混凝土用聚丙烯纤维和玻璃纤维

4．10．1 轻集料混凝土

用轻粗集料、轻砂（或普通砂）、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950kg／m3的混凝土，称为轻集料混凝土。由轻砂作细集料配制而成的轻集料混凝土，称为全轻混凝土。由普通砂或部分轻砂作细集料配制而成的轻集料混凝土，称为砂轻混凝土。用轻粗集料、水泥和水配制而成的无砂或少砂混凝土，称为大孔轻集料混凝土。

轻集料是指堆积密度不大于1200kg／m3的粗、细集料。轻集料按来源分为：①人造轻集料，如页岩陶粒、黏土陶粒、膨胀珍珠岩等；②天然轻集料，如浮石、火山渣等；③工业废渣轻集料，如粉煤灰陶粒、自燃煤矸石、煤渣等。轻集料的主要技术指标有颗粒级配、密度等级、筒压强度、吸水率、软化系数、粒型系数。

轻集料混凝土按立方体抗压强度标准值划分为LC5．0、LC7．5、LC10、LC15、LC20、LC25、LC30、LC35、LC40、LC45、LC50、LC55、LC60共13个强度等级；按干表观密度分为600，700， 800，900，1000，1100，1200，1300，1400，1500，1600，1700，1800，1900kg／m3共14个密度等级。轻集料混凝土的主要技术性能指标有强度、干表观密度、弹性模量、收缩值、温度线膨胀系数、导热系数等。

轻集料混凝土，可利用其保温性能作为保温的围护结构或热工构筑物，一般密度等级不大于800、强度等级为LC5．0；也可利用保温性能和力学性能用于既承重又保温的围护结构，一般密度等级为800～1400kg／m3，强度等级为LC5．0～LC15；还可利用其自重轻和力学性能良好用于承重构件或构筑物，一般密度等级为1400～1900kg／m3，强度等级为LC15～LC60。

轻集料混凝土的配合比设计、施工、试验等可参见《轻骨料混凝土技术规程》（JGJ51—2002）、《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》（GB／T17431．1—2010）。

4．10．2 特细砂混凝土

细度模数为0．7～1．5的天然河砂，称为特细砂。用特细砂作为细集料配制的混凝土，称为特细砂混凝土。一般来说，配制混凝土优先采用中粗砂，但随着建筑用砂需求的与日俱增，质量良好的天然砂资源日渐匮乏，采用特细砂可弥补中砂粗砂资源的相对匮乏，同时也充分利用了特细砂地方资源。

特细砂混凝土按立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40共6个强度等级。特细砂混凝土的主要技术性能指标同其他普通混凝土一样，具体可参照《特细砂混凝土应用技术规程》（DBJ50／T－5028—2017）。单独采用特细砂作为细集料，不宜配制强度等级C45及以上的混凝土；若配制强度等级C45以上特细砂混凝土，可参照《混合砂混凝土应用技术规程》（DBJ50／T-169—2013）。

特细砂混凝土主要用于房屋建筑、市政基础建设和一般构筑物工程，在满足相应的技术要求后，亦可用于其他工程，如公路、水利、铁道等工程。

由于特细砂颗粒粒径小、比表面积大、需水量较细（中）砂混凝土高、水泥用量多，导致特细砂混凝土施工性能差、水化热大、早期收缩变形大、易开裂。因此，配合比设计时应在满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能等设计要求和施工要求的条件下，遵循低胶凝材料用量、低用水量、低砂率和低收缩性能的原则进行。针对特细砂混凝土的弊端，通常采用“低一超”法，即低砂率、低坍落度、低水泥量、粉煤灰超量取代。特细砂细度模数越低，含泥量越大，达到一定工作性所需水泥用量及拌和水用量也越大，混凝土的收缩也越大，因此特细砂混凝土宜采用低砂率；特细砂混凝土拌合物的黏性较大，且每立方米混凝土中的粗集料用量较中、细砂多，在振捣时易液化，有良好的流动性，易振捣密实，在同配比条件下，特细砂混凝土的收缩值较中粗砂混凝土同龄期的收缩值大，因此特细砂混凝土采用低坍落度；特细砂混凝土要求低水灰比、高流动度，势必增加混凝土的总细粉用量和砂率，而混凝土总细粉用量和砂率的增加会导致混凝土收缩增大，因此应尽可能降低水泥用量，一方面将混凝土收缩减到最小，另一方面也减少混凝土水化热；当采用低砂率、低水泥用量时，混凝土和易性，会受到影响，为了改善混凝土和易性，可用粉煤灰超量取代法，即粉煤灰总掺入量中，一部分取代等体积的水泥，超量部分粉煤灰取代等体积的砂；在条件允许时，尽可能采用高效外加剂。

