《混凝土技术》征稿启事

杂志简介

《混凝土技术》杂志是经国家新闻出版署批准，国家国有资产监督管理委员会（国资委）主管主办的国

家级学术期刊（国内统一刊号：CN11-4450/T 国际刊号：ISSN1009-914X）。本杂志为月刊，大 16 开印刷。

本杂志以服务混凝土行业，推动技术进步为主要目标，宣传政策、交流经验、传播知识、沟通信息。主

要内容为行业信息、新材料、新技术、新设备、新工艺及生产管理、工程实践、检验标准及性能测试、专利

技术等，集指导性、信息性、技术性、实用性于一体。本刊已被《中国核心期刊（遴选）数据库》、《中国学

术期刊（光盘版）》、《万方数据数字化期刊群》、《中文科技期刊数据库》全文收录，国内外统一公开发行。

重点栏目

专家访谈、特别报道、综合信息、理论研究、实用技术、重点工程、专业技术（水泥、外加剂、砂石设

备、搅拌设备、运输设备）、生产管理、行业资讯等。

征稿对象

本刊现面向广大科技研发人员、工程技术人员、重点施工项目管理人员和企业家及在校硕士、博士生等

征集优秀论文和其他文章。本刊所用稿件以质刊用，一经采用，发放稿费。

稿件要求

1．来稿应观点明确，论据充分，数据可靠，层次分明，文理通顺，文字精炼。对于缺乏创新的实验报

告、计算报告以及一般综述性稿件，本刊将不予刊登。

2．文题、作者姓名（一般不超过 6 人）、作者单位及所在城市和邮编、摘要、关键词，需中英文对照。

3．论文题目应简洁、准确，不宜使用缩略词；中英文摘要内容应包括研究目的、方法及研究结果和结

论；中英文摘要应一致；字数：中文摘要一般 300 字左右，英文摘要 200~300 词。中、英文关键词个数为 5～

8个。

4．来稿请务必做到清稿定稿。公式应通篇分别编号；文中量、单位及符号的使用应符合国际标准和国

家标准，非许用单位，务请换算成许用单位。注意容易混淆的外文字母的文种、大小写、正斜体及上下角标

的正确书写。文中外国人名、术语统一为英文，不宜采用中文译法。

5．文中只附必要的图或表，图表内容不能重复，并应注意文－图/文－表的一致性（如：曲线变化趋势、

数据、符号等）。表格应采用三线表形式（可加横辅线）。

6．原稿中的插图不得使用扫描图或下载的图文件。曲线插图请提供计算机软件绘制的黑白(或灰度)插图

文件，照片(仪器摄制后数据直接存盘)反差适中，层次分明，清晰度高。

7．结论以（1）、（2）、（3）⋯⋯形式列出重要研究结果结论（包括重要结果数据）。

8．参考文献只择最主要的列入，未公开发表的资料请勿引用。参考文献应按文中出现的先后顺序编排，

其注录格式采用顺序编码制（[1]，[2]⋯）。

9．论文如果获得有关研究基金或课题资助, 需提供基金名称及编号。

10．注明作者的姓名，职称，研究方向，电话、传真及 E-mail 地址。上述信息注于第 1页的下脚注处。

11．附参考文献格式：

[1] 施惠生, 孙振平, 邓恺. 混凝土外加剂实用技术大全[M]. 北京: 中国建材工业出版社, 2007.

[2] 孙振平，王玲. 如何安全高效地应用聚羧酸系减水剂[J] .混凝土，2007，212（6）：35-38.

[3] 王子明，刘进强，崔素萍. 早强型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法. CN101289292A[P].

[4] 王子明，刘进强. 新型聚羧酸系超早强复合减水剂试验研究[J]. 低温建筑技术，2008，(6): 15-17.

[5] Jehng J Y. Microstructure of wet cement pastes a nuclear magnetic resonance study [D]. Illinois: Northwestern

University, 1995.

[6] Gorce J P, Milstone N B. Probing the microstructure and water in composite cement blends [J]. Cement and

Concrete Research, 2007, 37:310-318.

联系方式

投稿邮箱：hnt_jishu@126.com zhuxiaorong1970@tom.com

联系电话： 010-63019673 62165787 13501124631

通讯地址：北京市海淀区学院南路 82 号院 4号楼 306 室 100081

《混凝土技术》编辑部

2012年第 10期 Number 10 in 2012

目 录

2012 年 第 10 期

理论研究

01 碳纤维和聚丙烯纤维对高性能混凝土干缩性能

的影响

屈磊，陈福松

Effect of Carbon Fiber and Polypropylene Fiber on the Drying

shrinkage of High Performance Concrete

QU Lei，CHEN Fusong

05 大掺量粉煤灰及矿粉对高性能混凝土性能的影响

王喆，夏凯，熊传胜

Effects on the properties of HPC with high volume fly ash and

mineral powder

WANG Zhe，XIA Kai，XIONG Chuansheng

配合比设计

10 自密实混凝土的配合比设计方法及实例分析

刘强，庞超明，张萍，黄振兴

Mix design and example analysis of self-compacting concrete

LIU Qiang，PANG Chaoming，ZHANG Ping，HUANG Zhenxing

生产技术

15 浅谈粗骨料对混凝土性能及质量的影响

何 勉

Preliminary discussion on the influence of coarse aggregate to the

performance and quality of concrete

HE Mian

主管

国家国有资产监督管理委员会

中国包装科技博览杂志社

主办

明峰建材股份有限公司

编辑出版发行

混凝土技术编辑部

市场推广

北京灵感科技发展有限公司

承办单位 北京灵感科技发展有限公司

社长 马开立

副社长 朱晓军

编辑部主任 朱效荣

编辑部编审 王瑶法

编辑部副主任 王圣军 戴会生 孙 辉

编辑 杨家鹤 张印京 陈 耕

英文编审 王 琴

设计中心 孙志武

发行中心 尹媛媛

培训中心 王洛宾

研究与技术开发中心 朱效荣

策划中心 陈 耕

网络技术中心 王 祁

理事会秘书长 孙 辉（兼）

本刊地址 北京市东城区兴化路 9号（100013）

编辑部地址 北京市海淀区学院南路 82 号院 4

号楼 306 室

邮政编码 100081

电话 010-63019673 62165787

电子邮件 hnt_jishu@126.com

本刊法律顾问 郭伟（北京市京都律师事务所）

印刷 廊坊市佰利得彩印制版有限公司

国际标准刊号 ISSN1009-914X

国内统一刊号 CN11-4450/T

邮发代号 82-326

定价：12.00 元

广告经营许可证 京东工商广字第 0357号 本刊向全国百家大学图书馆阅览室赠刊 本刊向全国混凝土 500强企业赠刊 本刊向全国各部委、省市建设主管部门赠刊 本刊向 37所高校的建材专业师生赠刊

混凝土技术 Concrete Technology

18 朝林国际酒店工程清水混凝土的设计与配制

赵雪静

The design and preparation of the fair-faced concrete of Zhaolin

international hotel project

ZHAO Xuejing

24 浅谈混凝土外加剂与水泥适应性的影响因素及

解决方法

许桂霞

Preliminary discussion on the influencing factors and solutions of the

adaptability of concrete admixture and cement

XU Guixia

27 高性能混凝土预制 T 梁梁端纵向裂缝原因分析

及防治

孙立喜，董进秋，李茂奇

The Analysis and Preventive Measures of the Longitudinal Crack on

the Beam End of the HPC Prefabricated T-beam

SUN Lixi，DONG Jinqiu，LI Maoqi

施工技术

30 新疆地区预拌混凝土的施工质量控制

祖丽菲娅

The construction quality control of ready-mixed concrete in Xinjiang

ZU Li firyal

33 商品混凝土裂缝的原因分析及防治措施研究

毋慧玲，王红卫

The cause analysis and research of prevention measures of the crack

of commercial concrete

WU Huiling，WANG Hongwei

关于开展混凝土百强企业形象 展示活动的通知

各有关单位

为更好地服务于混凝土企业，宣传优秀企

业和产品，展示行业风采，扩大企业在业内外

的影响力，为企业牵线搭桥，提供商机，加强

相互间的沟通和联络，帮助企业打造品牌，推

动企业良性发展，我刊决定在本刊开展“混凝

土百强企业形象宣传展示”活动。

展示活动本着企业自愿、慎重推荐的原则，

专家委员会和编委会将通过严格审察，对产品

质量可靠、信誉良好、科技进步的企业进行大

力宣传展示，树立企业良好形象，扩大企业知

名度和产品市场份额。

本活动将在相关网站上开辟专栏，凡申请

本次活动的企事业单位，请按要求将企业相关

资料发送至《混凝土技术》杂志，经审查合格

后，将企业及相关产品资料在杂志及网站中向

公众预以展示一年。

本活动为全免费项目，除有特殊需求外，

正常发布信息企业无须承担任何费用。望各企

事业单位积极配合参加活动。

展示内容：企业简介、企业产品、企业所

获各项荣誉、企业决策人形象、企业联系方式

等。

《混凝土技术》策划中心

联系方式：

联系人：陈 耕 王洛宾

电 话：1350112463l 18611020308

传 真：010-63019673

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联系 QQ：1448929526

2012年第 10期 Number 10 in 2012

36 浅谈商品混凝土的质量问题及解决措施

宫萍，郭富锦

Preliminary discussion on the quality problem and solving measures

of commercial concrete

GONG Ping，GUO Fujin

工程应用

40 公路桥梁工程高性能混凝土施工问题研究

董进秋，訾若冰，杜艳廷，闻宝联

Research on HPC in expressway bridge engineering

DONG Jinqiu，ZI Ruobing，DU Yanting，WEN Baolian

44 透水模板布在南水北调睢宁二站中的应用效果

江敏，韩仕宾，刘培科，刘红霞

Application of CPFL in Suining Second Pumping Station of Eastern

Route of South-to-North Water Diversion Project

JIANG Ming，HAN Shibin，LIU Peike，LIU Hongxia

检测技术

49 混凝土抗压强度芯样样本统计处理评定方法及

可靠度评估

曹庆波，刘伟光，张大禹

Assessment method and reliability assessment in the compressive

strength of HSC samples

CAO Qingbo，LIU Weiguang，ZHANG Dayu

管 理

53 预拌混凝土企业质量管理体系绩效改进的探讨

吴国祥

Discussion of the Ready-mix concrete enterprise quality

management system performance improvement

WU Guoxiang

关于投稿的特别说明：

1.为加快稿件处理，方便作者与编辑部的联

系，请作者将稿件按编辑部格式要求整理，并

以 电 子 邮 件 的 方 式 发 至 编 辑 部 邮 箱

(hnt_jishu@126.com)，邮件主题请以文章题目命

名，并加注“投稿”或“修改稿”等提示词语。

2.文稿应有创新及代表性，立论科学，主题

明确，论据充足，层次清楚，叙述要有条理，

文字简练，数据可靠，图表清晰，遵从国家法

定计量单位；文稿内容包括：文题、作者姓名、

作者单位、邮编、摘要、关键词、正文和参考

文献等，篇幅一般不超过 6000 字。

3.编辑部将在收稿后 10 个工作日内将审稿

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传真的方式告诉作者稿件的录用情况。作者请

在文稿后面注明自己的姓名、性别、出生日期、

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文责由作者自负，本刊不因作者原因产生的著

作权纠纷承担任何连带责任。

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删改的权利。如您不同意请在投稿时注明；稿

件一律不退还，请作者自留底稿；请勿一稿多

投。

6.本刊所刊发所有文字及图片，均为著作权

人授权；其他媒体转载，摘编或引用时，请注

明作品名称、作者及本刊刊名、期次等。

混凝土技术 Concrete Technology

质量控制

57 混凝土冬期施工易出现问题及防治措施

袁青松

Concrete in winter construction problems easily and preventive

measures

YUAN Qingsong

耐久性研究

61 基于现场表层混凝土抗氯离子渗透性试验的桥

梁混凝土耐久性寿命预测

李美丹，程棋锋

Life prediction of bridge concrete durability based on field test of

cover concrete anti-permeability of chloride ion

LI Meidan，CHEN Qifeng

再生资源

65 再生集料的开发与利用

杨书杰，陈咀

The development and utilization of recycled aggregate

YANG Shujie，CHEN Ju

综 述

70 混凝土结构碳化耐久性研究进展

刘梁梁，姜福香，孟令波，郝明磊

Carbonation of Concrete Structure Durability Research Progress

LIU Liangliang，JIANG Fuxiang，MENG Lingbo，HAO Minglei

其 他

75 构建合理的第三方物流企业顾客服务评价体系

姬杨

Reasonable construction of the third party logistics enterprise

customer service evaluation system

JI Yang

《混凝土技术》编委会

顾 问

唐明述 孙 伟

闻德荣 李生庆

沈荣熹 张树凯

倪 清

编 委

（以汉语拼音为序）

鲍有昌 常绍杰 程从密

蔡基伟 曹明莉 陈建康

陈海东 戴会生 戴 民

邓宗才 丁 铸 丁祖仕

范文涛 封孝信 冯庆革

甘昌成 葛 勇 管洪海

韩立刚 杭美艳 何冬明

胡紫日 胡国锋 黄 新

黄政宇 蒋林华 蒋元海

孔德玉 李志国 李崇智

李 悦 李俊文 李欢欢

李洪军 李 迁 李占军

刘娟红 刘志杰 马保国

欧阳东 逄鲁峰 潘亚宏

朋改非 彭小芹 钱晓倩

秦鸿根 阮炯正 孙振平

孙继成 宋少民 宋东升

史才军 王立久 王栋民

王爱勤 王 晴 王宝民

王瑶法 闻宝联 魏秀军

武增礼 吴菊珍 许才旺

肖文凤 徐长伟 邢振贤

杨长辉 余其俊 严捍东

张承志 张 伟 张全贵

张 锋 张燕迟 赵庆新

赵卫华 赵碧华 赵 苏

赵霄龙 周 静 周明凯

朱卫中 廖振中 赵恒树

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·1·

理论研究

作者简介：屈磊（1985.12-），男，从事混凝土研究，E-Mail：sirqulei@163.com

通讯地址：江苏省镇江市丹徒区高资镇香山大道 1号镇江科技园，212004

碳纤维和聚丙烯纤维对高性能混凝土干缩性能的影响 屈 磊 1，陈福松 2

（1.镇江城科新型建材有限公司，江苏 镇江 212004；2.镇江建筑科学研究院有限公司，江苏 镇江 212004）

摘 要：本文研究了碳纤维和聚丙烯纤维及其混杂后对高性能混凝土的强度及干缩性能的影响。结果表明：纤维能明显减少高

性能混凝土的干缩。单掺碳纤维减少干缩的效果比聚丙烯纤维好，当碳纤维与聚丙烯纤维体积比为 3∶1 时，高性能混凝土的

干缩最小。

关键词：碳纤维；聚丙烯纤维；高性能混凝土；干缩

Effect of Carbon Fiber and Polypropylene Fiber on the Drying shrinkage of High Performance Concrete

QU Lei 1，CHEN Fusong 2

（1.Zhenjiang Chengke New Building Materials CO.，LTD Jiangsu Zhenjiang 212004；

2.Zhenjiang Research Institute of Building Science CO.，LTD Jiangsu Zhenjiang 212004）

Abstract：The influences of carbon fiber，polypropylene fiber and their hybrid fibers on the strength and drying shrinkage of high

performance concrete were studied in this paper. The results indicate that fibers can reduce significantly the drying shrinkage of high

performance concrete and the effect carbon fiber is better than polypropylene fiber. The high performance concrete with 3∶1 volume ratio

hybrid fibers of carbon fiber and polypropylene fiber shrinkages least among all of the concrete tested.

Key Words：Carbon fiber；Polypropylene fiber；High performance concrete；Drying shrinkage

1 概述

混凝土的收缩主要包括：化学收缩、干燥收缩、自

收缩、温度收缩、碳化收缩及塑性收缩[1]。混凝土的干

燥收缩是指混凝土停止养护后，在不饱和的空气中失去

内部毛细孔水、凝胶孔水及吸附水而发生的不可逆收缩。

混凝土中干燥收缩裂缝的存在，必然会影响到混凝土承受

荷载的能力，严重时会损害混凝土的耐久性。为了解决混

凝土收缩而引起的开裂问题，国内外的众多学者均采用在

混凝土中加入某种纤维来改善其收缩性能[2-3]。

碳纤维是20世纪60年代开发研制的一种高性能纤

维，具有抗拉强度和弹性模量很高、化学性质稳定、与

混凝土粘结良好的优点。但由于碳纤维的生产成本较

高，应用受到一定限制。聚丙烯纤维能有效限制早期塑

性期和硬化初期混凝土由于离析、泌水、收缩等因素形

成的原生裂隙的发生和发展，减小原生裂隙的数量和尺

度。而原生裂隙通常是混凝土破坏或性能劣化的起源。

聚丙烯纤维阻裂效应的意义，不仅在于有效地阻止了早

期混凝土塑性裂缝的发生和发展，更在于通过提高材料

介质的连续性，使硬化混凝土的性能得到显著改善。

为了达到既减小混凝土早期的塑性收缩裂缝，又能

在后期减少干缩以及提高混凝土的韧性，本文采用了在

混凝土中同时掺加碳纤维和聚丙烯纤维的方法。

2 原材料及试验方法

2.1 原材料及其性能分析

混凝土技术 Concrete Technology

·2·

2.1.1 水泥

水泥为海螺水泥厂生产的P.O 42.5水泥，性能如表1

所示。 表 1 P.O 42.5 水泥性能

序号 测试内容 测得值

1 水泥密度/（g/ 3cm ） 2.89

2 水泥细度/% 2.4

3 标准稠度用水量/% 30.2

4 初凝时间/min 150

5 终凝时间/min 240

6 比表面积/（ 2m /Kg） 6259.04

7 7d 抗压/抗折强度/MPa 37.8/6.8

8 28d 抗压/抗折强度/MPa 54.5/7.3

2.1.2 石子

石子粒径在 5mm-25mm 之间，为连续粒级。

2.1.3 砂子

砂子细度模数为2.3，为中砂。

2.1.4 减水剂

JM-A 型萘系高效减水剂。

2.1.5 纤维

选用的碳纤维（CB）和聚丙烯纤维（PP），其物

理性质如表 2所示。

表 2 碳纤维和聚丙烯纤维的基本性能参数

纤维类型 纤维直径/μm 纤维长度/mm 弹性模量/GPa 抗拉强度/MPa 碳纤维密度/（g/cm3）

碳纤维 7 9 175～215 2000～3000 1.76

聚丙烯纤维 21 11 ≥3.5 ≥270 0.91

2.2 试验方法

本次试验分为不掺纤维的高性能混凝土（K）、 掺

聚丙烯纤维混凝土（A）、掺碳纤维混凝土（B）、掺聚

丙烯纤维掺量∶碳纤维掺量=1∶1（C）、掺聚丙烯纤维

掺量∶碳纤维掺量=1∶3（D）、掺聚丙烯纤维掺量∶碳

纤维掺量=3∶1（E）6 类。为了研究不同种类的纤维和

不同长度的纤维对混凝土干缩的影响。所有的配合比都

是相同的，只是变化纤维的种类和掺量。混凝土的力学

性能及工作性能按照（GB/T50081— 2002）《普通混凝

土力学性能试验方法标准》的方法进行；混凝土干缩试

验参照混凝土干燥收缩试验方法 GBJ82-85，采用抗压

强度的试件尺寸为 100mm×100mm×100mm。

采用的试验配比：胶凝材料总量：480kg/m3 ，砂率：

0.40，水胶比：0.4，

减水剂掺量是胶凝材料用量 0.8%。用表观密度法

（设为 2500kg/m3）。纤维、石子、砂子掺量如表 3所示。

表 3 混凝土的配合比设计 /（kg/m3）

编号 纤维及掺量（vol.%） 水泥/kg 水/kg 减水剂（NX） /kg 石/kg 砂/kg

A PP，1 480 192 3.84 1096.8 731.2

B CB，1 480 192 3.84 1096.8 731.2

C （PP，0.5）+（CB，0.5） 480 192 3.84 1096.8 731.2

D （PP，0.25）+（CB，0.75） 480 192 3.84 1096.8 731.2

E （PP，0.75）+（CB，0.25） 480 192 3.84 1096.8 731.2

K 0 480 192 3.84 1096.8 731.2

将掺有不同量纤维的混凝土试块进行实验分析，分

别测其7d、14d、21d、28d、45d的干缩性能，以及7d、

28d力学性能。纤维的掺量原则上是1kg/m3混凝土。

3 结果与讨论

3.1 纤维对高性能混凝土的强度及坍落度的影响

不同种类纤维、不同掺量得纤维掺入高性能混凝土

后，得到以下的坍落度，如表 4所示

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·3·

理论研究

表 4 掺不同配比、不同种类的纤维的混凝土的坍落度/mm

种类 A B C D E K

坍落度/mm 171 169 167 174 168 184

从表4可以看出掺入纤维后混凝土的坍落度减小

了。纤维有较好的粘结性能。可以使得混凝土各个原料

很好粘结，导致掺入纤维后，混凝土的坍落度减小。

掺纤维混凝土试块在在7天、28天所测得的强度如

下表5所示。

表5 混凝土试块在7天、28天所测得的强度/MPa

种类 A B C D E K

7天强度 32.4 33.0 39.8 34.5 38.7 43.2

28天强度 42.7 46.9 52.0 47.8 50.5 53.2

由表5可以看出7天后掺入纤维的混凝土强度明显

要低于没有掺入纤维的混凝土。在掺杂了纤维的混凝土

试块中，掺聚丙烯纤维∶碳纤维掺量=1∶1的纤维混凝

土的强度相对于其他几种纤维混凝土的强度要高，掺聚

丙烯纤维掺量∶碳纤维掺量=1∶3和掺聚丙烯纤维掺

量∶碳纤维掺量=3∶1要次之，说明纤维混凝在早强方

面要低于高性能混凝土。

由表5可以看出在28天后，纤维混凝土的强度相应

也变高了，但是较之那些没有掺加纤维的混凝土还是有

差距的。在参杂了纤维的混凝土试块中，掺聚丙烯纤维

掺量∶碳纤维掺量=1∶1的纤维混凝土的强度还是比较

高的，掺入聚丙烯纤维的高性能混凝土的强度相对较

低。

单掺纤维的高性能混凝土试块的强度相对于混杂

纤维混凝土试块的强度要低，说明了混杂纤维可以融合

不同单纤维的性能，比单掺纤维混凝土试块在强度方面

具有更好的性能 。

3.2 纤维对高性能混凝土干缩影响

通过试验可知高性能混凝土中掺加了纤维后，随着

时间的不断推移，高性能混凝土试块的干缩缓慢并且平

缓，那些没有掺杂纤维的混凝土试块的干缩就比较大。

这就可以得出掺入纤维后，混凝土试块的干缩减小，表

明纤维可以有效地抑制混凝土的干缩。

3.2.1 不同种类纤维对混凝土干缩的影响

在试验中，设计了不同种类的纤维混凝土试块，来

观察不同种类的纤维对混凝土试块干缩的影响。图1所

示的就是用只掺入聚丙烯纤维的混凝土试块和只掺入

碳纤维的混凝土作干缩对比。

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0 7 14 21 28 35 42 49

干燥时间/d

干缩率/%

A B K

图1 只掺入聚丙烯纤维和碳纤维的混凝土试块的干缩曲线图

从图1中可以直观地看出，在7d到14d之间掺加了纤

维的混凝土试块的干缩率都是相对差不多的，没有掺加

纤维的混凝土试块的干缩稍微大点，但是在14d以后，

曲线就出现了变化，没有掺加纤维的混凝土试块的干缩

率明显增加，曲线的增长态势很快，并且干缩率比掺加

纤维的混凝土试块要大得多，而掺加了纤维的混凝土试

块的干缩就相对较小，很平稳，可以知道掺加纤维后，

高性能混凝土的干缩率减小。再看2种掺入不同纤维的

混凝土干缩率曲线，碳纤维在早期抑制混凝土干缩没有

掺入聚丙烯纤维好，14d到28d之间的干缩率很小很平

稳，说明碳纤维在早期对混凝土干缩抑制比较好，而掺

聚丙烯纤维的混凝土试块的干缩率要相对较低，比掺入

碳纤维混凝土试块干缩要大。

3.2.2 掺入混合纤维和掺入单纤维混凝土试块干缩率

之间的比较

在不同的工程中，可能要兼顾很多因素，因此本试

验做了掺入混合纤维混凝土的试验，以次来观察混杂纤

维混凝土的干缩性能的影响，如图2所示。

混凝土技术 Concrete Technology

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干燥时间/d

干缩率

/%

A B C

图2 混杂纤维混凝土的干缩率曲线图

从图2中可以看出，混杂了聚丙烯纤维和碳纤维的

混凝土试块的干缩随时间的增长也在不断的增加。相对

于掺入混杂纤维混凝土的干缩率来说，掺入碳纤维和聚

丙烯纤维的高性能混凝土的干缩率要相对要大，它们的

干缩曲线也比掺入混杂纤维混凝土试块的干缩曲线要

陡，其干缩率也大，说明了混杂纤维混凝土的干缩率要

比单掺纤维的混凝土的要低。

3.2.3 不同比例掺量的混杂纤维混凝土和不掺纤维的

混凝土干缩率比较

通过本实验，考察不同比例掺量的混杂纤维和不掺

纤维对混凝土干缩的影响，结果如图3所示。：

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干缩

率/%

C D E K

图3 不同比例掺量的混杂纤维混凝土和不掺纤维的

混凝土干缩率

从图3中可以很直观的看出，没有掺加纤维的混凝

土试块的干缩率比较大，而掺加了混杂纤维的混凝土试

块的干缩率就相对来说很低。掺加了混杂纤维可以有效

地抑制混凝土的干缩。

3.2.4 不同比例掺量的混杂纤维混凝土干缩比较

因为不同纤维在不同时期有着不相同的功效，因此

做不同比例掺量的混杂纤维混凝土干缩试验是有必要

的，可以知道不同比例掺量的效用，结果如图4所示。

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0 7 14 21 28 35 42 49

干燥时间/d

干缩率/%

C D E

图4 不同比例掺量的混杂纤维混凝土干缩率图

从图4中可以看出，纤维总量相同的情况下，掺入

聚丙烯纤维∶碳纤维=1∶3的混凝土试块的干缩率相对

比较平稳，而掺入聚丙烯纤维∶碳纤维=1∶1的混凝土

试块的干缩率虽然比较小，但其不是很稳定，干缩率曲

线不是很平滑，这就表明在工程实践中要慎重执行。掺

入聚丙烯纤维∶碳纤维=3∶1的混凝土相对其他2种来

说，其干缩率比较大，对混凝土干缩的抑制力相对较弱。

混杂纤维配比中，掺聚丙烯纤维∶碳纤维=1∶3对高性

能混凝土干缩抑制大。

4 结论

（1）掺入纤维后的高性能混凝土试块的干缩比没

有掺纤维的高性能混凝土的干缩要小。掺入纤维可以有

效减小干缩。同时，碳纤维对混凝土的干缩具有明显的

抑制作用。对混凝土早期收缩的抑制效果好，并能有效

降低干缩值和保证尺寸稳定性。相对来说，碳纤维在早

期的效果比聚丙烯纤维好。

（2）纤维混杂混凝土综合了单掺纤维混凝土中纤

维对混凝土收缩约束的优点，总体上表现出干缩率更低

的优点。混杂纤维对高性能混凝土的干缩比掺单纤维要

好。在总量相同时，不同比例的掺杂纤维的混凝土中，

聚丙烯纤维掺量∶碳纤维掺量=1∶3对混凝土的干缩性

能最好，聚丙烯纤维掺量∶碳纤维掺量=1∶1的强度和

聚丙烯纤维掺量∶碳纤维掺量=3∶1的强度次之。

参考文献：

[1] 张树青，刘百臣，陈元峻. 矿粉混凝土干燥收缩性能[J].低温建筑技术，2005，（1）：1-3.

[2] 沈荣熹，王璋水，崔玉忠. 纤维增强水泥与纤维增强混凝土[M]. 北京：化学工业出版社，2006：10-50.

[3] 蒋金洋，孙伟，张云升. 索塔锚固区用 HPFRC的塑性收缩与干燥收缩[J]. 武汉理工大学学报，2006，28（10）：66-69.

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·5·

理论研究

大掺量粉煤灰及矿粉对高性能混凝土性能的影响 王 喆 1 ，夏 凯 1，熊传胜 2

（1.中交一航局第一工程有限公司第七项目部，浙江 宁波 315812；

2.河海大学力学与材料学院，江苏 南京 210098）

摘 要：高性能混凝土在近几年来得到了人们的普遍关注，关于大掺量粉煤灰及矿粉对高性能混凝土各项性能的影响还不是很

多。本文在大榭第二大桥高性能混凝土对各组成材料的特殊要求的基础上，通过双掺大掺量的粉煤灰和矿粉，研究了其掺量对

高性能混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性的影响。结果表明：随水灰比增大，混凝土强度降低，氯离子渗透性增强；随着粉

煤灰和矿粉的掺量增加，混凝土7天强度降低，而28天强度影响不大，混凝土抗氯离子渗透性增强。

关键词：高性能混凝土；大掺量粉煤灰；矿粉；耐久性

Effects on the properties of HPC with high volume fly ash and mineral powder

WANG Zhe1，XIA Kai1，XIONG Chuansheng2

（1.The 7th project department of NO.1 Engineering Company Ltd of CCCC First Harbor Engineering Company Ltd.，Ningbo Zhejiang

315812；2.College of Mechanics and Materials，Hohai University，Nanjing Jiangsu 210098）

Abstract：I n recent years，people pay more and more attentions on HPC，but there are few studies of effects on the properties of HPC with

high volume fly ash and mineral powders. Based on the special requirements of materials used in the HPC of the second bridge of Daxie，the

effects of the volume on the compressive strength and the resistance to chloride ion permeability of HPC were researched by double-mixing

high volume fly ash and mineral powder. The results showed that：When the water cement ratio increased，the strength of the concrete

decreased and the resistance to chloride ion permeability enhanced. The 7 day strength decreased and the the resistance to chloride ion

permeability enhanced along with the volume increase of fly ash and mineral powder，but it had little effect to 28 day strength.

Key Words：HPC；High volume fly ash；Mineral powder；Durability

1 前言

混凝土是目前世界上应用最广，用量最大的建筑材

料之一，它有着其他材料所无法比拟的优势，可以这样

讲，在未来的很长一段时间里，混凝土的用量依然相当

可观。在我国，随着基础建设投入的加大，混凝土的用

量也将进一步加大，而作为混凝土主要胶凝材料的水泥

的用量也会明显增大。根据中国2006年全国及地方国民

经济和社会发展统计公报的数据显示，2006年我国水泥

总产量达到创记录的12.4亿t，己占世界水泥总产量的一

半，中国水泥产量己经连续21年居世界首位[1]。然而，

传统的水泥生产会带来极大的资源、能源消耗和严重的

环境污染。因此开发矿物掺合料在混凝土中的应用，对

减少水泥用量，对环境和可持续发展都有积极的意义。

高性能混凝土（High-performance concrete）是一种

高强度、高工作性、高耐久性的混凝土[2]，近几年得到

了人们普遍的关注。高性能混凝土构件一般应用在有腐

蚀性介质的环境中，如跨海大桥、梁海底隧道、近海及

海湾结构等，因此其耐久性要比强度更加重要。高性能

混凝土的技术性能主要有以下几点： （1）混凝土有抗

裂、抗氯离子渗透性、抗冻性、耐蚀性、抗碱骨料反应

性等耐久性要求；（2）矿物掺合料、高性能外加剂使

用纳入了高性能混凝土的技术标准要求。

大量文献表明[3-8]，矿粉与粉煤灰的掺量对混凝土的

混凝土技术 Concrete Technology

·6·

性能具有较大的影响，为保证混凝土的工作性、耐久性

及结构的力学性能，粉煤灰和矿粉总掺量一般都在40%

以下，对于大掺量粉煤灰和矿粉的混凝土研究较少。本

文结合大榭第二大桥在施工过程中混凝土的工作性、耐

久性和结构的力学性能的要求，研究了大掺量粉煤灰和

矿粉对高性能混凝土的相关性能的影响。

2 原材料及试验方法

2.1 试验用原材料

本试验采用的水泥为 P.II 42.5 硅酸盐水泥，符合国

家标准《通用硅酸盐水泥》（GB 175-2007）质量要求，

粒化高炉矿粉含量不大于 5%，其基本性质如表 1所示；

粉煤灰为自然煤发电厂的一级低钙灰，其各项性能参数

如表 2所示；矿粉的各项性能参数性质如表 3所示；所

选细集料为江砂，规格等级为中砂，性质如表 4所示；

粗集料为 5-25mm 级配的坚硬碎石，压碎指标不大于

12%，针片状颗粒含量不大于 8%，硫化物及硫酸盐含

量小于 0.5%，其各项性能参数如表 5 所示；外加剂采

用 TMS-YJ 聚羧酸高效减水剂，减水率大于 28%，与胶

凝材料等不存在兼容性问题，具体性能参数见表 6；本

工程所使用的是饮用水，符合《混凝土用水标准》

（JGJ63-2006）中关于混凝土拌合水和养护水的规范要

求，可不做化学试验分析。

表 1 水泥性能指标

水泥等级 比表面积/m3/kg 28d 抗压强度/MPa 标准稠度用水量/%

P.Ⅱ42.5 337 49.2 27.6

表 2 粉煤灰性能指标

细度（%） 烧失量（%） 需水量比（%） SO3含量（%） 含水量（%） 活性指数（%） 碱含量（%） 氯离子含量（%）

6.6 1.26 95 0.79 0.2 100 2.82 0.01

表 3 矿粉性能指标

活性指数（%） SO3含量（%）

烧失量

（%） 比表面积m2/kg 氯离子含量（%） 密度 g/cm3 流动度比（%）

7d 28d

0.04 0.12 401 0.01 2.88 108 97 123

表 4 砂子性能指标

规格 细度模数（MX） 堆积密度（g/cm3） 表观密度（g/cm3）

中砂 2.72 / 2.592

表 5 粗集料性能指标

级配 最大粒径（mm） 堆积密度（g/cm3） 表观密度（g/cm3）

5-25mm 26.5 / 2.632

表 6 外加剂性能指标

凝结时间（min） 减水率

% 泌水率比%

氯离子含量

%

碱含量

%

28d 抗压强度比

% 干缩性（%）

初凝 终凝

28 57 0.08 0.90 151 3.294×10-2 +50 +45

2.2 试验方法

2.2.1 抗压强度试验

本试验根据 GB/T50081 一 2002《普通混凝土力学

性能试验方法标准》进行，采用边长为 150

mm*150mm*150mm 的标准立方体试块，在标准条件下

养护 7 天和 28 天，取出试件并将其表面和承压面擦

干，按照规范中的轴心抗压强度试验方法，在压力试验

机上测得其破坏荷载，按规范规定计算立方体试件的轴

心抗压强度。

2.2.2 氯离子渗透性试验（RCM法）

本试验对高性能混凝土抗氯离子渗透性的试验采

用德国Aachen工业大学提出的RCM法[9]。具体操作步骤

是：

（1）制作试件：用Φ100*250管壁较厚较硬的PVC

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·7·

理论研究

管为试模，试模的一端用胶布封住以免漏浆，混凝土注

入成型养护，养护7天后除去端面浮浆，并将大试件切

割成3块Φ100*50的试件，然后在浸水养护56天；

（2）将准备好的混凝土试件的圆侧面采用石蜡或

环氧树脂等密封后，进行饱和Ca（OH）2预处理，并置

于有机硅橡胶底部。在与试件齐高的橡胶桶体外侧安装

不锈钢环箍，拧紧环箍，在试件上部注入0.3mol/L的

NaOH溶液时不得漏液；

（3）将橡胶桶放于试验槽中，具体布置方式如图1

所示。在橡胶筒上部注入 300ml 浓度为0.3mol/L 的

NaOH溶液，在试验槽内注入12L质量浓度为3.0%的NaCl

溶液，使橡胶筒内外液面保持水平，以便消除液面差造

成的压力差；

（4）用直流导线将电极板与主机后面板的通道输

出端相连，保证同根导线与主机后面同组插孔对应，导

线红色端与主机后面红色插孔和阳极板上红色插孔相

连，导线黑色端与主机后面黑色插孔和阴极板上黑色插

孔相连。温度传感器插入主机后面板对应的温度端子（注

意序号对应），用于测量橡胶筒内阳极溶液的温度。打

开开关，输入电压为30mV的直流电，进行通电养护96h；

（5）通电结束后，对试件采用破开喷液法测不同

深度的的氯离子浓度，再进一步利用Fick定律计算其扩

散系数。

图1 RCM法测混凝土氯离子渗透系数原理示意图

2.3 混凝土配合比设计

高性能混凝土的水胶比一般不大于0.40，这是高性

能混凝土配合比设计的特点之一。低水胶比能降低混凝

土的孔隙率并减小孔隙尺寸，通过混凝土的低渗透性来

保证其耐久性。严格控制水胶比是保证高性能混凝土质

量的关键之一[5]。通过国内外工程经验比较，由于本试

验使用的粉煤灰活性较高，故采用等量取代方法，在保

证混凝土强度，胶凝材料总量不低于380kg/ m3的基础

上，本试验最终确定将粉煤灰和矿粉1∶1，且总掺量占

胶材的60%。具体配合比设计情况如表7所示。 表7 混凝土配合比设计

编号 水胶比 粉煤灰掺量（%） 矿粉掺量（%）

C1 0.30 25 25

C2 0.30 30 30

C3 0.30 35 35

C4 0.33 25 25

C5 0.33 30 30

C6 0.33 35 35

C7 0.36 25 25

C8 0.36 30 30

C9 0.36 35 35

3 试验结果及分析

3.1 水灰比对抗压强度及氯离子渗透性的影

响

根据配合比设计，本文选取的水灰比分别为0.3、

0.33、0.36，粉煤灰和矿粉总掺量为胶凝材料的60%，

按不同配比进行试验，测其7d、28d的抗压强度及氯离

子扩散系数，结果如图2及图3所示。

0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 0.3632

34

36

38

40

42

44

7d强

度/MPa

7d强度28d强度

水灰比

46

48

50

52

54

56

58

60

62

64

66

图2 水灰比对抗压强度的影响

0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 0.401.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

