10-9常用特种混凝土

10-9-1 纤维混凝土

目前发展起来的纤维增强混凝土， 应用最广的是指钢纤维增强混凝土、 玻璃 纤维增强混凝土和聚丙烯类纤维增强混凝土。 前者在国内已经制成高强纤维混凝 土，抗压强度100~110MPa,抗弯强度也接近15MPa,抗冲击强度为普通混凝土 的 3.6~6.3 倍。

纤维混凝土与普通混凝土相比， 虽有许多优点，但毕竟代替不了钢筋混凝土。 人们开始在配有钢筋的混凝土中掺加纤维，使其成为钢筋 -纤维复合混凝土，这 又为纤维混凝土的应用开发了一条新途径。

10-9-1-1 钢纤维混凝土

在混凝土拌合物中， 掺入适量的钢纤维， 可配成一种既可浇筑又可喷射的特 种混凝土，这就是钢纤维混凝土。与普通混凝土相比，钢纤维混凝土抗拉、抗弯 强度及耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性和抗裂、抗爆等性能都可得到提高。因为大 量很细的钢纤维均匀地分散在混凝土中， 与混凝土接触的面积很大， 因而，在所 有的方向，都使混凝土的强度得到提高，大大改善了混凝土的各项性能。

1 ．钢纤维的基本要求 （ 1 ）钢纤维的强度

钢纤维混凝土破坏时， 发现往往是钢纤维被拉断， 这不是因为钢纤维抗拉强 度不足，而是因为其韧性不足造成的。因此，要提高其韧性。如果材料通过淬火 或其他急冷硬化方法获得， 尽管其抗拉强度较高， 但质地较脆， 在搅拌过程中易 被折断，反而会降低强化效果。因此，只要不是易脆断的钢材，通常强度较高的 纤维可满足要求。一般钢纤维的抗拉强度不得低于 380MPa。当工程有特殊要求 时，钢纤维抗拉强度可由需方根据技术与经济条件提出。

（2）钢纤维的尺寸和形状 钢纤维的尺寸，主要由强化特性和施工难易性决定。钢纤维如太粗或太短， 其强化特性差， 如过细或过长， 则在搅拌时容易结团。 为了增强钢纤维同混凝土 之间的粘结强度， 常采用增大表面积或将纤维表面加工成凹凸形状， 按外形可为 平直形、波浪形、压痕形、扭曲形、端钩形、大头形等，见图 可为圆形、矩形、月牙形及不规则形等。

10-46。按横截面

匚 1 O

^^===0^= O

0

图10-46钢纤维的外形

钢纤维的标称长度指钢纤维两端点之间的直线长度，

其尺寸可为15~60mm

钢纤维截面的直径或等效直径宜在 0.3~1.2mm。钢纤维长径比或标称长径比宜在 30~100。

钢纤维混凝土结构对钢纤维几何尺寸参数的要求宜符合表

钢纤维几何参数采用范围

钢纤维馄凝土结构类别 一般浇筑成型的结构 抗震框架节点 铁路轨枕 长度（mm） 10-96的规定

表10-96

直径（等效直径）（mm） 长径比 25~50 40~50 20~30 0.3~0.8 0.4~0.8 0.3~0.6 40~100 50~100 50~70 40~60

20~25 0.3~0.5 喷射混凝土 注：钢纤维的等效直径是指非圆形截面换算成圆形截面的直径。 2 •钢纤维的种类和特征

钢纤维的种类、制造方法及特征见表 10-97。钢纤维的抗拉强度见表10-98 从各类钢纤维对混凝土的增强效果来看， 则以切断纤维、冷轧钢板剪切纤维和加 工硬度较大的铣削纤维比较好。

各类钢纤维的制造方法和特征

钢纤维种类

表10-97

存在冋题 其他 防拔方法 制造方法 特征 断面形状 表面 强度高， 切断钢纤维 将钢丝切断 圆形 冷拔表面 压痕折弯 表面处理 容易 剪切钢纤维 将薄钢板用旋 转正方形 长方压延面 切刀具切断 用平刀铳刀将 钢铳削钢纤维 块或钢板进 行切削的金属 屑 三角形 形 断面 切断面 皱纹状 粗面回 火色 扭曲 压痕、折 弯、扭曲 可使用不 锈钢、脱 脂 硬度大， 可制细纤 钢 熔融抽丝钢 纤熔钢粘在冷却 的维

原材料成 本高 刀具寿命 短 刀具寿命 维，用不 锈短 淬火或回 熔炉材料 问题 圆盘上被甩 月牙形 氧化皮膜 回火色 两端较粗 火可用不 锈的耐久性 钢 各类钢纤维的抗拉强度

平均断面积 钢纤维种类 切断钢纤维 表10-98

拉伸何载 (N) 抗拉强度 (MPa) (mm) 20.10 1号 0.11 0.25 0.25 0.25 0.26 0.23 0.18 2号 3号 230 90 140 120 180 160 150 130 2350 790 540 460 710 620 670 760 剪切钢纤维 铳削钢纤维 熔融抽丝钢纤维 1号 2号 3号

3 •钢纤维混凝土的物理力学性能

把直径为0.3~1.2mm,长为15~60mm的钢纤维均匀地掺入混凝土中，构成 一种新的复合混凝土时，其性能改善尤为明显，见表

10-99。近年来，用喷射法

进行钢纤维混凝土施工逐渐增多，钢纤维喷射混凝土与喷射混凝土的性能比较见 表 10-100。

钢纤维混凝土的性能(钢纤维掺入率为

序号

钢纤维混凝土的物理力学性能

抗压强度 抗拉强度和抗弯强度

早期抗裂强度

抗剪强度 疲劳强度 耐冲击性能 耐破损性能 延伸率 韧性 耐热性能

对冻融作用的抵抗能力

2%) 表10-99

与普通混凝土比较

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1.0~1.3 倍 1.5~1.8 倍 1.5~20 倍 1.5~2.0 倍

有所改善

5~10 倍

有所改善 约2.0倍

40~200 倍

显著改善 显著改善

12 耐久性 密实度咼，表面裂缝宽度不大于 0.08m m，有所改 善，暴露于大气中的面层钢纤维产生锈斑

钢纤维喷射混凝土的性能 序号 钢纤维喷射混凝土的物理力学性能 抗压强度 抗拉强度 抗弯强度 韧性 耐冲击性 收缩 表10-100 与喷射混凝土的比较 1 2 3 4 5 6 1.3~1.5 倍 1.5~1.8 倍 1.8~2.0 倍 30~300 倍 8~60 倍 0.5~0.8 倍 影响力学性能的因素除钢纤维的掺量直接影响混凝土的物理力学性能外， 有钢纤维形状尺寸、配制方向及分散程度等因素。

4 •钢纤维混凝土的配制 （1） 配制要求

为了获得高强度的钢纤维混凝土，必须满足以下条件： 1） 具有足够数量和匀质的高强钢纤维；

2） 在整个工艺过程中，钢纤维仍保持自身的大部分强度；

3） 纤维同混凝土的粘结力较好，纤维同砂浆接触部分的密实度较高； 4） 纤维应均匀分布在基体材料的整个体积中； 5） 基体材料对纤维应是化学惰性的； 6） 基体材料应具有足够的抗剪强度。 （2） 组成材料

尚 1） 水泥：一般使用32.5级、42.5级普通硅酸盐水泥；配制高强钢纤维混凝 土，可使用52.5级以上的硅酸盐水泥。采用硅酸盐水泥配制的钢纤维混凝土， 可掺用矿物掺合料。

2） 骨料：砂的粒径为

0.15~5m m；卵石或碎石的最大粒径一般不宜大于 20mm,对钢纤

维喷射混凝土，则不宜大于 10mm。

3） 外加剂：掺外加剂是为了降低水灰比，从而改善拌合物的和易性。可使 用减水剂或高效减水剂。配制钢纤维喷射混凝土，则需掺入适量速凝剂。对抗冻 性有要求的钢纤维混凝土，宜用引气型减水剂。

4） 砂率：保证钢纤维混凝土拌合物的和易性，混凝土的砂率一般不应低于 45 %。水泥用量一般较未掺纤维的混凝土高 10%左右。

（3）配合比设计

钢纤维混凝土配合比除满足普通混凝土一般要求外， 还应满足抗拉强度或抗 折强度、韧

性及施工时拌合物和易性和钢纤维不结团的要求。在某些条件下还应 满足对抗冻性、抗渗性的要求。对有耐腐蚀和耐高温要求时的结构物，应选用不 锈钢钢纤维。

钢纤维混凝土配合比设计，可按下述步骤进行：

1） 根据强度标准值或设计值以及施工配制强度提高系数，确定试配抗压强

度与抗拉强度或试配抗压强度与抗折强度， 按《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2000）的规定采用。

2） 根据试配抗压强度计算水灰比；

3） 根据试配抗拉强度或抗折强度或韧性与耐久性要求，按表 有资料确定钢纤维体积率；

钢纤维体积率采用范围

钢纤维混凝土结构类型 一般浇筑成型的结构 局部受压构件、桥面、预制柱顶 铁路轨枕、刚性防水屋面 喷射钢纤维混凝土 10-101选用或 根据已

表10-101

钢纤维体积率（％） 0.5~2.0 1.0~1.5 0.8~1.2 1.0~1.5 4）根据施工要求的稠度，通过试验或按已有资料确定单位体积用水量，如 掺用外加剂时应考虑外加剂的影响；

5） 根据稠度和钢纤维体积率或参照已有工程经验确定砂率； 6） 按绝对体积法或假定质量密度法计算材料用量，确定初步配合比；

7） 按初步配合比进行拌合物性能试验，调整单位体积用水量和砂率，确定 强度试验用的基准配合比；

8） 根据强度试验结果调整水灰比和钢纤维体积率，确定施工配合比。

钢纤维混凝土水灰比宜选用0.45~0.50，每立方米的水泥用量宜为 360~400kg ;当钢纤维体积率较大时，水泥用量可适当增加，但不应大于 500kg。 钢纤维混凝土单位体积用水量可通过试验或根据已有经验确定。 钢纤维混凝土坍 落度可比相应普通混凝土要求值小 20mm。

钢纤维混凝土初步配合比确定后，应进行拌合物性能试验，检查其稠度、粘

聚性、保水性是否满足施工要求，若不满足，则应在保持水灰比和钢纤维体积率 不变的条件下，调整单位体积用水量或砂率，直到满足要求。参考配合比见表 10-102。

钢纤维混凝土配合比 表10-102

歼整參・ 抗压强度 [%) 0 1 2 序号 推弯强rt (MPs) (MPa) 24 30.2 41.9 39-S 备 90d \":砂:石：水 ]L98：2.26-0.S 注 S6d 3.23 7,6* 3.97 10.19 3.86 7.56 斗価 55.S 90*T 歼It形哉(mm)： C.23X0.MX25 混制土械卑J.ML-A. 0 68.2 _______ !；2.56：2-?^：0.5 l-2.«：2.79：Q.S I：1.98^2.26-0.5 12.44 3 4 0 r w 0 59,7 12.56 2,780.5 L 2+46ZM 0.3 1；2.3S：2.75 t.26 t.22 0 0.645 f.07 ESO 0 性闿上板阿J.ftkm iS# t 板孕 3.a]rTn 14 1.07 5U.3 5.施工要点 (1) 搅拌工艺

