB8076）的规定6）掺合料
①矿物掺和料应选用品质稳定的产品，其品种宜为粉煤灰、磨细矿渣粉。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。矿物掺和料的技术要求应符合表规定。外加剂的性能
序号 项目 指标 备注 1 水泥净浆流动度（mm） ≥240 按《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB8077）检验 2 硫酸钠含量（%） ≤10.0 3 C离子含量（%） ≤0.2 4 碱含量（Na2O+0.658K2O）（%） ≤10.0 5 减水率（%） ≥20 按《混凝土外加剂》（GB8076）检验 6 含气量（%） 用于配制非抗冻混凝土时 ≥3.0 用于配制抗冻混凝土时 ≥4.5 7 坍落度保留值（用于泵送混凝土时）（mm） 30min ≥180 按《混凝土泵送剂》（JC473）检验 60min ≥150 8 常压沁水率比（%） ≤20 按《混凝土外加剂》（GB8076）检验 9 压力沁水率比（用于泵送混凝土时）（%） ≤90 按《混凝土泵送剂》（JC473）检验 10 抗压强度比（%） 3d ≥130 按《混凝土外加剂》（GB8076）检验 7d ≥125 28d ≥120 11 对钢筋锈蚀作用 无锈蚀 12 收缩率比（%） ≤135 13 相对耐久性指标（%，200次） ≥80 粉煤灰的技术要求
序号 项目 技术要求 备注 C50以下
混凝土 C50及以上
混凝土 1 细度（%） ≤20 ≤12 按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）检验 2 Cl离子含量（%） 不宜大于0.02 按《水泥原料中氯的化学分析方法》（JC/T420）检验 3 需水量比（%） ≤105 ≤100 按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）检验 4 烧失量（%） ≤5.0 ≤3.0 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验 5 含水率（%） ≤1.0（对干排灰） 按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）检验 6 SO3含量（%） ≤3 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验 7 CaO含量（%） ≤10（对于硫酸盐侵蚀环境） 9 安定性雷氏夹沸煮后增加距离(mm) C类粉煤灰：≤5.0 注：C类粉煤灰——由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰。
磨细矿渣粉的技术要求
序号 项目 技术要求 备注 1 MgO含量（%） ≤14 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验 2 SO3含量（%） ≤4 3 烧失量（%） ≤3 4 Cl离子含量（%） 不宜大于0.02 按《水泥原料中氯的化学分析方法》（JC/T420）检验 5 比表面积（m2/kg） 350~500 按《水泥比表面积测定方法（勃氏法）》（GB/T8074）检验 6 需水量比（%） ≤100 按《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736）检验 7 含水率（%） ≤1.0 按《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046）检验 8 活性指数（%）（28d） ≥95 根据设计要求、相关验收标准、施工规范等要求，结合混凝土所处环境、使用部位、构件状况、施工方式、当地原材料状况，编制混凝土配合比设计计划，混凝土技术指标原材料种类。核对供应商提供的水泥熟料的化学成分和矿物组成、混合材种类和数量等资料，初步选定混凝土的水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂、拌和水的品种以及水胶比、胶凝材料总用量，矿物掺合料和外加剂的掺量。2）配合比参数的选择
①C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400kg/m3，C35～C40混凝土不宜高于450kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3。
②混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、矿渣粉等矿物掺和料。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。一般情况下，矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土的水胶比不宜大于0.45.。预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%。试验时可根据已取得的试验成果，按粉煤灰、矿渣粉各20％的掺量选取。
③混凝土中应掺加适量符合相应技术条件要求的混凝土外加剂，优先选用多功能复合外加剂。
④混凝土的最低强度等级、最大水胶比和最小胶凝材料用量应满足设计要求，当设计无要求时，钢筋混凝土及预应力混凝土应满足表2-13的要求；素混凝土应满足表2-14的要求。
钢筋混凝土及预应力混凝土最低强度等级、最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3