氯

离子

扩散

系数

*10-12

水灰比

图3 水灰比对氯离子扩散系数的影响

混凝土技术 Concrete Technology

·8·

从图2、图3中可以看出， 无论是7天的早期强度还

是28天的强度，都随水灰比的增大而减小，氯离子扩散

系数随水灰比的增大而增大。其强度结果和普通混凝土

随水灰比变化的规律是一致的，原因是粉煤灰及矿粉和

水泥的一些性质是相近的，在水化过程中，随着水灰比

的增大都会导致混凝土的毛细孔增多、孔隙率增大和，

从而导致强度的降低。而对于氯离子渗透系数的影响则

还是由于水灰比增到，导致混凝土内部的连通孔增多，

这样就为氯离子的扩散提供了传输途径。

在本试验中，随着水灰比的降低，胶凝材料的增加，

混凝土的7天和28天的强度都增强10%以上，但坍落度

也随之而降低，损失还比较明显，有些配比的坍落度只

有160mm，已经达不到水下灌注桩的施工浇筑要求。因

此，在配合比设计的时候，要综合考虑混凝土的工作性、

强度、抗渗性等多个方面，而不能只为了追求高强而忽

略其他方面。

3.2 掺量对抗压强度及氯离子渗透性的影响

根据配合比设计，本文选取的粉煤灰和矿粉占胶凝

材料的50%、60%、70%，水灰比为0.33，按不同配比

进行试验，测其7d、28d的抗压强度及氯离子扩散系数，

结果如图4及图5所示。

50 55 60 65 70

33343536373839404142434445

7d强度 28天强度

掺量( %)

7d强

度/MPa

55.5

56.0

56.5

57.0

57.5

58.0

58.5

28天

强度

/MPa

图4 掺量对抗压强度的影响

40 45 50 55 60 65 701.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

掺量(%)

氯离子

扩散

系数*10-

12

图5 掺量对氯离子扩散系数的影响

从图4可以看出，随着掺量的增加，对混凝土的早

期强度影响较大，而对其后期强度影响降低，出现这种

现象的原因与粉煤灰和矿粉的活性有关，我们知道粉煤

灰和矿粉的活性比水泥要小，在早期，粉煤灰和矿粉的

水化反应比较慢，水化程度较低，形成的水化产物较少，

因此粉煤灰矿粉对混凝土的早期强度没有太大的贡献，

这是导致早期强度低的一个原因，随着养护时间的增

长，粉煤灰和矿粉的水化完全，使得后期强度不至于太

低。

从图5可以看出，随着粉煤灰和矿粉总掺量的增加，

氯离子的扩散系数降低。这主要与粉煤灰的“形态效应”

有关，我们知道，粉煤灰的形态为球状的活性玻璃微珠，

且其细度要比水泥小，因此在加水拌合的时候，在满足

同样流动度的条件下需水量更少，导致等体积混凝土中

固相（水泥和粉煤灰）质量增大，混凝土干体积密度增

大，抗渗透性增强。另外，由于粉煤灰矿粉的的活性较

水泥低，后水化的粉煤灰和矿粉产物可以在一定程度上

填充已经形成的毛细孔和连通孔，阻止了氯离子的渗

透。

在本试验进行过程中，随着粉煤灰和矿粉掺量的增

加，新拌混凝土的工作性变好，这也与粉煤灰的“形态

效应”有关，相同的用水量，其玻璃微珠使得混凝土流

动度增大。

4 结论

（1）水灰比对高性能混凝土的强度和抗氯离子渗

透性影响较大。随着水灰比的增大，其早期强度和后期

强敌均降低；随水灰比增大，氯离子扩散系数增大。

（2）粉煤灰和矿粉的总掺量对高性能混凝土早期

强度影响较大，但对后期强度影响不大。随着总掺量的

增加，其早期强度降低，后期强度变化不大；粉煤灰和

矿粉的总掺量对高性能混凝土的抗氯离子渗透性影响

较大，本试验中，随着总掺量的增大，混凝土的抗氯离

子渗透性增强。

（3）从试验过程来看，水灰比和矿物掺合料的掺

量都会影响混凝土的工作性。水灰比和矿物掺合料的掺

量增加，混凝土工作性变好。

因此，在进行高性能混凝土的配合比设计时，应综

合考虑工程实际要求混凝土的工作性、强度、抗氯离子

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·9·

理论研究

渗透性等，设计出合适的配合比。

参考文献：

[1] 2006年全国及地方国民经济和社会发展统计公报，

http：//www1.china.com.cn/economic/zhuanti/06tjgb/

2007-02/28/content_7880663.htm

[2] 中国工程院土木水利与建筑学部结构安全性与耐

久性研究咨询项目组. 混凝土结构耐久性设计与施

工指南[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3] 赵铁军，王命平. DBJ14-S6-2005混凝土结构耐久性

设计规程[S]. 济南：山东省建设厅，2005.

[4] 袁永福，张晓军，冯随意. 矿粉微粉和磨细粉煤灰

双掺混凝土的试验与应用[J]. 基建优化，2006，27

（5）：108-110.

[5] 罗季英，冷发光，冯乃谦等. 粉煤灰掺量对高性能

混凝土强度和耐久性的影响[J]. 中国建材科技，

2001（3）：15-18.

[6] 鞠丽艳，张雄. 掺多元复合矿物外加剂高性能混凝

土性能研究[J]. 同济大学学报（自然科学版），2004

（8）：1027-1032.

[7] 马保国，何永佳，吕林女. 高性能混凝土配合比设

计[J]. 武汉理工大学学报，2002（7）：14-17.

[8] 朱晓文，吕恒林. 双掺高性能混凝土抗氯离子渗透

性试验研究[J]. 粉煤灰综合利用，2006（5）：31-33.

[9] 冷发光，田冠飞. 混凝土抗氯离子渗透性试验方法

[J]. 东南大学学报：自然科学版，2006，36（S2）：

2-38.

信息速读：

水泥行业南北方现分化北方略好于南方 但均利润下滑

水泥行业产能过剩已经不是一件新鲜事了。不过，今年的南北水泥市场却呈现很大不同：南方企业利润下

滑严重；北方企业与去年持平，甚至好于去年。

北京凯盛建材工程有限公司的一位负责人称，今年的水泥市场行情不能统一而论，因为南北出现了很大的

分化。在北方，由于企业之间协同一致，不随便降价，企业的利润没有出现明显下滑，有些企业甚至好于去年。

但是南方水泥企业之间的协同破裂，今年的利润下降 50%左右。

在10月31日举行的中国水泥协会第七次会员代表大会，云集了来自全国各省市的900多位水泥行业人士。

面对国内外的不利形势，他们也颇有些无奈。“实际上，部分企业的利润下滑可能不止 50%。这也是没办法，

产能过剩这么严重，即使你不降价，别的企业也会降价，如此一来，你的市场就被别人抢走了，以后更难进入

了。这也是因为企业之间没有协同好。”浙江红火集团有限公司一位负责人表示。

单从价格来看，南北水泥市场确实出现较大的差距。有数据显示，P.O 42.5 散装水泥价格，南京从今年 1

月 1日的 400 元/吨，下降至 8月 31 日的 240 元/吨；杭州从今年 1月 1日的 440 元/吨，下降至 8月 31 日的 275

元/吨。

“分别下降 160 元和 165 元，这两个城市也是全国 1~8 月，省会城市跌幅最大的。”分析人士介绍，1~8

月全国水泥价格持续走低，其中跌幅最大的是华东和华南。相比之下，北方地区的水泥价格降幅要小一些。其

中，同型号水泥，北京从今年 1月 1日的 400 元/吨，下降至 8月 31 日的 310 元/吨；石家庄从今年 1月 1日的

290 元/吨，下降至 8月 31 日的 260 元/吨。

该分析人士表示，今年 1~8 月，因需求萎靡加上协同不力，竞争激烈，江浙区域成为全国水泥市场最为惨

重的区域，区域内水泥企业利润大幅缩水，甚至亏损运行。

不过，在参会期间，也有南方水泥企业的人士表示，上半年行业经过阵痛后，企业间的竞合关系开始发生

变化。为了实现年内盈利目标以及为明年市场奠定基础，几家龙头企业握手言和，开始共同推动价格上行。因

此，进入 9、10 月份之后，水泥价格呈现了不同程度的反弹。

混凝土技术 Concrete Technology

·10·

作者简介：刘强（1971 年～），男，高工，本科。 E-mail：lq3281231@163.com

基金项目：江苏省自然科学基金（BK2011612）江苏省交通厅科学研究项目（2010Y31）

自密实混凝土的配合比设计方法及实例分析 刘 强 1，庞超明 2，张 萍 2，黄振兴 2

（1.江苏中核华兴特殊建筑工程有限公司，江苏 南京 210019；

2.东南大学材料科学与工程学院，江苏省土木工程材料重点实验室，江苏 南京 211189）

摘 要：本文对比了不同标准中自密实混凝土的配合比设计方法，分析了各自的特点，并对 45 组 C40 配合比的关键参数进行

了实例分析。分析结果表明：采用不同标准计算的水胶比差别较大，依据 JGJ 55-2011 计算的高水胶比即可以很好的满足设计

的 28d 强度要求。单位用水量是控制自密实混凝土新拌性能的关键因素，标准中砂在砂浆中所占体积分数取值范围为 0.42～0.45

偏低，可以适当提高至 0.48。工作性能也很大的影响自密实混凝土的力学性能，添加适当的石灰石粉，可以改善工作性，因此

并不会降低混凝土的强度。

关键词：自密实混凝土；配合比设计；标准比较；实例分析；关键参数

Mix design and example analysis of self-compacting concrete

LIU Qiang1，PANG Chaoming2，ZHANG Ping2，HUANG Zhenxing2

（1.Jiangsu CNI Huaxing Specialized Project Co.Ltd Jiangsu Nanjing 211189；2.School of Materials Science and Engineering，

Southeast University，Jiangsu Key laboratory of Construction Materials Jiangsu Nanjing 211189）

Abstract：The comparison on mix design of the self-compacting concrete（SCC）between different standard was conducted，and the

characteristic of mix design methods and the 45 groups of design examples of SCC was analyzed. The results show that the rate of water to

binder is considerable difference according to different standard，and the high water to binder is enough to satisfy the demand according to

JGJ 55-2011. The water content is the key factor to control the workability of SCC，the volume fraction of sand in mortar in the standard is

0.42~0.45 and too lower，and therefore the maximum could be 0.48. The workability of SCC also considerably influence the mechanical

properties，and adding suitable content of limestone powder would improve the workability，so the strength would not reduced.

Key Words：Self consolidate concrete Mix design Comparison between standard Example analysis Key parameters

0 前言

自密实混凝土是指拌合物具有很高的流动性而不

离析、不泌水；能不经振捣或少振捣而自动流动并充满

模型和包裹钢筋的混凝土[1]，同时还能保证混凝土达到

设计强度等级、具有良好的耐久性。高强自密实混凝土

的配制，一般通过复合掺入活性矿物掺料和化学外加剂

来实现。活性矿物掺料除了取代一部分水泥，通过发挥

其活性效应，减少水泥用量，减小收缩的作用外，还可

以取代一部分细集料，通过发挥其微集料效应，更好的

填充混凝土内部的孔隙，改善混凝土的和易性和可泵

性，提高混凝土的密实度和耐久性。高强自密实混凝土

所用胶凝材料总量一般在 500～550kg/m3之间，砂率较

大，粗骨料用量和粒径均较小[2]。

目前关于自密实混凝土的配合比设计主要有三个

可 用 标 准 JGJ/T 283-2012[3] ， CECS203-2006[4] ，

CCES02-2004[5]。各标准中配制强度fcu，o的计算方法相同，

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·11·

配合比设计

均为根据JGJ55-2011[6]计算，但设计过程各有千秋。

其中JGJ/T 283-2012的设计中规定了允许的胶凝材

料范围为400～550kg/m3，水胶比不宜高于0.45。该方法

特点为计算步骤简单易懂，有自己的水胶比计算公式，

用水量的计算不是取值，而是计算得出。其可能 存在

的少量争议，如粉煤灰的胶凝系数与掺量无关，取值为

0.4偏低，导致计算水胶比偏低；用水量的计算未考虑

外加剂品种和减水率等性能的影响，另外未给定硅灰或

惰性掺合料如石灰石粉料等对水胶比的影响参数。

CECS02-2004中的自密实混凝土配合比设计方法

与JGJ/T 283-2012大致相同，主要区别在于：计算粗骨

料质量是采用松散体积（0.5~0.6m3）和堆积密度计算。

未提出水胶比计算公式，但之前一般参照，

JGJ55。砂浆中体积分数范围略窄，为0.42-0.44。

允许的胶凝材料范围的下限比JGJ/T 228略高为450～

550kg/m3，不利于中等强度（如C40及以下）自密实混

凝土的设计。该标准中还规定了最大单位用水量不超过

200 kg/m3，该值一般的设计中不会超过，多数在150～

190范围内，因此规定的意义不大。

CECS203-2006中自密实混凝土的配合比设计与前

两者均有较大的差异，该方法对经验的要求较高，其中

用水量、水粉比均为根据试验经验选择。如矿物掺合料

为双掺或三掺方式，则根据胶凝材料总质量和体积计算

掺合料用量较为困难。水粉比的选择会在一定程度上限

制水胶比的范围。可通过先计算水胶比，然后根据选择

的用水量，得出胶凝材料总量后，再来计算水粉比这样

的方法来弥补。该方法采用JGJ 55-2011水胶比的计算

公式，其中考虑了掺合料粉煤灰和矿渣微粉的影响系数

γf和γs，其取值与掺量有关，如表1所示，对于常用的

II级以上粉煤灰和S95级矿渣，均取上限值；作者认为，

采用I级灰甚至可以在上限值基础上增加0.05～0.10。水

泥强度如无实测值，则对32.5级水泥取系数1.12，42.5

级水泥取1.16，如为52.5级水泥取1.1。

表1 粉煤灰和矿渣微粉的影响系数

掺量 0 10 20 30 40 50

FA影响系数γf取值 1.00 0.85～0.95 0.75～0.85 0.65～0.75 0.55～0.65 -

Sl影响系数γs取值 1.00 1.00 0.95～1.00 0.90～1.00 0.80～0.90 0.70～0.85

1 设计方法对比分析

在混凝土材料的设计中，一般认为水胶比是决定混

凝土强度的关键因素。对于设计强度等级为C40的自密

实混凝土，根据JGJ55-2011，计算可得实验室试配强度

49.9MPa。如采用 42.5级P　II水泥，同时取实测值

50.5MPa。考虑到JGJ55-2011刚实施，采用JGJ55-2000

标准同时计算水胶比。06标准中水胶比的计算结果，与

矿物掺合料的掺量无关，计算式与公式2相同，只是所

取系数不同，将系数0.53和0.20对应为0.46和0.07。而JGJ

283-2012掺合料的影响系数也与掺量无关，粉煤灰的影

响系数为0.4，矿渣微粉的影响系数为0.9。在JGJ55-2011

中，当矿渣微粉掺量小于25%时，影响系数均取1，同

时采用JGJ55-2011、JGJ 283-2012、JGJ55-2000三个标

准计算水胶比，取不同矿物掺合料总量为40%所得计算

结果如表2所示：

表2 不同标准计算的C40混凝土的水胶比

掺量/% JGJ55-2011 JGJ 283-2012 JGJ55-2000

FA Sl γf γs W/B W/B W/B

0 0～25 1 1 0.50 0.42～0.43 0.47

10 10～25 0.95 1 0.47 0.39～0.40 0.47

15 10～25 0.9 1 0.44 0.38～0.39 0.47

20 10～25 0.85 1 0.42 0.37 0.47

25 10～25 0.8 1 0.40 0.35～0.36 0.47

30 10～25 0.75 1 0.37 0.34～0.35 0.47

30 30 0.75 0.95 0.36 0.34 0.47

显然，采用不同的水胶比计算公式，当掺加粉煤灰 时，其水胶比差别相当大。 JGJ55-2000 标准与

混凝土技术 Concrete Technology

·12·

JGJ55-2011不掺矿物掺合料时计算的水胶比相当，而根

据JGJ 283-2012计算的水胶比显著低于前两者计算的

水胶比。随着粉煤灰掺量的增大，根据JGJ55-2011和JGJ

283-2012计算的水胶比显著降低，两者的水胶比差别从

0.08～0.03不等。粉煤灰掺量每增加5%，根据JGJ

55-2011计算的水胶比约降低0.02，而根据283-2012计

算的水胶比约降低0.01。

2 设计实例分析

2.1 实验原材料性能

P　II42.5R 水泥，密度 3010kg/m3，标准稠度需水

量 25.4%，比表面积 360m2/kg，3d、28d 抗压强度分别

为 30.1 和 50.5MPa。其余粉体材料性能如表 3所示

表 3 掺合料性能

活性指数/% 粉体名称 密度/kg/m3

比表面积

/m2/kg

需水量（矿粉为流动度比）

/% 7d 28d

I级粉煤灰 2580 417 88 75.5 87.6

S95级矿渣微粉 2580 416 101 85.2 98.4

磨细石灰石粉 2690 389 102 70.7 73.2

实验细度模数为 2.6 的中砂，表观密度为 2610

kg/m3。表观密度分别为 2760 kg/m3的 5～20mm的粒形

良好的碎石。苏博特产 JM-PCA 聚羧酸外加剂，固含量

22%，掺量 1%时的减水率为 28.2%，含气量为 3.5%。

2.2 实例分析

对设计强度等级为 C40 自密实混凝土、应用于广

东某临海环境、实测 28d 强度为 47.5MPa～60.0MPa 的

45 组配合比采用不同方法设计的配合比了进行分析，

设计扩展度为 660～750mm，按单方价格由低到高的顺

序排列，其配合比及试验结果如表 4所示：

表 4 实验配合比及其性能

No. 水

kg/m3

胶材总量

kg/m3

A

/%

粉煤灰掺

量/%

矿粉掺

量/%

石粉掺

量/%

砂率

Sp/%

砂体积

分数

坍落扩展

/mm T50/s

28d 强度

MPa 新拌性能描述

1 173.2 451.9 1.02 0.24 0.28 0 49.5 0.47 762 8.2 47.5 较好，微泌

2 176.6 484.5 1.14 0.15 0.20 0 47.6 0.45 755 3.8 47.7 好

3 161 460.3 0.58 0.28 0.09 0.06 50.5 0.48 700 4.8 47.9 好

4 154.8 483.3 0.79 0.16 0.12 0.20 51.2 0.49 670 5.4 48.0 好

5 180 496.0 1.31 0.25 0.20 0 47.1 0.45 795 5.5 48.5 堆台、泌水

6 188 516.8 1.00 0.20 0.10 0 47.1 0.44 710 8 48.9 堆台，泌水

7 178 498.0 1.00 0.25 0.15 0 44.8 0.42 740 3.9 49.0 堆台、泌水

8 174 522.0 1.14 0.33 0.10 0.05 47.6 0.45 670 2.6 49.0 堆台

9 165.9 508.0 1.00 0.25 0.20 0 48.8 0.45 775 3.5 49.2 好

10 163.9 537.1 0.82 0.18 0.12 0.10 47.6 0.45 650 7.1 49.9 大堆台、泌水严重

11 172 519.0 0.80 0.30 0.20 0 46.5 0.45 710 8 51.1 堆台、离析、泌水

12 174 524.0 0.99 0.35 0.17 0 48.7 0.45 820 2.7 51.1 堆台、泌水

13 168.5 489.0 0.90 0.20 0.10 0 47.1 0.45 760 3 51.5 离析

14 169.4 484.0 1.00 0.30 0.20 0 48.0 0.48 770 3.4 52.0 泌水，非圆角

15 165 526.1 1.10 0.30 0.15 0 48.2 0.44 775 3.4 52.0 好

16 185 526.0 1.20 0.28 0 0 48.6 0.45 750 4.5 52.3 泌水，非圆角

17 188 539.4 0.80 0.30 0 0 46.5 0.43 740 4.32 52.5 堆台、泌水

18 167.5 480.8 1.00 0.15 0.15 0 46.5 0.43 735 5 52.6 堆台、泌水

19 169 532.1 1.00 0.41 0.33 0 46.6 0.43 725 4.53 52.7 堆台、泌水

20 181.6 486.9 1.00 0.15 0.20 0 48.2 0.44 700 3.4 53.0 非圆角

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·13·

配合比设计

21 180.5 524.0 0.60 0.30 0 0.10 45.8 0.46 750 3.4 53.8 泌水

22 191.5 556.8 0.55 0.30 0.34 0.01 47.2 0.44 770 2 54.2 微泌

23 166.6 482.8 0.90 0.20 0.25 0 47.1 0.44 860 2.2 54.5 泌水，非圆角

24 163 489.0 0.70 0.30 0.30 0 50.4 0.46 740 6 54.5 好

25 166 446.0 0.60 0.30 0.20 0.03 50.1 0.48 670 6 55.2 好

26 175 536.0 0.70 0.24 0.24 0 46.3 0.43 740 4.5 55.5 堆台、泌水

27 180.3 509.0 1.10 0.30 0.16 0 48.8 0.45 740 3.4 55.7 泌水、堆台

28 179.5 508.0 1.00 0.20 0.15 0.05 45.5 0.43 730 4 56.0 泌、大堆

29 156 517.0 0.92 0.19 0.17 0.08 46.7 0.44 770 4 56.1 离析

30 171.6 546.0 1.00 0.20 0.20 0 47.6 0.46 804 4.1 56.2 好

31 173.5 531.0 1.00 0.30 0 0 46.4 0.45 740 6.4 56.6 泌水

32 150.5 491.0 1.30 0.23 0.20 0.12 49.9 0.45 745 6.3 57.0 好

33 185 553.0 1.36 0.20 0.30 0 47.7 0.45 830 2.2 57.0 堆台、泌水

34 186.7 517.7 1.10 0.20 0.15 0.05 46.5 0.43 710 6.5 57.2 微堆，微泌

35 147.6 506.0 1.23 0.23 0.20 0.12 49.5 0.44 720 9.3 57.2 好

36 181 514.1 1.00 0.25 0 0 47.0 0.44 705 3.2 57.3 堆台、泌水

37 144 518.0 1.10 0.20 0.15 0 47.1 0.44 720 8 57.5 泌水

38 171.6 500.0 1.23 0.35 0.20 0 48.0 0.43 770 3.8 57.6 泌水，小堆台

39 164.6 484.0 0.90 0.20 0.10 0 47.6 0.45 715 7.3 57.7 好

40 177 545.0 1.00 0.27 0.15 0 48.0 0.42 725 8 57.7 小堆台，圆角。

41 166.6 510.3 1.20 0.25 0.20 0 48.2 0.44 765 2.8 58.7 堆台、泌水

42 160.6 491.0 0.98 0.29 0.20 0 47.7 0.47 780 3.6 58.8 好

43 179 542.0 0.60 0.30 0.30 0 46.5 0.43 765 3.3 58.9 好

44 168 540.0 0.80 0.26 0.28 0 48.3 0.42 585 12 58.9 堆台、泌水

45 171 545.0 1.20 0.30 0.15 0 45.6 0.43 745 4.5 59.8 堆台、泌水严重

从配合比的新拌性能来看，控制单位用水量是控制

混凝土新拌性能的关键因素，同时也可较大的提高混凝

土的经济性指标，在上述各组配合比中，单方用水量在

166kg/m3 以下的各组混凝土新拌新能均较好，最低达

144kg/m3。由于现有外加剂技术水平较高，因此，CECS

203-2006 标准推荐的单位用水量可进一步降低，由单

位用水量控制在（155 kg/m3～180kg/m3）可降低至（145

kg/m3～170kg/m3）范围内。在新拌性能较好、无离析和

泌水的混凝土中，砂率与石子的绝对体积有关，范围为

45.0%～50.5%，且 75%以上在 47.5%以上；石子的绝对

体积分数在 0.30～0.34 之间，砂在砂浆中的体积分数在

0.42～0.48 之间，其中 6组>0.45，超出标准范围，但工

作性仍然良好。总体对自密实混凝土而言，砂率不宜低

于 47.5%；标准中规定的砂在砂浆中所占体积分数取值

范围为 0.42～0.44/0.45 偏低，可适当提高砂的体积分数

最大可达 0.48，从而降低浆体含量，减少单位用水量，

降低离析和泌水，提高砂率，达到提高强度和经济性的

目的。

由于各组配合比在设计中，均考虑了耐久性要求，

在此基础上，同时考虑工作性良好、强度满足设计要求，

经济性最优。较好的前 4 组组配合比中， 砂在砂浆中

的体积分数为 0.46～0.48，均超过标准 0.42～0.45 的范

围，但经济性较优，强度也满足要求。这是因为在自密

实混凝土中，浆体含量已足够多，适当降低浆体含量，

并不会影响浆体的工作性，同时可提高经济性和强度。

由于掺合料掺量差别较大，从 44%到 74%，因此几组

配合比的水胶比范围也较大，为 0.33～0.41，28d 实测

强度范围为 47.9～58.9MPa，且考虑到高掺量矿物掺合

料时，其后期强度有着较大的发展，因此，总体而言，

用 JGJ55-2011 计算的水胶比即可以满足设计要求，不

必采用 JGJ283-2012 计算的更低的水胶比。对于自密实

混凝土，当浆体的粘聚性和保水性不够好的时候，浆体

混凝土技术 Concrete Technology

·14·

倾向于不均匀，试件之间强度数据的离散性较大。除了

水胶比外，浆体的新拌性能也极大地影响着混凝土的强

度，因此添加适当的石灰石粉，改善自密实混凝土的工

作性 ，并不会降低混凝土的强度。

3 结论

（1）不同标准间计算的水胶比差别很大，以 C40

为例，根据掺合料的掺量不同，其计算的水胶比差别为

0.08～0.03，其中以 JGJ 283-2012计算的水胶比尤其低。

实例分析表明，水胶比依据 JGJ 55-2011 计算的高水胶

比即可以很好的满足设计的 28d 强度要求。

（2）控制单位用水量是控制混凝土新拌性能的关

键因素，同时也可较大的提高混凝土的经济性指标。原

CECS 203-2006 标准推荐的单位用水量可进一步降低

至（145 kg/m3～170kg/m3）。

（3）无论采用 JGJ283-2012 或 CECS 203～2006，

砂率不宜低于 47.5%；砂在砂浆中所占体积分数取值范

围为 0.42～0.44/0.45 偏低，可适当提高砂的体积分数最

大可达 0.48，从而提高砂率，提高强度和经济性。

（4）自密实混凝土中，除了水胶比外，浆体新拌性能

也很大的影响着混凝土的力学性能。添加适当的石

灰石粉，并不会降低混凝土的强度。

参考文献：

[1] 廉慧珍，张青等， 国内外自密实高性能混凝土研

究及应用现状[J]，施工技术 1999：1-3

[2] 庞超明，秦鸿根，赵谦，张英利. C50自密实微膨胀

钢管拱混凝土的配制与应用研究[J].混凝土与水泥

制品 2002.6：17-19.

[3]JGJ/T 283-2012 自密实混凝土应用技术规程[S]，中

国建筑工业出版社，北京，2012.6.

[4] CECS 203-2006自密实混凝土应用技术规程[S]，中

国计划出版社，北京，2006.8.

[5] CCES 02-2004自密实混凝土设计与施工指南[S]，中

国建筑工业出版社，北京，2005.10.

[6] JGJ 55-2011混凝土配合比设计规程[S]，中国建筑工

业出版社，北京，2011.7.

信息速读：

CEMEX 公司为新型混凝土项目提供优秀的解决方案

近日，美国 CEMEX 公司在加利福尼亚海湾地区的一家医疗机构的X光室中，进行了高密度混凝土钢护板

的防辐射性的试验。在获得成功的同时，该试验项目也为客户保留了将近 30%的钢铁成本。

据悉，这个项目最具挑战性的地方在于搭建整个建筑物需要耗费超过 300 磅/立方英尺的混凝土。为了满

足这一特殊要求，公司将包括钢铁在内的所有产品的密度提升至原来正常量的五倍，使其价格上更昂贵，但更

具针对性。此外，该项目还被要求用一种新的方法放置和交付混凝土。据最新消息，公司决定使用物料搬运站

来生产混凝土，这也是最安全、最有效的方式。

“此次项目促使着我们没有给错误一点机会”，美国 CEMEX公司的质量控制经理——Robert Foley 说道，

“这次的高密度混凝土项目对我们来说也是一个机会，在推动我们找到一个更安全、更高效的生产方法的同时，

使我们考虑到了混凝土发展的新的方向，也为我们带来了新的挑战。”

通过这个项目可以看出，CEMEX公司一直接受着日益复杂的挑战，并且坚持不懈的为客户研究解决方案。

凭借着多年的实战经验、丰富的专业知识和领先全球的先进技术，公司不断的设计研发专业的产品，并用优良

的服务满足客户的需要。

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·15·

生产技术

作者简介：何勉，1962-12-28，芜湖市联强建筑材料有限公司，总工程师，工程师

地 址：安徽省芜湖市天门山西路赤铸山庄 5幢 1单元 301 室

浅谈粗骨料对混凝土性能及质量的影响 何 勉

（芜湖市联强建筑材料有限公司，安徽 芜湖 241000）

摘 要：本文解析了粗骨料对混凝土和易性及强度的影响。

关键词：粗骨料强度；和易性；立方体抗压强度

Preliminary discussion on the influence of coarse aggregate to the performance and quality of concrete

HE Mian

（Wuhu Lianqiang Building Materials Company Limited Anhui Wuhu 241000）

Abstract：This paper analyzes the influence of coarse aggregate to the workability and strength of concrete.

Key Words：Strength of coarse aggregate；Workability；Cubic compressive strength

0 前言

碎石和卵石也可称为不可再生资源。商品混凝土搅

拌站近 20 年的生产消耗了大量的石子，粗骨料资源越

来越匮乏。但粗骨料又是混凝土的主要成分，占混凝土

的体积含量 40%以上，在混凝土中占有重要的地位。

在组成混凝土的其它材料不变的情况下，粗骨料质

量的好坏直接影响新拌混凝土的和易性、强度等性能。

粗骨料中如果针片状含量超标、级配不好，对混凝土强

度有所影响；如粗骨料中风化石较多，不但吸水率大，

且直接影响硬化后的混凝土强度。

1 针片状含量超标，对混凝土和易性的影响

《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》

（JGJ52-2006）中对针片状颗粒含量如下： 表 1 针片状颗粒含量

混凝土强度等级 ≧C60 C55-C30 ≦C25

针片状颗粒含量

（按质量计%） ≦8 ≦15 ≦25

粗骨料的形状也会影响混凝土的强度。针状、片状

的粗骨料由于其空隙率较大，砂率过大，组成的骨架受

力状态不好，会降低混凝土的强度。

某工程生产的 C30 混凝土，粗骨料针片状含量高

达 30%，虽然砂率用得很大，但新拌混凝土离析现象严

重，流动性也受影响，强度也较低。试验结果如表 2：

表 2 粗骨料针片状含量对和易性、强度影响试验的相关数据

立方体抗压强度（MPa） 编号 针片状含量% 坍落度（mm） 混凝土和易性

7d 28d

S1 0 200 好 31.3 38.2

S2 9 180 较好 28.5 36.3

S3 15 160 一般、稍泌水 21.7 34.7

S4 21 105 流动性差、泌水 29.2 31.5

S5 30 100 流动性很差、离析、泌水 15.4 28.0

混凝土技术 Concrete Technology

·16·

从上表试验数据可知：粗骨料的颗粒形状越接近圆

形，颗粒饱满，混凝土的和易性及立方体抗压强度越高。

随着粗骨料颗粒的针、片状含量增加，新拌混凝土的坍

落度越来越小，流动性也变差，碎石针、片状含量在

20%以上的新拌混凝土还出现离析泌水现象。针、片状

超标的新拌混凝土工作性差、可泵性也差，容易堵泵。

2 含泥量超标，对混凝土强度的影响

JGJ52-2006 中对粗骨料中含泥量有如下要求：

表 3 碎石或卵石中含泥量

混凝土强度等级 ≧C60 C35-C30 ≦C25

含泥量（按质量计%） ≦0.5 ≦1.0 ≦2.0

我们对含泥量不同的石子拌制出的混凝土做了一组试验，见表 4： 表 4 C25 混凝土试验结果

抗压强度（MPa）编号

配合比

石子含泥量 水泥（kg）

矿粉

（kg）

粉煤灰

（kg）

砂

（kg）

石子

（kg）

水

（kg）

外加剂

（kg） 7d 28d

S6 0.4 220 55 75 772 1066 182 5.3 31.3 36.4

S7 1.2 220 55 75 772 1066 182 5.3 28.9 32.2

S8 1.5 220 55 75 772 1066 182 5.3 24.1 29.3

S9 1.7 220 55 75 772 1066 182 5.3 22.3 27.4

S10 2.1 220 55 75 772 1066 182 5.3 17.3 24.6

S11 2.5 220 55 75 772 1066 182 5.3 13.2 20.7

S12 3.5 220 55 75 772 1066 182 5.3 12.1 18.3

从上表试验数据可以看出：新拌混凝土的立方体抗

压强度随着粗骨料中的含泥量增加而变小。在控制混凝

土质量的时候，一定要严格控制粗骨料中的含泥量。

3 粗骨料的强度影响混凝土的强度

粗骨料自身强度必须大于所配混凝土的强度的20%～

30%，特别是高强度混凝土必须使用高强度粗骨料。

石子的强度直接影响混凝土的强度，我们可用间接

的方法来检测碎石的坚固性，即检测石子的压碎值。

JGJ52-2006 中对碎石的压碎值指标有如下规定： 表 5 碎石的压碎值指标

岩石品种 混凝土强度等级 碎石压碎值指标%

C60-C40 ≦10 沉积岩

≦C35 ≦16

我们对各种压碎值不同的石子进行了试拌，见表

6：

表 6 不同石子强度混凝土破型试验

抗压强度

（MPa） 编号

配合比

压碎值指标

水泥

（kg）

矿粉

（kg）

粉煤灰

（kg）

砂

（kg）

碎石

（kg）

水

（kg）

外加剂

（kg） 7d 28d

试压后的

试块破型

情况

S13 8% 305 97 60 718 1033 184 6.9 38.2 43.7 破型

S14 13% 305 97 60 718 1033 184 6.9 34.1 36.2 破型

S15 15% 305 97 60 718 1033 184 6.9 30.5 34.8 微破型

S16 20% 305 97 60 718 1033 184 6.9 30.7 31.9 外观完整

S17 25% 305 97 60 718 1033 184 6.9 29.2 29.0 外观完整

从上表试验数据可看出：石子强度高配制的混凝土

破型后，断裂处基本发生在水泥浆与粗骨料的交界面，

粗骨料本身的强度较高，并没有断裂现象，粗骨料的抗

压强度对普通混凝土的断裂并没有什么影响；而用强度

低的风化石配制的混凝土，7 天抗压强度和 28 天抗压

强度相差无几，试压后，试块外观也基本没破坏，但用

锤子一敲，整个试块就散了，断裂处往往贯穿于粗骨料

中间，水泥浆的强度比粗骨料还高。

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·17·

生产技术

4 粗骨料的颗粒级配的影响混凝土的和易性和强度

粗骨料级配良好，可得到粗骨料的最小空隙率，采

用的砂率较小，密实度高，混凝土的和易性好，强度相

对高一些。

5 碎石和卵石配制的混凝土性能也有差别

粗骨料的品种对混凝土强度也有一定影响，当石质

强度相等时，碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆

的粘结性比卵石强，当水胶比相等或配合比相同时，两

种材料配制的混凝土，碎石配制的混凝土抗压强度比卵

石配制的混凝土抗压强度高，但流动性不如卵石好，碎

石配制的混凝土要达到相同的流动度需要更多的水泥

砂浆。

6 结语

总之，粗骨料在混凝土中起到骨架作用，且所占比

例最大，其自强度、含泥量、形状、级配、表面特征都

对混凝土的和易性和强度有着重大影响。

信息速读：

黔中经济区发展规划获批 2015 年产值将达 6000 亿

《贵州省人民政府关于请求审批的请示》，获国务院有关部门批复。

规划指出，要将黔中经济区打造成国家重要能源资源深加工、特色轻工业基地和西部地区装备制造业、战

略性新兴产业基地。国家文化旅游发展创新区。全国山地新型城镇化试验区。东西互动合作示范区。区域性商

贸物流中心。

到 2015 年，黔中经济区率先实现跨越发展的主要目标是：

综合经济实力显著增强。地区生产总值力争达到 6000 亿元以上，地方财政收入达到 450 亿元以上。以生

物、新材料等战略性新兴产业为先导，以能源资源深加工、装备制造等为主导的产业集群初步形成，工业化和

城镇化带动作用显著增强。创新能力稳步提升，科技研发费用达到地区生产总值的 2.0%。

基础设施建设取得突破。率先全面实现区域中心城市快速铁路连接、县县通高等级公路和具备条件的建制

村通沥青（水泥）路。交通、水利、能源、通信、城镇等基础设施支撑保障能力明显增强，农村生产生活条件

大幅改善。

资源节约环境保护取得明显成效。单位地区生产总值能耗显著降低，主要污染物排放总量控制在国家下达

的指标范围内。土地资源利用效率明显提高，矿产资源节约与综合利用水平显著加强。森林覆盖率达到 45%

以上。

人民生活水平大幅提高。九年义务教育质量显著增强，巩固率达到 95%以上。建立健全覆盖城乡居民的基

本医疗卫生服务体系和社会保障体系，基本公共服务能力明显提升。城乡居民收入力争实现增长步伐与经济发

展同步。城镇化率年均增长 2个百分点以上。

到 2020 年，地区生产总值和地方财政收入力争比 2015 年翻一番，现代产业体系基本形成，经济发展质量

和效益明显提高，综合竞争力和辐射带动能力显著增强。城镇集聚人口能力进一步增强，城镇体系更加完善。

综合交通运输体系和水利工程体系基本建成，石漠化扩展势头得到根本遏制。人民生活更加富裕，覆盖城乡的

社会保障体系基本建成，基本公共服务能力达到全国平均水平，全面建成小康社会。

混凝土技术 Concrete Technology

·18·

朝林国际酒店工程清水混凝土的设计与配制 赵雪静

（唐山冀东混凝土有限公司，河北 唐山 063000）

摘 要：本文详细介绍了某工程清水混凝土设计与配制的完整步骤以及应注意的关键事项，为同行业的从业人员提供了借鉴。

关键词：清水混凝土；配合比设计；浇筑；裂缝控制

The design and preparation of the fair-faced concrete of Zhaolin international hotel project

ZHAO Xuejing

（Tangshan Jidong concrete limited company Hebei Tangshan 063000）

Abstract：This paper detaily introduces complete steps of the design and preparation of the fair-faced concrete of a certain project and the

key points that should be paid attention to, provides reference for the employed of the same industry.