1) 搅拌设备：可使用强制式混凝土搅拌机。在纤维掺量增多时，应适当减 少一次拌合量，一次搅拌量不宜大于其额定搅拌量的

80%。

2) 纤维加入方法：为使纤维能均匀分散于混凝土中，应通过摇筛或分散机 加料。使用集束状钢纤维时，则不需使用上述设备。

3) 投料顺序：采用预拌法制作纤维混凝土，关键要使纤维在水泥硬化体中 均匀分散。特别是当纤维掺量较多时，如不能使其充分地分散，就容易同水泥浆 或砂子一起结成球状的团块，显著降低增强效果。目前，常用的混合投料顺序为：

① 纤维以外的材料预先混合均匀，在拌合过程中加入纤维；

混合搅拌0.5min

混合搅拌2min

② （砂十水泥） -------- +（石子+纤维） ------------- +（水+外加剂） f搅拌f排料。

钢纤维混凝土的搅拌时间应通过试验确定，应较普通混凝土规定的搅拌时间 延长1~2mi n。采用先干拌后加水的搅拌方法，干拌时间不宜少于

（2）浇筑与成型工艺

1） 混凝土浇筑：搅拌后的纤维混凝土的流动性，随着纤维掺量的增加而显 著下降，拌合料从搅拌机卸出到浇筑完毕所需时间不宜超过 严禁加水。

2） 混凝土振捣成型：钢纤维混凝土的成型，可使用普通的振动台或表面振 动器，内部振动器则不适用。选用前者可避免振捣时将纤维折断， 也防止钢纤维 起团。与普通混凝土相比，钢纤维混凝土的振动时间要适当延长。

3） 纤维定向处理：根据结构件的受力特点，在捣实时，可以人为地使纤维 定向。如采用磁力定向、振动定向及挤压定向等。喷射法施工，钢纤维在喷射时 不易受到损伤，且喷射物分布均匀，不会产生结团现象，这样就能提高长径比， 提高界面粘结性能，同时，也能增大纤维含量，使钢纤维混凝土的物理力学性能 有较大的改善。

30mi n。浇筑过程中

1.5mi n。

10-9-1-2聚丙烯纤维混凝土

1 •常用聚丙烯纤维的物理力学性能指标（表

常用聚丙烯纤维的物理力学性能 纤维名称 杜拉纤维 丙纶纤维 改性丙纶纤维 纤化丙纶 密度 (kg/m) 10-103）。 表10-103 抗拉强度 （MPa） 弹性模量 （GPa） 断裂延伸率 （%） 纤维直径 （卩m） 纤维长度 （mm） 3910 910 910 5~19 26 30~40 5~19 4~12 12~50 276 525 500~700 500~700 3.79 3.5 9~10 3.5~4.8 15 15 7~9 20 900 聚丙烯纤维增强水泥基材有两种不同的方式：连续网片和短切纤维。聚丙烯 纤维的主要优点是良好的抗碱性和化学稳定性（它与大多数化学物质无反应） ， 有较高的熔点，且原材料价格低廉。其不足之处是：①耐火性差，当温度超过

120C时，纤维就软化，使聚丙烯纤维增强水泥基复合材料的强度显著下降，因 此，用聚丙烯纤维作为水泥基的主要增强材料， 要特别注意耐火性能； ②在空气 或氧气中光照易老化；③弹

性模量低，一般只有 1~8GPa；④具有憎水性而不易 被水泥浆浸湿。但是这些缺点并未阻碍聚丙烯纤维增强水泥基复合材料的发展， 因包裹纤维的基体提供了一个保护层，有助于减小对火和其他环境因素的损伤。

2．聚丙烯纤维及混凝土的性能

纤维加入混凝土 （砂浆）中采用常规搅拌设备搅拌， 只要适当延长搅拌时间

（约120s），纤维束即可彻底分散为纤维单丝，并均匀地分布于砂浆中，而采用 强制式搅拌设备可以无须延长搅拌时间。每立方米混凝土掺入 0.7kg 纤维，纤维 丝数量即可达 2000多万条。

聚丙烯纤维可以通过大量吸收能量，控制水泥基体内部微裂的生成及发展， 大幅度提高混凝土抗裂能力及改善抗冲击性能， 并能大幅度提高混凝土抗折强度 并降低其脆性， 同时也提高了混凝土的抗渗能力、 抗冻能力， 使混凝土耐久性大 大增强。

聚丙烯纤维的使用非常方便， 根据配合比掺量，将适量纤维（体积掺量 0.05％

~0.15％）加入料斗中的骨料一同送入搅拌机加水搅拌即可。在预拌混凝土搅拌 站，可直接将整袋纤维置于传送带上的骨料中即可。 由于包装纸袋为特制的快速 水降解纸制成， 进入搅拌机后见水迅速溶融， 散于水泥基体中。 聚丙烯纤维完全 为物理性配筋， 同混凝土骨料及外加剂不起任何化学反应， 故不需改变混凝土或 砂浆的其他配合比， 对坍落度影响很小， 初凝、终凝时间变化甚微， 粘聚性增强， 泵送性能可以改善，施工及养护工艺无需特殊要求。

3．聚丙烯纤维在工程中的应用

聚丙烯纤维在我国的应用始于 20世纪 90年代初期在广佛高速公路的小批量 试用，近年来已经先后应用于各种工程中， 如高速公路修补路面， 公路收费站特 殊路段；桥梁；地下室工程结构性自防水、外墙抹灰、仓库地板、屋面防水；高 层建筑转换层大梁、钢筋混凝土柱；水池、游泳池；停车场、网球场、停机坪； 水泥预制构件、保温制品等许多方面。

10-9-1-3 碳纤维片材加固混凝土结构技术

用于土木建筑结构加固的碳纤维增强材料有很多，其片材结构如图 10-47，

而碳纤维片材加固修补混凝土结构技术是一种新型的结构加固技术，且应用最 多，主要利用树脂类粘结材料将碳纤维片材粘结于混凝土表面，

以达到对结构及

构件加固补强的目的。片材根据纤维排列方向可分两类：单向纤维片材和双向纤 维片材

碳纤堆束

粘合榊脂

取向织物片材

单向片材

图10-47碳纤维片材结构

1 •材料

碳纤维片材又分碳纤维布和碳纤维板，加固修补混凝土结构所用材料主要为 碳纤维材料与粘结用树脂。材料及性能指标见表

10-104~表10-106。

表10-104 碳纤维板 碳纤维片材的主要力学性能指标要求 性能 抗拉强度标准值（MPa） 弹性模量（MPa）

碳纤维布 > 3000 > 2.1 X 10 > 1.4 5> 2000 > 1.4X 10 > 1.4 5延伸率（％） 底层树脂及找平材料性能指标 性能

表10-105 性能指标要求 正拉粘结强度 > 2.5MPa，且大于被加固混凝土抗拉强度 ftk的1.2倍 浸渍树脂和粘结树脂性能指标

性能 拉伸剪切强度 拉伸强度 弯曲强度 表10-106

性能指标要求 > 10MPa > 30MPa > 40MPa 试验方法 GB 7124-86 GB/T 2568-1999 GB/T 5270-1999 正拉粘结强度 > 2.5MPa且大于被加固混凝土抗拉强度 ftk的1.2倍 2.施工工艺

工艺流程为：卸荷f基底处理f涂底胶f找平f粘贴f保护。 （1） 卸荷：加固前应对所加固的构件尽可能卸荷。

（2） 基底处理：混凝土表层出现的剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的 部位应予以

凿除，对于较大面积的劣质层面，在凿除后应用不低于原混凝土强度 等级的环氧砂浆修复。裂缝部位应用环氧砂浆进行封闭处理。 除去混凝土表面浮 浆、油污等杂质，突起部位要磨平，转

角粘贴处平滑过度，表面清理干净，并保 持干燥。

(3) 涂底胶(FP胶)：按主剂：固化剂=2:1的比例搅拌均匀，根据现场实 际气温决定用量

并严格控制时间，一般情况 1h内用完。用滚筒刷将底胶均匀涂 刷在混凝土表面，固化后再进行下一道施工。一般固化时间为 2-3d。

(4) 找平：混凝土表面凹陷部位应用 FE 胶填平，转角处也应用 FE 胶修补 成光滑的圆

弧，半径不小于 10mm。

( 5)粘贴：按设计要求的尺寸及层数剪裁碳纤维布，除特殊要求外，碳纤 维长一般应在

3m之内。调配、搅拌粘贴材料FR胶(使用方法与FP胶相同)， 然后均匀涂抹于待粘贴部位。 粘贴碳纤维布， 剥去离型纸， 用特制滚子反复沿纤 维方向滚压， 去除气泡。 多层粘贴重复上述步骤， 在碳纤维布表面指触干燥后方 可进行上一层的粘贴。最后在碳纤维布表面均匀涂抹罩面

维方向的搭接长度不得小于100mm,端部用横向碳纤维布固定。

(6)保护：加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。表 面保护材料应于

罩面 FR 胶具有可靠的粘结强度及良好的变形性能后再涂抹。当 被加固结构处于其他特殊环境时，应采取相应地防护措施。

3．其他注意事项

(2) 气温低于5C,应停止施工。

(3) 施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响。

(4) 施工安全技术、劳动保护、防火、防毒等应按国家现行的有关规定执 行。 ( 5)裁剪和使用碳纤维布时应尽量远离电源。

( 6)施工人员应穿工作服，佩戴口罩和手套，严禁现场吸烟。 配制及使用胶的场所必须保持良好通风。

FR胶。碳纤维布沿纤

10-9-1-4 玻璃纤维混凝土 玻璃纤维混凝土是由玻璃纤维与水泥混凝土复合的材料。 主要

用于制作复合 外墙板(以岩棉、泡沫聚苯等作芯材) 、隔墙板、阳台栏板、垃圾道和通风道、 卫生盒子间等。

1 ．原材料及要求 （1）抗碱玻璃纤维

配制玻璃纤维混凝土应采用抗碱玻璃纤维，因为这种玻璃纤维中含有一定量 的氧化锆（ZrO2）,在碱液作用下，其表面的氧化锆会转化成含氢氧化锆［Zr（OH）

4］的胶状物，并经脱水聚合在其表面，形成致密的膜层，从而减缓了水泥石液相 中的氢氧化

钙［Ca（OH）2］对玻璃纤维的侵蚀。其化学成分、力学性能和耐腐蚀 性能分别见表10-107、表10-108、表10-109。

抗碱玻璃纤维化学成分 名称

表10-107 化学成分（％） SiO2 61.0 单丝直径 CaO 5.0 Na2O 10.4 密度 (g/mm) 2K2O 2.6 ZrO2 14.5 TiO2 6.0 Al 2O3 0.3 MgO 0.25 Fe2O3 0.2 中国锆铁纤维 抗碱玻璃纤维力学性能

名称

表10-108

弹性模量 极限延伸率 （%） 2抗拉强度 （N/mm ） （卩m） (x 10N/mm) 6.3~7.0 42中国锆铁纤维 12~14 2.7~2.78 2000~2100 4.0 抗碱玻璃纤维耐腐蚀性能

玻璃纤维类别 抗碱 中碱 无碱 表10-109

80 C合成水泥滤液 ①24h 54.3~84.3 24.6~26.4 25.3~32.0 0.48g/L I

3.45g/L

纤维经碱液侵蚀后的抗拉强度保留率（％） 100 C饱和Ca (OH) 2溶液中4h 66.2~88.1 41.5~44.3 29.2~35.5 Ca (OH) 2 NaOH KOH

①合成水泥滤液成分:

