《建筑材料》教学课件-混凝土

混凝土,混凝土基本知识混凝土基本组成材料混凝土主要技术性质普通混凝土配合比设计其他混凝土,主要内容,第1节混凝土基本知识,混凝土：由胶凝材料将骨料(集料)胶结而成的固体复合材料。发展：素混凝土钢筋混凝土预应力钢筋混凝土高性能混凝土,混凝土基本知识,一、分类,按所用胶凝材料分,按主要功能或结构特征、施工特点分,混凝土基本知识,按体积密度,重混凝土（0d2800kg/m3）采用重骨料(如重晶石、铁矿石、铁屑等)普通混凝土（0d20002800kg/m3）天然砂石做骨料轻混凝土（0d2000kg/m3）,轻骨料混凝土(0d8001900kg/m3)浮石、陶粒等做骨料多孔混凝土(0d3001200kg/m3)-泡沫混凝土、加气混凝土大孔混凝土(0d1900kg/m3)-无砂大孔和少砂大孔混凝土,混凝土基本知识,二、混凝土的优、缺点,优点依不同要求配制性质不同的混凝土可调性成型各种形状和尺寸可塑性抗压强度高，耐久性好抗震、耐火取材方便缺点抗拉强度低，易裂自重大缺陷隐蔽，质量易波动,混凝土基本知识,三、普通混凝土的组成,水泥浆：（水泥石占20%30%）：包裹骨料并填充空隙，硬化前起润滑作用，硬化后胶结骨料。砂浆：包裹石子填充空隙,在石子间形成润滑膜层；骨料：（占混凝土总体积的65%75%）：在混凝土中起到了骨架的作用；限制混凝土的干缩；减少水泥用量和水化热、降低成本。,水泥砂石水,混凝土,混凝土基本知识,四、混凝土的结构,混凝土：一种非均质多相复合材料。,亚微观：粗、细骨料；水化产物；毛细孔；气孔；微裂纹(因水化热、干缩等致使水泥石开裂)；界面微裂纹(因干缩、泌水等所致)及界面过渡层等组成。宏观：骨料和水泥石组成的二相复合材料。因此，混凝土的性质主要取决于骨料与水泥石的性质、它们的相对含量以及骨料与水泥石间的界面粘结强度(或界面过渡层的强度)。,混凝土结构示意图,五、混凝土的基本要求,满足混凝土拌合物和易性（工作性）要求满足混凝土的设计强度要求满足耐久性及其它特性要求满足经济性（节约水泥）的要求,混凝土基本知识,第2节普通混凝土的组成材料,一、水泥品种：根据混凝土所处的环境及工程性质确定。强度等级：,普通混凝土的组成材料,（一）天然砂种类、形状及表面特征：岩石风化所成江河海砂：表面圆滑，较为清洁，粘结力，流动性山砂：表面粗糙、棱角多，含泥多，粘结力，流动性（二）杂质1.粘土、泥、泥块、粉尘、云母、轻物质等；2.硫化物、氯化物、硫酸盐及有机质等3.活性氧化硅。,二、细骨料(0.154.75mm),1、粗细：砂粒混合后的平均粗细程度。砂的粒径，比表面积，包裹砂所需水泥浆。因此，在满足条件下，尽量采用粗一些的砂，可节约水泥；但砂过粗，由于粗颗粒砂对石子的粘聚力较低，会引起拌合物产生离析、分层。2、颗粒级配：大小不同颗粒的搭配程度。级配好的砂应是大颗粒砂的空隙被中等颗粒砂所填充而中等颗粒砂的空隙被小颗粒砂所填充，依次填充使骨料的空隙率最小。,（三）砂的粗细与颗粒级配,砂颗粒级配示意图,级配好的骨料应该是颗粒搭配的结果-空隙率最小，填充率最高。级配良好的砂可减少水泥浆，节约水泥，提高混凝土拌合物的流动性和粘聚性，提高混凝土的密实度及混凝土的强度和耐久性,减少徐变和收缩。,3、粗细与级配表示方法（筛分析法-方孔筛）,细度模数：,3.0,f3.73.1粗砂，3.02.3中砂，2.21.6细砂，1.50.7特细砂。,1、石子种类、形状及表面特征卵石:表光，有机质含量,粘结力，流动性碎石:表粗、棱多，较为清洁,粘结力，流动性针状骨料:颗粒长度平均粒径2.4倍片状骨料:颗粒厚度平均粒径0.4倍。