Key Words：Fair-faced concrete；Mix Design；Pouring；Crack control

1 概况

朝林国际酒店工程位于北京亦庄经济技术开发区，

西邻天宝东路，南邻荣京西街。总建筑面积 183087 m2，

其中 A座与 B座为写字楼，建筑面积 138240 m2。

清水混凝土即是通过对混凝土生产、施工过程的严

格控制，使混凝土结构表面在保持自然本色的条件下不

需任何外修饰的一种装饰性混凝土。既要满足结构功

能，又要注重外观装饰性效果。因此在材料的选择、操

作人员的水平，施工工艺等几方面都要严格控制。

一般清水混凝土设计质量要求：

（1）轴线垂直、尺寸准确；

（2）棱角方正、线条顺直；

（3）表面清洁、色泽均匀一致；

（4）表面无明显气泡、无砂带和黑斑，无蜂窝、

麻面、裂纹和露筋现象；。

（5）模板接缝、对拉螺栓和施工缝留设有规律性；

（6）模板接缝与施工缝处无挂浆、漏浆。

根据以上设计质量要求，清水混凝土生产技术及施

工方案如下：

2 混凝土配合比设计技术路线

2.1 精选原材料

清水混凝土的外观质量很大程度取决于混凝土的

质量，混凝土的质量是靠优质稳定的原材料和最优的施

工配合比来保证的。因此严格选用原材料，并通过试验

优化配合比是实现清水混凝土外观质量的关键。首先要

保证原材料供应的持续稳定，水泥、砂石、外加剂、矿

物掺合料厂家货源稳定，不得中途更换厂家或品种，每

次进货要与试验时确定的原材料留样做比对，不得有明

显的色差。其次要保证原材料的质量连续稳定，不允许

出现质量波动。

2.1.1 水泥的选用原则：碱含量、颜色、品质的稳定性

（1）碱含量：混凝土中的碱大部分是来自水泥，

清水混凝土墙表面不做任何修饰，缺乏装饰层的保护，

直接受到自然环境的影响，水泥碱含量高会对控制碱集

料反应带来不利影响，因此要选用低碱含量的水泥。我

站现使用北京新港水泥厂生产的 P.O42.5 水泥，该水泥

的碱含量为 0.52%，属于低碱水泥。

（2）颜色：不同水泥厂家、不同品种的水泥存在

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·19·

生产技术

着一定的颜色差异，水泥水化后的颜色应与清水混凝土

的颜色一致，水泥水化后形成混凝土的颜色为明快的银

灰色，混凝土的整体颜色美观漂亮。

（3）品质的稳定性：水泥品质的稳定是混凝土质

量稳定的决定性因素，选择信誉好、质量稳定的大厂水

泥。为保证水泥的各项指标基本一致，我站将指定一个

水泥仓用于贵工程的清水混凝土生产。

2.1.2 粉煤灰

粉煤灰的外观类似水泥，颜色因组成、细度不同变

化很大。宜选用与水泥颜色近似的粉煤灰。优质的粉煤

灰需水量小，对于改善混凝土的和易性、减少水泥用量、

提高混凝土密实性有良好的作用，我站选用天津华鹏Ⅰ

级粉煤灰，根据我站长期使用的经验，华鹏Ⅰ级粉煤灰

质量稳定，品质指标符合要求。为保证粉煤灰的各项指

标基本一致，我站将指定一个粉煤灰仓用于贵工程的清

水混凝土生产。 表 1 天津华鹏Ⅰ级粉煤灰质量指标

试验依据 细度45

μm

需水

量%

烧失

量% SO3%

含水

量%

GB1596-91 8.5 94 2.29 0.25 0.02

2.1.3 高效减水剂

除常规质量要求外，减水剂的减水率应在 20 %以

上，坍落度经时损失控制在 2h 无损失。一般情况下为

改善混凝土的和易性，外加剂厂家在生产减水剂时要加

极少量的引气剂，虽然引气组分很少，但还是会使混凝

土含气量增加，导致外观气泡增多。这对清水混凝土来

说是非常不利的，因此需采用在减水剂加消泡剂的方法

消除混凝土表面的气泡。消泡剂为表面活性剂，其作用

是降低液相的表面张力，使润湿角减小。当润湿角减小

到一定程度时，气泡即脱离固体表面的吸附而逸出或破

灭。液体的表面张力取决于消泡剂的掺量，又决定了润

湿角的大小，所以表现为消泡剂存在一个最佳值，通过

试验可以确定消泡剂的最佳掺量。消泡剂应在外加剂厂

家添加好，使之均匀稳定。

我站使用的外加剂为北京国仁兴业科技发展有限

公司生产的高效减水剂，生产清水混凝土时将使用经过

厂家调整的专用减水剂。

2.1.4 选用优质骨料

骨料的质量对于清水混凝土来说也是至关重要的，

如果不能精选，所采取的措施就不会取得应有的效果。

粗骨料优选粒径为 5-20mm的连续粒级的碎石，含

泥量小于 1%、泥块含量小于 1%、针片状颗粒小于 3%。

颜色均匀一致。

细骨料选用中砂，细度模数在 2.6 左右，含泥量小

于 3%，泥块含量小于 1%，级配良好，颜色均匀一致。

2.2 配合比的确定

针对贵工程的情况，在设计配比时既要满足混凝土

设计强度，又要保证混凝土的外观质量为原则。通过进

行大量试配，并根据以往混凝土生产施工的经验，经过

周密细致的试验研究，提出最优方案，确定混凝土的施

工配合比。

混凝土生产过程控制：延长搅拌时间，混凝土在

1.5-2 小时内浇筑完毕，调度合理调配车辆，坍落度控

制在 160-180mm。现场禁止做任何调整。在强度满足

设计要求的同时，降低水灰比，降低混凝土粘度，改善

混凝土粘稠性，可以提高混凝土结构面层的质量。

在混凝土浇筑过程中加强浇筑振捣措施控制，为使

混凝土内部气泡能及时排出，混凝土浇筑分层厚度宜为

300-500mm；避免混凝土漏振或欠振，导致产生的气泡

驻留在混凝土表面。加强模板和脱模剂的控制，优先选

用树脂压制的竹、木模板或全钢大模板，保证模板表面

清洁，平整，无外观缺陷。优先选用水质脱模剂。

我站以往生产的清水混凝土工程，强度合格率为

100%，混凝土外观质量良好，混凝土表面未出现蜂窝、

麻面、砂带色泽均匀光滑，自然光下无明显色差与瑕疵。

3 混凝土生产组织

3.1 签订合同

经营科在与施工方签订合同前，应明确施工单位对

混凝土浇注的要求，包括供应时间、供应方量、浇注完

成时间、技术质量要求及其他特殊要求。组织站内相关

部门进行合同评审，做好生产前的准备工作。

3.2 材料科应

混凝土技术 Concrete Technology

·20·

材料科应与各原材料供货方签定质量保证合同，确

保生产时原材料的供应，保证原材料的质量、颜色与试

验室所确定的样品一致。生产清水混凝土的原材料与普

通混凝土的分仓存放，做好标识。尽量多存厂家同一批

次水泥、粉煤灰等材料。

3.3 混凝土生产

3.3.1 生产前准备

生产科在生产前应对所有车辆、泵进行检查、保养，

使之保证连续工作。生产前必须对搅拌主机等设备进行

校核，进行全方位的检查、维护保养，保证计量准确及

各项机械设备的连续运转。制定生产过程中出现突发情

况的应急方案，包括车辆、泵、搅拌机出现故障的应急

措施。操作室在生产清水混凝土之前做好腾仓清理工

作，在砂石仓清理干净后，进清水混凝土专用材料，清

洗搅拌机后方可生产。

3.3.2 混凝土生产

（1）调度

现场调度提前到达施工现场，反馈现场情况，及时

调整发车间隔，保证工地连续浇注，且不压车过多。站

内调度要保证混凝土技术资料必须随第一车混凝土到

达施工现场。为保证混凝土连续浇注，避免出现施工冷

缝，现场必须有足够的运输车辆。

（2）质量控制

试验室根据生产任务单开具配合比，准确无误地提

供技术资料。安排技术人员值班，每天对砂石等原材料

进行监控，尤其是砂石含水率的变化，安排专人检测砂

石含水率，每工作班不得少于 4次。质检员在调整混凝

土施工配合比时应充分考虑坍落度经时损失，对每车出

厂混凝土坍落度进行目测，在没有特殊要求的情况下，

保证混凝土浇注时坍落度控制在 180±20 mm，混凝土

不得出现泌水、离析等质量问题。对生产过程中的质量

情况进行跟踪，保证浇注过程中有技术人员解决现场出

现质量的问题。

（3）车辆管理

为避免混凝土在浇注过程中出现质量波动，要求司

机在交接班后，接第一车混凝土前，倒转运输罐，倒净

刷车水。接混凝土后不得冲车，到工地放完混凝土后，

可对溜槽进行冲洗，但不得将水冲入搅拌罐，在混凝土

浇注完毕前不得刷车。

4 混凝土供应服务保证措施

4.1 设备能力

（1）我站现有罐车 60 部，并与周边站及租赁单位

有很好的业务往来，能够保证混凝土 24 小时连续供应。

（2）我站现有汽车泵三部，地泵 10 部。

（3）我站现有两台套 3 m3混凝土搅拌机，年产量

可达 50 万 m3。我站还租赁经营肖村搅拌站站，有两台

套 2 m3混凝土搅拌机，年产量可达 25 万 m3。

4.2 服务保证

（1）保证混凝土满足施工技术质量要求，产品合

格率为 100%。

（2）现场服务管理到位，对工地反映的问题及时

解决处理。

（3） 保证生产能力和运输能力满足现场顺利浇

注，保证大方量混凝土的连续供应。

（4）售后服务保证，由主任工程师和生产经营站

长组织对混凝土质量和服务进行定期回访，及时解决工

地提出的问题。

（5）混凝土技术资料保证随第一车混凝土送到施

工现场，符合 DBJ01-51-2003《建筑工程资料管理规

程》，并满足长城杯验收标准。

5 清水混凝土施工

5.1 模板及脱模剂的选择

为满足墙体的外观要求，保证其混凝土表面平整光

滑，外观棱角分明，美观规矩。模板的选择是保证清水

混凝土外观质量的关键因素之一，模板的选择和设计上

非常重要，应精心设计，精心加工，应采用精密度、光

洁度高的模板。

可以考虑采用胶合板或木模板，实践证明这是消除

混凝土表面的气孔和蜂窝麻面一种行之有效的方法，木

模板有利于气泡的逸出或破灭。注意保持模板清洁，每

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·21·

生产技术

次脱模后要及时清理模板，清除表面灰浆。涂刷脱模剂

后，不使用时应用塑料布覆盖，以免造成模板污染。

脱模剂的选用应保持稳定的货源，质量持续稳定。

目前脱膜剂的种类很多，国内常用的脱模剂有油质脱膜

剂、水质脱模剂。建议使用水质脱膜剂，水质脱膜剂因

粘度低，气泡的逸出阻力小，效果优于油质脱膜剂。如

果选用油质脱模剂宜选用优质机油，同时应用刷布涂抹

均匀即可，避免过多涂刷油质脱模剂，污染混凝土面层。

施工方在施工前应对模板、脱模剂的选用制定详细

的方案。

5.2 混凝土浇注

混凝土运输到现场后应尽快浇注，混凝土从搅拌机

出料到施工现场，宜在 1.0h 内卸料，当最高气温低于

25℃时，可延长半小时。施工人员应记录混凝土到达时

间、浇注时间、浇注完成时间，保持记录以保证每次浇

注时间控制一致。为确保工程质量，当混凝土坍落度不

能满足或不符和施工要求时请立即与搅拌站生产调度

联系，令罐车司机返回站内，由搅拌站技术人员按规定

对施工配比进行调整，严禁现场加水。

夏季炎热条件下浇注混凝土时，在浇注前应对模

板、钢筋以及即将浇注地点的旧混凝土进行洒水冷却并

使之吸足水分。在浇注过程中，新老混凝土浇捣时间间

隔要短，例如浇注混凝土墙时，应减少每一层段尺寸，

以缩短两个层段的浇捣间隔。热天混凝土塌落度损失

快，因此浇注和振捣混凝土要迅速。

严格控制每次混凝土的浇注量，每层浇注高度应控

制在 50cm 以内。增加振捣频率，适当延长振捣时间。

宜采用高频振捣器，避免漏振和过振，振捣时间控制在

30s 左右。混凝土在振捣时快插慢拔，在下层混凝土浇

筑振捣完，及时浇筑振捣上一层混凝土，在振捣上一层

时，插入下层 10cm 左右，以消除两层之间的接缝。在

混凝土浇注后 30 分钟开始二次振捣，以利于气泡的充

分溢出。

在浇筑完毕后的二次压面非常关键。为防止混凝土

表面裂缝，除尽早养护外，应适时抹面，抹面应掌握好

时间。应在混凝土初凝（混凝土失去流动性即表面收水，

用手轻按无手印时）后，终凝前，进行第一遍抹面。第

二遍抹面时应注意表面裂缝，如出现表面裂缝，应用木

抹子在裂缝处拍打，使混凝土裂缝愈合。

对于清水混凝土板，我们建议二次抹面后，再用木

抹子对混凝土表面进行压光处理。如果在板的表面使用

模板，反而容易出现较大的气泡，影响外观。

图 1 嘉裕苑 C60 混凝土浇注中

5.3 混凝土养护

混凝土浇注后应采取有效的养护方式进行养护，养

护是获得优质混凝土的关键工艺之一，是保证混凝土强

度发展和控制裂缝的有效手段。混凝土应在浇注完毕

后，根据施工经验确定混凝土拆模时间，避免由于过早

拆模造成粘模或棱角破坏。为尽早对混凝土进行湿养，

可在混凝土有一定强度松动模板后，从顶部设置水管喷

淋，拆模后用干净的塑料布紧贴墙体覆盖，其敞露的全

部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水。养护

时间不少于 14 天，要注意水温与混凝土温度之差不超

过 20℃。

清水混凝土是一项综合的施工技术，质量要求高。

混凝土从原材料进厂、生产组织到浇注养护要有统一的

质量和过程控制，需要制定切实可行且详细的施工方

案。在整个施工过程中严格控制每一道工序，加强全过

程的质量管理，严格要求操作人员执行施工方案，保证

清水混凝土的最终质量。

6 裂缝控制措施

6.1 薄板裂缝控制措施

在板、墙等表面系数大的结构中易出现沉陷裂缝，

产生的主要原因是混凝土坍落度过大。这是因为混凝土

混凝土技术 Concrete Technology

·22·

沉陷时受到钢筋等抑制或模板移动或基础沉陷或浇注

不平沉陷所致。这种裂缝约在混凝土浇注后 1-2 小时左

右，当混凝土表面消失水光时立即产生。

一般控制方法：在满足泵送和浇注需要时，应尽可

能减小坍落度；出现裂缝时，可在混凝土浇注 2h 后沉

陷终止时，将裂缝附近的混凝土表面重新抹光，能使裂

缝愈合。

另外就是加强混凝土的养护。混凝土养护是整个混

凝土施工过程中不可缺少的一个重要环节。忽视对混凝

土的养护，即会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过

程中失水得不到及时的补偿产生裂缝。尤其在高温状态

下，更应经常浇水使其处于湿润状态，增加覆盖保护措

施，有效地抑制裂缝的产生。

做好大气温度观测检查工作，尽量避开高温天气浇

筑薄板。混凝土在暑期、雨季养护，由于天气炎热、太

阳照射强等因素，混凝土在浇筑后应立即在其表面覆盖

塑料薄膜等，在不能覆盖的情况下，可在表面喷水防止

干燥，使其保持湿润状态。养护时要防止温度巨变，避

免暴晒、风吹和暴雨浇淋，在气温变化较大的夜晚，最

好用保温材料加以保暖。采取相应的预防措施，有效的

减少混凝土裂缝。

搅拌站质检员在调整混凝土施工配合比时应充分

考虑坍落度经时损失，对每车出厂混凝土坍落度进行目

测，保证混凝土浇注时坍落度控制在施工要求的范围

内，混凝土不得出现泌水、离析等质量问题。对生产过

程中的质量情况进行跟踪，保证浇注过程中有技术人员

解决现场出现质量的问题。

施工前施工单位应做好施工准备和人员安排，混凝

土浇筑施工时合理安排操作人员，保证流水作业的顺利

完成。现场人员及时与我站调度沟通，根据现场混凝土

施工状况确定发车频率。力求混凝土从出站到浇筑在最

短的时间内完成，尽量减少混凝土在现场的等待时间，

减少混凝土坍落度损失。

施工时，现场指挥与搅拌站现场调度、现场质检密

切联系，有特殊情况要及时沟通，随时解决。混凝土为

了确保工程质量，严禁以任何理由在混凝土里加水，当

混凝土和易性不能满足现场施工要求时，施工单位通知

搅拌站技术人员。技术人员根据实际情况进行现场处理

或退回处理。

6.2 高强度等级大体积混凝土及核心筒裂缝控制措施

高强度等级 C60、C50 混凝土水灰比低，水泥用量

较大，早期强度发展快，混凝土内部温升也较大，尤其

是体积厚大的结构。高强大体积混凝土施工的最大难点

就是如何控制混凝土有害裂缝的发生。

大体积混凝土释放的水化热，会产生较大的温度变

化和收缩作用，由此而产生的温度和收缩应力，是导致

混凝土出现裂缝的主要因素。对于高强大体积混凝土来

说，首先要控制的就是混凝土浇注后混凝土内部的温度

应力，防止产生有害的深层、贯穿性裂缝。因此为降低

水化热，应尽可能减少水泥用量。使用矿物掺合料，这

样既能降低水泥水化热带来的温升，又能保证混凝土有

足够的后期强度。

有资料表明，每方混凝土中的水泥用量减少 10kg，

混凝土内部温度可降低 1℃。减少水泥用量可以减少总

的水化放热量，也就可以降低混凝土内部的最高温度。

大针对贵工程高强大体积混凝土的技术难点，技术准备

和试验工作的原则是：既要保证设计强度，又要大幅度

降低水化热，降低混凝土浇注温度及内部温升，最终控

制混凝土裂缝，使混凝土具有高性能。我们提出混凝土

生产的技术方案是：

（1）在保证混凝土设计强度的情况下，尽量降低单

位水泥用量。因此考虑采用双掺法即掺加Ⅰ级粉煤灰和矿

粉来降低水泥用量，矿物掺合料以1：1等量取代30%或

50%的水泥，降低水化热，利用混凝土的后期强度。

（2）使用高效超缓凝减水剂，降低水灰比，保证混

凝土的流动性、可泵性。适当延长混凝土凝结时间，有利

于施工操作，能使水泥的水化热释放速度减慢，使混凝土

内部温升有所降低，同时降低了混凝土的内外温差。

（3）选用优质骨料，骨料的质量对于高强混凝土

来说至关重要，如果不能精选，所采取的措施就不会取

得应有的效果。粗骨料选用含泥量低的连续粒级，粒径

不宜大于 25mm。细骨料选用含泥量低的中粗砂，其细

度模数在 2.6 以上。

（4）如果高温季节浇注，原材料及混凝土温度较

高，温度越高，水泥的水化速度越快。降低混凝土初始

温度，从混凝土的组成来看，降低骨料温度应当是最有

效的方法，但考虑到从生产工艺和含水率控制上难度较

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·23·

生产技术

大，可操作性差。可以考虑使用冰块冷却拌合水，通过

降低拌合水温度，达到降低混凝土温度的目的。水温每

降低 4℃，可使混凝土降低 1℃。

我站在北京嘉裕苑工程 C60 大体积首层转换层混

凝土浇注过程中，使用冰水降低混凝土初始温度，非常

好地控制了混凝土的内部温升，结构在拆除模板后未出

现可见裂缝。

高强大体积混凝土养护至关重要，混凝土强度增长

与养护条件密切相关，在嘉裕苑工程混凝土施工中，我

们采取三种不同的养护方式，即标准养护、同条件养护、

温度匹配养护，对混凝土强度进行检测。通常情况下我

们以标准养护，即在 20±2℃，相对湿度大于 95%的标

养室中养护或与现场构件所在位置的自然环境中同条

件养护试件来评价混凝土的强度。但混凝土在结构中所

处的环境温度与标养室和外部环境相差很大，为了研究

混凝土在结构温度条件下的强度发展规律，了解混凝土

结构内部温度对混凝土强度发展的影响，在该工程中我

们同时采用了温度匹配养护。利用混凝土养护箱的温度

控制器，调节养护水温度与施工现场所测混凝土结构内

部温度一致。

从混凝土抗压强度试验结果可以看出混凝土在结

构内部较高温度条件下，强度发展比标准养护或同条件

养护下要快的多，并很快达到设计强度。但后期增长缓

慢，或停止增长。混凝土在结构内部强度的发展规律与

标准或同条件养护时是不一样的，应该说温度匹配养护

更能直观地反映结构中混凝土强度的发展规律。 A座转换层测温点A9混凝土温升

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 15 34 54 80 108 131 155 180 204 228 252 276 301 325 336

龄期（h）

温度

、温差

（℃

）

0.25m

0.75m

1.25m

1.75m

2.25m

砼内最大温差(℃)

砼表与蓄水温差(℃)

图 2 嘉裕苑 C60 大体积转换层混凝土温度曲线

C座转换层测温点C2混凝土温升

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 30 55 88 114 139 164 188 212 207

龄期（h）

温度、温差（℃

）

0.25m

0.75m

1.25m

1.75m

2.25m

砼内最大温差(℃)

砼表与蓄水温差(℃)

图 3 嘉裕苑 C60 大体积转换层混凝土温度曲线

信息速读：

拉美：2012 年第二季度水泥需求上升

最新数据表明，今年第二季度拉丁美洲各主要经济体的水泥消费量极大地反映了这些国家当前的经济周

期。秘鲁、玻利维亚和智利等国在整体经济增长的背景下显示出它们的活力。

秘鲁 2012 年第二季度水泥需求量为 223.5 万吨，同比增长 18.3%。2012 年，该国经济增长率预计将达 5.9%，

是拉美地区增长最快的经济体。

同期，玻利维亚和智利的水泥需求量也录得强劲的增长幅度，分别为 8.7%和 8.4%。巴西的市场拓展使得

其水泥需求增幅达 4.5%，而哥伦比亚（5.8%）和厄瓜多尔（5.1%）则在积极变化方面超越了巴西。墨西哥水

泥需求量第二季度同比增长 2.6%。

另一方面，阿根廷水泥市场萎缩 11.8%，反映了该国疲软的经济周期和较低水平的基础建设投资。

混凝土技术 Concrete Technology

·24·

作者简介：许桂霞，1978 年生，女，河北锐驰预拌混凝土有限公司技术负责人。

单位地址：河北锐驰预拌混凝土有限公司（石家庄市东二环与南二环交叉口东行 200 米路北）

浅谈混凝土外加剂与水泥适应性的影响因素及解决方法 许桂霞

（河北锐驰预拌混凝土有限公司，河北 054500）

摘 要：随着预拌混凝土的技术发展和外加剂的广泛应用，在实际生产中外加剂与水泥的适应性问题日益突出，本文通过总结

实际使用过程中经常出现的问题及常用的解决方法进行适应性问题的阐述，并简要分析其影响因素。

关键词：预拌混凝土；外加剂；适应性

Preliminary discussion on the influencing factors and solutions of the adaptability of concrete admixture and cement

XU Guixia

（Hebei Ruichi ready-mixed concrete Company Limited Hebei 054500）

Abstract：With technology development of ready-mixed concrete and wide application of admixture，the problem of the adaptability of

admixture and cement is increasingly outstanding in practical production，this paper carries on elaborate to the problem of the adaptability

by summarizing the problems which were appeared frequently in practical use and common solutions and briefly analyzes the influencing

factors of the adaptability.

Key Words：Ready-mixed concrete；Admixture；Adaptability

0 前言

近些年来随着我国预拌（商品）混凝土的发展，混

凝土外加剂技术也发展迅速，由于混凝土外加剂品种繁

多，性能各异，更由于工程特性和工程环境的各不相同，

加上不同地区、不同工程采用的材料千差万别，如果外

加剂应用不当就会出现不同程度的技术事故或工程质

量问题。

减水剂是阴离子表面活性剂，吸附到水泥颗粒表

面，使水泥颗粒本身带相同电位的负电荷吸附水离子形

成水膜，带有相同电位电荷互相排斥，释放絮凝体中被

包裹的水分子，同时使水泥浆体形成一种很稳定的悬浮

状态。当按照混凝土外加剂应用技术规范检验某种外加

剂，各项指标符合标准要求后与质量合格的水泥配制混

凝土，若能产生应有的效果（减水率、和易性、保水性、

坍落度及坍落度损失），就认为该外加剂与水泥是适应

的，若不能产生应有的效果，则该外加剂与水泥不适应。

外加剂的应用绝不同于水泥、集料等其它材料，必

须通过外加剂的自身检验、水泥适应性试验、砂浆试验、

混凝土试验等才能了解该外加剂的性能，将外加剂应用

于混凝土工程必须合理选择外加剂的品种、确定其掺

量、掺加方法，并检测其对水泥的适应性和水泥对混凝

土的效能，以及混凝土性的影响。外加剂的应用是一个

混凝土材料科学技术问题，而且外加剂与水泥的适应性

直接影响着混凝土的性能和工程质量，因此外加剂与水

泥的适应性成为当前急需研究和解决的问题。

1 影响混凝土外加剂与水泥适应性的主要因素

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·25·

生产技术

1.1 水泥熟料中组分的影响

水泥熟料中的组分含量对外加剂有吸附作用，直接

影响外加剂对水泥颗粒起到表面活性的作用和效果

（C3A>C4AF>C3S>C2S）。尤是 C3A 含量在 10%左右时的

水泥比 C3A 含量 5%左右的水泥其混凝土坍落度损失高

出 30%，扩展度也损失很多。

1.2 水泥含碱量的影响

水泥中的碱含量对混凝土流动性有很大影响，随着

碱含量的增大，减水剂的效果越差。

1.3 石膏形态、细度、用量及研磨温度的影响

做水泥的调凝剂有二水石膏（CaSO4·2H2O），半水

石膏（CaSO4·1/2H2O），和硬石膏（CaSO4），如果木钙、

糖钙遇到硬石膏后，混凝土初凝为速凝，终凝时间缩短。

当水泥熟料与二水石膏研磨时温度过高，使一部分二水

石膏脱水变成半水石膏，在拌制混凝土时与水泥适应性

差。

1.4 水泥细度的影响

水泥细度越细，比表面积就越大，水泥水化快，外

加剂达到饱和点的掺量就越高，如果掺量不足时会影响

混凝土的坍落度、流动性，坍落度经时损失大。

1.5 不同品种水泥的影响

当在水泥熟料中加入煤矸石做掺合料时，在拌制混

凝土时需水量及泌水率增大，坍落度经时损失大，工作

度降低，当在水泥熟料中加入的粉煤灰烧失量大时，水

泥的标准稠度用水量大，拌制混凝土时外加剂用量增大

且混凝土坍落度经时损失大。

1.6 外加剂品种、生产水平、工艺的影响

萘系高效减水剂主要有两种类型，高浓型和普通

型，高浓型高效减水剂在生产过程中采用沉淀、过虑或

冷却结晶等方法使 NaSO4含量降低在 5%以下，减水剂

纯度高，而普通型减水剂在生产过程中未采取措施，使

NaSO4含量高达 15%~25%，减水剂纯度低，与水泥的作

用效果差。水剂外加剂比粉剂的性能好（在相同的含量

条件下），因为固体是通过烘干制成的，在烘干过程中

容易产生胶化，降低使用性能。

2 新拌制混凝土最常见现象及解决方法

外加剂与水泥不适应，直接影响混凝土的物理性

能，降低混凝土施工性及强度，目前虽然尚未充分了解

外加剂与水泥以及硅酸盐水泥中的硫酸盐相是如何反

应的，但是本人在长期的工作实践中找出许多关于外加

剂与水泥适应性差的解决方法。

（1）施工中所用不同厂家、不同品种的水泥首先

做与外加剂的适应性检验，以其减水率、保水性、保塑

性、坍落度经时损失及凝结时间为主要检验指标，各项

指标均应符合施工时对混凝土性能的要求。

（2）新拌制的混凝土出现离析、泌水、咬铁板、

（抓底）水泥浆体烯，包裹不住石子，混凝土到达施工

现场后，坍落度经时损失并不大，但在泵送过程中泵压

大，当停止泵送超过 10 分钟后再起动时就堵塞泵管，

难以泵送。此现象有两种可能，一种是外加剂掺量过大，

减水率过高造成泌水现象影响混凝土的和易性。调整方

法是：降低外加剂掺量，适量提高砂率。第二种是外加

剂中的保塑剂掺量不足，造成混凝土保水性差、和易性

差，解决方法是：调整外加剂中的保塑剂掺量，并适量

调整引气剂，施工时调整外加剂掺量。

（3）某厂水泥，在拌制混凝土时，混凝土拌合物

流动性差，坍落度经时损失大，当提高减水率时，混凝

土拌合物初始出现离析、泌水，没有粘聚性、保水性差，

水泥浆体稀包裹不住石子，并且坍落度经时损失大。解

决方法：外加剂的减水率不能降低，调整保塑剂，并且

加适量增稠剂、保坍剂，经调整外加剂后在实际运用当

中效果很好。

（4）某厂水泥，在新拌制混凝土时出现粘、稠、

硬，难以搅拌，混凝土流动缓慢，但是混凝土的扩展度

大，混凝土泵送时泵压大，在施工时混凝土的延伸面积

大，因不好成型造成结构物中的混凝土不均匀，影响施

工操作及工程质量，解决办法：提高外加剂的减水率，

减少外加剂中的增稠成份，萘系高效减水剂与氨基复合

使用效果比较好。

（5）某厂水泥需水量大，在拌制混凝土时需要外

加剂量大并且混凝土经时坍落度损失大，原因分析主要

是由两种因素，第一种是水泥熟料中掺加的粉煤灰质量

混凝土技术 Concrete Technology

·26·

差，第二种是在烧结水泥生料过程中所用煤含煤矸石

多，煤燃烧不完全，使水泥熟料中含有超量的煤矸石，

煤矸石吸符外加剂，并对外加剂中的糖钙、木钙不适应。

调整方法，提高外加剂的减水率，根据水泥的凝结时间

调整保坍剂和缓凝剂掺量，（外加剂中不能含有木钙和

糖钙）当萘系与氨基复配时， 氨基的比例要大于萘系。

（6）新出厂的水泥应放置两天后再使用与外加剂

的适应性比较好，因为新出厂的水泥温度高，搅拌混凝

土时需水量大，混凝土出机温度高，尤其是夏季气温较

高，混凝土坍落度经时损失大。水泥熟料与二水石膏研

磨时温度过高，使一部分二水石膏脱水变成半水石膏，

当放置两天后有一部分半水石膏还原，所以水泥越新鲜

与外加剂的适应性越差。

（7）不同厂家、不同品种的水泥和外加剂，在使

用之前先作适应性试验，当出现异常凝结或早期混凝土

强度过低后期强度不足时不得使用。采用 C3A 和含碱量

低的水泥，C2S 含量较高的水泥与外加剂适应性好，混

凝土的坍落度经时损失较小且不易发生异常凝结。

（8）采用后掺法：当混凝土运至工地现场后发现

坍落度损失大，可由技术人员在工地现场掺加适量外加

剂对混凝土坍落度进行调整。

（9）在炎热夏季可以采用冰水掺合水降低拌合水

温度进行低温拌合，以减少因温度的原因而导致坍落度

损失。

3 结论

预拌混凝土新技术的不断发展， 外加剂就成为混

凝土中不可缺少的组分，同时也促进了外加剂的广泛应

用和技术提高， 外加剂与水泥的适应性好坏，直接影

响到混凝土性能优良与否，如果外加剂与水泥的适应性

差，在很大程度上为混凝土工程质量埋下隐患，所以在

选用外加剂时应先做与水泥的适应性试验，通过试验选

择与水泥适应性好且价廉的外加剂，以期达到改善混凝

土的施工性能、加快施工速度、保证混凝土质量和工程

质量为目的。

参考文献：

[1] 冯浩、朱清江编著《混凝土外加剂工程手册》中国

建筑工业出版社 1999年

信息速读：

丙烯酸市场供应面整体不足 货源继续走俏

国内丙烯酸装置整体开工不足，北方地区主要丙烯酸装置停产，南方地区丙烯酸厂家库存参差不一，出货

平稳，价格重心略有上移，主流报价在 15000-16500 元/吨。

国内丙烯酸市场供应面整体不足，但成交情况不一。其中华东丙烯酸市场货源继续紧俏，买家出价不断提

高，经销商库存低下，出货意向不强，价格大幅上涨。目前一级普酸市场主流价格在 16000-16200 元/吨，比

一周前上涨 1200 元/吨；精酸主流价格在 16800-17000 元/吨，；华南地区丙烯酸价高量缩，虽然供应仍然偏紧，

但缺乏主动性买盘，经销商出货放慢，价格逐渐回落，普酸桶装主流报价在 174000-17600 元/吨，比一周前上

跌 600-700 元/吨；华北地区丙烯酸市场货源存量较低，刺激终端买家存货增加，交易气氛较好，经销商出货

顺畅，一级普酸市场主流报价在 16000-16500 元/吨，比一周前上涨 1000 元/吨。

市场评述。由于丙烯酸装置整体负荷较低，厂家库存压力不大，因此报价稳健上调。不过，连续拉高的价

格对下游工厂的压力逐渐加大，部分地区成交气氛受到制约，价格随之回落。虽然货源紧张对市场价格具有支

撑，但当前买家心态谨慎加重，交易量的萎缩，将加大市场进一步上行的压力。

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·27·

生产技术

作者简介：孙立喜，男，（1978-）工程师，长期从事混凝土工程技术工作。邮箱 tj_sun78@163.com

高性能混凝土预制 T梁梁端纵向裂缝原因分析及防治 孙立喜，董进秋，李茂奇

（天津市市政工程研究院，天津 300074）

摘 要：本文从原材料、施工等多方面分析了某高速公路工程高性能混凝土预制 T梁生产过程中，距梁端 2米左右区域，产生

纵向裂缝的原因，并采取相应措施，最终避免了此类裂缝的产生。

关键词：高性能混凝土； 预制 T梁； 梁端裂缝； 防治措施

The Analysis and Preventive Measures of the Longitudinal Crack on the Beam End of the HPC Prefabricated T-beam

SUN Lixi，DONG Jinqiu，LI Maoqi

（Tianjin Municipal Engineering Research Institute Tianjin 300074）

Abstract：In this paper，we analyzed the reason of the longitudinal crack near about 2 meters away from the beam end of the

high-performance concrete prefabricated T-beam from the raw materials，construction，etc. For the cause of the cracks，we have taken

appropriate measures，and ultimately to avoid such cracks.