0.88g/

抗碱玻璃纤维的品种有：

无捻粗砂一将30股左右的连续玻璃纤维原丝（含 200根左右的单丝）不经 加捻直接平行合并成卷绕成圆筒纱团。使用时可从纱团内孔抽出粗纱并切割任意 长度。

网格布一系由玻璃纤维无捻粗砂，经、纬相交编织而成的具有方形网孔的织 物，根据玻璃纤维混凝土制品或构件受力状况，可织成经、纬纱粗、细不等的网 格布。常用的规格和性能见表10-110。

网格布规格和性能

表10-110

纬向 纬纱密度 承载力 (根 /m) (N/cm) 重量 2(g/m) 网格尺寸 (mm) 幅宽 (mm) 经向 经纱密度 承载力 (根 /cm) (N/cm) 5 X5

850 4 324 2 151 130 (2)硫铝酸盐水泥 分早强型和I型低碱度两种。 2 •配制和成型工艺 (1) 配制

玻璃纤维水泥制品的配制因成型工艺而异，见表

玻璃纤维水泥制品的配制

成型工艺 玻璃纤维 抗碱玻璃纤维 无直接喷射法 捻粗纱切 短，长度= 水泥 骨料 10-111 表10-111

外加剂 减水剂或超 量由预拌试 灰砂比 水灰比 1 : 塑化剂，掺 0.3~1: 0.5 0.32~0.38 33~44mm，体 喷射-抽吸法 积掺率=2% 早强型或 I型低碱 硫铝酸盐 水抗碱玻璃纤维 网格布，厚 铺网-喷浆法 泥 d max 2mm 验确定 = 一般可不掺 起始值 0.5~0.55 最终值 ~5 % 细度模数 =1.2~2.4 含泥率w 0.25~0.30 0.3% 同直接喷射 法 10mm的板用 多层网格布， 体积掺率= 1 : 1~1 : 1.5 0.4~0.45 2% ~3% (2)成型 1) 直接喷射法

将玻璃纤维无捻粗砂气割至一定长度后由气流喷出，

再与雾化的水泥砂浆在

空间混合并一起喷落在模具上。如此反复喷射直至模具上的混凝土达到一定厚 度。然后用压辊或振动抹刀压实，再覆盖塑料薄膜，经 脱模，继而在湿气养护室养护

20多小时的自然养护后

7d左右；也可将压实的制品静停 2~3h后，在

40~50°C下进行6~8h蒸养，脱模后再在湿气养护室内养护 4d左右即可。

直接喷射法采用的机具见表10-112。喷射时，应使用纤维喷枪，与砂浆喷浆 之夹角保持28° ~32。之间，切割喷射机和喷射面的间距宜在 300~400mm范围 内。

直接喷射法采用的机具

表10-112

项次 机具名称 作用 型式 按纤维与水泥砂 浆主要技术参数 切割喷射机 使玻璃纤维无捻粗 砂喷射方式可分 为双1 （图 10-48） 切成疋长度后 喷出，水枪式或冋心 式；按泥砂浆雾化 喷出，井使动力类型 可分为气两者混合 动式或 电动式 强制式 纤维切割长度：22~66mm 纤维喷射量：100~1000g/min 砂浆喷射量：2~22kg/min 2 砂浆搅拌机 制备水泥砂浆 使已制备的水泥砂 浆送至切割喷射器 的砂浆喷枪内，并可 调节其输送量 喷吹纤维与水泥砂 容积：1~25L/mi n 3 砂浆输送泵 挤压式或螺旋式 输送能力：1~25L/min 4

空气压缩机 浆，带动切割喷射器 的气冷式 气动电动机 送气量：0.9~1.2m/mm 气压：0.6~0.7N/mm 23

图10-48切割喷射机

（a）单枪外形；（b）双枪式喷射；（c）单枪式喷射

2）喷射-抽吸法

其工艺原理与直接喷射法相同，所不同的是，混合后的玻璃纤维砂浆喷落在 可抽真空的模具上（模具的表面开有许多棋盘式小孔，并覆以滤水性好的织物）‘ 当喷射达到一定厚度后，即可通过真空抽吸，以降低料层的水灰比，并使之趋于 密实，从而获得具有一定强度的湿坯。用真空吸盘将湿坯吸至另一成型模具上， 用手工模塑成型，可生产多种外型制品。

喷射-抽吸法采用的机具，除与直接喷射法相同外，尚需增加真空泵（使模 型的真空腔内的真空度达到8000Pa）与真空吸盘管。

3）铺网-喷浆法

用喷枪在模具上喷一层砂浆，然后铺一层玻璃纤维网格布，再喷一层砂浆，

再铺第二层玻璃纤维网格布，如此反复喷铺，直至达到一定的厚度。其他同直接 喷射法，采用的机具，除前述外，另增加砂浆喷枪。

3 •玻璃纤维混凝土的主要性能（表 10-113）

玻璃纤维混凝土性能参考

项次 项目 质量密度 抗拉强度 抗弯强度 抗压强度 抗冲击强度 弹性模量 吸水率 韧性 抗冻性 耐热性 抗渗性 防火性 3表10-113

性能参考 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1.9~2.1g/cm 22初裂强度 4.0~5.0N/mm ，极限强度 7.5~9.0N/mm 初裂强度7.0~8.0N/mm ，极限强度15~25N/mm 比未增强的水泥砂浆降低约不大于 用摆锤法测得15~30kJ/m 22210% 2.6~3.1 10N/mm 10% ~15% 比未增强的水泥砂浆可提高 4230~120倍 25次反复冻融，无分层和龟裂现象 使用温度不宜超过 80 C 有较咼的不透水性，在潮湿状态下还有较咼的不透气性 由两层厚各为10mm的玻璃纤维混凝土板，内夹 100mm厚的珍珠岩 水泥内芯组成的复合板，其耐火度可达 4h以上 10-9-2聚合物水泥混凝土

聚合物水泥混凝土是由水泥混凝土和高分子材料有机结合而成的一种性能 比普通混凝土优越的复合材料。聚合物水泥混凝土配制比较简单，只要利用现有 普通混凝土的生产设备，将聚合物同水泥、骨料、水一起搅拌即可。

将聚合物搅拌在混凝土中，聚合物在混凝土内形成膜状体，填充水泥水化产 物和骨料之间的空隙，与水泥水化产物结成一体，起到增强同骨料粘结的作用， 从而使聚合物水泥混凝土比普通混凝土具有优良的特性：

如提高了普通混凝土的

密实度和强度，而且显著地增加抗拉、抗弯强度，不同程度地改善了耐化学腐蚀 性能和减少收缩变形等。

10-9-2-1原材料选择

聚合物水泥混凝土主要由胶凝材料、骨料和水及助剂等组成。 1 •胶凝材料

（1） 水泥：对水泥的要求同普通水泥混凝土。除普通硅酸盐水泥外，尚可 使用各种硅

酸盐水泥、高铝水泥（矶土水泥）、快硬水泥等。

（2） 聚合物：与水泥掺合使用的聚合物可分为以下三类：

1）水溶性聚合物分散体乳胶类，如橡胶乳胶、树脂乳液和混合分散体；

2）水溶性聚合物，如甲基纤维素（ MC ）、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐 -聚丙烯酸 钙和糠醇；

3）液体聚合物，如不饱和聚醋和环氧树脂等。 必须选用与水泥水化适应性好的有机高分子材料。 因此，聚合物必须具备下 列要求：①对水泥凝结硬化和胶结性能无不良影响； ②在水泥碱性介质中，不被 水解或破坏；③对钢筋无锈蚀作用。

2．骨料

使用与普通水泥混凝土相同的粗骨料和细骨料， 有时也可使用轻骨料。 当用 于防腐目的时，应使用硅质碎石和碎砂。

3．拌合水

与普通水泥混凝土用水相同。

4．主要助剂 稳定剂：由于水溶性聚合物分散体（乳胶类）树脂在生产过程中，大多数用 阴离子型乳化剂进行乳液聚合， 因此，当这些聚合物乳胶与水泥浆混合后， 由于 与水泥浆中溶出的大量多价钙离子作用，会引起乳液变质破乳，产生过早凝聚， 使其不能在水泥中均匀分散， 因此， 必须加入阻止这种变质现象的稳定剂。 稳定 剂的加入， 保证聚合物与水泥混合均匀， 并能有效地结合起来。 常用的稳定剂有 OP型乳化剂、均染剂102、农乳600等。

消泡剂：将胶乳与水泥拌合时， 由于乳液中的乳化剂和稳定剂等表面活性剂 的影响，通常会产生许多小泡， 如不把这些小泡消除， 势必会增加混凝土的孔隙 率，使强度明显下降。 因此，必须添加适量的消泡剂。 常用的消泡剂有： ①醇类： 有异丁烯醇、3-辛醇等。②磷酸酯类：有磷酸三丁酯等。③有机硅类：有二烷基 聚硅氧烷等。

10-9-2-2 配合比设计与施工工艺

影响聚合物水泥混凝土的因素有聚合物种类、聚合物与水泥之比、水灰比、 消泡剂及乳化剂的种类和掺量等。 其中，水灰比的影响没有像对水泥混凝土那样 大。因此，对聚合物水泥混凝土的水灰比，主要以和易性（坍落度或流动度）来 表示。

1 ．配合比设计

聚合物的使用方法是与水泥、骨料、水一起搅拌即可。在一般情况下，其掺 量为水泥重量的5% ~25%，不宜过多。

(1) 设计原则

聚合物水泥混凝土除应着重考虑其和易性和抗压强度外，还必须考虑抗拉强 度、粘结性、水密性(防水性)、耐腐蚀性等其他一些性能。这些性质虽然和水 灰比有关，但与聚灰比(聚合物与水泥在整个固体中的重量比)的关系更密切， 所以，确定的配合比还必须符合使用

要求。

聚合物水泥砂浆的参考配合比：聚合物水泥混凝土的配合比设计， 除考虑聚 灰比以外，其他可大致按水泥混凝土进行。 通常，聚合物水泥砂浆的配合比为水 泥：砂=1 : 2~1: 3 (重量比)。聚灰比在5%~20%范围内，水灰比可根据和易性 要求适当选择，大致在 0.3~0.6范围内。表10-114和表10-115为聚合物水泥砂 浆和聚丙烯酸乙酯水泥混凝土参考配合比。

聚合物水泥砂浆参考配合比(重量比) 参考配合比 用途 路面材料 地板材料 防水材料 防腐材料 水泥 砂 聚合物 涂层厚度(mm) 表10-114 1 1 1 1 1 1 1 3 3 2~3 2~3 0~3 0~1 0~3 0.2~0.3 0.3~0.5 0.3~0.5 0.4~0.6 0.2~0.5 0.2以上 0.2以上 5~10 10~15 5~20 10~15 粘结材料

聚丙烯酸乙酯水泥混凝土配合比

聚合物 水泥比 (%) 水灰比 (%) 砂率 (%) 聚合物分 散体用量 (kg/m) 3表10-115

粗骨料用 测定量 细骨料用 量 (kg/m) 3用水量 (kg/m) 3水泥用量 (kg/m) 3量 (kg/m) 3坍落度 (cm) 含气量 (%) 0 5 10 50 50 50 45 45 45 0 36 71 160 140 121 320 320 320 812 768 749 510 485 472 5 7 21 5 7 7 (2) 配制方法