针、片状骨料的比表面积与空隙率较大，内摩擦力大，受力时易折断，降低混凝土拌合物的流动性及混凝土的强度与耐久性。对于高强和大流动性混凝土需严格限制其含量。2、杂质含量同砂,三、粗骨料(4.75mm),（1）颗粒级配：大小不同颗粒的搭配程度。连续级配(连续粒级)：颗粒由小到大，每一级都占有一定比例，且相邻两级粒径相差较小(2)。空隙率较小，适合配制各种混凝土；间断级配：粒径不连续，即中间缺少12级，且相邻两级粒径相差较大(比值约为56)。空隙率最小，但骨料粒径相差较大，混凝土易产生离析、分层；单粒级：由一个粒级组成；空隙率最大，不宜单独使用。,3、粗骨料的最大粒径与颗粒级配,（2）表示方法：筛分析法,(2)最大粒径：公称粒级的上限。Dmax结构最小截面尺寸的l/4Dmax最小钢筋净距的3/4Dmax板厚的l/2应选Dmax较大的，但不宜超过37.5mm(混凝土强度较低时可适当放宽)，因这时由于减少用水量获得的强度提高，被大粒径骨料造成的界面粘结减少和内部结构不均匀性所抵消。对高强混凝土，Dmax19mm或16mm。,(1)抗压强度：505050mm或5050mm试件，在饱水状态下测定。(2)压碎指标：气干m(9.519mm)35min至200kN卸荷2.5mm筛余m1,(3)表示方法：碎石强度：抗压强度和压碎指标卵石强度：压碎指标岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比1.5，火成岩的强度80MPa、变质岩的强度60MPa、沉积岩的强度30MPa。,4.强度,砂石中活性SiO2与水泥中的碱发生反应，生成碱硅酸凝胶，吸水肿胀，使水泥石破坏。条件：碱含量(NaO计)0.6骨料中有活性SiO2存在H2O,5.碱集料反应,6.坚固性,（1）坚固性：骨料在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破坏的能力。（2）检验方法：在硫酸钠饱和溶液中浸泡至饱和，取出烘干，经5次循环，测质量损失。（3）条件：寒冷室外处于潮湿或干湿交替状态下的，有抗疲劳、耐磨、抗冲击要求的，或有腐蚀介质作用的混凝土需考虑坚固性。,混凝土拌合及养护用水应是清洁的水。不用含有:油脂、糖类的水，污水、PH4、含硫酸盐不用，海水一般不用。,四、混凝土拌合与养护用水,一、混凝土拌合物的和易性(工作性或工作度),混凝土拌合物易于施工，并获得均匀密实结构的性质。流动性混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下，易于产生流动、运输，易于充满混凝土模板的性质。粘聚性混凝土拌合物各组成材料之间彼此粘聚，在施工中保持整体均匀一致，不致产生离析、分层现象。保水性混凝土拌合物在施工中保持水分的能力，不发生大的或严重的泌水。混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性相互联系又矛盾。,混凝土主要技术性质,第3节混凝土拌合物的和易性,（一）和易性的测定,坍落度法测定混凝土拌合物在自重力作用下的流动性，适用于流动性较大的混凝土拌合物。条件：SL10mmDmax40mm方法：测流动性，观黏、保性。维勃稠度法混凝土拌合物在机械振动力作用下的流动性，适用于流动性较小的混凝土拌合物。条件：SL10mmDmax40mmVB=530s方法：,混凝土主要技术性质,混凝土拌合物流动性的级别,混凝土主要技术性质,（二）混凝土拌合物流动性的选择,构件的截面最小尺寸配筋疏密成型捣实方法流动性大，则易于施工，但水泥用量大，且混凝土拌合物易产生离析、分层。