【鐵路實務(wù)】陳士甲 教材精講班教案 04-第2章-2.1-混凝土原材料

第2章鐵路工程材料2.1混凝土原材料2.1.1水泥1.水泥的分類按用途及性能可分為：（1）通用水泥：一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007規(guī)定的六大類水泥，即硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。（2）專用水泥：專門用途的水泥。例如：G級油井水泥（專用于油井、氣井的固井工程，又稱堵塞水泥）、道路硅酸鹽水泥。（3）特性水泥：某種性能比較突出的水泥。例如：快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥、磷鋁酸鹽水泥和磷酸鹽水泥。2.通用硅酸鹽水泥的性能特點及使用范圍（2023變）1）硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥具有凝結(jié)時間短、快硬早強高強、抗凍、耐磨、耐熱、水化放熱集中、水化熱較大、抗硫酸鹽侵蝕能力較差的性能特點。硅酸鹽水泥用于配制高強度混凝土、先張預(yù)應(yīng)力制品、道路、低溫下施工的工程和一般受熱（＜250℃）的工程。一般不適用于大體積混凝土和地下工程，特別是有化學(xué)侵蝕的工程。2）普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥性能相近，也具有凝結(jié)時間短、快硬早強高強、抗凍耐磨、耐熱、水化放熱集中、水化熱較大、抗硫酸鹽侵蝕能力較差的性能特點;相比硅酸鹽水泥，早期強度增進(jìn)率稍有降低，抗凍性和耐磨性稍有下降，抗硫酸鹽侵蝕能力有所增強。普通硅酸鹽水泥可用于任何無特殊要求的工程。一般不適用于受熱工程、道路、低溫下施工工程、大體積混凝土工程和地下工程，特別是有化學(xué)侵蝕的工程。3）礦渣酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥具有需水性小、早強低后期增長大、水化熱低、抗硫酸鹽侵蝕能力強、受熱性好的優(yōu)點，也具有保水性和抗凍性差的缺點。礦渣硅酸鹽水泥可用于無特殊要求的一般結(jié)構(gòu)工程，適用于地下、水利和大體積等混凝土工程，在一般受熱工程（<250℃和蒸汽養(yǎng)護(hù)構(gòu)件中可優(yōu)先采用礦渣硅酸鹽水泥。不宜用于需要早強和受凍融循環(huán)、干濕交替的工程中。4）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥具有較強的抗硫酸鹽侵蝕能力、保水性好和水化熱低的優(yōu)點，也具有需水量大、低溫凝結(jié)慢、干縮性大、抗凍性差的缺點。粉煤灰硅酸鹽水泥具有與火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥相近的性能，相比火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，其具有需水量小、干縮性小的特點?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥可用于一般無特殊要求的結(jié)構(gòu)工程，適用于地下、水利和大體積等混凝土工程。不宜用于凍融循環(huán)、干濕交替的工程。5）復(fù)合硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥除了具有礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥所具有的水化熱低、耐蝕性好、韌性好的優(yōu)點外，能通過混合材料的復(fù)摻優(yōu)化水泥的性能，如改善保水性、降低需水性、減少干燥收縮、適宜的早期和后期強度發(fā)展。復(fù)合硅酸鹽水泥可用于無特殊要求的一般結(jié)構(gòu)工程，適用于地下、水利和大體積等混凝土工程，特別是有化學(xué)侵蝕的工程不宜用于需要早強和受凍融循環(huán)、干濕交替的工程中。3.水泥進(jìn)場檢驗規(guī)定1）水泥進(jìn)場檢驗規(guī)定（1）運抵工地（場）的水泥，應(yīng)按批（散裝水泥每500t為一批，袋裝水泥每200t為一批，當(dāng)不足500t或200t時，也按一批計）。對同廠家、同批號、同品種、同強度等級、同出廠日期的水泥進(jìn)行強度、細(xì)度、安定性和凝結(jié)時間等項目的檢驗。水泥的安定性即體積安定性，是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。（2）使用過程中，當(dāng)對水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠日期超過3個月（快硬硅酸鹽水泥超過1個月）時，應(yīng)按上述規(guī)定進(jìn)行復(fù)驗。2）水泥試驗項目細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性、膠砂強度。