配制聚合物水泥混凝土时，可使用与普通混凝土一样的设备。聚合物水泥混 凝土应在拌合后1h内浇筑完毕。配制方法有以下三种：

1) 配制工艺与普通水泥混凝土相似，只是在加水搅拌混凝土时，掺入一定 量的聚合物分散体及辅助材料；

2）可采用单体直接加入，然后聚合的办法制得；

3）采用聚合物粉末直接掺入水泥的方法来配制聚合物水泥混凝土。在混凝 土成型和初始硬化后，加热混凝土，使聚合物溶化，这样，聚合物便浸入混凝土 的孔隙中，待冷却和聚合物凝固后而成。这种聚合物水泥混凝土的抗水性能好。

2．施工工艺

聚合物水泥砂浆施工： （1）基层处理

砂浆或混凝土的基层处理，应按下列工序处理：

1）边喷砂、边用钢丝刷刷去老砂浆或混凝土表面脆性的浮浆层或泥土等， 用溶剂（汽油、酒精或丙酮）洗掉油污或润滑油迹；

2）遇有孔隙、 裂缝等伤痕要进行 V 型开槽， 用同配合比砂浆进行堵塞修补。 管道贯通部位，也进行同样的处理；

3）用水冲洗干净后，用棉纱擦去游离的水分。 （2）施工要点（用于面层）

1）涂一层厚度为 7~10mm 的聚合物水泥砂浆。 当所需的厚度大于 10mm 时， 可以涂 2~3 次。涂抹聚合物水泥砂浆时应注意以下几点：

① 聚合物水泥砂浆不宜像普通水泥砂浆那样反复抹，以抹

2~3遍为宜；

② 在抹平时， 抹子上往往会粘附一层聚合物薄膜， 应边抹边用木片、 棉纱等 将其拭掉；

③ 当大面积涂抹时，每隔3~4m要留15mm宽的缝。

2）施工后，必须注意养护。未硬化前，不能洒水，并应注意防雨。养护方 法取决于聚合物种类， 如耐水性很差的聚醋酸乙烯酯乳液， 在水中养护强度将大 大降低。

3．聚合物水泥混凝土的应用 聚合物水泥混凝土由于在其组织结构内具有耐化学侵蚀性的聚合物连续薄 膜，一般比普通水泥混凝土抵抗各种化合物侵蚀的能力要强。 但根据聚合物分散 体的种类不同，对油类及有机溶剂的抵抗力要稍差一些。

聚合物水泥混凝土、砂浆及聚合物水泥色浆是近年来才发展起来的一种新材 料，其中一些主要的结构特性（如徐变等）尚在研究之中。一般主要用于以下几 方面：

（1） 路桥面材料：用于地面、路面、桥面等，具有较好的耐腐蚀性能，强 度高，不易产生弯曲变形；

（2） 防腐蚀材料和内衬材料：接触化学物质的槽、罐、池等部位衬里或砌 体，尤其是洒落化学物质的楼地面更为适宜；

（3） 其他用途：用于建筑保温层的罩面抗裂材料；用于喷射混凝土和新旧 混凝土接头等。

聚合物水泥混凝土的具体适用范围见表 10-116。

聚合物水泥混凝土的使用范围

用途 地面层材料 表10-116

使用范围 一般房屋、仓库、办公室、商店、厕所、体育馆、工厂等的地面板、通道、 楼梯、站台、公路等 防水材料 粘结材料 防腐材料

混凝土屋面板、砂浆及混凝土块材、水箱、游泳池、化粪池、水泥库等 在混凝土面板、墙板上粘结其他面板、墙板及绝缘材料等用的粘结材料、老 混凝土与砂浆的粘结、修补裂缝等 废液沟、化工厂地面、耐酸瓷砖的填缝材料、化粪池、机器基础、化学实验 室及药品仓库地板 内外墙面、船舶的内外窗面、桥面、火车、货车的地板、天桥的桥面等 卓面材料 10-9-3轻集料混凝土

轻集料混凝土是用轻粗集料、轻细集料（或普通砂）和水泥配制成的混凝土, 其干表观密度不大于1950kg/m3。

10-9-3-1轻集料混凝土的组成材料

1 .水泥

一般采用硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥。 2. 轻集料

轻粗集料——粒径在5mm以上，堆积密度小于1000kg/m； 轻细集料一一粒径不大于 5mm,堆积密度小于1200kg/m。 轻集料按原料来源分有三类：

（1） 工业废料轻集料一一如粉煤灰陶粒、膨胀矿渣珠、自燃煤矸石、煤渣

及其轻砂

33

（2） 天然轻集料一一如浮石、火山渣及其轻砂。

（3） 人造轻集料——如页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩集料及其轻砂。 轻集料的堆放和运输应符合下列要求：

（1） 轻集料应按不同品种分批运输和堆放，避免混杂。

（2） 轻粗集料运输和堆放应保持颗粒混合均匀，减少离析。采用自然级配 时，其堆放高度不宜超过2m，并应防止树叶、泥土和其他有害物质混入。

（3） 轻砂在堆放和运输时，宜采取防雨措施。

在气温5C以上的季节施工时，可根据工程需要，对轻粗集料进行预湿处理。 预湿时间可根据外界气温和来料的自然含水状态确定， 一般应提前半天或一天对 集料进行淋水、预湿，然后滤干水分进行投料。在气温 5C以下时，不宜进行预 湿处理。

3. 水

要求同普通混凝土。

10-9-3-2轻集料混凝土配合比设计

轻集料混凝土的配合比应通过计算和试配确定。为了使所配制的混凝土具有 必要的强度保证率，混凝土试配强度应按下列公式确定：

fcu = fcu,k+ 1.645 彷

（10-66）

式中fcu,k――轻集料混凝土的试配抗压强度（MPa）;

fcu,k――轻集料混凝土强度标准值（即强度等级）（MPa）; （T - 轻集料混凝土强度的总体标准差（MPa）。

生产单位如有25组以上的轻集料混凝土抗压强度资料时，总体标准差可用 样本标准差

Sf代替，计算公式为式（10-35）:

cu

i/co, I - =1 cu

n — 1 式中fcu,i――第i

组混凝土试件的抗压强度（MPa）； mf ――n组混凝土试件抗压

cu

强度的平均值（MPa）。

c值 表 10-117

强度等级 CL5.0~CL7.5 2.0 CL10~CL20 4.0 CL25~CL40 5.0 CL45~CL50 6.0 c( MPa) 轻集料混凝土配合比的设计方法，砂轻混凝土宜采用绝对体积法；全轻混凝 土宜采用松散体积法。配合比计算中粗细集料用量的计算以干燥状态为准。

1 •设计参数的选择 (1)水泥

配制轻集料混凝土用的水泥品种可选用硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、 火山灰水泥及粉煤灰水泥。当配制低强度等级混凝土采用高等级水泥时， 可通过试验确定加入火山灰质的掺合料，以保证其稠度符合要求。

不同试配强度的轻集料混凝土的水泥用量可参照表

试配强度混凝土的水泥用量

混凝土试 配强度 (MPa) 其掺量

10-118选用。 表10-118

(kg/m3)

轻集料密度等级 400 260~320 280~360 500 250~300 260~340 280~370 v 5.0 5.0~7.5 7.5~10 10~15 600 230~280 240~320 260~350 280~350 300~400 700 220~300 240~320 260~340 280~380 800 240~330 270~370 320~390 900 260~360 310~380 360~430 1000 250~350 300~370 350~420 370~440 15~20 330~400 380~450 20~25 25~30 30~40 420~500 390~490 430~530 380~480 420~520 370~470 410~510 40~50 50~60 450~550 440~540 430~530 注：1•表中横线以上为采用 32.5级时的水泥用量；横线以下为采用 42.5级时的水泥用量;

采用其他等级水饭时，可乘以表

10-119中规定的调整系数。

上限值适用于碎石型粗集料及全轻混凝

2•表中下限值适用于圆球型和普通型轻粗集料；

土。

3•最高水泥用量不宜超过 550kg/m。

3

水泥用量调整系数 水泥强度等级 表10-119 30~50 1.10 1.00 0.85 50~60 1.15 1.00 0.90 混凝土试配强度(MPa) 5.0~15 32.5 42.5 52.5 1.00 15~30 1.00 0.85 - - - (2)水灰比

轻集料混凝土配合比中的水灰比以净水灰比表示。 以总水灰比表示，但必须加以说明。

配制全轻混凝土时，允许

净水灰比系指不包括轻集料1h吸水量在内的净用水量与水泥用量之比。 总水灰比系指包括轻集料1h吸水量在内的总用水量与水泥用量之比。 轻集料混凝土最大水灰比和最小水泥用量的限制，

轻集料混凝土最大水灰比和最小水泥用量 混凝土所处的环境 不受风雪影响的混凝土 受风雪影响的混凝土； 位于水中及水位升降范围的 混凝土和在潮湿环境中的混凝土 寒冷地区位于水位升降范围的混凝土和在潮湿环 境中的混凝土 严寒地区位于水位升降范围的混凝土 注：1•严寒地区指最寒冷月份的月平均温度低于

应符合表10-120的规定。

表10-120 最小水泥用量(kg/m3) 配筋的 无筋的 最大水灰比 不作规定 250 275 300 325 225 250 275 300 0.7 0.65 0.60 -15 C；寒冷地区指最寒冷月份的月平均温

度低于-5 C ~-15 C。

2•水泥用量不包括掺合料。

(3) 用水量

轻集料混凝土的净用水量可根据施工要求和稠度(坍落度或维勃稠度) 表10-121选用。

轻集料混凝土用水量 用途 预制混凝土构件 现浇混凝土 振动台成型 振捣捧或平板振动器振实 机械振捣 人工振捣或钢筋较密的 ，按

表10-121 稠度 维勃稠度( s) 坍落度(mm) 净用水量 (kg/m3) 5~10 0~10 30~50 50~70 60~80 155~180 165~200 180~210 200~220 10kg

注：1•表中值适用于圆球型和普通型轻粗集料，对于碎石型轻粗集料播按表中值增加 左右的用水量。

2•表中值适用于砂轻混凝土，若采用轻砂时，需取轻砂 1h吸水量为附加水量；若无轻

砂吸水量数据，也可适当增加用水量，最后按施工稠度的要求进行调整。

(4) 砂率

轻集料混凝土的砂率应以体积砂率表示，即细集料体积与粗细集料总体积之 比。体积可用密实体积或松散体积表示，其对应的砂率即密实体积砂率或松散体 积砂率。砂率可按表10-122选用。

轻集料混凝土的砂率 用途 预制混凝土构件 轻砂 表10-122 砂率（％） 细集料品种 35~50 普通砂 现浇混凝土 轻砂 普通砂 30~40 - 35~45 注：1•当细集料采用普通砂和轻砂混合使用时，宜取中间值，并按普通砂和轻砂混合比例进 行插入计算。

2•当轻粗集料采用圆球型时，宜取表中下限值；采用碎石型时，则取上限。

（5） 掺合料

当采用粉煤灰作掺合料时，粉煤灰取代水泥百分率、超量系数等参数的选择， 应参照《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》

（6） 外加剂

轻集料混凝土允许采用各种化学外加剂，外加剂质量应符合有关标准的要 求，其合理掺量须通过试验确定。

2.配合比的计算和调整 （1）绝对体积法

轻砂混凝土宜采用绝对体积法进行配合比计算，

即按每立方米混凝土的绝对 （JGJ 28的有关规定执行。

体积为各组成材料的绝对体积之和进行计算。其设计步骤为：

1） 根据设计要求的轻集料混凝土的强度等级、密度等级和混凝土的用途， 确定粗细集料的种类和粗集料的最大粒径；

2） 测定粗集料的堆积密度、颗粒表观密度、筒压强度和 的堆积密度和相对密度；

3） 按式（10-66）计算混凝土试配强度； 4） 按表10-117、表10-118选择水泥用量；

5） 根据制品生产工艺和施工条件要求的混凝土稠度指标，按表 量；

6） 根据轻集料混凝土的用途，按表10-121选用密实体积砂率；

7） 按公式（10-67）、（10-68）、（10-69）和（10-70）计算粗细集料的用量：

10-120确定 净用水

1h吸水率，并测定 细集料

#严卜（律穿

V,X x 1000

卜吧

(10*67) ■

(10-68) (10-69) (10-70)

匕1-（◎十也+叫：1000

\\ p. 1

式中 V,- —每立方米漉擬土的细第料体积（n?）i

叫 —每立方米混艇土的细集料用・Ckg）;

叫— 一每宜方米握疑土的水泥用・（kg）;

一每立方米混擬土的净用水就（蚯）；

—密实悴枳砂率（%）;

— 一毎立方米握褪土的轻粗集料体积

席・ 一毎立方米握擬土的轻粗集料用・（kg）;

一水泥的相对密度*町取pc = 2,9-3A;

—水的密度，可取户*=1”您

一细集料的幣度，采用普通砂时+为砂的相对密度，可取丹=

= 2,6?采用轻砂

时，为轻砂的颗粒表观密度S钞单位为上g/cm）;

3

Pup 一轻粗集料的颗粒表观密度（kg/m）.

