计算机硬件性能汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇计算机硬件性能范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 03-0000-02

The Impact of Computer Hardware Performance on the Computer Applications

Yang Zuoyong

(Lishui University,Lishui323000,China)

Abstract: The quality of the computer hardware determines the level of computer performance.This article describes the main hardware of the computer CPU,motherboard,hard drive,memory,and their respective impact on computer performance.

Keywords:Computer;Hardware;Impact

一、计算机硬件的组成

主板(Mother Board，ain Board，System Board)是一台PC的主体所在，主板要完成电脑系统的管理和协调，支持各种CPU、功能卡和各总线接口的正常运行，它是PC机的"总司令部"，其上的CPU、CHIPSET、DRAM、BIOS等决定了它是什么"级别"，平时我们所说的386、486、Pentium机，其判断的标准就是机器所用的主板和CPU。而其他的附件如显示器、声卡、键盘等，基本上是通用的。主板芯片可分为数字芯片和模拟芯片两种。主板使用的芯片，除了少数几个是模拟芯片外，大部分都是数字芯片。

CPU即中央处理器，是英文Ccntral Processing Unitr的缩写，是计算机的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行，数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控制。CPU既然关系着指令的执行和数据的处理，当然也关系着指令和数据处理速度的快慢，因而CPU有不同的执行功能，不同的处理速度。一般CPU的功能和处理速度，我们可以从它的型号、数字来判断它的等级，如Pentium系列是586机种的CPU，它后面型号的数字即为它的工作频率，也就是它处理速度的时钟。Pentium Pro系列是686机种的CPU，它后面型号的数字也是它的处理速度，它们的单位都是MHZ。

芯片组(ChipSet)其实就是一块集成电路片，它是内部元件、功能和接脚比较多的芯片的集合体。早期的主板是由许多TTL芯片和一些LSI的芯片所组合而成，所以一块大AT的主板就有一百多块芯片元件，生产一块主板不但耗时费力而且成本高。后来美国一家名叫晶技公司(Chip)把一百多块芯片元件，浓缩为五块大芯片组和几块TTL芯片组合成的一块叫BABY Size或称小AT的主板。由于这种主板的芯片组把许多芯片电路的集合在一起狭窄的芯片里，当材质和技术不成熟时，会造成高频的干扰、温度的增加和特性的匹配等不稳定的情况，所以小小AT大概经过一两年的改善，其技术、材质已有些突破，从而奠定了以后芯片组的基本结构。目前功能比较多的芯片组采用BGA的封装，可设计300多支接脚至800多支接脚。

内存是计算机的一个重要组成部分，它是存储CPU和设备其作用是用来桥接数据通信的程序组件。内存在计算机工作中存储的内容，一些是永久性的，一些临时性的。因此，有不同形式的记忆，和内存大小的存储数据的功能和作用，相关的内存速度的数据传输速度，这些都是相关的内存类型和功能相关的，提出了一些相关知识。

二、计算机硬件组成的介绍

内存访问速度的影响中央处理器内存访问时间，速度不同跟规格型号的内存有关，如ROM其中有27010-20，27010-15和其他以不同的速度。RAM的速度比ROM的速度较快，RAM也有如411000-7，411000-6等不相同的速度。在计算机启动时，在BIOS ROM复制到DRAM的方案内，CPU，可以直接与DRAM的速度更快，这就是我们俗称的ShadowRAM接触。

内存的规划种类

（1）常规内存（Conventional Memory）在内存分配表中占用最前面的位置，从0KB到640KB（地址000000H～109FFFFH），共占640KB的容量。因为它在内存的最前面并且在DOS可管理的内存区，我们又称之为Low Dos Memory（低DOS内存），或称为基本内存（Base Memory），使用此空间的程序有BIOS、DOS操作系统、设备的驱动程序、中断向量表、一些常驻的程序、空闲可用的内存空间、以及一般的应用软件都可在此空间执行。

（2）高位内存（UM）是英文Upper Memory的缩写，是常规内存上面的一层内存（640KB～1024KB）。

（3）高端内存区（HMA）是英文High Memory Area的缩写。它是1024KB～1088KB之间的64KB内存，管为高端内存区，其地址为100000H～10FFEFH或以上，CPU在实地址模式下以Segment：OFFSET(段地址：偏移量)方式来寻址，其寻址的最大逻辑内存空间为（FFFF：FFFF），即10FFEFH。

（4）EMB是英文Extended Memory Block（扩展内存块）的缩写，早期采用的扩充存储器（EPM）必须遵循EMS规范(如使用EMM386.exe)，后来使用的扩展存储器（EXM）必须遵循XMS规范（如使用Himem.sys）。扩展内存是指1MB以上的内存空间，其地址是从100000H开始，连续不断向上扩展的内存，扩展内存取决于CPU的寻址能力。

三、以光驱为例探讨硬件与性能的关系

大多数人都认为CD-ROM光驱的速度越快，其性能就越高，其实不然。CD-ROM光驱的速度是指其驱动电机的转速而言，而要真正衡量其性能高低，还要看下面几个指标表现如何：

（1）数据传输速率（Sustained data transfer rate）是CD-ROM光驱最基本的性能指标，它是指CD-ROM光驱在1秒的时间内所能读取的最大数据量。单速/倍速/四倍速/八倍速CD-ROM光驱的数据传输速率分别是150KBps/300KBps/600KBps/1.2MBps。

（2）平均访问时间（Average access time）又称"平均寻道时间"是指CD-ROM光驱的激光头从原来的位置移到一个新指定的目标（光盘的数据扇区）位置并开始读取该扇区上的数据这个过程中所花费的时间。

（3）CPU使用率（CPU loading）是指CD-ROM驱动器，以保持一定的速度和数据传输速率，占用的CPU时间。CPU时间是衡量一个驱动器性能的影响因素，速度和四速的CD-ROM光盘驱动器的要求，在MPC3中所规从事CPU分别时间不超过20％和40％。CD-ROM驱动器的性能水平，应该主要考虑上述三个因素。推动品牌、盘片格式，速度快，容错和原产地因素是次要的。

四、硬件对计算机使用的影响

对于3D显示卡，针对三维图像生成速度相对2D较慢的特点，更突出了对速度的描述，见3D显卡的技术指标有：

（1）AGP纹理。AGP纹理是指在系统内存大于64MB以上的前提下，使用系统内存来弥补显卡在处理大容量纹理贴图时，所需要的显存容量.然而并不是所有使用AGP接口的显卡都具备这一功能.

（2）三角形生成数量。3D显示卡主要指标中，有一项是"每秒种可生成多少万个三角形"，或"每秒可处理多少三角形".微型机显示3D图形时，首先是用多边形建立3维模型，然后再进行着色等其它处理，物体模型组成的三角形数量多少，将直接影响重现后物体外观的真实性.显卡每秒生成三角形的数量越多，也就能在保障图形显示帧速率的前提下，为物体模型建立更多的三角形，以提高3D模型的分辨率.

