混凝土品种选用技巧！

任务目标

能够依据相关混凝土特性进行混凝土品种的合理选用。

基本知识

1.商品混凝土

商品混凝土是相对于现场拌制混凝土的一种商品化混凝土，商品混凝土把原混凝土生产过程的选择、混凝土配合比设计、外加剂与掺合料的选用、混凝土的拌制、混凝土的输送等一系列过程，从一个个施工现场集中到搅拌站，由搅拌站统一经营管理，把各种各样成品混凝土供应给施工单位，以商品形式出售。

（1）分类。从工艺、技术角度上，商品混凝土又称预拌混凝土，即预先拌好送至工地浇筑的混凝土。一般分为两种：一种是专业工厂集中配料、搅拌、运至工地使用，一些施工单位内部的混凝土集中搅拌站，也属这一性质，称为集中搅拌混凝土；另一种是专业工厂集中配料，在装有搅拌机的汽车上，在途中一边搅拌一边输送至工地使用，称为车拌混凝土。

商品混凝土或预拌混凝土根据特性要求又可分为通用品和特制品。通用品是指在相关规定范围内的预拌混凝土，其强度等级不大于C50，坍落度为25～180 mm，粗骨料最大公称粒径为20～40 mm；而特制品是指混凝土强度等级、坍落度及粗骨料最大公称粒径，除通用品规定的范围外，还可超出范围的，强度等级超过C50，坍落度大于180 mm，粗骨料最大公称粒径小于20 mm或大于40 mm的情况。

（2）标记。用于商品混凝土或预拌混凝土标记的符号，应根据其分类及使用材料不同进行标记。其中，通用品用A表示，特制品用B表示；混凝土强度等级用C和强度等级值表示；坍落度用所选定以毫米（mm）为单位的混凝土坍落度值表示；粗骨料最大公称粒径用GD和粗骨料最大公称粒径值表示；水泥品种用其代号表示；当有抗冻、抗渗及抗折强度要求时，应分别用F及抗冻等级值、P及抗渗等级值、Z及抗折强度等级值表示，抗冻、抗渗及抗折强度直接标记在强度等级之后。

如BC40 P8-150-GD25-P·O，表示的是特制级商品混凝土的强度等级为C40、坍落度为180 mm，粗骨料最大公称粒径为25 mm，采用普通硅酸盐水泥，抗渗等级要求为P8。

采用商品混凝土（预拌混凝土），有利于实现建筑工业化，可以节约原材料、保证混凝土的质量，由于分散于工地搅拌的混凝土受技术条件和设备条件的限制，混凝土质量不均匀，而混凝土搅拌站从原材料到产品生产过程都有严格的控制，管理计量准确，检验手段完备，可以使混凝土的质量得到充分保证。同时，商品混凝土（预拌混凝土）可以实现施工现场文明施工和改善施工环境，在节约混凝土原料和搅拌设备堆放场地方面，具有突出优势。

2.泵送混凝土与流态混凝土

泵送混凝土是用混凝土泵或泵车沿输送管运输和浇筑混凝土拌合物，是一种有效的混凝土拌合物运输方式，速度快、劳动力少，尤其适用大体积混凝土和高层建筑混凝土的运输和浇筑。

流态混凝土是拌合料坍落度值大于20 cm的混凝土。一般采用适量的硫化剂（高效减水剂或普通减水剂）作为外加剂，加到坍落度为5～10 cm的混凝土混合物中使其流动性大幅度提高，达到便于浇灌、减轻甚至免去振捣成型工序的目的。硫化剂除能减少用水量外，还有一定的早强性能。流态混凝土不需提高水胶比与单位用水量，故其强度比普通混凝土的强度有所提高。其他物理力学性能与普通混凝土的相近。流态混凝土适用于泵送、管道输送、漏斗浇灌及快速施工等场合。

流态混凝土的主要特点是流动性大，具有自流密实性，成型时不需振捣或只需很小的振捣力，并且不会出现离析、分层和泌水现象。流态混凝土可大大改善施工条件，减少劳动量，且施工效率高、工期短。由于使用了硫化剂，虽然流态混凝土的流动性很大，但其用水量与水胶比仍较小，因而易获得高强高、高抗渗性及高耐久性的混凝土。

泵送混凝土与流态混凝土适用泵送、管道输送、漏斗浇灌及快速施工等场合，主要用于高层建筑、大型建筑等的基础、楼板、墙板及地下工程等。流态混凝土还特别适合用配筋密列、混凝土浇筑或振捣困难的部位。

3.轻混凝土

轻混凝土是指干密度小于1 950 kg/m3的混凝土，是一种轻质、高强、多功能的新型混凝土。其在减轻结构质量、增大构件尺寸、改善建筑物保温和防震性能、降低工程造价等方面，显示出了较好的技术经济效果，获得了较快发展。