Key Words：High-performance concrete；Prefabricated T-beam；Crack on the beam end；Preventive measures

1 引言

高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、一定的经

济性等特点，因此得到了广泛的应用。与普通混凝土相

比，高性能混凝土坍落度大，同时不离析不泌水，具有

一定的粘聚性，这就要求混凝土的施工工艺要做相应的

调整，使施工工艺与混凝土的工作性相适应。否则，很

容易造成质量问题。河北省某高速公路采用高性能混凝

土预制 30 米混凝土 T梁。生产初期，预制的几片 T梁

在梁端一侧，距梁端 2米左右出现纵向贯通裂缝。本文

就该类裂缝产生的原因进行总结分析，并提出相应的防

治措施，希望能给今后类似工程提供参考。

2 T 梁生产工艺简介

T 梁长约 30 米，高 2 米，横隔板间距 7 米，采用

后张法预制。施工季节为夏季。浇筑工艺采用斜向分层，

一侧浇筑。混凝土采用高性能混凝土，坍落度控制在

160±20㎜。混凝土运输采用罐车运输。振捣工艺采用

附着式振捣器和振捣棒两种振捣工艺，浇筑马蹄处附近

时采用附着式振捣器振捣，浇筑腹板和横隔板时采用振

捣棒振捣。一次浇筑分层厚度约 30 ㎝。T 梁的养护采

用罩棚法定时喷淋养护，保持梁体一直处于湿润状态。

养护时间不少于 7天，一般 10 天左右。

混凝土设计配合比见表 1： 表 1 混凝土 T ㎏梁设计配合比（单位： /m3）

水泥 粉煤灰 矿渣粉 砂 石 水 高性能减水剂

380 50 50 690 1130 150 5.76

3 裂缝原因分析 T 梁拆模时腹板有水纹和少量气泡，腹板未发现裂

缝。养护结束后在距梁端 2 米左右处，发现长约 1m，

混凝土技术 Concrete Technology

·28·

宽 0.2㎜的纵向贯通裂缝，裂缝位置位于混凝土浇筑的

末端。如图 1所示。顶板有少量垂直于腹板方向的贯通

裂缝。如图 2所示。

裂缝

图 1 腹板裂缝

裂缝

图 2 顶板裂缝

T 梁混凝土裂缝产生的原因是多方面的，涉及到原

材料、配比、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等。因此，

要从以上几方面分析裂缝产生的原因，逐项排查，最终

确定影响裂缝产生的因素。

3.1 原材料

所用原材料都是经过国家级检测单位检测合格后，

才可以使用。砂石受地域限制，为当地原材，其中生产

用砂的细度模数为 2.3~2.5。由于砂的细度模数偏小，

设计配比转换成施工配比时未调整砂率，造成现场混凝

土虽然坍落度符合要求，但粘聚性增强。不利于施工和

混凝土气泡的排除。为了排除气泡，施工人员增加了振

捣时间，造成混凝土过振，同时出现离析状态。

3.2 混凝土现场坍落度控制

考虑到现在 T 梁设计的钢筋间距和波纹管位置以

及混凝土的施工工艺与设备，因此混凝土的坍落度设计

为 160±20㎜。坍落度增大便于施工，同时有利于提高

混凝土的密实性，但大坍落混凝土如果施工工艺控制不

当，容易造成离析现象。

3.3 混凝土运输

混凝土的运输采用罐车运输，罐车采用司机负责

制，为了保持罐车的干净，每运输一次混凝土，司机就

要用水冲洗罐的内部，但涮完后灌内的水无法完全排除

干净，造成混凝土在拌合站时状态良好，满足设计要求，

但到浇筑现场，坍落度增大，甚至出现离析泌水现象，

同时也增加了混凝土的波动。

3.4 施工工艺

该施工单位 T梁的浇筑工艺采用的是斜向分层。从

梁的一端开始，向另一端推进，在距终端 3米左右时，

在终端浇筑混凝土至浇筑完毕。这种工艺对于常规混凝

土比较适用，因为常规混凝土坍落度大，流动性差，斜

向分层时混凝土坡度大且易控制，混凝土的振捣与浇筑

也容易协调一致。如图 3中斜坡 1。但是，该工程采用

高性能混凝土，坍落度大，流动性好。采用斜向分层时

混凝土坡度小，流动距离远远大于常规混凝土，如图 3

中斜面 2对应位置。当按照常规混凝土浇筑到附着式振

捣器 2的位置时，混凝土按照斜坡 2已经流到振捣器 4

的位置，但是工人还只是开启 2 号振捣器，3 号、4 号

并未开启，这时远端混凝土高度已经超过马蹄处，3号

振捣器对应厚度甚至达到 1m。造成气泡难于排出，工

人为了保证外观质量，延长振捣时间，造成混凝土离析，

出现斜坡 3阴影所对应的水泥砂浆区域。当浇筑至梁终

端 3、4 米左右的位置时，从终端浇筑混凝土，梁端的

混凝土析出的砂浆汇集于图 4 所示的 2 区域。造成 2

区域砂浆集中，缺乏骨料。砂浆的收缩率远远大于混凝

土，而且由于局部水胶比大，也造成该区域强度等指标

低于正常区域。当梁浇筑完几天后，在 2区域容易出现

纵向收缩裂缝。如文章开始所描述的一样。

浇筑位置

附着式振捣器

图 3 T 梁浇筑示意图

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·29·

生产技术

浇筑位置

图 4 砂浆集中区域示意图

为了进一步分析原因，对开裂梁进行了现场取芯分

析。在裂缝处和未开裂处分别取芯样进行对比。如图 5

所示，腹板左侧为裂缝取芯处，右侧为未开裂正常区域

取芯处。裂缝处在裂缝下端取芯，芯样的骨料分布呈现

一种过渡分布，即芯样断面的上半部分基本不含骨料，

下半部分含有少量细骨料，基本无粗骨料。而在正常未

开裂处取的芯样粗细骨料分布均匀，与上述分析一致。

如图 6所示，左侧芯样是未开裂正常芯样，右侧芯样是

开裂处芯样。

图 5 取芯位置

图 6 芯样对比

4 防止措施

针对上面原因分析，从原材料、施工等方面采取相

应措施。主要措施包括：

4.1 原材料

砂子尽量选择细度模数在 2.6~3.2 之间的中粗砂，

降低混凝土的粘度，便于施工控制。如果没有符合要求

的中粗砂，要根据模数的变化及时调整砂率。砂子的含

泥量要严格控制在规范要求的范围以内。

4.2 混凝土现场坍落度控制

坍落度要控制在要求的范围内，严禁施工单位为了

方便施工随意增大坍落度。对于不符合要求的混凝土一

律退回，不得使用。

4.3 混凝土运输

在一片梁浇筑期间，严禁司机用水冲洗罐车内部。

避免由此造成的混凝土坍落度变化。一旦发现，该车混

凝土不能使用。

4.4 施工工艺

混凝土的浇筑工艺由斜向分层改为水平分层，通膛

浇筑。避免斜向分层造成的混凝土振捣与浇筑不协调问

题。严格控制分层厚度不大于 30 ㎝。振捣采取附着式

振捣器和振捣棒相互配合的方式。附着式振捣器一次振

捣时间为 30~40 秒，振捣棒振捣采用快插慢拔的方式，

至混凝土表面泛浆、无明显气泡排除为止。同时缩小振

捣间距。

4.5 混凝土养护

T 梁刚拆模的时候表面温度高，不能喷水养护，只

能覆膜养护，待混凝土表面温度降至与环境温度的温差

小于 15℃时，进行喷雾养护。以免由于温差过大造成

裂缝。

5 结论

经过上述措施的实施，在后续工程中预制的 T梁无

裂缝发生。这个问题的解决，也使我们更深刻的认识到，

混凝土工程是一个系统工程。出现质量问题，要从原材

料、配合比调整、施工、管理等多方面查找原因。混凝

土的质量问题往往是多方面原因叠加造成，这也要求我

们技术人员要具备更全面的专业知识，同时要多到现

场，了解生产过程中的细节，把理论和实践相结合，这

样才能更好的为工程服务。

混凝土技术 Concrete Technology

·30·

作者简介：张平，新疆乌鲁木齐雅山中路 18 号新疆西建科研检测有限责任公司

邮 编：830006

新疆地区预拌混凝土的施工质量控制 祖丽菲娅

（新疆西部建设股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830006）

摘 要：本文介绍了新疆地区预拌混凝土施工过程的中期以及后期质量控制的要素。预防和解决预拌混凝土施工控制、温度裂

缝问题是提高混凝土质量的重要环节。

关键词：预拌混凝土；施工；质量控制

The construction quality control of ready-mixed concrete in Xinjiang

ZU Li firyal

（Western Xinjiang Construction Company Limited Xinjiang Urumqi 830006）

Abstract：This paper introduces the elements of quality concrol of the middle and late of ready-mixed concrete construction process in

Xinjiang. Preventing and solving the problems of construction controlling and temperature crack of ready-mixed concrete are the important

links of improving concrete quality.

Key Words：Ready-mixed concrete；Construction；Quality control

0 前言

随着建筑业的发展，新疆地区商品混凝土的应用越

来越广泛，因此施工中商品混凝土的质量控制成了一个

新的话题。预拌混凝土内在质量的好坏对结构的安全影

响较大，因此必须对预拌混凝土的施工质量有足够的重

视。

商品混凝土的质量控制主要包括施工控制、裂缝控

制等几个方面。

1 施工控制

1.1 配合比的确定是保证混凝土质量的前提

确定预拌混凝土的配合比，实际就是根据设计的

混凝土强度等级和质量以及混凝土施工和易性等要求

合理确定水泥、砂、石子、水、外加剂的重量比。水泥

最好选用企业信誉好，产品质量高的大厂家生产的水

泥；砂最好选用细度模数大、含泥量较少的中粗砂；石

子作为混凝土的核心骨料，其强度必须合格，级配合理。

对于采取泵送方式的C30预拌混凝土其P42.5胶凝材料

用量一般不能小于 400 ㎏/m3，粉煤灰用量不应超过水

泥用量的 15%。

1.2 预拌混凝土的和易性是保证混凝土浇筑

质量的主要因素

混凝土成型是混凝土质量控制的主要环节，而和易

性是决定混凝土优劣的主要因素。因此要求在进行混凝

土配合比设计时，不但要满足强度要求，还要有良好的

和易性。对于采取泵送方式的预拌混凝土，其坍落度要

求一般不应小于 15㎝，也不宜大于 20㎝，因为坍落度

过小，混凝土泵送较困难，坍落度大于 20 ㎝，泵送时

又容易产生离析现象，混凝土泵送过程中，往往会造成

泵管堵塞。泵送混凝土坍落度最好控制在 15~20㎝，混

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·31·

施工技术

凝土可泵性最强，工效最快。

1.3 外加剂是保证预拌混凝土质量的有效措施

高效复合减水剂是混凝土最常用的一种外加剂，能

显著提高混凝土的流动性，减少水泥用量及用水量，混

凝土的粘聚性和保水性却很好，几乎不离析、不泌水，

易于运输、泵送。对于浇筑结构形状复杂，钢筋密集的

混凝土结构，可获得良好的成型质量。但混凝土对减水

剂掺量很敏感，掺量过大会使混凝土泌水性大增，影响

混凝土强度。因此，混凝土掺外加剂时，应严格按照实

验室出具的混凝土配合比和相应的外加剂使用说明书

规定的掺量添加，并且做好外加剂的计量工作。

1.4 浇筑振捣成型是预拌混凝土质量控制的

重要环节

预拌混凝土的质量取决于配合比的设计、原材料质

量、配料、搅拌、运输、浇筑、振捣成型、养护等整个

过程。而在这一系列环节中，浇筑振捣成型是最主要的

环节。因此混凝土工应严格按照“直上直下，快插慢拔，

插点均布，切勿漏振，上下抽动，层层扣搭，时间掌握

好，密实质量佳”的操作要点进行操作。一般插入式震

动棒如直径 10 长 40㎝的振动棒，其作用半径均为 125

×40=50㎝振捣混凝土时，振动棒最好插入下层混凝土

中 10 ㎝，因此浇筑混凝土柱时，每层混凝土投料厚度

不能大于 30 ㎝。振捣混凝土柱时最好支座标尺杆控制

混凝土的投料厚度，且标尺杆每标尺的长度应为 30㎝。

1.5 加强现场对混凝土的检测是预拌混凝土质量控制最终保障

预拌混凝土进入施工现场，施工单位应有专门技术

人员对商品混凝土进行检测，主要检测混凝土的坍落

度。对于坍落度过小或过大的预拌混凝土坚决退回厂家

重新搅拌。技术人员应按规定对不同强度等级使用于不

同部位的商品混凝土留取标准和同条件养护试块，以确

定商品混凝土的内在质量。

2 裂缝控制

预拌混凝土的裂缝是大家十分头疼的事情，混凝土

开裂将不同程度地降低结构的承载力和使用安全性，贯

穿裂缝对结构承载勒和抗震性的影响更不可忽视，导致

混凝土耐久性下降和缩短混凝土结构使用寿命的原因，

有碳化、冻融循环、化学侵蚀、碱骨料反应和钢筋锈蚀

等。这些破坏作用的发生，除了受混凝土材料本身的性

质和其所处环境因素控制外，混凝土结构体系是否发生

开裂是一项重要因素。

2.1 混凝土干缩裂缝

根据现有的施工水平，并结合工程实际，应采取以

下措施：（1）不得在混凝土运送到现场进行浇注前对其

随意加水。浇注前应用水浸湿地板和模板，并浸湿钢筋，

但不允许有明水存在。（2）注意抹面的时间和方法。抹

面应在表面泌水完全排除掉并且混凝土开始初凝时进

行，抹面是应用力抹压以闭合已生产的微型纹和泌水

孔。（3）在抹面后立即用湿麻袋或塑料薄膜对混凝土表

面进行覆盖养护。（4）对混凝土表面间歇性地喷洒养护

水，防止表面水分过分蒸发。

2.2 温度裂缝

防止温度裂缝的产生应采取如下措施：（1）在水泥

采用上应考虑选择粉煤灰水泥 、矿渣水泥、火山灰水

泥，对于体积比较大的结构，应优先选用中低热水泥。

（2）通过减小混凝土坍落度，掺合减水剂等措施降低

单位立方混凝土的水泥用量。（3）掺加一定量活性掺合

料（如粉煤灰、矿渣粉等）。活性掺合料对水泥的替代

率越大，降低混凝土温升的效果越好。（4）掌握好浇注

混凝土的时间，尤其在春、秋季节，昼夜温差较大，选

择合适的浇注时间对预防温度裂缝有一定帮助。（5）做

好测温工作，并及时对混凝土实施保温，混凝土浇注后

除了对混凝土表面进行覆盖，还应及时进行测温跟踪，

以掌握混凝土内外温差情况。若发现混凝土内外温差超

过 25℃，应立即采取其他保温措施，如增加一层草包

等。此外，应防止因忽降暴雨或大雪，导致混凝土表面

温度急剧下降。

2.3 沉降裂缝

混凝土配合比设计时应考虑：（1）尽量减少混凝土

的用水量和水泥用量。（2）混凝土坍落度不宜太大。（3）

采取措施加快混凝土的凝结硬化速度，混凝土在浇注过

程中应注意：①对于连体结构不宜将两部分一块进行浇

注。②如果必须对连体结构一次性浇注的话，应选择用

水量少，坍落度小和保水性、粘聚性均十分优良的混凝

混凝土技术 Concrete Technology

·32·

土，也可采用分层浇注的方法，如分两层浇注混凝土，

中间间隔一段时间，以使前一层混凝土稠化一段时间，

再进行浇注。③进行整体浇注后，如果一段时间后出现

了沉降裂缝，可以通过初凝前进行二次振捣的方法将其

裂缝消除。

3 结论

综上所述，我们应从各个方面控制混凝土质量，以

确保整个工程质量，以保证企业信誉和发展，预防和解

决预拌混凝土施工控制、温度裂缝问题是提高混凝土质

量的重要环节。

信息速读：

水泥价格继续上涨

水泥价格继续保持上涨的势头，上周全国高标水泥（P.O42.5）市场价格小幅上涨 1.7%至 340 元/吨。全国

磨机开工率上升 0.1%至 59.6%，水泥库容比下降 1.4%至 70.1%。分析认为，四季度在企业协同和盈利双重作

用下，部分地区价格依然具备持续上涨动力，原亏损水泥企业有望扭亏。不过，未来价格上涨仍需求支撑，而

基建项目对需求的刺激作用尚需时日。

华东地区仍具上涨动力

上周京津冀、长三角和珠三角地区水泥价格上调 10-50 元/吨不等。国庆期间，国内水泥市场需求有所下

降，但价格多以平稳为主。9月 26 日，在主导企业协同推动下，京津冀地区水泥价格上调 30-50 元/吨不等。

从实际执行情况来看，北京和石家庄地区已经开始执行，天津地区大多数企业仍维持原价。

华东及两广地区价格持续上涨。其中，华东地区除山东以外，其他省份价格均出现上涨，普遍上调 20 元/

吨，苏南地区上调 40 元/吨。两广地区水泥价格继续上涨，不同地区上涨 20-30 元/吨，价格持续上涨主要是由

于熟料供应紧张。

全国水泥价格近期持续回升，尤其是自去年 7月开始水泥价格持续下跌的华东地区，在当地主导企业的带

动下逐步回升。申银万国预计，四季度在企业协同和盈利双重作用下，华东、两广地区价格依然具备持续上涨

动力。而随着企业提价执行到位，原亏损企业将会实现由亏转盈。

不过，国信证券指出，由于此次价格上涨的动力主要来自于水泥需求的旺季回暖和主导企业的协同限产，

所以，供过于求的局面没有得到实质性改善，价格回升的空间将会受到过剩产能的压制，2010 年下半年水泥

价格暴涨的局面难以再现。未来水泥价格的大幅上升仍需等待需求和供给端的共同作用带动。

值得注意的是，此前在发改委集中审批城市轨道和公路等基建项目以及四川推出 3.67 万亿建设项目的刺

激下，水泥股强势上涨。不过分析认为，未来仍需行业基本面的改善支持，需等待需求回暖。如果前期政府公

布的一系列利好政策能够得到落实，水泥需求有望今年底或明年初回暖，行业盈利将环比改善。

基建刺激不明显

根据莫尼塔调研，华东地区月中价格上调后销售受到较大影响，现已回调，总体需求的小幅增加还不足以

消化过剩的产能，价格上调受阻。西北地区价格上调的预期较低。从调研对象反馈来看，总体需求并未实质性

改善，价格能否持续还有待 10 月份进一步观察。

莫尼塔调研显示，基建项目需求依旧偏软。大部分调研对象表示尚未看到基建类项目新开工的增加，资金

不到位的现象并未好转。部分调研对象反映华南地区公路和水利的建设有所好转；山西高速公路的建设对高标

号水泥有一定的拉动作用；陕西新增一些高速公路项目但仍处于招标阶段，调研对象反映实质性拉动作用至少

明年才会有所体现。

调研结果还显示，水泥厂商对十月份的销售信心季节性提升，仅有 25%的调研对象认为 10 月份旺季会有

好转。

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·33·

施工技术

作者简介：毋慧玲：女，1975 年 3 月 15 日出生 ，河南.焦作人

1996 年毕业于河南理工大学，现在金江建设实业（河南）有限公司从事技术管理工作

商品混凝土裂缝的原因分析及防治措施研究 毋慧玲，王红卫

（金江建设实业（河南）有限公司，河南 焦作 454000）

摘 要：随着城市建设规模的不断扩大，特别是高层建筑的不断增多，商品混凝土以其技术先进、施工速度快及可连续作业等

特点，尤其是稳定、可靠、优良的质量倍受青睐。但商品混凝土在工程应用过程中亦出现一些质量问题。笔者对商品混凝土容

易出现裂缝的原因进行了分析，并提出了相应的防治措施。

关键词：商品混凝土；裂缝；原因分析；预控措施

The cause analysis and research of prevention measures of the crack of commercial concrete

WU Huiling，WANG Hongwei

（Jin Jiang construction Industrial（Henan）Limited company Henan Jiaozuo 454000）

Abstract：With the constant enlargement of the urban construction scale，especially the continuously increase of high-rise building，

commercial concrete is popular for its characteristics as advanced technology，quick construction speed and continuous operation，

especially for its stable，reliable and excellent quality. However，there are also some quality problems with commercial concrete in the

process of engineering application. The author carries on analysis of the reasons for commercial concrete emerges cracks easily and puts

forwoard corresponding prevention measures.

Key Words：Commercial concrete；Crack；Cause analysis；Pre-control measures

1 概述

由于商品混凝土自身的优势和特点，已基本取代现

场搅拌混凝土，商品混凝土越来越得到普及和发展，但

广泛使用的同时亦出现诸多问题，据笔者多年来的实践

观察，目前商品混凝土开裂问题比较普遍，尤其是商品

混凝土浇筑后，因没有进行及时覆盖保温养护引起失水

收缩而导致的开裂更为常见。虽然构件早期产生的裂缝

并不一定影响结构的承载力，但裂缝的存在会影响建筑

物的外观，并对结构的正常使用和耐久性等造成一定的

影响。混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程

中最常见的工程病害。

2 商品混凝土及早期裂缝的特点

商品混凝土粗骨料选用宜根据当地实际原材料情

况而定，在水灰比相同的情况下，卵石混凝土比碎石混

凝土流动性好，与管道摩擦阻力小。细骨料颗粒级配对

混凝土的流动性有很大影响，为提高混凝土的流动性和

防止离析，泵送商品混凝土中细骨料宜采用中砂，砂率

宜控制在 38%～45%之间，坍落度宜为 180mm 左右；

为了防止离析，泵送商品混凝土中胶凝材料用量不宜小

于 300kg/m3，在泵送商品混凝土中宜掺入适量的外加

剂。

早期裂缝是指其产生时间较早，一般在结构尚未

受力或尚未承受结构荷载的 1～5 天内发生，属于非荷

载裂缝；虽然早期裂缝并不一定影响结构的承载力，但

它的存在却严重影响建筑物的使用，是引起质量问题的

混凝土技术 Concrete Technology

·34·

主要原因，特别是在房地产走向市场经济的今天。综上

所述，商品混凝土在使用时与普通混凝土相比，存在着

水泥用量大、水灰比大、骨料粒径小、坍落度大等特点，

此特点是引起裂缝现象原因之一。

3 商品混凝土裂缝产生的原因分析

3.1 混凝土本身的影响

在大体积混凝土浇筑时，因水泥水化热过高，混凝

土在浇筑振捣以后，水泥水化过程中产生一定的热量，

水化热聚在结构内部不易散失，引起急剧升温。由于结

构物在一个自然散热环境中，实际混凝土内部的最高温

度多数发生在混凝土浇筑的最初 2～4 d。随着混凝土强

度的增长，混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，

以致产生很大的拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵

抗这种应力时，开始出现温度裂缝。

3.2 混凝土的收缩变形

混凝土的收缩，也是产生裂缝的重要原因。实际所

需拌合水比水泥水化所需的水要多得多。拌合水中只有

少部分水是水泥水化所必需的，其余的都要被蒸发掉。

多余水分蒸发后，混凝土内部产生微小孔洞，混凝土收

缩时在微小孔洞处产生应力集中，当收缩受到约束时，

则产生收缩应力，当收缩应力大于当时混凝土的抗拉应

力时，裂缝随之产生。

3.3 施工方面的因素

3.3.1 施工过程中出现违章施工、不当施工造成混凝土

裂缝

如夏季施工时由于运输车交通不畅耽搁时间，混凝

土的和易性和流动性较差，现场人为加水，造成混凝土

强度的降低，加水部分的混凝土水灰比及强度与原配合

比的混凝土不同，造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和收

缩裂缝。

3.3.2 振捣方式不当引起裂缝

不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮

浆而使混凝土面层开裂，或造成混凝土砂浆大量向低处

流淌，致使混凝土产生不均匀收缩，在结构厚薄交界处

出现裂缝。

3.3.3 现场养护不当造成混凝土失水收缩开裂

在施工现场浇筑混凝土时不能做到及时覆盖保温

养护，一般总要等到最后一遍抹光结束后才覆盖，有的

甚至不覆盖，结果导致混凝土表面严重失水而致开裂。

3.4 环境气候的因素

混凝土浇筑施工期间，外界气温的变化情况对防止

混凝土开裂亦有影响。外界气温越高，混凝土的浇筑温

度也越高。如果外界温度下降，会增加混凝土的降温幅

度，特别是在外界温度骤降时，会增加外层混凝土与内

部混凝土的温差，这时对混凝土抗裂极为不利。

4 商品混凝土裂缝的预防和控制措施研究

4.1 重视材料的选用

使用低水化热水泥如矿渣水泥等，能明显降低混凝

土的水化升温。伴随减小混凝土内表温差，起到减小温

度应力的作用，从而减少裂缝的产生。其次是优化混凝

土配合比，在保证混凝土强度及流动度条件下，尽量减

少水泥用量、降低混凝土绝热温升。

4.2 施工阶段的裂缝控制措施

4.2.1 控制浇灌温度

要降低混凝土的最高温度和温差，比较直接的措施

是降低浇筑温度。为了降低混凝土从搅拌机出料到卸

料、运输和浇灌振捣后的温度，减少结构的内外温差，

一般应根据季节采取措施。如夏季施工时，为减少混凝

土水份蒸发，在浇灌混凝土时，采用分层浇筑.循序推

进等措施来缩小混凝土暴露面积及加快浇灌速度，缩短

浇灌时间。待混凝土入模浇灌好以后，要用最快的速度

做好混凝土表面覆盖保温工作。采取此措施，可以保持

混凝土自身的养护水尽可能的少被散发，从而保证混凝

土自身有足够的养护用水。更关键的是：保温覆盖措施

可以使混凝土内部水化热达到峰值时，热量向表面、向

外界周围缓慢释放，拉长了降温时间，降低了降温幅度，

从而有效的降低了混凝土的内外温差。从根本上解决了

混凝土因内外温差过大而造成的温度裂缝，也有效阻止

了夏天因气温过高混凝土表面水份蒸发快而引起的混

凝土表面失水裂缝。该方法简单、方便、成本低、高效

能、可操作性强，是目前解决混凝土温度裂缝问题的有

效措施。在冬季施工时，同样也要保温浇灌、保温养护，

加强覆盖保温措施。一般可利用混凝土本身散发的水化

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·35·

施工技术

热自身养护，并要求在混凝土没有达到允许临界强度以

前防止冻害。根据有关试验资料，混凝土的早期强度达

到临界强度后，在零下温度作用下不会遭到冻害，小于

该临界强度时则会遭到冻害。

4.2.2 合理安排施工进度

对混凝土浇筑，应遵循“同时浇捣，分层堆累，循

序渐进”的成熟工艺。在每次浇筑中，又分几层，其层

间的间隔时间应尽量缩短，必须在上层混凝土初凝之

前，开始浇筑下层混凝土。层间最长的时间间隔不大于

混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝土的初凝

时间，层面应按施工缝处理：消除浇筑表面的浮浆，软

弱混凝土层及松动的石子，并均匀露出粗骨料；在上层

混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充

分湿润，但不得有水；浇筑前在接合面铺垫高比例混凝

土素浆。

4.2.3 改进搅拌工艺和振捣工艺

在搅拌混凝土时，改变以往的投料程序，采取先把

水、水泥和砂拌合后，再投放石子进行搅拌的新方法。

这种搅拌工艺被称为“裹砂法”。也可称为二次投料法。

这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象，混凝土上下层

强度差减少，可有效地防止水分向石子与水泥砂浆面的

集中，从而使硬化后的界面过渡层结构致密、粘结加强。

4.3 混凝土的养护

为了保证混凝土有适宜的硬化条件，混凝土终凝

后，对不易被塑料薄膜完全覆盖部位，可采用浇水保湿

养护。混凝土升温阶段如果因表面未能完全覆盖而出现

局部干燥时，可浇热水（40～50 ℃）湿润表面，防止

出现干燥裂缝。降温阶段可浇自来水养护，保温保湿养

护时间不少于 14 d。施工前再准备好养护用塑料薄膜和

再生棉毡，以便根据环境气温变化情况对混凝土保温保

湿措施适当调整。

5 结语

目前，商品混凝土很容易裂缝，裂缝原因是多方面

因素造成的。就笔者多年经验观察，商品混凝土裂缝不

乏有原材料、配合比等因素造成；更多见和普遍的是：

浇筑时随意往商品混凝土内加水，导致不同水胶比混凝

土同入一模，造成强度后患和容易出现裂缝；新鲜混凝

土浇筑后，未及时覆盖造成表面失水而产生裂缝；当我

们掌握住这些方法后，我们就可以掌握重点、有的放矢、

采取有效措施，来尽可能减少或避免混凝土裂缝现象；

真正找出商品混凝土裂缝的成因和掌握裂缝预控措施

是解决裂缝产生的关键，，使目前日趋扩大的商品混凝

土质量走向健康、稳定、可靠的发展之路。

信息速读：

日本触媒调查进展缓慢 16 万吨产能 1 年内难以复产

日本触媒事故调查进展缓慢，当前进入现场调查阶段，即使停业禁令解除，16 万吨产能 1 年内也难以复

产当地政府规定，要对爆炸事故有详细的调查结果后，触媒丙烯酸工厂方能复产。目前调查进展比较缓慢，爆

炸 20 天后，兵库县的县警开始进行现场查证工作，同一天姬路市消防局也单独进行现场调查。之后，危险物

品和特殊灾难领域的专家进入现场，调查爆炸发生的原因。据调查人员，因为现场还残留很多危险物质，检查

作业预计会花较长的时间。

日本触媒在兵库县的制造所一共有 2-7 号共计 6个机组设备生产丙烯酸。其中生产效率比较高的是 5、6、

7 号三个比较新的机组，合计能够成产 30 多万吨，这次事故对这三个机组的影响比较小。而 2、3、4 号损坏

比较严重，约 16 万吨产能，根据该社员工的说法，预计一年内将无法工作。也就是说，等有完备的调查结果

出来后，公司也有 16 万吨的产能是难以复产的，况且从目前的情况来看，事故调查进展非常缓慢。

鉴于日本触媒装臵短期难以复产，丙烯酸供应紧张的局面将会持续，预计后市依旧维持强势运行。

混凝土技术 Concrete Technology

·36·

作者简介：宫萍（1980-），女，新疆西部建设股份有限公司科研检测公司，工程师，主要从事混凝土新材料、新技术的研究

应用。

单位地址：新疆乌鲁木齐雅山中路 418 号 （830006）

E-mail：1254514343@qq.com

浅谈商品混凝土的质量问题及解决措施 宫 萍 1，郭富锦 2

（1.新疆西部建设股份有限公司，新疆 830006；2.中建新疆建工集团第二建筑公司，新疆 830014）

摘 要：商品混凝土实现了混凝土生产的专业化、商品化和社会化，具有能加快施工进度、减少环境污染、提高工程质量和节

约材料成本的优点。本文主要从商品混凝土企业生产的角度分析影响混凝土质量的因素并提出合理可行的建议及预防措施，希

望能促进商品混凝土技术的健康发展。

关键词：商品混凝土；质量问题；和易性；堵泵

Preliminary discussion on the quality problem and solving measures of commercial concrete

GONG Ping1，GUO Fujin2

（1.Xinjiang Western construction limited company，Xinjiang 830006；

2.The second construction company of Xinjiang Construction Engineering Group，CSCEC，Xinjiang 830014）

Abstract：Commercial concrete realized the specialization，commercialization and socialization of concrete production，which has the

advantages of being able to accelerate construction progress，reduce environmental pollution，improve engineering quality and save material

cost. Mainly from the perspective of the production of commercial concrete corporation，this paper analyses the factors which influence

concrete quality and puts forword reasonable and feasible suggestions and preventive measures，hopes to promote the healthy development

of commercial concrete technology.