（3）象素填充率和纹理贴图量。象素填充率也是衡量3D显示卡性能的的主要指标之一.象素填充率决定了3D图形显示时可能达到的最高帧速率，直接影响3D显卡运行时的显示速度.有些显卡没有提供象素填充率，但提供了纹理贴图量，比如说每秒能处理多少MB的纹理贴图等，其意义和数据都与象素填充率相近。

硬盘的性能，其数据传输速率不是静态的，而是随机变化。可分为内部数据传输率和外部数据传输速率传输速率。内部数据传输率是指头部，高速缓存，外部缓存和电脑系统之间的数据传输速率的数据传输速率的数据传输速率。也有一个持续数据传输速率的硬盘，通常这个目标硬盘驱动器制造商将被标记的价值，它是最接近的硬盘数据传输能力。

分析中可以发现计算机硬件的相关参数对于计算机的使用影响非常大，很多计算机工作对于计算机的硬件要求高，过低的电脑配置不能满足使用要求，所以在计算机的配置选择时要针对使用情况，选择合适的硬件规格。

参考文献：

[1]刘彦松.高声速衬底压电薄膜的制备及声表面波器件的研制探索[D].中国科学院上海冶金研究所,2000

[2]葛宏.CT质量保证及其计算机自动检测系统的研究[D].第一军医大学,2000

篇（2）

聚羧酸高效减水剂的分子结构是含羧基接枝共聚物的表面活性剂，通过观察发现其分子结构成梳形，在发挥作用的过程中主要是通过不饱和单体进行，在引发剂作用下共聚而获得。用于水泥混凝土中具有较高的减水、增塑、保坍及较低的收缩性能的减水剂。

在生产中，以木钙为代表的普通减水剂是第一代减水剂；以萘系为代表的高效减水剂是第二代减水剂；聚羧酸高效减水剂为第三代高性能减水剂，是当今世界技术含量最高，技术研究最前沿的，综合性能优越的高效减水剂。

聚羧酸减水剂又叫做聚羧酸超塑化剂，根据当前的行业标准《聚羧酸系高性能减水剂》JG/T 223-2007，对聚羧酸系减水剂的基本定义进行了明确的规定，在聚羧酸高效减水剂的分子结构中含羧酸的接枝共聚物，支链结构的基本特征是以聚氧化乙烯形成“梳状”或“接枝状”，同时拥有其他的功能基团。

1 聚羧酸减水剂的性能特点及适用范围

聚羧酸系高效减水剂的性能特点十分的明显，其优越性能体现在自身的分子结构性能特点和掺加此减水剂的混凝土的性能两部分。

聚羧酸高效减水剂的减水率比萘系减水剂高得多，同时还具有流动性好的特点，是本世纪性能最优越的混凝土材料；其使用范围十分广泛，对于配置大掺量粉煤灰或大掺量矿渣混凝土，施工中喷射超塑化混凝土、纤维增强流动性混凝土及高强高流动性混凝土等都有重要作用；不仅如此聚羧酸高效减水剂还被普遍的用于各种新型混凝土的拌合中，在很多的建筑工程中，例如大跨度桥梁、隧道、工业与民用建筑等，都发挥了十分重要的作用。

2 聚羧酸系减水剂效果影响因素

2.1 对胶凝材料的适应性问题。在工程施工中，聚羧酸系减水剂的适应性更多的表现在对于各种水泥的适应中，很多粉煤灰聚羧酸系减水剂同样存在着适应性问题，特别是对于粉煤灰的适应更加的困难，所以磨细矿粉中的适应性要相对好一点。

聚羧酸系高减水剂在应用中也需要与粉煤灰进行适应，大多数情况下，如果是一级灰，那么减水剂就会具有相对较好的适应性，而如果是二、三级灰，那么减水剂就很有可能不适应，这个时候即使增加减水剂的用量也是没有作用的。

通常如果使用一种水泥或粉煤灰在对外加剂适应过程中，效果不好的时候，那么即使换做另外的添加剂也是不能取得比较理想的效果的。这种情况出现时，大多需要更换胶凝材料，当时通常出现这种情况的时候很多用户因为专业水平的局限就会怀疑是外加剂的质量差，这对于外加剂的评价就不够公平和准确了。

2.2 砂子中的含泥量问题。当砂子的含泥量较高时，聚羧酸系减水剂的实际减水率就会明显的下降。这种情况下需要使用到萘系减水剂来解决问题，这种情况下需要稍微增加一些掺量，因此最好的办法是不断的降低含泥量。

2.3 引气性问题。聚羧酸系减水剂在进行施工的过程中通常会留下降低表面张力的表面活性成分，所以必须具备一定的引气性。这些张力成分让带入混凝土的气泡，这样既可以满足含气量的要求，也不会影响到混凝土的强度性。

对于聚羧酸系减水剂来说，如果拥有的分子结构不同，那么这个时候减水剂对不同的引气剂也同时具有选择性，而且在搅拌方式上也是有一定选择的。比如在进行试验的时候，要对混凝土的含气量尽可能的进行满足，到现场进行浇筑的时候再进行取样，这个时候含气量就不同了，这一点需要特别注意，引发的原因很可能是搅拌方式的不同和搅拌时间的差异。

聚羧酸减水剂成分中有低表面张力的物质，这对于混凝土来说是有利处的。就像是在要做的事情之前加入了减缩剂，所以聚羧酸减水剂的混凝土收缩值通常比普通的减水剂要小，同时这样也可以带来混凝土稳定性优越的良好性能。

2.4 聚羧酸减水剂的掺量问题的研究。当前公认聚羧酸减水剂具备十分优秀的特点，掺量低，减水率高、坍落度保持好。但是在使用过程中也会经常出现很多问题：

首先，掺量在水胶比小时是非常敏感的，而且会呈现出来更高的减水率，但是在水胶比大时，减水率以及相关的变化就不十分鲜明了。探究这一现象的原因，可能与聚羧酸系减水剂的作用机理有关，聚羧酸系减水剂的分散、保持作用在于分子结构形成的空间位阻效应，如果大水胶比时水泥分散体系中基本上含有了足够的水分子，水分子的间隔作用已经足够，所以聚羧酸分子的空间位阻作用自然就要小一些了。

其次，胶凝材料用量大时掺量产生的影响就更加明显，胶凝材料总量小时差一些。事实上减水剂就是关于高性能混凝土来进行研究制作的，因此在性能和价位上都比较适合应用于高性能混凝土。

事实上，聚羧酸系减水剂大多是针对高性能的混凝土来开发的，因此在性能和价位上都更加适合高性能的混凝土，但是根据我国当前的情况，这还达不到完全取代其他减水剂，需要科研工作者继续努力。

2.5 关于聚羧酸系减水剂的复配问题。当前使用的除聚羧酸系减水剂之外基本上没有单独使用的，通过几十年的总结，我国的外加剂复配技术在国际上已经处于领先地位。

首先，完全不能与萘系减水剂复配，两种减水剂如果使用的是同一个设备，还在没有完全洗干净的时候也会产生影响。根据这种情况，如果是选择使用聚羧酸系减水剂，最好是不要跟其他的减水剂混用。但是不同的减水剂是可以进行复配的。

其次，与其它外加剂复配：

因为聚羧酸系减水剂的结构特点，在跟其他的添加剂相容的时候都比其他的减水剂差的。所以通过传统的简单复配的方法对于聚羧酸系减水剂改性是不太适合的。

2.6 关于聚羧酸系减水剂的酸碱值值问题。当前，市面上出现的聚羧酸系减水剂产品，其酸碱值跟其他企业的减水剂相比都偏低，有些仅仅达到6-7，所以要贮存于玻璃钢、塑料等容器中，但是不能长期放置在金属容器中。

3 结语

聚羧酸系减水剂在结构方面和性能方面都有很大的可变性，研究开发新型的聚羧酸系减水剂是目前对减水剂研究的前沿问题，聚羧酸高效减水剂性能优越通过广泛的应用已经得到了广泛的认可，更对混凝土行业的技术进步起到了很重要的作用。目前在我国，聚羧酸高效减水剂的相关生产和使用处于起步阶段，落后于先进的发达国家，因此广大的科技工作者和企业家应该认清当前形势，积极进行研究。通过充足的理论和成果基础为聚羧酸高效减水剂在我国的发展和应用做出自己的贡献，促进我国建筑事业不断发展。

参考文献

[1] 谭洪波.功能可控型聚羧酸减水剂的研究与应用[D].武汉理工大学，2009.

