混凝土組成材料

1、v混凝土組成材料之一混凝土組成材料之一 關(guān)于水泥的幾點(diǎn)說明關(guān)于水泥的幾點(diǎn)說明 水泥品種應(yīng)根據(jù)混凝土工程特點(diǎn)、所水泥品種應(yīng)根據(jù)混凝土工程特點(diǎn)、所 處的環(huán)境條件和施工條件等進(jìn)行選擇。一處的環(huán)境條件和施工條件等進(jìn)行選擇。一 般可選用硅酸鹽水泥或摻混合材的硅酸鹽般可選用硅酸鹽水泥或摻混合材的硅酸鹽 水泥，必要時(shí)也可采用膨脹水泥、自應(yīng)力水泥，必要時(shí)也可采用膨脹水泥、自應(yīng)力 水泥或快硬硅酸鹽水泥等其他水泥。所用水泥或快硬硅酸鹽水泥等其他水泥。所用 水泥的性能必須符合現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的水泥的性能必須符合現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的 規(guī)定。規(guī)定。 例如：在大體積混凝土工程中，為了避例如：在大體積混凝土工程中，為了避 免

2、水泥水化熱過大，免水泥水化熱過大，通常選用礦渣硅酸鹽水通常選用礦渣硅酸鹽水 泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥；泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥； 但也可使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，但也可使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥， 這時(shí)應(yīng)摻入摻合料和必要的外加劑。這時(shí)應(yīng)摻入摻合料和必要的外加劑。以上兩以上兩 種技術(shù)路線，可以殊途同歸，達(dá)到使混凝土種技術(shù)路線，可以殊途同歸，達(dá)到使混凝土 中膠凝材料體系適應(yīng)使用環(huán)境之目的。中膠凝材料體系適應(yīng)使用環(huán)境之目的。 原則上配制高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土原則上配制高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土 應(yīng)選用強(qiáng)度等級(jí)高的水泥；配制低強(qiáng)應(yīng)選用強(qiáng)度等級(jí)高的水泥；配制低強(qiáng) 度等級(jí)的混凝土

3、，選用強(qiáng)度等級(jí)低的度等級(jí)的混凝土，選用強(qiáng)度等級(jí)低的 水泥。如采用強(qiáng)度等級(jí)高的水泥配制水泥。如采用強(qiáng)度等級(jí)高的水泥配制 低強(qiáng)度等級(jí)混凝土?xí)r，會(huì)使水泥用量低強(qiáng)度等級(jí)混凝土?xí)r，會(huì)使水泥用量 偏少，影響和易性和耐久性，必須摻偏少，影響和易性和耐久性，必須摻 入一定數(shù)量的礦物摻合料。入一定數(shù)量的礦物摻合料。 目前，目前，采用強(qiáng)度等級(jí)低的水泥配制采用強(qiáng)度等級(jí)低的水泥配制 高強(qiáng)度等級(jí)混凝土已經(jīng)很普遍高強(qiáng)度等級(jí)混凝土已經(jīng)很普遍?；炷痢；炷?強(qiáng)度等級(jí)為強(qiáng)度等級(jí)為C30C30以下時(shí)，可采用強(qiáng)度等以下時(shí)，可采用強(qiáng)度等 級(jí)為級(jí)為32.532.5的水泥；混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于的水泥；混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于 C30C30時(shí)，

4、可采用強(qiáng)度等級(jí)為時(shí)，可采用強(qiáng)度等級(jí)為42.542.5以上的以上的 水泥。水泥。 某施工隊(duì)使用以煤渣摻量為某施工隊(duì)使用以煤渣摻量為30的火山灰水泥鋪筑路面，見的火山灰水泥鋪筑路面，見 圖圖4-1。使用兩年后，表面耐磨性差，已出現(xiàn)露石，且表面有微。使用兩年后，表面耐磨性差，已出現(xiàn)露石，且表面有微 裂縫。按裂縫。按JTJ 01294公路混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范公路混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于水泥，對(duì)于水泥 混凝土路面，混凝土路面，“水泥可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和道水泥可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和道 路硅酸鹽水泥。中等及輕交通的路面，也可以采用礦渣硅酸鹽路硅酸鹽水泥。中等及輕交通的路面，也可以采用

5、礦渣硅酸鹽 水泥。水泥。”所以說火山灰水泥鋪筑路面是選用水泥不當(dāng)。所以說火山灰水泥鋪筑路面是選用水泥不當(dāng)。 該路面已出現(xiàn)較多裂紋，可見表面水泥砂漿層干縮較大。該路面已出現(xiàn)較多裂紋，可見表面水泥砂漿層干縮較大。 從資料可見，泥混凝土選用普通硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成從資料可見，泥混凝土選用普通硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成 分別為分別為 C C3 3S 53S 53，C C2 2S 25S 25，C C3 3A 15A 15，C C4 4AF 7AF 7。所選用的。所選用的 水泥熟料礦物組成中水泥熟料礦物組成中C C3 3A A含量較高，當(dāng)水泥中含量較高，當(dāng)水泥中C C3 3A A含量較高，其含量較

6、高，其 干縮較大，選用水泥不當(dāng)。干縮較大，選用水泥不當(dāng)。 混凝土組成材料之三混凝土組成材料之三 水水 混凝土拌制和養(yǎng)護(hù)用水不得含有影響水泥正常凝結(jié)硬化的混凝土拌制和養(yǎng)護(hù)用水不得含有影響水泥正常凝結(jié)硬化的 有害物質(zhì)。凡是能飲用的自來水及清潔的天然水都能用來拌制有害物質(zhì)。凡是能飲用的自來水及清潔的天然水都能用來拌制 和養(yǎng)護(hù)混凝土。污水、和養(yǎng)護(hù)混凝土。污水、pHpH值小于值小于4 4的酸性水、含硫酸鹽（按的酸性水、含硫酸鹽（按SOSO2 2 計(jì)）超過計(jì)）超過1 1的水均不能使用。當(dāng)對(duì)水質(zhì)有疑問時(shí)，可將該水的水均不能使用。當(dāng)對(duì)水質(zhì)有疑問時(shí)，可將該水 與蒸餾水或飲用水分別進(jìn)行水泥凝結(jié)時(shí)間、砂漿或混凝土強(qiáng)

7、度與蒸餾水或飲用水分別進(jìn)行水泥凝結(jié)時(shí)間、砂漿或混凝土強(qiáng)度 對(duì)比實(shí)驗(yàn)，初凝和終凝時(shí)間差均不得大于對(duì)比實(shí)驗(yàn)，初凝和終凝時(shí)間差均不得大于3030分鐘。如強(qiáng)度不低分鐘。如強(qiáng)度不低 于用蒸餾水或飲用水拌制的砂漿、混凝土的于用蒸餾水或飲用水拌制的砂漿、混凝土的90%90%，則此水可以，則此水可以 用。一般情況下不得用海水拌制混凝土，因海水中含有的硫酸用。一般情況下不得用海水拌制混凝土，因海水中含有的硫酸 鹽、鎂鹽和氯化物會(huì)侵蝕水泥石和鋼筋。鹽、鎂鹽和氯化物會(huì)侵蝕水泥石和鋼筋。 混凝土組成材料之二混凝土組成材料之二 骨骨 料料 水泥水泥 骨骨 料料 砂砂 石石 水水 10vol.% 70vol.% 15vo