轻混凝土按其原料与制造方法不同，可分为轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土。

（1）轻骨料混凝土。凡是由轻粗骨料、轻细骨料（或普通砂）、水泥和水配制而成的轻混凝土（粗、细骨料均为轻骨料）和砂轻混凝土（细骨料全部或部分为普通砂），称为轻骨料混凝土。

轻骨料混凝土所用轻骨料孔隙率高，表观密度小，吸水率大，强度低。轻骨料按其来源可分为三类：第一类是以工业废料为原料，经加工而成的轻骨料，如粉煤灰、陶粒、膨胀矿渣珠、煤渣及其轻砂等；第三类是天然形成的多孔岩石，经加工而成的轻骨料，如浮石、火山渣及轻砂等；第三类是以地方材料为原料，经加工而成的轻骨料，如页岩陶粒、黏土陶粒、膨胀珍珠岩等。

轻骨料混凝土与普通混凝土相比，特点：表观密度低，弹性模量低，所以抗震性能好；热膨胀系数较小；抗渗、抗冻和耐久性能良好；导热系数低，保温性能好。轻骨料混凝土在工业与民用建筑中可用于保温、结构保温和结构承重三个方面。由于其结构质量轻，所以特别适用高层和大跨度结构。

（2）多孔混凝土。多孔混凝土是由骨料、水泥、增强剂和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料。多孔混凝土由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和质量轻的特点。

多孔混凝土按形成气孔的方法不同，可分为加气混凝土和泡沫混凝土两种。

①加气混凝土是以硅质材料（砂、粉煤灰及含硅尾矿等）和钙质材料（石灰、水泥）为主要原料，掺加发气剂（铝粉），通过配料、搅拌、浇筑、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。因其经发气后含有大量均匀而细小的气孔，故名加气混凝土。一般预制成条板或砌块。加气混凝土孔隙率大，吸水率大，强度较低，保温性能好，抗冻性能差，常用作屋面板材料和墙体材料。

②泡沫混凝土是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。泡沫混凝土是一种轻质、保温、隔热耐火、隔声和抗冻的混凝土材料，料浆可以自流平、自密实，施工和易性好，便于泵送及整平，与绝大多数建材有较好的相容性，且强度可调整。

（3）大孔混凝土。大孔混凝土就是不含细骨料（砂）的混凝土。其由水泥、粗骨料和水按照一定的比例拌和而成。由于不使用细骨料（砂），故其中存在大量较大的孔洞，孔洞的大小一般与粗骨料的粒径大致相等。由于这些孔洞的存在，因此该材料的一系列物理力学特性与普通混凝土相差很大。大孔混凝土原材料包括水泥、粗骨料和拌合用水，根据工程的需要也可使用早强剂和减水剂。

大孔混凝土是由粗骨料和水泥石胶结而成的多孔堆聚结构。由于粗骨料的强度远远高于混凝土的强度，故粗骨料与水泥石的粘结强度是该材料的最薄弱环节，破坏主要发生在骨料界面间的水泥石层中，因而，胶凝材料、水泥的品种、强度、数量等对大孔混凝土的强度起到关键作用。

4.防水混凝土（抗渗混凝土）

防水混凝土是通过各种方法提高混凝土的抗渗性能，使其抗渗等级等于或大于P6级的混凝土。混凝土抗渗等级的要求是根据其最大作用水头（即该处在自由水面以下的垂直深度）与建筑最小壁厚的比值来确定的。防水混凝土按其配制方法大体可分为富水泥浆法防水混凝土（普通防水混凝土）、引气剂防水混凝土、密实剂防混凝土和膨胀水泥防水混凝土。

富水泥浆法防水混凝土（普通防水混凝土）是采用调整配合比来提高混凝土的抗渗性的。引气剂防水混凝土常用的引气剂是松香热聚物，也可用松香皂和氯化钙的复合外加剂。加入引气剂使混凝土内产生微小的封闭气泡，它们填充了混凝土孔隙，隔断了渗水通道，从而提高混凝土密实性和抗渗性，而氯化钙具有稳定气泡和提高混凝土的早期强度的作用。密实剂防水混凝土的密实剂一般用氢氧化铁或氢氧化铝的溶液，这些溶液是不溶于水的胶状物质，能堵塞混凝土内部的毛细管及孔隙，从而提高混凝土的密实性和抗渗性。膨胀水泥防水混凝土是用膨胀水泥配制的防水混凝土，因膨胀水泥在水化过程中形成大量的钙矾石，而产生膨胀。在有约束的条件下，能改善混凝土的孔结构，使毛细孔减少，孔隙率降低，提高混凝土的密实度和抗渗性。另外，还可以通过掺加减水剂及三乙醇胺，提高普通混凝土本身的密实度，以提高混凝土抗渗性。