篇（3）

中图分类号：U491.2TP18 文献标识码：A

Abstract：An intelligent optimization algorithm with real strings based on state space model （SIA） was presented to solve bus dispatching problem in urban public transport system. The basic idea of genetic algorithm （GA） was introduced to SIA. The state evolution matrix was constructed to guide the search direction of the algorithm， then through the selection mechanism of selection pool to approach optimal solution. This algorithm and GA were applied to the public transport optimization dispatching problem. Mathematical model was set up by considering the time interval，and the benefit maximization of enterprises and passengers. The results of example simulation show that SIA is better than GA in optimization accuracy and amount of calculation.

Key words：pubic transport dispatching；time interval；state space model；state evolution matrix； selection pool

1 引 言

随着现实世界中交通拥堵情况日趋严重，调节城市公共交通运营工作成为舒缓交通状况、改善城区生活质量的重要手段之一。城市公共交通运营工作可以转化为公交优化调度问题进行处理，而本文以公交线路发车间隔的设定来进行公交优化，即要求在一个调度周期（公交线路一天的运营时间）内，根据车流情况，在满足整体社会效益和经济效益的情况下，优化各时段的发车时间间隔，以使得公交公司和乘客花费成本最低。随着对公交优化调度问题研究的不断深入，国内外许多学者提出了大量方法来解决该问题，取得了一定的成果。如Qing和Han[1-2]等人从发车间隔对公交系统的影响出发，提出用遗传算法进行公交车发车时间间隔优化；Gong和Cheng[3-5]等人了改进型遗传算法用以优化发车频率问题；文献[6]通过两种算法融合，采用优势互补的特点为优化公交调度问题提供了一种有效途径；文献[7-9]则分别介绍了不同算法在求解公交调度问题最优解过程中的方法。

以上所提及的优化方法对于本文进行优化公交车调度问题具有重要的指导意义。本文提出一种基于离散系统状态空间模型的实数编码智能优化算法[10]。由于状态空间模型的引入不仅能把种群信息以最小信息形式描述出来，而且还能清楚显示算法迭代寻优过程中个体的状态变化，因而该模型可以将问题的求解过程表示为动力学求解过程。基于此，该算法通过构造一个状态进化矩阵来替代遗传算法中的交叉与变异算子功能来产生一组进化解。通过选种池的选择作用产生较优解。相比于遗传算法易陷入早熟停滞、计算量大和局部搜索能力差等缺点[11]，本文提出的算法具有计算量较小、计算精度较高、计算速度较快等特点。最后给出一个公交车发车时间间隔优化实例，仿真结果验证了这种算法的有效性。

2 基于状态空间模型的智能优化算法

2.1 概述

近年来，国内外有不少学者热衷于用不同的方法来解决公交调度优化问题。其中，遗传算法成为人们寻求解决优化问题的重要途径，它通过迭代执行选择、交叉、变异三个遗传算子的遗传操作，使问题的解逐步向最优解方向靠近。本文提出的基于状态空间模型的实数编码智能优化算法是一种以离散系统状态空间模型为基础，引入遗传算法理念的优化算法。它将实数编码问题的解方便地以状态空间模型的方式表示，使得问题的求解过程更直观、高效。

基于状态空间模型的智能优化算法将问题的求解过程表示为离散系统的动力学求解过程，即X′（k+1）=GX（k）（1）其中，状态向量X（k）表示为第k代群体，它是一个N×M矩阵（N表示为种群中个体总数量，M为每个个体包含的变量数）。G为状态进化矩阵（N×N方阵），G的构造是本算法研究的核心内容，可以依照遗传算法的基本思想构造。本文以遗传算法的基本理念构造G，此矩阵替代了在遗传算法中起交叉、变异的遗传操作。本算法采用在约束范围内随机生成的方式来产生初始群体X（0），再通过G矩阵生成群体X′（1），即种群X（k）通过G矩阵生成新的种群X′（k+1）（k=0，1，….）。在种群X′（k+1）中判断其个体是否满足算法约束条件，若不满足，则需进行约束处理，再将包含X（k）与X′（k+1）的共2N个投入选种池。选种池是依照遗传算法中优胜劣汰的思想启发而设计，通过计算2N个个体适应度函数值选择适应度值较大的N个个体组成新一代群体X（k+1），再置X（k+1）为X（k），如此循环迭代，直到满足停机条件后结束，如图1所示。

3 SIA用于公交优化调度

3.1 公交优化调度问题的数学描述

1）模型假设条件

公交发车时间间隔模型的建立要考虑到多种因素的影响，如公交公司满意度、乘客满意度、运行环境等。在同一时段内，若发车间隔较短，公交公司发车次数较多，平均每辆车的载客量减少，环境污染指数升高，不利于公交公司的经济效益和社会效益；若发车间隔较长，乘客平均等待时间较长，乘客的时间损失较大，会影响乘客的情绪，车内人流拥挤，也会影响乘客的舒适度，从而进一步影响乘客一天的生活和工作质量，乘客损失费用较高；若公交车运行环境拥挤，平均每辆车走完全程耗时相对较多，影响公交公司和乘客的整体利益，应适当的调整发车间隔，以舒缓城市交通环境。综上所述，本文对此模型作如下假设：

（1）公车各时段运行环境良好，且营运期间无特殊状况发生；

（2）公车运行期间为恒速行驶；

（3）公车额定载客人数相同；

（4）公车运营一趟的成本为固定值；

（5）同一时段公车发车频率相同；

（6）各时段内到达站点的乘客服从均匀分布；

（7）将乘客上下车时间算入等车时间；

（8）全程实行统一票价，票价2元/人。

2）数学模型的建立

从以上仿真结果可以看出，在α=0.7的情况下，即充分考虑公交公司利益时，发车间隔明显比其他两种情况大；α=0.3时，充分考虑乘客利益，发车间隔明显比其他两种情况小，符合现实情况。同时，根据表2中的客流情况可以看出，时段1和时段4的客流量相对较大，在仿真结果中，这两个时段的发车间隔整体较其他时段小，达到了根据客流合理分配发车间隔的目的。对比GA和SIA优化的发车间隔及其对应的目标函数，可以看出SIA的优化结果明显优于GA，SIA有效性得到验证。