Key Words：Commercial concrete；Quality problem；Workability；Pump plug

0 前言

商品混凝土是指由水泥、集料、水以及根据需要掺

入的外加剂和掺合料等组份按一定比例、在集中搅拌站

（厂）经计量、拌制后出售的，采用运输车在规定时间

内运至使用地点的混凝土拌合物。它实现了混凝土生产

的专业化、商品化和社会化，具有加快施工进度、减少

环境污染、提高工程质量和节约材料成本的优点。因此，

商品混凝土在城市建设中被广泛使用，产生了良好的社

会效益和经济效益。目前建筑市场上有些陈旧的观念，

影响到商品混凝土的发展及应用。在商品混凝土的应用

中，只强调商品混凝土公司应如何保证混凝土质量，当

然这也是必要的，而一旦出现混凝土质量问题，就归结

到混凝土生产单位，往往忽视了混凝土施工应用单位应

尽的责任和义务，以至造成供需双方许多不必要的矛盾

和误会。众所周知，商品混凝士不是最终成品，是半成

品；混凝土生产和应用单位都应遵循国家标准、规范进

行控制，才能确保混凝土质量。笔者根据近十年的工作

实践，总结了在商品混凝土生产和使用中存在的质量问

题进行探讨， 望引起业内人士的高度关注与重视，更

新观念，加强技术管理和质量控制，以利商品混凝土技

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·37·

施工技术

术健康发展。

1 混凝土和易性不良、经时损失大

1.1 选用外加剂品种、掺量与掺加方法不得当

混凝土外加剂具有掺量小、价格低、影响大的特点，

外加剂使用不当而造成的危害和经济损失远远大于其

本身价值。商品混凝土企业使用的大部分外加剂是复配

制成的水剂产品，在进行质量控制时，往往受检测手段

限制，仅能对其部分指标值（如比重、含固量、pH 值、

水泥净浆流动度等） 进行简单的检验验收。然而，复

配的外加剂组分较复杂，通常加入了不同化学成分的缓

凝剂、引气剂、早强剂、保塑剂等组分，对这些掺加的

组分，外加剂生产厂家往往不在说明书上说明，这样造

成使用上较难把握。同时，外加剂还存在与水泥相容性

的问题，通常外加剂说明书给出的技术指标值及质量检

验结果都是相对于基准水泥而言的，实际使用时这些数

据仅起参考作用。因此，为确保商品混凝土质量应从以

下几个方面加以控制：

1.1.1 外加剂的选取， 外加剂的选取不仅要考虑外加剂的品质、单价，更

重要的是应根据混凝土性能要求、施工条件和气候条

件，结合混凝土原材料、配合比等因素综合考虑，确定

选用外加剂品种，同时考查外加剂质量的稳定性及生产

厂的质量保证体系及售前、售后服务。外加剂进场验收

时，应认清标识，并向供货单位索要相关技术资料（厂

家资质、产品使用说明书、检验报告、出厂合格证等）。

1.1.2 外加剂的掺量 外加剂每批进货，均按国家相应标准送检并与所使

用的水泥进行适应性和坍落度经时损失试验，经过试验

确定其掺量，控制混凝土缓凝时间，以满足施工要求。

1.1.3 外加剂的存放 外加剂进场后应按不同供货单位、不同品种指定地

点分别存放，并应标识清楚。粉状外加剂应防止受潮结

块，如有结块，经性能检验合格后粉碎至全部通过

0.63mm 筛后方可使用。液体外加剂应放置在阴凉干燥

处，防止日晒、受冻、污染、进水或蒸发，如有异常现

象，经性能检验合格后方可使用。

1.1.4 外加剂的计量要准确 目前商品混凝土搅拌站在采用外加剂方面存在十

分严重的弊端。相当数量的搅拌站未设置电子的外加剂

添加计量装置，有的采用锹、勺、桶以近似的容积计量，

有的将一袋外加剂根据用量、人为地分成几次投放，很

难达到±2%的计量误差。在外加剂计量上做好外加剂添

加计量装置，要有专人负责。避免外加剂过量和少添加。

使得混凝土坍落度损失较大，经常发生泵不出去、堵管、

浇筑、振捣困难等现象，造成结构出现蜂窝麻面、露筋

等质量问题。

1.2 用水量计量不准，外界环境发生变化

1.2.1 用水量计量不准确 目前商品混凝土搅拌站的用水量计量大致有两种

方法：一是重量法，多数采用传感器式电子秤；二是流

量计法，多数采用流量法。也有采用秒表法的（单位时

间流量×时间=流量）。如果设备标定准确和经常标定，

用水量计量可以达到标准规定±2%的允许偏差要求。但

有的搅拌站生产厂家仅制造机械设备，计量的电器部分

和水流量部分由另外工厂协作配套。我们就看到某搅拌

站由于用水量计量的单位时间流量值给定不准确，造成

用水量无法准确计量的问题。实在没有办法，只好采用

试加水法来经常检验坍落度（水阀开门秒数），结果水

量计如同虚设。

1.2.2 环境因素影响 雨季施工砂石含水量不扣降或凭经验扣除。夏季施

工担心泵送和振捣有困难，向泵中随意加水。对混凝土

拌合物的和易性影响的因素有水量、水泥浆量、砂率、

粗细骨料级配和外加剂的种类与掺量等。用水量是决定

混凝土拌合物的重要因素。在给定的配合比下，水泥用

量不变，用水量一定，即水灰比不变，其强度和易性也

就一定了。但是由于上述一些原因，如雨季砂石含水量

凭经验来决定，搅拌时人为控制用量，这样造成水灰比

增大，不仅影响强度，还会随着流动性增大，造成混凝

土拌合物的粘聚性和保水性不良而产生分层、离析、损

害可泵性和可浇筑性。

解决混凝土拌合物和易性、可泵性、可浇筑性的办

法是严格控制用水量，正确选择外加剂的种类和掺量，

采用合理砂率，使用级配良好的砂石。

2 混凝土的强度不足

2.1 混凝土施工配制强度偏低

在混凝土施工中，由于原材料的影响，如水泥、粗

混凝土技术 Concrete Technology

·38·

细集料、混合材及外加剂的差异；施工条件的影响，如

砂石含水率波动，搅拌、运输、浇筑、成型密实、养护

条件和施工时气候（风、雨、雪、烈日）条件变化的影

响；试验条件，如取样方法，试件或成型和养护条件及

方法、以及试验设备与人员不同等条件的影响等，都会

造成混凝土质量的波动。施工中根据工程设计要求的混

凝土强度等级正确确定混凝土配制强度是保证混凝土

工程质量的前提题和重要手段。考虑实验室中商品混凝

土搅拌站与施工现场实际条件的差异和变化，混凝土的

配制强度应比设计强度提高一定数值，其提高值应与相

应的强度保证率相适应。按照《混凝土强度检验评定标

准》、《普通混凝土配合比设计规程》、《混凝土结构工程

施工及验收规范》规定，根据实际经验和几年来搅拌站

的试块的强度数据进行数理统计，合理地选用混凝土强

度标准差。

2.2 现场加水使水胶比过大造成失控

众所周知，在相同水泥强度和相同的材料及工艺条

件下，混凝土强度主要取决于水胶比，即混凝土强度随

着水胶比的增大而降低，其规律呈曲线关系，而混凝土

强度与水胶比呈直线关系，这就是水胶比定则。但是有

些工程技术人员，特别是一些混凝土工对于现场加水不

仅降低混凝土强度，严重破坏混凝土的耐久性的同时严

重损害施工性能（分层、离析、泌水、泵送困难，严重

时要堵管妨碍泵送）认识不足，总以为用水多混凝土稀、

坍落度大就便于搅拌、运输泵送、浇筑。殊不知对于低

水胶比每增加 0.05，强度就可能降低 5MPa 以上；问题

还不仅如此，已搅拌好的混凝土是水与水泥、水泥浆与

砂子、砂浆与石子之间相互包裹和填充的混合物结构，

向已搅拌好的混凝土中加水，在运输、泵送、浇筑和振

捣等施工过程中，会使混凝土加剧产生内外分层离析和

泌水，影响硬化后混凝土的强度和耐久性，更严重的问

题是使泵送、浇筑和振捣变得困难，造成混凝土结构胀

模、跑浆产生蜂窝、麻面、露筋等质量问题。

2.3 雨季施工砂石含水率不测定、不扣除

有关规定和标准均要求商品混凝土搅拌站在拌制

混凝土期间，宜采取措施保持砂石、骨料具有稳定的含

水率，每工作班至少测定一次含水率，遇有雨雪天应增

加测定次数，并应及时根据砂石含水率调整搅拌所用砂

用量和水的用量，使混凝土配合比、水灰比符合配合比

设计的规定，以保证满足混凝土的强度等级和施工和易

性的要求。但是目前许多混凝土搅拌均无自动测量砂石

含水率的仪器，有的甚至边测定含水率的设备也没有，

当然也就不进行含水率的测定了，稍好一些的搅拌站凭

经验确定砂石含水率和调整用水量，较差的搅拌站根本

不作调整。由于水胶比过大混凝土强度无法保证，严重

降低试块强度和结构强度。

2.4 粗骨料强度指标不测或偏低

粗骨料级配、有害物质含量、最大粒径、针片状含

量等均会对混凝土强度有一定的影响，但是粗骨料的强

度影响往往被人们所忽视。为了合理使用粗骨料，保证

混凝土质量，必须对混凝土所用的碎石或卵石的强度指

标加以测定和要求。众所周知，混凝土在承受荷载时，

粗骨料的应力有可能产生超过混凝土抗压强度的情况，

因此《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》规定：

碎石的强度可用岩石的压强度和压碎指标表示。岩石强

度应由生产单位控制。混凝土强度等级为 C60 以上时

进行强度检验，其它情况下如有怀疑或认为必要时也可

进行抗压强度检验。岩石的抗压强度与混凝土抗压强度

等级之比不应小于 1.2。

2.5 严格控制混凝土搅拌程序

首先确保计量准确，计量器具完好灵敏，定期检验，

当班校核。计量误差保证骨料不超过 3% ，水泥、水、

外加剂等不超过 2%。并且在生产过程中每一工作班不

少于一次测定骨料的含水率，及时根据含水率的变化对

配合比进行调整。混凝土搅拌质量的好坏以其匀质性来

判断，出机坍落度要在控制范围内，要求操作者对本工

序工作质量负责，发现异常情况，及时报告技术主管，

试验人员抽检把关，不合格绝不许出厂。

解决混凝土强度不足的办法是严格控制水胶比，严

格控制粗骨料的品质和混凝土搅拌程序，适当提高配置

强度。

3 在商品混凝土的泵送施工中堵管

3.1 操作不当容易造成堵管

3.1.1 操作人员精力不集中 输送泵操作人员在泵送施工中应精力集中，时刻注

意泵送压力表的读数，一旦发现压力表读数突然增大，

应立即反泵 2-3 个行程，再正泵，堵管即可排除。若已

经进行了反泵（正泵几个操作循环，仍未排除堵管，应

及时拆管清洗，否则将使堵管更加严重。

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·39·

施工技术

3.1.2 泵送速度选择不当 泵送时，速度的选择很关键，操作人员不能一味地

图快，有时欲速则不达。首次泵送时，由于管道阻力较

大，此时应低速泵送，泵送正常后，可适当提高泵送速

度。当出现堵管征兆或某一车混凝土的塌落度较小时，

应低速泵送，将堵管消灭在萌芽状态。

3.1.3 余料量控制不适当 泵送时，操作人员须随时观察料斗中的余料，余料

不得低于搅拌轴，如果余料太少，极易吸入空气，导致

堵管。料斗中的料也不能堆得太多，应低于防护栏，以

便于及时清理粗骨料和超大骨料。当某一车混凝土的塌

落度较小时，余料可低于搅拌轴，控制在“S”管或吸

入口以上，以减小搅拌阻力、摆动阻力和吸入阻力。本

办法仅适用于“S”阀系列混凝土泵。

3.1.4 及时从料斗底部放掉混凝土 混凝土的塌落度过小时采取措施不当当发现有一

斗混凝土的塌落度很小，无法泵送时，应及时将混凝土

从料斗底部放掉，若贪图省事，强行泵送极易造成堵管。

切忌在料斗中加水搅拌。

3.1.5 停机时间过长 停机期间，应每隔 5～10min（具体时间视当日气

温、混凝土塌落度、混凝土初凝时间而定）开泵一次，

以防堵管。对于停机时间过长，已初凝的混凝土，不宜

继续泵送。

3.1.6 管道未清洗干净 上次泵送完毕，管道未清洗干净，会造成下一次泵

送时堵管。所以每次泵送完毕一定要按照操作规程将输

送管道清洗干净。

3.2 管道连接原因导致的堵管

管道接法错误很容易导致堵管。接管时应遵循以下

原则：

（1）管道布置时应按最短距离、最少弯头和最大

弯头来布管，尽量减小输送阻力，也就减少了堵管的可

能性，泵出口锥管处，不许直接接弯管，至少应接入

5mm 以上直管后，再接弯管。 泵送中途接管时，每次只能加接一根，且应用水润滑一下管道内壁，并排尽

空气，否则极易造成堵管。 垂直向下的管路，出口处应装设防离析装置，预防堵管。

（2）高层泵送时，水平管路的长度一般应不小于

垂直管路长度的 15％，且应在水平管路中接入管路截

止阀。停机时间超过 5min 时，应关闭截止阀，防止混

凝土倒流，导致堵管。由水平转垂直时的 90 度弯管，

弯曲半径应大于 500mm。

3.3 混凝土或砂浆的离析导致的堵管

混凝土或砂浆遇水时，极易造成离析。有时在泵送

砂浆时，便发生堵管现象，就是因为砂浆与管道中的水

直接接触后，砂浆离析而引起的，预防办法是：泵前用

水湿润管道后，从管道的最低点将管道接头松开，将余

水全部放掉，或者在泵水之后，泵送砂浆之前，放入一

海绵球，将砂浆与水分开。泵送完毕清洗管道时，也要

放入一海绵球，将水与混凝土分开，否则极易造成堵管。

3.4 局部漏浆造成的堵管

由于砂浆泄漏掉，一方面影响混凝土的质量，另一

方面漏浆后，将导致混凝土的塌落度减小和泵送压力的

损失，从而导致堵管。漏浆的原因主要有以下几种：

3.4.1 输送管道接头密封不严 输送管道接头密封不严，管卡松动或密封圈损坏而

漏浆。此时应紧固管卡或更换密封圈。

3.4.2 眼镜板和切割环之间的间隙过大 眼镜板和切割环磨损严重时，二者之间的间隙变

大。当间隙大于% -- 时，须通过调整异形螺栓来缩小

眼镜板和切割环之间的间隙，若已无法调整，应立即更

换磨损件。本办法仅适用于“S”阀系列混凝土泵。

3.4.3 混凝土活塞磨损严重 操作人员应经常观察水箱中的水是否浑浊，有无砂

浆，一旦发现水已浑浊或水中有砂浆，表明混凝土活塞

已经磨损，此时应及时更换活塞，否则将因漏浆和压力

损失而导致堵管，同时还会加剧活塞和输送缸的磨损。

3.4.4 因混凝土输送缸严重磨损而引起的漏浆 若每次更换活塞后，水箱中的水很快就变浑浊，而

活塞是好的，则表明输送缸已磨损，此时需更换输送缸。

参考文献：

[1] 冯乃谦. 实用混凝土大全. 北京：科学出版社，2001 [2] 李斯，混凝土质量控制与配合比设计技术实用手册. 金版电子出版社，2003

[3] GB/T14902-2003，预拌混凝土 [4] 最新混凝土工程应用新技术规范与施工质量强制性条文实施手册，吉林电子出版社，2003

混凝土技术 Concrete Technology

·40·

公路桥梁工程高性能混凝土施工问题研究 董进秋，訾若冰，杜艳廷，闻宝联

（天津市市政工程研究院，天津 300074）

摘 要：普通混凝土向高性能混凝土发展是一个必然的趋势。目前在高速公路桥梁工程中推广使用高性能混凝土已逐渐为人们

所接受，但是在高性能混凝土使用过程中还存在着一些问题。本文通过对一些工程案例的分析，希望对高性能混凝土的推广应

用具有参考和借鉴作用。

关键词：高性能混凝土；公路桥梁；存在问题；分析

Research on HPC in expressway bridge engineering

DONG Jinqiu，ZI Ruobing，DU Yanting，WEN Baolian

（Tianjin Municipal Engineering Research Institute Tianjin 300074）

Abstract：High performance concrete（HPC）have attracted wide attention in the fields of engineering. It will be the developing trends that

concrete is developed toward high performance.

The using of high performance concrete in expressway bridge engineering has been gradually accepted by people. At the same time，the

problems between the structure and HPC is analyzed. In this paper，the causes of HPC quality problems are identified and analyzed，which

provides references for other similar projects.

Key Words：Concrete；Expressway bridge；Problems；Analysis

1 引言

高性能混凝土（HPC），自上世纪九十年代由清华

大学向国内介绍和发起应用高性能混凝土以来，高性能

混凝土逐渐得到了工程技术人员的认可，在工程中得到

了广泛的应用。近年来公路桥梁工程中，高性能混凝土

的应用工程逐渐增多，2004 年《公路钢筋混凝土及应

力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）中首次明确

提出了桥梁结构 100 年的设计基准期的要求，这就要求

混凝土具备较强的耐久性。目前现行混凝土结构设计规

范主要考虑荷载作用下，结构承载力安全性与适用性的

需要，极少顾及环境作用引起结构材料性能劣化和腐蚀

对结构适用性与安全性的影响，基于此 2006 年交通部

出台了《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》

（JTGT_B07-01-2006），也对桥梁混凝土的耐久性提出

了要求。2011 年新出台的《公路桥涵施工技术规范》

（JTG/T F50-2011）中，单独增加了高性能混凝土一节，

并对高性能混凝土的施工应用作明确规定。但是近年来

国内工程出现了一些高性能混凝土施工应用中的问题，

本文通过以下工程实例分析，希望能够增加工程技术人

员对高性能混凝土的认识。

2 工程案列

2.1 案例 1

2.1.1 工程概况

某高速公路工程，首次采用高性能混凝土配合比设

计施工，其中3标段在进行C25水下灌注桩施工过程中，

出现混凝土流动性差，坍落度损失较大，施工现场浇筑

混凝土出现较严重的卡管、堵管现象，甚至出现断桩。

施工单位对高性能混凝土的推广应用产生怀疑，业主要

求监理、技术服务单位对施工问题进行调查。

2.1.2 原因分析

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·41·

工程应用

针对混凝土灌注桩施工过程中出现的问题，由业主

领导组成技术组对全线施工中高性能混凝土的原材料、

搅拌站、施工现场进行调查，并对高性能混凝土施工过

程中出现的问题进行分析总结，总结如下：

（1）原材料的问题

首先对出现问题的标段进行原材料的调查，在调查

中发现出现施工质量问题的标段原材料质量问题较严

重，主要存在以下几方面：

① 砂子，调查中发现出现问题标段砂子含泥量较

高，导致混凝土中使用外加剂掺量增加，同时混凝土出

机坍落度损失较大，另一方面砂子中含 4.75mm粒径以

上石子量普遍严重超标，其中 3标使用石子超粒径含量

已经达到了 22%。在混凝土配合比中，砂子中含石量较

高，而仍按原配合比拌合，相当于降低了配合比中砂率，

导致混凝土流动性差，易出现严重离析。由于上述原因

使得混凝土在灌注过程中极易出现卡管、抱管、不易翻

浆现象。

② 石子，调查中发现施工中使用石子粒型较差，

针片状含量偏高，其中 10-20mm、16-31.5mm 两档的

石子中小石子较多，混料现象较严重，灌注出现问题的

标段所使用的石子中集配较差。

③ 减水剂现场监管不足，调查中发现施工单位在

不改变原配合比的情况下，随意更换使用不同批次减水

剂，导致混凝土出现严重离析，造成混凝土灌注施工出

现问题，施工中原材料变动较大时，混凝土施工前应提

前进行试拌。

（2）搅拌站混凝土质量控制问题

调查人员通过调查发现混凝土在拌合过程中存在

以下问题：

① 混凝土拌合过程中砂石含水率检测频率不够，

或者现场人员根本没有进行检测。砂石含水率在不同时

段是变化的，尤其对于水洗砂石料，含水率测量不准确，

直接导致混凝土拌合用水质量计量不准，使混凝土质量

出现波动，当拌合用水量偏大时，极易导致混凝土出现

离析。

② 原材料计量不准确，尤其是原材料中减水剂计

量出现偏差较大，个别标段每方计量误差达 20%，导致

每罐混凝土中减水剂使用多增加几公斤，减水剂增加过

量使混凝土离析泌水严重，易造成施工问题。

③ 拌合站出机混凝土坍落度、含气量检测频率较

低，大多数现场施工人员仅凭经验，而降低混凝土的检

测批次，因而不能掌握混凝土的真正状态，不能及时反

映给拌合站进行调整，使混凝土质量出现波动。

（3）施工现场控制问题

调查组对混凝土施工现场调查发现存在以下问题：

① 现场施工人员基本不进行混凝土坍落度的检

测，仅凭经验，导致不能真正掌握混凝土的状态，就进

行混凝土灌注施工，当混凝土出现质量波动，或者离析

泌水不容易被发现时，不能及时对混凝土状态进行调

整。

② 现场混凝土运输车辆调度出现问题，灌注混凝

土车辆等待时间过长，影响混凝土灌注，造成混凝土坍

落度损失严重。

③ 浇筑过程中混凝土导管埋入深度较长，使下部

混凝土不易翻浆，造成混凝土流速变慢，严重甚至卡管、

断桩。

2.1.3 解决方案

调查组根据调研情况，通过综合分析，提出以下解

决方案：

（1）严格控制原材料质量，对存在严重问题的原

材料及时进行清场。更换质量合格的原材料，对含石量

偏高的砂子，使用过程中对含石量进行部分折减，保证

配合比设计砂率。

（2）加强拌合站质量控制，增加砂石含水率的检

测，控制混凝土拌合用水，严格控制减水剂的计量，增

加现场混凝土坍落度、含气量现场检测，根据现场测试

数据，及时对混凝土状态进行调整。

（3）在拌合过程中更换不同批次的减水剂、水泥、

粉煤灰、矿粉、骨料等原材料，或者原材料质量波动较

大时，混凝土工程施工前，应在拌合站进行试拌。

（4）现场混凝土施工浇筑增加混凝土坍落度等指

标检测，并及时掌握混凝土性能，质量不合格混凝土不

能使用；加强拌合站、运输车辆调度与施工队伍的协调。

对灌注桩导管埋入深度进行规定，禁止埋入深度过大。

2.2 案例 2

2.2.1 工程概况

某高速公路工程全线采用高性能混凝土配合比设

混凝土技术 Concrete Technology

·42·

计施工，其中 2 标段在进行 C50 混凝土预制 T 梁施工

过程中，混凝土 T梁拆模 3d 后，现场养护工人发现在

距离 T梁端头 3米腹板变截面处，出现一道贯通裂纹，

发现问题后，监理人员对先期所有浇筑 T梁进行检验，

发现一共有 12 片 T 梁在相同部位，出现竖向裂缝，施

工人员对高性能混凝土应用产生疑虑，认为使用高性能

混凝土不可能出现裂纹，业主要求监理、技术服务单位

对施工裂纹进行调查。

2.2.2 原因分析

调查人员对梁外观质量进行了调查，现场对裂纹部

位进行取芯，检测发现芯样处石子含量较少，且不均匀

（如图 1所示），并对 T梁浇筑施工工艺进行跟踪调查，

调查组认为造成 T梁腹板裂缝的原因，主要有以下几方

面因素：

图 1 裂纹处取芯（右）与正常处取芯对比照片

图 2 C50Ｔ梁端头钢筋绑扎

（1）原材料控制方面

经调查将实验室资料与施工资料进行对比发现，实

验室进行配合比实验使用原材料与施工现场明显不符。

实验室配合比使用砂石细度模数为 2.6~3.0 之间，石子

采用两级配，其中 5~10 mm 与 10~25mm 的比列为 3：7，

经对现场取样进行检验结论表明，砂子细度模数为

2.2~2.3 之间，砂子较细，而石子按照原来 3：7的级配，

根本不符合级配曲线范围。在原材料变动的情况下，施

工单位仍然按照实验室配合比进行施工，无形之中相当

于提高了砂率，增加了砂子的比表面积，同时施工中使

用石子级配不合理，势必造成混凝土的质量问题。

（2）施工控制方面

经调查发现，T梁腹板表面水纹痕迹较明显，现场

施工人员采用斜向分层浇筑方式施工，由 T梁南端向北

端浇筑，但在浇筑到距离梁端 3-5m 时，从梁北端向梁

中间浇筑，相向浇筑汇合在距离一侧端头 3米处。调查

分析，T梁表面水纹比较明显，说明施工过程中混凝土

工作状态较差，可能存在轻微泌水、离析、过振现象，

造成斜向浇筑混凝土的上部砂浆较多，下部石子较多，

当施工到接近端头时，采用相向浇筑，造成交汇处砂浆

较多，石子偏少，混凝土匀质性较差，同时在砂浆富集

部位，混凝土水灰比大，强度低，混凝土收缩变形较大，

形成混凝土内部薄弱部位，在应力作用下，极易开裂。

（3）养护控制方面

经调查发现，混凝土Ｔ梁施工正直高温的夏季，现

场施工温度已达到 30℃以上，当时测量混凝土拆模后

内部温度在 50-60℃，施工人员在 T梁拆模后，就立即

用井水喷淋养护。调查人员分析，拆模后立即用井水养

护，造成内外温差较大，也是造成混凝土开裂的原因之

一，温度应力使混凝土在薄弱部位出现微裂纹，而变截

面处正是混凝土结构构造的薄弱部位，并随着混凝土的

收缩、及温度应力的增大裂纹逐渐扩大，甚至形成通缝。

图 3 T 梁混凝土表面覆膜、喷淋养护

2.2.3 解决方案

调查组根据施工现场调研情况，通过对调查因素综

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·43·

工程应用

合分析，提出以下解决方案：

（1）严格控制混凝土施工的工作性，现场施工人

员与拌和站操作人员及时沟通，并建立良好的信息反馈

机制。

（2）调整浇筑施工方式，由分段斜向分层，改为

整体水平分层，禁止采用由两端向中间相对浇筑的施工

方式，施工过程中加强振捣，防止过振、漏振。

（3）对拆模温度进行监测，将养护用水的温度与

混凝土内部温度进行测量控制，拆模后混凝土表面采用

覆膜喷淋养护（如图 3），现场增加储水罐，禁止用井

水直接进行混凝土养护。

（4）对变截面处进行钢筋加强处理，将腹板处光

圆钢筋改为螺纹钢筋。增加混凝土与钢筋间的粘结力，

同时注意保护层厚度的控制。

3 结论

混凝土的高性能化是混凝土发展的方向，目前高性

能混凝土在河北、津京等地的高速公路桥梁工程正逐步

广泛推广。笔者近年来一直在施工一线进行混凝土技术

的指导工作，认为目前针对推广普及高性能混凝土配合

比设计理念及应用的同时，其施工管理水平及精细化、

标准化施工的要求也应当相应的提高。高性能混凝土应

从原材料选择、配合比设计、施工过程、拆模及养护等

每一个步骤进行精细化、标准化控制，只有每一个步骤

的严格要求，才能达到混凝土实体工程的高性能化。但

是由于理念、认识等原因，还存在一些技术人员、施工

人员一味的追求配合比的高性能化，片面的认为高性能

混凝土仅仅是混凝土的配合比的高性能化，而忽略了提

高现有的管理水平与施工水平，势必影响混凝土高性能

的发挥，甚至对混凝土结构产生不利的影响。

信息速读：

建筑垃圾变混凝土砖 首条生产线在南京投产

南京市建筑垃圾已经找到了一个节能环保的好“归宿”——首条将建筑垃圾加工为再生混凝土砌块的生产

线已经建成投产。

仅南京而言，不算公路、桥梁拆除的废弃混凝土等，一年的建筑垃圾就有 800 万吨。以前，南京对建筑垃

圾通常采用简单掩埋、堆存等办法，但这种粗放的方式，严重侵占土地，且对空气、水源等产生很大的污染。

如果能在城市废弃物中研发和生产新型墙体材料，将技能解决了因关停露天矿山所带来的原料短缺问题，又为

南京城市环境建设“减负减压”。

记者在工厂内看到，一车车由废弃混凝土粉碎加工成的再生粗骨料，进入回工槽，经过粉碎筛捡变成细骨

料，而这些细骨料，又通过自动传输系统，进入混凝土搅拌机头中，搅拌、双向液压成形、自动灌浆、自动脱

模、高温养护⋯⋯一块块混凝土自保温砌块正式面世。

这种砖块不但轻质，还有抗震、强度高、保温隔热性能好、质优价廉等优点。这是南京市首条建筑垃圾转

换成新型节能保温墙材的自动化生产线。据统计，该生产线每天可生产 200 立方再生混凝土自保温砌块，年产

近 8万立方，年可消化建筑垃圾近 5万吨。

与生产实心黏土砖相比，同样生产 1.5 亿块标砖，用建筑垃圾制作再生的混凝土砌块项目，可减少取土 24

万立方米，消纳建筑垃圾等废弃物 40 多万吨，节约土地 340 亩。

此外，在制砖过程中，还可消纳粉煤灰 4万吨，节约标准煤 1.5 万吨，减少烧砖排放的二氧化碳 360 吨。

混凝土技术 Concrete Technology

·44·

作者简介：江敏，江苏省骆运水利工程管理处，江苏省宿迁市西湖路 1号 223800

E-mail：43214025@qq.com

透水模板布在南水北调睢宁二站中的应用效果 江 敏 1，韩仕宾 2，刘培科 3，刘红霞 3

（1.江苏省骆运水利工程管理处，江苏 宿迁 223800；2.南水北调东线江苏水源有限责任公司，江苏 南京

210029；3.河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098）

摘 要：结合南水北调睢宁二站工程，探讨普通模板与透水模板两种不同浇筑养护条件下水工混凝土成型性能差别。现场应用

结果显示：采用透水模板成型的混凝土表面致密光滑，回弹强度显著提高；室内碳化及冲磨试验表明，透水模板工艺对提高水

工混凝土耐久性有效。

关键词：透水模板布；睢宁二站；表观质量；回弹强度；耐久性

Application of CPFL in Suining Second Pumping Station of Eastern Route of South-to-North Water Diversion Project

JIANG Ming1，HAN Shibin2，LIU Peike3，LIU Hongxia3

（1.Jiangsu LuoYun Water Conservancy Project Management Office Jiangsu Suqian 223800；

2.Eastern Route of South-to-North Water Diversion Project Jiangsu ShuiYuan Co.，Ltd. Jiangsu Nanjing 210029；

3.College of Water Conservancy and Hydropower Engineering，Hohai University Jiangsu Nanjing 210098）

Abstract：Based on Suining Second Pumping Station of Eastern Route of South-to-North Water Diversion Project，the different qualities of

hydraulic concrete with two formwork techniques are tested，including moulds pasted with and without controlled permeability framework

liner （CPFL）. The results after field application show that surface of concrete is dense and smooth，rebound strength increased greatly；

accordingly，the carbonation and abrasion indoor tests also show that using CPFL is an effective measure to strengthen the durability of

concrete.

Key Words：Controlled permeability formwork liner （CPFL）；Suining Second Pumping Station；Surface quality；Rebound strength；

Durability

0 前言

由于混凝土技术不断发展，对水工混凝土耐久、美

观要求也越来越高。水工混凝土一般强度等级不高，因

而拌合物的胶凝含量相对较少，水胶比相对较大。此外，

由于施工中人为操作影响因素控制困难，往往混凝土浇

捣成型表面不同程度存在气泡、孔洞、色斑等质量缺陷，

这几乎成为混凝土外观质量通病，严重影响水工混凝土

耐久性能要求[1]。

本文结合南水北调东线睢宁二站工程透水模板布

浇筑泵站混凝土结构工艺，探讨其应用效果，测试分析

其抗碳化性能与抗冲磨性能相比普通浇筑工艺是否有

所提高。

1 工程概况

睢宁二站位于徐州市睢宁县沙集镇境内的徐洪

河输水线上，与睢宁一站及运河线上刘老涧泵站枢纽共

同组成南水北调东线工程的第五个梯级。睢宁二站工程

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·45·

工程应用

等别为Ⅰ等，工程规模为大（Ⅰ）型。泵站结构混凝土

根据不同使用部位如上下游翼墙、边墩、空箱背水面侧

墙等需满足抗冲磨、表观平整美观、抗裂抗冻及长期耐

久性要求。泵站该部位混凝土部分强度等级不高，结构

表面密实光滑性往往是混凝土施工中技术控制重点和

难点。为此，项目建设处及项目部提出使用透水模板工

艺新技术，希望实现低等级混凝土高性能化。

2 透水模板布工艺简介

透水模板是在传统普通模板工艺的基础上改进产

生的一种新型施工工艺[2]，其作用机理是将透水模板布

粘附在普通模板内侧形成透水层，利用振捣密实过程产

生压力将拌合物内多余水气排出，从而达到降低表面水

胶比、改善其密实性能目的。国内外透水模板布一般都

选用聚丙烯等原料加工成丙纶纤维短丝，再经无纺加工

及表面特殊二次处理而成[3]。日本、德国及丹麦等国于

20 年前就开始对透水模板布应用研究。近期，国内在

京沪高铁、厦漳大桥等大型交通工程都有成功应用，糯

扎渡、溪洛渡和向家坝水电站等一些大型水利水电工程

混凝土中也已开始试用。

3 现场使用效果

3.1 表观质量

取南水北调睢宁二站工程泵站底板东立面做对比，

该区域上层使用普通模板，下层使用透水模板，同一仓

混凝土浇筑。混凝土成型外观效果如图1所示。可以看

出，使用普通模板浇筑的混凝土，表面分布着许多沙眼

孔洞及花斑；而使用透水模板后，混凝土表面几乎没有

砂斑、砂线、气泡和孔洞，色泽均匀，颜色略深，表面

平整致密，具有良好的饰面效果。

图1 不同工艺成型混凝土外观

3.2 回弹强度

对泵站底板东立面区域拆模后进行7d回弹强度检

测，检测对比数据见表1。 表1 回弹试验检测指标

回弹强度（MPa） 1 2 3 4 5

普通模板 30.6 32.0 29.0 30.1 30.5

透水模板 42.9 39.2 40.7 36.9 38.2

强度增长（%） 40.2 22.3 40.6 22.8 25.0

从表1中可以看出，使用透水模板后混凝土表面回

弹强度有显著增长，增长幅度在22%至40%之间。由此

说明透水模板技术可以有效增加混凝土强度，提高表面

密实度。

3.3 效果分析

采用透水模板浇筑的混凝土成型效果明显好于普

通模板浇筑的混凝土，其原因主要是透水模板布表层孔

径与等效孔径分别仅为1~10μm和30μm，远小于绝大

部分水泥颗粒粒径。加之在水化过程中水泥颗粒形成胶

体团状结构使粒径增大，因此透水模板布表层在排水排

气的同时可以最大限度的将水泥颗粒保留在混凝土表

面，既减少了这部分水和空气形成孔洞的可能性，又促

使混凝土表层产生滤饼效应[4]导致水泥含量增加。由此，

混凝土表面更加均匀密实。排除多余水气的同时，透水

模板布纤维结构层还会吸附部分排出水分，实现保水养

护作用，可以及时保证表层水泥硬化需水量，从而形成

相对致密的水泥浆硬化壳；良好的自然湿养条件，减少

了裂缝开裂风险，提高了表层抗压强度。这就是透水模

板技术能改善混凝土的外观质量、提高混凝土表面抗压

强度原因所在。

混凝土技术 Concrete Technology

·46·

4 耐久试验分析

由于睢宁二站工程某些部位如流道、翼墙等对混凝

土长期耐久性有特殊要求，施工时在这些部位尝试使用

了透水模板，以期达到提高混凝土耐久性效果。混凝土

耐久性指标一般包括抗碳化、抗渗、抗冻、抗冲磨等，

本文选取其中抗碳化及抗冲磨性能作为分析指标，通过

室内试验分析对比使用透水模板与普通模板的耐久性

差别。

4.1 原材料

睢宁二站混凝土原材料为：PO42.5 水泥、Ⅰ级粉

煤灰；粗骨料为安徽灵璧碎石，细骨料为骆马湖中粗砂；

外加剂采用江苏特密斯 TMS-Y1-3 型复合缓凝多功能

萘系和胺基系高效减水剂和该公司生产的 TMS-YQ 型

引气剂，具体性能指标如表 2所示。

表 2 原材料性能指标

抗压强度 抗折强度 比表

面积 标准稠度

初凝

时间

终凝

时间

体积

安定性 3d 28d 3d 28d 水

泥 311kg/m3 29.4% 149min 234min 合格 25.8MPa 53.8MPa 5.3MPa 9.2MPa

细度 烧失量 需水量比 SO3含量 含水率粉

煤

灰 9% 2.61% 94% 2.83% 0.76%

粗骨料 细骨料

含泥量 针片状颗粒含量 压碎值 细度模数 含泥量

5-16mm骨料 16-31.5mm 骨料

骨

料

1.5% 0.5% 2.3% 8.4% 2.8 0.8%

4.2 混凝土配合比

试验取睢宁二站工程控制室空箱层（K）和水泵层

（S）部位混凝土浇筑试件，其配合比见表 3。

表 3 混凝土配合比

每m3混凝土中各材料所用质量（kg/m3） 编

号 水胶比

水 水泥 砂 石子

5-16mm 石子 16-31.5mm 粉煤灰 引气剂 减水剂 纤维

K 0.426 142 281 766 333 776 52 3.33 5.994 0

S 0.45 157 291 730 334 781 59 5.25 6.48 0.9

4.3 透水模板布性能

试用两种渗水透气多功能模板布，其基本物理力学

性能见表 4。

表 4 透水模板布物理参数

编号 单位质量（g / m2） 厚度（mm） 平均孔径（μm） 保水能力 L/m2

1 403.5 2.881 17 1.455

2 332.5 1.560 15 1.171

为比较两种不同配合比下不同模板工艺耐久性指

标差别，试件按 6种不同工况下在现场同时浇筑，如表

5所示。28d 标准养护后进行耐久性试验。

表 5 混凝土浇筑工况

编号 K K1 K2 S S1 S2

工况 K 配合比

普通胶合板

K 配合比

1 号模板布

K 配合比

2 号模板布

S 配合比

普通胶合板

S 配合比

1 号模板布

S 配合比

2 号模板布

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·47·

工程应用

4.4 碳化试验

抗碳化性是混凝土耐久性重要指标之一。碳化使混

凝土碱度不断降低，会引起水泥石解体。文中碳化影响

用碳化深度来进行评价。测试结果见图 2。

图 2 碳化深度曲线

图 3 混凝土 14d 碳化深度对比图

可以看出：相同龄期碳化深度 K1<K2<K，S1<S2<S，

随着龄期增加，碳化深度也在逐渐增加；使用透水模板

试件碳化深度明显小于使用普通模板试件；1号模板布

抗碳化效果比 2号模板布更显著。

4.5 抗冲磨试验

水工混凝土受冲刷、气蚀等作用，过流面混凝土结

构往往破坏严重，所以测试器抗冲磨性能尤为重要。抗

冲磨试验选用水下钢珠法，通过测定规定时间内混凝土

质量损失，计算混凝土抗冲磨强度和磨损率，从而评价

混凝土表面相对抗冲磨性能[5]。

本文采用快速和慢速两种冲磨方式评价混凝土抗

冲磨性能。快速冲磨仪转速为 3000r/min，连续冲磨 48h，

钢珠配比为 10 个Φ 25mm、25 个 12mm、35 个 19mm；

慢速冲磨参照《DL5150-2001》中相关试验规范要求进

行，试验结果见表 6。

表 6 混凝土抗冲磨试验指标

快速冲磨 慢速冲磨 工况

编号 磨损率

（%）

抗冲磨强度

（h·m2/kg） 磨损率（%）

抗冲磨强度

（h·m2/kg）

K1 1.37 57.48 9.54 12.44

K2 3.01 26.97 11.26 10.56

K 3.68 21.91 12.16 9.92

S1 0.67 115.94 6.89 16.52

S2 1.62 49.51 8.39 13.71

S 1.85 43.62 9.36 12.63

由表 6 可知，两种冲磨方式的结果都存在以下规

律：磨损率 K1<K2<K，S1<S2<S，抗冲磨强度 K1>K2>K，

S1>S2>S。从图 4 和图 5 中也可明显看出，K和 S 两种

配合比的混凝土呈现出同样的规律，即使用透水模板布

可以明显降低混凝土的磨损率，提高混凝土的抗冲磨强

度。由于模板布本身物理性能不同，1号模板布抗冲磨

的效果比 2号模板布效果好。

图 4 快速冲磨混凝土表观对比

图 5 慢速冲磨混凝土表观对比图

混凝土技术 Concrete Technology

·48·

由于目前快速冲磨仍没有出台相关标准或规范，本

文中钢珠直径和转速选择无从依据。从实验结果可以看

出，快速冲磨比慢速冲磨磨损率小，笔者认为其主要原

因是快速冲磨水的旋转速度很快，直径小的钢珠由于质

量太轻悬浮在水中，不能完全沉在试件表面进行有效的

冲磨，所以导致快速冲磨磨损率反而小，这为今后快速

冲磨试验钢珠和转速的选择提供了经验。虽然试验过程

稍有瑕疵，但并不影响得出本文的抗冲磨试验结论，即

采用透水模板确实能显著提高混凝土抗冲磨性能。

4.6 效果分析

上述试验结果表明：使用透水模板成型混凝土耐久

性有明显提高。其原因在于碳化与冲磨等试验主要破坏

了混凝土的孔隙结构，而透水模板布在有效降低混凝土

表面水灰比，提高混凝土表面密实度的基础上，大大改

善了表层混凝土的孔隙分布，使进入混凝土内部的水和

二氧化碳等侵蚀物质大量减少，抑制了二氧化碳对混凝

土内部结构进一步渗透破坏。同时，由于透水模板布表

层过滤作用，使混凝土表面出现大量 C-S-H 凝胶，提

高了骨料与水泥石、砂浆之间粘结力，形成致密的稳定

水化结构，提高了混凝土的抗冲磨性能；而普通模板混

凝土表面结构相对松散，孔隙较多，骨料与胶凝物质粘

结性稍差，耐久指标偏低。此外，就两种模板布厚度、

表层孔隙大小等物理参数不同而言，虽然 2号模板布平

均孔径比 1号稍小，但其厚度太薄，内部孔隙分布范围

过大，导致透排水及保水能力呈现不稳定性，影响混凝

土成型及养护功效[6]，因此 1 号模板布各项耐久性试验

数据均优于 2号模板布。睢宁二站工程现场主要采用 1

号模板布施工依据也正是源于本试验结果。

5 结论

通过透水模板布在睢宁二站工程中的应用，得出以

下结论：

（1）透水模板工艺较好的解决了低胶凝混凝土常

出现的气泡、孔洞及色斑缺陷，成型面光滑致密、色泽

均匀，无沙眼孔洞等现象。

（2）透水模板布能排出浇筑混凝土表面多余水份

和气泡，降低表层水胶比，并通过其保水性为混凝土湿

养提供了良好条件，因此表面回弹强度有所提高。

（3）透水模板成型混凝土表层水泥石结构紧密，

空气中有害物质不易进入结构内部，其抗冲磨性能也得

到有效提高，满足了业主对水工混凝土的质量要求。

（4）目前市面上透水模板布品种繁多，布的物理

力学性能也差别较大。工程应用中应根据实际功能需求

选取合适透水模板布参数。

参考文献：

[1] 王庆勇，倪志华.概谈水工混凝土质量通病治理[J].

