高性能混凝土的抗冻性

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关于混凝土抗冻性 抗渗性及混凝土耐久性研究

关于混凝土抗冻性抗渗性及混凝土耐久性研究 发表时间：2019-09-11T08:47:40.423Z 来源：《建筑模拟》2019年第31期作者：王刚 [导读] 混凝土是建筑工程施工中重要的原材料之一，由于施工工地环境复杂，且混凝土性质不够稳定，导致混凝土的抗冻性、抗渗性、耐久性等性能在施工过程中会受到不同因素不同程度的影响。 王刚 新疆生产建设兵团公路科学技术研究所 摘要：本文分别对混凝土的抗冻性、抗渗性的机理及改善措施进行了深入的研究和介绍，并着重探讨了混凝土的耐久性即耐磨性、碳化、钢筋锈蚀等作用机理和改进措施，全面的分析了混凝土的几种性能，并为混凝土在施工过程中的使用提供了参考，以保障混凝土的质量，提高工程安全性和使用性。 关键词：混凝土；抗冻性；抗渗性；耐久性 混凝土是建筑工程施工中重要的原材料之一，由于施工工地环境复杂，且混凝土性质不够稳定，导致混凝土的抗冻性、抗渗性、耐久性等性能在施工过程中会受到不同因素不同程度的影响。因此，为了确保混凝土在工程施工中的使用质量，相关人员必须对如何提高混凝土的抗冻性、抗渗性以及耐久性等进行全面系统的研究。 一、混凝土的抗冻性 1.冻害机理 混凝土的抗冻性在寒冷地区体现的较为明显，抗冻性是指经过多次冻融循环后，处于饱和水状态下的混凝土的性能仍没有被破坏的能力。寒冷地区结构经常接触水的混凝土的部位，温度过低甚至低于混凝土中水的冰点以下，此时，混凝土中的水会成冰态，致使混凝土体积增大，增大后混凝土的孔壁后受到更大的压力，导致混凝土微小裂缝的产生，若反复冻融，将不断扩大裂缝并使其纵深发展，破坏混凝土结构。此外，混凝土的密实度、孔隙构造及数量、饱水程度等都会影响混凝土的抗冻性。 2.改善措施 试验证明，在混凝土中掺用引气剂或引气减水剂能有效提高混凝土的抗冻性，作用机理是通过在混凝土内部产生互不连通的微细气泡的方式将内部的渗水通道截断，组织水分渗入混凝土内部。引气时注意引入适宜的量，以4%一6%为宜，成分利用气泡的适应变形能力来减缓冰冻对混凝土结构的损害。此外，还可以通过严格控制水灰比、选用优良的施工材料以及加强早期养护等方式提高混凝土的抗冻性。 二、混凝土的抗渗性 1. 抗渗性机理 混凝土的渗透是由于的多孔性构造存在的内外压力差，导致混凝土中的液体或气体从其高处向低处迁移、渗透的现象。抗渗性能是指混凝土内部对气体或液体的渗透的抵抗能力。混凝土抗渗性强，则会有效阻止水向混凝土内部渗入，提高混凝土使用质量。 2.改善措施 降低毛细孔数量可以有效提高混凝土的抗渗性，混凝土的抗渗性随着水灰比的增大而降低，因此，要合理降低混凝土的水灰比，较高的水灰比形成的水泥凝胶会阻隔水泥面中的毛细孔，降低抗渗性，因此，可直接控制毛细孔数量达到提高抗渗性的目的。此外，还可通过减小石料最大粒径、掺用符合要求的引气剂或引气减水剂和适量的磨细粉煤灰以及施工中确保混凝土搅拌均匀等方式提高混凝土抗渗性。 三、混凝土的耐久性 1. 混凝土的耐磨性 混凝土的耐磨性指的是混凝土工程在使用过程中对反复荷载的磨耗及长期受侵蚀等的耐用性的反映。 （1）影响因素 混凝土的品种、强度和混凝土骨料硬度、最大粒径及其粒料级配会直接影响混凝土的耐磨性；水灰比会影响混凝土的耐磨性，较大水灰比会加大混凝土的孔隙率，并加大粗骨料与水泥浆之间界面的裂隙和孔隙，降低混凝土耐磨性；混凝土的施工质量也是影响混凝土耐磨性的重要原因之一。 （2）改善措施 有效的提高混凝土耐磨性的措施包括：浇筑混凝土时要防止出现离析现象；控制好混凝土的水灰比，防止泌水现象出现；在具体的施工过程中，要确保混凝土涂抹密实、平整，并加强混凝土的养护工作。 2.混凝土的碳化 （1）碳化机理 混凝土的碳化指的是二氧化碳由混凝土表面向内部逐步扩散深人从而改变水泥石化学组成及组织结构，进而使得水泥石中的氢氧化钙发生化学反应，降低的氢氧化钙浓度会使得水泥石中所有的水化产物被侵蚀和分解，形成硅胶和铝胶，影响混凝土的化学性能和物理性能，破坏混凝土的碱度、强度和收缩的平衡。 （2）混凝土碳化的影响因素 施工质量、集料种类及混凝土表面是否有涂层等均会影响碳化速度；施工中使用的水泥品种以及是否在水泥中掺入其他混合材料也会因影响混凝土的碳化速度，一般掺入水泥较硅酸盐会加快混凝土的碳化速度，且掺入的混合材料越多，碳化速度越快；混凝土的水灰比也会影响其碳化程度，较小的水灰比，水泥石有较好的密实性和透气性，因此，有着较慢的碳化速度；当混凝土处于气干状态时，碳化速度较快，若处于干湿交替或潮湿状态下，则碳化速度较慢；此外，若在混凝土中添加外加剂如引气剂或引气减水剂等，会使得混凝土的和易性改变，进而降低水灰比，减缓混凝土碳化速度。 （3）改善措施 由以上总结的影响混凝土碳化速度的原因可知控制混凝土碳化的措施主要包括：将混凝土保护层厚度适当增大、选择合适的水泥品种及掺入合适的混合料、将引气剂或引气减水剂适当引入以改善混凝土和易性和密实程度。此外，施工人员还应该加强对施工质量的控制，确保混凝土施工时振捣密实；混凝土的水灰比要尽量降低；还可以用刷涂料或用水泥砂浆抹面的方式保护混凝土表面不受二氧化碳的侵入