8、l.% 水泥的品種、強(qiáng)度等級(jí)水泥的品種、強(qiáng)度等級(jí) 含泥量及有害雜質(zhì)含量；含泥量及有害雜質(zhì)含量； 顆粒形狀及表面特征；顆粒形狀及表面特征； 顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配和和粗細(xì)程度粗細(xì)程度/ /最大粒徑；最大粒徑； 強(qiáng)度強(qiáng)度和和堅(jiān)固性。堅(jiān)固性。 包括飲用水、地表水、地下水、海包括飲用水、地表水、地下水、海 水以及經(jīng)過處理后的工業(yè)廢水等，水以及經(jīng)過處理后的工業(yè)廢水等， JGJ63-89JGJ63-89混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn) 5.005.00 2.502.50 1.251.25 0.6300.630 0.3150.315 0.1600.160 100100 80.080.0 63.063.0 50

9、.050.0 40.040.0 31.531.5 25.025.0 20.020.0 16.016.0 10.010.0 5.05.0 骨料骨料（aggregateaggregate） 碎碎 石石 卵卵 石石 山山 砂砂 河河 砂砂 海海 砂砂 粗骨料粗骨料細(xì)骨料細(xì)骨料 mmmmmmmm 普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)普通混凝土用碎石或卵石質(zhì) 量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法JGJ53-92JGJ53-92 普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法JGJ52-92JGJ52-92 骨料的作用骨料的作用 骨架作用，傳遞應(yīng)力 抑制收縮，防止開裂 我們應(yīng)該重視骨料的品質(zhì) 骨料中的

10、泥、有害雜質(zhì)骨料中的泥、有害雜質(zhì) v 骨料中的泥及其中的硫化物、硫酸鹽、有機(jī)骨料中的泥及其中的硫化物、硫酸鹽、有機(jī) 物，云母、輕物質(zhì)等，會(huì)粘附在骨料表面，影物，云母、輕物質(zhì)等，會(huì)粘附在骨料表面，影 響水泥石與骨料之間的膠結(jié)能力；或形成薄弱響水泥石與骨料之間的膠結(jié)能力；或形成薄弱 部分，或增大收縮，對(duì)混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生很大部分，或增大收縮，對(duì)混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生很大 的影響。的影響。 v 因此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)砂和石中的泥、有害雜質(zhì)含量進(jìn)因此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)砂和石中的泥、有害雜質(zhì)含量進(jìn) 行限制。行限制。 GB/T14684-2001建筑用砂建筑用砂規(guī)定了砂中有害物質(zhì)含量的限制：規(guī)定了砂中有害物質(zhì)含量的限制： 砂中有害物質(zhì)含

11、量砂中有害物質(zhì)含量 砂中含泥量和泥塊含量砂中含泥量和泥塊含量 v粗骨料有害物質(zhì)：卵石和碎石中不應(yīng)混有草粗骨料有害物質(zhì)：卵石和碎石中不應(yīng)混有草 根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。 其有害物質(zhì)應(yīng)符合其有害物質(zhì)應(yīng)符合 v v 堿骨料反應(yīng)：水泥中的堿性氧化物（堿骨料反應(yīng)：水泥中的堿性氧化物（Na2ONa2O、K2OK2O）與骨）與骨 料中的活性成分反應(yīng)，生成堿硅酸凝膠體，它會(huì)吸水腫脹料中的活性成分反應(yīng)，生成堿硅酸凝膠體，它會(huì)吸水腫脹 產(chǎn)生膨脹。使用含堿量小于產(chǎn)生膨脹。使用含堿量小于0.60.6的水泥，或摻加能抑制的水泥，或摻加能抑制 堿堿骨料反應(yīng)的摻合料。

12、骨料反應(yīng)的摻合料。 一般來說有兩類堿骨料反應(yīng)：一般來說有兩類堿骨料反應(yīng)：一類是堿一類是堿- -硅反應(yīng)：堿性物硅反應(yīng)：堿性物 質(zhì)與含硅酸鹽類物質(zhì)的骨料（如蛋白石和硅酸石灰石等）發(fā)質(zhì)與含硅酸鹽類物質(zhì)的骨料（如蛋白石和硅酸石灰石等）發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)；生化學(xué)反應(yīng)；另一類是堿另一類是堿- -碳反應(yīng)：堿性物質(zhì)與含有碳酸鹽碳反應(yīng)：堿性物質(zhì)與含有碳酸鹽 類物質(zhì)的骨料（如白云石等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。類物質(zhì)的骨料（如白云石等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。堿骨料反應(yīng)的堿骨料反應(yīng)的 結(jié)果是吸水后在水泥骨料表面發(fā)生膨脹性斷裂，從而導(dǎo)致混結(jié)果是吸水后在水泥骨料表面發(fā)生膨脹性斷裂，從而導(dǎo)致混 凝土結(jié)構(gòu)開裂。比起由于鋼筋銹蝕而導(dǎo)致的病害和開裂，

13、堿凝土結(jié)構(gòu)開裂。比起由于鋼筋銹蝕而導(dǎo)致的病害和開裂，堿 骨料反應(yīng)的過程很慢。骨料反應(yīng)的過程很慢。 海砂含鹽要警惕！海砂含鹽要警惕！ 骨料形狀及表面特征骨料形狀及表面特征 棱角狀棱角狀 渾圓狀渾圓狀 針狀針狀 片狀片狀 C30C30，含量，含量15%15%； C30C30，含量，含量25%25% 請(qǐng)注意降低骨料的空隙率，減少漿請(qǐng)注意降低骨料的空隙率，減少漿 體用量！體用量！ 請(qǐng)注意骨料的顆粒形狀，灰影響混請(qǐng)注意骨料的顆粒形狀，灰影響混 凝土的和易性，增加漿體用量！凝土的和易性，增加漿體用量！ 請(qǐng)注意骨料的吸水率，會(huì)影響混凝請(qǐng)注意骨料的吸水率，會(huì)影響混凝 土拌和物的和易性！增加單位體積用土拌和物的

14、和易性！增加單位體積用 水量！水量！ 建筑用砂的種類：建筑用砂的種類： 砂按產(chǎn)源分為天然砂、人工砂兩類，天然砂砂按產(chǎn)源分為天然砂、人工砂兩類，天然砂 可分為：可分為： 河砂、湖砂：其顆粒圓滑，比較潔凈，產(chǎn)源廣；河砂、湖砂：其顆粒圓滑，比較潔凈，產(chǎn)源廣； 山砂：與河砂相比有棱角，表面粗糙，但含泥山砂：與河砂相比有棱角，表面粗糙，但含泥 量和含有機(jī)雜質(zhì)較多；量和含有機(jī)雜質(zhì)較多； 淡化海砂：淡化海砂： 雖然有河砂的優(yōu)點(diǎn)，但常混有貝雖然有河砂的優(yōu)點(diǎn)，但?；煊胸?殼碎片和含較多鹽分。殼碎片和含較多鹽分。 人工砂是經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、混合砂的統(tǒng)稱人工砂是經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、混合砂的統(tǒng)稱。 (1)使工作度最

