危加陽項(xiàng)目5水泥混凝土_建筑土木_工程科技.ppt

項(xiàng)目五. 混凝土(concrete),5.1. 概述 一.砼定義 水泥、水和骨料按適當(dāng)比例配合拌制成混合料經(jīng)硬化而成的人造石材。 目前混凝土的用量約為120億噸，是世界上用量最大的人工建筑材料，隨著混凝土性能的不斷提高，其用量及應(yīng)用范圍還會(huì)增加。 混凝土廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、道路等土木工程領(lǐng)域。,水泥混凝土的定義 混凝土一般是指由膠凝材料（膠結(jié)料），粗、細(xì)骨料（或稱集料），水及其它材料，按適當(dāng)比例配制并硬化而成的具有所需的形狀、強(qiáng)度和耐久性的人造石材。以水泥為膠凝材料的，即為水泥混凝土。,5.1.1水泥混凝土的分類 1按表觀密度分類 （1）普通混凝土：其表觀密度為20002800kg/m3,是用普通的天然砂石為骨料配制而成，為建筑工程中常用的混凝土。 （2）輕混凝土：其表觀密度小于1950kg/m3, 采用各種輕集料配制成輕集料結(jié)構(gòu)混凝土，主要用作輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料和隔熱保溫材料 。 （3）重混凝土：其表觀密度大于2800kg/m3，為了屏蔽各種射線的輻射采用各種高密度集料配制的混凝土。,2. 按用途分類 可分為結(jié)構(gòu)混凝土、裝飾混凝土、防水混凝土、道路混凝土、防輻射混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、膨脹混凝土等。 3按強(qiáng)度等級(jí)分類 （1）低強(qiáng)度混凝土：抗壓強(qiáng)度小于30MPa； （2）中強(qiáng)度混凝土：抗壓強(qiáng)度3060MPa； （3）高強(qiáng)度混凝土：抗壓強(qiáng)度大于60MPa； （4）超高強(qiáng)混凝土：抗壓強(qiáng)度大于100MPa。,4按生產(chǎn)和施工方法分類 可分為泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、真空脫水混凝土、離心混凝土、壓力灌漿混凝土、預(yù)拌混凝土（商品混凝土）等。,5.1.2 水泥混凝土的特性 （1）組成材料中砂、石等地方材料占80%以上，符合就地取材和經(jīng)濟(jì)原則。 （2）易于加工成型。新拌混凝土有良好的可塑性和澆注性，可滿足設(shè)計(jì)要求的形狀和尺寸。 （3）匹配性好。各組成材料之間有良好匹配性，可組成共同的具有互補(bǔ)性的受力整體。 （4）可調(diào)整性強(qiáng)?？筛鶕?jù)使用性能的要求與設(shè)計(jì)來配制相應(yīng)的混凝土。 （5）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可代替鋼、木結(jié)構(gòu)，而節(jié)省大量的鋼材和木材。 （6）耐久性好，維修費(fèi)少。,但混凝土自重大、比強(qiáng)度小、抗拉強(qiáng)度低、變形能力差和易開裂等缺點(diǎn)，也有待研究改進(jìn)。由于混凝土有上述重要優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑工程、水利工程、地下工程、公路、鐵路、橋涵及國(guó)防軍事各類工程中，,（1）央視大樓 （2）三峽大壩 （3）杭州灣跨海大橋 圖5.1 混凝土工程實(shí)例圖片,砼分類,重砼(02600kg/m3); 普通砼(1950kg/m30 2600kg/m3); 輕砼(01950kg/m3 ),按表觀密度分,按抗壓強(qiáng)度分,低強(qiáng)砼(fcu30MPa); 中強(qiáng)砼(fcu=30-60MPa) 高強(qiáng)砼(fcu60MPa); 超高強(qiáng)砼(fcu100MPa),按膠凝材料分,水泥砼(水泥); 石膏砼(石膏); 瀝青砼(瀝青),砼特性 混凝土在土建工程中能夠得到廣泛的應(yīng)用，是由于它具有優(yōu)越的技術(shù)性能及良好的經(jīng)濟(jì)效益。 1.優(yōu)點(diǎn) 就地取材；造價(jià)低；可塑性好；耐久性 高；與鋼筋有牢固的粘結(jié)；性能可調(diào)整。 2.缺點(diǎn) 自重大；比強(qiáng)度??；抗拉強(qiáng)度低，性脆； 導(dǎo)熱系數(shù)大；硬化慢；生產(chǎn)周期長(zhǎng)。,5.1.3混凝土用水泥,1.水泥品種的選擇 2.水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇,5.2.砼中各組成材料的結(jié)構(gòu) 砼組成材料 水泥、水、細(xì)骨料和粗骨料，以及 適量外加劑和摻合料 水泥 砼未硬化前(fresh concrete) 起潤(rùn)滑作用 水泥漿 水 砼硬化后(concrete) 起膠結(jié)作用 砼 細(xì)骨料 起骨架作用、抗風(fēng)化 骨料 粗骨料 抑制水泥漿收縮、耐磨,普通混凝土的基本組成材料是天然砂、石子、水泥和水，為改善混凝土的某些性能還常加入適量的外加劑或外摻料。 在混凝土中，砂、石起骨架作用，因此也稱為骨料。水泥和水形成水泥漿，包裹在砂粒表面并填充砂粒間的空隙而形成水泥砂漿，水泥砂漿又包裹在石子表面并填充石子間的空隙。在混凝土硬化前，水泥漿起潤(rùn)滑作用，賦予混凝土拌合物一定的流動(dòng)性，便于施工。硬化后，則將骨料膠結(jié)成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體，并產(chǎn)生一定的力學(xué)強(qiáng)度。,（1）示意圖 （2）實(shí)物圖 圖5.2 混凝土結(jié)構(gòu),水泥 1、水泥品種的選擇 應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土工程性質(zhì)與特點(diǎn)，工程的環(huán)境條件及施工條件，結(jié)合各種水泥特性進(jìn)行合理的選擇。 例：路面搶修工程硅酸鹽水泥 高溫車間路面和抗硫酸鹽礦渣水泥 水庫大壩火山灰水泥,2、水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇 應(yīng)當(dāng)與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)。 當(dāng)水泥強(qiáng)度等級(jí)過高：水泥用量過低，和易性和耐久性差； 當(dāng)水泥強(qiáng)度等級(jí)過低水泥用量太多，降低水泥混凝土品質(zhì)，收縮率加大。 經(jīng)驗(yàn)證明，配制C30以下的混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.11.8倍，配制40以上的混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.01.5倍，同時(shí)宜摻入高效減水劑。,5.4 混凝土外加劑與摻合料 5.4.1 混凝土外加劑 1. 混凝土外加劑的定義和分類 （1）混凝土外加劑的定義 混凝土外加劑是指在混凝土拌合前或拌合時(shí)摻入的用以改善混凝土性能的物質(zhì)。摻量一般不超過水泥質(zhì)量的5。 