混凝土抗冻性的主要影响因素及改善措施

混凝土抗冻性的主要影响因素及改善措施

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本文探讨了影响混凝土抗冻性的主要影响因素，并讨论了改善混凝土抗冻性的技术措施。 关键词：混凝土；抗冻性 伴随着我国经济建设的突飞猛进，人民生活水平的日益提高，我国的公路交通事业得到了迅速的发展，公路建设开创了崭新的局面。由于水泥混凝土路面具有强度高，稳定性好，耐久性好，造价适当，养护维修费用小，及利于夜间行车等诸多优点被越来越多应用于我国的道路建设中。水泥混凝土能否在设计年限内正常使用，取决于其耐久性能的优劣。而北方地区的混凝土的抗冻能力将直接影响整个路面结构的耐久性。耐久性是否得到保证是个关键问题。耐久性是关于整个使用寿命期间的问题，它不仅是近年来混凝土材料科学研究的焦点，而且是我国大规模公路建设期间确保混凝上结构工程质量的核心问题。百年大计，质量为本，公路工程必须对混凝土的耐久性能提出更高、更严格的切合实际的技术要求。 一、影响混凝土抗冻性的主要因素 1、含气量 含气量也是影响混凝土抗冻性的主要因素，尤其是加入引气剂形成的微小气孔对提高混凝土抗冻性史为重要。为使混凝土具有较好的抗冻性，其最佳含气量约为5%～6%。加气的混凝土不仅从耐久性的观点看是有益的，而且从改善和易性的观点看也是有利的。混凝

土中加气与偶然截留的空气不同，加气的气泡直径的数量级为0. 05mm，而偶然截留的空气一般都形成大得多的气泡。加气在水泥浆中形成彼此分离的孔隙，因此不会形成连通的透水孔道，这样就不会增加混凝土的渗透性。这些互不连通的微细气孔在混凝土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减小，即起到减压作用。在混凝土受冻结冰过程中，这些孔隙可阻止或抑制水泥浆中微小冰体的生成。为使混凝土具有较好的抗冻性，还必须保证气孔在砂浆中分布均匀。 含气量测定是混凝土是否具有抗冻融性能的“传感器”。含气量增加，平均孔隙间距减小。在最佳含气量条件下，孔隙间距将会防止冻融造成的压力过大。研究表明，混凝土中含气量合适，抗冻性可大为提高。滑模混凝土的含气量在4%左右时，抗冻标号可达500次左右冻融循环，达到超抗冻性混凝土要求。若要求粉煤灰的混凝土达到4%含气量，应视粉煤灰掺量成倍增大引气剂量。此时粉煤灰混凝土的抗冻性也能达到300次以上冻融循环，能达到高抗冻性的要求。 为满足混凝土抗冻性和抗盐性要求，各国都提出了适宜含气量的推荐值，一般均在3%-6%之间，集料的最大粒径增大，含气量小。根据混凝土抗冻性机理研究得到的最大气泡间距系数应为0.25mm，对应的最小拐点（临界）含气量3%。引气剂质量较好，气泡越小、表面积越大，临界含气量有减小趋势。实验表明，当混凝土含气量超过6%后，抗冻性不再提高。 2、水灰比

混凝土抗冻等级

创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 混凝土抗冻等级 混凝土抗冻性一般以抗冻等级表示。抗冻等级是采用龄期28d的试块在吸水饱和后，承受反复冻融循环，以抗压强度下降不超过25％，而且质量损失不超过5％时所能承受的最大冻融循环次数来确定的。GBJ50164—92将混凝土划分为以下抗冻等级：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等九个等级，分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为10、15、25、50、100、150、200、250和300次。抗冻等级≥F50的混凝土称为抗冻混凝土。 抗渗等级是以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验时所能承受的最大水压力来确定。GB 50164《混凝土质量控制标准》根据混凝土试件在抗渗试验时所能承受的最大水压力，混凝土的抗渗等级划分为P4、P6、P8、P10、P12等五个等级,相应表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0及1.2MPa 的静水压力而不渗水,抗渗等级≥P6的混凝土为抗渗混凝土。维勃稠度法采用维勃稠度仪测定。其方法是：开始在坍落度

筒中按规定方法装满拌合物，提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，当振动到透明圆盘的底面被水泥浆布满的瞬间停止计时，并关闭振动台。由秒表读出时间即为该混凝土拌合物的维勃稠度值，精确至1s。混凝土拌合物流动性按维勃稠度大小，可分为4级：超干硬性（≥31 s）；特干硬性（30～21 s）；干硬性（20～11 s）；半干硬性（10～5 s）。 创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克*

混凝土抗冻性浅析

混凝土抗冻性浅析 混凝土的耐久性是混凝土抵抗气候变化、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力，当在暴露的环境中，能耐久的混凝土应保持其形态、质量和使用功能。混凝土的耐久性研究内容包括:钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容，在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。 我国地域辽阔，有相当大的部分处于严寒地带，致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。根据全国水工建筑物耐久性调查资料，在32座大型混凝土坝工程、40余座中小型工程中，22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题，大坝混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外，地处较为温和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。 因此，混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，各部门每年都耗费巨额的维修费用，而这些维修费用为建设费用的1～3倍。美国投入混凝土基建工程的总造价为16万亿美元，据估计今后每年用于混凝土工程维修和重建的费用估计达3000亿美元。 2.外加剂改善抗冻耐久性技术研究动态 2.1引气剂 长期的工程实践与室内研究资料表明:提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。引气剂是具有增水作用的表面活性物质，它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力和表面能，使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。这些气泡切断了部分毛细管通路能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解，不使混凝土遭到破坏，起到缓冲减压的作用。这些气泡可以阻断混凝土内部毛细管与外界的通路，使外界水份不易浸入，减少了混凝土的渗透性。同时大量的气泡还能起到润滑作用，改善混凝土和易性。因此，掺用引气剂，使混凝土内部具有足够的含气量，改善了混凝土内部的孔结构，大大提高混凝土的抗冻耐久性。国内外的大量研究成果与工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高。 美国是最早开始研究引气剂的国家，自1934年在美国堪萨斯州与纽约州道路工程施工中发现引气混凝土，至今已有半个多世纪。挪威1974年首次在大坝中使用引气剂，经过20年运行后，掺引气剂的混凝土表面完好无损，而未掺引气剂的混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。我国这方面的工作始于50年代。我国混凝土学科创始人吴中伟教授，在50年代初期就强调了混凝土抗冻的重要性，并创先研制了松香热聚物加气剂(引气剂)，应用于治淮水利混凝土工程，开创了

