土木工程材料 2003

1、賀宇豪黎晨陽劉宵宋寬硅酸二鈣硅酸三鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣硅酸二鈣與水作用時(shí)，水化速度較慢，早期強(qiáng)度低，但 28 天后能較快增長，一年后可接近 C3S，水化熱低，體積干縮性小，抗水性和抗硫酸鹽侵蝕能力較強(qiáng)。硅酸二鈣C3S 與水作用時(shí)，凝結(jié)時(shí)間正常，水化較快，早期強(qiáng)度高，強(qiáng)度增進(jìn)率較大。C3S 28天，一年強(qiáng)度是4種礦物最高的，體積干縮性小，抗凍性好， C3S 和 C2S 為熟料主要成分，占 70 以上，為熟料強(qiáng)度主要來源，其中， C3S 為最重要礦物，占熟料50以上。硅酸三鈣 C3A與水作用時(shí)，水化迅速，凝結(jié)硬化快，需加緩凝劑來阻止水泥急凝，早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度增長較小，甚至倒縮。水化熱較高，干縮

2、變形較大，抗硫酸鹽和抗堿性都較差，脆性耐磨性較差。鋁酸三鈣 水化硬化速度較快，早期強(qiáng)度較高，僅次于 C3S，后期強(qiáng)度也較高，類似于 C2S。水化熱較低，干縮變形小，耐磨，抗沖擊，抗硫酸鹽侵蝕也較高，C3A，C4AF 以及熟料中組成不定的玻璃體，含堿化物等，填充在 C2S 和 C3S 之間，統(tǒng)稱為中間相。中間相在熟料煅燒至一定溫度時(shí)熔融成液相。一定液相量和較低的液相粘度是形成主要礦物 C3S 不可缺少的條件鐵鋁酸四鈣 凝膠孔占總體體積的 28，其對水泥石強(qiáng)度和滲透性沒有影響，毛細(xì)孔對水泥石的強(qiáng)度和滲透性有較大影響。羥鈣石體積含量約為水泥石的 2025，鈣礬石是長徑比較大的針狀晶體，單硫型硫鋁酸鈣

3、 AFM 是片狀晶體，水泥石是以 C-S-H 凝膠為主體，其中分布有羥鈣石，鋁酸鈣與鐵鋁酸鈣水化物（包括 AFT、AFM 與 C3AH6）晶體以及尺寸不一的孔隙構(gòu)成的。 C-S-H凝膠泌水生石灰的制備: CaCO3-(高溫）CaO+CO2 生石灰的消解或熟化：CaO+H2O -Ca(OH)2碳化作用：Ca（OH）2 +CO2-CaCO3+H2O硅酸鈣的水化：3CaOSiO2+nH2O=xCaOSiO2yH2O+(3-x)Ca(OH)2 2CaOSiO2+nH2O=xCaOSiO2yH2O+(2-x)Ca(OH)2 鋁酸鈣的水化：3CaOAl2O3+6H2O-3CaOAl2O36H2O鐵鋁酸四鈣

4、：4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O-3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O泌水結(jié)晶作用隨著水分的蒸發(fā)，Ca(OH)2晶體不斷生長，并相互交織在一起，逐漸形成連續(xù)的晶體結(jié)構(gòu)網(wǎng)泌水自干燥收縮水化反應(yīng)引起的水泥漿凝結(jié)后內(nèi)部相對濕度降低，毛細(xì)壓力增加所導(dǎo)致的體積減小，稱為自干燥收縮，也稱自收縮泌水混合材的物理作用改變水泥漿的流動(dòng)性，減少需水量，減少水化熱，延緩水泥漿凝結(jié)硬化速度，提高密實(shí)性泌水變形行為濕脹干縮，自收縮，碳化收縮，熱脹冷縮，徐變，彈塑性變形 減水劑是一種在維持混凝土坍落度不變的條件下，能減少拌合用水量的混凝土外加劑。大多屬于陰離子表面活性劑，有木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛

5、聚合物等。加入混凝土拌合物后對水泥顆粒有分散作用，能改善其工作性，減少單位用水量，使混凝土強(qiáng)度增加并改善耐久性；或減少單位水泥用量，節(jié)約水泥。原理減水劑通常是一種表面活性劑，屬陰離子型表面活性劑。它吸附于水泥顆粒表面使顆粒顯示電性能，顆粒間由于帶相同電荷而相互排斥，使水泥顆粒被分散而釋放顆粒間多余的水分而產(chǎn)生減水作用。分類：外觀形態(tài)水劑和粉劑減水以及增強(qiáng)能力普通減水劑（又稱塑化劑，減水率不小于8%，以木質(zhì)素磺酸鹽類為代表）高效減水劑（又稱超塑化劑，減水率不小于14%，包括萘系、密胺系、氨基磺酸鹽系、脂肪族系等）高性能減水劑（減水率不小于25%，以聚羧酸系減水劑為代表）泌水保持塌落度和混凝土抗壓