15、佳化（工作性）使工作度最佳化（工作性） (2)減少漿體用量（經(jīng)濟(jì)性）減少漿體用量（經(jīng)濟(jì)性） Vp = Vv + S . tmin - (5-1) 式中式中 Vp ：水泥漿體用量；：水泥漿體用量； tmin ：所需最少潤滑及粘結(jié)水泥漿厚度：所需最少潤滑及粘結(jié)水泥漿厚度 S ：骨材表面積；和：骨材表面積；和 Vv ：骨材間空隙；：骨材間空隙； 骨材級(jí)配的重要性骨材級(jí)配的重要性 篩分析 最大骨材粒徑 細(xì)度模數(shù) 骨材級(jí)配的量化骨材級(jí)配的量化 砂的粗細(xì)程度砂的粗細(xì)程度細(xì)度模數(shù)細(xì)度模數(shù)M Mx x 砂的粗細(xì)程度，指不同粒徑的 顆?；煸谝黄鸬钠骄旨?xì)程度。 篩孔尺寸，篩孔尺寸，mmmm分計(jì)篩余，分計(jì)篩余，%

16、 %累計(jì)篩余，累計(jì)篩余，% % 5.005.00 2.502.50 1.251.25 0.6300.630 0.3150.315 0.1600.160 a a1 1 a a2 2 a a3 3 a a4 4 a a5 5 a a6 6 A A1 1=a=a1 1 A A2 2=a=a1 1+a+a2 2 A A3 3=a=a1 1+a+a2 2+a+a3 3 A A4 4=a=a1 1+a+a2 2+a+a3 3+a+a4 4 A A5 5=a=a1 1+a+a2 2+a+a3 3+a+a4 4+a+a5 5 A A6 6=a=a1 1+a+a2 2+a+a3 3+a+a4 4+a+a5 5+

17、a+a6 6 (A(A2 2+A+A3 3+A+A4 4+A+A5 5+A+A6 6)-5A)-5A1 1 100-A100-A1 1 M Mx x= = 3.7-3.1 3.7-3.1 粗砂粗砂 3.0-2.3 3.0-2.3 中砂中砂 2.2-1.6 2.2-1.6 細(xì)砂細(xì)砂 /% 1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) /mm 圖4.2 砂的級(jí)配曲線 /mm /% 篩分曲線超過篩分曲線超過3 3區(qū)往左上偏時(shí)，表示砂過細(xì)，拌制混凝區(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；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； 超過超過1 1區(qū)往右下偏時(shí)，表示砂過粗，配

18、制的混凝土，其拌合區(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，處于認(rèn)為，處于2 2區(qū)級(jí)配的砂，其粗細(xì)適中，級(jí)配較好，是配制區(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)?；炷恋淖罾硐氲募?jí)配區(qū)。 |例例4-1某干砂某干砂500g的篩分結(jié)果如下表所列。試計(jì)算該砂的的篩分結(jié)果如下表所列。試計(jì)算該砂的 細(xì)度模數(shù)并評(píng)定其級(jí)配細(xì)度模數(shù)并評(píng)定其級(jí)配 篩孔尺寸 （mm） 4.75 236 1.18 0.60 0.30 0.15 篩余量 () 5 100 150 145 80

19、20 計(jì)計(jì) 算算 各各 篩篩 的的 分分 計(jì)計(jì) 篩篩 余余 百百 分分 數(shù)數(shù) 和和 累累 計(jì)計(jì) 篩篩 余余 百百 分分 數(shù)數(shù) 如如 下下 表表 ： 篩篩 孔孔 尺尺 寸寸 ( m m ) 分分 計(jì)計(jì) 篩篩 余余 量量 （ g ） 分分 計(jì)計(jì) 篩篩 余余 （ ） 累累 計(jì)計(jì) 篩篩 余余 （ ） 4 .7 5 5 a1= 5 /5 0 0 = 1 A 1= a1= 1 2 .3 6 1 0 0 a2= 1 0 0 /5 0 0 = 2 0 A 2= A1+ a2= 2 1 1 .1 8 1 5 0 a3= 1 5 0 /5 0 0 = 3 0 A 3= A2+ a3= 5 1 0 .6 0 1 4

20、 5 a4= 1 4 5 /5 0 0 = 2 9 A 4= A3+ a4= 8 0 0 .3 0 8 0 a5= 8 0 /5 0 0 = 1 6 A 5= A4+ a5= 9 6 0 .1 5 2 0 a6= 2 0 /5 0 0 = 4 A 6= A5+ a6= 1 0 0 計(jì)算細(xì)度模數(shù)： 1 165432 100 5 A AAAAAA Mx ）（ 43. 3 1100 510096805121 ）（ 根據(jù)細(xì)度模數(shù)，該砂屬粗砂。 在級(jí)配區(qū)內(nèi)畫出該砂的篩分曲線，見圖 4-1。該曲線落在 區(qū)（粗 砂區(qū)）內(nèi)，說明該砂為粗砂，級(jí)配合格。 注 x在 3.73.1 為粗砂， x在 3.02.3 為中

21、砂， x在 2.21.6 為細(xì)砂，x在 1.50.7 為特細(xì)砂。 砂子的堅(jiān)固性，是指砂在自然風(fēng)化和其它外界物理 化學(xué)因素作用下抵抗破裂的能力。通常天然砂以硫酸鈉 溶液干濕循環(huán)5次后的質(zhì)量損失來表示；人工砂采用壓碎 指標(biāo)法進(jìn)行試驗(yàn)。 類別 項(xiàng)目 I類類類 云母（按質(zhì)量計(jì)）()/%1.02.02.0 輕物質(zhì)（按質(zhì)量計(jì)）()/%1.01.01.0 有機(jī)物（比色法）合格合格合格 硫化物及硫酸鹽（按SO3質(zhì)量 計(jì)）()/% 0.50.50.5 氯化物（以氯離子質(zhì)量計(jì)） ()/% 0.01 0.02 0.06 質(zhì)量損失()/%8810 單級(jí)最大壓碎指標(biāo)()/%202530 砂按技術(shù)要求分為三類：砂按技術(shù)要

22、求分為三類： I類宜用于強(qiáng)度等級(jí)類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C60的混凝土的混凝土 II類宜用于強(qiáng)度等級(jí)類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30C60的混凝土及有抗的混凝土及有抗 凍抗?jié)B或其他要求的混凝土；凍抗?jié)B或其他要求的混凝土； III類宜用于強(qiáng)度等級(jí)類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30的混凝土和建筑砂的混凝土和建筑砂 漿漿 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，在橋梁上游米以及下根據(jù)有關(guān)規(guī)定，在橋梁上游米以及下 游米的水域?qū)儆诮雇谏暗膮^(qū)域。如果在游米的水域?qū)儆诮雇谏暗膮^(qū)域。如果在 橋梁附近進(jìn)行挖砂，會(huì)對(duì)橋梁造成一定的危害作橋梁附近進(jìn)行挖砂，會(huì)對(duì)橋梁造成一定的危害作 用。挖砂將改變河床自然坡度及水流形態(tài)，導(dǎo)致用。挖砂將改變河床自然坡度及水流形態(tài)，導(dǎo)致