砼抗渗与抗冻等级

抗渗性 砼抗渗等级如分5级：P4、P6、P8、P10、P12， 砼抗渗等级如分4级：P6、P8、P10、P12， 抗渗等级≥P6的混凝土称为抗渗混凝土 抗渗砼试块规格175x185x150 据我所知关于抗渗等级的规定，在不同的规范是有不同的要求。《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）与《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）上都有规定，但两者是有矛盾的。具体见GB50108-2001第4.1.3条和JGJ 3-2002第12.1.9条。 GB50108-2001 第4.1.3条防水混凝土的设计抗渗等级应符合表4.1.3 的规定。 表4.1.3 防水混凝土设计抗渗等级 工程埋置深度(m) 设计抗渗等级 <10 S6 10~20 S8 20~30 S10 30~40 S12 JGJ 3-2002第12.1.9条高层建筑基础的混凝土强度等级不宜低于C30。当有防水要求时，混凝土抗渗等级应根据地下最大水头与防水混凝土的比值按表12.1.9采用，且不应小于0.6Mpa。必要时可设置架空排水层。 表12.1.9 基础防水混凝土的抗渗等级 最大水头H与防水混凝土厚度h的比值(H/h) 设计抗渗等级(Mpa) <10 0.6 10~15 0.8 15~25 1.2 25~35 混凝土的抗渗性以抗渗等级来表示。抗渗等级是以28ｄ龄期的标准抗渗试件，按规定方法试验，以不渗水时所能承受的最大水压力来表示，划分为P2、P4、P6、P8、P12 等等级，它们分别表示能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.2 MPa的水压力而不渗透。 抗冻性 混凝土抗冻性一般以抗冻等级表示。抗冻等级是采用龄期28d的试块在吸水饱和后，承受反复冻融循环，以抗压强度下降不超过25％，而且质量损失不超过 5％时所能承受的最大冻融循环次数来确定的。GBJ50164—92将混凝土划分为以下抗冻等级：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等九个等级，分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为10、15、25、50、100、150、200、250和300次。