环境
类别 环境作
用等级 使用年限级别 一（100年以上） 二（60年以上） 三（30年以上） 碳化环境 T1 C30，0.55，280 C25，0.60，260 C25，0.65，260 T2 C35，0.50，300 C30，0.55，280 C25，0.60，260 T3 C40，0.45，320 C35，0.50，300 C35，0.50，300 氯盐环境 L1 C40，0.45，320 C35，0.50，300 C35，0.50，300 L2 C45，0.40，340 C40，0.45，320 C40，0.45，320 L3 C50，0.36，360 C45，0.40，340 C45，0.40，340 化学侵蚀环境 H1 C35，0.50，300 C30，0.55，280 C30，0.60，260 H2 C40，0.45，320 C35，0.50，300 C35，0.50，300 H3 C45，0.40，340 C40，0.45，320 C40，0.45，320 H4 C50，0.36，360 C45，0.40，340 C45，0.40，340 冻融破坏环境D1 C35，0.50，300 C35，0.55，280 C30，0.60，260 D2 C40，0.45，320 C35，0.50，300 C35，0.50，300 D3 C45，0.40，340 C40，0.45，320 C40，0.45，320 D4 C50，0.36，360 C45，0.40，340 C45，0.40，340 磨蚀环境 M1 C35，0.50，300 C30，0.55，280 C30，0.60，260 M2 C40，0.45，320 C35，0.50，300 C30，0.50，300 M3 C45，0.40，340 C40，0.45，320 C30，0.45，320 素混凝土的最低强度等级、最大水胶比和最小胶凝材料用量(kg/m3)
环境
类别 环境作
用等级 设计使用年限级别 一（100年以上） 二（60年以上） 三（30年以上） 碳化
环境 T1、T2、T3 C30，0.60，280 C25，0.65，260 C25，0.65，260 氯盐
环境 L1、L2、L3 C30，0.60，280 C25，0.65，260 C25，0.65，260 化学侵蚀环境 H1 C35，0.50，300 C30，0.55，280 C30，0.60，260 H2 C35，0.50，300 C35，0.50，300 H3 H4 冻融破坏环境 D1 C35，0.50，300 C30，0.55，280 C30，0.60，260 D2 C35，0.50，300 C35，0.50，300 D3 D4 磨蚀环境 M1 C30，0.55，280 C25，0.60，260 C25，0.65，260 M2 C35，0.50，300 C30，0.55，280 C30，0.60，260 M3 C35，0.50，300 C35，0.50，300 注：“”表示不宜使用素混凝土。
0.80。
⑥当骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10～0.20%时，混凝土的碱含量应满足表2-16的规定；当骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.20～0.30%时，除了混凝土的碱含量应满足表2-16的规定外，还应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和复合外加剂，并应通过试验证明抑制有效。
⑦钢筋混凝土中氯离子总含量（包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和）不应超过胶凝材料总量的0.10%，预应力混凝土的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06％。
⑧无抗冻要求的混凝土含气量不应小于2.0%（干硬性混凝土除外）。当混凝土有抗冻要求时，混凝土的含气量应根据抗冻等级的要求经试验确定。
酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝材料的要求表2-15
环境作用等级 水泥品种 水泥熟料中的C3A含量(%) 粉煤灰或矿渣粉的的掺量（%） 最小胶凝材料用量(kg/m3) H1 普通硅酸盐水泥 ≤8 ≥20 300 中抗硫酸盐硅酸盐水泥 ≤5 — 300 H2 普通硅酸盐水泥 ≤8 ≥25 330 中抗硫酸盐硅酸盐水泥 ≤5 ≥20 300 高抗硫酸盐硅酸盐水泥 ≤3 — 300 H3、H4 普通硅酸盐水泥 ≤6 ≥30 360 中抗硫酸盐硅酸盐水泥 ≤5 ≥25 360 高抗硫酸盐硅酸盐水泥 ≤3 ≥20 360
混凝土最大碱含量（kg/m3）表2-16
设计使用年限级别 一（100年） 二（60年） 三（30年） 环境条件 干燥环境 3.5 3.5 3.5 潮湿环境 3.0 3.0 3.5 含碱环境 3.0 3.0 注：⑴“”表示混凝土必须用非碱活性骨料。
⑵混凝土的总碱含量包括水泥、矿物掺和料、外加剂及水的碱含量之和。其中，矿物掺和料的碱含量以其所含可溶性碱计算。粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6，矿渣粉的可溶性碱含量取矿渣粉总碱量的1/2，硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的1/2.
