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一般来说，高标号混凝土（C40以上）在24小时后开始凝固，而低标号混凝土则需要大约72小时。对于混凝土的养护，尤其是在气温降至零度以下时，应采取措施以防止其受到冻结的影响。混凝土的凝固过程中，水分发生水化反应，一旦冻结，这一过程将中断，且可能导致混凝土体积膨胀，从而破坏已经形成的强度。因此，混凝土在达到一定强度后，若暴露在低温环境中，内部的湿气冻结膨胀可能会损害其结构，缩短使用寿命。
在冬季施工中，保护混凝土不受冻害是至关重要的。除了确保混凝土本身的抗冻性能外，施工过程中还应采取额外的保温措施，比如覆盖塑料布以及更高级别的保温材料，以维持混凝土的湿度并防止温度过低。
以下是混凝土性能的一些关键方面：
1.和易性：这是衡量混凝土拌合物性能的重要指标，包括其稠度、流动性、可塑性、抗分层离析能力以及易于抹面的特性。常用的测试方法包括坍落度和维勃时间。
2.强度：混凝土硬化后的主要力学特性，反映其对抗压、拉、弯、剪等力的能力。水灰比、水泥和集料的选择及其比例，以及搅拌、成型和养护条件都会影响混凝土的强度。
3.变形：混凝土在荷载或温度变化作用下会产生变形，包括弹性变形、塑性变形、收缩和温度变形。这些变形可以通过弹性模量等参数来衡量。
4.耐久性：一般情况下，混凝土具有良好的耐久性。但在寒冷地区，特别是在水位变化和冻融循环的环境中，混凝土容易受损。因此，混凝土需要具备一定的抗冻性能。
一般来说，高标号混凝土（C40以上）在24小时后开始凝固，而低标号混凝土则需要大约72小时。在低温环境下，特别是在零度以下，为了保护混凝土不受冻害，可以在其表面覆盖一层塑料薄膜，并在其上再铺盖棉被或草帘。这是因为混凝土在凝固过程中会进行水化反应，一旦冻结，水化作用将停止，而且冻融循环可能导致混凝土膨胀损坏，从而降低其强度和耐久性。
在冬季施工时，应采取多种保温措施，以保持混凝土的湿度并防止温度过低。仅仅覆盖塑料布是不够的，还需要使用能够保温且能防雨雪的材料来进一步保护混凝土。
以下是混凝土性能的一些关键方面：
1.和易性：这是衡量混凝土拌合物性能的重要指标，包括稠度、流动性、可塑性、防止分层离析的能力以及易于抹面的特性。常用的测试方法是通过截锥坍落度筒来测定坍落度（毫米）和维勃仪来测定维勃时间（秒）。
2.强度：混凝土硬化后的主要力学性能，指的是其抵抗压、拉、弯、剪等力的能力。水灰比、水泥类型和用量、集料的类型和用量，以及搅拌、成型和养护条件都会影响混凝土的强度。
3.变形：混凝土在荷载或温度和湿度的作用下会产生变形，包括弹性变形、塑性变形、收缩和温度变形等。短期荷载作用下的弹性变形通常用弹性模量来表示。长期荷载作用下，混凝土会出现徐变（应变增加而应力不变）或松弛（应变不变而应力减少）。
4.耐久性：一般情况下，混凝土具有良好的耐久性。但在寒冷地区，特别是在水位变化较大的工程部位或在饱水状态下反复遭受冻融作用时，混凝土容易损坏。因此，混凝土需要具备一定的抗冻性能。
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来源《混凝土》2014年第十期
李晓欢;王凤玲;徐芬莲;王晶晶;153-156
摘要：结合成都双流国际机场T2航站楼对混凝土的技术性能要求，配制C40“设计型混凝土”，研究膨胀剂(HCSA)和陶砂对混凝土收缩变形性能和力学性能的影响，确定生产指导配合比，其28d收缩率为43×10-6，180d收缩率为215×10-6，静弹性模量为3.02×104MPa，抗裂性能达到L-V级，各项性能均满足工程设计要求。
0引言
传统的结构设计方法是处方式设计或者称指令式设计，与之对应的混凝土是“处方式混凝土”或称“规定组成混凝土”。处方式混凝土的定义为：混凝土用户根据工程特点和相关标准规范的规定，直接向生产者提出混凝土的种类、产品规格、原材料，甚至其组成配合比等方面的要求，混凝土的生产商则按照要求生产质量达标的混凝土[1-3]。
国际上自20世纪80年代起就已经形成共识，结构设计方法应向以性能为目标的方向过渡，即由“处方式设计”方法向“目标化设计方法”转变。结构设计理念的转变必然会带来混凝土设计理念的转变，与结构目标化设计相对应的混凝土称之为“设计型混凝土”（亦称目标混凝土、性能化混凝土），即用户给定混凝土的性能及附加特征，混凝土生产厂家灵活地根据给定的性能和特征进行设计，生产出符合要求的混凝土[2-4]。