因此，选择流动性的原则是在满足施工条件及保证密实成型的前提下，尽可能选择较小的流动性。,混凝土主要技术性质,（三）影响和易性的因素,用水量（W/C常量）水灰比（C常量；W常量，CC，恒定用水量法则)砂率：s=S/(S+G)骨料品种、规格及质量外加剂其它因素（水泥品种、掺合料、养护时间、环境温度）,混凝土主要技术性质,混凝土单位用水量选用表JGJ55-2011,混凝土砂率选用表（%）,（四）改善和易性的措施,改善粘聚性、保水性的措施选用连续的、级配良好的粗、细骨料；适当限制粗骨料的最大粒径，避免选用过粗的细骨料；适当增大砂率或掺加粉煤灰等掺合料；掺加减水剂和引气剂。改善混凝土拌合物流动性的措施尽可能选用较粗大的粗、细骨料；采用杂质含量少，级配好的粗、细骨料；尽量降低砂率；在上述基础上，如流动性小，保持W/C不变，增加水泥浆；如流动性大，则保持s不变，增加S、G；掺减水剂。,混凝土主要技术性质,（一）混凝土的受力破坏特点,界面裂缝（长、宽度增加，数量增多）砂浆裂缝,-界面裂纹无明显变化；-界面裂纹增长，无明显砂浆裂纹-出现砂浆裂纹和连续裂纹；-连续裂纹迅速扩展,汇合,贯通；-裂纹缓慢增长；-裂纹迅速增长,混凝土主要技术性质,第4节混凝土强度,（二）混凝土的抗压强度fcu与强度等级fcu.k,标准混凝土试件（150150150mm）,混凝土标准立方体抗压强度（简称混凝土抗压强度）,混凝土立方体抗压强度标准值7.51015202530,混凝土主要技术性质,强度等级：C7.5C10C15C20C25,非标混凝土试件（100100100mm）*0.95（200200200mm）*1.05,（三）混凝土轴心抗压强度fcp,标准混凝土试件（150150300mm）,混凝土轴心抗压强度,混凝土主要技术性质,fcp=（0.70.8）fcu,（四）混凝土抗拉强度ft,标准混凝土试件（150150150mm）,混凝土劈拉强度fts,混凝土主要技术性质,ft=（0.80.9)fts,ft=(1/101/20)fcu,fce水泥28d强度实测值计算值fce=cfce.gc1.121.161.10(32.542.552.5)碎石:a=0.53b=0.20卵石:a=0.49b=0.13,保罗米公式：,（五）影响混凝土强度的因素,水泥强度等级与水灰比骨料的品种、规格与质量养护温度、湿度、龄期施工方法、施工质量及其控制外加剂、掺合料等,混凝土主要技术性质,（六）提高混凝土强度的措施,采用高强度等级水泥或快硬早强型水泥采用干硬性混凝土或较小的水灰比采用级配好、质量高、粒径适宜的骨料采用机械搅拌和机械振动成型加强养护掺加外加剂掺加混凝土掺合料,混凝土主要技术性质,第5节混凝土的质量控制与评定,一、混凝土质量波动与控制1.质量波动原因：原材料质量、计量误差、工艺误差2.控制措施：(1)原材料质量(2)加强计量(3)改善工艺，加强施工质量，绘制质量管理图,对同一强度要求的混凝土制作n组(25)试件，随机取样测28d强度1.强度波动的统计计算,(2)强度标准差,(3)变异系数,(1)强度平均值,二、混凝土强度波动规律,2.混凝土强度服从正态分布,(1)强度保证率P强度中fcu,k的概率(2)强度保证率系数t,fcu,k,t,拐点,。,。,概密度率,强度fcu,强度正态分布曲线,强度fcu,强度正态分布曲线,为保证混凝土强度具有95%保证率，配制强度须大于设计要求的强度等级。