混凝土外加劑的使用是混凝土技術(shù)的重大突破 ，外加劑已逐漸成為混凝土中必不可少的第五種組分。,（2）混凝土外加劑的分類 根據(jù)國(guó)標(biāo)混凝土外加劑定義、分類、命名與術(shù)語(GB/T 80752005)的規(guī)定，混凝土外加劑按其主要功能分為四類： 改善混凝土拌合物流動(dòng)性能的外加劑，包括各種減水劑和泵送劑等。 調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、促凝劑和速凝劑等。 改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑、阻銹劑和礦物外加劑等。 改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等。 目前在工程中常用的外加劑主要有減水劑、引氣劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑、防凍劑等。,2.減水劑 減水劑是在混凝土坍落度基本相同的條件下，能顯著減少混凝土拌和水量的外加劑。 （1）減水劑的作用原理 常用減水劑均屬表面活性劑，是由親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)兩個(gè)部分組成。當(dāng)水泥加水拌和后，由于水泥顆粒間分子凝聚力的作用，使水泥漿形成絮凝結(jié)構(gòu)，包裹了一定的拌和水（游離水），從而降低了混凝土拌和物的和易性。,圖5.17 水泥漿的絮凝結(jié)構(gòu),如在水泥漿中加入適量的減水劑，由于減水劑的表面活性作用，致使憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，親水基團(tuán)指向水溶液，使水泥顆粒表面帶有相同的電荷。在電斥力作用下，使水泥顆?；ハ喾珠_，絮凝結(jié)構(gòu)解體，包裹的游離水被釋放出來，從而有效地增加了混凝土拌和物的流動(dòng)性。,圖5.18 減水劑作用示意圖,當(dāng)水泥顆粒表面吸附足夠的減水劑后，使水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化膜層，它阻止了水泥顆粒間的直接接觸，并在顆粒間起潤(rùn)滑作用，也改善了混凝土拌和物的和易性。 此外，由于水泥顆粒被有效分散，顆粒表面被水分充分潤(rùn)濕，增大了水泥顆粒的水化面積，使水化比較充分，從而也提高了混凝土的強(qiáng)度。,（2）減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 增加流動(dòng)性：在用水量及水灰比不變時(shí)，混凝土坍落度可增大100200mm，且不影響混凝土的強(qiáng)度。 提高混凝土強(qiáng)度：在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的條件下，可減少拌和水量1015，從而降低了水灰比，使混凝土強(qiáng)度提高1520，特別是早期強(qiáng)度提高更為顯著。 節(jié)約水泥：在保持流動(dòng)性及水灰比不變的條件下，可以在減少拌和水量的同時(shí)，相應(yīng)減少水泥用量，即在保持混凝土強(qiáng)度不變時(shí)，可節(jié)約水泥用量1015。 改善混凝土的耐久性：由于減水劑的摻入，顯著地改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土的密實(shí)度提高，透水性可降低4080，從而可提高抗?jié)B、抗凍、抗化學(xué)腐蝕及抗銹蝕等能力。,（3）目前常用的減水劑 減水劑是使用最廣泛、效果最顯著的外加劑。其種類很多，目前有木質(zhì)系、萘系、樹脂系、糖蜜系和腐殖酸減水劑等。 我國(guó)目前常用的主要有木質(zhì)素系和萘系減水劑和水溶性樹脂系減水劑等，如M型減水劑、NNO型、MF型、建I型減水劑以及SM樹脂減水劑等。,3.早強(qiáng)劑 早強(qiáng)劑是指能加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。早強(qiáng)劑可促進(jìn)水泥的水化和硬化進(jìn)程，加快施工進(jìn)度，提高模板周轉(zhuǎn)率，特別適用于冬季施工或緊急搶修工程。 目前廣泛使用的混凝土早強(qiáng)劑有三類，即氯鹽類(如CaCl2，NaCl等)、硫酸鹽類(如NaS04等)和有機(jī)胺類，但更多的是使用以它們?yōu)榛牡膹?fù)合早強(qiáng)劑。其中氯化物對(duì)鋼筋有銹蝕作用，常與阻銹劑(NaNO2)復(fù)合使用。,4.引氣劑 引氣劑是指攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。 引氣劑屬憎水性表面活性劑，由于能顯著降低水的表面張力和界面能，使水溶液在攪拌過程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑多在50250 gm，同時(shí)因引氣劑定向吸附在氣泡表面，形成較為牢固的液膜，使氣泡穩(wěn)定而不破裂。 按混凝土含氣量35計(jì)(不加引氣劑的混凝土含氣量為1)，1m3混凝土拌合物中含數(shù)百億個(gè)氣泡。,引氣劑能改善混凝土的以下性能： (1)改善混凝土拌合物的和易性 (2)顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性 (3)降低混凝土強(qiáng)度 引氣劑可用于抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、抗硫酸侵蝕混凝土、泌水嚴(yán)重的混凝土、輕混凝土以及對(duì)飾面有要求的混凝土等，但引氣劑不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。,5.緩凝劑 緩凝劑是指能延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，并對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展無不利影響的外加劑。常用的緩凝劑是木鈣和糖蜜，其中糖蜜的緩凝效果最好。 緩凝劑具有緩凝、減水、降低水化熱和增強(qiáng)作用，對(duì)鋼筋也無銹蝕作用。主要適用于大體積混凝土、炎熱氣候下施工的混凝土，以及需長(zhǎng)時(shí)間停放或長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)幕炷痢＞從齽┎灰擞糜谠谌兆畹蜌鉁?以下施工的混凝土，也不宜單獨(dú)用于有早強(qiáng)要求的混凝土及蒸養(yǎng)混凝土。,6.防凍劑 防凍劑是指在規(guī)定溫度下，能顯著降低混凝土的冰點(diǎn)，使混凝土液相不凍結(jié)或僅部分凍結(jié)，以保證水泥的水化作用，并在一定的時(shí)間內(nèi)獲得預(yù)期強(qiáng)度的外加劑。常用的防凍劑有氯鹽類、氯鹽阻銹類、無氯鹽類。 7.速凝劑 速凝劑是指能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。速凝劑主要有無機(jī)鹽類和有機(jī)物類兩類。我國(guó)常用的速凝劑是無機(jī)鹽類，主要型號(hào)有紅星型、7、728型、8604型等。 8.膨脹劑 膨脹劑能使混凝土在硬化過程中產(chǎn)生微量體積膨脹。膨脹劑種類有硫鋁酸鹽類、氧化鈣類等。