混凝土抗冻性、抗渗性及混凝土耐久性研究

混凝土抗冻性、抗渗性及混凝土耐久性研究 发表时间：2016-09-28T10:51:37.510Z 来源：《基层建设》2016年13期作者：李展桃 [导读] 摘要：分别对混凝土的抗冻性、抗渗性的机理及改善措施进行了深入的研究和介绍，并着重探讨了混凝土的耐久性即耐磨性、碳化、钢筋锈蚀等作用机理和改进措施，全面的分析了混凝土的几种性能，并为混凝土在施工过程中的使用提供了参考，以保障混凝土的质量，提高工程安全性和使用性。 佛山市三水区建筑工程质量检测站 528100 摘要：分别对混凝土的抗冻性、抗渗性的机理及改善措施进行了深入的研究和介绍，并着重探讨了混凝土的耐久性即耐磨性、碳化、钢筋锈蚀等作用机理和改进措施，全面的分析了混凝土的几种性能，并为混凝土在施工过程中的使用提供了参考，以保障混凝土的质量，提高工程安全性和使用性。 关键词：混凝土；抗冻性；抗渗性；耐久性 引言： 混凝土是建筑工程施工中重要的原材料之一，由于施工工地环境复杂，且混凝土性质不够稳定，导致混凝土的抗冻性、抗渗性、耐久性等性能在施工过程中会受到不同因素不同程度的影响。因此，为了确保混凝土在工程施工中的使用质量，相关人员必须对如何提高混凝土的抗冻性、抗渗性以及耐久性等进行全面系统的研究。 1 混凝土的抗冻性 1.1 冻害机理 混凝土的抗冻性在寒冷地区体现的较为明显，抗冻性是指经过多次冻融循环后，处于饱和水状态下的混凝土的性能仍没有被破坏的能力。寒冷地区结构经常接触水的混凝土的部位，温度过低甚至低于混凝土中水的冰点以下，此时，混凝土中的水会成冰态，致使混凝土体积增大，增大后混凝土的孔壁后受到更大的压力，导致混凝土微小裂缝的产生，若反复冻融，将不断扩大裂缝并使其纵深发展，破坏混凝土结构。此外，混凝土的密实度、孔隙构造及数量、饱水程度等都会影响混凝土的抗冻性。 1.2 改善措施 试验证明，在混凝土中掺用引气剂或引气减水剂能有效提高混凝土的抗冻性，作用机理是通过在混凝土内部产生互不连通的微细气泡的方式将内部的渗水通道截断，组织水分渗入混凝土内部。引气时注意引入适宜的量，以4%一6%为宜，成分利用气泡的适应变形能力来减缓冰冻对混凝土结构的损害。此外，还可以通过严格控制水灰比、选用优良的施工材料以及加强早期养护等方式提高混凝土的抗冻性。 2 混凝土的抗渗性 2.1 抗渗性机理 混凝土的渗透是由于的多孔性构造存在的内外压力差，导致混凝土中的液体或气体从其高处向低处迁移、渗透的现象。抗渗性能是指混凝土内部对气体或液体的渗透的抵抗能力。混凝土抗渗性强，则会有效阻止水向混凝土内部渗入，提高混凝土使用质量。 2.3 改善措施 降低毛细孔数量可以有效提高混凝土的抗渗性，混凝土的抗渗性随着水灰比的增大而降低，因此，要合理降低混凝土的水灰比，较高的水灰比形成的水泥凝胶会阻隔水泥面中的毛细孔，降低抗渗性，因此，可直接控制毛细孔数量达到提高抗渗性的目的。此外，还可通过减小石料最大粒径、掺用符合要求的引气剂或引气减水剂和适量的磨细粉煤灰以及施工中确保混凝土搅拌均匀等方式提高混凝土抗渗性。 3 混凝土的耐久性 3.1 混凝土的耐磨性 混凝土的耐磨性指的是混凝土工程在使用过程中对反复荷载的磨耗及长期受侵蚀等的耐用性的反映。 3.1.1影响因素 混凝土的品种、强度和混凝土骨料硬度、最大粒径及其粒料级配会直接影响混凝土的耐磨性；水灰比会影响混凝土的耐磨性，较大水灰比会加大混凝土的孔隙率，并加大粗骨料与水泥浆之间界面的裂隙和孔隙，降低混凝土耐磨性；混凝土的施工质量也是影响混凝土耐磨性的重要原因之一。 3.1.3 改善措施 有效的提高混凝土耐磨性的措施包括：浇筑混凝土时要防止出现离析现象；控制好混凝土的水灰比，防止泌水现象出现；在具体的施工过程中，要确保混凝土涂抹密实、平整，并加强混凝土的养护工作。 3.2混凝土的碳化 3.2.1碳化机理 混凝土的碳化指的是二氧化碳由混凝土表面向内部逐步扩散深人从而改变水泥石化学组成及组织结构，进而使得水泥石中的氢氧化钙发生化学反应，降低的氢氧化钙浓度会使得水泥石中所有的水化产物被侵蚀和分解，形成硅胶和铝胶，影响混凝土的化学性能和物理性能，破坏混凝土的碱度、强度和收缩的平衡。 3.2.2混凝土碳化的影响因素 施工质量、集料种类及混凝土表面是否有涂层等均会一定程度上影响碳化速度；施工中使用的水泥品种以及是否在水泥中掺入其他混合材料也会因影响混凝土的碳化速度，一般掺入水泥较硅酸盐会加快混凝土的碳化速度，且掺入的混合材料越多，碳化速度越快；混凝土的水灰比也会影响其碳化程度，较小的水灰比，水泥石有较好的密实性和透气性，因此，有着较慢的碳化速度；当混凝土处于气干状态时，碳化速度较快，若处于干湿交替或潮湿状态下，则碳化速度较慢；此外，若在混凝土中添加外加剂如引气剂或引气减水剂等，会使得混凝土的和易性改变，进而降低水灰比，减缓混凝土碳化速度。 3.2.3 改善措施 由以上总结的影响混凝土碳化速度的原因可知控制混凝土碳化的措施主要包括：将混凝土保护层厚度适当增大、选择合适的水泥品种及掺入合适的混合料、将引气剂或引气减水剂适当引入以改善混凝土和易性和密实程度。此外，施工人员还应该加强对施工质量的控制，

混凝土抗冻耐久性综述

混凝土抗冻耐久性综述X 张鸿雁 (内蒙古建筑职业技术学院,内蒙古呼和浩特　010000) 摘　要:我国地域辽阔,环境复杂,华北、西北、东北地区的水工大坝,特别是东北地区的混凝土结构物,几乎100%的工程局部或大面积地遭受不同程度冻融破坏。本文针对混凝土冻融破坏问题,结合笔者所做的实验,扼要介绍了影响混凝土抗冻耐久性的主要因素及相应预防措施。 关键词:混凝土;抗冻;耐久性 中图分类号:T U528 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0034—02 1　综述 混凝土在饱水状态下因冻融循环产生的破坏即为混凝土冻融破坏,混凝土在饱水状态下抵抗冻融循环作用的性能称为混凝土的抗冻耐久性(简称抗冻性)。混凝土冻害发生必须具备两个条件:一是混凝土处于饱水状态;二是冻融循环交替发生。我国的华北、西北、东北地区的水工混凝土构筑物,几乎100%的工程局部或大面积地遭受不同程度冻融破坏。而且长江以北黄河以南的中部地区,也有大量的混凝土建筑物(构筑物)出现冻融破坏的现象。由此可见,北方地区,混凝土的抗冻耐久性直接决定影响混凝土的耐久性[1]。 2　冻融破坏机理研究 迄今为止,关于混凝土冻融破坏机理还没有形成共识。得到较多学者认可的假说可以归结为2类:一类是Pow ers提出的静水压假说[2];一类是他此后与Helm uth一起提出了渗透压假说。这两个假说结合在一起,较为成功的解释了混凝土冻融破坏机理。 静水压假说认为:水受冻变成冰时,体积要膨胀9%,从而迫使未结冰的孔溶液从结冰区向外迁移,产生静水压力。静水压力随孔隙水流程长度增加而增加,因此,存在一个极限流程长度,如果孔隙水的流程长度大于该极限长度则静水压力将超过混凝土的抗拉强度,混凝土开始破坏。 渗透压假说认为:混凝土孔溶液中含有Na+、K+、Ca2+等盐类,气温降低时大孔中的部分溶液首先结冰,则未冻溶液中盐的浓度就会上升,就会与周围较小空隙中的溶液产生浓度差。这个浓度差将迫使小孔中溶液向大孔迁移。即使是浓度为0的孔溶液,由于冰的饱和蒸汽压低于同温度下水的饱和蒸汽压,小孔中的溶液也要向已部分结冰的大孔溶液迁移。可见渗透压是孔溶液的盐浓度差和冰水饱和蒸气压差共同形成的。 目前静水压、渗透压不能由实验测定,也无法准确用物理化学公式计算。现阶段得到公认的影响混凝土抗冻性的参数是平均气泡间隔系数。气泡间隔系数即气泡间距的一半。当混凝土的平均气泡间隔系数小于某个临界值时,毛 很大的影响。严格控制电子间的环境条件,可以延长热控设备的使用寿命,并且可以提高系统工作的可靠性。这一点,一定要引起我们足够的重视一定要提高DCS硬件质量和软件的自我诊断能力,努力提高DCS系统软、硬件的质量和自诊断能力,对提前预防、软化故障有着十分重要的作用。随着我国电力事业和高新技术的快速发展,发电设备日趋高度自动化和智能化,系统的安全性、可靠性变得日益重要。这是设计、安装、调试、检修人员追求的最高目标。热控调试在火力发电机组调试过程中的作用并不显眼,但热控系统却关系着机组的安全运行、自动化水平及经济、稳定运行。热控仪表多种多样,控制方式繁杂,与热力系统的关系错综复杂,这就要求热控专业与其他专业紧密结合、通力协作,杜绝和预防各种事故的发生。火电厂自动化技术应用的发展,尽管经历过挫折和重重困难,但仍以前所未有的速度发展。可以预见,进入21世纪,我国火电厂自动化技术应用很可能将以更快的速度发展,随着世界高科技飞速发展,火电厂热工自动化的保护与管理也必将进入高科技信息时代。 [参考文献] [1]　黄平森.热工自动化设备的改造对策[J].电力 建设,1996,(3). [2]　樊静明,孙宝义.热控保护标准化作业[M].北 京:中国电力出版社,2007. 34内蒙古石油化工 2012年第23期　*收稿日期:2012-09-22