4．10．3 纤维混凝土

掺加乱向分布的短钢纤维或短合成纤维的混凝土，称为纤维混凝土。根据纤维种类，纤维混凝土又分为钢纤维混凝土和合成纤维混凝土。钢纤维是指由细钢丝切断、薄钢片切削、钢锭铣削或由熔钢抽取等方法制成的纤维。合成纤维是指用有机合成材料经过挤出、拉伸、改性等工艺制成的纤维，常用的有聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、尼龙纤维等。掺入纤维可提高混凝土的抗拉强度和韧性，降低脆性，达到防裂、耐磨、增强、抗冲击、抗冲切、防重载等目的。

各类纤维中，钢纤维对抑制混凝土裂缝的形成，提高混凝土抗拉和抗弯强度，增加韧性效果最好。钢纤维混凝土中，钢纤维掺量用纤维体积率一般为0．35％～2．0％，换算成质量掺量则混凝土中钢纤维掺量为27．3～156kg／m3；掺加钢纤维后混凝土抗拉强度一般可提高2倍左右，抗弯强度可提高1．5～2．5倍，抗冲击韧性可提高5倍甚至可达20倍，抗弯韧性提高可达100倍以上。聚丙烯纤维混凝土应用较多，聚丙烯纤维掺量用纤维体积率一般为0．06％～0．30％，换算成质量计则混凝土中聚丙烯纤维掺量范围为0．55～2．76kg／m3。

纤维混凝土主要应用于工业建筑地面、薄型屋面板、局部增强预制桩、桩基承台、桥梁结构构件、公路路面、机场道面、桥面板、港区道路和堆场铺面等部位。有关应用技术可参见《纤维混凝土应用技术规程》（JGJ／T221—2010）、《纤维混凝土试验方法标准》（CECS13—2009）、《钢纤维混凝土》（JG／T472—2015）。

4．10．4 大孔混凝土

大孔混凝土是由水泥、粗集料和水拌制，没有细集料的混凝土，又称无砂混凝土、多孔混凝土。按其粗集料的种类，可分为普通无砂大孔混凝土和轻集料大孔混凝土两类。普通大孔混凝土是用碎石、卵石、重矿渣等配制而成。轻集料大孔混凝土则是用陶粒、浮石、碎砖、煤渣等配制而成。有时为了提高大孔混凝土的强度，也可掺入少量细集料，这种混凝土称为少砂混凝土。

大孔混凝土宜采用单一粒级的粗集料，如粒径为10～20mm或10～30mm。不允许采用小于5mm和大于40mm的集料。水泥宜采用等级为32．5或42．5的水泥。水灰比（对轻集料大孔混凝土为净用水量的水灰比）可在0．30～0．40取用，应以水泥浆能均匀包裹在集料表面不流淌为准。

大孔混凝土的构造是由粗集料表面包裹一层水泥浆，它们相互连接，形成分布均匀、呈蜂窝状的孔穴结构，具有透气、透水、质量小、保温性好的特点，并具有较好力学性能。大孔混凝土广泛应用于室内保温地面、室外透水地面或地坪、保温墙材、透水铺装、绿化护坡铺装、吸声降噪铺装。

大孔混凝土的透水性能、绿化植生性能、吸声降噪性能、生物相容性好以及少耗资源等特点，使其对调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然协调发展等具有积极作用，因此大孔混凝土是一种生态混凝土。

4．10．5 碾压混凝土

将干硬性的混凝土拌合料分薄层摊铺，并经振动碾压密实的混凝土，称为碾压混凝土。

碾压混凝土的组成材料与普通混凝土基本相同，但由于碾压混凝土的低水泥用量、高掺合料掺量、低流动度等特点，其拌合物性能，以及力学性能、热学性能、变形性能和耐久性能等与普通混凝土均有差别。碾压混凝土拌合物的工作性采用维勃稠度试验测定，VC值宜选用2～12s；永久建筑物碾压混凝土的胶凝材料用量不宜低于130kg／m3，当低于130kg／m3时应进行试验论证。碾压混凝土拌合物性能和硬化混凝土性能检测可参照《水工碾压混凝土试验规程》（DL／T5433—2009），配合比设计和施工可参照《水工混凝土配合比设计规程》（DL／T 5330—2015）、《水工碾压混凝土施工规范》（DL／T5112—2009）。

碾压混凝土具有水泥用量少、机械化程度高、施工速度快、工程造价低、温度控制简单等特点。近三十年来，碾压混凝土迅速发展，广泛应用于筑坝工程、重负荷载路面和机场道面。碾压混凝土坝大体分为两类：一类是“金包银”模式，称为RCD，即采用中心部分为碾压混凝土填筑，外部用常态混凝土防渗和保护；另一类为全碾压混凝土坝，称为RCC，具有结构简单、施工机械化强度高、施工快、强度高、缩缝少、水泥用量少、造价低、施工环境污染小等优点。随着碾压混凝土施工技术的改进和提高，加上一些专用设备的采用，碾压混凝土应用范围从水工大坝拓展到停车场、货场和机场道面等。