,9.外加劑的選擇和使用 外加劑品種的選擇根據(jù)工程需要，現(xiàn)場(chǎng)的材料條件，參考有關(guān)資料，通過試驗(yàn)確定。 外加劑摻量確定通過試驗(yàn)試配確定最佳摻量。 外加劑的摻加方法：對(duì)于可溶于水，應(yīng)先配成一定濃度的溶液，隨水加入攪拌機(jī)。對(duì)于不溶于水的，應(yīng)與適量水泥或砂混合均勻后再加入攪拌機(jī)內(nèi)。 外加劑的摻入時(shí)間有同摻法、后摻法、分次摻入等。,早強(qiáng)劑能提高混凝土早期強(qiáng)度，并對(duì)其后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑。 早強(qiáng)減水劑兼有早強(qiáng)和減水作用的外加劑。 防凍劑在規(guī)定溫度下，能顯著降低混凝土的冰點(diǎn)，使混凝土液相不凍結(jié)或僅部分凍結(jié)，以保證水泥的水化作用，并在一定的時(shí)間內(nèi)獲得預(yù)期強(qiáng)度的外加劑。 膨脹劑能使混凝土（砂漿）在水化過程中產(chǎn)生一定的體積膨脹，并在有約束條件下產(chǎn)生適宜自應(yīng)力的外加劑。 鋼筋阻銹劑加入混凝土中能阻止或減緩鋼筋腐蝕的外加劑。 緩凝減水劑兼有緩凝和減水作用的外加劑。 早強(qiáng)劑能提高混凝土早期強(qiáng)度，并對(duì)其后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑。,外加劑是指在砼拌和過程中摻入，用以改善砼性能的物質(zhì)，摻入量一般不超過水泥質(zhì)量的5%。 外加劑對(duì)砼性能的良好改善，它在工程中應(yīng)用的比例越來越大，外加劑已逐漸成為混凝土中必不可少的第五種成分。,砼外加劑按其主要功能分為四類： 1、改善拌合物流動(dòng)性能（減水劑） 2、調(diào)節(jié)凝結(jié)硬化性能（緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑 ） 3、改善耐久性（防水劑） 4、改善其他性能（膨脹劑）,5.8.1 表面活性劑,表面活性劑是指將其配成溶液后，能吸附在液一氣，液固界面上，并顯著降低其界面張力的物質(zhì)。 砼摻入表面活性劑后，水泥的水化反應(yīng)沒有改變，沒有生成新的水化產(chǎn)物。,5.8.2 減水劑,減水劑指在砼坍落度基本相同的條件下，能減少拌和用水量的外加劑 。 按功能分有普通減水劑 、高效減水劑 、早強(qiáng)減水劑 、引氣減水劑等 。,（一）減水劑的作用機(jī)理及使用效果,減水劑能夠破壞水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)，起到分散水泥顆粒的作用，從而釋放絮凝結(jié)構(gòu)中的自由水，增大混凝土拌合物的流動(dòng)性。 雖然，減水劑的種類不同，其對(duì)水泥顆粒的分散作用機(jī)理也不盡相同，但是，概括起來，減水劑分散減水機(jī)理基本上包括以下3個(gè)方面。,水化膜潤(rùn)滑作用,靜電斥力作用,（3）起泡作用 摻減水劑時(shí)在機(jī)械攪拌作用下使?jié){體內(nèi)引入部分氣泡，這些微細(xì)氣泡象滾珠一樣，也有利于水泥漿的流動(dòng)，增加了新拌混凝土的流動(dòng)性。,使用效果： 1、配合比不變，可增加流動(dòng)性，而不降低砼強(qiáng)度； 2、流動(dòng)性和水灰比不變，可減少用水量和水泥用量，節(jié)約水泥； 3、流動(dòng)性和水泥用量不變，可減少用水量，降低水灰比，提高砼強(qiáng)度和耐久性。,評(píng)定減水劑減水效果的指標(biāo)是采用減水率。 減水率是在砂石骨料不變的條件下，保持砼流動(dòng)性及水泥用量不變，摻外加劑的砼用水量較不摻外加劑的基準(zhǔn)砼用水量減少的百分率。,（二）常用的減水劑,(1)木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑 根據(jù)其所帶陽離子的不同,有木質(zhì)素磺酸鈣(木鈣)、木質(zhì)素磺酸鈉（木鈉）、木質(zhì)素磺酸鎂（木鎂）等。其中木鈣減水劑使用較多。,木鈣減水劑是由生產(chǎn)紙漿或纖維漿的廢液，經(jīng)生物發(fā)酵提取酒精后的殘?jiān)?，再用石灰乳中和、過濾、噴霧干燥而制得的棕黃色粉末。,木鈣減水劑的摻量，一般為水泥質(zhì)量的0.2%0.3%。 當(dāng)保持水泥用量和混凝土坍落度不變時(shí)，其減水率為10%15%，混凝土28d抗壓強(qiáng)度提高10%20%； 若保持混凝土的抗壓強(qiáng)度和坍落度不變，則可節(jié)省水泥用量10%左右； 若保持混凝土的配合比不變，則可提高混凝土坍落度80100mm。,（2）多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑 主要成分為萘或萘的同系物的磺酸鹽與甲醛的縮和物，又稱萘系減水劑。 萘系減水劑的減水、增強(qiáng)效果顯著，屬高效減水劑。,（3）水溶性樹脂系減水劑 以水溶性樹脂為主要原料，如三聚氰胺樹脂等。屬于高效減水劑，適用于早強(qiáng)、高強(qiáng)、及流態(tài)混凝土等。,（三）減水劑的使用方法,1、先摻法 2、同摻法 3、滯水法 4、后摻法,(1) 先摻法 先摻法主要指將減水劑干粉與水泥混合，然后加入骨料與水一起拌合。 該方法省去了減水劑的溶解和儲(chǔ)存、冬季施工時(shí)的防凍等工序和設(shè)施，使用方便，而且減水劑可在水泥生產(chǎn)中混入，有利于減水劑的推廣和使用。,(2) 同摻法 減水劑預(yù)先溶解配制成一定濃度的溶液，然后在混凝土攪拌時(shí)同水一起摻入。 當(dāng)減水劑濃溶液與水分別同時(shí)加入拌合物中使用時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間。緩凝劑、緩凝減水劑及緩凝高效減水劑一般摻量較小，為膠凝材料質(zhì)量的千分之幾，摻入此類減水劑時(shí)以配成溶液為好，以易于控制摻量的準(zhǔn)確性，同時(shí)溶液中所含的水分須從拌合水中扣除。,(3) 滯水法 滯水法，即在攪拌過程中減水劑滯后于水23分鐘加入。當(dāng)以溶液加入時(shí)稱為溶液滯水法，當(dāng)以干粉加入時(shí)稱為干粉滯水法。滯水法能顯著地提高減水劑的塑化作用效果，提高減水劑對(duì)水泥的適應(yīng)性，但與先摻法及同摻法相比，攪拌時(shí)間較長(zhǎng)。,(4)后摻法 即減水劑是在混凝土攪拌好后經(jīng)過一定的時(shí)間，才將減水劑一次或分多次加入到具有一定含水量的混凝土拌合物中，再經(jīng)二次或多次攪拌。 后摻法不僅可克服拌合物在運(yùn)輸途中的分層離析和坍落度損失，且減水劑的塑化作用效果及對(duì)水泥的適應(yīng)性也較高。,摻減水劑砼的配合比設(shè)計(jì),1、以提高砼拌和物的流動(dòng)性為主要目的時(shí)，適當(dāng)調(diào)整砂率，使粘聚性、保水性合格，保持砂石總量不變，其余材料與基準(zhǔn)配合比相同。經(jīng)試拌和調(diào)整，確定出設(shè)計(jì)配合比。,2、以節(jié)約水泥為主要目的時(shí)，保持流動(dòng)性和水灰比不變。,摻減水劑砼的配合比設(shè)計(jì),1、以提高砼拌和物的流動(dòng)性為主要目的時(shí)，適當(dāng)調(diào)整砂率，使粘聚性、保水性合格，保持砂石總量不變，其余材料與基準(zhǔn)配合比相同。