混凝土抗冻性研究

冻融循环对钢纤维混凝土的影响研究 摘要：混凝土的抗冻性是寒冷地区混凝土工程设计的重要指标，特别是混凝土在含水量较高时的冻融环境作用下，其内部极 容易形成水、冰、骨料的多相损伤介质,不均匀冻胀力和冻胀变形所引起的巨大破坏作用，对混凝土强度和结构安全性将产 生显著的影响。在混凝土中掺入钢纤维是提高混凝土阻裂能力的有效途径。随着我国经济和技术发展，钢纤维混凝土应用得 到了逐步推广。因此，开展对钢纤维混凝土抗冻融性能研究具有重要意义。 关键词：混凝土；冻融；钢纤维；机理；影响 1.混凝土的抗冻性研究 冻融破坏：混凝土在饱水状态下因冻融循环产生膨胀压和渗透压，两者共同反复作用，导致混凝土结构破坏。即由于混凝土孔隙中的水由于冰冻膨胀引起结冰膨胀压和体积膨胀导致周围未结冰水向外迁移引起渗透压。混凝土盐冻破坏：在冻融循环条件下，由于使用除冰盐引起混凝土路面的剥蚀开裂破坏现象[1]。 1.1混凝土的冻融破坏的机理 Selleck[2]等人认为，冻融循环产生的破坏作用在混凝土中形成均匀分布损伤，这种损伤一般是细小微裂缝，虽然微裂缝存在不致使混凝土立即破坏，但是微裂缝经过进一步损伤发展，在混凝土中形成宏观裂缝，导致混凝土破坏。李金玉等[3]认为混凝土在冻融破坏过程中宏观特性主要表现在密实度和强度降低，其中最敏感的是抗拉强度和抗折强度。混凝土冻融破坏力随着冻结温度降低和冻结速率加快而增强。随着冻融次数增加，混凝土中伴随微裂缝出现和发展。 Mohamed0.A.[4]等人认为，水结冰膨胀挤压未冻结水导致孔内体积不足而产生压力。如果这种水压不能释放，包含冰和未冻结水的毛细孔会扩张。当水压超过基体抗拉强度时，就会产生破坏。他认为引气剂可以释放这种压力从而提高混凝土抗冻融性。Litvan[5]认为，当混凝土表面存在盐时将导致水分向其表面迁移，当这些水结冰时将起到冰塞作用，从而产生破坏压力。曹建国[6]认为试件表面降温速度比内部快，因此在降温时造成混凝土内部出现拉应力，并且水冻结时体积膨胀造成混凝土内部出现应力。 1.2混凝土冻融破坏研究的意义 建国以后，我国兴建了大量的混凝土工程，随着运行时间的加长，混凝土结构的冻融破坏问题日益突出，这不仅影响正常的生产和工作，甚至危及到工程的安全运行。经调查发现，混凝土冻融破坏不仅发生在“三北”等严寒地区，在长江以北黄河以南的中部地区也广泛存在。在美国，据1980年报道，有56万座公路桥因使用除冰盐引起混凝土冻融剥蚀和钢筋锈蚀，其中有9万座需要大修或重建，仅1978年一年，经济损失己达63亿美元[7]。 混凝土冻融破坏是混凝土结构老化病害主要问题之一，严重影响混凝土建筑物长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用，每年都要消耗巨额维修费用。在寒冷地区冻融循环导致混凝土耐久性降低而破坏，最终表现为裂缝的出现和发展。因此，开展对混凝土冻融性能研究具有重要理论意义、实用价值和经济效益。 2.钢纤维混凝土 纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。由于纤维和混凝土共同作用，使混凝土具有一系列优越的性能，因而受到国内外工程界极大关注与青睐。纤维混凝土已广泛应用于各工程领域，在建筑、交通、水利、矿山、冶金、军事、耐火材料工业等方面都在研究应用。