3

8）根据净用水量和附加水量的关系，按式（10-71 ）计算总用水量:

mwt = mwn+ mwa

—每立方米混凝土的总用水量（ —每立方米混凝土的净用水量（ —每立方米混凝土的附加水量（

(10-71)

式中 mwt

mwn mwa

kg);

kg);

kg)其计算方法见表10-124 ， cd

P ) ，并与设计要求的干表观

9）按公式（10-72）计算混凝土干表观密度（

密度进行对比，如其误差大于 3%,则应重新调整和计算配合比。

P cd= 1.15mc+ ma+ ms

（2）松散体积法

全轻混凝土宜采用松散体积法进行配合比计算， 即以给定每立方米混凝土的 粗细集料松散总体积为基础进行计算，然后按设计要求的混凝土干表观密度为依 据进行校核，最后通过试验调整得出配合比。其设计步骤为：

1） 根据设计要求的轻集料混凝土的强度等级、密度等级和混凝土的用途， 确定粗细集料的种类和粗集料的最大粒径；

2） 测定粗集料的堆积密度、筒压强度和1h吸水率，并测定细集料的堆积密 度; 3） 按式（10-66）计算混凝土试配强度； 4） 按表10-118表10-119选择水泥用量；

5） 根据施工稠度的要求，按表10-121选择净用水量；

（10-72）

6） 根据混凝土用途按表10-122选取松散体积砂率； 7） 根据粗细集料的类型，按表

10-123选用粗细集料总体积，并按公式

（10-73）、（ 10-74）、（ 10-75） 及（ 10-76）计算每立方米混凝土的粗细集料用量

粗细集料总体积

轻粗集料粒径 圆球型 普诵型 普通砂 轻砂 碎石型 注：1•当采用膨胀珍珠岩砂时，宜取表中上限值;

普通砂 表10-123

粗细集料总体积（m） 3细集料品种 轻砂 普通砂 轻砂 1.25~1.15 1.20~1.40 1.30~1.60 1.25~1.50 1.35~1.65 1.30~1.60 2•混凝土强度等级较高时，宜取表中下限值。

Vs= VtX Sp ms= VsXp is Va= Vt— Vs ma= VaXp ic

（10-73） （10-74） （10-75） （ 10-76）

m3）；

式中 Vs、Va、Vt――分别为细集料、粗集料和粗细集料的松散体积（

ms、ma ----- 分别为细集料和粗集料的用量（kg）：

SP――松散体积砂率（％）；

P is、p ic――分别为细集料和粗集料的堆积密度（kg/m）。

8） 根据净用水量和附加水量的关系按公式（10-71 ）计算总用水量。 附加水量计算见表10-124。

9） 按公式（10-72）计算混凝土干表观密度（p cd）,并与设计要求的干表观 密度进行对比，如其误差大于 3%,则应重新调整和计算配合比。

附加水量应根据粗集料的预湿处理方法和细集料的品种，按表 10-124列公 式计算。

附加水量的计算方法

3

表10-124

附加水量（mwa ） 项目 粗集料预湿，细集料为普砂 粗集料不预湿，细集料为普砂 粗集料预湿，细集料为轻砂 粗集料不预湿，细集料为轻砂 = mwa 0 a mwa= ma mwa= ma •w s mwa= ma •w a+ ms'® S 注：1.3 a、3S分别为粗、细集料的1h吸水率

2.当轻集料含水时，必须在附加水量中扣除自然含水量。

10-9-3-3轻集料混凝土的拌制

轻集料混凝土拌制时，砂轻混凝土拌合物中的各组分材料均按重量计量； 轻混凝土拌合物中的轻集料组分可采用体积计量，但宜按重量进行校核。

粗、细集料、掺合料的重量计量允许偏差为土 3%,水、水泥和外加剂的重 量计量允许偏差为土 2%。

全轻混凝土、干硬性的砂轻混凝土和采用堆积密度在 500kg/m3以下的轻粗 集料配制的干硬性或塑性的砂轻混凝土， 宜采用强制式搅拌机；采用堆积密度在 500kg/m3以上的轻粗集料配制的塑性砂轻混凝土可采用自落式搅拌机。

强度低而易破碎的轻集料，搅拌时尤其要严格控制混凝土的搅拌时间。

使用外加剂时，应在轻集料吸水后加入。当用预湿粗集料时，液状外加剂可 与净用水量同时加入；当用干粗集料时，液状外加剂应与剩余水同时加入。 粉状 外加剂可制成溶液并采用液状外加剂相同的方法加入， 入。

也可与水泥相混合同时加

全

10-9-3-4施工要点

1 •为防止轻集料混凝土拌合物离析，运输距离应尽量缩短。在停放或运输 过程中，若产生拌合物稠度损失或离析较重者，

浇筑前宜采用人工二次拌合。拌

45mi n。

合物从搅拌机卸料起到浇筑入模止的延续时间不宜超过

2 •轻集料混凝土拌合物应采用机械振捣成型。对流动性大、能满足强度要 求的塑性拌合物以及结构保温类和保温类轻集料混凝土拌合物， 成型。

3 •用干硬性拌合物浇筑的配筋预制构件，宜采用振动台和表面加压（加压 重力约 0.2N/cm ）成型。

4．现场浇筑的竖向结构物 （如大模板或滑模施工的墙体） ，每层浇筑高度宜 控制在30~50cm。拌合物浇筑倾落高度大于2m时，应加串筒、斜槽、溜管等辅 助工具，避免拌合物离析。

5．浇筑上表面积较大的构件，若厚度在 20cm 以下，可采用表面振动成型； 厚度大于

2

可采用人工插捣

20cm，宜先用插入式振捣器振捣密实后，再米用表面振捣。

6．振捣延续时间以拌合物捣实为准，振捣时间不宜过长，以防集料上浮。 振捣时间随拌合物稠度、振捣部位等不同，宜在 10~30s内选用。

7．米用自然养护，浇筑成型后应防止表面失水太快，避免由于湿差太大而 出现表面网状裂纹。脱模后应及时覆盖，或喷水养护。

8. 采用加热养护时，成型后静停时间不应少于 2h，以避免混凝土表面产生 起皮、酥松等现象。

9. 采用自然养护时，湿养护时间应遵守下列规定：用普通硅酸盐水泥、硅

酸盐水泥、矿渣水泥拌制的混凝土，养护时间不少于

7d;用粉煤灰水泥、火山

14d。构件

灰水泥拌制的及在施工中掺缓凝型外加剂的混凝土，养护时间不少于 用塑料薄膜覆盖养护时，要保持密封。

10-9-4 耐火混凝土

耐火混凝土是一种能长期承受高温作用 （200C以上），并在高温下保持所需 要的物理力学性能 （如有较高的耐火度、 热稳定性、 荷重软化点以及高温下较小 的收缩等）的特种混凝土。它是由耐火骨料（粗细骨料）与适量的胶结料（有时 还有矿物掺合料或有机掺合料） 和水按一定比例配制而成。 耐火混凝土按其胶结 料不同， 有水泥耐火混凝土和水玻璃耐火混凝土等; 按其骨料的不同， 有粘土熟 料耐火混凝土、高炉矿渣耐火混凝土和红砖耐火混凝土等。

10-9-4-1 耐火混凝土的组成材料

1. 配制耐火混凝土用的普通水泥、矿渣水泥或矾土水泥，除应符合国家现 行水泥标准外，并应符合下列要求：

（1） 普通水泥中不得掺有石灰岩类的混合材料;

（2） 用矿渣水泥配制极限使用温度为 900C的耐火混凝土时，水泥中水渣 含量不得大于50%。

2 •配制水玻璃耐火混凝土用的水玻璃和工业氟硅酸钠的技术要求：

（1） 水玻璃的相对密度以1.38~1.4为宜，模数在2.6~2.8之间，允许采用可 溶性硅酸钠（硅酸盐块）作成的水玻璃；

（2） 工业氟硅酸钠，其纯度按重量计应不少于 95% ;氟硅酸钠含水率不得 大于1%;其颗粒通过0.125mm筛孔的筛余量应不大于10%。

3 •耐火混凝土掺合料和骨料的技术要求见表 10-125。

耐火混凝土掺合料和骨料的技术要求

掺合料4900孔筛通过 量 不少于（％） 种类 水泥胶结 料水玻璃耐 火耐火混 凝土 混凝土 粘土熟料 粘土质 粘土砖 红砖 冋铝质 镁质 高铝砖 矶土熟料 冶金镁砂 镁砖 粉煤灰 表10-125

（％） 骨料颗粒级配（累计筛余按重量计） 粗骨料粒径（mm） 细骨料粒径（mm） 25 0~5 0~5 0~5 0~5 0~5 - - - 0~5 10 5 5 1.2 0.15 70 70 70 70 70 - - 85 - 50 50 - - - 70 70 - - 30~60 90~100 30~60 90~100 30~60 90~100 30~60 90~100 30~60 90~100 0~5 0~5 - 90~100 90~100 - 0~10 20~55 90~100 0~10 20~55 90~100 0~10 20~55 90~100 0~10 20~55 90~100 0~10 20~55 90~100 0~10 20~55 90~100 0~10 20~55 90~100 - - - 0~10 20~55 90~100 高炉重矿渣 30~60 90~100 化学成分含量（％） 种类 备注 烧失 MgO SiO2 Al 2O3 CaO Fe2O3 w 5.5 SO3 w 0.3 量 熟料煅烧温度不低于 粘土熟料 > 30 1350 C 粘土 质 粘土砖 > 30 已用过的砖应除去表面 熔渣和杂质 已用过的砖应除去表面 熔渣和杂质，且强度等 级应不大于MU10 红砖 高铝砖 > 65 已用过的砖应除去表面 熔渣和杂质 熟料煅烧温度不低于 他质矶土熟料 镁质 > 48 1450 C w 5 w 0.5 使用前必须经过碳化处 冶金镁砂 > 87 w 4 理(注1) 不得使用已使用过的镁 质制品 镁砖 粉煤灰 高炉重矿渣 > 87 < 3.5 > 20 < 4 < 8 应具有良好的安定性， 不< 4.5 允许有大于 25mm的 玻璃质颗粒