經(jīng)試拌和調(diào)整，確定出設(shè)計(jì)配合比。,2、以節(jié)約水泥為主要目的時(shí)，保持流動(dòng)性和水灰比不變。,3、以提高砼強(qiáng)度及耐久性為主要目的時(shí)，流動(dòng)性和水泥用量不變，降低水灰比和砂率。,5.8.3 緩凝劑,緩凝劑能延長(zhǎng)砼凝結(jié)時(shí)間，又不顯著影響砼后期強(qiáng)度。 適用：高溫季節(jié)混凝土、大體積混凝土、泵送混凝土施工以及遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)纳唐坊炷痢?不適用：日最低氣溫5以下施工的混凝土，以及有早強(qiáng)要求的混凝土。,作用機(jī)理： 1、有機(jī)類緩凝劑： 對(duì)水泥顆粒以及水化產(chǎn)物新相表面具有較強(qiáng)的活性作用，吸附于固體顆粒表面，延緩了水泥的水化和漿體結(jié)構(gòu)的形成。 2、無機(jī)類緩凝劑 在水泥顆粒表面形成一層難溶的薄膜，對(duì)水泥顆粒的水化起屏障作用，阻礙了水泥的正常水化。,（1）糖蜜緩凝劑 由制糖下腳料經(jīng)石灰處理而成，其主要成分為已糖鈣、蔗糖鈣等。一般摻量為水泥質(zhì)量的0.1%0.3%（粉劑）， 0.2%0.5%（水劑），混凝土的凝結(jié)時(shí)間可延長(zhǎng)24小時(shí)。,常用緩凝劑,（2）羥基羧酸及其鹽類緩凝劑 一般摻量為水泥質(zhì)量的0.03%0.1%，混凝土的凝結(jié)時(shí)間可延長(zhǎng)410小時(shí)。增加混凝土的泌水率，通常與引氣劑一起使用。,（3）木質(zhì)素磺酸鹽類緩凝劑 一般摻量為水泥質(zhì)量的0.2%0.3%，混凝土凝結(jié)時(shí)間可延長(zhǎng)23小時(shí)。,5.8.4 引氣劑,在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡。,引氣劑對(duì)混凝土性能的影響,（1）改善混凝土拌合物的和易性 新拌混凝在摻入引氣劑后，產(chǎn)生大量穩(wěn)定的微小封密氣泡，增加了水泥漿的體積，使新拌混凝土的流動(dòng)性提高。 一般含氣量每增加1%，混凝土坍落度約提高10mm，若保持流動(dòng)性不變，則可減水約6%10%。封密微小氣泡阻滯骨料的沉降和水分的上升，使混凝土的泌水性顯著降低。,（2）提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性 由于氣泡能隔斷混凝土中毛細(xì)管通道、對(duì)水泥石內(nèi)水分結(jié)冰時(shí)所產(chǎn)生的水壓力起緩沖作用，故能顯著提高混凝土抗凍性和抗?jié)B性。 一般摻入適量?jī)?yōu)質(zhì)引氣劑的混凝土抗凍等級(jí)可達(dá)未摻引氣劑的3倍以上，抗?jié)B性提高50%。因此， 抗凍性要求高的混凝土，必須摻引氣劑或引氣減水劑。,（3）降低混凝土強(qiáng)度 混凝土摻入引氣劑的主要缺點(diǎn)是使混凝土強(qiáng)度及耐磨性有所降低。當(dāng)保持水灰比不變，摻入引氣劑時(shí)，含氣量每增加1%，混凝土強(qiáng)度約下降3%5%。因此，混凝土中含氣量的多少，對(duì)混凝土的和易性、強(qiáng)度及耐久性等有很大影響。 若含氣量太少，不能獲得引氣劑的積極效果；若含氣量過多，又會(huì)過多地降低混凝土強(qiáng)度，故應(yīng)使混凝土具有適宜的含氣量值。 當(dāng)引氣劑與減水劑復(fù)合摻用時(shí)，?？赏瑫r(shí)獲得增加強(qiáng)度和提高耐久性的雙重效果。因此引氣劑、引氣減水劑特別適用于抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕要求較高的混凝土。,5.8.5 早強(qiáng)劑,能提高砼早期強(qiáng)度，并對(duì)后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑稱為早強(qiáng)劑。 早強(qiáng)劑可加速水化和硬化，縮短養(yǎng)護(hù)周期，提前拆模，加快施工進(jìn)度。 適用于冬季施工或緊急搶修工程，以及要求加快砼強(qiáng)度發(fā)展的情況。,常用早強(qiáng)劑,（1）氯鹽類早強(qiáng)劑 主要有氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化鐵等。其中氯化鈣早強(qiáng)效果好而成本低，應(yīng)用最廣。摻量為水泥質(zhì)量的0.5%1%，能使混凝土3d強(qiáng)度提高50%100%， 7d強(qiáng)度提高20%40%。,（2）硫酸鹽類早強(qiáng)劑 主要有硫酸鈉，硫代硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁等。其中硫酸鈉應(yīng)用較多。一般摻量為水泥質(zhì)量的0.5%2%，可使混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)70%的時(shí)間縮短一半左右。,（3）有機(jī)胺類早強(qiáng)劑 主要有三乙醇胺，三異丙醇胺、二乙醇胺等。其中早強(qiáng)效果以三乙醇胺為最佳。摻量為水泥質(zhì)量的0.02%0.05%，能使混凝土早期強(qiáng)度提高50%左右。,早強(qiáng)劑的作用機(jī)理,（1）氯鹽類 氯鹽的摻入能增加水泥礦物的溶解度，加速水泥礦物的水化速度。但氯鹽易鋼筋銹蝕，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，不宜摻用。,（2）硫酸鹽類 以硫酸鈉為例，硫酸鈉摻入后能發(fā)生發(fā)下反應(yīng)： Na2SO4+Ca(OH)2+2H2O CaSO4.2H2O+2NaOH 所生成的硫酸鈣具有高度分散性，且分布均勻，極易與C3A 反應(yīng)，迅速形成水化硫鋁酸鈣晶體。同時(shí)上述反應(yīng)的發(fā)生也能加快C3S的水化。這就大大加快了混凝土的硬化速度 。,（3）有機(jī)胺類 以三乙醇胺為例，三乙醇胺是一種較好的絡(luò)合劑，在水泥水化的堿性溶液中能與鐵離子和鋁離子形成比較穩(wěn)定的絡(luò)離子，這種絡(luò)離子與水泥的水化物作用生成溶解度很小的絡(luò)鹽，因此三乙醇胺對(duì)水泥水化有較好的催化作用。,5.8.6 速凝劑,速凝劑能使砼迅速凝結(jié)硬化。 機(jī)理：1、消除石膏的緩凝作用； 2、能迅速生成鋁酸鈣類的化合物，使水泥漿速凝。 適用于噴射砼和砂漿以及搶修堵漏工程。,5.8.7 防凍劑,防凍劑能使砼在一定負(fù)溫下正常水化硬化，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到足夠防凍強(qiáng)度。 防凍劑一般由減水劑、引氣劑、早強(qiáng)劑復(fù)合而成，分三類：氯鹽類、氯鹽阻銹類、無氯鹽類。,5.8.8 膨脹劑,膨脹劑能使砼產(chǎn)生一定體積膨脹，適用于配制補(bǔ)償收縮砼、和自應(yīng)力砼。 常用膨脹劑有五類：硫鋁酸類、氧化鈣類、氧化鈣硫鋁酸類、氧化鎂類、金屬類。,5.3.摻合料(additive),1.定義與砼其他組分一起，直接加入的人造或天然的礦物材料以及工業(yè)廢 料，摻量一般大于水泥重量5%。 