⑶干燥环境是指不直接与水接触、年平均空气相对湿度长期不大于75%的环境；潮湿环境是指长期处于水下或潮湿土中、干湿交替区、水位变化区以及年平均相对湿度大于75%的环境；含碱环境是指直接与高含盐碱地、海水、含碱工业废水或钠（钾）盐等接触的环境；干燥环境或潮湿环境与含碱环境交替变化时，均按含碱环境对待。
⑨混凝土的强度等级必须符合设计要求。预应力混凝土、喷射混凝土、蒸汽养护混凝土的抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为28d，其他混凝土抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为56d。
当设计对混凝土的弹性模量、抗渗等级有要求时，其弹性模量、抗渗等级应符合设计要求。4）配合比参数调整
进行胶凝材料用量及组成变化进行试拌，测试坍落度、含气量、早龄期强度与弹性模量。确定多个基本配合比，进行有害物含量测算和抗裂性对比试验。
（5）硬化混凝土参数测试
①立方体抗压强度
一般可采用100×100×100的试件，C50以上强度等级混凝土应采用150×150×150的试件。
②静力弹性模量
一般可采用100×100×300或150×150×300的试件进行测试。
③耐久性能：电通量、抗冻性、抗渗性、防腐性等。
2.2高性能混凝土的施工措施
高性能混凝土具有许多优良的特性来自致密的微观结构和低水胶比，但是其组成材料比普通混凝土复杂，而且低水胶比会使其工作性差，给施工带来了很多困难，因此严格的施工质量控制是保证高性能混凝土品质的关键。
2.2.1材料控制
（1）原材料进厂（场）后，应对原材料的品种、规格、数量以及质量证明书等进行验收核查，并按有关标准的规定取样和复验。
（2）原材料进场（厂）后，应及时建立“原材料管理台帐”，台帐内容包括进货日期、材料名称、品种、规格、数量、生产单位、供货单位、“质量证明”编号、“复试检验报告”编号及检验结果等。“原材料管理台帐”应填写正确、真实、项目齐全，并经监理工程师签认。
（3）水泥、矿物掺合料等应采用散料仓分别存储。袋装粉状材料在运输和存放期间应用专用库房存放，不得露天堆放，且应特别注意防潮。
（4）粗骨料应按要求分级采购、分级运输、分级堆放、分级计量。
（5）不同混凝土原材料应有固定的堆放地点和明确的标识，标明材料名称、品种、生产厂家、生产日期和进厂（场）日期。原材料堆放时应有堆放分界标识，以免误用。骨料堆场应事先进行硬化处理，并设置必要的排水设施。
2.2.2搅拌方法
（1）搅拌设备的要求
搅拌高性能混凝土的大型搅拌站应该具有计算机控制技术，并且在现场关键部位采用监控系统。
（2）搅拌工艺要求
搅拌站必须严格掌握混凝土材料配合比，并在搅拌机旁挂牌公布，便于检查。混凝土原材料按重量计的允许偏差：水、水泥、矿物掺合料、外加剂：1％；粗、细骨料：2％。
投料顺序：混凝土原材料计量后，宜先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后，加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后，再投入外加剂，并搅拌均匀为止。在雨季施工时，应及时对骨料含水率进行测试，然后对用水量进行调整。
（3）搅拌质量控制