由数理统计得配制强度fcu,0为：fcu,0=fcu,ktfcu,k+1.645,3.混凝土的配制强度,第6节普通混凝土配合比设计,一、混凝土配合比设计的基本要求和易性、强度等级、耐久性、经济性二、混凝土配合比设计的过程(1)初步配合比设计(2)基准配合比设计(3)实验室配合比设计(4)施工配合比设计三、混凝土配合比的表示方法(1)以1m3混凝土中各材料的用量(kg)来表示(2)W/C?C:S:G=1:S/C:G/C,普通混凝土配合比设计,四、混凝土配合比设计的方法与步骤,确定配制强度（fcu,0）,（一）初步配合比设计,普通混凝土配合比设计,由本单位的统计值获得，如没有则可查表确定,fce水泥28d强度实测值计算值fce=cfce.gc=1.121.161.10(32.542.552.5)碎石:a=0.53b=0.20卵石:a=0.49b=0.13,确定水灰比（W/C）或水胶比（W/B）,W/C(W/C)max,表6-27混凝土最小胶凝材料用量与最大水胶比（JGJ552011）,fb胶凝材料28d胶砂强度实测值，计算值fb=fsfce,如掺矿掺料：计算水胶比W/B,确定用水量,普通混凝土配合比设计,W/C=0.40.8,表6-20选取；W表6-20中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺化学外加剂时的混凝土的用水量。掺减水剂时用水量：Wa=W(1-),普通混凝土配合比设计,混凝土单位用水量选用表,本表适用W/C=0.40.8，0.4及采用特殊成型工艺的应通过试验确定；本表系用中砂时平均取值。用粗细砂时，可减少或增加5kg10kg；坍落度90mm的，本表按整坍落度每增大20mm用水量增加5kg；掺用各种化学外加剂或矿物掺合料时，用水量应相应调整。,水泥用量,C=W/(w/c),如果掺矿物掺合料和减水剂：胶凝材料：mb=W/(W/B)未掺减水剂mb=Wa/(W/B)掺减水剂矿掺料：mf=mbf水泥：C=mb-mf外加剂：ma=mba,确定砂率s,普通混凝土配合比设计,本表适用中砂，对细砂或粗砂，可相应地减少或增大砂率本表适用于坍落度为1060mm的混凝土。大于60mm的混凝土砂率可按试验确定或按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整。坍落度小于10mm的混凝土砂率，应通过试验确定。,工程量较大或工程质量要求较高时，通过试验确定或查表,普通混凝土配合比设计,计算砂、石用量ms、mg,(1)体积法:,(2)体积密度法(质量法):,（mcp=2350-2450）,（二）和易性的检验与调整基准配合比,按初步配合比进行混凝土试拌检测拌合物和易性和易性调整实测混凝土拌合物体积密度计算基准配合比,普通混凝土配合比设计,（三）强度校核实验室配合比,按基准配合比配制混凝土试样校核强度确定最佳材料用量（强度满足要求、水泥用量最少）计算实验室配合比,普通混凝土配合比设计,（四）施工配合比,依据实验室配合比测定砂、石现场含水率（a%、b%）计算施工配合比,普通混凝土配合比设计,（五）混凝土配合比设计实例,例题：严寒地区非受冻部位的某钢筋混凝土构件，其设计强度等级为C30，施工要求的坍落度为35mm50mm，采用机械搅拌和机械振动成型。施工单位无历史统计资料。试确定混凝土的配合比。原材料条件：32.5复合硅酸盐水泥c=1.12，c=3.1g/cm3；级配合格的中砂(f=2.3)，sa=2.65g/m3，含水率3%；级配合格的碎石，Mmax=31.5mm，ga=2.70g/cm3，含水率l%；饮用水。