防水混凝土主要用于有防水抗渗要求的水工构筑、给水排水构筑物（如水池、水塔等）和地下构筑物，以及有防水抗渗要求的屋面。

5.高强度混凝土

一般把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强度混凝土；C100强度等级以上的混凝土称为超高强度混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、矿粉、矿渣、硅粉等混合料，经常规工艺生产而获得高强度的混凝土。高强度混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。高强度混凝土最大的特点是抗压强度高，一般为普通强度混凝土的4～6倍，故可减小构件的截面，因此最适宜用于高层建筑。试验表明，在一定的轴压比和合适的配箍率情况下，高强度混凝土框架柱具有较好的抗震性能。而且柱截面尺寸减小，减轻自重，避免短柱，对结构抗震也有利，而且提高了经济效益。高强度混凝土材料为预应力技术提供了有利条件，可采用高强度钢材和人为控制应力，从而大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗裂度。因此，世界范围内越来越多地采用施加预应力的高强度混凝土结构，应用于大跨度房屋和桥梁。此外，利用高强度混凝土密度大的特点，可将其用作建造承受冲击和爆炸荷载的建（构）筑物，如原子能反应堆基础等。利用高强度混凝土抗渗性能强和抗腐蚀性能强的特点，建造具有高抗渗和高抗腐要求的工业用水池等。

6.纤维混凝土

以水泥浆、砂浆或混凝土做基材，以纤维做增强材料所组成的水泥基复合材料，称为纤维混凝土。纤维可控制基体混凝土裂纹的进一步发展，从而提高抗裂性。由于纤维的抗拉强度大、延伸率大，使混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击强度及延伸率和韧性得以提高。纤维混凝土的主要品种有石棉水泥、钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土及碳纤维混凝土、植物纤维混凝土和高弹模合成纤维混凝土等。

纤维在纤维混凝土中的主要作用，在于限制在外力作用下水泥基料中裂缝的扩展。在受荷（拉、弯）初期，当配料合适并掺有适宜的高效减水剂时，水泥基料与纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者；当基料发生开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。(https://www.xing528.com)

若纤维的体积掺量大于某一临界值，整个复合材料可继续承受较高的荷载并产生较大的变形，直到纤维被拉断或纤维从基料中被拨出，以致复合材料破坏。与普通混凝土相比，纤维混凝土具有较高的抗拉与抗弯极限强度，尤以韧性提高的幅度为大。

钢纤维混凝土一般可提高抗拉强度2倍左右；抗弯强度可提高1.5～2.5倍；抗冲击强度可提高5倍以上，甚至可达20倍；延性可提高4倍左右，韧性可达100倍以上。

目前，纤维混凝土已用于路面、桥面、飞机跑道、管道、屋面板、墙板等方面。

7.聚合物混凝土

凡在混凝土组成材料中掺入聚合物的混凝土，统称为聚合物混凝土。聚合物混凝土一般可分为聚合物水泥混凝土、聚合物胶结混凝土和聚合物浸渍混凝土三种。

（1）聚合物水泥混凝土，是在普通水泥混凝土拌合物中，再加入一种聚合物，以聚合物与水泥共同做胶结料粘结骨料配制而成的。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。聚合物混凝土与普通混凝土相比具有无与伦比的特点：不但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。

配制聚合物水泥混凝土时，可使用与普通水泥混凝土一样的设备。聚合物水泥混凝土应在拌和后1 h内进行施工与使用。养护时应先湿养护，待水泥水化后再进行干养护，以使聚合物成膜。

（2）聚合物胶结混凝土又称树脂混凝土，是以合成树脂为胶结材料，以砂、石为骨料的一种聚合物混凝土。与普通混凝土的区别在于，所用的胶凝材料是合成树脂，不是水泥。但是其技术性能大大优于普通混凝土。与水泥混凝土相比，它具有快硬、高强和显著改善抗渗、耐蚀、耐磨、抗冻融及粘结等性能。缺点是硬化时收缩大、耐久性差。由于目前成本较高，只能用于特殊工程（如耐腐蚀工程、修补混凝土构件及堵缝材料等）。通过加入特殊的原料可以制作人造大理石，用于制作浴盆、厨房台面等。

（3）聚合物浸渍混凝土是以混凝土为基材（被浸渍的材料），而将有机单体渗入混凝土中，然后用加热或放射线照射的方法使其聚合，使混凝土与聚合物形成一个整体。

（4）聚合物浸渍混凝土抗压强度较普通混凝土提高3～4倍，抗拉强度提高2～3倍，抗弯强度提高3～4倍，弹性模量提高1倍左右。但是造价较高，实际应用尚不普遍。主要是利用聚合物制品的耐腐蚀、高强、耐久性好的特性制作一些构件，如管道内衬、隧道衬砌、活动钢桥、桥面板、铁路枕轨、混凝土船、海港建筑、海上采油平台及旧混凝土的维修加固领域等，随着制作工艺的简化和成本的降低，其还可以作为防腐蚀材料、耐压材料及在水下或海洋等方面应用的材料。