注：1.冶金镁砂碳化处理方法： 将掺合料或破碎的骨料， 铺成5~10cm厚一层，用水湿润后, 盖上潮湿的麻袋，并在 15~25 C的温度下搁置5d。

2•对钢筋设置不密的厚大结构，允许采用最大粒径为 3•掺合料的含水率不得大于 1.5 %。

40mm的粗骨料。

10-9-4-2耐火混凝土的配合比

耐火混凝土配合比的选择，应根据混凝土的强度、极限使用温度和使用条件、 材料来源及经济效益等加以综合考虑。

各种耐火混凝土的材料组成、极限使用温

度和适用范围，见表10-126。极限使用温度700 C以下的施工参考配合比见表 10-127。

耐火混凝土的组成材料、极限使用温度和适用范围

耐火混凝 土名称 极限使 用温度 材料组成及用量(kg/m) 胶结料 掺合料 粗细骨料 3表10-126

混凝土 最低强 度等级 温度变化不剧 烈，无酸、碱侵 蚀的工程 温度变化不剧 烈，无酸、碱侵 蚀的工程 适用范围 (C) 普通水泥 (1300~400) 高炉重矿渣、红 水渣、粉煤灰 砖、安山岩、玄 C15 一卜 I f r (150~300) 武岩 (1300~1800) 高炉重矿渣、红 水渣、粘土熟 砖、安山岩、玄 C15 一卜 I f r 料、粘土砖 武岩 (0~200) (1400~1900) 耐火度不低 于耐火度不低于 700 矿渣水泥 (350~450) 普通水泥 耐火混凝 土和矿渣 水泥耐火 混凝土 普通水泥 (300~400) 1600C的 粘土熟料、粘 土砖 (150~300) 耐火度不低 于1610 C粘土熟 料、粘土砖 (1400~1600) 耐火度不低于 C15 无酸碱侵蚀的 工程 900 矿渣水泥 (300~400) 1670C的 粘土熟料、粘 土砖 (100~200) 1610 C粘土熟 料、粘土砖 (1400~1600) C15 无酸碱侵蚀的 工程 耐火度不低 于耐火度不低于 1200 普通水泥 (300~400) 1670C粘 土熟1670 C粘土熟 料、粘土 砖、矶土熟料 (150~300) 料、粘土砖、矶 C20 土熟料 (1400~1600) 无酸碱侵蚀的 工程 耐火度不低 于耐火度不低于 矶土水泥 耐火混凝 土 1300 矶土水泥 (300~400) 1730C粘 土熟1730 C的粘土 料、矶土 熟料 砖、矶土熟料、 C20 高铝砖 (150~300) (1400~1700) 宜用于厚度小 于400mm的结 构，无酸碱侵蚀 的工程 可用于受酸(氢 氟酸除外)作用 的工程，但不得 用于经常有水 燕气及水作用 的部位 可用于受酸(氢 氟水 玻 600 女山岩、玄武 (300~400 )加 粘土熟料、粘 屮 忤R x-U. 氟硅酸钠(占 水土砖、石英石 岩、辉绿岩 玻璃重量的 (300~600) (1550~1650) 璃 C15 12% ~15%) 水 玻 璃 (300~400 )加 水玻璃耐 火混凝土 耐火度不低 于料、粘土 砖 (300~600) 耐火度不低于 酸除外)作用 的工900 氟硅酸钠(占 水玻璃重量的 1670C粘 土熟1610 C的粘土 熟料、粘土砖 (1200~1300) C15 程，但不得 用于经常有水 蒸气及水作用 的部位 可用于受氯化 12% ~15%) 水 玻 璃 一等冶金镁 砂或镁砖(见 注一等冶金镁砂 或镁砖 (1700~1800) 钠、硫酸钠、碳 酸钠、氟化钠溶 液作用的工程， 但不得用于受 酸作用及有水 蒸气及水作用 的部位 (300~400 )加 1200 氟硅酸钠(占 水玻璃重量的 12% ~15%) 2) (500~600) C15 注: 1.表中所列极限使用温度为平面受热时的极限使用温度，

构，应经过计算和试验后确定。

对于双面受热或全部受热的结

2•用镁质材料配制的耐火混凝土宜制成预制砌块，并在 3.

压强度乘以 0.9 系数而得。

40~60 C的温度下烘干后使用。

耐火混凝土的强度等级以 100mm x 100mm x 100mm试块的烘干，抗

4. 用水玻璃配制的耐火混凝土，及用普通水泥和矿渣水泥配制的耐火混凝土，必须加入 掺合料；矶

土水泥配制的耐火混凝土也宜加掺合料。

5. 极限使用温度在 350C及350C以上的普通水泥和矿渣水泥耐火混凝土，可不加掺合 料。 6.

700 C的矿渣水泥耐火混凝土，如水泥中矿渣含量大于

料。

极限使用温度为 50%，可不加 掺合

7. 按上述各项要求，由试验室确定施工配合比。

耐火(700C以下)混凝土参考配合比 表10-127

混凝土强 度等级 水 水泥 配合比(kg/m3) 粉煤灰 标号 用量 耐火砖砂(红砖砂) (484) 耐火砖块(红砖块) (591) C15 C20 C20 400 232 300 矿渣32.5 矿渣32.5 普通32.5 350 340 350 150 850 810 918 990 C20 236 矿渣32.5 393 707 983 注：1•表中配合比适用于极限使用温度 700C以下。

2cm，用人工捣固时不大于 4cm。 2•混凝土坍落度：用机械振捣时应不大于

10-9-4-3耐火混凝土施工要点

1. 耐火混凝土拌制应按下列规定进行：

(1) 拌制水泥耐火混凝土时，水泥和掺合料必须拌合均匀。拌制水玻璃耐 火混凝土时，氟硅酸钠和掺合料必须预先混合均匀。混凝土宜用机械搅拌。

(2) 水玻璃耐火混凝土拌制要求与水玻璃耐酸混凝土相同，应遵守下列规 疋：

1) 用筛孔为

粉状骨料应先与氟硅酸钠拌合，再2.5mm的筛子过筛两次；

2) 干燥材料应在混凝土搅拌机中预先搅拌 2min，然后再加入水玻璃； 3)

装入搅拌机后算起，应不少于 4)

凝前用完，但不超过

搅拌时间，自全部材料2min;

每次拌制量，应在混凝土初30mi n。

(3) 耐火混凝土的用水量(或水玻璃用量)在满足施工要求条件下应尽量 少用，其坍落度应比普通混凝土相应地减少 2cm左右，用人工捣固，宜控制在 4cm左右。

(4) 通混凝土延长 达到均匀为止。

2. 耐火混凝土浇筑应分层进行，每层厚度为 25~30cm。 3. 耐火混凝土的养护应遵守下列规定： (1)

环境中养护，其中普通

水泥耐火混凝土养护不少于7d,矿渣水泥耐火混凝土不少于14d，矶土水泥耐火 混凝土一定

水泥耐火混凝土浇筑后，宜在 15~25C的潮湿

耐火混凝土的搅拌时间应比普1~2min,使混凝土的混合 料颜色

1~2c m,如用机械振捣，可控制在

要加强初期养护管理，养护时间不少于 3d。

(2) 水玻璃耐火混凝土宜在15~30°C的干燥环境中养护3d，烘干加热，并 需防止直接曝晒而脱水快，产生龟裂，一般为 10~15d即可吊装。

(3) 水泥耐火混凝土在气温低于 +7C和水玻璃耐火混凝土在低于 +10C的 条件下施工时，均应按冬期施工执行，并应遵守下列规定:

1） 水泥耐火混凝土可采用蓄热法或加热法（电流加热、蒸汽加热等），加热 时普通水泥耐火混凝土和矿渣水泥耐火混凝土的温度不得超过 60C，矶土水泥 耐火混凝土不得超过30 C；

2） 水玻璃耐火混凝土的加热只许采用干热方法，不得采用蒸养，加热时混 凝土的温度不得超过60C；

3） 耐火混凝土中不应掺用化学促凝剂。

（4 ）用耐火混凝土浇筑的热工设备，必须在混凝土强度达到设计强度的

70%时（自然养护时，并在不少于上述 3. （1）及3. （2）的规定养护龄期后）， 方准进行烘烤。烘烤制度见表10-12 8。

耐火混凝土烘烤制度

烘烤温度（C） 升温速度（C /h）

表10-128

250~300 （恒温） 常温~250 （升温） 300~700 （升温） 700~使用温度 （降温） 15~20 45 150~200 40 10 加热时间占烘烤时间的百分率（％） 5 10-9-4-4耐火混凝土的检验项目和技术要求

耐火混凝土的检验项目和技术要求见表

10-129。

表10-129 技术要求 》设计强度等级 > 45%烘干抗压强度 》设计强度等级 耐火混凝土的检验项目和技术要求 极限使用温度 检验项目 混凝土强度等级 加热至极限使用温度并经冷却后的强度 混凝土强度等级 残余抗压强度： （1） 水泥胶结料耐火混凝土 （2） 水玻璃耐火混凝土 < 700 C 900 C > 30%烘干抗压强度，不得出现裂缝 > 70%烘干抗压强度.不得出现裂缝 1200 C 1300 C 混凝土强度等级 残余抗压强度： （1） 水泥胶结料耐火混凝土 （2） 水玻璃耐火混凝土 （3） 加热至极限使用温度后的线收缩： 》设计强度等级 > 30%烘干抗压强度，不得出现裂缝 > 50%烘干抗压强度.不得出现裂缝 1） 极限使用温度为1200 C时 2）极限使用温度为1300 C时 < 0.7% < 0.9% 》极限使用温度 （4） 何重软化温度（变形 4 %） 注：如设计对检验项目及技术要求另有规定时，应按设计规定进行。 10-9-5 补偿收缩混凝土

当混凝土的体积受到约束时，因其体积膨胀而产生的压应力（ 0.2~0.7MPa） 全部或大部分补偿了因水泥硬化收缩而产生的拉应力， 这种混凝土即称为补偿收 缩混凝土。

10-9-5-1 补偿收缩混凝土的原材料

1．水泥

可掺入硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥、 矿渣硅酸盐水泥、 火山灰质硅酸盐水 泥及粉煤灰硅酸盐水泥五大水泥中使用，但从工程质量出发更宜加入到 32.5 号 以上硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥中使用。 不得使用硫铝酸盐 水泥、铁铝酸盐水泥和高铝水泥。

2．膨胀剂 所用膨胀剂应符合混凝土膨胀剂国家标准《混凝土外加剂应用技术规程》 （ GBJ 119）的要求。

3．骨料

骨料的种类和品质应符合 《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》 （JGJ 52）、 （普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》 （JGJ 53）。

4．水

拌制混凝土宜用饮用水。 钢混筋凝土和预应力混凝土均不得用海水和污水拌 制。 5．外加剂 泥凝土膨胀剂可与减水剂、缓凝剂、早加剂、速凝剂、抗冻剂复合使用。混 凝土中掺用的其他外加剂，应符合《混凝土外加剂应用技术规范》 （GBJ 119）， 并经试验符合要求后， 方可使用。氯盐的掺用应符合 《混凝土结构工程施工质量 验收规范》（GB 50204）的规定。

