土木工程材料混凝土

1、2021/3/231 2021/3/232 什么是混凝土什么是混凝土? 胶凝材料胶凝材料 水水 粗、细集料粗、细集料 外加剂外加剂 适当适当 比例比例 水泥水泥 砂、石砂、石 有一定强度有一定强度的人造石材的人造石材 2021/3/233 2021/3/234 4.1 4.1 混凝土概述混凝土概述 4.2 4.2 普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料 4.3 4.3 新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性 4.4 4.4 硬化混凝土的强度硬化混凝土的强度 4.5 4.5 硬化混凝土的耐久性硬化混凝土的耐久性 4.6 4.6 硬化混凝土的变形性硬化混凝土的变形性 4.7 4.7 混凝土的质量控

2、制与强度评定混凝土的质量控制与强度评定 4.8 4.8 普通混凝土的配合比设计普通混凝土的配合比设计 4.9 4.9 其他种类混凝土其他种类混凝土 2021/3/235 1.1.优点优点 q 抗压强度高抗压强度高 q 根据不同要求配制各种不同性质的混凝土根据不同要求配制各种不同性质的混凝土 q 在凝结前具有良好的可塑性在凝结前具有良好的可塑性 q 水泥混凝土与钢筋有牢固的粘结力水泥混凝土与钢筋有牢固的粘结力 q 符合就地取材和经济性原则符合就地取材和经济性原则 2021/3/236 2.2.缺点缺点 q 抗拉强度小抗拉强度小 q 自重大自重大 q 结硬前需要较长时间的养护结硬前需要较长时间的养

3、护 2021/3/237 3.3.分类分类 q 按胶结材料分按胶结材料分 水泥混凝土水泥混凝土 沥青混凝土、沥青混凝土、 聚合物混凝土、聚合物混凝土、 水玻璃混凝土、水玻璃混凝土、 石膏混凝土等石膏混凝土等 2021/3/238 3.3.分类分类 q 按表观密度分按表观密度分 重混凝土重混凝土:2600kg/m3 普通混凝土普通混凝土:20002500kg/m3 轻混凝土轻混凝土: 01900kg/m3 2021/3/239 3.3.分类分类 q 按施工工艺分按施工工艺分 泵送混凝土、泵送混凝土、 喷射混凝土、喷射混凝土、 真空脱水混凝土、真空脱水混凝土、 碾压混凝土、碾压混凝土、 压力灌浆混

4、凝土、压力灌浆混凝土、 热拌混凝土等热拌混凝土等 2021/3/2310 3.3.分类分类 q 按用途分按用途分 防水混凝土防水混凝土 防辐射混凝土、防辐射混凝土、 耐酸混凝土、耐酸混凝土、 耐火混凝土等耐火混凝土等、 2021/3/2311 3.3.分类分类 q 按掺合料分按掺合料分 粉煤灰混凝土粉煤灰混凝土 硅灰混凝土、硅灰混凝土、 高炉矿渣混凝土、高炉矿渣混凝土、 纤维混凝土纤维混凝土 2021/3/2312 3.3.分类分类 q 按抗压强度分按抗压强度分 低强混凝土低强混凝土,抗压强度小于抗压强度小于20MPa 中强混凝土中强混凝土,强度强度2060MPa 高强混凝土高强混凝土,强度大

5、于强度大于60MPa 超高强混凝土超高强混凝土,强度大于强度大于100MPa 2021/3/2313 3.3.分类分类 q 按水泥用量分按水泥用量分 贫水泥混凝土贫水泥混凝土 富水泥混凝土富水泥混凝土、 2021/3/2314 4.4.普通混凝土组成普通混凝土组成 水泥、水泥、 粗骨料（粒径大于粗骨料（粒径大于5mm,即石子）、即石子）、 细骨料（粒径小于细骨料（粒径小于5mm,即砂子）即砂子） 、 水、掺合料、水、掺合料、 外加剂外加剂 干表观密度干表观密度19002500kg/m3 2021/3/2315 5.5.普通混凝土的工艺过程普通混凝土的工艺过程 按规定配合比设计各组成材料按规定配

6、合比设计各组成材料 均匀搅拌均匀搅拌 运送到工作平面运送到工作平面 浇注振捣浇注振捣 养护养护 2021/3/2316 6.6.普通混凝土的工作过程普通混凝土的工作过程 砂、石起到骨架作用砂、石起到骨架作用 水泥和水组成水泥浆水泥和水组成水泥浆,包裹骨料填充空隙包裹骨料填充空隙 拌和后拌和后,水泥浆使混凝土具有流动性水泥浆使混凝土具有流动性 硬化后硬化后,水泥浆起胶结作用水泥浆起胶结作用,把砂、石胶结为把砂、石胶结为 整体整体,成为坚硬的人造石材成为坚硬的人造石材 2021/3/2317 模板模板 2021/3/2318喷射混凝土喷射混凝土 2021/3/2319 真空脱水真空脱水 2021/