相较于传统遗传算法，SIA的优势在于，通过状态空间模型中矩阵的乘法操作来搜索可行域区间，替代了GA的交叉和变异操作，也在一定程度上减小了算法的计算量。同时，SIA采用实数编码，虽然需要对连续的可行域区间进行离散化，但离散化的计算量较小。而一般情况下，GA采用二进制编码，编码长度决定了算法的寻优精度，精度要求越高，算法编码越长，过长的二进制编码在解码的过程中大大增加了算法的计算量，影响算法效率。故在对寻优精度要求更高的情况下，SIA的优势更加突出。

5 结 论

本文针对公交车调度优化中传统智能算法的不足，提出了一种基于离散系统状态空间模型的实数编码智能优化算法。主要分析了SIA相较于GA在寻优精度和计算量方面的优势。仿真结果表明，在相同的算法条件下，SIA的优化结果明显优于GA，验证了SIA的有效性。参考文献

[1] 韩印.基于遗传算法的智能公交发车频率优化研究[J].计算机工程与应用，2008，44（33）：243-245.

[2] 覃运梅，王玲玲.基于遗传算法的公交发车间隔模型[J].交通标准化，2009，（2）：190-192.

[3] 龚成清.改进遗传算法在公交调度优化中的应用[J].微型电脑应用，2012，28（10）：48-51.

[4] 陈玲玲，苏勇.改进遗传算法在公交车优化调度中的应用[J].科学技术与工程，2009，9（12）：3567-3569.

[5] Jinling Du， Chunxiao Wang， Feng Zhang. Multi-objective Optimization of Bus Dispatching Based on Improved Genetic Algorithm[C]//2011 Seventh International Conference on Computational Intelligence and Security.China：IEEE，2011.

[6] Minan TANG， Enen REN， Chunyan ZHAO. Route Optimization for Bus Dispatching Based on Genetic Algorithm-Ant Colony Algorithm[C]//2009 International Conference on Information Management， Innovation Management and Industrial Engineering.China：IEEE，2009.

[7] 付阿利，雷秀娟.粒子群优化算法在公交车智能调度中的应用[J].计算机工程与应用，2008，44（15）：239-241.

[8] 王敏.免疫克隆算法求解公交发车频率问题[J].计算机应用研究，2010，27（12）：4483-4485.

篇（4）

目前,中南大学高性能网格计算平台已经建设完成,并投入试运行。在2009年10月29日HPC China2009会议上公布的“2009年中国高性能计算机性能TOP100”中,中南大学这套高性能网格计算平台凭借10214.40 Gflops的双精度浮点运算理论峰值,8273.68 Gflops的Linpack测试值和0.81的效率,国内高校排名名列前茅。

篇（5）

Abstract: With the rapid development of modern building technology, high-performance concrete has been the concern of the engineering field at home and abroad, especially in the long-span bridges, harbors and cosatal regions, in which the high-performance has been widely applied. This paper discusses the application of polycarboxylate superplasticizer of marine high-performance concrete, as well as a series of technical problems in the construction process, and puts forward some suggestions and precautions when using polycarboxylate superplasticizer.

Keywords: marine high-performance concrete; polycarboxylate superplasticizer; technical problems; precautions

中图分类号：TU377文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1、工程概况

我单位承建的青岛双积公路高红段工程第一合同段位于青岛市城阳区，本段施工范围为K0+000-K7+650,其中路基长度6.547公里,桥梁1.103公里，其中C35混凝土20238m³，C40混凝土10193m³，C50混凝土19968m³。沿线的地质主要为软土、盐渍土等，路线所经区域主要为滨海地带，地势低平，地层主要为人工填土、海基层软土、淤泥质软粘土。由于受到地形、地质结构、水文、通航、航空条件等因素的制约，施工条件复杂，施工技术难度大。特别是桥梁结构处于北方微冻地区的近海环境，是作用等级从中等程度（C级）至严重程度（D级）的氯盐腐蚀环境，为了确保结构使用寿命达到100年的设计年限，必须根据胶州湾的环境气候特征，设计满足设计与施工技术的海工高性能混凝土。因此，本工程应用了NOF-AS聚羧酸系高性能减水剂，针对该减水剂在应用中遇到的技术问题，笔者进行了分析和总结，供同类工程借鉴和参考。

2、聚羧酸系高性能减水剂的发展与应用现状

日本于1981年开始研制聚羧酸系高性能减水剂，并于1986年将产品成功打入市场。目前， 聚羧酸系高性能减水剂的研究仍以日本发展较快， 到2001 年为止，聚羧酸系高性能减水剂用量在AE 减水剂中已超过了80%，主要生产厂商有日本的花王、竹本油脂、日本制纸、藤泽药品等。美国高效减水剂的发展比日本晚，聚羧酸系高性能减水剂目前美国正从萘系、蜜胺系减水剂向聚羧酸系高性能减水剂发展，主要生产厂家有MASTE 公司、GRACE 公司等。另外国外还有意大利的MADI 公司、瑞士SIKA 公司等生产。国内对聚羧酸系高性能减水剂的研究起步较晚，但发展较快，上海磁悬浮铁路高精度轨道梁的制作、东海大桥海工混凝土、洋山深水港集装箱道堆混凝土、宜万铁路宜昌长江大桥以及杭州湾大桥、青岛海湾大桥等工程中已得到成功的应用。

3、聚羧酸系高性能减水剂的性能特点

混凝土外加剂的研究与生产已趋向朝着高性能、无污染方向发展。具有梳形分子结构的聚羧酸系高性能减水剂因其减水率高、保坍性能好、混凝土早期强度高、保塑性好、水化热温升平稳、收缩小、掺量低、无污染、缓凝时间少、成本低等显著特点，适宜配制高强超高强混凝土、高流动性及自密实混凝土, 成为国内外混凝土外加剂研究开发的热点。

4、聚羧酸系减水剂在青岛双积公路项目海工高性混凝土中的应用

4.1 海工高性能混凝土的设计指标

青岛双积公路海工高性能混凝土强度及耐久性指标，见表1

海工高性混凝土强度等级及耐久性要求指标表1

4.2原材料选择

(1) 水泥：选用青岛山水P.I52.5硅酸盐水泥，水泥中氯离子含量检测结果为0.018%，低于0.03%的要求。

(2) 粉煤灰：使用潍坊明华I级粉煤灰。

(3) 矿粉：使用青岛家樑S95矿粉。

(4) 细集料：选用颗粒坚硬、强度高、耐风化的青岛大沽河天然河砂。

(5) 粗集料：选用胶南宝山5～10mm，10～20mm石灰岩碎石，比例为30%：70%。

(6) 外加剂：NOF-AS聚羧酸系高性能减水剂，减水率达25％以上。

(7) 水：拌和用水为生活用水。

4.2配合比设计优化

高性能混凝土中因胶凝材料用量大,水灰比小，掺入聚羧酸盐系高性能减水剂等，导致混凝土拌含物粘性过大,出现“抓底”现象,因此，砂率可适当高一些,经试验，确定砂率40%。掺粉煤灰的混凝土早期强度较低,且随粉煤灰掺量的增加而降低辐度增大,但是后期强度增长潜力较大，考虑到预制箱梁需要7天达到张拉强度（45Mpa），故粉煤灰掺量不宜过大。为了保证混凝土早期强度，满足张拉要求，控制混凝土的水化热过高引起开裂，混凝土设计过程中考虑磨细矿粉取代部分水泥。经验证，水泥:粉煤灰:矿粉=60%:15%:25%时，混凝土和易性、使用性及耐久性等均可满足施工和设计要求。小石（5～10mm）:大石（10～20 mm）＝30％：70％连续级配，容重最大。设计施工配合比见下表2