黑龙江水利科技，2012，3（40）：390~391

[2] MCCARTHY. M.J ， GIANNAKOU. A. In-situ

performance of CPF concrete in a coastal environment

[J]. Cement and Concrete Research， 2002， 32 （3）：

451~457.

[3] 田正宏，郑小伟，宋健大等. 透水模板改善混凝土

性能试验[J]. 建筑材料学报，2008，11（2）：172~178

[4] 田正宏， 李雪宁等.透水模板浇筑混凝土拌合物水

胶比试验分析[J].水利水电科技进展，2011，31（4）：

29~32

[5] 井锦旭，田正宏，朱炳喜等. 透水模板浇筑混凝土

抗冲磨性能研究[J]. 施工技术，2010，39（12）：

41–44.

[6] 田正宏，王会等. 透水模板布几何参数对透排水性

能的影响[J]. 江苏大学学报：自然科学版，2009，

30（5）：523~527

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·49·

检测技术

混凝土抗压强度芯样样本统计处理评定方法及可靠度评估 曹庆波，刘伟光，张大禹

（沈阳市建设工程质量检测中心，辽宁 沈阳 110016）

摘 要：本文介绍了采用迪克逊非重复使用情形判断和处理混凝土抗压强度芯样样本值以及对成批构件进行可靠度评估的方

法。

关键词：离群值；岐离值；检出水平；剔除水平；可靠度

Assessment method and reliability assessment in the compressive strength of HSC samples

CAO Qingbo，LIU Weiguang，ZHANG Dayu

（Shenyang Construction Engineering Quality Test Center Shenyang 110016）

Abstract：This thesis represents the method of which，judging the situation by Dixon Non-repeating activity，processing sample values of

the compressive strength of HSC，and assessing reliability upon concrete formed elements in bulk.

Key Words：Outlier；Straggler；Detection level；Deletion level；Reliability

1 简述

本文旨在提供一种简单易行的方法，使从事实体混

凝土结构强度的检测人员能够熟练按标准相关要求正

确判断和处理混凝土芯样样本的离群值，从而避免客户

对检测结论提出疑义，降低机构和检测人员所承担的风

险。在符合标准的条件下，剔除 1-3 个显著离群样本值

（含技术离群值和统计离群值），按标准剔除或修正的

样本值，应留存备档。准确的使用本文阐述的方法可显

著提高混凝土结构强度检测总体评定概率，为提供客观

公正、科学严谨的检测报告提供依据。

2 依据标准

2.1 GB/T 4883-2008《数据的统计处理和解释正态样本离群值的判断和处理》

2.2 GB/T 4885-2009《正态分布完全样本可

靠度单侧置信下限》

2.3 GB/T 50344-2004《建筑结构检测技术标准》

2.4 CECS 03：2007《钻芯法检测混凝土强

度技术规程》

GB/T 4883-2008 标准推荐了三种方法，分别为

奈尔（Nair）、格拉布斯（Grubbs）、狄克逊（Dixon）统

计量检验临界值判断和处理样本离群值方法，奈尔法使

用条件为已知标准差情形离群值的判断规则，混凝土实

体强度检测属未知标准差情形，鉴于已知统计标准差难

于获取，故无法采用奈尔法。格拉布斯法计算比较繁琐，

狄克逊法计算简单易懂，故采用狄克逊法判断和处理离

群值（本文限定狄克逊法非重复使用情形，狄克逊法重

复使用情形本文不再详述），以下仅就狄克逊法（非重

复使用情形）作出解释。

3 术语和符号

3.1 术语

3.1.1 离群值

样本中的一个或几个观测值，它们离开其它观测值

较远，暗示它们可能来自不同的总体。相关标准中也称

样本异常值，离群值按离群显著性程度分为歧离值（显

著性 0.05）和统计离群值（显著性 0.01）。

3.1.2 统计离群值（剔除离群值）

混凝土技术 Concrete Technology

·50·

在剔除水平下统计检验为显著的离群值（α′

=0.01）。这种条件下如果统计检验值 Dn和 Dn′大于附

表 1 或附表 2 中 0.99 剔除栏临界值，说明样本高端值

Xn或样本低端值 X1离群显著，可剔除。

3.1.3 歧离值

在检出水平（α=0.05）下显著，但在剔除水平（α

=0.01）下不显著的离群值。这种条件下统计检验值 Dn

和 Dn′大于附表 1 或附表 2 中 0.95 检出栏临界值，小

于附表 1 或附表 2 中 0.99 剔除栏临界值，说明样本高

端值 x n或样本低端值 x 1离群但显著性一般称为歧离

值，可根据以往检测经验和工程实际检测情况，对歧离

值进行修正或剔除。

3.1.4 检出水平

为检出离群值而制定的统计检验的显著性水平。除

非根据 GB/T 4883-2008 标准达成协议的各方另有约

定，α值应为 0.05，此时对应的 0.95 栏为检出栏，0.99

栏为剔除栏。

3.1.5 剔除水平

为检出离群值是否高度离群而指定的统计检验的

显著性水平，剔除水平α*的值应不超过检出水平α的

值，除非根据 GB/T 4883-2008 标准达成协议的各方另

有约定，α值应为 0.01，此时对应的 0.99 栏为剔除栏。

3.1.6 技术离群值

通过检测技术手段和以往的检测经验，很容易发现

和判断极端偏离总体的个别构件样本值称为技术离群

值。这样的样本值已经严重脱离了正态分布总体，应从

样本中直接剔除。如果是低端值显著不符合设计要求，

这样的构件应进行单个构件评定并给出处理意见；如果

是高端值可修正或剔除，然后对余下的样本值进行统计

学离群检验处理后，再进行总体评定。

3.1.7 可靠度

一般定义为产品在规定的条件下和规定的时间区

间内具有规定功能的概率。

3.2 符号

n 样本量（观测值个数）

x 样本平均值 α 为检出离群值而指定的统计检验的显著性水

平，简称检出水平

α* 为检出离群值是否高度离群而指定的统计检

验的显著性水平，简称剔除水平（α*<α）

x (i) 观测值从小到大排序后的第 i 个值 s 样本标准差

γ 置信水平

RL 可靠度置信下限

L 下规范限

Dn 狄克逊上统计量

Dn′ 狄克逊下统计量

4 离群值的三种情况

4.1 上侧情形

根据实际情况或以往经验，离群值都为高端值

4.2 下侧情形

根据实际情况或以往经验，离群值都为低端值

4.3 双侧情形

根据实际情况或以往经验，离群值可为高端值，也

可为低端值若无法认定单侧情形，按双侧情形处理，应

当分别计算统计量 Dn和 Dn′的值，比较Dn和 Dn′值大

小，取两者之中的较大值和附表 2中相应临界值比较，

判断对应的样本值 x i是否离群是否需要修正和剔除。

5 使用狄克逊法检验样本值示例

某检测部门在对某工程地下一层框架柱进行主体

抽样检测过程中，发现 3/A 框架轴柱表面颜色与总体存

在明显差异，经回弹和取芯验证混凝土强度推定值为

23.2MPa，该部位混凝土设计强度等级为 C40。在主体

验收过程中，相关单位要求其施工单位委托该检测部门

对该工程地下一层柱结构混凝土强度进行扩大检测。经

双方协议，按照标准要求确定样本检出水平α为 0.05，

剔除水平α*为 0.01，对该工程地下一层柱混凝土强度

进行检验评定。经随机抽样（其中含抽检不合格的构件

3/A 轴框架柱样本）得到 16 个芯样样本值，经从小到

大排列如下（单位MPa）：

25.2 36.8 36.9 37.6 37.8 38.2 38.7 39.4

39.5 42.2 43.5 43.7 44.1 44.3 44.6 53.6

5.1 剔除技术离群值及确定岐离值

初步判断 x 1=25.2， x 16=53.6 可能是离群值。由于

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·51·

检测技术

x 1=25.2 就是指定样本 3/A 轴框架柱复检值（主体抽检时混凝土强度推定值为 23.2MPa），强度较低的技术原

因明确（砂浆柱或错误浇筑构件等造成的结果）。首先

将 x 1=25.2 定义为技术离群值剔除（不参加总体评定，在检测报告中按单个构件评定），然后将剩余的 15 个样

本值重新进行排列如下（单位MPa）：

36.8 36.9 37.6 37.8 38.2 38.7 39.4

39.5 42.2 43.5 43.7 44.1 44.3 44.6 53.6

先用原始未经统计处理的 15 个样本值进行总体评

定：

n=15 x =41.4- s=4. 5- k1=1.114- k2=2.566 k0.05=1.645

ƒ k1=41.4-1.114×4. 5=36.4-

ƒ k2=41.4-2.566×4. 5=29.9-

依据 GB/T 50344-2004，结构材料强度计量抽样的

检测结果，推定区间的上限值与下限值之差不宜大于材

料相邻等级的差值和推定区间上限值与下限值算数平

均值的 10%两者中的较大值。

因 5>( ƒ k1+ ƒ k2)/2×10%=3.3 又 ƒ k1- ƒ k2=6.5＞

5

故原始样本未经统计处理将无法进行总体评定，经

过对 15 个样本值进行分析，确定对高端值 x 15=53.6 进行离群判断：

经查附表 1得 D15计算公式：14＜n=15＜30

D15=)3()(

)2-()(

--xxxx

n

nn =37.6)-(53.644.3)-(53.6 =0.581+

首先确定检出水平α=0.05，将统计值 D15=0.581 和

附表 1 中 n=15 时，0.95 检出栏临界值 0.524 相比较，

因为 D15＞0.524，可判断 x 15=53.6 为离群值(否则判断未发现离群值)。

然后对于检出的离群值 x 15=53.6，确定剔除水平α*=0.01，将统计值 D15=0.581 和附表 1 中 n=15 时，0.99

剔除栏临界值 0.618 相比较，因为 D15<0.618，则判断

x 15=53.6 为岐离值。 下一步需对歧离值 x 15进行修正或剔除才能进行总

体评定。

5.2 剔除岐离值

由于 x 15=53.6 是高端岐离值，对其修正和剔除对总

体评定来说都偏于安全。首先决定剔除样本值

x 15=53.6，采用剩余的 14 个样本数据重新进行总体评定如下：

n=14 x =40.5+ s=3.0+ k1=1.098+ k2=2.614+ k0.05=1.645

ƒ 0.05=40.5-1.645×3.0=35.5+ （推定值）

ƒ k1=40.5-1.098×3.0=37.2- （推定区间上限值）

ƒ k2=40.5-2.614×3.0=32.6+ （推定区间下限值）

因 5>( ƒ k1+ ƒ k2)/2×10%=3.5 又 ƒ k1- ƒ k2=4.6<5

依据 GB/T 50344-2004，可对该工程地下一层框架

柱混凝土强度进行总体评定。该工程地下一层框架柱混

凝土强度推定值为 35.5MPa，推定区间上限值为

37.2MPa，推定区间下限值为 32.6MPa。其中 3/A 轴框

架柱混凝土强度应按单个构件评定，推定值为

25.2MPa。

5.3 修正岐离值

由于 x 15=53.6 是高端岐离值，也可进行修正后参与混凝土强度总体评定。为减少对样本均值 x 的影响，同时有效降低样本标准差 s，宜采用 n=15 时的样本均值

x =41.4 取代高端值 x 15=53.6。 修正后 15 个样本重新进行总体评定如下：

n=15 x =40.6- s=3.0- k1=1.114- k2=2.566 k0.05=1.645

ƒ 0.05=40.6-1.645×3.0=35.7- （n=14 时的推定值

为 35.5）

ƒ k1 =40.6-1.114×3.0=37.3- （n=14 时的推定上

限值为 37.2）

ƒ k2 =40.6-2.566×3.0=32.9+ （n=14 时的推定下

限值为 32.6）

从上面计算过程可以发现，采用样本均值修正高端

岐离值的方法可以明显降低样本标准差，且对样本平均

值影响不大。

因（ƒ k1+ ƒ k2）/2×10%=3.5＜5（MPa）

又 ƒ k1- ƒ k2=4.2＜5

依据 GB/T 50344-2004，可对该工程地下一层框架

柱混凝土强度进行总体评定。该工程地下一层框架柱混

凝土强度推定值为 35.7MPa，推定区间上限值为

37.3MPa，推定区间下限值为 32.9MPa。

混凝土技术 Concrete Technology

·52·

5.4 可靠度评估

通过剔除岐离值后的样本特征值对该工程地下一

层柱可靠度进行评估：

x =40.5+ s=3.0- L=40（为设计强度等级） k=（ x -L）/s=(40.5-40)/3.0=0.16667 根据γ=0.90（显著水平） n=14 k=0.16667 查

(GB4885-2009)附表 A得 RL=0.5000

即该工程地下一层框架柱在置信水平γ=0.90 之下

的可靠度单侧置信下限为 0.50。

该工程地下一层框架柱混凝土强度总体推定满足

C40 强度等级的概率不低于 50%，但不满足保证率 95%

的要求。

若设计部门经结构核算同意将混凝土设计强度等

级由 C40 降为 C35，我们即可重新对该工程地下一层框

架柱混凝土强度可靠度评估如下：

k=（ x -L）/s=（40.5-35）/3.0=1.83333 根 据 γ =0.90 n=14 k=1.83333 查 （ GB/T

4885-2009）附表 A经线性内插法取得

R=0.8900

结论可得出该工程地下一层框架柱混凝土强度总

体推定满足 C35 强度等级的概率不低于 89%。

需要说明的是狄克逊统计量检验样本离群值方法

具有普遍应用性。本文主要侧重实体混凝土强度检验。

从检验和测量过程中，取得来源不同的各种数字资料，

表面上都是杂乱无章的，但经过我们系统分析后，只要

这些数字来源于正态分布总体，都可采用狄克逊法进行

统计、整理，将它们排列的条理分明，用图形或少量的

几个重要参数，就可把这些大量的数据特征表示出来

（在市政或公路系统检验测量评定过程中应用更加广

泛）。这样可将获得满意数据的成本降到最低限度，提

高了机构的经济效益。从事检验和测量工作人员应当熟

练掌握统计学的基本方法，这样才能胜任自己的工作，

更好地为客户服务。

信息速读：

山东：淄博预拌混凝土产能和产量持续增加

上半年，淄博固定资产投资和房地产行业状况受国家宏观调控政策影响，较去年同期有明显的降低，特别

是房地产开工面积有所减少，致使水泥生产企业产量与销量呈下降趋势；城市散装水泥使用量、农村散装水泥

供应量稳中略升；预拌混凝土产能和产量持续增加，预拌砂浆发展好于预期。

截至 6 月底，全市完成散装水泥供应量 477.7 万吨，散装率达 69.94%，较去年同期提高 5.64 个百分点；

商品混凝土搅拌站达到 62 座，同比增加 14 座，产能突破 1300 万立方米，上半年累计供应商品混凝土约 312.3

万立方米，使用散装水泥 109.3 万吨，废弃物综合利用 203 万吨；预拌砂浆企业达到 7 家，生产能力达到 160

万吨，其中已投产 5 家，还有 2 家企业正在建设中。上半年累计供应砂浆 28.3 万吨，同比增加 20.3 万吨；农

村散装水泥销售网点共计 80 家，销售散装水泥约 24.9 万吨，农村混凝土搅拌站 30 家，供应混凝土 93.6 万立

方米，使用散装水泥 32.8 万吨，农村散装率达 45%。

上半年，通过对建筑工地的检查及专项资金征收情况可以明显的看出，淄博固定资产投资和房地产开工面

积呈递减趋势。市散办工作人员表示，随着国家宏观调控政策的逐步深入，预计下半年我市散装水泥使用量、

专项资金征收等情况不容乐观。

同时，随着预拌混凝土得到普遍的应用，特别是预拌砂浆在工程中的使用，导致工地现场对散装水泥的使

用量大幅减少。现有大型散粉罐使用率较以往有所降低，应鼓励相关企业配备小型散粉罐和预拌砂浆罐。

目前，淄博预拌砂浆产业的发展虽然有了政策的助力，但发展很不平衡，淄博尚缺乏合理布局、鼓励房产

施工应用的相关配套措施。现有部分砂浆企业无奈只能把销售重点放到市外，导致产品成本增加，利润下降。

因此，预拌砂浆产业要发展还需要积极争取政府有关部门的支持，对预拌砂浆企业的健康有序发展加以引导和

帮助。

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·53·

管 理

作者简介：吴国祥 1967 年 3 月 5日 男 高级工程师 浙江省嘉兴市

研究方向：机械产品和建筑材料产品的设计、检测及质量管理、质量改进等。

通讯地址：浙江省嘉兴市洪兴路 306 号嘉兴市产品质量监督检验所 吴国祥

邮 编：314000 E-mail：wgx9999@163.com

预拌混凝土企业质量管理体系绩效改进的探讨 吴国祥

（嘉兴市方圆公正检验行 嘉兴市产品质量监督检验所，浙江 嘉兴 314000）

摘 要：由于预拌混凝土是建筑工程中使用的一种十分重要的建筑材料，而预拌混凝土生产企业大多为小型企业，其质量管理

体系较为薄弱，产品质量水平较低，为提高产品质量，根据多年的质量管理经验，对预拌混凝土生产企业质量管理体系的建立

和实施及业绩改进作探讨。

关键词：预拌混凝土企业；质量管理体系；绩效改进

Discussion of the Ready-mix concrete enterprise quality management system performance improvement

WU Guoxiang

（Jiaxing Fangyuan just testing station Jiaxing product qualite supervision testing institute Zhejiang Jiaxing 314000）

Abstract：As the Ready-mix concrete is used in the construction of a very important building material，Most of ready-mixed concrete

production enterprise for small businesses，Its quality management system are relatively weak，Low level of product quality，To improve the

product quality，Based on many years of experience in quality management，In the pre-mixed concrete production enterprise quality

management system of the establishment and implementation，and performance improvement.

Key Words：Ready-mix concrete manufacturer；Quality Management System；Performance improvement

0 引言

预拌混凝土是指由水泥、集料、水以及根据需

要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按一定比例，

在搅拌站经计量、拌制后出售的并采用运输车，在

规定时间内运至使用地点的混凝土拌合物。其工艺

一般使用电子技术自动控制物料的称量和进料、选

择合适的配合比、测试砂的含水量并调整材料用

量、显示贮仓料位、生产系统联动互锁和故障报警

等。混凝土集中搅拌能采用先进的工艺技术，实行

专业化生产管理。设备利用率高，计量准确，将配

合好的材料装入混凝土搅拌输送车，因而产品质量

好、材料消耗少、工效高、成本较低，又能改善劳

动条件，减少环境污染。近几年预拌混凝土生产企

业增长较快，但大部分企业为小型企业，其人力资源和

质量管理体系较为薄弱，预拌混凝土是建筑工程中使

用的一种十分重要的建筑材料，其质量优劣直接影响建

筑工程的质量和安全，因此其生产企业可按照

GB/T19001-2008/ISO9001：2008《质量管理体系要求》

建立和实施质量管理体系，并针对生产过程中出现的问

题及顾客反馈采取相应的措施，提高企业的绩效。

1 质量管理体系的建立要点

1.1 质量管理体系的策划与设计要点

混凝土技术 Concrete Technology

·54·

1.1.1 进行教育培训

对企业各个层面的干部和员工进行教育培训，确定

适合预拌混凝土企业特点的质量方针，将质量方针转

化为公司相关层次上的可测量目标，确定每一目标的时

间表并分配实现目标的职责和权限，评估战略风险并确

定适宜的应对措施，提供开展必要活动所需的资源，实

施达到这些目标所需的活动。

1.1.2 质量管理体系文件的编制

（1）质量手册的编制应结合预拌混凝土的特点、

部门质量职能分配进行，应识别外包过程：如施工过程

应委托有资质的单位进行施工，过程确认应包括混凝土

搅拌过程等。

（2）程序文件可以包含在质量手册中，也可以单

独编制，应编制文件控制程序、记录控制程序、内部审

核程序、不合格品控制程序、纠正措施程序、预防措施

程序等适合企业运作的程序及相应的记录。

（3）企业生产运作所需的第三层次文件，如：管

理制度、操作作业指导书、检验规范及相应的记录等。

a) 操作作业指导书应包括混凝土配比、混凝土搅

拌过程参数控制要求等；

b) 检验规范应包括《进货检验规范》、《生产过程

检验规范》、《出厂检验规范》。进货检验规范应明确水

泥、砂、石、矿物掺合料（粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、

硅灰、沸石粉、钢渣粉、磷渣粉）、外加剂、高性能减

水剂、引气剂或引气减水剂、缓凝剂、缓凝减水剂、防

冻剂、水等原材料的验收项目、判定标准、检验方法等。

生产过程检验应明确混凝土塌落度等检验项目的判定

标准、检验方法等。出厂检验规范应明确混凝土塌落度、

含气量、强度性能、抗冻性能、抗水渗透性能等检验项

目的判定标准、检验方法等。

1.2 质量管理体系的运行要点

1.2.1 有针对性地宣贯质量管理体系文件，组织全体职

工认真学习、贯彻质量管理体系文件。

1.2.2 体系文件通过试运行后将从实践中出现的问题

和改进意见如实反映给有关部门，以便采取纠正预防措

施。

1.2.3 质量管理体系内部审核

质量管理体系运行一段时间后，应组织内审员对质

量管理体系进行内部审核，编制内审计划和内审检查

表，通过内部审核，发现体系存在的问题，编制内部审

核报告并递交最高管理者，相关管理者应针对内审报告

提出的问题，识别可能需要采取纠正措施和预防措施的

趋势。

1.2.4 管理评审

内部审核结束后，总经理应组织管理评审，管理评

审应包括内部审核情况、质量目标达成情况、顾客投诉、

顾客满意度分析、产品质量分析、供方供货业绩、纠正

和预防措施情况、可能影响质量管理体系的变化、质量

方针的适宜性、改进的建议等；管理评审一般采用会议

形式，参加人员包括管理层、业务骨干、内审员等；通

过会议讨论，对体系及过程的改进，包括质量管理体系

文件的更改（如：质量方针、目标及其它文件等），薄

弱环节的加强、有关产品的改进，资源的调整、充实（如

人员调整，设备配置，资金的投入等）。

2 质量管理体系的实施要点

2.1 人力资源控制要点

企业领导应具有一定的质量管理知识，并具有一定

的专业技术知识；企业应有一定数量的工程技术人员，

包括中级以上职称的技术人员，并应掌握专业技术知

识，并具有一定的质量管理知识；检验人员应熟悉产品

检验规定，具有与工作相适应的质量管理知识和检验技

能；工人应能看懂相关技术文件，并能熟练地操作设备。

因此应安排以上相关培训并进行考核，以满足要求。

2.2 基础设施控制要点

生产企业主要的生产设备有：搅拌系统，输送泵、

装载机、混凝土运输车。由于混凝土搅拌过程为特殊过

程，因此应重点安排对搅拌系统的定期维护保养。

2.3 与顾客有关的过程控制要点

（1）在提交标书、签订合同或订单时应明确预拌

混凝土的种类、物理及力学性能的指标，特别是有特

殊要求的预拌混凝土，应事先进行配合比试验及样品

制作及检测。

（2）当标书、合同或订单的有关要求发生变更时，

应由顾客提供变更书，并由顾客签章，涉及设计变更由

设计单位提供设计变更书。生产企业应对变更内容进行

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·55·

管 理

评审并通知相关部门。

2.4 采购控制要点

（1）对供方应进行供方评价，要求供方提供营业

执照、体系认证证书的复印件，水泥供方应提供生产许

可证书的复印件。选择和评价供方时，可考虑以下事项：

a) 供方为公司创造价值的能力；

b) 持续提高供方能力的可能性；

c) 通过与供方的合作，提高本公司自身的能力等。

公司应对供方绩效定期评价，共同来寻求持续改进

提供的产品质量、价格和交付等方面的状况，以及持续

提高供方管理体系的有效性。

（2）在进行采购时与供方签订采购合同，重点关

注水泥、砂、石、外加剂的型号规格，并要求供方确认。

2.5 生产过程控制要点

（1）混凝土生产施工之前，应制订完整的技术方

案，并应做好各项准备工作。

（2）混凝土原材料进场时，供方应按规定批次向

需方提供质量证明文件。质量证明文件应包括型式检验

报告、出厂检验报告与合格证等，外加剂产品还应提供

使用说明书。

（3）原材料进场后，应按规定进行进场检验。

（4）水泥应按不同厂家、不同品种和强度等级分

批存储，并应采取防潮措施；出现结块的水泥不得用于

混凝土工程；水泥出厂超过3个月，应进行复检，合格

者方可使用。

（5）粗、细骨料堆场应有遮雨设施，并应符合有

关环境保护的规定；粗、细骨料应按不同品种、规格分

别堆放，不得混人杂物。

（6）矿物掺合料存储时，应有明显标记，不同矿

物掺合料以及水泥不得混杂堆放，应防潮防雨，并应符

合有关环境保护的规定；矿物掺合料存储期超过3个月

时，应进行复检，合格者方可使用。

（7）外加剂的送检样品应与工程大批量进货一致，

并应按不同的供货单位、品种和牌号进行标识，单独存

放；粉状外加剂应防止受潮结块，如有结块，应进行检

验，合格者应经粉碎至全部通过6O0μm筛孔后方可使

用；液态外加剂应储存在密闭容器内，并应防晒和防冻，

如有沉淀等异常现象，应经检验合格后方可使用。

（8）原材料计量宜采用电子计量设备。计量设备

的精度应符合现行国家标准的有关规定，应具有法定计

量部门签发的有效检定证书，并应定期校验。混凝土生

产单位每月应自检1次；每一工作班开始前，应对计量

设备进行零点校准。

（9）对于原材料计量，应根据粗、细骨料含水率

的变化，及时调整粗、细骨料和拌合用水的称量。

（10）混凝土搅拌的最短时间可按表1采用；当搅

拌高强混凝土时，搅拌时间应适当延长；采用自落式搅

拌机时，搅拌时间宜延长30s。对于双卧轴强制式搅拌

机，可在保证搅拌均匀的情况下适当缩短搅拌时间。混

凝土搅拌时间应每班检查2次。

表1 混凝土搅拌的最短时间（s）

搅拌机出料量（L） 混凝土塌落度

（mm） 搅拌机机型

＜250 250～500 ＞500

≤40 强制式 60 90 120

＞40且＜100 强制式 60 60 90

≥100 强制式 60

2.6 特殊过程的控制要点

由于混凝土搅拌过程为特殊过程，需要对搅拌过程

实施过程确认，首先要对混凝土的各项性能指标进行测

试，使其符合标准要求。确认方法可包括：

（1）根据混凝土的试配，制定合格判定准则；

（2）根据要求配备搅拌系统，满足相关技术要求，

对操作工进行培训并进行岗位操作考核合格后才能上

岗操作；

（3）编制混凝土搅拌操作规程，明确工艺参数：

如搅拌时间等。

（4）定时对搅拌工艺参数进行监控并予以记录；

（5）定期或设备维修后对该过程进行再确认。

2.7 产品的监视和测量控制要点

2.7.1 进货检验

混凝土技术 Concrete Technology

·56·

按照《进货检验规程》对采购的水泥、砂、石、矿

物掺合料（粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、沸石粉、

钢渣粉、磷渣粉）、外加剂、高性能减水剂、引气剂或

引气减水剂、缓凝剂、缓凝减水剂、防冻剂、水等原材

料进行检验或验证。水泥的主控项目应包括凝结时间、

安定性、胶砂强度、氧化镁和氯离子含量等；粗骨料的

主控项目应包括颗粒级配、针片状颗粒含量、含泥量、

泥块含量、压碎值指标和坚固性等，用于高强混凝土的

粗骨料主控项目还应包括岩石抗压强度；细骨料的主控

项目应包括颗粒级配、细度模数、含泥量、坚固性、氯

离子含量和有害物质含量等；粉煤灰的主控项目应包括

细度、需水量比、烧失量和三氧化硫含量；混凝土用水

的主控项目应包括 PH值、氯离子含量等。

2.7.2 生产过程检验

按照《生产过程检验规程》重点关注混凝土塌落度、

含气量等。

2.7.3 出厂检验

按照《出厂检验规程》，每 100 盘相同配合比的混

凝土取样不少于 1次，每一个工作班相同配合比的混凝

土不足 100 盘时，取样不少于 1次。重点关注强度和塌

落度等指标。

2.8 不合格品控制要点

2.8.1 采购材料不合格品的控制

常见的不合格情况有：水泥强度不达标，砂、石含

泥量、含水率偏高等。对以上的不合格品应隔离存放并

作退货处理。

2.8.2 生产过程不合格品的控制

常见的不合格情况有：混凝土塌落度等，对以上的

不合格品应采取措施，并根据具体情况添加外加剂或报

废等。

2.8.3 成品不合格的控制

常见的不合格情况有：混凝土塌落度、抗压强度性

能不合格等。对以上的不合格品应采取措施，并根据具

体情况添加外加剂、降级使用或报废等。

3 绩效改进方法

3.1 纠正措施的控制要点

采取纠正措施的来源包括：顾客投诉、采购原料检

验、生产过程检验、产品出厂检验及委外检测、监督抽

查不合格，产品施工后出现的缺陷、内、外部审核发现

的不合格，管理评审提出的改进要求等。采取纠正措施

要根据不合格产生的主要原因制订可行的纠正措施及

完成的期限。并做好纠正措施的监督和验证纠正措施的

有效性。

如混凝土施工时出现蜂窝，其产生的原因主要有：

a)混凝土配合比不当，砂、石、水泥等材料计量不准，

造成砂浆少、石子多；b)混凝土搅拌时间不够，未拌和

均匀，和易性差；c)下料不当或下料过高，使石子集中，

造成石子砂浆离析等。采取的措施可为：a)认真按设计

要求，严格控制混凝土配合比，经常检查，做到计量准

确；b)混凝土拌和均匀，坍落度适合。

3.2 预防措施的控制

采取预防措施的来源包括：顾客满意度调查、采购

原料检验、生产过程检验、产品出厂检验及委外检测、

监督抽查中出现潜在的不合格等。采取预防措施要根据

潜在不合格产生的主要原因制订切实可行的预防措施

及完成的期限。并做好预防措施的监督和验证预防措施

的有效性。

4 结语

由于预拌混凝土为节能、环保绿色产品，具有较好

的发展前景，近年来预拌混凝土生产企业增长较快，但

大部分企业为小型企业，技术人员较为缺乏，因此其质

量管理体系较为薄弱，通过对预拌混凝土生产企业具体

应用GB/T19001-2008/ISO9001：2008《质量管理体系要

求》的探讨，提出了企业在建立和实施方面的要点和关

键控制点，以促进预拌混凝土生产企业质量管理水平及

业绩的提高。

参考文献：

[1] 吴国祥.塑料窗生产企业质量管理体系的建立和实

施要点[J].价值工程，2010（3）：108.

[2] GB/T 19001-2008 质量管理体系 要求

[3] GB/T 19004-2011 追求组织的持续成功 质量管理

方法

[4] GB 50164-2011 混凝土质量控制标准

[5] GB/T14902-2003 预拌混凝土

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·57·

质量控制

作者简介：袁青松，男，本科，研究方向从事道路工程相关试验检测工作、技术服务。

通讯地址：天津市河西区平山道 39 号（300074）

E-mail：qiaoqiao19871222@163.com

混凝土冬期施工易出现问题及防治措施 袁青松

（天津市市政工程研究院，天津 300074）

摘 要：冬期混凝土施工裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不但会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使

用功能，而且会引起钢筋的锈蚀混凝土的炭化，降低物质的耐久性，影响建筑的承载能力。因此，要对混凝土裂缝进行认真研

究。采用合理方法控制，并在施工中采取各种有效的施工措施，预防裂缝的出现和发展，保证建筑物的构件安全稳定工作。

关键词：冬期施工；施工方法；防治措施

Concrete in winter construction problems easily and preventive measures

YUAN Qingsong

（Tianjin Municipal Engineering Research Institute Tianjin 300074）

Abstract：Cracks in concrete construction in winter is a phenomenon prevalent in concrete structures，its appearance will not only reduce

the building impermeability capacity，affect the use of the building feature，and cause corrosion of steel bar concrete carbonization，reducing

the durability of materials，affect the bearing capacity of the building. Therefore，careful study of the concrete crack. Using reasonable

methods to control and construction measures taken in the construction of effective，prevention of cracks and development， ensure that the

component of the building safe and stable work.