4．10．6 高性能混凝土

高性能混凝土是近年来随着混凝土技术的快速发展而提出的一个全新概念。根据《高性能混凝土评价标准》（JGJ／T385—2015），高性能混凝土是以建设工程设计、施工和使用对混凝土性能的特定要求为总体目标，选用优质常规原材料，合理掺加外加剂和矿物掺合料，采用低水胶比并优化配合比，通过预拌和绿色生产方式以及严格的施工措施制成的具有优异的拌和性能、力学性能、耐久性能和长期性能的混凝土。

高性能混凝土属于绿色建筑材料，其特性主要体现在以下几个方面：

①更多地节约水泥熟料，减少环境污染；

②更多地掺入以工业废渣为主的活性细掺料；

③更大限度地发挥高性能的优势，减少水泥和混凝土的用量。

高性能混凝土在微观结构方面与普通混凝土相比有以下特点：

①未水化水泥颗粒增多，可作为硬化混凝土中的微集料，骨架作用增强；

②孔隙率较低，孔径较小，基本不存在大于100mm的大孔；

③骨料与水泥石的界面黏结牢固；

④游离氧化钙含量低；

⑤自身收缩使混凝土内部产生自应力状态，骨料受到强有力的约束。

高强高性能混凝土的配制技术途径主要有：

①加入适量超塑化剂，降低水胶比；

②改善水泥石中的相组成；

③复合适量增强防水剂，提高混凝土强度和其他性能；

④选择适宜的胶体浆体数量；

⑤选择适当的砂率；

⑥矿物质超细粉是高强高性能混凝土的新组分；

⑦加强生产质量管理，严格控制每个生产环节。

高性混凝土中也可以掺入某些纤维以提高其韧性。高性能混凝土是水泥混凝土的发展方向之一，将广泛地用于桥梁工程、高层建筑工业厂房结构、港口及海洋工程、水工结构等工程中。

4．10．7 自密实混凝土

根据《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ／T283—2012），自密实混凝土是指具有高流动性、均匀性和稳定性，浇筑时无需外力振捣，能够在自重作用下流动并充满模板空间的混凝土。自密实混凝土是由水泥、砂、掺合料、超塑剂、稳定剂等混合配制而成，加水拌和后即可泵送施工，因此可节约劳力和施工费用，提高施工效率和质量，加快工程进度。

自密实混凝土拌合物不仅具有良好的流动性，在自重作用下能够自流平、自密实；还具有良好的均匀性和稳定性，在流态时不泌水、不起泡；硬化后体积稳定性好，不产生收缩裂缝；初凝时间较长，终凝时间较短，具有较高早期强度；表面平整、耐磨性好；与基层材料的黏结力较强。

4．10．8 聚合物混凝土

聚合物混凝土是由有机聚合物、无机胶凝材料和骨料结合而成的一种新型混凝土，既充分发挥了有机聚合物和无机胶凝材料的优点，又克服了水泥混凝土的一些缺点。

聚合物混凝土一般分为3种：聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土和聚合物胶结混凝土。

1）聚合物水泥混凝土

聚合物水泥混凝土是用聚合物乳液（或水分散体）拌和水泥，并掺入砂或其他骨料，聚合物的硬化和水泥的水化同时进行，并且两者结合在一起形成的一种复合材料。一般认为，硬化时聚合物与水泥之间不发生化学反应。当水泥用聚合物乳液拌和时，水泥从乳液中吸收水分，使乳液的稠度提高。当水泥石结构形成过程趋于完成时，乳液由于脱水而逐渐凝固，水泥水化生成物由于被乳液所包裹而形成聚合物与水泥石互相填充的结构。这样，既提高了水泥石的抗渗性，又同时改善了其他性能。

常用的聚合物有天然聚合物（如天然橡胶）和各种合成聚合物（如聚醋酸乙烯、苯乙烯、聚氯乙烯等），常用的无机胶凝材料可用普通水泥和高铝水泥，而高铝水泥的效果比普通水泥好，因为它所引起的乳液的凝聚比较小，而且具有快硬的特性。

2）聚合物浸渍混凝土

聚合物浸渍混凝土是以混凝土为基材，将有机单体渗入混凝土中，然后再用加热或放射线照射的方法使其聚合，使混凝土与聚合物成为一个整体。

单体可用甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、醋酸乙烯、乙烯、丙烯腈、聚酯-苯乙烯等，同时加入催化剂和交联剂等。聚合物浸渍混凝土的生产工艺是在混凝土制品成型、养护完毕后，先干燥至恒重，然后放在真空罐内抽真空，再使单体浸入混凝土中，浸渍后需在80℃的湿热条件下养护后再用放射线照射，以使单体最后聚合。

3）聚合物胶结混凝土

聚合物胶结混凝土又称树脂混凝土，是一种完全没有矿物胶凝材料而以合成树脂为胶结材料的混凝土，它所用的骨料与普通混凝土相同。