混凝土拌制是否均匀，混凝土的拌和物质量是否满足设计要求，一般通过检测其工作性来控制。高性能混凝土出机检查的工作性主要是坍落度、含气量、混凝土温度和泌水状况。不合格时，要查找原因，一般的原因可能是称料的误差、水的计量不准、骨料含水量测试或计算失误，等等。查不出原因时，可适当追加复合外加剂以弥补坍落度和含气量的不足，不可采取加水的方式增加混凝土的坍落度。
2.2.3温度控制
施工阶段引起混凝土开裂的拉应力主要是由温度收缩、干燥收缩和自生收缩各自受到外部约束和内部约束引起的，各种收缩应力均按不同规律随时间变化，且抗拉强度等理学参数也随时间变化，当各种收缩应力的叠加值在某一时刻达到最大并超过抗拉强度时，即出现宏观裂缝[3]，因此大型高性能混凝土工程应进行细微的温度场和应力场分析，据此提出裂缝控制的设计和施工措施或对其作出校核，同时现场实施温度监测，根据监测结果及时调整养护方法。
3高性能混凝土施工中出现异常凝结及原因分析
3.1施工中异常凝结情况概述
混凝土的凝结是指水泥混凝土加水后，随着时间的推移，浆体逐渐失去流动性、可塑性的过程。我国标准中按美国材料学会（ASTMC403）提出的贯入阻力试验来确定混凝土的凝结时间。若贯入阻力达3.5MPa和28MPa时所需的时间分别表示混凝土的初凝和终凝。混凝土初凝时间不能过短，以便在施工时有足够的时间完成混凝土的搅拌、运输、浇捣等操作；混凝土终凝时间不能太长，以免影响下面工序的操作，拖延施工工期[4]。
混凝土的异常凝结表现为：缓凝、速凝、假凝。缓凝是指混凝土施工后，长时间不硬化或强度极低；速凝是指水泥和水接触后浆体很快地凝结成一种粗糙的、和易性差的混合物，并在大量放热的情况下很快凝固；假凝是指水泥和水接触后几分钟内就发生凝固，且没有明显的温度上升现象，此时再加拌和（不需加水），仍可恢复塑性，用于浇注，并以通常形式凝结。
高性能混凝土在工程建设中的广泛应用和特殊条件下的混凝土施工，混凝土异常凝结也时有发生，并带来危害，主要有下几种：
（1）产生接缝；
（2）大体积混凝土施工时引起温度裂缝；
（3）泵送混凝土时易引起输送管堵管、爆管；
（4）灌注混凝土柱施工中引起导管堵截，出现断桩；
（5）终凝时间过长影响后续工序施工和混凝土质量。
因此，以下简要分析了高性能混凝土发生异常凝结的原因，希望在实际施工中能够引起重视。
3.2异常凝结情况原因分析
3.2.1材料因素
（1）外加剂
①质量问题：一般缓凝型复合外加剂中复合有木钙、糖钙、羟基羧酸盐或蔗糖等缓凝组分，外加剂复合过程中各组分质量比例的波动，或液体外加剂静置时间过长导致容器下部浓度增加或产生沉淀，或使用前未搅拌均匀，都会造成混凝土凝结时间偏长。
②选型不当：使用前不了解外加剂的性能、作用原理及使用注意事项，如果施工中使用多种外加剂的情况下将外加剂混淆使用，如将缓凝剂误当早强剂使用；把掺量弄错。
③掺法不当：外加剂的掺法有时也会产生假凝或不当凝结。此时，应选择合适的掺法。如外加剂有时会引起水泥颗粒表面的电荷异常集中而产生假凝，对于这类外加剂后掺入混凝土中则有利于推迟异常集中时间，而由此引起的假凝可通过紧接的施工振捣消除。
④掺量不准确：由于外加剂施工中搅拌不匀，计量系统故障或操作异常都可能导致外加剂过量，过量外加剂则会引起异常凝结。
（2）水泥
①水泥凝结时间长：水泥初凝时间对混凝土初凝时间影响试验结果表明：水泥与混凝土初凝时间的比例，不掺缓凝剂的混凝土在1:2左右；掺缓凝剂的在1:4～1:5之间。
②水泥质量不合格：如水泥厂的水泥均化措施较差甚至磨尾包装，水泥中熟料含量低或波动大。水泥中混合材料掺量严重超标将导致混凝土凝结缓慢。试验模拟检验混凝土中水泥熟料含量对混凝土强度与凝结时间的影响，从表3-1试验结果可见混凝土中水泥熟料含量越低，混凝土凝结时间越长，强度降低越大。