海工高性能混凝土施工配合比表2

篇（6）

聚羧酸高性能减水剂在混凝土中低掺量时具有高流动性，在低水灰比时具有低粘度和坍落度损失小的性能，近年来在实际工程中得到广泛应用。在国内，通过大量的聚羧酸系减水剂试验和工程应用对比，业内逐渐认知聚羧酸系减水剂产品。如在北京东方广场工程、首都机场新航站楼工程及国内一些海港工程等曾使用过上海麦斯特公司聚羧酸系减水剂类SP-8聚羧酸系物质的复合产品5510#等。上海麦斯特公司的SP-8等聚羧酸高性能减水剂产品与奈系减水剂对比的混凝土应用试验情况：聚羧酸系减水剂的掺量更低，1-2小时混凝土的坍落度损失较小，凝结较快，硬化强度较高，干缩率较小，说明掺聚羧酸系减水剂的混凝土具有更高耐久性。在国外，目前发达国家把减水剂能应用于C100―C150级混凝土工程中，丹麦己有C105级超高强混凝土结构设计规范，法国现行的混凝土结构设计规范已达C100级，日本也有C100级的设计规范。而要达到这些要求，减水剂在其中起着关键的作用，聚羧酸系减水剂无疑是最有前途的减水剂之一。

2.聚羧酸系高性能减水剂在混凝土中的应用试验

2.1聚羧酸系高性能减水剂在C25-C35混凝土中的应用

表1混凝土性能试验配合比

表2C25-C35混凝土试验结果

从表1、表2中实验数据比较可以看出，聚羧酸系减水剂掺量为奈系的一半，综合性能却优于奈系，而目前聚羧酸系减水剂的价格不到奈系的一倍。因此，从综合性价比来看，聚羧酸系减水剂对于奈系减水剂有较大的优势。

2.2聚羧酸系高性能减水剂在C40混凝土中的应用

表3混凝土性能试验配合比

表4C40混凝土试验结果

从表3、表4中实验数据比较可以看出，聚羧酸系减水剂与混凝土掺合，综合性能复合硅酸盐水泥优于普通硅酸盐水泥，而目前复合硅酸盐水泥的价格相比后者差别不大。因此，从综合性价比来看，聚羧酸系减水剂掺合复合硅酸盐水泥具有较大的优势。

2.3聚羧酸系高性能减水剂在C55及高强混凝土中的应用

表5混凝土性能试验配合比

表6C55及高强混凝土试验结果

从表3、4、5、6可以看出，聚羧酸系减水剂对不同水泥有较好的适应性，在较低的掺量下，具有很好的分散性和分散保持性。由表中数据，当掺量在0.8%-1.5%之间时，聚羧酸系减水剂减水率高，且坍落度损失小，在配置高强混凝土时，性能较好。由此可以看出，聚羧酸系减水剂可满足不同等级混凝土要求。

3.结论

通过对聚羧酸系减水剂进行一系列混凝土应用性能试验，得出以下结论： 1）相比较奈系减水剂，聚羧酸系减水剂在综合性价比方面具有较大优势； 2）聚羧酸系减水剂在混凝土中运用，综合性能比较：复合硅酸盐水泥＞普通硅酸盐水泥； 3）聚羧酸系减水剂配制的混凝土，坍落度损失小，混凝土材料不离析，粘聚性好； 4）聚羧酸系减水剂可满足不同等级混凝土要求。

参考文献

[1] J.Plank. 当今欧洲混凝土外加剂的研究进展. 混凝土外加剂及其应用技术[M]. 北京：机械工业出版社，2004.

篇（7）

中图分类号：Q948.112+.2 文献标识码：A

1 概述

随着科学技术的不断进步， 最近几年聚羧酸类减水剂应用技术也得到了长足的发展，其在混凝土施工中得到了广泛的应用。相较萘系、脂肪族等普通减水剂，其减水率高、对水泥的适应性强、方便施工等优点也得到了业内人士普遍认可。但其在实际应用过程中也暴露出了自身的一些特殊问题，比如对集料含泥量的敏感性、受外界气温变化的情况等，都是需要我们去认真研究的问题。下面根据现场实际工作经验，结合工程中的实际情况，就温度变化对聚羧酸系减水剂性能影响情况作进一步的研究与探讨。

由于本工程地处西安北郊的渭河之上，气候属暖温带半湿润大陆性季风气候，因而四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷少雨雪。年平均气温13.1℃至13.4℃。在近两年施工期间，夏季最高气温超过40℃，施工环境温度更是高达50℃以上，冬季最低温度在-10℃以下。因此在施工中密切关注温度变化对混凝土工作性能的影响，保证混凝土的顺利施工和确保工程质量，就显得格外重要。为此，我们用同一配合比在不同环境温度下对混凝土的工作性能进行对比试验。

2 试验原材料

2.1 水泥：P.O42.5，其重要性能指标见表1

2.2 粉煤灰：华能铜川电厂 Ⅰ级粉煤灰，其重要性能指标见表2

2.3 矿渣粉： S95级，其重要性能指标见表3

2.4 集料：（1）细集料：Ⅱ区中砂 细度模数2.62，含泥量1.3%，（2）粗集料： 5～25mm连续级配碎石，含泥量0.4%，压碎值10.6%，针片状含量4.5%。

2.5 外加剂：GX-WZ聚羧酸高性能减水剂，掺量为0.9%，其主要性能指标见表4。

2.6 拌合水：饮用水

3 试验方案

3.1 选定混凝土配合比

根据现场施工情况，我们选定了工程用混凝土方量大、施工周期长、施工难度较大的C50混凝土的配合比进行试验，混凝土设计坍落度：180～200mm。其配合比具体如图5。

3.2 试验方法

为了准确验证聚羧酸减水剂的温度敏感性，本文选择与当地环境实际情况相较而言具有代表性的5℃、20℃、30℃作为试验温度，在各种原材料均不变的情况下，在设定的环境条件下，验证同一配合比拌合后混凝土拌合物的工作性能。为了确保试验结果的准确性，所用原材料均在试验前24小时放置在设定的温度环境内，确保温度的一致性。每次拌合的混凝土量为40L，搅拌时间均设为210s。拌合完成后，放在铁板上测定其从加水时间算起30min、60min、120min时混凝土拌合物的坍落度、扩展度、初凝时间，并观察混凝土拌合物的和易性等。试验结果如表6。