抗冻混凝土材料选择的浅谈

抗冻混凝土材料选择的浅谈 摘要：抗冻混凝土又称为冬期施工混凝土,即在低温条件下施工的混凝土.我国在《混凝土结构工程施工及验收规(GB50204-2002)中规定:根据当地多年气温资料,室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时,混凝土结构工程的施工应采用冬期施工措施。抗冻混凝土的实质是指在自然负温气候条件下,采取防风丶防干和防冻等施工措施,使混凝土的水花和凝结硬化能够按照预期的目的,最终使混凝土的强度满足设计和使用的要求。 关键词：抗冻混凝土，材料选择 抗冻混凝土对材料的选择如下: 对水泥的选择。 冬期施工混凝土所用水泥品种和性能,主要取决于混凝土养护条件、结构特点丶结构使用期间所处环境和施工方法。在一般情况下,冬期施工混凝土应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。当硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥缺之,需要选用其他品种水泥时,应注意其中的掺合料对混凝土抗冻性、抗渗性等性能的影响,也可选用经过技术鉴定的早强水泥,但在水泥中掺加早强挤时,要进行相关试验合格后方可使用。 有条件的工程可用特种快硬高强类水泥来配制冬期施工混凝土.但采用掺外加挤冬期施工方法时，冬期施工混凝土是不能选用高铝水泥的，这是因为铝水泥因重结晶而导致混凝土强度的降低，对钢筋混凝土中钢筋的保护作用也比硅酸盐水泥差的缘故。 对与厚大体积的混凝土结构物，如水坝、反应堆、高层建筑物的大体积基础等，则选用水化热较小的水泥，以避免温差应力对结构产生不利影响。 总之，冬期施工混凝土对水泥的选择应注意下方面：1.优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不得选用火山灰质硅酸盐水泥；2.如果选用矿渣硅酸盐水泥，应同时考虑采用蒸汽养护；3.所用的水泥强度度不应低于32.5 MPa;4.水泥用量最低不小于300kg%m3，厚大体积混凝土的水泥最小用量，应根据实际情况确定。 对骨料的选择。 冬期施工混凝土所用的骨料分为细骨料和粗骨料。细骨料宜选用色泽鲜艳、质地坚硬、级配良好、质量合格的中砂，其含泥量不得大于 1.0%；粗骨料宜选用经15次冻融值试验合格的坚实级配花岗岩或石英岩啐石，其坚固性指标应符合现行国家标准的规定，不得含有风化的颗粒，含泥量不得大于 1.0%，泥块含量不得大于0.5%.

水泥混凝土抗冻性试验方法

水泥混凝土抗冻性试验方法水泥混 凝土抗冻性试验方法（快冻法） 1、目的、适用范围和引用标准 本方法规定用快冻法测定水泥混凝土抵抗水和负温共同反 复作用的能力。 本方法适用于以动弹型模量、质量损失率和相对耐久性指数作为评定指标的水泥混凝土抗冻性试验。本方法特别适用于 抗冻性要求高的水泥混凝土。 2、试样制备 （1）试样制备应符合T0551的规定。 采用100mm x 100mm x 400mm 的棱柱体混凝土试 件，每组3根，在试验过程中可连续使用。除制作冻融试 件外，尚应制备中心可插入热电偶电位差计测温的同样形 状、尺寸的标准试件，其抗冻性能应咼于冻融试件。（2）也可以是现场切割的试件，尺寸为100mm x 100mm

x 400mm。 3、试验步骤 （1）按T0551《水泥混凝土试件制作与硬化水泥混凝土现场取样方法》规定进行试件的制作和养护。试验龄期如无特殊 要求一般为28d。在规定龄期的前4d, 将试件放在20C± 2C的饱和石灰水中浸泡，水面至少咼出试件20mm （对 水中养护的试件，到达规定龄期时，可直接用于试验）。 浸泡4d后进行冻融试验。 （2）浸泡完毕，取出试件，用湿布擦去表面水分。按T0564 《水泥混凝土动弹性模量试验方法（共振仪法）》测横向基频。并称其质量，作为评定抗冻性的起始值，并做 必要的外观描述。 （3）将试件放入橡胶试件盒中，加入清水，使其没过试 件顶面约1mm-3mm （如采用金属试件盒，则应在试件 的侧面与底部垫放适当宽度与厚度的橡胶板或多根直径 3mm的电线，用于分离试件和底部）。将装有试件的试件 盒放入冻融试验箱的试件架中。 4、按规定进行冻融循环试验，应符合下列要求： （1）每次冻融循环应在2h-5h完成，其中用于融化的时间不得小于整个冻融时间的1/4。 （2）在冻结和融化终了时，试件中心温度应分别控制在 -18 C±2C和5± 2C .中心温度应以测温标准试件实测温