Key Words：Winter construction；Construction methods；Control measures

0 前言

冬期混凝土施工裂缝是混凝土结构中普遍存在的

一种现象，它的出现不但会降低建筑物的抗渗能力，影

响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀混凝土的

炭化，降低物质的耐久性，影响建筑的承载能力。因此，

要对混凝土裂缝进行认真研究。采用合理方法控制，并

在施工中采取各种有效的施工措施，预防裂缝的出现和

发展，保证建筑物的构件安全稳定工作。

1 混凝土冬季施工的基本原理

冬季施工时，气温低，水泥化作用减弱，新浇筑

混凝土强度增长明显降低，当气温降至 0℃以下时，水

泥化作基本停止，混凝土强度已停止增长。新浇筑混凝

土中的水分可分为两个部分：一是吸附在组成材料颗粒

表面和毛细管中的水，这部分水能使水泥颗粒起水化作

用，称为“水化水”；二是存在于组成材料颗粒空隙之

间的水称为“游离水”，它只对混凝土浇筑时的和易性

起作用，在某种意义上说，混凝土强度的增长速度在温

度一定时就取决于温度变化。

特别是气温降低至混凝土冰点温度以下时，混凝土

中游离子开始冻结，气温降至-4℃时，水化水开始冻结，

水化作用停止，冻结后的水体积膨胀 8%-9%，在混凝

混凝土技术 Concrete Technology

·58·

土内部形成强大的冰胀应力，将使强度尚底的混凝土内

部产生裂缝，同时降低了水泥与石和钢筋之间的粘结

力，导致结构强度和耐久性降低。新浇筑混凝土在养护

期遭受冻结，当气温恢复后常温后，即使常温养护到一

定龄期，也不能达到其设计强度，这就是混凝土的早起

冻害。研究表明，素性混凝土终凝前遭受冻结，后期强

度要损失 50%以上，终凝后 2-3 天遭受冻结，强度损

失 15%-20%。实践证明，混凝土遭受冻结的危害程度

还与冻结前混凝土的强度、水灰比、水泥标号、养护温

度等有关。

2 冬季混凝土的施工方法

2.1 蓄热法

冬季混凝土施工如果温度是在-10℃左右的情况

下，而且如果结构比较厚大

的工程中， 最好是选择蓄热法进行施工。但是，

在施工过程中，我们要重点做好以下几方面工作：

2.1.1 对原材料进行加热

在施工过程中，要适当对原材料（水，砂，石）进

行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有

相当的热量，已达到加快水泥化放热的速度。

2.1.2 加强保温

在施工过程中，要加强对混凝土的保温，以保证温

度在降到 0℃以前使新混凝土具有足够的抗冻能力，避

免角部与外露表面受冻，且要延长养护龄期。在冬季混

凝土施工中，蓄热法施工要求工艺比较简单，容易操作，

而且成本也比较低，是比较理想的冬季混凝土施工方

法。

2.2 蒸汽加热法

蒸汽加热养护法一般分为预养、升温、恒温及降温

四个阶段。预养是为了是构件具有一定的初始强度，以

防升温时产生裂缝。升温的速度与预养时间、混凝土的

干硬度及模板情况有关，详见表 1-1。此外还与构件的

表面系数有关，表面系数≥6m-1 时，升温速度不得超

过 15℃/h；表面系数﹤6m-1 时，升温速度不得超过 10

℃/h。蒸养时升温速度也可随混凝土初始强度的提高而

增加，因此也可以采用变速（渐快）升温和分段（递增）

升温。

表 1-1 升温速度极限值参考表（℃/h）

预养时间/h 干硬度/S 刚性模型密封养护 带模养护 脱模养护

﹥4 ﹥30

﹤30

不限

不限

30

25

20

-

﹤4 ﹥30

﹤30

不限

不限

20

15

15

-

恒温温度及恒温时间的确定，主要取决于水泥品种、水灰比及对脱模的强度要求，详见表 1-2。 表 1-2 恒温时间参考表

恒温温度 95℃ 80℃ 60℃

水灰比 0.4 0.5 0.6 0.4 0.5 0.6 0.4 0.5 0.6

硅酸盐水泥 达设计强度 70%

达设计强度 50% —— —— ——

4.5

1.5

7

2.5

10.5

4

9

4

14

6

18

10

矿渣硅酸盐

水泥

达设计强度 70%

达设计强度 50%

5

2.5

7

3.5

10

5

8

3

10

5

14

8

13

6

17

9

20

12

火山灰硅酸

盐水泥

达设计强度 70%

达设计强度 50%

4

2

6

3.5

8

4

6.5

3.5

9

5

11

6.5

11

6.5

13

8.5

16

10.5

注：1.当采用普通硅酸盐水泥时，养护温度不宜超

过 80℃。

2.当采用矿渣硅酸盐水泥时，养护温度可提高

到 85℃

2.3 电极加热法

电极加热法是通过通电加热产生热量的方法。电极

为直径 6-12mm 的钢筋，插入混凝土内或固定的模板

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·59·

质量控制

内，通电后，由于混凝土本身的电阻面产生热量，为安

全起见，电压应降为 50—110 佚，混凝土的表面温度，

用 425 号普通硅酸盐水泥时要求 35-40℃，325 号时

45-70℃左右。

2.4 远红外养护法

远红外线是波长在 2.5～1000μm 的电磁波。电热

远红外线养护混凝土制品工艺，是讲涂油远红外线辐射

材料的辐射器安装于混凝土表面或混凝土制品底模下，

利用电流通过高温电热远红外线辐射器发生的远红外

线电磁波直接对混凝土辐射传热，或隔膜辐射传热。远

红外线电磁波在穿透空气时以每秒 30 万 km 的速度传

热，所以几乎没有热能损失。它和可见光一样，具有辐

射定向、穿透、反射和吸收等基本性能。混凝土内水分

子的波长在 2.5～3.5μm、5～7μm和 14～16μm时，

各有一个很强的吸收峰带，所以当混凝土接受高温远红

外线电磁波后，很快将其吸收，混凝土内部温度上升，

加速水化反应，促使混凝土内部结构行程，从未加速提

高混凝土制品早起抗压强度。

2.5 掺防冻加剂法

防冻剂的原理：防冻剂是根据混凝土冻害机理，结

合抗冻临界强度、最优成冰率、冰晶形态转化等理论，

并总结长期冬季施工实践研制的，一般由四种成分组

成，其作用分述如下：

2.5.1 早强成分

强度后才能进行下一道工序的施工。在混凝土终凝

初期应避免施工荷载对楼板产生较大的振动。主要作用

是加速混凝土的凝结硬化，使之尽快达到抗冻临界强

度；在达到临界强度以后，能加快混凝土硬化速度，克

服负温、低温造成的强度增长缓慢现象。

2.5.2 引起成分

在混凝土体内引入微米级的细小气泡（有益气泡）

其作用：

（1）切割、封闭混凝土内的连通孔道（有害孔道） ，

减轻冻胀时的裂纹扩展。

（2）引入的大量气泡起到膨胀“缓冲器”的作用，

吸收冰晶膨胀应力，减轻冻害。在混凝土内引入气体

3. 5 % ，可消化 6. 6 %的体积膨胀，在成龄阶段，可起

到提高抗冻融能力、改善耐久性的作用。

2.5.3 减水成分

其作用：（1）减少拌合水，从而减少游离水总量，

从根本上减少可冻冰的含量（但亦应保持一定含冰

率） ，消除冻胀内因；（2）通过减水成分的分散作用，

释放包裹水，消除劣质水泡，使粗大冰晶转化为细小冰

晶，优化水泥水化环境，减轻胀冻压力。

2.5.4 防冻成分

多为一些有降低冰点作用的无机盐，作用可概括如

下：掺防冻组份（以NaNO2 ，掺 2 %为例） 的水溶液

冰点约为- 1. 5 ℃，当温度降到- 1. 5 ℃时，孔隙内临

近受冻侧的游离水开始结冰，冰体内无机盐部分析出，

剩余游离水中盐的浓度变大（冰点进一步降低） ；当

温度继续下降（如降到- 5 ℃） ，又有临近受冻侧游

离水部分结冰，剩余游离水浓度继续增大..，持续这一

过程，直到亚硝酸钠最低共溶点出现，孔内全部游离水

结成冰。由此可见，防冻成分的作用是在连续降温过程

中保持混凝土体内始终有一定的液相水存在（过冷

水） ，使水泥水化能持续进行（尽管此时水化速度已

较常温大为减慢） 。

2.6 工频涡流综合养护法

对于高层建筑来说，采用以上方法均有这样和那样

的不足。通过对冬期高层建筑混凝土施工方法的研究认为

采用工频涡流综合养护法更适合于高强度混凝土的施工。

工频涡流综合养护法是在混凝土搅拌过程中近设

计加入复合高效减水剂、缩聚物、防冻剂、在施工使用

的钢模板上设置涡流钢管，内通交变电流螺旋电阻导

线，根据电磁感应原理，交变电流在通过导体流动时，

在螺旋状电阻导线四周产生交变磁场，作用在导线外侧

的钢管上，由于钢管具有一定厚度就感应产生电动势和

电流，这种在管壁中无规则流动的电流即为涡流。由于

钢管电阻的存在，无规则流动的涡流在管壁内产生热效

应，与螺旋状电阻导线产生的热疚发生迭加，实现了电

能向热能的转换，在电能向热能转换过程中加热了焊接

在钢模板上的钢管，将热量传导给钢模板，使模板内的

混凝土补加热，直到混凝土达到设计强度。加入高效缩

聚物是高等级混凝土获得高强度的重要环节。加入少量

防冻剂，主要是解决混凝土在运输、施工操作阶段及浇

筑后升温养护前间隙时间内在混凝土内部形成冰冻水

混凝土技术 Concrete Technology

·60·

的问题，提高养护前混凝土的抗冻性并可节省部分养护

能源，根据实验结果，加入少量防冻剂混凝土强度比不

加防冻剂混凝土同条件养护时间，关者明显优于后者，

在组合式钢模板或大型钢模板上设置涡流钢管的直径

及数量是根据混凝土表面系数，电流输出功率及混凝

土，混凝土养护时间进行设计。

3 结论

冬期是混凝土工程质量事故的多发季节，而且有明

显的滞后性，即冬期浇筑的混凝土出现质量问题时，多

在春融或后期呈现。由于事故发现较晚，所以处理难度

较大。冬期混凝土施工关键是控制混凝土的裂缝。裂缝

危害性很大，这些裂缝破坏了结构的整体性，改变了设

计安排的应力分布图形及混凝土的受力条件，从而有使

局部甚至整体结构发生破坏的可能，即使是一般的表面

裂缝对混凝土的耐久性也是有损害的，出现裂缝的结构

温度应力迭加，对整体结构的应力状态，在运行阶段具

有不可忽视的影响，所以控制裂缝的产生，运用正确合

理的施工措施，对于冬期混凝土施工具有深远影响。

参考文献：

[1] 张雄，张小伟，李旭峰.混凝土结构裂缝防治技术.

北京：化学工业出版，2007.1-16，178-183，278-288

[2] 王铁梦．建筑物的裂缝控制.上海：上海科技出版社，

1987.10.

[3] 魏星，徐友邻．混凝土结构中裂缝的类型及影响

混凝土结构裂缝问题讨论之一 .工程质量，

2001．32-33

[4] 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—

2002（1）

信息速读：

2015 年中国再制造产业总产值将达到 1500 亿

“2012 再制造国际论坛暨再制造国际展览”日前在京举行，据悉，随着“十二五”规划把再制造业列入

节能环保产业，中国再制造业进入全面提速阶段。预计到 2015 年，再制造行业总产值有望达到 1500 亿元。

再制造是指对废旧汽车零部件、工程机械、机床等进行专业化修复的批量化生产过程，再制造产品达到与

原有新品相同的质量和性能。

据新华社报道，“中国再制造试点企业已形成汽车发动机、变速箱、转向机、发电机供 25 万台套的再制造

能力，产值超过 20 亿元。”中国工程院院士、装备再制造技术国防科技重点实验室主任徐滨士说。

工信部节能与综合利用司副司长高东升表示，在政策层面，工信部正在工程机械、电机、内燃机等领域开

展再制造产业的试点，努力培育规范化、规模化再制造产业链的形成。

目前，中国国内汽车保有量突破 1亿辆，千人汽车保有量超过 70 辆。预计到 2020 年，每年报废的汽车将

达到 1400 万辆。由此带来的环境资源问题日益突显，将严重制约中国汽车产业健康可持续发展。

工信部在多家企业的试点显示，再制造业在质量性能不低于新品情况下，成本只有新品 50%，节能 60%

以上，节材 70%以上，环境不良影响显著下降。

中国工程院常务副院长潘云鹤说：“在全球能源、资源、环境约束日益突显的今天，制造业如何摘掉全球

最大资源消耗和污染排放产业的帽子，如何发展绿色制造、智能制造，成为重要课题。再制造兼具绿色制造和

先进制造的特色，是节约资源能源的有效途径。”

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·61·

耐久性研究

作者简介：李美丹（1979-），女，硕士，工程师

通讯地址：天津市河西区平山道 39 号，邮编 300074

E-mail：meidanli@163.com

基于现场表层混凝土抗氯离子渗透性试验的

桥梁混凝土耐久性寿命预测 李美丹，程棋锋

（天津市市政工程研究院，天津 300074）

摘 要：通过对天津滨海地区某桥梁工程预制箱梁和墩柱等部位的耐久性现场试验，研究基于表层混凝土抗氯离子渗透性试验

的耐久性寿命预测，分析比较现有的氯离子扩散模型，对桥梁预制箱梁和灌注桩部位混凝土进行了寿命评估。结果表明，桥梁

各部位在实际使用环境条件下，使用寿命均超过 100 年，完全满足工程需要。

关键词：寿命预测；耐久性；表层混凝土；氯离子扩散模型

Life prediction of bridge concrete durability based on field test of cover concrete anti-permeability of chloride ion

LI Meidan，CHEN Qifeng

（Tianjin municipal & highway engineering research institute Tianjin 300074）

Abstract：By field durability test of box girder and pier stud of bridge in Tianjin coastal areas，researches Life prediction of bridge concrete

durability based on field test of cover concrete anti-permeability of chloride ion，comparative analyses present chloride diffusion model，

estimates the service life of box girder and pier stud of bridge concrete. The results showed that：bridge service life under normal playing

conditions is more than 100 years and can be used in engineering.

Key Words：Life prediction；Durability；Cover concrete；chloride diffusion model

0 前言

Metha 教授在第二届国际混凝土耐久性会议上指

出：“对混凝土破坏的主要原因按影响力大小顺序排列

是：钢筋锈蚀、混凝土的冻害、物理化学作用”。根据

目前对氯离子环境下钢筋混凝土腐蚀破坏的描述，可知

结构从投入使用到最终破坏需经历腐蚀诱导期、腐蚀期

和腐蚀破坏期三个阶段。由于第二阶段腐蚀期和第三阶

段腐蚀破坏期相对于第一阶段腐蚀诱导期而言是非常

短的，所以一般把第一阶段腐蚀诱导期即钢筋周围氯离

子含量达到使钢筋致锈的临界含量的时间确定为混凝

土的使用寿命。因而，表层混凝土的抗氯离子渗透性是

决定钢筋混凝土结构耐久性的关键因素之一。由于混凝

土渗透性不仅与组成材料、配合比有关，更与施工质量、

养护条件及使用环境等有关，在测试混凝土抗氯离子渗

透性方法的选择上本文趋于目前较被认可 Permit ion

migration test，简称 Permit 试验。他是由北爱尔兰女王

大学的 P．A．M．Basheer 教授等人基于稳态电迁移试

验的基本原理改进而成。

1 氯离子侵入混凝土模型

氯离子渗入混凝土是一个缓慢的过程，但相对于

混凝土技术 Concrete Technology

·62·

钢筋混凝土结构 50-150 年的设计工作寿命，其渗入速

率又显得非常快。氯离子侵入混凝土的方式主要有：毛

细管作用、渗透作用、扩散作用和电化学作用。通常，

氯离子的侵蚀是几种侵入方式的组合，但是，许多情况

下，认为扩散是一个最主要的侵入方式，通常用 Fick

第二扩散定律来描述氯离子在混凝土中的非稳态扩散

性质[1]。迄今大量的长期现场暴露试验和实际工程调查

也证实，该定律能够较好地描述氯离子在混凝土中的迁

移行为，因此已成为氯离子扩散计算的基本数学模型，

国际上诱导期计算通用的方法也是采用 Fick 第二扩散

定律，具体表达式为：

2

2

xCD

tC

∂∂

=∂∂

（1）

C—氯离子的浓度，一般以氯离子占水泥或混凝土

的重量百分比表示；

t—结构暴露于氯离子环境中的时间；

x—侵蚀的深度，即为结构保护层厚度；

D—混凝土的氯离子扩散系数。

Fick 第二定律的解取决于问题的边界条件。混凝土

结构在经过相当长的使用时间以后，表面浓度基本达到

饱和，在稳定的使用环境中一般不会发生太大的变化，

因此可以假定混凝土表面浓度恒定；另外假定混凝土结

构体相对于暴露表面为半无限介质，在任一时刻，相对

于暴露表面的无限远处的氯离子浓度值为初始浓度。相

应的边界条件和初始条件可以写为：

边界条件：C（0，t）=Cs，C（∞，t）=C0

初始条件：C（x，0）=C0

式（1）的解为：

( ) ( ) ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−+=

DtxerfCCCx,tC s 2

100（2）

C（x，t） —t 时刻 x 深度处的氯离子浓度，即临

界氯离子浓度；

C0—初始浓度；

Cs—表面浓度；

D—混凝土的有效氯离子扩散系数；

erf—误差函数， ( ) ∫=u -t dte

πuerf

0

22 。

由此可知，混凝土结构抗氯离子耐久寿命不仅与氯

离子的扩散系数有关，而且还与氯离子的临界浓度、表

面浓度、初始浓度、保护层厚度以及材料随龄期的成熟

度有关。

（1）临界氯离子浓度

氯离子临界浓度值受多种客观因素的影响，如混凝

土的配合比、水泥的类型、水泥成分含量、混凝土材料、

水灰比、温度、相对湿度、钢筋表面状况以及其它有关

氯离子渗透的来源等。理论上是一个随机变量。应在大

量统计的基础上，在一定的概率含义下进行取值[2]。国

内外对氯离子临界浓度进行了许多研究，对应用于不同

的条件，氯离子的临界浓度差异大致在 0.08%~0.16%

（占混凝土质量）。

（2）表面氯离子浓度

混凝土结构表面氯离子浓度的确定一般通过对氯

离子分布曲线的反推而得，而氯离子的分布曲线是长期

扩散累积的结果，虽然氯离子表面浓度有时在短时间内

会有所波动，但对较长的时间段内氯离子源都是恒定

的。

（3）初始氯离子浓度

初始氯离子含量代表从原材料中引入混凝土中的

氯离子，内部氯离子的作用比由外部介质侵入的同样数

量的氯离子作用更具侵入性，许多规范都强调在起初的

混合物中需要对氯离子含量进行控制。

（4）保护层厚度

保护层厚度反映混凝土结构抵御氯离子侵蚀的一

种能力，可以通过人为选择以达到使用目的，计算使用

寿命时按照实际选取。

（5）氯离子扩散系数

随时间的延长，氯离子在混凝土中的扩散系数不是

一成不变的，通过实际检测结果可以发现，龄期较长的

混凝土结构的氯离子扩散系数较小。尤其在开始的 l～3

年内，扩散系数的降低尤为明显，因此扩散系数是一个

时间的函数。

在自然科学体系中，扩散理论本身就是一门复杂的

学科，许多应用方面的具体问题在理论上至今也没有完

全解决[3]。目前，许多文献针对 Fick 第二扩散定律在混

凝土中的应用问题，提出了若干新的模型，但是这些理

论或经验模型仍然没有解决Fick定律存在的全部问题，

例如：考虑扩散系数的时间依赖性的 Maage 理论模型，

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·63·

耐久性研究

考虑线性函数和幂函数变边界条件的 Amey 理论模型，

考虑扩散系数的时间依赖性的 Mangat 理论模型，虑指

数函数变边界条件的 Kassir 理论模型，欧洲 DuraCrete

项目的Mejlbro 理论模型，以及东南大学孙伟[4]等人推导

出综合考虑混凝土的氯离子结合能力、氯离子扩散系数

的时间依赖性和混凝土结构缺陷影响的新扩散方程。

本文应用经典的 Fick 第二扩散定律预测模型，旨

在研究基于现场表层混凝土抗氯离子渗透试验的寿命

预测。因为不仅它的解可以用来很好地拟合氯离子侵蚀

的实测结果，而且模型参数也具有明确的物理意义。

2 现场表层混凝土抗氯离子渗透性试验

本试验研究采用的是由北爱尔兰 Amphora NDT 公

司生产的 Permit 试验仪，可以对混凝土构件的侧面和顶

面进行测试，但要求构件表面必须平整。试验前，首先

根据结构的现场情况进行相应的表面饱水（一般要求用

去离子水浸泡表面 24 h 以上），然后在表面钻孔。并用

直径为 6 him 螺栓固定测试器。在内室注人 0．55 mol

／L 的 NaC1 溶液，外室内注人去离子水。设置好数字

控制器的试验参数，试验即可自动进行。试验开始后，

内、外室的电极之间被加以 60 v 的直流电，内室电极

为阴极，外室电极为阳极。内室溶液中的氯离子在电压

的作用下穿过混凝土向外室迁移。同时，外室内的电导

率仪以设定的时间间隔连续测定溶液的电导率，时间间

隔可以在 1～15 min 内选择。通过溶液电导率与氯离子

浓度的关系公式即可换算出外室溶液的氯离子浓度。最

后在稳态阶段内，测定单位时间氯离子的迁移量来计算

混凝土保护层的氯离子扩散系数，进而评价混凝土保护

层的抗氯离子渗透性[5]。

图 1 滨海地区钢筋混凝土桥梁工程

图 2 预制箱梁表层混凝土现场试验

图 3 灌注桩表层混凝土现场试验

上面几张图是天津滨海地区某桥梁工程预制箱梁

和墩柱等部位的耐久性现场试验，试验结果如下： 表 1 某桥梁工程预制箱梁和墩柱等部位的耐久性现场试验

结果

PERMIT 现场试验 预制箱梁 墩柱

氯离子扩散系数

（10-12 m2/s） 4.730 7.140

3 结果与分析

应用Mathematica6.0 软件的函数计算，取氯离子临

界浓度为 0.1%（占混凝土质量比），表观氯离子浓度为

1.2655%（重量比），初始氯离子浓度预制箱梁为 0.03%，

灌注桩为 0.02%，混凝土保护层厚度预制箱梁取 50mm，

灌注桩取 40mm，得出结果：预制箱梁混凝土使用寿命

为 231 年，灌注桩为 163 年。

混凝土技术 Concrete Technology

·64·

Permit 现场表层混凝土抗离子扩散方法具有试验

设备简单便携、试验过程时间短、易于操作、试验数据

自动采集等优点。在实际工程应用中连续测试，可稳定

得出表层混凝土的氯离子扩散系数，可为评判混凝土质

量、监控施工养护质量以及估算使用寿命提供依据。

应用现场耐久性试验结果—氯离子扩散系数对结

构进行耐久性寿命预测，可以作为比较工程不同部位或

不同环境下工程的耐久年限，为现场混凝土耐久新质量

控制提供方法。

4 结论

（1）基于现场表层混凝土抗氯离子渗透性试验，

应用 Fick 第二扩散定律，对桥梁预制箱梁和墩柱进行

寿命预测，其寿命均超过 100 年，满足了大桥工程要求。

（2）依据 Fick 第二扩散定律建立的混凝土抗氯离

子耐久寿命预测模型，在比较工程结构混凝土耐久质量

方面具有直观性，可以作为评判混凝土材料、施工质量

是否满足工程要求的标准。

（3）运用试验方法对现有混凝土结构进行耐久性

评定和使用寿命预测，可以揭示潜在危险，及时做出维

修和拆除决策，避免重大事故的发生；同时可以完善新

建结构耐久性设计理论和方法，使新建结构具有足够的

耐久性，从而做到防患于未然。

参考文献：

[1] 田俊峰，潘德强，赵尚传．海工高性能混凝土抗氯

离子侵蚀耐久性寿命预测[J]．中国港湾建设，2002，

（2）：1-6

[2] 赵尚传，潘德强，宋国栋．混凝土结构抗氯离子侵

蚀试验研究及耐久寿命预测[J]．公路交通科技，

2004，21（4）：12-15.

[3] 余红发．盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理与

使用寿命预测方法[D]．东南大学，博士学位论文，

2004

[4] 余红发，孙伟．混凝土使用寿命预测方法的研究

[J]．硅酸盐学报，2002

[5] 杨进波．混凝土保护层结构与渗透性现场检测方法的

研究[D]．清华大学，博士学位论文，2008，58—77

信息速读：

俄罗斯研制出新型建筑材料超级混凝土

乍一看，一切都很平常，沙土、砾石、混凝土，都是常见的建筑材料。但当这些普通的建筑材料和水混合

再加入特殊的高分子聚合液后，一切就变得不寻常了。俄罗斯门德雷耶夫化工大学的高级研究员尼基久克说，

正是这种液体赋予了水泥独一无二的新特性。他说，我们有在摄氏零下 28 度成功作业的例子，我们还在倾盆

大雨和水下对这种混凝土进行过试验。

这种特别的高分子聚合液把一切成分包裹起来，使之胶结在一起，同时保护它们免受其他化学作用影响。

如果把这种混凝土的样品放进酸液中，这一特性更为显著。该校研究员皮萨连科对此发表了看法。他说：“我

们把一块儿平常的水泥放进盐酸里，在几秒钟内就发生了激烈的化学反应，水泥开始变得松散，最后完全破裂。

在同样的试验条件下，新型水泥则没有发生任何化学反应。研制这种新型混凝土的研究人员断言，这种混凝土

的这一性状，适用于那些经常与腐蚀性液体和化学试剂接触的工业设施、桥梁和经常使用防冻液的公路。”

对于从事建筑工程和对建筑物进行维修的人来说，这种新型混凝土的另一个特点也非常重要，即混凝土的

凝固速度。快速凝固的混凝土在维修机场跑道和填堵堤坝的孔洞方面有着无可替代的作用 。为了让这些修补

的地方更加坚固，通常需要一个月的时间。而使用新型混凝土在半小时内就已经凝固并且比普通混凝土的坚固

度高出一倍。用新型混凝土完全可以取代现有材料。而且学者们断言，这种混凝土的价格不会比普通混凝土高。

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·65·

再生资源

再生集料的开发与利用 杨书杰，陈 咀

（天津市禄滨混凝土有限公司，天津 301741）

摘 要：将数量庞大的废旧混凝土进行合理的回收利用将对取得良好的社会经济效益起到不可估量的作用。掺加外加剂可以大

大改善再生混凝土的性能，而且利用废弃混凝土做的集料来生产再生混凝土对资源循环利用、净化环境、造福子孙后代具有重

要意义。

关键词：再生集料；再生混凝土；利用；经济性

The development and utilization of recycled aggregate

YANG Shujie，CHEN Ju

（Tianjin Lu Bin Concrete Company Limited Tianjin 301741）

Abstract：Reasonable recovery and utilization of huge quantity of waste concrete would have an inestimable effects on obtaining good social

and economic benefits. Adding admixture can greatly improved the performance of recycled concrete，and producing recycled concrete by

the aggregate which is made from waste concrete has important significance in resources circulation utilization，environment purification and

benefiting descendants.

Key Words：Recycled aggregate；Recycled concrete；Utilization；Economy

0 前言

随着城市化进程的不断加快，作为城市化最主要的

物质基础——混凝土的需求量也在迅速增加。目前，全

世界混凝土的年生产量约 28×108m3，中国混凝土的年

产量占世界总量的 45% ，已达 13×108～14×108m3。

在这些混凝土原材料中，粗细骨料约占混凝土总量的四

分之三。据此推算：全世界每年需要粗细骨料约 21×

108m3，而我国建筑行业正在蓬勃地发展，对于粗细骨

料的需求量很大，我国对粗细骨料的需求约占全世界需

求量的一半，而且随着发展，将来还将越来越多。对于

这么大的消耗量，这个地球的天然原生粗细骨料将消耗

殆尽，因此从资源合理开发使用及可持续发展的角度，

寻求原生集料的替代品非常重要。

与混凝土粗细骨料的巨大需求量相对应的是数量

庞大的废旧混凝土。世界上每年拆除的废旧混凝土、新

建建筑产生的废弃混凝土以及混凝土工厂、预制构件厂

的废旧混凝土的数量是惊人的。2006 年 4 月在厦门召

开的“建筑垃圾综合利用与新技术推广研讨交流会”上

有最新资料显示我国每年因拆出建筑产生的固体废弃

物达 2 亿吨以上，新建建筑产生的固体废弃物大约 1

亿吨，两项合计约 3亿吨。然而，对于这些废旧混凝土

的处理方法目前显然不多，传统的处理方法主要是运往

郊外露天堆放或填埋。这种方法产生的巨大处理费用和

由此引发的环境问题十分突出。废弃混凝土中含有大量

的砂石骨料，如果能将它们合理地回收利用，生产再生

混凝土用到新的建筑物上，不仅能降低成本，节省天然

资源，缓解骨料供求矛盾，还能减轻废弃混凝土对环境

的污染，是可持续发展战略的一个重要组成部分。因此，

如何充分、高效、经济的利用建筑垃圾，特别是废弃混

凝土已经成为许多国家共同研究的一个课题。

1 再生集料性能

利用废弃混凝土破碎加工而成的再生集料，部分或

混凝土技术 Concrete Technology

·66·

全部代替天然集料配制而成的新混凝土为再生混凝土。

废弃混凝土破碎后根据粒径大小分为再生粗骨料和再

生细骨料。其中粒径在5～40mm 的骨料为再生粗骨料，

粒径在 0～5mm 的骨料为再生细骨料。再生粗骨料主

要由天然骨料和附着在天然骨料表面的老砂浆组成，其

表面粗糙、棱角较多，与天然粗骨料存在一定差异，主

要从颗粒级配、粒形与表面构造、密度、含水率和吸水

率、孔隙率、压碎指标值、坚固性、针片状颗粒含量和

含泥量等方面验证再生粗骨料的性能。

再生骨料是将废弃混凝土经过破碎、清洗、分级和

按一定比例相互配合后得到的骨料。而利用再生骨料作

为部分或全部骨料配制的混凝土，称为再生骨料混凝

土，简称再生混凝土。再生骨料按尺寸大小可分为再生

粗骨料、再生细骨料；按来源可分为道路再生骨料、建

筑再生骨料；按用途可分为混凝土再生骨料、砂浆再生

骨料、砌块再生骨料。通过再生骨料混凝土技术可实现

对废弃混凝土的再加工，使其恢复原有的性能，形成新

的建材产品，从而既能使有限的资源得以再利用，又解

决了部分环保问题。这是发展绿色混凝土，实现建筑资

源环境可持续发展的主要措施之一，能够为将来子孙后

代留下宝贵的财富。

2 发达资本主义国家对再生混凝土的利用现状

美国、日本和欧洲等发达国家对废弃混凝土的再利

用研究得较早，第二次世界大战后，德国、日本等国对

废弃混凝土进行了开发研究和再生利用，已经召开过三

次有关废混凝土再利用的专题国际会议，提出混凝土必

须绿色化。混凝土的利用已成为发达国家所共同研究的

课题，有些国家还采用立法形式来保证专项研究和应用

的发展。一些发达国家已经大量运用到实际工程中。

2.1 日本

日本由于国土面积小，资源相对匮乏，因此将建筑

垃圾视为建筑副产品，日本非常重视将废弃混凝土作为

可再生资源而重新开发利用。早在 1977 年日本政府就

制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》，并相继在

各地建立了以处理混凝土废弃物为主的再生加工厂，并

制定了多项法规来保证再生混凝土的发展。此外，日本

还对再生混凝土的吸水性、强度、配合比、收缩、耐冻

性等进行了系统的研究。

2.2 美国

美国政府制定的《超基金法》给再生混凝土的发展

提供了法律保障。美国除鼓励应用再生混凝土外，还对

其性能进行了研究。如根据密歇根州的两条用再生混凝

土铺筑的公路进行了再生骨料混凝土干缩性能的试验

研究，试验表明再生骨料混凝土的收缩率大于天然骨料

混凝土。美国的公司采用微波技术，做出回收的再生沥

青混凝土路面，其质量与新拌沥青混凝土路面料相同，

而成本降低了 1/3，同时节约了垃圾清运和处理等费用，

大大减轻了城市的环境污染。

2.3 欧洲各国

欧洲国家如德国目前将再生混凝土主要用于公路

路面。德国钢筋委员会 1998 年 8 月提出“在混凝土中

采用再生骨料的应用指南”，要求采用再生骨料配制的

混凝土必须完全符合天然骨料混凝土的国家标准；奥地

利的有关试验表明，采用 50%的再生骨料配制的混凝

土，其强度值可达到奥地利标准，而且发现再生骨料混

凝土的弹性模量降低；法国还利用碎混凝土和碎砖块生

产了砖石混凝土砌块，所获得的混凝土砌块已被测定，

符合与砖石混凝土材料有关的标准。

2.4 我国对再生混凝土的利用现状

中国虽然在短期内混凝土的原材料危机不会突现，

但是将来我国肯定也会面对原材料短缺的问题，而且我

国建筑业的发展远远超过一些发达国家，同时对再生混

凝土的开发研究晚于工业发达国家，因此我国政府也鼓

励废弃物的研究和应用，同时国内的一些专家学者在这

方面进行已加紧对再生混凝土的研究利用进行立项研

究。像上海市建筑构件制品公司利用建筑工地爆破拆除

的基坑支护等废弃混凝土制作混凝土空心砌块，其产品

各项技术指标完全符合上海的混凝土小型空心砌块工

程规范。将废弃混凝土破碎或粉碎后的碎块用作新拌混

凝土的骨料的方法在一些改建或重建工程项目中也有

所应用。

3 我国水泥混凝土路面再生技术

我国再生混凝土不仅运用到建筑业，而且很多再生

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·67·

再生资源

混凝土运用在在交通行业中，当混凝土道路的混凝土路

面到达其使用年限，或者重物碾压等原因破损，则需要

修补或者重建时，现在的一般做法是破除并废弃旧的水

泥混凝土面层，修补基层后，重新进行铺筑。目前，在

我国水泥混凝土路面再生技术中主要应用的是现场再

生技术，即破碎或粉碎现有路面，然后将破碎或粉碎后

的路面用作新路面结构中的基层或底基层，这一种做法

在我国公路养护维修中普遍采用。例如，合肥至南京的

高速公路采用再生混凝土骨料作为新拌混凝土的集料

来浇注混凝土路面。合肥至南京的高速公路，路面为水

泥混凝土，于 1991 年建成通车，随着交通量的增长、

使用年限的增加，路面出现了不同类型的病害，每年路

面维修工程量很大，每年维修产生大量的旧混凝土。为

此，在养护维修过程中，根据高速公路快速通行的特点，

采用再生混凝土骨料，并加入早强剂，达到快速通行的

目的。施工前测试了再生混凝土骨料的表观密度、吸水

率、压碎值、坚固性和冲击值，并且充分注意了集料的

最大粒径和级配。用再生混凝土骨料代替天然集料，再

生混凝土骨料的利用率可以达到 80% ，每年还可以节

约大量骨料的运输费用。同时，节省了废弃的混凝土占

用的土地费用。有些省份和地区也采用了不同的施工工

艺，充分利用废旧的混凝土，近两三年来，适合中国国

情的一些水泥混凝土路面的“白改黑”改造工程在广西、

广东、湖北、河南、重庆等地取得了良好的效果。

打裂压稳后加铺层的路面结构组合可采取“白+黑”