6、強(qiáng)度不變可以節(jié)約水泥 10% 15%。由于混凝土的用水量減少，泌水和骨料離析現(xiàn)象得到改善，可以大大提高混凝土的抗?jié)B性，一般混凝土的滲水性可以降低40%80%.可以減緩水泥水化放熱初期的放熱速度，有利于減小大體積混凝土的溫度應(yīng)力，減小開裂現(xiàn)象。作用：在保持用水量不變時(shí)可以使得混凝土拌合物的塌落度增加 100200mm保持塌落度不變時(shí)減少混凝土拌合物水的用量 10%15%，高效減水劑可減水 20% 以上，抗壓強(qiáng)度課提高 15%40%。泌水混凝土早強(qiáng)劑是指能提高混凝土早期強(qiáng)度，并且對后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑。早強(qiáng)劑的主要作用在于加速水泥水化速度，促進(jìn)混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展；既具有早強(qiáng)功能，又具有一定

7、減水增強(qiáng)功能。早強(qiáng)劑按照化學(xué)成分可分為強(qiáng)電解質(zhì)無機(jī)鹽類、水溶性有機(jī)物類、有機(jī)類和無機(jī)物復(fù)合的復(fù)合早強(qiáng)劑三類。泌水作用機(jī)理加快水泥水化速度或者水化物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建立速度，從而加快混凝土強(qiáng)度增長。泌水主要分類可溶性無機(jī)鹽類化合物：如硫酸鹽，硝酸鹽，亞硝酸鹽，氯鹽等。水溶性有機(jī)化合物：如三乙醇胺，乙酸鹽，丙酸鹽等。其他：有機(jī)化合物以及無機(jī)鹽復(fù)合物等。泌水由于中國國土面積大，東北、華北、西北地區(qū)常年冬期較長，需要摻加早強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑來提高混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展。華東、華南地區(qū)冬季氣溫降至10以下的施工中也常摻用早強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑?；炷翗?gòu)件生產(chǎn)中為盡早張拉鋼筋、加快模板周轉(zhuǎn)和臺(tái)座利用率，早強(qiáng)型的外加劑更是普

8、遍應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國每年使用的早強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑總量逾20萬噸。泌水引氣劑是指在混凝土攪拌過程中，能引入大量分布均勻的微小氣泡，以減少混凝土拌和物的泌水、離析，改善和易性，并能顯著提高硬化混凝土抗凍性、耐久性的外加劑。目前，應(yīng)用較多的引氣劑為松香熱聚物 、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。由于大量微小、封閉并均勻分布的氣泡的存在，使混凝土的某些性能得到明顯改善或改變。泌水作用機(jī)理引氣劑的摻入使混凝土拌合物內(nèi)形成大量微小的封閉球狀氣泡，這些微氣泡如同滾珠一樣，減少骨料顆粒間的摩擦阻力，使混凝土拌合物的流動(dòng)性增加。若保持流動(dòng)性不變，就可減少用水量。同時(shí)由于水分均勻分布在大量氣泡的表面，這就使能自由移動(dòng)的

9、水量減少，混凝土拌合物的泌水量因此減少，而保水性、粘聚性相應(yīng)隨之提高。泌水注意事項(xiàng)加入引氣劑后，大量氣泡的存在可以使混凝土的強(qiáng)度略有降低，引氣量越多，強(qiáng)度降低得越明顯。通常含氣量每增加 1%，水灰比不變時(shí)，抗壓強(qiáng)度降低 4%6%，抗折強(qiáng)度降低 2%3%。引氣劑與引氣減水劑不宜用于蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土以及預(yù)應(yīng)力混凝土，應(yīng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定。泌水速凝劑：凡能夠使得混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑稱為速凝劑，速凝劑一般能使混凝土在35min內(nèi)初凝，10min終凝。主要用于噴射混凝土，也可用于需要速凝的其他混凝土。泌水緩凝劑：延長水泥的水化硬化時(shí)間，使新拌混凝土能在較長時(shí)間內(nèi)保持塑性，從而調(diào)節(jié)新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間的外加劑

10、。主要用于混凝土需要長距離運(yùn)輸，采用滑模施工以及在混凝土澆注中斷時(shí)。泌水膨脹劑：膨脹劑是一種化學(xué)外加劑，加在水泥中，當(dāng)水泥凝結(jié)硬化時(shí)，隨之體積膨脹，起補(bǔ)償收縮和張拉鋼筋產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力以及充分填充水泥間隙的作用?？膳渲瞥膳蛎浕炷粒詰?yīng)力混凝土和結(jié)構(gòu)自防水混凝土等。泌水防凍劑：能使混凝土在負(fù)溫下硬化，并在規(guī)定養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到預(yù)期性能的外加劑。它是一種能在低溫下防止物料中水分結(jié)冰的物質(zhì)。泌水“石石”“”“砼砼”一字的創(chuàng)造者是著名結(jié)一字的創(chuàng)造者是著名結(jié)構(gòu)學(xué)家蔡方蔭教授。構(gòu)形會(huì)意為構(gòu)學(xué)家蔡方蔭教授。構(gòu)形會(huì)意為“人人工合成的石頭，混凝土堅(jiān)硬如石工合成的石頭，混凝土堅(jiān)硬如石” ” 泌水 混凝土的配合比：配合比是混凝土中各組成材料用量間的比例，配合比設(shè)計(jì)就是根據(jù)工程設(shè)計(jì)與使用要求、原材料的品種與技術(shù)性能、施工條件，設(shè)計(jì)出滿足和易性、強(qiáng)度、耐久性及經(jīng)濟(jì)要求的混凝土中各