混凝土中水泥熟料含量对混凝土强度与凝结时间的影响表3-1
编号 砼中水泥熟料含量/% 胶凝材料用量
/kg/m3 M
/%
（C+F） 塌落度
/mm 砼抗压强度
/MPa 凝结时间
/h:min 水泥 粉煤灰 7d 28d 初凝 终凝 M1-1 100 320 90 0.3 170 17.2 26.5 19:25 31:15 M1-2 50 160 250 0.3 160 6.6 15.0 38:40 60:40 M1-3 30 100 310 0.3 160 3.4 7.4 57:35 83:45 M1-4 20 60 350 0.3 160 2.6 5.1 59:40 104:10 （3）水
混凝土拌和水中含有机杂质，或含有盐类等工业废水、含油类物品等。大量雨水渗入混凝土中，试验假设雨水浸入混凝土表层20cm中，每隔20min向混凝土拌和物中加入200～300ml水，直至加完相应雨量的水，模拟检验施工下雨对混凝土凝结时间的影响，实验结果见表3-2
雨水对混凝土初凝时间影响的模拟试验结果表3-2
混凝土拌和物
原材料用量
/kg 模拟下雨
加水量
/kg 相当于雨量
/mm 水泥初凝
时间
/（h:min） 混凝土初凝
时间
/（h:min） 水泥+粉煤灰+砂+石+水=12+3.4+25.4
+41+6.4 0 0 3:50 18:00 1.33 7 3:50 18:45 4.00 21 3:50 24:40 5.84 31 3:50 27:10
3.2.2施工因素
掺入外加剂的混凝土未按要求增加搅拌时间，致外加剂分散不均匀。泵送混凝土的泵使用时间较长，混凝土塌落度要求过大，混凝土浇筑振捣特别是过度振捣使粗集料下沉，加之矿物掺合料密度低，易上浮，有的外加剂亦易上浮，结果造成上层混凝土凝结缓慢。混凝土配合比不当，随意套用配合比，计量不准，造成实际水泥用量不足。
3.2.3环境因素
与混凝土接触的现场地下水或河水中含有机物。施工过程中下雨，雨水浸入尚未凝结硬化的混凝土中，混凝土水灰比发生变化，给混凝土凝结硬化和强度的发展带来不利影响。
4结语
综上所述，由于高性能混凝土具有良好的性能，使高性能混凝土的应用意义非常重大。所以我们必须重视高性能混凝土技术的开发、研究及推广，使其性能更好地有所改善，从而使其的应用领域日益扩大。
同时，我们在具体的混凝土设计和施工时，还要根据工程的特点、构件所处的环境、施工的气候条件、经济能力等，综合考虑各种实际影响因素，因地制宜，选择出质量优良符合要求的原材料，通过混凝土配合比的试配与调整，确定出合理的施工配合比，并严格控制混凝土的施工质量，以满足工程的需要。
参考文献
[1]吴中伟.高性能混凝土（HPC）的发展趋势与问题.建筑技术.1998.29（1）：8-9
[2]蒋家奋.高性能混凝土技术发展的一些动态和问题.云南建材.2001.（05）：16
[3]喻萍，袁苏跃.浅谈高性能混凝土.云南建材.2000.（1）：6
[4]郑毕海.水泥混凝土异常凝结初探.内蒙古科技与经济.2004.（23）：65-66
[5]陈家辉.高性能混凝土应用现状及其前景.广东土木与建筑.2000.（05）：7
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浅谈施工中高性能混凝土的应用及出现异常凝结的原因
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