7、3/2320 水下浇注混凝土水下浇注混凝土 2021/3/2321振捣振捣 2021/3/2322 滑模技术滑模技术 2021/3/2323 中环广场中环广场:香港香港 1992年建成年建成 建筑高度建筑高度:309 / 374 米米 层数层数: 78 建成之时是亚洲最高的建成之时是亚洲最高的 建筑又同时是当时全球建筑又同时是当时全球 最高的混凝土工程最高的混凝土工程 2021/3/2324 中信广场中信广场:广州广州 建筑高度建筑高度:322 / 391 米米 层数层数: 80 竣工年份竣工年份:1997 建成时建成时,世界最高的钢筋世界最高的钢筋 混凝土建筑物混凝土建筑物 2021/3/2

8、325 柳京大旅馆柳京大旅馆:平壤平壤 建筑高度建筑高度:300 米米 层数层数: 105 竣工年份竣工年份:1998 2021/3/2326 慎行广场慎行广场2号大厦号大厦: 芝加哥芝加哥 建筑高度建筑高度:279 / 303 米米 层数层数: 64 竣工年份竣工年份:1990 2021/3/2327 南瓦克尔大道南瓦克尔大道311号大厦号大厦 芝加哥芝加哥 建筑高度建筑高度:293 米米 层数层数: 65 竣工年份竣工年份:1990 当时为全世界第当时为全世界第3栋最高栋最高 的混凝土框架建筑的混凝土框架建筑 2021/3/2328 国家银行合作中心所在国家银行合作中心所在 夏洛特夏洛特

9、建筑高度建筑高度:266 米米 层数层数: 60 竣工年份竣工年份:1992 2021/3/2329 太阳信托大厦所在城市太阳信托大厦所在城市:亚亚 特兰大特兰大 建筑高度建筑高度:265 / 275 米米 层数层数: 60 竣工年份竣工年份:1992 2021/3/2330 水塔大厦水塔大厦:芝加哥芝加哥 建筑高度建筑高度:262 米米 层数层数: 74 竣工年份竣工年份:1976 2021/3/2331 市场大厦市场大厦:墨尔墨尔本本 建筑高度建筑高度:251 米米 层数层数: 63 竣工年份竣工年份:1986 2021/3/2332 混凝土材料学概论混凝土材料学概论徐定华徐定华 中国标准

10、出版社中国标准出版社 高性能混凝土高性能混凝土吴中传吴中传 铁道出版社铁道出版社 高性能混凝土的配制与应用高性能混凝土的配制与应用张明征张明征 中国计划出版社中国计划出版社 水泥混凝土组成性能应用水泥混凝土组成性能应用汪澜汪澜 中国建材工业中国建材工业 2021/3/2333 水泥水泥+ +水水水泥桨水泥桨 水泥浆砂水泥浆砂水泥砂浆水泥砂浆 水泥砂浆石子水泥砂浆石子混凝土混凝土 2021/3/2334 2021/3/2335 水泥水泥 骨料骨料 水水 外加剂外加剂 掺和料掺和料 2021/3/2336 水泥品种的选择水泥品种的选择 1. 水泥水泥 水泥品种的选择主要根据水泥品种的选择主要根据、

11、 及及确定确定 2021/3/2337 水泥强度等级的选择水泥强度等级的选择 1. 水泥水泥 通常通常,配制一般混凝土时配制一般混凝土时,水泥强度为混凝土水泥强度为混凝土 抗压强度的抗压强度的1.52.0倍倍 配制高强度泥凝土时配制高强度泥凝土时,为混凝土抗压强度的为混凝土抗压强度的 0.91.5倍倍 随着混凝土强度等级不断提高随着混凝土强度等级不断提高,以及采用了新的工艺以及采用了新的工艺 和外加剂和外加剂,高强度和高性能混凝土并不受此比例的约束高强度和高性能混凝土并不受此比例的约束 2021/3/2338 1. 水泥水泥 若水泥标号过低时若水泥标号过低时, ,为满足强度要求必然为满足强度要

12、求必然 使水泥用量过大使水泥用量过大, ,不够经济不够经济; ; 若水泥标号过高时若水泥标号过高时, ,较少的水泥用量就可较少的水泥用量就可 以满足混凝土强度的要求以满足混凝土强度的要求.,.,但往往不能满但往往不能满 足混凝土拌和物足混凝土拌和物和易性和易性和混凝土耐久性的和混凝土耐久性的 要求要求, ,为保证这些性质为保证这些性质, ,还必须再增加水泥还必须再增加水泥, , 因而也不经济因而也不经济 2021/3/2339 细骨料细骨料 粗骨料粗骨料 骨料的技术性质骨料的技术性质 2. 骨料骨料 骨料（也称集料）总体积占混凝土体积的骨料（也称集料）总体积占混凝土体积的60 80,按粒径大小