23、河床隨水流由高向低處不斷下切。河床下切對(duì)大河床隨水流由高向低處不斷下切。河床下切對(duì)大 橋帶來的直接影響是：橋墩基礎(chǔ)周圍的砂土被淘橋帶來的直接影響是：橋墩基礎(chǔ)周圍的砂土被淘 涮，導(dǎo)致橋基越來越淺，下切的河床與橋墩周邊涮，導(dǎo)致橋基越來越淺，下切的河床與橋墩周邊 的水泥保護(hù)層之間形成空洞，防護(hù)層失掉支撐。的水泥保護(hù)層之間形成空洞，防護(hù)層失掉支撐。 如果遭遇洪水或其他事故，橋梁的穩(wěn)固性將大大如果遭遇洪水或其他事故，橋梁的穩(wěn)固性將大大 減弱。減弱。 2002年年6月，從日晚至日中午，西安市持續(xù)降雨。月，從日晚至日中午，西安市持續(xù)降雨。 日下午時(shí)許開始，灞河河水暴漲，隴海鐵路線西安市日下午時(shí)許開始，灞河河

24、水暴漲，隴海鐵路線西安市 灞橋段鐵路橋橋墩被洪水沖擊松動(dòng)。此后，隴海線灞橋鐵灞橋段鐵路橋橋墩被洪水沖擊松動(dòng)。此后，隴海線灞橋鐵 路橋第號(hào)橋墩、第號(hào)橋墩、第號(hào)、號(hào)和號(hào)橋墩路橋第號(hào)橋墩、第號(hào)橋墩、第號(hào)、號(hào)和號(hào)橋墩 相繼發(fā)生塌陷，造成約多米的鐵路橋完全垮塌斷裂，相繼發(fā)生塌陷，造成約多米的鐵路橋完全垮塌斷裂， 余乘客滯留西安。橋梁使用時(shí)間長、河道挖砂加余乘客滯留西安。橋梁使用時(shí)間長、河道挖砂加 劇河床下切及洪水水勢(shì)浩大，是隴海鐵路灞河橋被洪水沖劇河床下切及洪水水勢(shì)浩大，是隴海鐵路灞河橋被洪水沖 垮的重要原因?？宓闹匾颉?按照國家規(guī)定，在橋梁等建筑物上下游按照國家規(guī)定，在橋梁等建筑物上下游500米內(nèi)

25、不得米內(nèi)不得 進(jìn)行挖砂等作業(yè)。鐵路部門認(rèn)為，這樣的距離，對(duì)于一般進(jìn)行挖砂等作業(yè)。鐵路部門認(rèn)為，這樣的距離，對(duì)于一般 的小河、小橋，可以保證安全系數(shù)。對(duì)于灞河這樣的大河、的小河、小橋，可以保證安全系數(shù)。對(duì)于灞河這樣的大河、 大橋，安全系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。大橋，安全系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。 據(jù)記者了解，在垮橋下方有據(jù)記者了解，在垮橋下方有3030多個(gè)砂站，多個(gè)砂站， 每個(gè)砂站日存砂可達(dá)每個(gè)砂站日存砂可達(dá)600600多立方米，往往一天多立方米，往往一天 下來，有超過下來，有超過1 1萬方砂石被挖砂人從距離隴海萬方砂石被挖砂人從距離隴海 線不遠(yuǎn)的灞河鐵路大橋屹立的灞河水中掏走。線不遠(yuǎn)的灞河鐵路大橋屹立的灞河水中掏走。

26、 盲目無度的非法采砂盲目無度的非法采砂 導(dǎo)致河床下陷，使位導(dǎo)致河床下陷，使位 于晉江上游西溪上的于晉江上游西溪上的 漳（平）泉（州）線漳（平）泉（州）線 跨河鐵路橋的橋墩基跨河鐵路橋的橋墩基 礎(chǔ)嚴(yán)重裸露，直接威礎(chǔ)嚴(yán)重裸露，直接威 脅著鐵路橋列車運(yùn)行脅著鐵路橋列車運(yùn)行 的安全的安全 粗骨料顆粒級(jí)配粗骨料顆粒級(jí)配 粗骨料的級(jí)配原理和要求與細(xì)骨料基本相同。級(jí)配試粗骨料的級(jí)配原理和要求與細(xì)骨料基本相同。級(jí)配試 驗(yàn)采用篩分法測(cè)定，即用驗(yàn)采用篩分法測(cè)定，即用2.362.36、4.754.75、9.59.5、16.016.0、 19.019.0、26.526.5、31.531.5、37.537.5、53.0

27、53.0、63.063.0、75.075.0和和9090 等十二種孔徑的圓孔篩進(jìn)行篩分。等十二種孔徑的圓孔篩進(jìn)行篩分。 石子的顆粒級(jí)配可分為連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配。連石子的顆粒級(jí)配可分為連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配。連 續(xù)級(jí)配是石子粒級(jí)呈連續(xù)性，即顆粒由小到大，每級(jí)續(xù)級(jí)配是石子粒級(jí)呈連續(xù)性，即顆粒由小到大，每級(jí) 石子占一定比例。用連續(xù)級(jí)配的骨料配制的混凝土混石子占一定比例。用連續(xù)級(jí)配的骨料配制的混凝土混 合料，和易性較好，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。連續(xù)級(jí)配是合料，和易性較好，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。連續(xù)級(jí)配是 工程上最常用的級(jí)配。工程上最常用的級(jí)配。 間斷級(jí)配也稱單粒級(jí)級(jí)配。間斷級(jí)配是人為間斷級(jí)配也稱單粒級(jí)級(jí)配。間斷級(jí)配

28、是人為 地剔除骨料中某些粒級(jí)顆粒，從而使骨料級(jí)配不地剔除骨料中某些粒級(jí)顆粒，從而使骨料級(jí)配不 連續(xù)，大骨料空隙由小幾倍的小粒徑顆粒填充，連續(xù)，大骨料空隙由小幾倍的小粒徑顆粒填充， 以降低石子的空隙率。由間斷級(jí)配制成的混凝土，以降低石子的空隙率。由間斷級(jí)配制成的混凝土， 可以節(jié)約水泥。由于其顆粒粒徑相差較大，混凝可以節(jié)約水泥。由于其顆粒粒徑相差較大，混凝 土混合物容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，導(dǎo)致施工困難。土混合物容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，導(dǎo)致施工困難。 石子顆粒級(jí)配范圍應(yīng)符合規(guī)范要求。碎石、卵石石子顆粒級(jí)配范圍應(yīng)符合規(guī)范要求。碎石、卵石 的顆粒級(jí)配規(guī)格見下表。的顆粒級(jí)配規(guī)格見下表。 表表 4-3 卵卵石石或或碎碎

29、石石的的顆顆粒粒級(jí)級(jí)配配范范圍圍（GB/T14685-2001） 累累計(jì)計(jì)篩篩余余（%） 篩篩孔孔尺尺寸寸（圓圓孔孔篩篩） （） 級(jí)級(jí) 配配 情情 況況 公公稱稱 粒粒級(jí)級(jí) （） 2.36 4.75 9.50 16.0 19.0 26.50 31.5 37.5 53.0 63.0 75.0 90 510 95100 80100 015 0 516 95100 85100 3060 010 0 520 95100 90100 4080 010 0 525 95100 90100 3070 05 0 531.5 95100 90100 7090 1545 05 0 連連 續(xù)續(xù) 粒粒 級(jí)級(jí) 540