使用设计型混凝土，工程设计者和混凝土用户无需指定混凝土种类、产品规格等要求，而仅需提出具体的性能指标要求，由混凝土供应商根据用户需求提供适宜的混凝土产品，或对已有混凝土产品进行改良，或设计开发兼具多种混凝土特性的特殊混凝土等，灵活供应，犹如量体裁衣。在加拿大及欧盟标准中“设计型混凝土”已有明确定义，而且得以广泛应用[2-5]，但在国内的报道较少。
1工程概况及技术要求
成都双流国际机场T2航站楼（效果图见图1）位于成都市中心西南16.8公里双流县境内，采用“竹”作为造型母题，其最大的未设置伸缩缝的长度：指廊为176m，大厅达到496m，为国内少见。工程设计所使用的C40混凝土要求具备预应力混凝土、补偿收缩混凝土的特性，要求混凝土28d收缩率≤240×10-6，180d收缩率≤400×10-6，静弹性模量为（2.90~3.25）×104MPa，抗裂等级达到相应耐久性等级L-Ⅳ及以上，契合“设计型混凝土”的定义。
2原材料性能
（1）水泥：选用P.O42.5R，技术性能指标见表1。
表1水泥技术性能指标
细度
凝结时间/min
安定性
标准稠度用水量
强度/MPa
初凝
终凝
3d28d3.5%150210合格
26.8%28.551.2（2）粉煤灰：Ⅰ级粉煤灰，细度7.8%，烧失量1.6%，需水量比91%。
（3）陶砂：重庆产页岩陶粒，经破碎、筛选加工而成，粒径范围0.15~4.75mm。各项指标为：堆积密度630kg/m3，表观密度920kg/m3，饱和吸水率4.3%。
（4）机制砂：细度模数2.8，石粉含量7.5%，MB值0.6。
（5）碎石：5～31.5mm连续级配碎石。
（6）减水剂：自配聚羧酸类高性能减水剂，固含量11.05%，减水率18.5%。
（7）聚丙烯纤维：四川某大型纤维厂家生产的XD-F聚丙烯纤维，规格19mm，抗拉强度＞500MPa，弹性模量＞3.5GPa。
（8）膨胀剂：硫铝酸钙类混凝土膨胀剂（以下简称HCSA），推荐掺量为5%~10%，各项性能满足《混凝土膨胀剂》（JC476-2001）的要求。
3配合比设计
针对T2航站楼特殊技术要求，设计思路主要基于以下几方面：
(1)采用大掺量优质粉煤灰，掺量控制在80~120kg/m3，以提高混凝土的工作性能、降低水化反应热；
(2)使用聚丙烯纤维，设计用量为1.2kg/m3，以增强混凝土的韧性，提高抗裂性能；
(3)选用高性能减水剂，以改善新拌混凝土和易性，同时降低单方用水量，提高强度；
(4)使用HCSA膨胀剂，采取内掺，等量取代部分水泥与粉煤灰，以实现补偿收缩效果；
(5)掺入陶砂等体积取代部分机制砂，以控制混凝土弹性模量。
同时参照JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》、CCES01-2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》、CECS220：2007《混凝土结构耐久性评定标准》和GB/T50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》。
C40设计型混凝土试验配合比见表2，主要研究膨胀剂HSCA和陶砂对混凝土的收缩变形性能和力学性能的影响。
结论：
(1)HCSA具有膨胀能大且释放快的特点，3d龄期内混凝土产生一定的膨胀，能显著降低28d龄期混凝土的收缩，28d后的收缩发展与基准（不掺HCSA）基本相当；在混凝土中掺入陶砂，会起到一定的自养护效果，能降低混凝土28d龄期内的收缩，但会增大混凝土的后期收缩；而当HCSA和陶砂共掺时，二者对混凝土的收缩控制效应叠加，能够较好地补偿混凝土180d龄期内的收缩。
(2)HCSA和陶砂都会降低混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度，尤其陶砂，对抗压强度的降低显著，尽管如此，掺入陶砂却能够增加混凝土的“劈裂抗拉强度与抗压强度”比值；陶砂的掺入可调整混凝土的弹性模量在设计要求范围以内，较为合适的掺量为6%。
(3)根据成都双流国际机场T2航站楼工程技术要求，配制C40“设计型混凝土”，研究HCSA和陶砂对混凝土的收缩变形性能和力学性能的影响，确定C40-4为生产指导配合比，其28d收缩率为43×10-6，180d收缩率为215×10-6，静弹性模量3.02×104MPa，抗裂性能达到L-V级，完全满足工程设计要求。
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