和“白+白”结构，即加铺层可以为沥青混凝土路面，

也可以选择水泥混凝土路面。加铺沥青层时可将碎石化

层作为基层和底基层，可能采用的加铺方式有 4种：直

接加铺上、中、下面层的密级配沥青混凝土；加铺沥青

稳定碎石基层（主要是开级配沥青碎石基层），然后采

用 2层面层的型式；加铺抗疲劳层后，再加铺沥青面层；

加铺无机结合料稳定类基层，然后再加铺沥青面层。无

论何种结构，与碎石化层相接的结构层底面的拉应力或

拉应变都是关键的控制因素。

采用冲击压稳或打裂压稳技术，高能量低频冲击外

力的作用使旧水泥混凝土路面板裂缝不规则且较细微，

使开裂的旧水泥混凝土路面层仍有较高的整体刚性，但

均匀性稍差，如直接加铺薄层沥青混凝土，仍有出现反

射裂缝的可能。一般还要先加铺 20～25 cm 半刚性性基

层，再加上 10～13 cm 沥青面层，故标高抬高达 30～

38 cm，避免影响原地面排水系统。

打碎压稳施工形成的结构层均匀性优于打裂压稳

形成的结构层的均匀性，但整体强度明显低于后者。混

凝土板块经碎石化后，水泥面板的破碎程度比较彻底，

水泥碎块的最大粒径在 20～30 cm 之间，经专用压路机

压实稳固后混凝土面板表面碎块最大尺寸范围为 5～

10 cm，再经洒布乳化稳定，在结构上不再是刚性板块，

而成为类似沥青稳定碎石的一种柔性基层。

水泥混凝土路面碎石化后，在铺设沥青面层之间，

通常采用乳化沥青灌入再生集料技术，以增强碎石化基

层与面层的粘结，提高路面整体强度。可使用乳化沥青

洒布设备进行施工，适用于采用多锤头破碎机等设备的

碎石化破碎工艺，一般做法如下：

（1）旧路面破碎之前至少 2 周设置排水设施，然

后实施破碎。

（2）切割移除暴露的加强钢筋后，采用专用压实

机械，如 Z 型压路机（20～25t）破碎后，路面振动压

实 2～3遍。

（3）对破碎后的水泥混凝土路面进行检验性碾压，

对软弱区域进行移除替换后再用胶轮压路机振动压实

3遍。

（4）洒布、灌入改性乳化沥青，其用量为 2.5～3.5

kg／m2。

（5）洒布热的乳化沥青作防水粘接层，其用量为

1.O kg／m2。

（6）撒布一层粒径为 3～5 mm 的石屑，用 16t 钢

轮压路机碾压 2遍。

（7）封闭交通 8～12 h 后，摊铺热拌沥青混合料

调平层和面层，或者铺筑水泥混凝土。

旧水泥混凝土路面碎石化后直接加铺水泥混凝土

路面相对来说是不利的，其抗水损害的能力相对较低，

因此，当回弹模量小于 150 MPa 时，需要加铺适当的无

机结合料稳定基层；当回弹模量大于 150 MPa 时，需要

加铺沥青防水封层。

水泥混凝土路面的加铺厚度应不低于规范规定的

最小厚度，碎石化防水封层应不小于 1cm。

近年来，许多试验和工程实践证明，即使是来自建

筑垃圾的再生集料及混凝土用于道路结构层也是有效

混凝土技术 Concrete Technology

·68·

而可行的。研究证明，旧混凝土可以经破碎形成再生集

料。再生集料可以用作水泥混凝土路面面层的集料或路

面基层及底基层的骨料。

集料化、资源化循环再生是一种最彻底的路面重建

手段。它将旧水泥混凝土路面拆除、破碎为集料，筛分

级配后，加入稳定、粘结成分（二灰、水泥等）拌和成

为稳定土、贫混凝土及再生混凝土，根据性能再重新用

于修筑基层、底基层或垫层甚至面层。

4 水泥混凝土路面的集料化、资源化再生利用技术主要工艺

水泥混凝土路面的集料化、资源化再生利用技术主

要工艺分为 3个阶段。

4.1 废旧水泥路面的拆除和清理

（1）将旧水泥混凝土路面破碎、铲起、收集或者

装运至集料处理地点。

（2）对原始路面基层、岩土基础等结构进行补强

和调整。

4.2 再生粗细集料的加工

4.2.1 清理

清理粘附在水泥混凝土碎块上的基层材料和泥

土。

4.2.2 一级破碎

一般采用颚式破碎机（反击式破碎机扬尘大）将水

泥混凝土块破碎为粒径为 152 mm以下的碎块，并利用

电磁铁剔除原路面板内的钢筋。

4.2.3 二级破碎

将粒径大于 76 mm 的碎块循环破碎，并吸走残余

钢筋。

4.2.4 筛分

在一级破碎和二级破碎过程中，根据集料粒径的要

求安装双筛网筛分机，对粒径小于 76 mm 的再生集料

进行过筛分级。

4.3 再生集料的利用

（1）再生粗细集料加稳定料拌和后用于修筑基层

（贫混凝土、水泥处治粒料基层的骨料）、底基层（级

配碎石、水泥处治砂砾）和垫层（砂砾）等。

（2）再生集料加水泥、化学外加剂以及部分新集

料等搅拌后用作路面面层。

（3）再生集料加沥青等热拌后用作路面面层。

这样既节省了大量的养护资金，又有利于环境保

护，获得了良好的社会经济效益。

5 水泥混凝土路面循环再生经济性

水泥混凝土路面集料化、资源化循环再生的经济性

不仅可从废旧混凝土集料的低成本和路面结构重组修

复减少的花费中直接看到，而且能从它所产生的社会、

环境效益中间接反映出来。

实际工程中不乏利用废弃混凝土产生良好经济效

益和社会效益的实例。据介绍，欧盟、美国和日本每年

废弃混凝土材料超过 3.6×108t，对混凝土和钢筋混凝土

废料再加工得到的再生骨料能耗仅为开采天然碎石的

1／8，成本可降低 25％。

中国对于再生集料的应用目前还处于探索阶段，其

中经济性是影响和阻碍再生集料大规模应用的主要原

因之一。由于再生集料（不论是来自建筑垃圾还是水泥

混凝土路面）的生产需要消耗额外的人力和物力，从而

导致了再生混凝土的生产成本高于普通混凝土，但对再

生混凝土的经济分析应当从社会、环境等方面来综合考

虑。一方面，生产新的混凝土不但需要消耗大量的砂石

等天然资源，而且会造成自然环境的恶化；另一方面，

废弃、填埋混凝土不仅占用了大量的土地，增加了外运

费用，而且导致了环境的污染。因此，如果能将废弃混

凝土作为再生集料资源加以重新利用，不仅能够解决天

然混凝土集料资源紧缺的问题，而且有利于环境的保

护，实现混凝土和建筑业的可持续发展。

中国每年用于浇筑混凝土的集料达 1.1×108～

1.4x108m3。蕴藏天然砂石的山体、河流是不可再生的资

源，它们的消失对人类与环境是难以估计的损失。到目

前为止，因过度开采，造成许多人为因素引起的自然灾

害（洪水、水土流失、土地荒漠化、环境污染、生态破

坏等），已经严重影响了中国的可持续发展战略。

6 结语

为了切实有效的建立废弃混凝土再利用机制，需要

政府加强宣传力度，出台一些强制措施限制废弃混凝土

的排放，建立相应的废弃物加工厂。同时，政府应当在

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·69·

再生资源

财力和政策上予以支持，并制定有关再生混凝土的行业

标准，推动再生混凝土这一新型建筑材料的发展，进而

促进中国经济的发展。

参考文献：

[1] 陶珍东；废卉混凝土再利用的研究进展[J]；中国粉

体技术；2005年 01期

[2] 吴贤国，郭劲松，李惠强，杜婷；建筑废料的再生

利用研究[J]；建材技术与应用；2004年 01期

[3] 白洪岭；张健；赵幼林；马友成；旧水泥混凝土路

面碎石化技术应用研究[J]；公路交通科技（应用技

术版）；2006年 05期

[4] 张长森，祁非；建筑垃圾作水泥混合材的试验研究

[J]；环境污染治理技术与设备；2004年 09期

[5] 陆凯安；建筑垃圾应用技术及对策[A]；固体废弃物

在城镇房屋建筑材料的应用研究——中国硅酸盐

学会房建材料分会 2006 年学术年会论文集[C]；

2006年

信息速读：

喷射混凝土在国际隧道施工中的发展运用

喷射混凝土技术通过在过去十年中不断地改进，使得其在全球的隧道施工中被越来越多地使用。通过采用

湿混喷射，实现了高品质，符合环保安全的喷射混凝土配合比设计进展。

喷射混凝土是通过软管或管道受压缩空气的推动，在高速压力喷射中形成隧道衬砌，通过使用特殊的水泥

和添加液体无碱加速器在喷嘴上，可以使它适用于高强度的作业。

从历史上来看，喷射混凝土之前都是通过采用干拌法，将水泥、砂、石在干燥状态下拌合均匀，用压缩空

气将其和速凝剂送至喷嘴并与压力水混合后进行喷射。

但如今越来越多的湿拌法被广泛使用，尤其是当需要提高工作效率时。湿拌法是将拌好的混凝土通过压浆

泵送至喷嘴，再用压缩空气进行喷灌的方法。由于水灰比增大，混凝土的初期强度亦较低，但回弹情况有所改

善，材料配合易于控制，工作效率较干拌法更高。

有了这种方法，它更容易在整个喷雾过程中产生一个统一的质量标准，并可以允许微硅石、聚丙烯纤维或

钢纤维喷射混凝土规范所要求的设计比例。

此外，湿拌法还可以提供更好的低尘工作环境，并且可以更好的降低运营成本。

如今，在喷射混凝土施工过程中越来越多使用可远程控制的机器人喷头，这也除去了操作员进入地下环境

所要承担的风险。

英国混凝料制造商汉森公司是海德堡集团旗下子公司，目前是公认的英国最好的应用喷射混凝土技术的公

司。

海德堡集团在灌浆技术上具有全球领先地位，其在德国莱门技术中心有专门的部门用于开发水泥浆配方，

以及一系列的专业勾缝剂以克服不同的地面条件。

同时，海德堡也参与了隧道管片的开发和供应，并且参与建设了杜塞尔多夫的城市轨道交通的建设，该条

轨道线路总长度为 3.4 公里，预计将于 2015 年投入使用。

展望未来，相信会有更多诸如英国汉森公司和其母公司海德堡这样投资专门的技术部门去开发应用喷射混

凝土和水泥浆技术，以不断满足不同客户和承包商的需求，使得隧道建设更加高效和环保。

混凝土技术 Concrete Technology

·70·

作者简介：刘梁梁（1988- ），男，山东临沂人。硕士，研究方向为桥梁混凝土碳化耐久性研究。E-mail：longjuan888@126.com。

基金项目类别：山东省自然科学基金（2009ZRB019HD）。

混凝土结构碳化耐久性研究进展 刘梁梁，姜福香，孟令波，郝明磊

（青岛理工大学 土木工程学院，青岛 266033）

摘 要：碳化是影响混凝土结构服役寿命的主要因素之一，成为混凝土耐久性研究的重要方面。本文对混凝土碳化的影响因素

和机理进行了阐述，对国内外典型的碳化深度预测模型进行了介绍。指出当前碳化耐久性研究中存在的主要问题在于现有研究

成果不能较好地反映在役状态下的混凝土结构碳化情况，难以准确预测混凝土结构的碳化耐久寿命，正确指导工程实践。因此，

机械荷载与环境因素复合作用下的混凝土碳化耐久性是值得进一步深入研究的重要课题。

关键词：混凝土碳化；机理；影响因素；预测模型；复合作用

中图分类号：TU528

Carbonation of Concrete Structure Durability Research Progress

LIU Liangliang，JIANG Fuxiang，MENG Lingbo，HAO Minglei

（School of Civil Engineering Qingdao Technological University Qingdao 266033）

Abstract：The carbonation is one of the main factors that affect the service life of concrete structures has become an important aspect of

concrete durability research. Factors and mechanism of concrete carbonation are described，at home and abroad typically carbonation depth

prediction model was introduced. Pointed out that the main problems in the carbonation durability study is that existing research can not be

better reflected in the existing state structure carbonation of concrete，it is difficult to accurately predict the carbonation of concrete structure

durability life，the correct guidance of engineering practice. Therefore，the composite under the action of mechanical loads and

environmental factors，carbonation of concrete durability is an important issue worthy of further study.

Key Words：Carbonation of concrete；Carbonation mechanism；Influencing factors；Prediction model；Composite role

0 前言

自 19 世纪 20 年代波特兰水泥问世以来，混凝土逐

渐成为用量最大的建筑材料之一，其具备强度高、匹配

性好、易于就地取材等优点，但这并不能说明混凝土结

构是十全十美的。事实上，大量的混凝土结构由于各种

原因而达不到预定的服役年限，这其中有的是由于结构

设计的抗力不足导致的，有的则是由于使用荷载的不利

变化而造成的，但更多的是由于结构的耐久性不足而造

成的失效。暴露在大气环境下的混凝土结构，由于碳化

的影响导致混凝土提前损伤，从而导致混凝土结构的破

坏，这已成为实际工程中不可忽视的问题。而早期损坏

的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚至造成停

工停产的巨大经济损失。因此，许多学者对混凝土结构

碳化耐久性进行了研究，以期通过对碳化的研究为实际

工程提供一定的依据和指导作用。本文概述了碳化的影

响因素和机理，描述了当前混凝土碳化的研究成果，并

对以后的研究方向提出了一些建议。

1 碳化机理

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·71·

综 述

空气、土壤或地下水中的酸性物质，如CO2、HCl、

SO2、Cl2进入混凝土表面，与水泥中的碱性物质进行反

应的过程称为混凝土的中性化。空气中混凝土的碳化是

中性化最常见的一种形式，它是空气中的二氧化碳与水

泥石中的碱性物质相互作用，使其成分、组织和性能发

生变化，使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。

混凝土碳化的主要化学反应式如式（1）：

Ca（OH）2+ CO2→CaCO3+ H2O （1）

碳化反应的结果，一方面，生成的CaCO3和其它固

态物质堵塞在混凝土空隙中，降低了混凝土的孔隙率，

并使混凝土的密实度提高；另一方面，混凝土的碳化使

混凝土中的pH值降为约8.5-9.0，而有研究表明[1]，混凝

土内部孔溶液pH值只有保持在一定数值（>13.5）才能

防止内部钢筋的锈蚀，而碳化使孔溶液pH值降低了，

这会破坏钢筋表面的钝化膜，致使钢筋脱钝、锈蚀进而

导致混凝土保护层出现裂缝，引起结构的耐久性破坏。

同时，混凝土碳化还会加剧混凝土的收缩，这些都可能

导致混凝土的开裂和结构的破坏。由此可见，混凝土碳

化与混凝土结构的耐久性密切相关，是衡量钢筋混凝土

结构物可靠度的重要指标。

2 影响混凝土碳化的因素

目前，国内外学者公认的碳化深度Xc 与碳化时间

t 的关系式为：

XC = tα （2）

式中：α为碳化速度系数，碳化速度系数α体现了混凝土的抗碳化能力，它不仅与混凝土的水灰比、水

泥品种、水泥用量、养护方法、气孔尺寸与分布等有关，

而且还与环境的相对湿度、温度及二氧化碳的浓度有关[2-6]。

2.1 材料本身因素

2.1.1 水灰比

水灰比是影响碳化速度的主要因素之一。在水泥用

量一定的条件下，增大水灰比会使混凝土孔隙率增加、

密实度降低、渗透性增大，从而导致空气中的水分及有

害化学物质较多地侵入混凝土体内，使混凝土碳化加

快。很多学者深入研究了水灰比对混凝土碳化的影响。

如朱安民[7]、颜承越[8]等通过长期暴露试验研究了混凝土

碳化速度与水灰比的关系，蒋利学、张誉等[9]的研究表

明水灰比增加，混凝土的孔隙率增大，相应混凝土的碳

化速度加大，但碳化深度与水灰比并非呈线性正比关

系，而是近似呈指数函数关系。

2.1.2 水泥品种及用量

水泥的品种不同，决定了其矿物成分的不同，可碳

化的物质含量不同，而水泥的用量多少也能够直接影响

混凝土的碳化速度。不同的水泥，其矿物组成、混合材

量、外加剂、生料化学成分不同，直接影响着水泥的活

性和混凝土的碱度，对碳化速度有重要影响，水泥用量

直接影响混凝土吸收 CO2的量。增加水泥用量一方面可

以改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性；另一方

面还可以增加混凝土的碱性储备。因此，水泥用量越大，

混凝土强度越高，其碳化速度越慢。

2.2 环境因素

2.2.1 温度的影响

一方面温度的升高，会加快 CO2气体的扩散速度、

离子的运动速度，从而加快碳化反应速度；另一方面，

碳化反应本身是放热反应，温度升高不利于碳化反应的

进行，温度升高又会导致 CO2在水中的溶解度降低，也

不利于 Ca（OH）2在水中的溶解，这都会降低碳化速度。

国内外的学者对此进行了各种研究，但并没有得出统一

的结论。徐道富[10]通过试验研究发现环境的温度和混凝

土的碳化速度二者近似呈正比关系。文献[11]表明：在

10～60℃范围内，混凝土碳化速度随环境温度的升高而

加快。文献[12]则认为混凝土碳化速度对温度变化（20～

40℃）不敏感，没有 CO2浓度影响显著。

2.2.2 CO2浓度的影响

由于碳化反应是一种化学反应，CO2浓度对碳化速

度有很大的影响。对此，学者们提出的观点大多基于菲

克（Fick）第一扩散（渗透）定律。而菲克定律表明混

凝土碳化深度与时间的平方根呈正比，CO2浓度越高，

碳化速度越快。

2.2.3 相对湿度的影响

环境湿度对混凝土的碳化速率有着比较大的影响。

湿度较高时，混凝土的含水率较高，微孔中充满了水，

阻碍了 CO2气体在混凝土中的扩散，碳化速率也较慢。

在湿度较小即很干燥而 CO2浓度又较大的情况下，虽然

混凝土技术 Concrete Technology

·72·

CO2的扩散较快，但由于提供反应的溶液较少，碳化速

率还是较慢。文献[13]分析了 1981 年到 1996 年间国内

外的碳化资料后认为，碳化速度与相对湿度的关系呈抛

物线状，在相对湿度 40%~60%时，碳化速度较快，50%

时达到最大值。

2.2.4 应力状态的影响

混凝土在不同应力状态下，其碳化速度也不一样。

混凝土受到拉应力时，混凝土内部会产生细微裂缝，为

CO2的进入提供了通道，会加速混凝土的碳化。凝土土

受到压力时，混凝土内部结构会变得密实，CO2的渗透

速度变慢，从而碳化速度也会减慢，但当压力超过一定

值后，碳化速度又会加快。田浩等[14]研究表明拉应力能

加速混凝土的碳化，并且拉应力越大碳化速度越快；压

应力可以减缓碳化速度，且压力越大，碳化速度越小。

这一研究与理论相符。

3 碳化深度预测模型

国内外学者提出的碳化深度预测模型可归纳为三

种类型：一类是基于扩散理论建立的碳化模型；一类是

通过碳化试验获得的经验模型；还有一类是结合扩散理

论和碳化试验得到的碳化模型。以下简单介绍由国内外

学者提出的典型碳化预测模型。

3.1 传统模型

3.1.1 基于 Fick第一定律的碳化模型

假设 CO2沿扩散方向的浓度梯度为一定值，CO2沿

扩散方向的扩散通量只与浓度梯度成正比，扩散服从

Fick 第一定律，由此可得：

2coC

D KX t t

Qα

⋅= ⋅ = （3）

式中： D 表示 CO2在混凝土中的有效扩散系数；

2coK 表示周围 CO2的浓度；Q表示混凝土吸收 CO2的能

力；t 表示碳化的时间。

该模型是经典的碳化理论模型，模型中各参数概念

清晰，具有广泛的理论意义。

3.1.2 基于水灰比的碳化模型

日本学者岸谷孝一[15]通过快速碳化试验和自然暴

露试验，提出了混凝土碳化深度预测模型。 当 w/c>0.6 时，

( / 0.25)0.3(1.15 3 / )C

tX k w cw c

= −+

（4）

当 w/c ≤0.6 时，

(4.6 / 1.760)7.2CtX k w c= − （5）

上式中 k表示与水泥品种、骨料及外加剂有关的系

数。

该模型碳化深度预测较为准确，认可度较高，曾作

为日本建筑学会制定《钢筋混凝土结构设计计算规范》

中保护层厚度设计依据之一。

3.1.3 基于抗压强度的碳化模型

牛荻涛等[16]在大量调查工作的基础上，基于抗压强

度提出了混凝土碳化深度预测模型。

2

4 57.94( ) 2.56 (1 ) 0.76C mc j co p s ccu

X t K K K K K T RH RH m tf

⎡ ⎤= − × −⎢ ⎥

⎣ ⎦ （6）

式中： mcK 表示不定性随机变量； jK 表示角部修正系数；

2coK 表示 CO2浓度影响系数； pK 表示浇注面

修正系数； sK 表示工作应力影响系数；T 表示环境年平均温度（℃）；RH表示环境年平均相对湿度（%）； cuf表示混凝土立方体抗压强度（MPa），是随机变量； cm为混凝土立方体抗压强度平均值与标准值之比值。

这种模型是基于混凝土抗压强度提出的，而抗压强

度能基本反映出混凝土的质量情况，故以混凝土抗压强

度为变量建立碳化预测模型具有一定实际意义，但强度

模型显然无法描述工业废渣掺量对孔结构、混凝土碱度

以及 CO2反应扩散过程的影响。

3.1.4 多系数碳化模型

中国建筑科学研究院龚洛书[17]较早的提出了多系

数碳化模型。

1 2 3 4 5 6CX k k k k k k tα= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ （7）

式中： 1k 表示水泥用量影响系数； 2k 表示水灰比影响系数； 3k 表示粉煤灰取代量影响系数； 4k 表示水泥品种影响系数； 5k 表示集料品种影响系数； 6k 表示养护方法影响系数；α 表示自然碳化影响系数。 这种多系数碳化模型是特定条件下，基于某种材料

因素的变化而给出的较为精确的碳化深度预测模型，故

该模型只适用于特定条件下混凝土碳化深度预测，不具

有广泛性。

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·73·

综 述

3.2 考虑荷载作用的碳化模型

对于在役状态的混凝土结构而言，除了受材料本身

因素和环境因素的影响之外，往往还要承受各种荷载的

作用。传统的碳化模型基本上都是考虑了材料本身和周

围环境的某一种或几种因素，并没有考虑荷载作用的影

响。以下学者对荷载作用下的混凝土结构碳化进行了研

究，并提出了各自的观点或碳化模型。

3.2.1 弯曲荷载作用下的碳化研究

法国学者Castel等[18]用尺寸为15cm×28cm×300cm

的钢筋混凝土构件，进行了长达 13 年的试验，结果发

现，承受正常使用荷载（弯矩）的梁，其碳化深度要比

不承受荷载的大。碳化深度与应力存在如下关系：

3

0( ) [1 ( ) ]sC s

hX Xx⋅σ

σ = +α （8）

式中：X0为受试构件荷载为 0时截面上混凝土碳化

深度；XC （ sσ ） 为应力 sσ 处截面混凝土碳化深度；h为试件与受力方向平行面（侧面）高度； x为有效深度，即钢筋中心到受载面的距离；α 为经验常数。 袁承斌[19]对受拉杆的试件进行加载，研究了压应力

和拉应力作用（以弯曲受拉代替轴向受拉）下混凝土的

碳化特性，发现在压应力小于 0.7fc 范围内，应力的增

大会降低混凝土的碳化速率。当拉应力大于 0.3ft 时，

混凝土的碳化速率随名义应力水平的增大而增大，最终

提出了压（拉） 应力状态下的碳化综合系数 Kci（Kti）

与无应力状态下的碳化综合系数 K 的关系为：

20.03112 0.00215ci c cK K K K= − − （9）

20.20512 0.031418ti t tK K K K= − + （10）

式中，Kc和 Kt分别为名义压应力和名义拉应力。

金祖权[20 ]建立了弯曲荷载作用下的混凝土中 CO2

扩散系数的关系式：

01.007 exp(0.0205 )s sD Dσ σ= （11）

式中：D0 为无荷载作用下的 CO2 扩散系数

（ mm2/d）；sDσ 为应力水平 sσ 下的 CO2 扩散系数

（ mm2/d）； sσ 为应力水平（% ）。

以上几位学者都是对弯曲荷载作用下混凝土碳化

耐久性进行了研究，得出了比较一致的结论：拉应力能

加速碳化。

3.2.2 轴拉和轴压荷载作用下的碳化研究

姜福香[21]通过对轴拉和轴压荷载作用下的混凝土

结构研究，提出了相应的碳化深度模型：

0 ,( )C c st R xX t K t k k k t= = ⋅ ⋅ ⋅ （12）

或： 0 ,( )C c st R DX t K t k k k t= = ⋅ ⋅ （13）

式中：XC（t）表示混凝土碳化深度； k0表示未受

荷载混凝土的碳化速度系数，与温度、湿度、CO2浓度、

混凝土配合比等有关，可结合现有碳化深度预测模型求

得；kst表示硅烷表面防护对碳化的延迟系数，与混凝土

内部相对湿度有关；kR为应力状态影响系数。

该模型综合考虑了温度、湿度、CO2浓度、混凝土

配合比、应力等因素，模拟出在役混凝土的工作状态，

能较为准确的预测碳化深度，因此该模型对实际工程有

广泛意义。

朱兵[22]研究表明：在拉应力作用下，混凝土的碳化

速度会加快，当承受压应力作用超过一定数值后，混凝

土碳化速度会急剧增大。刘杰[23]对不同轴压荷载水平下

混凝土的碳化性能进行了研究，得出当轴压荷载水平小

于 0.5 时，混凝土随荷载水平增大，碳化速率降低的结

论。以上结论的得出，都是以结构承受静荷载作用为前

提的，其它荷载类型作用下的混凝土碳化研究还相对较

少。

4 结束语

混凝土结构的碳化是非常复杂的物理化学过程，影

响碳化的因素很多。国内外学者对碳化进行了较为广泛

的研究，但基于单因素的研究成果难以真实反应服役状

态混凝土结构的碳化情况。近几年，许多学者开始考虑

环境因素与机械荷载等双重或多重因素复合作用下混

凝土的碳化，并取得了相应的成果，但由于复合作用的

复杂性，当前还远远达不到工程应用的水平。因此，复

合因素作用下的混凝土结构碳化耐久性能研究还有待

进一步深入。

参考文献：

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混凝土技术 Concrete Technology

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同济大学，2008．

信息速读：

美国际贸易委员会决定对混凝土反倾销税令进行全面日落复审

2012 年 10 月 9 日，美国国际贸易委员会投票决定，对中国、白俄罗斯、印度尼西亚、拉脱维亚、摩尔多

瓦、波兰和乌克兰等国家输美的混凝土强化钢筋产品(STEEL CONCRETE REINFORCING BAR)所适用的反倾销

税令进行全面日落复审，以确定取消上述反倾销税令是否有可能导致在合理可预见的时间内实质损害的继续或

再度发生。

2000 年 7 月 20 日，美国商务部对原产于中国等国家的混凝土强化钢筋产品进行反倾销立案调查，涉案产

品海关编码为 72130000；2001 年 6 月 22 日，美国商务部最终裁定对中国的涉案企业征收 133.00%的反倾销税。

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·75·

其 他

作者简介：姬杨（1977~），女，汉族，吉林建筑工程学院管理学院

研究方向：物流与供应链管理

通讯地址：长春市新城大街 5088 号 130118）

E-mail：zxj_0620@163.com

构建合理的第三方物流企业顾客服务评价体系 姬 杨

（吉林建筑工程学院管理学院，吉林 长春 130118）

摘 要：本文从第三方物流顾客服务衡量与控制的角度出发，结合我国第三方物流的特点，提出第三方物流顾客服务评价体系

应该包括两个部分，即顾客服务评价KPI 体系与顾客满意度评价体系，并在此基础上阐述二者之间相互关系。

关键词：第三方物流；KPI；顾客满意度；指标体系

Reasonable construction of the third party logistics enterprise customer service evaluation system

JI Yang

（School of Management，Jilin Architecture and Civil Engineering Institute Jilin Changchun 130118）

Abstract：This article from the third party logistics customer service measure and control point of view，combined with the characteristics of

the third party logistics in China，puts forward the third party logistics customer service evaluation system should include two parts，namely

customer service evaluation of KPI system and customer satisfaction evaluation system，and on this basis，the relationship between the two.

Key Words：Third party logistics；KPI；Customer satisfaction；Index system

0 前言

提供高质量的顾客服务，取得良好的企业绩效是第

三方物流企业物流活动的根本目标。如何衡量其服务质

量与服务水平，达到顾客满意，进而有针对性地改进服

务战略，需要建立一套评价体系，对第三物流企业的顾

客服务工作及时进行衡量和评价，才有可能实施相应的

控制，进而更好地实现企业与客户的互动，并使客户服

务过程更加规范化、制度化。

第三方物流顾客服务评价体系应该包括两个部

分：：顾客服务评价 KPI 体系与顾客满意度评价体系。

KPI 指关键绩效指标（Key performance Indicators）体系，

即通过对组织内部流程的输入端、输出端的关键参数进

行设置、取样、计算、分析，衡量企业运行绩效的一种

目标式量化管理指标体系。顾客满意度所反映的是对第

三方物流所提供各种服务质量的一种主观评价。顾客满

意度评价体系理论的研究还在不断深化，当前较为认同

的顾客满意模型是由美国的 Fornell 等人提出的过程模

型。该模型认为，顾客满意有 3个影响因素，即顾客期

望、感知质量和感知价值，同时又与顾客报怨和顾客忠

诚相联系。如果产品和服务的感知质量超过顾客的期

望，那么顾客就满意，如果产品和服务的感知质量没有

达到顾客预期，那么顾客就不满意。这些指标可以通过

企业的信息网络或者对有代表性的客户群体的调查访

谈来获得。

企业动行绩效与顾客满意二者之间互为目的、互为

混凝土技术 Concrete Technology

·76·

手段。一方面，顾客满意是手段，第三方物流企业通过

持续的追踪、测评顾客的需耱和期望的变化情况，持续

改进物流服务，不断地满足顾客期望甚至超越满足期

望，才可能实现顾客的满意和顾客忠诚，进而达到提高

企业动行绩效的目的；另一方面，提高顾客满意度是需

要以提高企业动行绩效为条件，通过不断学习、研究其

他第三方物流企业的一些先进做法，制定自身的 KPI

体系，探索改进企业自身的各项服务，最终又回到顾客

的满意直至顾客忠诚。这是第三方物流企业不断改进服

务以提高顾客满意程度、实现顾客忠诚和获得好的经营

业绩的一个永远止境的过程。

同时，基于企业运行绩效和顾客满意这二者的顾客

服务评价体系的出发点和归宿点又是有区别的，KPI 体

系是站在企业角度，企业内部管理层通过制定目标绩效

标准对资源的分配与控制；顾客满意度是站在客户的角

度，以企业外部的顾客对服务满意程度的主观评判为依

据控制和分配企业资源，实现顾客忠诚。因此，在物流

企业资源有限的前提下，如何在经营绩效与顾客满意之

间寻求平衡，既不能一味追求企业绩效，也不能片面强

调顾客满意，必须把顾客满意的标准与绩效评价相结

合，用来衡量企业服务水平，才是企业长远发展的必由

之路。

1 第三方物流企业 KPI 体系中应引入顾客满意度因素

对第三方物流企业来说，组织目标是通过提高物流

服务的客户满意度、客户忠诚度，来巩固已有的客户关

系，发掘潜在的新客户。以当前我国第三方物流企业较

普遍的物流业务项目为参考，建立企业级关键绩效指标

体系，其基本构成见表 1。

表 1 第三方物流企业KPI 指标体系

指标类别 指标名称

运输服务指标体系 运输需求满足率、货物及时发送率、货物准时送达率、货物完好送达率，运输信息及时

跟踪率

库存管理指标体系 库存完好率、库存周报表准确率、存货准确率、发货准确率

客户服务过程中的评价指标体系 客户投诉处理时间、回单返回及时率

财务指标评价体系 失去销售率、第三方物流企业利润率、运输/库存破损赔偿率

其它 数据录入评价指标、进出口业务评价指标、费用结算评价指标

仅仅制定指标是不够的，指标说明的是应该从哪些

方面来对服务质量进行衡量或评价，而标准强调的是各

个指标应该达到什么样的水平。在企业 KPI 评价指标体

系确定之后，就应该为其设立标准。第三方物流企业应

在对客户需求、成本与收益分析的基础上，确定最优的

客户标准，同时辅之以必要的激励机制，促使员工实现

客户服务目标。

第三方物流企业可以利用已有的评价标准衡量服

务要素的实际绩效，找出实际绩效与预期目标或标杆企

业之间的差距后，采取行动改过和提高服务，接着再制

定并实施新的服务标准。同时，在制定标准过程中，第

三方物流企业 KPI 体系中应引入顾客满意度因素。因为

顾客的需求并不是一成不变的，顾客满意的内容和因素

也要随之发生变化，顾客服务评价标准也要随之不断改

进和提高。在制定 KPI 评价标准的过程中，需要参照顾

客满意度的相关指标和企业的实际能力，最终形成从企

业内部管、标杆管理与顾客管理三者相结合的 KPI 评价

指标体系，更加客观真实地反映企业运作的实际情况，

使得指标体系的建立和指导作用更加科学，最大限度实

现顾客服务改进的良性循环，如此循环往复，提高企业

的管理绩效水平。

2 顾客满意度指标体系构建要与 KPI指标体系相结合

提高顾客的满意度，是第三方物流企业提高市场占

有率、获得竞争优势的最有效的武器。因此，第三方物

2012年第 10期 Number 10 in 2012

·77·

其 他

流企业的服务战略必须体现在顾客服务满意度的评价

过程中。

基于客户满意的基本理论，根据顾客对第三方物流服

务过程中不同指标的关注，可以从物流企业形象、物流企

业的运行质量、物流企业的服务水平、物流企业的成本评

价、物流企业的服务灵活性这5个层次对第三方物流企业

顾客服务满意度指标进行选择和细分，如表2所示。 表 2 第三方物流企业顾客满意度指标体系

指标类别 指标名称

企业形象 品牌效应、公众形象、亲和程度、资产能力

企业运行质量 正确度、伤害度

服务水平 透明性、反应性、沟通性、柔性、可靠性、

现实性

成本评价 运作成本、系统成本、结算成本

服务灵活性 服务创造性、意外灾害处理能力

2.1 主观性指标的量化

在顾客满意度指标的量化与权重的标准制定中，第

三方物流服务顾客满意度指标中的一引起态度性或感

受性指标，如关于企业形象的亲和性指标等都是主观性

指标，是难于量化或不可量化的。在这种情况下，可让

顾客将这种主观性感受用模糊性的数值从 1 至 10 来表

示顾客满意的程度。甚至可以用一些描述性语言，因为

描述性语言会使顾客比较容易找到共鸣，然后再由专业

分析人员对各种描述进行特定评分。通过这种方式把不

可量化或难以量化的指标予以量化。

2.2 客观性指标的转化

第三方物流服务顾客满意度指标中还有另一部分

客观性指标可直接进行定量处理。例如物流运行质量的

一些指标都具有客观性，比较容易量化，其数据也易于

获取。但所获的直接数据只能描术物流服务质量，虽然

不能完全表示顾客满意度，因为顾客满意度本身包含着

顾客一定的主观判断，但是可以作为顾客判断的测量因

素之一，通过影响顾客自身的期望标准而对其满意程度

进行判断。因为顾客对物流服务的预期，可能依据对物

流企业的认知或以往经验而进行判断，也可能是根据业

内服务的标杆企业的服务水准来进行判断。因此，第三

方物流企业可以把反映运作绩效水平的 KPI 的一些指

标与顾客充分沟通，通过对满意度指标进行相应的处理

使之更接近现实。比如，可以把 KPI 指标数据作为分子，

把顾客的指标期望值作为分母相比而得出。对于这些处

理过的指标，还需要恰当地划分为几个区域，以便对应

于 1到 10 的重要程度值，这样不仅实现了指标的转化，

而且定性和定量的测评指标在量纲上得到了统一，有利

于数据的处理和分析。

2.3 确定评价指标的权重

顾客满意度指标体系反映顾客对测评对象的质量

水平和特征等的感知。事实上，每个指标对顾客最终满

意度指数的影响程度是不同的。因此，在确定了科学合

理的顾客满意度指标体系后，就要明确各项指标在测评

指标体系中不同的重要性程度，需要分别赋予各项指标

以不同的权重。权重的确定与分配也是顾客满意度指标

体系设计中关键的一步，它对于能否相对客观、真实地

反映顾客满意程度起着很重要的作用。第三方物流企业

在确定各指标的相对重要程度时，可利用有代表性且统

计有效的客户群体的问卷调查来确定指标的相对权重。

同时也可以利用专家小组座谈法，综合考虑 KPI 相关指

标在满意度测量中的相对权重。

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混凝土技术 Concrete Technology

·78·

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