30、95100 7090 3065 05 0 1020 95100 85100 015 0 1631.5 95100 85100 010 0 2040 95100 80100 010 0 31.563 95100 75100 4575 010 0 單單 粒粒 級(jí)級(jí) 4080 95100 70100 3060 010 0 骨料的強(qiáng)度骨料的強(qiáng)度 v 為了保證混凝土的強(qiáng)度，骨料必須致密并具 有足夠的強(qiáng)度。 v 碎石的強(qiáng)度可用抗壓強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)值表示， 卵石的強(qiáng)度只用壓碎指標(biāo)值表示。 v 巖石立方強(qiáng)度試驗(yàn)，是用母巖制成555 立方體，或直徑與高度均為5的圓柱體試樣， 浸泡水中4，待吸水飽和后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。

31、 石子抗壓強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比， 不應(yīng)低于1.5。 v壓碎指標(biāo)是將一定重量氣干狀態(tài)下10-20的石子裝入一定規(guī)格的 金屬圓桶內(nèi)，在試驗(yàn)機(jī)上施加荷載到200，卸荷后稱取試樣質(zhì)量 （0），再用孔徑為2.36的篩子篩除被壓碎的細(xì)粒，稱取試樣 的篩余量（m1），用下式計(jì)算壓碎指標(biāo)： v式中 a-壓碎指標(biāo)值，%； v0-試樣質(zhì)量，g； vm1-壓碎試驗(yàn)后試樣的篩余量，g。 v壓碎指標(biāo)值越小，骨料的強(qiáng)度越高。 %100 0 10 m mm a 各種巖石抗壓強(qiáng)度各種巖石抗壓強(qiáng)度（美國） 種類種類試樣數(shù)目試樣數(shù)目 抗壓強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度（MPaMPa） 平均平均最大最大最小最小 花崗巖花崗巖2782

32、78181181257257114114 石灰石石灰石2412411591592412419393 砂砂 巖巖79791311312402404444 大理石大理石34341171172442445151 石英巖石英巖2626252252423423124124 片麻巖片麻巖36361471472352359494 多數(shù)巖石的強(qiáng)度在多數(shù)巖石的強(qiáng)度在100-300MPa100-300MPa之間，同種巖石的強(qiáng)度之間，同種巖石的強(qiáng)度 相差很大，值得重視。相差很大，值得重視。 石的最大粒石的最大粒徑（徑（D Dmax max） ） 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50204

33、-92GB50204-92規(guī)定：規(guī)定： v 混凝土粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小混凝土粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小 尺寸的尺寸的1/41/4，同時(shí)不得大于鋼筋間最小凈距的，同時(shí)不得大于鋼筋間最小凈距的3/43/4； v 對(duì)于混凝土實(shí)心板，骨料的最大粒徑不宜超過板對(duì)于混凝土實(shí)心板，骨料的最大粒徑不宜超過板 厚的厚的1/21/2，且不得超過，且不得超過50mm50mm； v 對(duì)于泵送混凝土，骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之對(duì)于泵送混凝土，骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之 比，碎石不宜大于比，碎石不宜大于1:31:3，卵石不宜大于，卵石不宜大于1:2.51:2.5。 粗骨料的粒徑效應(yīng)粗骨料的粒徑效

34、應(yīng) Dm增大，削弱了粗集料與水泥漿體的黏 結(jié)，增大了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性； 粗骨料對(duì)水泥硬化體收縮起約束作用， 由于二者彈性模量不同，因而混凝土內(nèi) 部產(chǎn)生拉應(yīng)力， Dm增大，拉應(yīng)力增大； Dm增大，界面過渡區(qū)的氫氧化鈣晶體的 定向排列程度增大。 v 另外，細(xì)顆粒石子顆粒形狀不合理，形狀以另外，細(xì)顆粒石子顆粒形狀不合理，形狀以 針片狀為主。針片狀為主。 v 國標(biāo)規(guī)定針片狀顆粒含量國標(biāo)規(guī)定針片狀顆粒含量15%15%，而自密實(shí)混，而自密實(shí)混 凝土要求其含量凝土要求其含量5%5%。 v 我國石子級(jí)配極不合理，其空隙率達(dá)我國石子級(jí)配極不合理，其空隙率達(dá)48%48%。 美國、加拿大美國、加拿大 C60-C1

35、00C60-C100 C100C100 D Dmax max20mm 20mm D Dmax max10-12mm 10-12mm 日本日本C60C60D Dmax max10mm 10mm v【案例4-1】砂質(zhì)量不合格導(dǎo)致混凝土凝結(jié)異 常 v概況概況 某工廠的鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，使用強(qiáng) 度設(shè)計(jì)等級(jí)C30的混凝土，混凝土澆筑后，第 二天檢查發(fā)現(xiàn)部分硬化結(jié)塊，部分呈疏松狀， 未完全硬化，輕輕敲擊紛紛落下，混凝土基 本無強(qiáng)度，工程被迫停工，從混凝土的形態(tài) 上可以看出有部分砂粒表面無水泥漿，大部 分砂粒間水泥漿較少。 v分析分析 經(jīng)調(diào)查，混凝土用砂含泥量超過標(biāo)準(zhǔn)一倍以 上，導(dǎo)致泥粉總面積大幅度增加，

36、需要更多的水泥 漿包裹它們。同時(shí)，泥粉本身強(qiáng)度低，降低了混凝 土的強(qiáng)度。其次，砂子細(xì)度模數(shù)小，砂率偏高，在 質(zhì)量相同情況下，表面積大大增加，需要更多的水 泥漿包裹，而此工程混凝土配合比并沒有充分考慮 者以上情況，水泥用量偏低，砂粒表面沒有被包裹 層或包裹層太薄，這影響了混凝土的凝結(jié)和強(qiáng)度， 第三，由于現(xiàn)場(chǎng)砂粒細(xì)、含泥量大，砂團(tuán)不易分散， 按常規(guī)攪拌時(shí)間，不能充分使水泥漿完全包裹砂粒。 導(dǎo)致混凝土拌和物不均勻。 v【案例 4-2】骨料含有害雜質(zhì)引發(fā)事故 v概況概況某廠一座四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)廠 房，梁、柱為現(xiàn)澆混凝土。該廠房于1988年1 月開工，工期為10個(gè)月，交付使用后一個(gè)月 就在梁、柱等

37、多處出現(xiàn)爆裂。半年后混凝土 柱基、大梁根部等處混凝土也陸續(xù)出現(xiàn)爆裂， 嚴(yán)重的導(dǎo)致大梁折斷。 v分析分析使用含有害雜質(zhì)的工業(yè)廢渣做骨料。 取裂縫處碎片進(jìn)行X射線分析，發(fā)現(xiàn)其中晶 體多為方鎂石,并含有少量生石灰石，裂縫 是由于方鎂石、生石灰石水化膨脹造成。調(diào) 查發(fā)現(xiàn)該廠為節(jié)省資金，使用含有MgO和CaO 的工業(yè)廢渣代替部分混凝土骨料，導(dǎo)致了事 故的發(fā)生。 【案例4-3】采用海水做拌合水導(dǎo)致混凝土腐蝕破壞 v概況概況 某海口城市臨近出?？诮ㄔ?層綜合樓， 采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，使用現(xiàn)場(chǎng)挖 井取水配制C18混凝土，該工程于1994年竣工 投入使用，至2000年住戶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)部分柱、 梁、板混凝土出