10-9-5-2 补偿收缩混凝土配合比设计及施工

1．补偿收缩混凝土的配合比设计

进行补偿收缩混凝土的配合比设计时， 可以采用与普通混凝土的配合比设计 相似的试配法， 即首先通过 3~4个水灰比，找出强度和水灰比的关系曲线， 再根

据要求的强度来选定水灰比。然后，按选定的水泥用量（不少于 计算加水量。此后，再根据选定的砂率来计算试配用的混凝土配合比。

280kg/m3）来

进行试配时要核对坍落度， 并制作强度试件、 自由膨胀率试件和限制膨胀率 试件。当强度和膨胀率均符合设计要求时， 再经过现场试拌进行调整， 便可确定 工程采用的配合比。

2．补偿收缩混凝土施工

在施工浇筑方面， 补偿收缩混凝土除应遵照普通混凝土的施工规程以外， 还 应特别注意下述几方面：

（ 1）在浇筑补偿收缩混凝土之前，应将所有与混凝土接触的物件充分加以 湿润。与老

混凝土接触的面，最好先行保湿 12~24h；

（ 2）补偿收缩混凝土拌合物粘稠，无离析和泌水现象，因此，泵送性能很 好，宜于泵

送施工。由于不泌水，容易产生早期塑性收缩裂缝，因此，必须注意 早期养护。拌合之后，如运输和停放时间较长，坍落度损失将引起施工困难，此 时，不允许再添加拌合水， 以免大大降低强度和膨胀率。 补偿收缩混凝土的浇筑 温度不宜超过35 C；

（ 3 ）补偿收缩混凝土浇筑后的保湿养护十分重要。 浇筑后， 立即开始养护， 养护时

间不少于7d,以充分供应膨胀过程中需要的水分。养护方法最好是蓄水， 亦可洒水和用塑料薄膜覆盖；

（4）由于补偿收缩混凝土不泌水，凝结时间较短，所以，抹面和修整的时 间可以提早，

不宜过晚。此外，在施工过程中，补偿收缩混凝土会产生少量的膨 胀，这对模板不会产生危害，因此，不需对模板进行特别设计和处理。

10-9-5-3 补偿收缩混凝土的应用

1．补偿收缩

应用补偿收缩混凝土的目的， 是为了防止裂缝。 即在短龄期混凝土强度较小 时，使混凝土膨胀， 令混凝土不产生拉应力； 即使在长龄期时， 混凝土产生干缩， 也比普通混凝土的干缩值要小， 从而防止混凝土产生裂缝。 其抗渗性、 耐久性也 获得改善。

2．填充砂浆、混凝土

（1）用于装配式钢筋混凝土框架结构拼装时的锚固、连接。

(2) 用于各种钢筋混凝土预制件之间，以及梁、柱接头等处的锚固连接。

(3) 用于抢修及修补工程、非大体积的结构加固工程、混凝土及钢筋混凝 土后浇带的灌

缝连接等。

(4) 用于精密高速动力设备底座的灌浆或地脚螺栓等。

10-9-6水下不分散混凝土

水下不分散混凝土技术是借助于混凝土外加剂一絮凝剂的应用，

即在普通混

凝土中加入絮凝剂后，使混凝土在水中浇筑不离析、不分散，水泥不流失，能自 流平、自密实，使浇筑的混凝土优质均匀，凝结硬化后其物理力学性能和耐久性 与普通混凝土类同。

10-9-6-1水下不分散混凝土专用外加剂一絮凝剂

用于配制水下不分散混凝土的絮凝剂主要有以下几种：

1 •合成或天然水溶性有机聚合物，如纤维脂、淀粉胶、聚氛乙烯、聚丙烯 酰胺、羧乙烯基聚合物、聚乙烯醇等，这些材料可以增加新拌混凝土的粘度。

2•微细无机材料，如硅灰、硅酸铝(海泡石)、膨润土、硅藻土等，这些材 料能增加新拌混凝土的保水能力，增加密实性。

3. 有机水溶性絮凝剂，如带有轻基的苯乙烯共聚合物、天然胶、水溶性多 糖聚合物、威兰树脂(Welan Gum)等，这些材料也能增加新拌混凝土的粘度。

4. 有机材料乳液，如丙烯酸乳液、石蜡乳液等，可提高水泥颗粒之间的吸 引力。 目前，德国、日本、美国等以纤维素类絮凝剂为主，西欧以水溶性多糖聚合 物絮凝剂为主，我国以水溶性有机聚合物为主。市场上供应的主要为 剂。UWB絮凝剂是由水溶性高分子聚合物和表面活性物质所组成，

UWB絮凝 呈固体粉末，

一般为浅棕色，掺量为水泥重量的 2.0% ~2.5%。根据UWB型水下不分散混凝 土絮凝剂技术条件，掺 UWB絮凝剂的混凝土质量必须符合表 10-130的规定， 其混凝土配合比为：水泥：砂：石：水二 1: 1.45: 2.0: 0.52，单位水泥用量为 450kg/m，絮凝剂用量为水泥重量的2.5%，中砂、石子最大粒径为20mm。

掺UW絮凝剂的水下不分散混凝土质量指标

3

表10-130

指标 项目 坍落度（mm） 坍扩度（mm） 泌水率（％） 初凝 凝结时间（h） 水下落下实验 水1落1实验 终凝 悬浮物（mg/L） 200+20 400~500 V 0.1 > 5 V 30 V 150 期龄7d 期龄28d 期龄7d 期龄28d 期龄7d 期龄28d pH值 水中成型混凝土（ MPa） 混凝土抗压强度 V 12 16.0 24.0 > 60 > 70 > 50 > 60 水中和空气中成型混凝土 试件抗压强度比（％） 混凝土抗折强度 水中和空气中成型混凝土 试件抗折强度比（％） 该絮凝剂与其他外加剂相容性好，可根据工程对水下混凝土的要求，复配其 他外加剂，如各种减水剂、引气剂、调凝剂、早强剂等，从而配制成系统的水下 不分散混凝土絮凝剂。当前主要有五种不同的品种，见表

UW絮凝剂主要品种 品种名称 质里扌曰标 同表10-130 初凝V 3h，终凝V 20h，其 余同表10-130 坍落度》24cm，其余同表 10-131。

表10-131 应用范围 UWB普通型 UWB早强型 UWB泵送型 UWB低发热型 r适用一般无特殊要求的水下工程 适用于潮差地段，水流较大以及抢险等快硬 早强的水下工程 适用于较大流动性，流动性损失小，长距离 输送及灌注桩、狭壁、狭小异型结构混凝土 适用于大体积水下混凝土浇筑、水下构筑物 的连续浇筑 适用于水下落差大，强度要求高，具有良好 的施工性和耐久性的水下混凝土 10-130 初凝〉8h，终凝〉36h，其 余同表10-130 坍落度》24cm 水中混凝土强度》40MPa UWB高性能型 抗冻融》250d 抗渗》P9 其余同表10-130

絮凝剂无毒无害，产品需密封包装，要防止在运输和储存时受潮，以避免引 起性能变化，储存期一般为一年，不受潮可继续使用。

10-9-6-2水下不分散混凝土的性能

1 •新拌混凝土的性能

新拌水下不分散混凝土性能与普通混凝土性能相比较具有以下特性：

（1）高抗分散性。可不排水施工，即使受到水的冲刷作用，也能使在水下

浇筑的水下不分散混凝土不分散、不离析、水泥不流失

（2）优良的施工性。水下不分散混凝土虽然粘性大，但富于塑性，有良好 的流动性，浇筑到指定位置能自流平、自密实。

（3）适应性强。新拌水下不分散混凝土可用不同的施工方法进行浇筑，并 可通过各种外加剂的复配，满足不同施工性能的要求。

（4）不泌水、不产生浮浆，凝结时间略延长。

（5）安全环保性好。 掺加的絮凝剂经卫生检疫部门检测， 对人体无毒无害， 可用于饮用水工程，新拌水下不分散混凝土在浇筑施工时，对施工水域无污染。

2．硬化后混凝土性能

（1）抗压强度。掺絮凝剂的水下不分散混凝土与普通混凝土一样，遵守水 灰比定则，强度受水灰比、水泥品种、胶结料用量、絮凝剂掺量、龄期等因素的 影响。水下不分散混凝土的水中成型试件的抗压强度与陆上成型试件抗压强度比 称为水陆强度比，一般 28d 水陆强度比为 70％以上。

（2）静弹性模量。静弹性模量与普通混凝土静弹性模量相近或略低一些。 （3）干缩。水下不分散混凝土比普通混凝土干缩值略大。

（4）抗冻性。水下不分散混凝土的抗冻性比普通混凝土略差，在抗冻性要 求高的水工混凝土要掺适量引气剂。

（5）其他。如耐蚀性、抗渗性等与普通混凝土类同。

10-9-6-3 水下不分散混凝土的配合比设计配制

1．原材料

水下不分散混凝土所采用的原材料除絮凝剂外， 一般的施工可以使用与普通 混凝土所用的水泥、水、粗骨料、细骨料等相同的原材料。

2．配合比 水下不分散混凝土的配合比设计，一般指决定水泥、水、粗骨料、细骨料、 絮凝剂及其他外加剂的组成比例。 其配合比除满足设计所提出的强度要求外， 由 于水下不分散混凝土的施工质量在很大程度上取决于其粘稠性和流动性， 所以在 配合比设计时更为重要的是满足水下施工的抗分散性和流动性的要求。

（1）施工流动性的确定 水下不分散混凝土在水下浇筑施工不可能进行捣固作业， 靠其本身良好的流 动性达到自流平、 自密实。 为此，水下不分散混凝土的流动性在很大程度上决定 了水下混凝土浇筑质量。

（2）混凝土强度的配制 对水下不分散混凝土的配置强度与陆上混凝土的配置强度的规律

相近。 一般 水下不分散混凝土的强度设计要求为 20~40MPa。其强度设计基本上遵循水灰比 定则。

（3） 水灰比

水灰比主要根据水下不分散混凝土的强度来确定的， 同时考虑混凝土耐久性 的要求。其水灰比大小应统一综合考虑， 并应采用其较小者作为设计水灰比。 这 与普通混凝土水灰比设计相近。

（4） 单位用水量

由于絮凝剂的掺入， 水下不分散混凝土粘性大大提高， 要使水下不分散混凝 土达到自流平、 自密实，得到流动性好的水下不分散混凝土， 其单位用水量比普 通混凝土要大得多。一般坍落扩展度要达到 45cm 左右，水下不分散混凝土的单 位用水量约为230kg/m。试配时还可加入减水剂、引气剂等并辅以调整砂率、 选择粗骨料的最大粒径等方法，尽可能降低单位用水量。

（5） 单位水泥用量

单位水泥用量是根据单位用水量和水灰比确定的。 水下不分散混凝土单位用 水量大，因此单位水泥用量也大。一般水下不分散混凝土强度》 位水泥用量》400kg/m3。

（6） 砂率

与水下不分散混凝土的流动性有一定关系， 其砂率大小应使水下不分散混凝 土有适宜的流动性， 以单位用水量最小来确定。 砂的细度模数越小， 其砂率也应 减少，一般控制在 35％~45％为宜。

（7） 粗骨料最大粒径 粗骨料的最大粒径与水下不分散混凝土抗分散有一定关系。粗骨料粒径过

大，混凝土在水下浇筑容易分离， 且容易使混凝土过渡区产生缺陷， 影响水下不 分散混凝土的质量。 最大粒径的选择一定要和混凝土的质量、 混凝土的经济性综 合考虑，一般情况下最大粒径在 40mm 以下。同时要求不得超过构件最小尺寸的 1/4 及钢筋间距的 3/4。