2.作用 改善砼性能，節(jié)約水泥 3.常用種類 粉煤灰、硅灰、磨細(xì)礦渣粉磨細(xì)煤矸石等,采用外加劑和摻合料是提高混凝土強(qiáng)度、改善性能、節(jié)約水泥和能源的最有效的方法之一。 近幾十年來混凝土外加劑和摻合料的發(fā)展很快，國(guó)外許多國(guó)家外加劑和摻合料的使用率達(dá)到60-80%，有的甚至高達(dá)100%， 當(dāng)前外加劑和摻合料已成為混凝土的第五大組分。,思考,請(qǐng)觀察此使用一年多的水泥混凝土道路表面，該水泥混凝土選用普通硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成分別為 C3S 53，C2S 25，C3A 15，C4AF 7。請(qǐng)從水泥的角度分析其選用有否不當(dāng)之處 。,砼的摻合料,在砼拌合物制備時(shí)，為了節(jié)約水泥，改善砼性能，調(diào)節(jié)砼強(qiáng)度等級(jí)，而加入的天然或者人造的礦物材料，統(tǒng)稱為砼摻合料。 活性礦物摻合料和非活性礦物摻合料兩類。,1 粉煤灰,粉煤灰是從煤粉爐排出的煙氣中收集到的細(xì)顆粒粉末，其顆粒多呈球形，表面光滑。 收集：靜電收塵灰、機(jī)械收塵灰 再加工：磨細(xì)灰、風(fēng)選灰、原狀灰 粉煤灰的質(zhì)量分、 級(jí)。,粉煤灰中實(shí)心微珠含量較多，未燃盡碳及不規(guī)則的粗粒含量較少時(shí)，粉煤灰較細(xì)，品質(zhì)較好。 粉煤灰的細(xì)度越小，能夠參與二次水化反應(yīng)的界面越多，二次水化反應(yīng)越充分，強(qiáng)度越高。,粉煤灰物理性質(zhì),需水量比值越小，則混凝土拌制時(shí)需水量越少，水灰比降低，使混凝土強(qiáng)度也相應(yīng)越高。 多孔玻璃體等非球形顆粒，表面粗糙，粒徑較大，會(huì)增大需水量，當(dāng)其含量較多時(shí)，使粉煤灰品質(zhì)下降，因此要降低粉煤灰中的多孔玻璃體含量。,在粉煤灰中還含有未燃盡的碳粒，未燃盡的碳粒顆粒較粗，會(huì)降低粉煤灰的活性，增大需水性，是有害成分。 粉煤灰中含碳量可用燒失量評(píng)定，I級(jí)粉煤灰的燒失量要求不大于5%。,（1）CaO含量 按氧化鈣含量特征參數(shù)分類，粉煤灰可分為： 低鈣粉煤灰（含量在5%以下）； 中鈣粉煤灰（含量在515%）； 高鈣粉煤灰（含量在15%以上）。 通常結(jié)合態(tài)的含量越高（中鈣或高鈣粉煤灰），越能提高其自硬性，使其活性大大提高，對(duì)提高混凝土的早期強(qiáng)度很有幫助。然而我國(guó)電廠排放的粉煤灰90%以上為低鈣粉煤灰，因此提高粉煤灰中含量，開發(fā)高鈣粉煤灰不失為改善粉煤灰資源化特性的一條途徑。,粉煤灰化學(xué)成分,（2）SO3含量 各種粉煤灰的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范均規(guī)定，硫酸鹽的含量應(yīng)加以限制。粉煤灰中硫酸鹽的含量一般以質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)來表示?？紤]到與水泥水化產(chǎn)物水化鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生成破壞性的鈣礬石（水化硫鋁酸鈣），因此各國(guó)粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)中都把視為有害成分，規(guī)定其最大限值為2.5%5%，我國(guó)規(guī)范規(guī)定為3%。,（4） 含水量 粉煤灰中水分的存在會(huì)使活性降低，產(chǎn)生一定的粘附力，易于結(jié)團(tuán)，影響干狀粉煤灰的包裝運(yùn)輸、儲(chǔ)存和應(yīng)用，我國(guó)規(guī)范規(guī)定I級(jí)粉煤灰中含水量不超過1%。,粉煤灰使用效果 粉煤灰具有形態(tài)效應(yīng)、火山灰效應(yīng)和微集料效應(yīng)。 形態(tài)效應(yīng)可以減少混凝土的單位用水量，在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，減少水泥用量，降低混凝土的絕對(duì)溫升和混凝土中溫度裂縫發(fā)生的概率,火山灰效應(yīng)可提高混凝土的后期強(qiáng)度； 粉煤灰的微集料效應(yīng)所產(chǎn)生的致密熱能，減少硬化混凝土的有害孔比例，有效提高混凝土的密實(shí)性； 粉煤灰的化學(xué)作用產(chǎn)生的水化產(chǎn)物則起到骨架作用，提高粘結(jié)強(qiáng)度，因而提高混凝土的抗裂性能。,粉煤灰的摻用方法： 1、等量取代法：粉煤灰代替等質(zhì)量的水泥?？蓽p小水泥用量，降低水化熱，改善和易性，提高抗?jié)B性，早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度可與基準(zhǔn)砼相當(dāng)。該方法適用于大體積砼。,2、粉煤灰代砂法 ：保持水泥用量不變，粉煤灰代替砂，可提高和易性，抗?jié)B性和強(qiáng)度。 3、超量取代法：粉煤灰的摻量大于所代替的水泥量，其余粉煤灰取代同體積的砂，可節(jié)約水泥和砂的用量，保持石子及用水量，保持砼28天強(qiáng)度及和易性。,2 硅粉,硅粉是從生產(chǎn)硅鐵合金或硅鋼等所排放的煙氣中收集到的顆粒極細(xì)的煙塵，是微細(xì)的玻璃球體，有很高的活性。,效果： （1）改善砼拌合物的和易性 （2）提高砼強(qiáng)度，配制高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土 （3）改善砼的孔結(jié)構(gòu)，提高砼抗?jié)B性，抗凍性、耐磨性及抗蝕性 （4）抑制堿骨料反應(yīng)，防止銹蝕,5.9.3 超細(xì)礦渣,超細(xì)礦渣是將粒化高爐礦渣磨成超細(xì)微粒，代替硅粉來配制高強(qiáng)、超高強(qiáng)砼。 超細(xì)礦渣的比表面積大于450m2/kg，可等量代替15%50%的水泥。,使用效果,（1）可配制高強(qiáng)混凝土及C100以上的超高強(qiáng)混凝土 （2）混凝土干縮率減小，抗凍、抗?jié)B性能提高，提高混凝土耐久性 （3）改善混凝土拌合物的和易性，可配制大流動(dòng)性且不離析的泵送混凝土。,沸石粉,天然的沸石巖磨細(xì)而成的。沸石巖是一種經(jīng)天然煅燒后的火山灰質(zhì)鋁硅酸鹽礦物。有一定量活性二氧化硅和三氧化鋁，能與水泥水化析出的氫氧化鈣作用，生成凝膠物質(zhì)。,沸石粉使用效果,（1）提高混凝土強(qiáng)度，配制高強(qiáng)混凝土 用525號(hào)普通硅酸鹽水泥，以等量取代法摻入10%15%的沸石粉，再加入適量的高效減水劑，可以配制出抗壓強(qiáng)度為70MPa的高強(qiáng)混凝土。 （2）改善混凝土和易性，配制流態(tài)混凝土及泵送混凝土,5.4.2 混凝土摻合料 混凝土摻合料不同于生產(chǎn)水泥時(shí)與熟料一起磨細(xì)的混合材料，它是在混凝土(或砂漿)攪拌前或在攪拌過程中，與混凝土(或砂漿)其他組分一樣，直接加入的一種外摻料。 用于混凝土的摻合料絕大多數(shù)是具有一定活性的固體工業(yè)廢渣。摻合料不僅可以取代部分水泥、減少混凝土的水泥用量、降低成本，而且可以改善混凝土拌合物和硬化混凝土的各項(xiàng)性能。