38、現(xiàn)順筋開裂現(xiàn)象，個(gè)別地方 混凝土崩落，鋼筋外露銹蝕發(fā)展迅速。 v分析分析 由于工程場(chǎng)地緊臨出?？?，每年秋冬時(shí) 節(jié)均會(huì)出現(xiàn)海水倒灌的現(xiàn)象，經(jīng)調(diào)查得知， 混凝土拌合用水氯離子及硫酸根離子超標(biāo)。 這是導(dǎo)致混凝土開裂和鋼筋銹蝕的主要原因。 由于混凝土界面粘結(jié)及界面結(jié)構(gòu)差，形成大 量界面裂縫和孔洞，促進(jìn)了有害離子的滲透， 加速混凝土劣化及鋼筋銹蝕。 高性能混凝土的原材料 v1 1、我們需要怎樣的骨料、我們需要怎樣的骨料 v2 2、粉煤灰在混凝土中、粉煤灰在混凝土中“做做”了什么？了什么？ 1 1、我們需要怎樣的骨料、我們需要怎樣的骨料 集料對(duì)混凝土的性能有重要的影響：集料對(duì)混凝土的性能有重要的影響： 除

39、了作為經(jīng)濟(jì)的填充料之外，通常還為除了作為經(jīng)濟(jì)的填充料之外，通常還為 混凝土帶來了良好的和易性、體積穩(wěn)定性、混凝土帶來了良好的和易性、體積穩(wěn)定性、 耐磨性和耐久性，可以影響混凝土的力學(xué)性耐磨性和耐久性，可以影響混凝土的力學(xué)性 能和物理性能。能和物理性能。 從從HPCHPC角度考慮骨料的選擇應(yīng)注意以下幾方面：角度考慮骨料的選擇應(yīng)注意以下幾方面： 具有足夠高的強(qiáng)度和硬度。具有足夠高的強(qiáng)度和硬度。 應(yīng)避免含有淤泥、黏土和有機(jī)雜質(zhì)。淤泥和應(yīng)避免含有淤泥、黏土和有機(jī)雜質(zhì)。淤泥和 黏土?xí)黾踊炷恋男杷?，有機(jī)物可能黏土?xí)黾踊炷恋男杷浚袡C(jī)物可能 影響水泥的水化過程。影響水泥的水化過程。 要重視骨料的

40、粒形要重視骨料的粒形: : v我們希望使用較規(guī)則外形的骨料。英國我們希望使用較規(guī)則外形的骨料。英國 BS812BS812標(biāo)準(zhǔn)將骨料形狀分為：立方體（球標(biāo)準(zhǔn)將骨料形狀分為：立方體（球 形）、不規(guī)則、非常不規(guī)則、扁平、細(xì)長形）、不規(guī)則、非常不規(guī)則、扁平、細(xì)長 幾類。相對(duì)而言，扁平或片狀骨料以及非幾類。相對(duì)而言，扁平或片狀骨料以及非 常不規(guī)則的骨料粒形對(duì)常不規(guī)則的骨料粒形對(duì)HPCHPC是不利的是不利的 由于膠凝材料漿體的需求量是由集料間由于膠凝材料漿體的需求量是由集料間 需要填充的空隙和集料需要包裹的面積需要填充的空隙和集料需要包裹的面積 決定的。所以希望選擇空隙率低、比表決定的。所以希望選擇空隙率

41、低、比表 面積相對(duì)較小的集料。細(xì)度模數(shù)：面積相對(duì)較小的集料。細(xì)度模數(shù)：2.82.8 3.03.0為宜。為宜。 應(yīng)避免含硫酸鹽、氯鹽等侵蝕性鹽類超應(yīng)避免含硫酸鹽、氯鹽等侵蝕性鹽類超 標(biāo)的骨料。標(biāo)的骨料。 最大粒徑最大粒徑DmDm v 滿足施工模具尺寸、鋼筋等方面的規(guī)范滿足施工模具尺寸、鋼筋等方面的規(guī)范 要求。要求。 v DmDm增大，（水泥粉煤灰）漿體需求量增大，（水泥粉煤灰）漿體需求量 越小，可以節(jié)約水泥，提高混凝土的耐越小，可以節(jié)約水泥，提高混凝土的耐 久性。但應(yīng)注意的是，久性。但應(yīng)注意的是，DmDm過大會(huì)產(chǎn)生內(nèi)過大會(huì)產(chǎn)生內(nèi) 部應(yīng)力，削弱強(qiáng)度，尤其是富漿混凝土部應(yīng)力，削弱強(qiáng)度，尤其是富漿混凝

42、土 中，中，DmDm過大會(huì)引起強(qiáng)度降低。而對(duì)于高過大會(huì)引起強(qiáng)度降低。而對(duì)于高 強(qiáng)混凝土，建議使用粗骨料的粒徑（強(qiáng)混凝土，建議使用粗骨料的粒徑（DmDm 要?。┲辽賾?yīng)在要?。┲辽賾?yīng)在20mm20mm以下。以下。 斷級(jí)配骨料斷級(jí)配骨料 所謂斷級(jí)配就是缺少一個(gè)或數(shù)個(gè)粒所謂斷級(jí)配就是缺少一個(gè)或數(shù)個(gè)粒 徑的集料顆粒，這樣的集料空隙率低，徑的集料顆粒，這樣的集料空隙率低， 用于配制成本低的混凝土適用于干硬性用于配制成本低的混凝土適用于干硬性 的低工作性并需要振動(dòng)的混凝土。但不的低工作性并需要振動(dòng)的混凝土。但不 適用于流動(dòng)性混凝土，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的離適用于流動(dòng)性混凝土，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的離 析問題。析問題。 有害物質(zhì)

43、有害物質(zhì) 1 1）有機(jī)物）有機(jī)物 2 2）硫化物與硫酸鹽（產(chǎn)生過多的硫酸鈣晶體，）硫化物與硫酸鹽（產(chǎn)生過多的硫酸鈣晶體， 體積膨脹）體積膨脹） 3 3）氯鹽離子含量）氯鹽離子含量0.3kg/m30.3kg/m3，日本氯化物含量，日本氯化物含量 的容許極限是按的容許極限是按NaClNaCl的絕干質(zhì)量的的絕干質(zhì)量的0.040.04。 骨料的種類骨料的種類 v骨料組成成分不同，對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的骨料組成成分不同，對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的 影響不同影響不同 混凝土組成材料之四混凝土組成材料之四 礦物細(xì)摻料礦物細(xì)摻料 礦物摻合料是指在混凝土拌合物中，為了節(jié)約水泥，改善混 凝土性能加入的具有一定細(xì)度的天然或