混凝土抗冻耐久性综述

混凝土抗冻耐久性综述 张鸿雁 (内蒙古建筑职业技术学院,内蒙古呼和浩特　010000) 摘　要:我国地域辽阔,环境复杂,华北、西北、东北地区的水工大坝,特别是东北地区的混凝土结构物,几乎100%的工程局部或大面积地遭受不同程度冻融破坏。本文针对混凝土冻融破坏问题,结合笔者所做的实验,扼要介绍了影响混凝土抗冻耐久性的主要因素及相应预防措施。 关键词:混凝土;抗冻;耐久性 中图分类号:T U528 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0034—02 1　综述 混凝土在饱水状态下因冻融循环产生的破坏即为混凝土冻融破坏,混凝土在饱水状态下抵抗冻融循环作用的性能称为混凝土的抗冻耐久性(简称抗冻性)。混凝土冻害发生必须具备两个条件:一是混凝土处于饱水状态;二是冻融循环交替发生。我国的华北、西北、东北地区的水工混凝土构筑物,几乎100%的工程局部或大面积地遭受不同程度冻融破坏。而且长江以北黄河以南的中部地区,也有大量的混凝土建筑物(构筑物)出现冻融破坏的现象。由此可见,北方地区,混凝土的抗冻耐久性直接决定影响混凝土的耐久性[1]。 2　冻融破坏机理研究 迄今为止,关于混凝土冻融破坏机理还没有形成共识。得到较多学者认可的假说可以归结为2类:一类是Pow ers提出的静水压假说[2];一类是他此后与Helm uth一起提出了渗透压假说。这两个假说结合在一起,较为成功的解释了混凝土冻融破坏机理。 静水压假说认为:水受冻变成冰时,体积要膨胀9%,从而迫使未结冰的孔溶液从结冰区向外迁移,产生静水压力。静水压力随孔隙水流程长度增加而增加,因此,存在一个极限流程长度,如果孔隙水的流程长度大于该极限长度则静水压力将超过混凝土的抗拉强度,混凝土开始破坏。 渗透压假说认为:混凝土孔溶液中含有Na+、K+、Ca2+等盐类,气温降低时大孔中的部分溶液首先结冰,则未冻溶液中盐的浓度就会上升,就会与周围较小空隙中的溶液产生浓度差。这个浓度差将迫使小孔中溶液向大孔迁移。即使是浓度为0的孔溶液,由于冰的饱和蒸汽压低于同温度下水的饱和蒸汽压,小孔中的溶液也要向已部分结冰的大孔溶液迁移。可见渗透压是孔溶液的盐浓度差和冰水饱和蒸气压差共同形成的。 目前静水压、渗透压不能由实验测定,也无法准确用物理化学公式计算。现阶段得到公认的影响混凝土抗冻性的参数是平均气泡间隔系数。气泡间隔系数即气泡间距的一半。当混凝土的平均气泡间隔系数小于某个临界值时,毛 很大的影响。严格控制电子间的环境条件,可以延长热控设备的使用寿命,并且可以提高系统工作的可靠性。这一点,一定要引起我们足够的重视一定要提高DCS硬件质量和软件的自我诊断能力,努力提高DCS系统软、硬件的质量和自诊断能力,对提前预防、软化故障有着十分重要的作用。随着我国电力事业和高新技术的快速发展,发电设备日趋高度自动化和智能化,系统的安全性、可靠性变得日益重要。这是设计、安装、调试、检修人员追求的最高目标。热控调试在火力发电机组调试过程中的作用并不显眼,但热控系统却关系着机组的安全运行、自动化水平及经济、稳定运行。热控仪表多种多样,控制方式繁杂,与热力系统的关系错综复杂,这就要求热控专业与其他专业紧密结合、通力协作,杜绝和预防各种事故的发生。火电厂自动化技术应用的发展,尽管经历过挫折和重重困难,但仍以前所未有的速度发展。可以预见,进入21世纪,我国火电厂自动化技术应用很可能将以更快的速度发展,随着世界高科技飞速发展,火电厂热工自动化的保护与管理也必将进入高科技信息时代。 [参考文献] [1]　黄平森.热工自动化设备的改造对策[J].电力 建设,1996,(3). [2]　樊静明,孙宝义.热控保护标准化作业[M].北 京:中国电力出版社,2007. 34内蒙古石油化工 2012年第23期

混凝土抗冻耐久性

浅谈混凝土抗冻耐久性 摘要：本文根据混凝土受冻害损伤的有关原因，并结合国内外的研究成果，通 过对混凝土抗冻性能的各种影响因素的综合分析，提出了混凝土抗冻耐久性在工程中的应用。 关键字：混凝土耐久性抗冻工程应用 1.序言 混凝土的耐久性是混凝土抵抗气候变化、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力，当在暴露的环境中，能耐久的混凝土应保持其形态、质量和使用功能。混凝土的耐久性研究内容包括:钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容，在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。[1] 我国有相当大的部分处于严寒地带，致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。因此，混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，各部门每年都耗费巨额的维修费用。国外也不例外，美国在对其桥考察后发现，每年为桥梁锈蚀将花费83亿美元。[2] 2．混凝土受冻害损伤有关原因 2．1新拌水泥混凝土的受冻害损伤的原因 新拌混凝土的强度低、空隙率高、含水多，极易发生冻胀破坏。冻胀破坏的外观特征是材料体内出现若干的冰夹层，彼此平行而垂直于热流方向。[3]其过程为：结构物表面降温冷却时，冷流向材料体内延伸，在深处某水平位置开始冻结，一般从较粗大孔穴中水分开始，冰晶形成后从间隙吸水，发育增长，且是不可逆转的过程，水分从材料未冻水或从外部水源补给，并进行宏观规模的移动。第一层孔穴中冰冻后，在冰晶生长的过程中，材料质体受到拉应力σt，如果超过抗拉强度即破坏。[4] 2．2成熟混凝土受冻害损伤有关原因 混凝土构件中的孔径分为三个范畴，即凝胶孔、毛细孔及气泡，在某一固定负温下混凝土构件中水分只有一部分是可冻水，可冻水产生多余体积直接衡量冰冻破坏威力。 综合为两个阶段：第一阶段毛细孔中始发的冰冻，向所有方向产生的水压力，引起内应力；第二阶段较大毛细孔中水分首先生成冰晶，可从小孔中吸引未冻结水使自身增长，产生静应力。[5]

混凝土的耐久性

混凝土的耐久性 一、混凝土耐久性包括的内容 抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐侵蚀、碱活性骨料的破坏和钢筋锈蚀等。 二、应该强调的一个理念——混凝土用水量与耐久性的关系 在国内过分强调了强度与耐久性的关系，而忽视了开裂与耐久性的关系。 应强调从水胶比与强度关系转变到用水量与耐久性关系的重要。 认为混凝土的耐久性主要用控制水胶比的办法来控制是错误的。因为不是水胶比，而是用水量对控制开裂更为重要。因为在保持强度相同的条件下，可随之相应降低水泥用量，从而减小了混凝土的温度收缩、自身收缩和干缩。 三、如何配制耐久性的混凝土 有抗冻要求的混凝土必须掺引气剂。 对抗渗要求高的混凝土应提高密实性，例如缩小水胶比。 对处于环境有硫酸盐侵蚀的混凝土应选择抗硫酸盐水泥。 对碱活性骨料的混凝土必须选用低碱水泥、控制混凝土中总碱量和掺掺和料，例如掺粉煤灰。 防止钢筋锈蚀可采取阻锈剂、环氧涂层、阴极保护和混凝土表面的保护性涂层等措施。 把防止混凝土裂缝和提高混凝土耐久性统一起来还应注意以下问题： 1、混凝土原材料选择 （1）水泥尽可能选择比表面积较小的，因为过细的水泥会带来以下不良的影响：①增加水化热；②增加早期强度；③增加干缩与自缩；④对混凝土抗冻耐久性不利。例如用强度损失达25%时冻融循环次数表示抗冻能力。水泥比表面积为270m2/kg时，冻融循环可达390次，比表面积为480m2/kg时只有90次。 优选水泥的矿物成分和化学成分 C3A发热量最大，收缩大。C3A的收缩是C3S的3倍，C4AF的5倍。水泥中C3A+C3S少些，C2S+C4AF多些对抗裂有利。C3A+C3S含量低的水泥配制的混凝土延伸性较大。C4AF多有利于提高折抗强度，增加混凝土韧性和抗冲耐磨能力。