因此，混凝土中摻用摻合料，其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益是十分顯著的。,1粉煤灰 （1）粉煤灰的種類及技術(shù)要求 拌制混凝土和砂漿用的粉煤灰分為F類粉煤灰和C類粉煤灰兩類。F類粉煤灰是由無煙煤或煙煤燃燒收集的，其CaO含量不大于10或游離CaO含量不大于1；C類粉煤灰是由褐煤或次煙煤燃燒收集的，其CaO含量大于10或游離CaO含量大于1，又稱高鈣粉煤灰。 F類和C類粉煤灰又根據(jù)其技術(shù)要求分為級(jí)、級(jí)和級(jí)三個(gè)等級(jí)。,(2)粉煤灰效應(yīng)及其對(duì)混凝土性質(zhì)的影響 活性效應(yīng)。粉煤從中所含的SiO2和Al2O3具有化學(xué)活性，它們能與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2反應(yīng)，生成類似水泥水化產(chǎn)物中的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，可作為膠凝材料一部分而起增強(qiáng)作用。 顆粒形態(tài)效應(yīng)。煤粉在高溫燃燒過程中形成的粉煤灰顆粒，絕大多數(shù)為玻璃微珠，摻入混凝土中可減小內(nèi)摩阻力，從而減少混凝土的用水量，起減水作用。 微骨料效應(yīng)。粉煤灰中的微細(xì)顆粒均勻分布在水泥漿內(nèi)，填充孔隙和毛細(xì)孔，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)和增大密實(shí)度。,(3)混凝土摻用粉煤灰的規(guī)定及方法 混凝土工程摻用粉煤灰時(shí)，應(yīng)按粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，對(duì)于不同的混凝土工程，選用相應(yīng)等級(jí)的粉煤灰 。 混凝土中摻用粉煤灰，一般有以下三種方法： 等量取代法 超量取代法 外加法,2?；咦o(hù)礦渣粉 用作混凝土摻合料的粒化高爐礦渣粉是由?；郀t礦渣經(jīng)干燥、粉磨達(dá)到相當(dāng)細(xì)度的一種粉體。粉磨時(shí)也可添加適量酌石膏和助磨劑。?；郀t礦渣粉簡(jiǎn)稱礦渣粉，又稱礦渣微粉。 3硅灰 硅灰又稱凝聚硅灰或硅粉，為電弧爐冶煉硅金屬或硅鐵合金的副產(chǎn)品。在溫度高達(dá)2000下將石英還原成硅時(shí)，會(huì)產(chǎn)生Si氣體，到低溫區(qū)再氧化成SiO2，最后冷凝成極微細(xì)的球狀顆粒固體。,5.00 2.50 1.25 0.630 0.315 0.160,100 80.0 63.0 50.0 40.0 31.5 25.0 20.0 16.0 10.0 5.0,5.5骨料（aggregate）的定義與分類,碎 石,卵 石,天 然 砂,人 工 砂,混 合 砂,粗骨料,細(xì)骨料,mm,mm,骨料的作用, 骨架作用，傳遞應(yīng)力 抑制收縮，防止開裂,為什么把砂石稱為骨料？,在傳統(tǒng)觀念中把砂石叫做骨料的原因是認(rèn)為骨料起強(qiáng)度作用而作為混凝土的骨架，這是一種誤解。 骨料的骨架作用主要是穩(wěn)定混凝土的體積而不是強(qiáng)度。純的水泥漿體硬化后收縮過大，無法用于結(jié)構(gòu)，必須有骨料對(duì)水泥漿體的收縮起約束作用，而且骨料在混凝土中必須占據(jù)大部分體積。,決定混凝土強(qiáng)度的不是骨料,對(duì)混凝土的強(qiáng)度其決定作用的是混凝土的水灰比（水膠比），所以目前用強(qiáng)度很低的輕骨料（陶粒）已能配制出C50的泵送混凝土。,如果不能用足夠包裹骨料的最少量的漿體和最大量的骨料組成具有工程所需要的良好施工性能的拌和物，是不可能得到耐久的混凝土的。 我國(guó)混凝土質(zhì)量比西方國(guó)家的差，主要原因在于骨料的質(zhì)量； 骨料質(zhì)量首先不是強(qiáng)度，重要的是使用級(jí)配和粒形良好的骨料可以得到最小用水量的拌和物。,一.水泥(cement),1.品種 依據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用環(huán)境及水泥特性選擇 2.強(qiáng)度等級(jí) 水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與砼強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng) （1）中、低強(qiáng)度等級(jí)砼（C60），水泥強(qiáng)度等級(jí)=(1.5-2.5)砼強(qiáng)度等級(jí) （2）高強(qiáng)度等級(jí)砼（C60），水泥強(qiáng)度等級(jí)=(0.8-1.5)砼強(qiáng)度等級(jí) 二.水(water) 基本要求 不影響砼的凝結(jié)和硬化；無損于砼強(qiáng)度發(fā)展和耐久性； 不加快鋼筋銹蝕;不引起預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷;不污染砼表面。,.細(xì)骨料(fine-aggregate) 1.定義 粒徑在0.15mm-4.75mm的骨料稱為細(xì)骨料，常稱作砂(sand)。 按產(chǎn)源分 天然砂河砂、湖砂、山砂、淡化海砂 2.分類 人工砂機(jī)制砂、混合砂 按細(xì)度模數(shù)分 粗砂、中砂、細(xì)砂,盲目無度的非法采砂導(dǎo)致河床下陷，使位于晉江上游西溪上的漳（平）泉（州）線跨河鐵路橋的橋墩基礎(chǔ)嚴(yán)重裸露，直接威脅著鐵路橋列車運(yùn)行的安全,海砂含鹽要警惕！,.泥、泥塊、有害物質(zhì) 含泥量-粒徑小于0.075mm的顆粒； 石粉含量-人工砂中粒徑小于0.075mm的顆粒； 泥塊含量-粗（細(xì)）集料中粒徑大于4.75（1.18），水洗后小于2.23（0.6）mm的顆粒 (2)有害物質(zhì) 包括云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等 (3)危害,泥,泥塊,云母,輕物質(zhì)粘附在砂的表面,妨礙水泥與砂的粘結(jié), 降低砼的強(qiáng)度,增加砼的用水量,加大砼的收縮,降低砼的抗?jié)B性和抗凍性。 硫化物及硫酸鹽對(duì)水泥有(硫酸鹽)腐蝕作用 有機(jī)物會(huì)分解出有機(jī)酸對(duì)水泥有腐蝕作用 氯鹽對(duì)鋼筋有腐蝕作用。,.粗細(xì)程度 (1)定義不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮钠骄傮w）粗 細(xì)程度 (2)目的使砂的總表面積較小,包裹砂粒表面的水泥漿較少, 從而節(jié)約水泥用量 (3)測(cè)定用篩分析方法(簡(jiǎn)稱篩析法)測(cè)定,(4)指標(biāo)細(xì)度模數(shù) (5)分類 f = 3.1-3.7為粗砂，f = 2.3-3.0為中砂， f = 1.6-2.2為細(xì)砂，f =0.7-1.5為特細(xì)砂 配制砼時(shí)優(yōu)先選用中粗砂,.顆粒級(jí)配 (1)定義砂中不同粒徑顆粒的搭配情況 (2)目的使砂的總空隙率較小，填充砂粒空隙的水泥漿較 少，從而節(jié)約水泥用量。 (3)測(cè)定用篩分析方法(簡(jiǎn)稱篩析法)測(cè)定 (4)評(píng)定 按0.6mm篩孔累計(jì)篩余百分率分成三個(gè)級(jí)配區(qū) I、 II、 III區(qū)。,級(jí)配區(qū),砂的級(jí)配曲線,篩分曲線超過3區(qū)往左上偏時(shí)，表示砂過細(xì)，拌制混凝土?xí)r需要的水泥漿量多，易使混凝土強(qiáng)度降低，收縮增大；超過1區(qū)往右下偏時(shí)，表示砂過粗，配制的混凝土，其拌合物的和易性不易控制，而且內(nèi)摩擦大，不易振倒成型。一般認(rèn)為，處于2區(qū)級(jí)配的砂，其粗細(xì)適中，級(jí)配較好，是配制混凝土的最理想的級(jí)配區(qū)。,(5)級(jí)配合格的標(biāo)志 各篩孔累計(jì)篩余百分率(Ai)落在任一級(jí)配區(qū),級(jí)配合格 除4.75mm、0.6mm外，允許有少量超出，但超出總量不大于 5%，級(jí)配合格 配制砼時(shí)優(yōu)先選用II區(qū)砂,合理級(jí)配的砂： 粗細(xì)顆粒含量適當(dāng) 空隙率小 總表面積小 水泥漿的用量少 混凝土的和易性好 密實(shí)度高 強(qiáng)度及耐久性高,砂的篩分析試驗(yàn),(1)標(biāo)準(zhǔn)篩孔(方孔)4.75, 2.36, 1.18,0.6,0.3 ,0.15 (2)標(biāo)準(zhǔn)試樣 M = 500g,4.752.30.15 篩底,（1）該砂的細(xì)度模數(shù)；（2）判斷該砂的級(jí)配合格否？,四.粗骨料(coarse-aggregate),1.定義粒徑在4.75mm -90mm的骨料稱為粗骨料，常稱作石子(gravel)。 2.分類 按產(chǎn)源分 碎石、卵石 按粒徑尺寸分 連續(xù)級(jí)配、單粒級(jí)（間斷級(jí)配）,四.粗骨料(coarse-aggregate),1.定義粒徑在4.75mm -90mm的骨料稱為粗骨料，常稱作石子(gravel)。 2.分類 按產(chǎn)源分 碎石、卵石 按粒徑尺寸分 連續(xù)級(jí)配、單粒級(jí)（間斷級(jí)配） 3.泥、泥塊、有害物質(zhì) 有害物質(zhì)包括有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽等 4.顆粒形狀(粒形） （1）最佳形狀球形、正方體形 （2）最差形狀針狀顆粒、片狀顆粒 針狀、片狀顆粒定義詳教材 危害拌合物和易性差，砼強(qiáng)度降低，耐久性差（骨料空隙率大）,骨料形狀,棱角狀 渾圓狀 針狀 片狀,C30，含量15%； C30，含量25%,5.最大粒徑(粒徑）,(1)定義粗骨料公稱粒級(jí)的上限 (2)目的表示粗骨料的粗細(xì)程度。 粗骨料總表面積較小節(jié)約水泥 條件許可時(shí)，粗骨料的最大粒徑大應(yīng)盡量大。 (3)砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB502042002)規(guī)定： 砼梁、柱、墻的粗骨料的最大粒徑： 1/4截面最小尺寸，且3/4鋼筋凈距。 砼板的粗骨料的最大粒徑1/2板厚，且40mm。 某砼柱截面為300400mm，柱中受力鋼筋直徑為22mm，受力筋間距為66mm。則該柱砼所用石子最大粒徑為多少mm？ 解：依據(jù)GB502042002規(guī)定：,例題,骨料粒徑大于保護(hù)層厚度造成的缺陷,6.強(qiáng)度 (1)強(qiáng)度 巖石強(qiáng)度（僅用于碎石，且砼C60時(shí)才檢驗(yàn)） 壓碎指標(biāo)（用于碎石、卵石） a)巖石強(qiáng)度用母巖制作50mm立方體（或直徑和高均為 50mm圓柱體）浸水48h， 測(cè)定抗壓強(qiáng)度，要 求：巖石抗壓強(qiáng)度1.5砼強(qiáng)度等級(jí)。 b)壓碎指標(biāo)一定重量氣干狀態(tài)的9.5mm19mm碎石裝 入標(biāo)準(zhǔn)筒內(nèi)，按規(guī)定速度加荷至200KN，卸 荷后稱取試樣重M0, 用2.36mm篩篩去細(xì)粒， 稱取篩余重M1。 壓碎指標(biāo)是表示粗骨料強(qiáng)度的間接指標(biāo)。 壓碎指標(biāo)越小,粗骨料強(qiáng)度越高。反之。粗骨料強(qiáng)度越低。,7.顆粒級(jí)配,(1)定義 石子中不同粒徑顆粒的搭配情況 (2)目的 使石子的總空隙率較小節(jié)約水泥用量 (3)測(cè)定 用篩分析方法(簡(jiǎn)稱篩析法)測(cè)定 (4)類型 連續(xù)級(jí)配和單粒級(jí)(間斷級(jí)配) 連續(xù)級(jí)配 石子由小到大各粒級(jí)相連的級(jí)配. 間斷級(jí)配 小顆粒粒徑石子直接與大顆粒粒徑石子相配,中間 缺了一段粒級(jí)的級(jí)配。 8.堅(jiān)固性 定義與要求同細(xì)骨料 碎石表面粗糙，棱角多，且較潔凈，與水泥石粘結(jié)牢固； 卵石表面光滑，有機(jī)雜質(zhì)含量較多，與水泥石粘結(jié)力較差； 在相同條件下，卵石砼強(qiáng)度較碎石砼強(qiáng)度低； 在單位用水量相同條件下，卵石砼流動(dòng)性較碎石砼大；,思考,請(qǐng)觀察此使用一年多的水泥混凝土道路表面，該水泥混凝土選用普通硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成分別為 C3S 53，C2S 25，C3A 15，C4AF 7。請(qǐng)從水泥的角度分析其選用有否不當(dāng)之處 。,5.6.砼的主要技術(shù)性能,拌合物(fresh concrete)的性能和易性(Workability) 砼性能 強(qiáng)度(Strength) 硬化砼的性能 變形(Deformation) 耐久性(Durability),一、和易性,和易性的綜合含義 流動(dòng)性+粘聚性+保水性=和易性 流動(dòng)性 指砼拌和物在自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能夠流動(dòng)并均勻密實(shí)地填滿摸板的性能。 粘聚性 保持整體均勻的能力。 保水性 保持一定水分不使泌出的能力。,和易性測(cè)試,坍落度試驗(yàn),和易性分析和判斷 流動(dòng)性 坍落度大 流動(dòng)性大 粘聚性用搗棒在的拌和物的側(cè)面輕輕敲打，出現(xiàn)三種情況 真實(shí)坍落 粘聚性好 沿斜面下滑或骨料外露 粘聚性差 崩裂 保水性觀察稀漿析出 較多的稀漿析出保水性差 無稀漿析出保水性好,由坍落度的不同可將砼拌和物分為： 大流動(dòng)性砼 T 160 mm 流 動(dòng) 性 砼 100 150 mm 塑 性 砼 50 90 mm 低 塑 性 砼 10 40 mm,和易性測(cè)試,維勃稠度試驗(yàn),干硬性或低塑性混凝土,分析和判斷 維勃稠度值小 拌和物稀 流動(dòng)性大 維勃稠度值大 拌和物稠 流動(dòng)性小,在不影響施工操作和保證密實(shí)成型的前提下,應(yīng)盡量選擇較小的流動(dòng)性。,總原則,選擇,根據(jù)構(gòu)件截面的大小、搗實(shí)方法和鋼筋疏密等條件確定,流動(dòng)性的選擇與應(yīng)用,4.