从表6中的试验结果我们发现，与常温（20℃）条件下混凝土拌合物性能指标的测定值进行比较，5℃环境温度条件下，减水剂有明显的滞后效应，且出现了轻微的泌水现象，不利于混凝土现场施工；而在30℃环境条件下，混凝土不但出现了明显的坍落度损失现象，且拌合物初始状态也达不到配合比设计的初始状态，不能满足现场施工要求。由此，为了满足施工的要求，我们针对不同温度条件下，保持配合比不变，对减水剂掺量进行一定程度的调整，以使其初始状态达到相同的水平。经过反复的试验，我们得出在5℃环境温度条件下，减水剂的掺量为0.7%（减水率为22%），在30℃环境条件下，减水剂掺量为1.3%（减水率为32.7%），才能达到与 20℃环境条件下，掺量为0.9%（减水率为27.2%）基本相同的状态。（如表7）

4 结果分析

4.1 验证了聚羧酸减水剂温度敏感性的特征：同一配合比，同掺量的减水剂，随着温度的升高，水泥水化程度增高，消耗的水增多，混凝土拌合物的流动性呈下降趋势。

4.2 聚羧酸减水剂对水泥水化程度的影响与温度的关系：低温下，水泥水化速度降低，聚羧酸减水剂对水泥浆体缓凝程度最大；高温下，水泥水化速度加快，聚羧酸减水剂对水泥浆体缓凝效果较小。

4.3 与常温条件下（20℃）相比较，随着温度的降低，随着水泥水化速度明显下降，且由于减水剂在水泥体系中的吸附性能和分散性能下降，而导致减水剂活性的降低对混凝土拌合物性能的影响大于水泥的水化速度降低对混凝土拌合物性能的影响，发生了滞后效应，从而出现了坍落度经时增大的“怪”现象；反之，随着温度的升高，水泥水化速度加快，水泥的水化加快对混凝土拌合物性能的影响大于减水剂活性的提高对混凝土拌合物性能的影响，造成混凝土初始状态既达不到设计要求，又有明显的坍落度经时损失。

结语

为满足现场施工要求，对混凝土配合比尤其是使用聚羧酸系减水剂时，掌握温度与聚羧酸系减水剂之间的变化规律，根据季节、温度的变化，进行准确、及时调整，对更好的指导施工、确保工程质量有着重要的意义。

篇（8）

引言

随着我国经济建设的不断发展，基础性工程建设规模日益扩大。水利水电、高铁、桥梁、海港、隧道、地铁、核电工程中，混凝土都占有很大比重，其中掺加的外加剂，直接影响混凝土的外观质量、抗压强度、抗渗抗冻性能、耐久性及使用寿命。下面系统介绍萘系高效减水剂与聚羧酸高性能减水剂的性能，以及在工程中的应用实例。

1、混凝土外加剂的品种

混凝土减水剂的品种：按照GB8076-2008《混凝土外加剂》标准，混凝土减水剂分为普通减水剂、高效减水剂和高性能减水剂。普通减水剂是指减水率为8%-14%的减水剂，主要是指木质素磺酸盐减水剂，为减水剂的早期产品；高效减水剂是指减水率在14%以上和25%以下的减水剂，包括萘系减水剂、蒽系减水剂、洗油系减水剂、脂肪族减水剂、密胺系减水剂和氨基磺酸盐减水剂，萘系减水剂一直占据80%左右的市场，在超高强砼中，多与其他外加剂复合使用；高性能减水剂指减水率为25%以上的减水剂，主要指聚羧酸系减水剂，属于目前减水剂产品中的高档产品。

2.萘系高效减水剂的特点

2.1萘系高效减水剂的分类

萘磺酸盐甲醛缩合物，简称萘系减水剂，根据其产品中Na2SO4含量的高低，可分为高浓型产品Na2SO4含量＜3%、中浓产品Na2SO4含量3%―10%、低浓产品Na2SO4含量＞10%。目前大多数萘系高效减水剂合成厂都具备将Na2SO4含量控制在3%以下的能力，有些先进企业甚至可将其控制在0.4%以下。该类型高效减水剂的减水率较高（15%―25%），基本上不影响混凝土的凝结时间，引气量低（＜2%），提高混凝土强度效果较明显。

2.2萘系高效减水剂的临界掺量

萘系减水剂优点之一是掺入高效减水剂的水泥浆体，有一个临界掺量，超过这一掺量继续掺加时，水泥浆体的流动性和混凝土的初始坍落度不再增加，这一点称为饱和点，此时外加剂掺量称为饱和掺量，在外加剂和水泥适应性很好的情况下，在饱和点上增加减水剂掺量，可以在长时间内保持大坍落度。

2.3萘系高效减水剂的缺点

萘系减水剂的缺点之一是与水泥掺合料的适应性问题，这与减水剂本身的磺化程度、聚合度、中和离子的种类、Na2SO4含量掺和时的状态、掺量、掺加方法，以及水泥/掺合料的化学成分、矿物组成、碱含量、石膏形态及与铝酸盐比例、细度等因素有关。

缺点之二是掺加后混凝土坍落度损失较快，所以，在商品混凝土中使用的一般要同时复合缓凝、引气等组分进行改性，得到所谓的泵送剂产品。

3聚羧酸高性能减水剂的特点

3.1化学组成决定了良好的性质

聚羧酸减水剂的减水性能与所选聚合单体的种类及个嵌段链节的组成有关，这种用自由基溶液聚合制备的聚合物电解质，在掺量很小（0.1%―0.2%）的条件下就可产生较大的分散效果，并具有优良的缓凝、早强或保坍作用。聚合物侧链上的乙氧基链节有时也被称为接投链，这种结构特征，不仅对减水剂由影响，而且对抑制坍落度损失也有重要作用。

聚羧酸系减水剂在水泥颗粒表面的吸附量较小，但由于其带有许多支链，可以产生共间位阻效应，因而掺量很低时就可实现较好的阻化效果、支链的存在以齿形的吸附方式，使得初始的水泥水化产物较难将减水剂分子吸附层覆盖，因而，该减水剂在水泥颗粒表面有效作用时间具有掺量低、坍落度保持性好、与水泥适应性较好的特点，是配制低水较比、高强、高耐久性混凝土的首选。

3.2高减水性、高保塑性

聚羧酸系高性能减水剂是配置无振捣自密实高性能混凝土和高强高性能混凝土的首选外加剂。混凝土配合比设计参数变化较大，性能得到显著改善，可以保持混凝土的工作性和高流动性的条件下，使混凝土的水灰比降到最低。在同水灰比同减水剂掺量的情况下，聚羧酸系高性能减水剂和萘系高效减水剂相比，聚羧酸系减水剂对水泥有较好的分散性，能较为显著地改善水泥浆体的流动性。聚羧酸系高性能减水剂在有效掺量之间，1小时后水泥浆体的流动度大于250mm，1小时的流动度损失约在10%之内，保塑性优良。

3.3聚羧酸高性能减水剂超掺量的问题

由于聚羧酸系高性能减水剂具有高减水率低掺量的特点，当配制聚羧酸系高性能减水剂混凝土时，应严格按照试配后的最低掺量和用水量进行计算，并要求计量设备和计量精度必须准确和灵敏。否则，当聚羧酸系高性能减水剂超掺量时，会产生离析、泌水、或含气量过大等不良现象。聚羧酸系高性能减水剂在一定掺量时水泥浆体流动度出现下降趋势，表明减水效果有一个极限值，超过其极限值时，水泥的流动性降低，减水效果变差。