部分浸渍混凝土早期主要用于处理高速公路、桥面的抗冻融及防止氯离子的浸入等方面。另外，还用于大坝建筑、化工厂的防腐地面。这类制品造价较高，而且制品的设备投资较大，制约商品化和大量生产。

8.绿色混凝土

绿色混凝土也称环保混凝土，是材料科学与技术的进步和社会可持续发展的必然产物，是具有环境协调性和自适应特性的先进土木工程材料。

混凝土材料给环境带来了负面影响，如制造水泥时燃烧碳酸钙排出的二氧化碳和含硫气体，形成酸雨，产生温室效应，进而影响环境。据调查，城市噪声的1/3来自建筑施工，其中混凝土浇捣振动噪声占主要部分。就混凝土本身的特性来看，质地硬脆，颜色灰暗，给人以粗、硬、冷的感觉，由混凝土的构成的生活空间色彩单调，缺乏透气性、透水性，对温度、湿度的调节性能差，在城市大密度的混凝土建筑物和铺筑的道路，使城市的气温上升。

新型的绿色混凝土不仅要满足作为结构材料的要求，还要尽量减少给地球环境带来的负荷和不良影响，能够与自然协调，与环境共生。因此，作为人类最大量使用的建设材料，混凝土的发展方向必然使既要满足现代人的需求，又要考虑环境因素，有利于资源、能源的节省和生态平衡，环保型的绿色混凝土成为混凝土的主要发展方向。

绿色混凝土具有较高的技术含量。在混凝土中加入采用高新技术特殊制造并处理的合成纤维，并采用纳米级聚合物等高分子材料进行改性，使混凝土的各项性能都有不同程度的改善。能够满足工程的特殊要求。克服了单纯草皮护坡等方式存在的稳定性不好及抗风浪冲击性差的缺点。这种材料板块空隙率适合植物生长的需要。通过对废砖石的破碎和筛分，选择出合适的骨料平均粒径，使得板块的空隙率、绝对平均孔径满足植物根系生长的要求。这种材料能够使肥料缓释、水分保留、高碱性水环境条件的改善得到有效解决。植物能在这种混凝土板块上较好地发芽生长并穿透到土壤中。这种材料表面固土能力较好。用于堤防建设时，在混凝土板块上面黏附一层特种土工合成材料，有效地减少了风吹雨淋对表面客土和草籽的不利影响，有益于植物发芽成长。另外，这种材料外表美观耐久。在六角外框的表面，可涂上抗老化处理彩色面料，颜色可以根据周围环境进行搭配和选择，也可以拼成各种各样的图案，改变了混凝土材料灰黑的旧面孔，使堤防在夏天绿草如茵，冬季五彩缤纷，成为城镇一道亮丽的风景线。

这种绿色建筑材料除可用于堤防迎水面植被护坡工程外，还可以用来制造植被型路面砖、植被型墙体、植被型屋顶压载材料、绿色停车场和晨练运动场地等。对改善城镇生态环境，实现城市立体绿化，减少城市热岛效应也将发挥重要作用。

这种环保混凝土有着非常显著的环境效益。不但实现了在混凝土上长草的设想，使以往荒芜的堤防充满了绿色的生机，而且减少了因开采砂石而毁坏自然环境以及堆放建筑垃圾造成的生态环境恶化。同时，由于大量采用了低价的建筑废砖石做混凝土骨料，并利用新研制的专用构件成型机连续进行浇筑成型，节省了模板和施工场地费用。

任务准备

计算机、演示文稿等。

任务组织

（1）五人一组，其中一名学员担任组长，负责组织其余学员在日常生活、学习中，通过网络与拍照收集不同混凝土的图片及不同工程环境图片。

（2）每组按照各自收集到的不同混凝土的图片，针对不同工程环境，合理选用混凝土品种。

（3）每组完成后，其他组同学对其进行点评和补充。

注意事项

（1）主讲人注意着装、语言组织与表达、体态表达。

（2）注意组员之间的团队协作与沟通。

（3）鼓励团队构思创意、自主创新，在遇到问题时可以打破常规，寻求解决问题的新路径。

（4）注意在能力训练过程中追求精益求精，培养工匠精神。

任务训练流程

实训项目：混凝土品种的选用

问题情景

对于建筑地下室外墙应采用哪种混凝土？

抗渗混凝土。