影響和易性的因素,組成材料的影響 水灰比 水泥漿數(shù)量 Sp 骨料 環(huán)境因素的影響 時(shí)間 溫度,水灰比(水泥漿稠度) 當(dāng)水泥用量一定時(shí) 水灰比小混凝土干坍落度小不易密實(shí)成型； 水灰比過小崩潰粘聚性差硬化后混凝土的強(qiáng)度及耐久性降低 水灰比大混凝土稀坍落度大易離析、分層、泌水硬化后強(qiáng)度及耐久性降低 水灰比合適拌合物能均勻且密實(shí)成型必須根據(jù)混凝土的強(qiáng)度和耐久性的要求來選擇W/C,組成材料的影響,W/C的影響,水泥漿數(shù)量 (用水量或漿/集比)W/C一定 水泥漿多流動(dòng)性大;過多流漿粘聚性差影響硬化后的性質(zhì) 水泥漿數(shù)量少流動(dòng)性小不密實(shí)；過少崩潰粘聚性差影響硬化后的性質(zhì) 水泥漿數(shù)量適量滿足流動(dòng)性的要求且有較好的粘聚性和保水性根據(jù)施工要求的坍落度選擇,水泥漿數(shù)量的影響,砂率Sp指混凝土中砂的質(zhì)量占砂石總量的比例 Sp=S/(S+G) 當(dāng)W和C一定時(shí)，Sp決定了骨料的空隙率和總表面積 砂率過小砂漿數(shù)量不足對(duì)骨料的潤(rùn)滑作用差流動(dòng)性差且易離析 砂率過大總表面積大水泥漿多用于包裹砂子及填空 潤(rùn)滑作用小流動(dòng)性小,砂率 Sp的影響,顆粒形狀與表面特征,碎石或山砂的表面粗糙、多棱角流動(dòng)性差 卵石或河砂的表面光滑、圓潤(rùn) 流動(dòng)性好,級(jí)配,級(jí)配好 W一定時(shí)，空隙小 流動(dòng)性好 級(jí)配差 W一定時(shí)，空隙大 流動(dòng)性差,Dmax大水泥漿一定時(shí)，表面積小流動(dòng)性好,最大粒徑Dmax,骨料的影響,時(shí)間的影響,時(shí)間延長(zhǎng)水化作用+水分蒸發(fā)+骨料吸水流動(dòng)性 施工中,測(cè)坍落度在混凝土拌合物拌好15分鐘內(nèi)進(jìn)行,環(huán)境因素的影響,溫度升高流動(dòng)性 施工中為了保證一定的工作性,必須注意環(huán)境溫度的影響,夏季混凝土拌合物用水量冬季用水量.,溫度的影響,5.改善和易性的措施,盡可能降低砂率，或采用合理砂率； 改善砂、石的級(jí)配； 盡量采用較粗的砂、石； 當(dāng)拌合物的坍落度太小時(shí)，保持水灰比不變，增加水泥和水的用量；當(dāng)拌合物的坍落度太大，但粘聚性良好時(shí)，保持砂率不變，增加砂、石用量。當(dāng)粘聚性、保水性不良時(shí)，增大砂率。 采用添加劑,5.6. (Strength),1.定義 標(biāo)準(zhǔn)試件：150150150mm，一組3塊； 立方體抗壓強(qiáng)度fcu 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：t=202；RH95%； （砼強(qiáng)度的特征值） 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法：測(cè)得28d的抗壓強(qiáng)度 非標(biāo)準(zhǔn)試件100100100mm的強(qiáng)度換算系數(shù)為0.95 200200200mm的強(qiáng)度換算系數(shù)為1.05,立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(或稱：立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度)fcu,k 具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度,概率,強(qiáng)度保 證率P(t),f設(shè),f配,強(qiáng)度,平均強(qiáng)度,普通混凝土的十二個(gè)等級(jí)如下圖所示：,C25,concrete,fcu,k,其它強(qiáng)度,軸心(棱柱體)抗壓強(qiáng)度fcp 用150150300mm標(biāo)準(zhǔn)試件,養(yǎng)護(hù)條件和試驗(yàn)方法同立方體抗壓強(qiáng)度。 fcp=(0.7-0.8)fcu 抗拉強(qiáng)度ftp 一般采用劈裂抗拉強(qiáng)度fts代表。 ftp=(1/10-1/20)fcp,抗彎拉強(qiáng)度ftf(又稱：抗折強(qiáng)度)是路面水泥砼的主要強(qiáng)度指標(biāo),2.影響砼強(qiáng)度的因素,(1)水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比 影響砼強(qiáng)度的決定性因素 在相同條件下，水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，配制的砼強(qiáng)度越高，二者呈直線關(guān)系 試驗(yàn)證明：砼強(qiáng)度隨水灰比增大而降低，二者呈曲線關(guān)系 砼強(qiáng)度隨灰水比的增大而增大，二者呈直線關(guān)系,水灰比定則（鮑羅米公式） 式中：fcu 砼28d抗壓強(qiáng)度, MPa C/W 灰水比（水泥/水） A、B 回歸系數(shù)，碎石：A=0.46,B=0.07；卵石：A=0.48,B=0.33 fce 水泥28d抗壓強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值，MPa。 當(dāng)無水泥28d抗壓強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值時(shí)， fce=kcfce,k kc 水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)，一般取1.06-1.18。 fce，k水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值。32.5級(jí)水泥，fce，k=32.5MPa，以此類推。 鮑羅米公式的用途 已知：水泥強(qiáng)度fce，水灰比W/C，骨料種類(A、B),求:砼28d抗壓強(qiáng)度fcu 已知：水泥強(qiáng)度fce，砼強(qiáng)度等級(jí)fcu，骨料種類(A、B)；求：水灰比W/C,用32.5PO水泥配制卵石砼，制作100100100mm的試件三塊，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7d，測(cè)得破壞荷載分別為140KN、135KN、144KN。 試計(jì)算該砼28d的標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度， 試計(jì)算該砼的水灰比（kc=1.13）,例題,(2)骨料的影響,粗骨料的強(qiáng)度、粒徑及級(jí)配等是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素。,裂紋擴(kuò)展至骨料 時(shí)繞界面而過,骨料強(qiáng)度高,混凝土強(qiáng)度高,Dmax,強(qiáng)度,無影響,W/C0.65,fcu 碎石=1.38fcu 卵石,W/C0.4,(3)養(yǎng)護(hù)溫度和濕度 溫度越高，水泥的水化速度越快，混凝土強(qiáng)度越高。 濕度越大，水泥水化程度越高。,溫度,水泥水化 速度,混凝土強(qiáng)度,溫度,水泥水化速度,混凝土強(qiáng)度,(4)齡期 正常養(yǎng)護(hù)條件下，砼強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)而增長(zhǎng) 標(biāo)準(zhǔn)