,普通混凝土配合比设计,1.配制强度：fcu,0fcu,ktfcu,k+1.64530+1.6455.0=38.2(MPa)其中5.0MPa,初步配合比,3.确定mwSL=3550mm，碎石Dmax=31.5mm查表6-20(P116):mw185kg,2.计算W/C,W/C=0.46(W/C)max,查表6-26(P133),38.2=0.53*1.12*32.5(c/w-0.2),通过试验来确定或根据施工要求的流动性及骨料的品种与规格来选择。,4.计算mc,5.确定s由W/C0.42，Dmax=31.5mm碎石，中砂偏细，查表6-21(P118)：s33。,mc=mw/(w/c)=185/0.46=402kg,混凝土的砂率选用表（%）,普通混凝土配合比设计,本表适用中砂，对细砂或粗砂，可相应地减少或增大砂率本表适用于坍落度为1060mm的混凝土。大于60mm的混凝土砂率可按试验确定或按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整。坍落度小于10mm的混凝土砂率，应通过试验确定。,6.计算ms、mg,因未掺引气型外加剂，含气量取1。,解此方程组得ms598kg、mg1214kg,(1)体积法,(2)体积密度法,假定混凝土体积密度0h=2350-2450kg/m3,解此方程组得ms597kg、mg1211kg,1.计算15L混凝土拌合物各材料用量C15=6.03kgW15=2.78kgS15=8.97kgG15=18.21kg2.和易性调整：测坍落度，观察粘聚性和保水性。(1)测SL=20mm,粘聚性和保水性合格调整原则：W/C不变，加C和W(增加5%)，再拌测SL=35mm，且粘、保性合格。C拌6.03(1+5%)6.33kgS拌8.97kgW拌2.78(1+5%)2.92kgG拌=18.21kg。(2)如果SL50mm,s不变，增加S和G，至合格。(3)如果SL(3550)mm,且粘、保性合格,则往下进行。,调整和易性，校核强度，确定经济合理的实验室配合比,3.强度校核,f28,C/W,绘制C/W-f28关系图。fcu.o33.2MPa对应C/W=2.10C佳2.10*2.926.13(kg)并测拌合物体积密度0h2390kg/m3,6.13+8.97+18.21+2.9236.23(kg),2.02.22.4,443834,实验室配合比：,C施=C实=404kgS施=S实(1+a%)=592(13%)=610kgG施=G实(1+b%)=1201(1+1%)=1213kgW施=W实-S实a-G实b=193-592*3%-1201*1%=163kg,施工配合比：,第7节混凝土变形,非荷载作用下的变形化学变形由于水泥水化产物的体积小于反应物(水泥与水)的体积，导致混凝土收缩，称化学收缩(不可恢复)。一般40d内趋向稳定，一般对混凝土结构没有破坏作用。自收缩水化消耗水分，使混凝土内部的相对湿度降低，造成毛细孔、凝胶孔的液面弯曲，体积减小，产生所谓的自干缩现象。1d可达28d自收缩值的50%60%。早期强度高、水化快、水胶比小、早强剂、促凝剂都会加剧混凝土的早期自收缩。,混凝土主要技术性质,塑性变形混凝土硬化前因表面水分蒸发而引起的收缩。在表面产生很大的湿度梯度，从而导致混凝土表面开裂。高强和高性能混凝土非常容易发生塑性开裂。若混凝土拌合料泌水严重则可引起混凝土产生整体沉降，称塑性沉降。,混凝土主要技术性质,干湿变形（水分变化）1.干缩：水泥石内吸附水和毛细孔水蒸发时，会引起凝胶体紧缩和毛细孔负压，而使混凝土产生收缩。