混凝土冬季施工的抗冻性影响及防护措施浅谈

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/3c8769918.html, 混凝土冬季施工的抗冻性影响及防护措施浅谈 作者：郭亮范必实曹艳丹 来源：《江苏商报·建筑界》2013年第04期 摘要：混凝土冻害是影响混凝土耐久性的重要因素，为了保证工程的正常使用性能，混 凝土抗冻性已经越来越引起人们重视，找出混凝土抗冻性的主要影响因素，及时采取好防护措施，可以有效地防止混凝土冻害的发生。 关键词混凝土抗冻性防护措施 中图分类号：TU528.52 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）04-（页码）-页数 混凝土冬季施工是指在“室外日平均气温连续5天低于5℃”的条件下进行的混凝土施工，一般情况下，对现场露天施工的混凝土进行养护十分困难，为了防止混凝土发生冻害，找出冻害发生的影响因素，及时采取措施，对提高冬季混凝土，尤其是高位大体积混凝土的施工质量尤为重要。 1.混凝土抗冻性的主要影响因素 混凝土抗冻性与其内部孔结构、水饱和程度、受冻龄期、混凝土的强度等级等许多因素有关，而混凝土的孔结构及强度又取决于混凝土的水灰比、有无外加剂和养护方法。 （1）水灰比直接影响混凝土的孔隙率及孔结构。在同样良好的成型条件下，水灰比不同，密实程度、孔结构也不同。水灰比较小时，混凝土硬化后密实度高，存在于内部的可冻水少，孔隙结构得到改善，抗冻性能得到提高。随水灰比的增加，不仅饱和水的开孔总体积增加，而且平均孔径也增加，在冻融过程中产生的冻胀压力和渗透压力就大，因而混凝土的抗冻性就会降低。反之，当水灰比很大时，由于多余的游离水分在混凝土硬化过程中逐渐蒸发掉，形成大量的开口孔隙，毛细孔不能完全被水泥水化生成物填满，以至相互连通，具有这种孔结构的混凝土渗透性、吸水性都很大，容易使混凝土受冻破坏。 （2）含气量也是影响混凝土抗冻性的主要影响因素，特别是加入引气剂形成的微细孔对提高混凝土抗冻性尤为重要，因为这些互不连通的微细气孔在混凝土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减小，即起到减压作用。在混凝土受冻结冰过程中，这些孔隙可以阻止或抑制水泥浆中微小冰体的形成。我们知道，影响混凝土抗冻性的关键因素不是总的引气量，而是引入的气泡在水泥石中均匀分布的程度。对于给定的引气量，则取决于气泡的间距大小和数量。对于耐久性系数为90的普通混凝土和粉煤灰混凝土，对于不同的强度等级，其气泡间距指数可在 0.35～0.55ram（普通混凝土）；0.33～0.55ram（粉煤灰混凝土）之间变化，如表1所示

高性能混凝土

《高性能混凝土》教学大纲 课程编号： 课程名称：高性能混凝土/High Performance Concrete 学时/学分：24/1.5 先修课程：无机非金属材料工学 适用专业：无机非金属材料工程 开课学院（部）、系(教研室)：材料学院无机非金属材料系 一、课程的性质与任务 高性能混凝土课程是材料学和土木工程专业本科学生应该选修的一门重要工程技术课。其教学内容为近十年来武汉理工大学和国外学者在水泥与混凝土材料科学领域的研究成果。通过本课程的学习，要使学生掌握： 1．高性能混凝土技术规程。 2．高性能混凝土的组成、结构与性能关系。 3．高性能混凝土的原材料选择。 4．高性能混凝土的配合比设计方法。 5．高性能混凝土的性能评价及验收方法。 6．高性能混凝土的生产、施工及质量控制技术。 7．绿色高性能混凝土商品化技术。 8．钢管混凝土的组成、结构与性能。 9．钢管混凝土的配合比设计。 10．钢管混凝土拱桥核心混凝土的施工技术。 11．高性能轻集料混凝土的组成、结构与性能。 等方面的技术内涵，为将来从事市政、交通、水电、民用建筑和军事等工程建设打下坚实的理论基础。 本课程的教学特点是注重培养学生运用所学知识来分析和解决混凝土工程出现各种问题的能力，尤其是技术创新能力。 二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 （一）教学内容 1.高性能混凝土现状与发展 （1）混凝土技术进入高科技时代：从胶凝材料的发展论述水泥的发展方向为高性能水泥；从混凝土的力学性能的提高过程和耐久性方面存在的问题论述高性能混凝土是混凝土材料的发展方向，高性能混凝土是高技术混凝土。 （2）高性能混凝土的定义：介绍不同国家，不同学者依据各自的认识、实践、应用范围和目的要求的差异，对高性能混凝土有不同的定义和解释。 （3）高性能混凝土的研究开发与可持续发展: 高性能混凝土的研究与应用现状；高性能混凝土需要进一步研究的问题；高性能混凝土与我国建筑材料可持续发展的关系。 2.高性能混凝土的组成、结构与性能 （1）普通混凝土的组成与结构：原材料；硬化水泥浆体的微观结构；混凝土中的界面，包括界面过度区以及影响界面过度区厚度和性质的因素；混凝土匀质性、内分层和外分层特