3）水泥試驗結(jié)果評定方法（1）不合格水泥：凡細(xì)度、終凝時間任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，或混合材料摻加量超過最大限量和強度低于商品強度等級規(guī)定指標(biāo)時為不合格水泥：水泥包裝標(biāo)志中水泥品種、強度等級、生產(chǎn)者名稱和出廠編號不全者為不合格水泥。（2）廢品：凡氧化鎂含量、三氧化硫含量、初凝時間、安定性任何一項不符合標(biāo)準(zhǔn)的水泥為廢品?！拘≡嚺５丁吭诠杷猁}水泥的使用過程中，如果對于水泥的質(zhì)量問題存在懷疑或者出廠日期超過（）個月，應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢。A.0.5 B.1C.2D.3答案：D解析：普通3個月?！拘≡嚺５丁繉τ诖篌w積混凝土工程不宜使用（）。A.硅酸鹽水泥B.礦渣硅酸鹽水泥C.火山灰硅酸鹽水泥D.復(fù)合灰水泥答案：A【小試牛刀】下列屬于水泥試驗項目的有（）。A.標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量B.抗凍性C.凝結(jié)時間D.細(xì)度E.抗?jié)B性答案：ACD解析：強度，細(xì)度，安定性，凝結(jié)時間，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量【小試牛刀】出現(xiàn)下列（）情況的水泥屬于不合格。A.初凝時間不符合標(biāo)準(zhǔn)B.終凝時間不符合標(biāo)準(zhǔn)C.細(xì)度不符合標(biāo)準(zhǔn)D.強度低于該強度等級的指標(biāo)E.安定性不符合標(biāo)準(zhǔn)答案：BCD【小試牛刀】水泥按其質(zhì)量可分為（）。A.優(yōu)質(zhì)水泥B.優(yōu)良水泥C.合格水泥D.不合格水泥E.廢品答案：CDE解析：水泥按質(zhì)量分為合格，不合格和廢品2.1.2粗細(xì)骨料1.細(xì)骨料細(xì)骨料應(yīng)選用級配合理、質(zhì)地堅固、吸水率低、空隙率小的潔凈天然河砂或母材檢驗合格、經(jīng)專門機組生產(chǎn)的機制砂，不應(yīng)使用海砂。2.1.3混凝土外加劑及礦物摻合料一、外加劑的分類混凝土外加劑是為改善和調(diào)節(jié)混凝土的性能、節(jié)約水泥而摻加的有機、無機或復(fù)合的化合物，其摻量一般不大于水泥重量的5%?；炷镣饧觿┢贩N繁多，按其主要功能分為以下6類：1.改善拌和物和易性的外加劑：減水劑（塑化劑）、引氣劑、保水劑等。2.調(diào)節(jié)凝結(jié)或硬化速度的外加劑：速凝劑、早強劑、緩凝劑等。3.調(diào)節(jié)空氣含量的外加劑：引氣劑、加氣劑、發(fā)泡劑、消泡劑等。引氣劑是一種憎水性表面活性劑，當(dāng)溶于水并加入混凝土拌合物內(nèi)時，能在攪拌過程中產(chǎn)生大量微小氣泡。這些氣泡能改善混凝土拌合物的流動性、黏聚性和保水性。加氣劑則主要用于使材料變輕，并具有良好的隔熱性能。4.改善物理和力學(xué)性能的外加劑：防凍劑、引氣劑、防水劑、粘結(jié)劑等。5.提高耐久性的外加劑：引氣劑、防水劑、防銹劑等。6.改善某些特殊性能的外加劑：發(fā)泡劑、著色劑、防霉劑、殺蟲劑等。常用的外加劑有引氣劑、減水劑、早強劑、速凝劑、緩凝劑等。二、外加劑的作用1.改善混凝土或砂漿拌和物施工時的和易性（減水劑）2.提高混凝土或砂漿的強度及其他物理力學(xué)性能（減水劑）3.節(jié)約水泥或代替特種水泥（減水劑、液體速凝劑）4.加速混凝土或砂漿的早期強度發(fā)展（早強劑）5.調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的凝結(jié)硬化速度（緩凝劑）6.調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的含氣量。（引氣劑）7.降低水泥水化初期水化熱或延緩水化放熱（緩凝劑）8.改善拌和物的泌水性。（引氣劑）9.提高混凝土或砂漿耐各種侵蝕性鹽類的腐蝕性。（防水劑）10.減弱堿一集料反應(yīng)。（堿-集料反應(yīng)抑制劑）11.改善混凝土或砂漿的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)12.改善混凝土的泵送性。13.提高鋼筋的抗銹蝕能力。14.提高集料與砂漿界面的粘結(jié)力，提高鋼筋與混凝土的握裹力。15.提高新老混凝土界面的粘結(jié)力。16.改變砂漿及混凝土的顏色。二、礦物摻合料的分類及作用高強高性能混凝土用礦物外加劑（摻合料）是在混凝土攪拌過程中加入的、具有一定細(xì)度和活性的用于改善新拌合硬化混凝土性能（特別是混凝土耐久性）的某些磨細(xì)礦物類的產(chǎn)品。礦物摻合料的使用，可有效改善混凝土的工作性和耐久性，可改善混凝土的抗裂性、護(hù)筋性、耐蝕性、抗凍性、耐磨性及抗堿–骨料反應(yīng)性等耐久性指標(biāo)?；炷恋哪途眯灾笜?biāo)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的使用年限、所處的環(huán)境類別及作用等