4. 萘系高效减水剂的应用。

4.1萘系减水剂的工程实例

由于萘系减水剂工艺成熟，且生产成本、价格较低，所以应用很广泛。在商品混凝土拌和站中，多采用萘系减水剂母液直接加入骨料中拌合混凝土。举世瞩目的三峡工程、黄河万家寨水电站、华能德州火力电厂、南水北调工程、龙羊峡水电站等大型水利电力工程，大部分采用萘系减水剂。

混凝土各个组分之间存在着相容性（适应性）好坏的差异，应用场合也在很大程度上影响外加剂的适用性。配制不需要经过泵送，坍落度30-50cm的路面板、水工大坝等工程用混凝土，萘系高效减水剂优于聚羧酸系减水剂。

4.2萘系高效减水剂的掺加方法

在混凝土搅拌过程中，外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果影响很大。减水剂掺加方法大体分为先掺法（在拌合水之前掺入）、同掺法（与拌合水同时掺入）、滞水法或后掺法（在拌合后经过一定时间才按1次或几次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再经2次或多次搅拌）。对于萘系减水剂，为了避开水泥的C3A、C4A矿物成分的选择性吸附，以后掺法为好。

5. 聚羧酸高性能减水剂的应用

5.1重点工程中的应用。

客运高速铁路工程几乎全部使用聚羧酸系高性能减水剂，包括武广、京津、郑西、石大、合武等十一条客运专线，其累计总里程约3000公里；还有京沪、太中银、广珠、哈大等四条客运专线，总里程约3000公里。快速客运专线设计使用年限应满足100年，实践证明，聚羧酸高性能减水剂对于保证铁路工程建设的进度和质量发挥了十分重要的作用。

重大海洋工程对混凝土的耐久性要求很高，东海大桥、杭州湾跨海大桥等海洋工程在设计中明确提出了百年耐久性的概念，工程建设过程中使用了聚羧酸系高性能减水剂，经实践测试验证，使用效果良好。

南水北调工程是一项大规模、远距离、跨流域的系统工程，所经区域地质环境复杂多变，工程要求混凝土具备高抗渗性、高抗冻性、高耐久性，工程建设中也选用了聚羧酸高性能减水剂。

5.2水泥适应性问题

由于我国水泥品种和质量总体上复杂多变，特别是当遇到适应性极差的水泥时，聚羧酸减水剂混凝土依然会出现拌合物流动性差及坍落度损失大的现象，依然存在着水泥适应性问题，。

6.结论

（1）应首先根据混凝土及施工条件的要求，选择合适的减水剂品种；

（2）坍落度较小的非泵送混凝土，或者对施工技术要求不高的混凝土，施工时应优先选取萘系高效减水剂；

篇（9）

中图分类号： TV331 文献标识码： A

Study on effect of complexes of sodium nitrite and poly carboxylic acid water reducing agent on performances of concrete

LI Ping, YANG Zhao

Chengdu Construction Co., Ltd., MCC19, Chengdu 611730, China

Abstract: In this paper,, a green, environmentally friendly, high performance and other features known poly carboxylic acid water reducing agent with sodium nitrite, and to study its performance under low temperature effects on the concrete for the development of early strength poly carboxylic acid water reducing agent to explore. Test proved that using sodium nitrite and poly carboxylic acid water reducing agent compound used can effectively improve early strength of concrete at low temperature, and, at the same time, in a certain content, it had little influence on the construction performance of concrete. when the content of poly carboxylic acid water reducing agent is 1.8%, the suitable dosage of sodium nitrite is 0.5%.

Key word: poly carboxylic acid water reducing agent；early strength agent; sodium nitrite; complex formulation; concrete performance

1.引言

近年来，伴随着我国经济快速发展，人民生活水平不断提高。国家对交通、水利水电、住宅等基础设施建设投入不断加强，全国各地掀起建筑热朝，直接带动了水泥混凝土及混凝土外加剂的发展，尤其以混凝土外加剂的发展尤为迅速。在许多工程中，为了加快工程进度，缩短工期，就必须使用混凝土早强剂或者早强减水剂来加快水泥水化速度，提高混凝土早期强度，保证工程的顺利竣工。比如在低温及零下温度条件下的混凝土施工，道路、桥梁及抢修、补强工程以及预制构件及水泥制品的生产中都会大量的使用早强剂或早强减水剂。我国东北、华北、西北等常年冬季较长地区以及华东、华南在冬季气温降至-5℃以下的施工中常掺用早强剂和早强减水剂，以尽快达到临界温度防止冻坏[1]。在实际的工程应用中，以复合型的早强减水剂居多。使用复合早强减水剂有两个目的，第一：保证新拌混凝土在较低水胶比条件下良好的施工性能；第二：促进水泥水化进程，提高混凝土早期强度。

目前，国内早强型复合减水剂的成熟技术还比较少，并且已有技术中大多数使用萘系、氨基磺酸盐系等为代表的第二代减水剂，其早强效果较为明显，但同时具有掺量较大，坍落度损失较快，混凝土外观质量差，环境不够友好等缺点，给混凝土的施工及耐久性带来了很多的隐患。如果将早强剂组分与高效减水剂组分复合使用，则增塑、减水、早强和后期增强效果都是相当大的[2]。本文采用以绿色、环保、高性能等特征著称的聚羧酸减水剂与无机早强剂亚硝酸钠进行复配，并研究其在低温环境下对混凝土性能的影响，为开发早强型聚羧酸减水剂进行探索。

2.原材料与试验方法

2.1试验材料

减水剂采用十九冶成都建设有限公司外加剂厂生产的液态聚羧酸减水剂CCL-02，含固量11%，掺量在1.8%时的减水率为28%；亚硝酸钠采用眉山市金利化工有限公司生产的工业级亚硝酸钠，纯度>99%；水泥采用四川某厂生产的42.5R普通硅酸盐水泥；砂子采用成都温江所产中砂，细度模数2.7，含泥量2.6%；石子采用成都温江产5-31.5mm连续级配碎石，其表观密度为2790kg/m3，孔隙率为42%，含泥量0.3%；掺合料采用四川某电厂II级粉煤灰。

2.2试验方法

早强剂亚硝酸钠与聚羧酸减水剂的复配，我们按照设定的掺加比例将亚硝酸钠和聚羧酸减水剂混合均匀，再加入混凝土中。亚硝酸钠与聚羧酸减水剂复配方案及相容情况见表1；混凝土基准配合比如表2所示；混凝土各个龄期的试块全部置于低温试验箱中进行养护，养护温度设定为5℃。

表1 亚硝酸钠与聚羧酸减水剂的复配方案及相容情况

方案编号 聚羧酸减水剂掺量（%） 亚硝酸钠掺量（%） 亚硝酸钠溶解

情况 静置24h后溶解

情况

1 1.8 0 无 无

2 1.8 0.25 完全溶解 完全溶解

3 1.8 0.50 完全溶解 完全溶解

4 1.8 0.75 完全溶解 完全溶解

5 1.8 1.0 完全溶解 完全溶解

表2 混凝土配合比

水泥 粉煤灰 砂 石子 水

260 80 930 1050 175

3.试验结果与讨论

3.1亚硝酸钠与聚羧酸减水剂的相容性研究

篇（10）

Abstract: in order to ensure the quality of concrete production conditions, to further improve the segment production efficiency, cost control. Study of polycarboxylate early strength agent on reducing effect, and mechanics of concrete work segment performance results show: water-cement ratio is 0.31, the slump in control of 70 ± 20mm, polycarboxylate superplasticizer early strength concrete segment 1%, the optimal comprehensive performance, meet the production requirements.