44、者人造的礦物粉體材料， 也稱為礦物外加劑，是混凝土的第六組分。常用的礦物摻合料 有：粉煤灰、?；郀t礦渣粉、硅灰、沸石粉、燃燒煤矸石等。 粉煤灰應(yīng)用最普遍。 粉煤灰又稱飛灰，是由燃燒煤粉的鍋爐煙氣中收集到的細(xì)粉 末，其顆粒多呈球形，表面光滑，大部分由直徑以計(jì)的實(shí)心 和(或)中空玻璃微珠以及少量的莫來石、石英等結(jié)晶物質(zhì)所組 成。 v粉煤灰在混凝土中的作用 活性行為和膠凝作用。粉煤灰的活性來源于它所 含的玻璃體，他與水泥水化生成的Ca(OH)2發(fā)生 二次水化反應(yīng)，生成C-S-H和C-A-H、水化硫鋁 酸鈣，強(qiáng)化了混凝土界面過渡區(qū)，同時(shí)提高混凝 土的后期強(qiáng)度。 充填行為和致密作用。粉煤灰是高溫煅燒的

45、產(chǎn)物， 其顆粒本身很小，且強(qiáng)度很高。粉煤灰顆粒分布 于水泥漿體中水泥顆粒之間時(shí)，提高混凝土膠凝 體系的密實(shí)性。 需水行為和減水作用。由于粉煤灰的的顆粒 大多是球形的玻璃珠，優(yōu)質(zhì)粉煤灰由于其 “滾珠軸承”的作用，可以改善混凝土拌和 物的和易性,減少混凝土單位體積用水量，硬 化后水泥漿體干縮小，提高混凝土的抗裂性。 v降低混凝土早期溫升，抑制開裂。大摻 量粉煤灰混凝土特別適合大體積混凝土。 v二次水化和較低的水泥熟料量使最終混 凝土中的Ca(OH)2大為減少，可以有效提 高混凝土抵抗化學(xué)侵蝕的能力。 v當(dāng)摻加量足夠大時(shí)，可以明顯抑制混凝 土堿骨料病害。 v降低氯離子滲透能力，提高混凝土的護(hù) 筋性。

46、 v以上作用在水膠比低于0.42時(shí)，較突出。 (2) 硅灰 硅灰又稱硅粉或硅煙灰，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，色呈淺灰到深灰。硅灰的顆粒 是微細(xì)的玻璃球體，部分粒子凝聚成片或球 狀的粒子。其平均粒徑為0.10.2， 是水泥顆粒粒徑的1/501/100,比表面積高 達(dá)2.0104m2/kg。其主要成分是SiO2（占 90以上），它的活性要比水泥高13倍。 以10硅灰等量取代水泥，混凝土強(qiáng)度可提 高25以上。 由于硅灰具有高比表面積，因而其需水量 很大，將其作為混凝土摻合料，須配以減水 劑，方可保證混凝土的和易性。硅粉混凝土 的特點(diǎn)是特別早強(qiáng)和耐磨，很容易獲得

47、早強(qiáng)， 而且耐磨性優(yōu)良。硅粉使用時(shí)摻量較少，一 般為膠凝材料總重的510，且不高于 15，通常與其它礦物摻合料復(fù)合使用。在 我國，因其產(chǎn)量低，目前價(jià)格很高，處于價(jià) 格考慮，一般混凝土強(qiáng)度低于80MPa時(shí)，都 不考慮摻加硅粉。 (3) ?；郀t礦渣粉 粒化高爐礦渣粉是指將?；郀t礦渣經(jīng) 干燥、磨細(xì)達(dá)到相當(dāng)細(xì)度且符合相應(yīng)活性指 數(shù)的粉狀材料，細(xì)度大于350m2/kg，一般為 400-600m2/kg。其活性比粉煤灰高。 v ?；郀t礦渣在水淬時(shí)形成的大量玻璃體,具有 微弱的自身水硬性。用于高性能混凝土的礦渣粉磨 至比表面積超過400m2/kg，以較充分地發(fā)揮其活性， 減少泌水性。研究表明礦渣磨得越

48、細(xì)，其活性越高， 摻入混凝土中后，早期產(chǎn)生的水化熱越多，越不利 于控制混凝土的溫升，而且成本較高；當(dāng)?shù)V渣的比 表面積超過400m2/kg后，用于很低水膠比的混凝土 中時(shí)，混凝土早期的自收縮隨摻量的增加而增大； 礦渣粉磨得越細(xì)，摻量越大，則低水膠比的高性能 混凝土拌和物越黏稠。因此，磨細(xì)礦渣的比表面積 不宜過細(xì)。用于大體積混凝土?xí)r，礦渣的比表面積 宜不超過420m2/kg 摻合料在混凝土中的作用摻合料在混凝土中的作用 v1) 摻合料可代替部分水泥，成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益顯 著。 v2) 增大混凝土的后期強(qiáng)度。礦物細(xì)摻料中含有活性 的SiO2和Al2O3，與水泥中的石膏及水泥水化生成的 Ca(OH)2

49、反應(yīng)，生成生成CSH和CAH、水 化硫鋁酸鈣。提高了混凝土的后期強(qiáng)度。但是值得 提出的是除硅灰外的礦物細(xì)摻料，混凝土的早期強(qiáng) 度隨著摻量的增加而降低。 v3) 改善新拌混凝土的工作性?；炷撂岣吡?動(dòng)性后，很容易使混凝土產(chǎn)生離析和泌水， 摻入礦物細(xì)摻料后，混凝土具有很好的粘聚 性。像粉煤灰等需水量小的摻合料還可以降 低混凝土的水膠比，提高混凝土的耐久性。 v4) 降低混凝土溫升。水泥水化產(chǎn)生熱量，而混凝土 又是熱的不良導(dǎo)體，在大體積混凝土施工中，混凝 土內(nèi)部溫度可達(dá)到5070，比外部溫度高，產(chǎn)生 溫度應(yīng)力，混凝土內(nèi)部體積膨脹，而外部混凝土隨 著氣溫降低而收縮。內(nèi)部膨脹和外部收縮使得混凝 土中產(chǎn)

50、生很大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。摻 合料的加入，減少了水泥的用量，就進(jìn)一步降低了 水泥的水化熱，降低混凝土溫升。 v5) 提高混凝土的耐久性。混凝土的耐久性與 水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2密切相關(guān)，礦物細(xì)摻 料和Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低了混凝土中 的Ca(OH)2含量；同時(shí)減少混凝土中大的毛細(xì) 孔，優(yōu)化混凝土孔結(jié)構(gòu)，降低混凝土最可幾 孔徑，使混凝土結(jié)構(gòu)更加致密，提高了混凝 土的抗凍性、抗?jié)B性、抗硫酸鹽侵蝕等耐久 性能。 v6) 6) 抑制堿抑制堿骨料反應(yīng)。試驗(yàn)證明，礦物摻合骨料反應(yīng)。試驗(yàn)證明，礦物摻合 料摻量較大時(shí)，可以有效地抑制堿料摻量較大時(shí)，可以有效地抑制堿骨料反骨料反 應(yīng)。內(nèi)