2.湿胀：混凝土吸湿使毛细孔负压减小或消失产生膨胀。,混凝土主要技术性质,4.影响因素：水泥、w/c(w1%，干缩2%3%)、骨料、养护条件,3.干缩湿胀不可逆（30%50%）湿胀无害，干缩开裂。结构设计：0.150.20mm/m,温度变形1.大体积混凝土在凝结硬化初期，混凝土内外温差很大，可达4050以上，导致混凝土表面开裂；2.热胀冷缩变形混凝土热膨胀系数：0.01mm/.m。3.措施(1)低热水泥，降低水泥用量，掺缓凝剂(2)人工降温(3)设温度钢筋或伸缩缝,混凝土主要技术性质,荷载作用下的变形,弹塑性变形水泥混凝土：非均质材料，属于弹塑性体；外力作用下：弹性变形+塑性变形。,混凝土主要技术性质,混凝土的弹性模量E=0.4fcp/，E=(1.753.60)104MPa。,徐变混凝土在长期恒载作用下，沿作用力方向随时间而产生的塑性变形。,混凝土主要技术性质,产生原因：水泥石中凝胶的粘性流动，并向毛细孔中移动；凝胶体内的吸附水在荷载作用下向毛细孔迁移。影响因素：水泥用量与水灰比骨料的弹性模量、规格与质量养护湿度与龄期作用：可降低混凝土、钢筋混凝土中的应力集中程度对大体积混凝土可降低或消除温度应力在预应力混凝土中，使预应力损失,第8节混凝土耐久性,抗渗性抗冻性抗侵蚀性碱-集料反应碳化1.过程：CO2+CHCaCO3+H2.作用：(1)碱度，钢锈。(2)收缩，混凝土表面产生微裂纹；(3)CaCO3使强度；另外，收缩强度。总体来讲，碳化对混凝土弊大于利。,混凝土主要技术性质,3.碳化特征方程(在非侵蚀性介质的正常条件下)(1)碳化基本方程：D=At1/2D-碳化深度，t-碳化龄期，dA-碳化速度系数，普通混凝土2.32，轻混凝土4.18表示在综合条件下，混凝土碳化的平均特征值，不能表示某种因素作用下混凝土碳化特征值，实用价值差。(2)多系数方程：D=b1b2b3At1/2多系数方程由基本方程和若干个系数组成，反映了几种主要因素对D的影响，具有实用价值。,4.影响混凝土碳化速度的因素(1)CO2浓度(2)湿度湿度(5070)%时,碳化最快(3)水泥品种(4)水灰比(5)骨料的质量(6)养护(7)外加剂掺减水剂和引气剂，明显降低碳化速度。,5.提高混凝土耐久性的措施合理选择水泥。控制W/C和C(最大水灰比和最小水泥用量)质量、级配合格的骨料掺外加剂保证施工质量，加强养护,混凝土主要技术性质,设计使用年限为50年的混凝土结构的耐久性基本要求（GB500102010）,注:1.氯离子含量系指其占胶凝材料总量的百分比；2.预应力构件混凝上中的最大氯离子含量为0.05；最低混凝上强度等级应按表中的规定提高两个等级；3.素混凝上构件的水胶比及最低强度等级的要求可适当放松；4.有可靠工程经验时，二类环境中的最低混凝上强度等级可降低一个等级；5.处于严寒和寒冷地区二b、二a类环境中的混凝上应使用引气剂，并可采用括号中的有关参数；6.当使用非碱活性骨料时，对混凝上中的碱含量可不作限制。,一、外加剂分类改善混凝土拌合物流变性能；（减水剂、引气剂、泵送剂）调节混凝土凝结时间；（缓凝剂、早强剂、速凝剂）改善混凝土耐久性；（引气剂、防水剂、阻锈剂）改善混凝土其它性能。（加气剂、膨胀剂、防冻剂）,第9节混凝土外加剂,在拌制混凝土过程中掺入的(一般5水泥重)，用以改善混凝土性能的物质。包括无机和有机两大类。,1.减水剂（塑化剂）在保持混凝土拌合物和易性不变条件下，具有减水及增强作用的外加剂。(1)表面活性剂显著降低液体表面张力或二相间界面张力的物质。