Keywords: early strength; concrete; superplasticizer; gas content

中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

0 引言

随着越来越多工程采用盾构法施工，混凝土预制构件及管片的需求量越来越大，加强了对混凝土技术的要求，外加剂早已是混凝土发展中必不可少的一组成部分[1]。聚羧酸减水剂是一种性能独特、无污染的新型高效减水剂，其具有掺量低，减水率高，并可以有效改善混凝土施工性能、减少水灰比，赋予混凝土高强度、高质量，对现实混凝土高性能化具有明显的经济效益和社会效益[2]。

本文通过对掺聚羧酸早强减水剂的管片混凝土的应用研究，考察影响管片混凝土质量的因素，并将其应用到管片混凝土生产中，可以提高管片生产效率，加快模具周转，并进一步提高混凝土管片的质量。

1 试验

1.1 试验器材

本试验涉及到坍落度筒、表观密度仪、BYS-100型标准养护室恒温恒湿控制仪、SY-2型混凝土压力泌水仪、微机控制电液伺服压力机、JL微机控制电液伺服万能试验机、混凝土含气量测定仪、TM-Ⅱ型混凝土弹性模量测定仪、SJD60型单卧轴强制式混凝土搅拌机等室内试验设备。

1.2 试验原材料

水泥：采用英德海螺水泥P.O42.5。

粗料：细骨料采用中砂，细度模数为2.6；粗骨料采用碎石，粒径5—25mm。

聚羧酸减水剂：聚羧酸早强减水剂，性能指标如表1。

表1聚羧酸早强减水剂的性能指标

1.3 试验方法

混凝土拌合物性能参照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》。混凝土力学性能参照GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》。

1.3.1 混凝土配合比

为了研究聚羧酸早强减水剂对管片混凝土性能的影响，本试验主要是用不同剂量的聚羧酸早强减水剂和空白试验进行对比研究。确保W/C、砂粒等影响因素相同时，定量地反映出聚羧酸管片早强减水剂对混凝土性能的影响，本文对C50混凝土进行不同剂量的聚羧酸早强减水剂对混凝土性能影响规律的研究，设计混凝土配合比，本试验混凝土配合比如表2（其中KB为空白对对比试样，c1、c2、c3分别表示掺量0.8%、1.0%、1.2%的聚羧酸早强减水剂）[3]。

表 2混凝土试件配合比

1.3.2 试件制备与试验

根据各组试验的配合比配制混凝土试件，按照规范要求搅拌，测定各组混凝土的坍落度、表观密度等工作性，标准养护成型后测定各组混凝土的力学性能。

2 试验结果与讨论

2.1 混凝土的工作性能

2.1.1 坍落度

工程项目要求C50管片混凝土的预期坍落度为（70±20）mm，从表3可以看出：C1、C2两组坍落度在预期目标之内，满足项目管片要求。掺不同量聚羧酸早强减水剂对混凝土坍落度影响各异，总体上坍落度随掺量的增加呈增长的趋势，在一定范围的掺量内，聚羧酸早强减水剂对混凝土坍落度影响不显著，超过一定范围后，坍落度随掺量显著增加。

2.1.2 表观密度

表观密度与诸多因素相关，从表3可以看出，各组混凝土的表观密度相差甚微，且它们都在规范要求的范围内[4]。由于减水剂的掺入能够减少混凝土的用水量，降低混凝土的黏度，增加流动性，所以相对于空白组混凝土，掺入减水剂之后，混凝土的表观密度有所增加。

表 3混凝土工作性试验结果

2.1.3 含气量

从图1可以看出，含气量低的管片混凝土表观气孔少，且均为小直径气孔；而在含气量高的混凝土表面，分布大量直径在3mm以上的大气孔。从表3和图1可以看出：掺入减水剂的混凝土含气量相对于空白试验组都有所增加，混凝土含气量随减水剂掺量的增加呈增加趋势。

图1混凝土表观气孔分布

气孔的存在影响了管片的外观，增加外观装饰过程；又影响管片混凝土内部架构，降低混凝土强度，严重的甚至会降低混凝土的抗渗性能。但是，气泡的存在又可以提高混凝土的工作性能，当混凝土含气量过低时，会损失流动性，造成施工困难，所以不能一味降低含气量，应综合考虑生产工艺的便易性[1]。

2.1.4 泌水

防止管片混凝土表面出现砂痕、水印等影响观感的质量问题。对混凝土进行泌水率试验，从图2可以看出：相对于空白试验，参加减水剂的泌水有所减少，很大程度上改善了混凝土的泌水情况，混凝土的泌水性随减水剂的掺入量的增加呈增加减小再增加的趋势。

图2各组混凝土的泌水率

2.2 混凝土力学性能

2.2.1 混凝土 28d力学性能

按表2的配合比配制C50混凝土标准试件，进行力学性能试验，试验结果列于表4中。从表3和表4的试验结果表明可以看出：聚羧酸早强减水剂引气量较高，并且含有早强成分，在一定程度上影响了混凝土的力学性能，与空白组混凝土相比，抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度都稍有减小，且各个力学指标随掺入量的增加呈减少减小再减少的趋势。

表428d混凝土力学性能

2.2.2不同龄期混凝土的抗压强度变化规律

按表2的配合比配制C50混凝土标准试件，进行不同龄期的混凝土力学性能试验，结果列于表5中。

表5 不同龄期各组混凝土的抗压强度

图3 不同龄期各组混凝土抗压强度

从表5和图3可以看出：各组混凝土1、3、7d的强度增长较为明显，基本呈直线增长;各组混凝土28、60、90d的强度增长比较平缓。相对于空白组，掺入聚羧酸减水剂的各组混凝土早期强度有所提高，7d以前，强度增长速率较大，另外增长速率随掺量增加呈先增加后减小的趋势,7d以后增长速率随掺量增加而呈减小趋势，空白组增长速率最大；但是，各组混凝土28、60、90d强度相差不大，增长也不明显。

3、结论

聚羧酸早强减水剂极大程度地改善了管片混凝土的物理性能，具有减水率高，含气量低，早期强度增长较快，对后期强度有一定影响的特点。

管片混凝土的水灰比为0.31，减水剂掺量为1.0％，控制坍落度为（70±20）mm，可提高标养状态下混凝土1d抗压强度45％,标养28d抗压强度提高14％，满足该工程管片生产要求。

随减水剂掺量的增加，管片混凝土的含气量增加，会大幅度降低管片混凝土强度，并且影响管片外观质量。

通过一系列的试验研究，混凝土掺入聚羧酸早强减水剂，具有良好的流动性，坍落度较大且保坍性好，大大改善了混凝土的泌水状况，强度也有提高。

参考文献：

傅乐峰，等.聚羧酸减水剂在地铁盾构管片混凝土中的应用[J].混凝土，2010（243）：127-129.