51、摻應(yīng)。內(nèi)摻3030的低鈣粉煤灰能有效地抑制堿的低鈣粉煤灰能有效地抑制堿 硅反應(yīng)的有害膨脹，利用礦渣抑制堿骨料反硅反應(yīng)的有害膨脹，利用礦渣抑制堿骨料反 應(yīng)，其摻量宜超過應(yīng)，其摻量宜超過4040。 v7) 不同礦物細(xì)摻料復(fù)合使用的“超疊效應(yīng)”。不同礦物細(xì) 摻料在混凝土中的作用有各自的特點(diǎn)，例如礦渣火山灰活性 較高，有利于提高混凝土強(qiáng)度，但自干燥收縮大；摻優(yōu)質(zhì)粉 煤灰的混凝土需水量小，且自干燥收縮和干燥收縮都很小， 在低水膠比下可保證較好的抗碳化性能。硅灰可以提高混凝 土的早期和后期強(qiáng)度，但自干燥收縮大，且不利于降低混凝 土溫升。因此，復(fù)摻時(shí)，可充分發(fā)揮他們的各自優(yōu)點(diǎn)，取長 補(bǔ)短。例如，可復(fù)摻粉煤灰

52、和硅灰，用硅灰提高混凝土的早 期強(qiáng)度，用優(yōu)質(zhì)粉煤灰降低混凝土需水量和自干燥收縮，在 加之顆粒的填充作用，使混凝土更密實(shí)。 附加知識(shí) 一、低堿水化硅酸鈣的特點(diǎn)一、低堿水化硅酸鈣的特點(diǎn) 礦物細(xì)粉摻和料中的活性礦物細(xì)粉摻和料中的活性SiOSiO2 2和水泥水化生成和水泥水化生成 的游離石灰及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)生火山灰反應(yīng)，的游離石灰及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)生火山灰反應(yīng)， 生成低堿性水化硅酸鈣。生成低堿性水化硅酸鈣。 1、低堿水化硅酸鈣的強(qiáng)度比高堿水化硅酸鈣高得多 低堿水化硅酸鈣的硅氧鏈的聚合程度要高得多 低堿水化硅酸鈣的晶體尺寸小，晶體尺寸愈小，結(jié) 晶的完整性愈好，其中的位錯(cuò)、孔隙、裂縫等缺陷 愈少 比

53、表面積大，其晶體連生體具有極多的接觸點(diǎn) 2、低堿性水化硅酸鈣的穩(wěn)定性也高于高堿性的 水化硅酸鈣 3、礦物細(xì)粉摻和料的摻入在生成低堿性水化硅 酸鈣，使膠凝物質(zhì)數(shù)量大幅度提高，游離石 灰數(shù)量減少。 二、礦物細(xì)粉摻和料的填充效應(yīng)二、礦物細(xì)粉摻和料的填充效應(yīng) 礦物細(xì)粉摻合料有效減少集料空隙率，這一點(diǎn)人們 早已充分認(rèn)識(shí)，但人們忽視了混凝土材料中膠凝材料混凝土材料中膠凝材料 （水泥（水泥+ +礦物細(xì)粉摻合料）的顆粒級(jí)配問題礦物細(xì)粉摻合料）的顆粒級(jí)配問題。通常水泥 的平均粒徑為20-30m，小于10m的粒子不足，因此 水泥之間填充性不好。加入級(jí)粉煤灰、磨細(xì)礦粉、硅 灰可以不同程度地明顯降低膠凝材料粒子的空隙

54、率，提 高水化凝膠體結(jié)構(gòu)的特性。這對(duì)混凝土性能的影響很大。 三、礦物細(xì)粉摻和料的耐久性改善效應(yīng)三、礦物細(xì)粉摻和料的耐久性改善效應(yīng) 由于和游離石灰及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)生 二次水化，生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)、數(shù)量更 多的低堿性水化硅酸鈣，改善了水化膠凝物質(zhì)的 組成，并減少或消除了游離石灰，對(duì)提高混凝土 耐久性作用極大。 1 1、抗硫酸鹽侵蝕性能顯著提高，因?yàn)樵谒唷⒖沽蛩猁}侵蝕性能顯著提高，因?yàn)樵谒?石中缺乏或不存在游離石灰時(shí)形成具有膨脹作石中缺乏或不存在游離石灰時(shí)形成具有膨脹作 用的鈣礬石反應(yīng)不能進(jìn)行；用的鈣礬石反應(yīng)不能進(jìn)行； 2 2、在有堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的條件下由于礦物細(xì)粉摻、在有堿集料反應(yīng)產(chǎn)

55、生的條件下由于礦物細(xì)粉摻 合料的摻加在混凝土水化產(chǎn)物中形成大量低堿合料的摻加在混凝土水化產(chǎn)物中形成大量低堿 水化硅酸鈣，它們能吸收和固定大量的鈉、鉀水化硅酸鈣，它們能吸收和固定大量的鈉、鉀 離子從而使混凝土中的有效堿含量大大減少，離子從而使混凝土中的有效堿含量大大減少， 極大地減少了堿集料反應(yīng)的危害性。極大地減少了堿集料反應(yīng)的危害性。 3 3、礦物細(xì)粉摻合料的摻加它們填充集料和水泥顆、礦物細(xì)粉摻合料的摻加它們填充集料和水泥顆 粒的孔隙，使混凝土結(jié)構(gòu)和界面更為致密，阻粒的孔隙，使混凝土結(jié)構(gòu)和界面更為致密，阻 斷了可能形成的滲透通路，使混凝土抗?jié)B性大斷了可能形成的滲透通路，使混凝土抗?jié)B性大 為提高

56、。為提高。 4 4、在低水膠比情況下，摻加礦物細(xì)粉摻合料，混、在低水膠比情況下，摻加礦物細(xì)粉摻合料，混 凝土中的可凍水很缺乏，抗凍性大幅度提高，凝土中的可凍水很缺乏，抗凍性大幅度提高， 當(dāng)然高抗凍性與與低水膠比直接相關(guān)，但也與當(dāng)然高抗凍性與與低水膠比直接相關(guān)，但也與 摻加礦物細(xì)粉摻合料密不可分，例如，水科院摻加礦物細(xì)粉摻合料密不可分，例如，水科院 李金玉等人研究同為李金玉等人研究同為0.260.26的水膠比，不摻加礦的水膠比，不摻加礦 物細(xì)粉摻合料的物細(xì)粉摻合料的C60C60混凝土其抗凍融循環(huán)只達(dá)到混凝土其抗凍融循環(huán)只達(dá)到 F250F250，而摻加礦物細(xì)粉摻合料的混凝土抗凍融，而摻加礦物細(xì)粉摻合料的混凝土抗凍融 循環(huán)可達(dá)循環(huán)可達(dá)F1000F1000以上。以上。 5 5、對(duì)于碳化和鋼筋銹蝕的擔(dān)憂。摻加礦物細(xì)粉摻合、對(duì)于碳化和鋼筋銹蝕的擔(dān)憂。摻加礦物細(xì)粉摻合 料的可能帶來的負(fù)面影響是混凝土的堿度降低，抗料的可能帶來的負(fù)面影響是混凝土的堿度降低，抗 碳化能力減弱，引起保護(hù)鋼筋的能力減弱。但是在碳化能力減弱，引起保護(hù)鋼