具有湿润、分散、乳化、润滑、起泡等作用。溶于水后可定向排列于液体表面或两相界面上，从而显著降低表面张力或界面张力。(2)表面活性剂分子组成：憎水基基团和亲水基基团。增水性表面活性剂：憎水基较强；亲水性表面活性剂：亲水基较强；,二、常用混凝土外加剂,亲水基团能否在水中电离分为：离子型（阴离子型、阳离子型和两性型）非离子型。,(3)亲水性表面活性剂类型,（4）减水剂的作用机理(减水机理),水泥加水拌合后，由于水泥颗粒及水化产物间的吸附作用，会形成絮凝结构。絮凝结构中包裹着部分拌合水，没有起到提高流动性的作用。减水剂作用：(1)表面活性剂降低了水的表面张力和水与水泥颗粒间的界面张力，水泥颗粒更易于润湿和分散；(2)水泥颗粒表面带有同性电荷，产生斥力，破坏了絮凝结构，释放出被包裹着的水；(3)减水剂的亲水基又吸附了大量极性水分子，增加了水泥颗粒表面溶剂化水膜的厚度，润滑作用增强，使水泥颗粒间易于滑动；,（5）常用减水剂,能提高混凝土早期强度并对后期强度无显著影响的外加剂。（1）早强剂的早强机理绝大多数早强剂由于参与水泥的水化反应，可快速生成大量难溶性复盐，且可促使水泥自身水化加速。复盐的生成及水化产物的增多，使水泥浆中固体物质的比例增大，加速了水泥石结构的形成，因而凝结硬化快，早期强度高。,2.早强剂,（2）常用早强剂,（1）定义在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡(0.051.0)mm，以减少混凝土拌合物泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性的外加剂，属憎水性表面活性剂。（2）品种：松香热聚物、松香皂，烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠等。,3.引气剂,0.51.5/万含气量：3%6%，显著改善粘聚性和保水性，减水8%10%，提高抗冻性16倍，提高抗渗性1倍。含气量增加1%，混凝土强度下降约3%5%（不减水时）。（4）作用提高和易性；气泡的“滚珠轴承”的润滑作用改善孔结构，提高抗冻性和抗渗性f、E,（3）掺量,4.其它品种外加剂缓凝剂、速凝剂、防冻剂、阻锈剂、膨胀剂、防水剂、泵送剂等。,普通混凝土的组成材料,第10节混凝土掺合料,配制混凝土时，掺加到混凝土中的磨细矿物材料。一、掺合料的作用取代部分水泥、降低水化热与混凝土成本，改善和易性，提高混凝土的强度与耐久性等，其经济、技术及社会效益十分显著。,普通混凝土的组成材料,粉煤灰的质量要求,二、常用的活性的掺合料,普通混凝土的组成材料,（一）粉煤灰1.分类(1)按CaO含量：高钙灰(15%),低钙灰(15%)(2)按排灰方式：干排灰，湿排灰(3)按细度质量：、级,注：需水量比是30粉煤灰取代的硅酸盐水泥与未取代的硅酸盐水泥拌制的胶砂达到相同流动度时的加水量之比。,(1)活性效应粉煤灰属于活性矿物材料，因而对混凝土的强度有增进作用，特别是对后期强度有较大的增进作用。(2)形态效应粉煤灰大多为球状玻璃体微珠，在混凝土中可以减少内摩擦力，提高拌合物的流动性或减少用水量。(3)微骨料效应粉煤灰微珠还可填充水泥石中的孔隙与毛细孔，改善混凝土的孔结构和增大混凝土的密实度，提高混凝土的耐久性。,2.粉煤灰的作用,3.粉煤灰掺量,普通混凝土的组成材料,(1)等量取代法粉煤灰等量取代水泥，配制超强或大体积混凝土。(2)超量取代法粉煤灰等量取代水泥，超量部分取代细骨料。目的是增加胶凝材料的数量，以补偿粉煤灰取代水泥造成的混凝土强度降低。