（8）絮凝剂和其他外加剂的掺量 絮凝剂赋予水下不分散混凝土一定的粘稠性， 使水下不分散混凝土在水下浇 筑时不分散、不离析。一般絮凝剂的掺量与混凝土的粘稠性大小有关，为此，絮 凝剂的掺量可根据施工方法、 施工条件等通过试验来确定， 一般絮凝剂掺量占水 泥重量的 1％~2.5％。

对于其他外加剂需进行与使用目的相适应的试验，一般絮凝剂与各种减水 剂、引气剂等相

20MPa时，单

3

容性都比较好。

（9）含气量

对于水下不分散混凝土含气量与一般混凝土要求相同， 但在处于潮差段的水 下不分散混凝土要求含气量达到 5％。

3．试配和校准 试配是水下不分散混凝土配合比设计中的一个重要阶段， 混凝土试配量一般 为15~30L,试配时，主要测定水下不分散混凝土的流动性、抗分散性、抗压强 度等主要性能。试配与原配合比设计有不符合之处，应通过用水量、水灰比、絮 凝剂及外加剂用量、 混凝土级配等加以调整。 当对施工的混凝土还有其他性能要 求时，也要对其他项目进行试验。

4．搅拌

水下不分散混凝土的搅拌与普通混凝土大致相同。 搅拌时将水泥、 骨料与絮 凝剂和其他外加剂同时加入进行搅拌约 20~30s,然后加水搅拌，根据施工需要， 若絮凝剂与流化剂同时使用， 可根据运输时间、 流化剂的流动性损失和施工条件 等，可将流化剂采用后掺法，待运输后在现场附近掺入并进行搅拌

30~40s。由

于水下不分散混凝土粘性大， 要想制备匀质混凝土， 最好采用强制式搅拌机， 搅 拌时间一般是2~3mi n,并应通过试验加以确定。若施工现场不具备强制搅拌条 件，也可采用正反转可倾式搅拌机进行搅拌，但搅拌时间需延长到

3~6mi n。若

在搅拌车中加入絮凝剂进行搅拌时，根据搅拌车的搅拌能力，最短需搅拌 5min 以上。当搅拌机内的水下不分散混凝土未全部排出时， 不得投入下批材料进行搅 拌，搅拌停止后，必须对搅拌机进行彻底清洗。

5．运输与浇筑 （1 ）运输

水下不分散混凝土工程量大，必须在混凝土搅拌站集中搅拌再运往现场时， 一般陆上运输有搅拌车或车载吊罐、 料斗等， 水上运输用吊罐、 料斗等装在驳船 上运往现场。

若在现场搅拌，现场运输必须考虑工程条件、施工环境、混凝土量、混凝土 工作性能及经济性等。 一般现场运输方法有混凝土泵、 吊罐或料斗、 溜槽及手推 车运输等。棍凝土泵适用于现场较长距离运输，运距（水平压送）可达

3

200m，

运输量一般为9~30m/h, —般大中型水下工程比较适宜。吊罐或料斗运输对中 小型水下工程比较适用，运输距离一般不超过50m,每次运输量为0.5~2.0m/次。 溜槽适用于混凝土流动性较好、水深不超过 2m的水下直接浇筑工程，运输量一 般为 30m3/h 左右。手推车适用水深不超过

3

2m 的小型水下工程，运输量为 0.05~0.2m3/次，施工比较灵活，但由于水下不分散混凝土粘性大，卸车较困难， 在混凝土运输结束时，应清选运输设备。

（2）浇筑 水下不分散混凝土的浇筑主要有导管法、泵送法、容器（吊罐、料斗）开底 法、溜槽法、袋装法、模袋法、自流灌浆法等。

水下不分散混凝土导管法施工与普通混凝土导管法施工要求基本相同。 由于 水下不分散混凝土的自流平性和抗分散性， 很少出现水下流动带来的混凝土质量 下降，其流动直径可达4~6m，所以在导管配置时，应考虑到水下不分散混凝土 的特性。浇筑时除要求能连续将混凝土供给料斗外， 并应尽可能将料斗的容积加 大，以保证混凝土连续浇筑。 在保证混凝土能连续浇筑的条件下， 也可将尽管下 端从混凝土中拔出0.5m以内，使混凝土在水中自由下落，也能保证混凝土的质 量。导管法施工一般水流速度要求小于 3m/s。

泵送法施工与普通混凝土基本相同。 但由于泵送水下不分散混凝土的管内压 力损失一般为普通混凝土的 2~3倍，有时会达到 4倍，因此，在泵送较长距离时， 必须扩大管径，降低输送速度，减少弯头，加大输送泵压等。水下不分散混凝土 泵送施工时，其水流速度要求小于 3m/s。

容器开底法。装有水下不分散混凝土的开底容器如料罐或料斗放入水下浇筑 处后，浇筑时容器底必须易于开启， 在不妨碍施工的情况下， 宜尽量采用大容量 的容器，底的形状以水下不分散混凝土能顺利流出为佳。由于容器用吊车运输， 可在垂直、 水平部位灵活浇筑， 施工技术相对导管法和泵送法要求较低， 操作比 较简便。

溜槽法。一些小型工程可将水下不分散混凝土沿溜槽直接滑入浇筑的水下构 筑物中，其溜槽长度一般为5~30m。溜槽法要求水下不分散混凝土易于流动， 溜 槽与水平夹角一般应不小于 60°。

无论哪种浇筑方法， 在浇筑前应充分考虑运输与浇筑机具的配套与衔接， 应 对其机具进行认真检查，以防止出现故障。

6．模板与养护 （1）模板

水下不分散混凝土的模板由于有垂直荷载、 水平荷载作用及侧压力较大， 所 以模板必须能准确无误地确保所施工的构筑物的位置、 形状和尺寸。 模板组装要 求严密，大型模板应尽量在水上安装， 模板组装和拆卸作业应力求操作简单、 易 行，注意安全。

（2）养护 水下不分散混凝土浇筑到水下后，在养护中不必对干燥、冻融等加以考虑。 虽然水下不分散混凝土有较大的粘性， 对动水和波浪抵抗力较强， 但还应采取相 应的养护措

施，在混凝土表面最好有所遮盖，以避免动水、波浪的冲刷和掏空。 混凝土浇筑后，要养护到混凝土达到必要的拆模强度，才能拆除模板。

10-9-6-4 水下不分散混凝土施工要点

1．絮凝剂是水下不分散混凝土的专用外加剂，其掺量对水下不分散混凝土 性能有很大影响。一般采用导管法、泵送法、模袋法等施工，其掺量建议为胶结 料重量的 1.0％~2.50％。吊罐法、溜槽法、灌浆法等施工，其掺量建议为胶结料 重量的 2.0％ ~3.0％。

2．絮凝剂可使水下不分散混凝土的凝结时间延长，粘度加大，抗冻融有所 降低。可根据设计要求，与调凝剂、流化剂、引气剂等外加剂复配使用。一般情 况下，絮凝剂与其他外加剂有良好的相容性。

3．水下不分散混凝土搅拌时，絮凝剂可采用同掺法，与胶结料、骨料同时 加入。先干拌 30s 左右，然后加水搅拌，搅拌宜采用强制式搅拌机，加水后一般 搅拌 2~3 min 。若采用正反转可倾斜式搅拌机，搅拌时间可适当延长。

4．水下不分散混凝土在水中浇筑很难进行振捣，需自流平、自密实，所以 在施工时，要控制好流动性，一般坍落度应控制在 35cm 以上。对于泵送法、灌 浆法等要求流动性较大，一般坍落度控制在 45cm 以上。

5 •水下不分散混凝土原材料中的胶结料一般大于 400kg/m3,细骨料宜采用 中砂，粗骨料石子最大粒为 20~40mm,砂率一般为35%~45%，以保证混凝土 有良好的自流平性和自密实性。

6．水下不分散混凝土掺加适量掺合料（如磨细矿渣、优质粉煤灰等） ，可以 适当改善其施工性、物理力学性能和耐久性，并降低大体积混凝土水化热。

7．目前，配制水下不分散混凝土的专用外加剂 VWB 絮凝剂已形成系列产 品，可根据设计要求选择不同品种的絮凝剂，以保证工程质量。

8．水下不分散混凝土在浇筑前要认真检查模板支护，浇筑的水下部位要清 除浮泥、冲刷基底。

9 •水下不分散混凝土在浇筑时，动水速度应小于 3m/s。水中落差一般应控 制在 0.5m 以内，必要时，水中落差要进行严格管理，以防混凝土质量下降及水 质污染。在混凝土硬化前若受动水、 波浪等冲刷， 要注意设置模板或苫布保护混 凝土。

10．导管法施工时， 浇筑范围应与混凝土流动半径、 导管数量和位置相匹配。 11．水下不分散混凝土的施工组织应尽量紧凑，从供料、搅拌、运输到浇筑 要做到秩序井然，不得混乱。

12．浇筑后， 对浇筑的水下不分散混凝土流动面、 扩展状态及填充状态要进 行认真检查， 以保证混凝土工程的质量。 一般由潜水员直接观察或利用测深锤进 行测定。

本章引用规范标准

1 《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》 （ GB 175）

2 《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》 （GB 1344） 3《复合硅酸盐水泥》（GB 12958） 4 5 6 7 8 9

《屋面工程设计规范》 （GB 50207） 《普通混凝土力学性能试验方法》 （GBJ 81） 《水泥胶砂强度试验方法》 （GB/T 17671） 《用作水泥混合材料的工业废渣活性试验方法》 《混凝土结构设计规范》 （GB 50010） 《普通混凝土力学性能试验方法》 （GBJ 81）

（GB/T 12957）

10 《混凝土强度检验评定标准》 （GBJ 107） 11 《粉煤灰混凝土应用技术规范》 （GBJ 146） 12 《混凝土外加剂》（ GB 8076）

13 《混凝土外加剂应用技术规范》 （GBJ 50119） 14 《混凝土质量控制标准》 （GB 50164） 15 《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 （GB 1596） 16《预拌混凝土》（GB 14902）

17 《天然沸石粉在混凝土与砂浆中应用技术规程》 （JGJ/T 112） 18 《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》 （JGJ 53） 19 《混凝土泵送施工技术规程》 （JGJ/T 10） 20 《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》

（JGJ 52）

21 《普通混凝土配合比设计规程》 （JGJ 55） 22 《民用建筑热工设计规程》 （JGJ 24） 23 《建筑工程冬期施工规程》 （JGJ 104） 24 《混凝土拌合用水标准》 （JGJ 63）

25 《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法》 （GB 7124） 26 《树脂浇铸体拉伸性能试验方法》 （GB/T 2568） 27 《树脂浇铸体弯曲性能试验方法》 （GB/T 2570） 28 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 （GB 50204）

主要参考文献

1 吴中伟，廉慧珍．高性能混凝土．北京：中国铁道出版社， 1999 2 迟培云等．现代混凝土技术，上海：同济大学出版社， 1999 3 陈肇元等．高强混凝土及其应用．北京：清华大学出版社， 1992 4 冯乃谦．实用混凝土大全．北京：科学技术出版社， 2001

5 冯浩，朱清江．混凝土外加剂工程应用手册． 北京：中国建筑工业出版社， 1999 6 廉慧珍、张青．国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状， （施工技术）， 1999 7 杨嗣信主编．高层建筑施工手册．北京：中国建筑工业出版社， 2001 8 王铁梦．建筑物的裂缝控制．上海：上海科学技术出版社， 1997

9 朱伯芳．大体积混凝土温度应力与温度控制． 北京：中国电力出版社， 1999 10 冯浩，朱清江．混凝土外加剂应用手册．北京：中国建筑工业出版社， 1999