超量系数：,(3)外加法在水泥不变，掺入一定量的粉煤灰，主要用于改善混凝土拌合物的和易性。,4.粉煤灰掺加方法,适用：各类结构用的混凝土；尤其适用：泵送混凝土大体积混凝土抗渗混凝土抗硫酸盐与抗软水侵蚀的混凝土蒸养混凝土轻骨料混凝土地下与水下工程混凝土压浆混凝土及碾压混凝土。,普通混凝土的组成材料,5.粉煤灰应用,硅灰为电弧炉冶炼硅铁合金等时的副产品，是石英在2000下被还原成Si、SiO气体，冷却中又被氧化成SiO2(主要是非晶态的)的极微细颗粒，活性极高。1、硅灰的物理性质粒径0.10.2m，比表面积2000025000m2/kgSiO2含量80%。,普通混凝土的组成材料,（二）硅灰(硅粉),效果远高于粉煤灰，大幅提高混凝土的强度、抗冻性、抗渗性、抗侵蚀性，明显抑制碱-骨料反应，降低水化热，还可提高混凝土早期强度（由于硅灰的活性极高，即使在早期也会与氢氧化钙发生水化反应）3.硅灰应用一般取代水泥量为5%15%；当超过20%时，流动性，须同时掺加减水剂；用硅灰和高效减水剂可配制出100MPa的高强混凝土；硅灰价高，只用于高强、超高强、高耐久性混凝土。,普通混凝土的组成材料,2.硅灰作用,1.磨细矿渣成分除活性SiO2和Al2O3外，还有部分-C2S，因而具有较高的活性，掺量与效果均高于粉煤灰。2.磨细矿渣作用（10%70%）对流动性影响不大，可明显降低混凝土的温升。细度较低时，随掺量的增大泌水量增大。对混凝土的干缩影响不大，但超细矿渣会加大混凝土的塑性开裂。磨细矿渣的适用范围与粉煤灰基本相同，但掺量更高。其它掺合料磨细沸石粉和磨细硅质页岩：效果优于粉煤灰，掺量10%20%，掺量大时流动性显著降低。磨细自燃煤矸石，效果与掺量均低于粉煤灰,普通混凝土的组成材料,（三）磨细粒化高炉矿渣(磨细矿渣或矿渣粉，代号S),第11节轻混凝土,定义：干体积密度od1950kg/m3的混凝土。分类：(1)轻集料混凝土：轻粗+轻砂(或普砂)+水泥+水,od1950kg/m3的混凝土包括：全轻混凝土细集料为轻砂砂轻混凝土细集料全部或部分普砂(2)多孔混凝土：内均布大量细小气孔而不含集料的混凝土。孔隙率可达85%。(3)大孔混凝土：粒径相近轻粗+水泥+水包括：无砂大孔混凝土(不用砂)少砂大孔混凝土(加入少量砂),轻集料混凝土的按用途分类（JGJ51-2002）,一、轻集料混凝土。,轻粗集料：粒径5mm，od1000kg/m3轻细集料：粒径5mm，od1200kg/m31.轻集料的分类按来源分类(1)天然轻集料:天然多孔岩石经加工而成。如浮石、火山渣及其砂。(2)人工轻集料:以地方材料、工业废料为原料加工而成。如粉煤灰陶粒、自然煤矸石、炉渣及其轻砂；页岩陶粒、粘土陶粒、胀珍珠岩及其轻砂。,(一)轻集料,按粒型分类：(1)圆球型:原材料经造粒工艺加工而成呈球状的。如粉煤灰陶粒。(2)普通型:原材料经破碎加工而成的呈非圆球状的。如页岩陶粒、膨胀珍珠岩。(3)碎石型:天然轻集料经破碎加工而成的呈碎石状的轻集料。如浮石、自然煤矸石和炉渣。,(1)最大粒径与级配a.粒径，强度，因此：保温及结构保温轻集料混凝土：Dmax40mm；结构轻集料混凝土：Dmax20mm。b.级配:自然级配的空隙率50%，轻砂细度模数4(2)密度等级：根据轻集料的绝干堆积密度分轻粗集料：2001000九个密度等级，轻细集料：5001200八个密度等级。,2.轻集料技术要求,a.筒压强度将粒径1020mm干料装入115100mm承压筒内，压入20mm的压力值/承压面积(100cm2)。筒压强度不能反映轻集料在混