13、分为按粒径大小分为和和 2021/3/2340 粒径粒径5.0 mm以下的骨料称为细骨料以下的骨料称为细骨料,俗称俗称砂砂 2.1 细骨料细骨料 天然砂天然砂:长期风化长期风化, ,河砂、湖砂、海砂、山砂河砂、湖砂、海砂、山砂 人工砂人工砂:轧碎而成轧碎而成 2021/3/2341 粒径大于粒径大于5.0 mm的骨料称为粗骨料的骨料称为粗骨料,俗称石俗称石 2.2 粗骨料粗骨料 2021/3/2342 1) 颗粒级配及粗细程度颗粒级配及粗细程度 2) 颗粒形态和表面特征颗粒形态和表面特征 3) 强度强度 4) 坚固性坚固性 5) 含泥量、泥块含量及含水率含泥量、泥块含量及含水率 6) 有害物质

14、有害物质 7) 碱集料反应碱集料反应 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 2021/3/2343 1) 颗粒级配及粗细程度颗粒级配及粗细程度 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 颗粒级配颗粒级配是指粒径大小不同的集料相互搭配的情况是指粒径大小不同的集料相互搭配的情况 2021/3/2344 1) 颗粒级配及粗细程度颗粒级配及粗细程度 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 颗粒级配颗粒级配是指粒径大小不同的集料相互搭配的情况是指粒径大小不同的集料相互搭配的情况 良好的级配应当能使骨料的良好的级配应当能使骨料的空隙率和总表面积空隙率和总表面积 均较小均较小,从而不仅使所需从而不仅使所需水泥浆量

15、较少水泥浆量较少,而且而且 还可以提高混凝土的还可以提高混凝土的密实度、强度及其它性能密实度、强度及其它性能 国家标准国家标准GB/T 146842001建筑用砂建筑用砂 国家标准国家标准GB/T 146852001建筑用卵石、碎石建筑用卵石、碎石 2021/3/2345 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 砂的砂的颗粒级配筛分法颗粒级配筛分法 筛孔尺寸筛孔尺寸 mm 分计筛余分计筛余,%累计筛余累计筛余,% 5.00 2.50 1.25 0.630 0.315 0.160 a1=(m1/ms)*100% a2=(m2/ms)*100% a3=(m3/ms)*100% a4=(m4/ms)*

16、100% a5=(m5/ms)*100% a6=(m6/ms)*100% A1=a1 A2=a1+ a2 A3=a1+ a2+ a3 A4=a1+ a2+ a3+ a4 A5=a1+ a2+ a3+ a4+ a5 A6=a1+ a2+ a3+ a4+ a5+ a6 2021/3/2346 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 砂的砂的颗粒级配级配区（颗粒级配级配区（累计筛余累计筛余） 区区区区 10.000 5.00100100 2.50355150 1.256535250 0.63085714016 0.31595808555 0.1601009010090 2021/3/2347 2.3

17、骨料的技术性质骨料的技术性质 砂的砂的颗粒级配颗粒级配 级配区级配区 II区为中砂区为中砂,粗细适宜粗细适宜,级配最好级配最好,配制混凝土宜配制混凝土宜 选用选用 I区砂偏粗区砂偏粗,保水性差保水性差,为满足混凝土的和易性为满足混凝土的和易性, 应提高砂率应提高砂率,并保持足够的水泥用量并保持足够的水泥用量,宜配制水泥宜配制水泥 用量较多或大流动性混凝土用量较多或大流动性混凝土 III区砂偏细区砂偏细,保水性好保水性好,但干硬后干缩较大但干硬后干缩较大,表面表面 易产生裂缝易产生裂缝,宜适当降低砂率宜适当降低砂率,以保证混凝土强度以保证混凝土强度 2021/3/2348 2.3 骨料的技术性质

18、骨料的技术性质 砂的砂的颗粒级配筛分试验颗粒级配筛分试验 2021/3/2349 砂的砂的粗细程度粗细程度 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 粗细程度粗细程度是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小 Mx3.7 特粗砂特粗砂;Mx=3.13.7粗砂粗砂; Mx=3.02.3中砂中砂; Mx=2.21.6细砂细砂;Mx=1.50.7特细砂。特细砂。 2021/3/2350 石子石子颗粒级配及粗细程度颗粒级配及粗细程度 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 2021/3/2351 石子石子最大粒径限值最大粒径限值 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 混凝土用粗

19、骨料的最大粒径不得大于结构截面最混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最 小尺寸的小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋最小净距的同时不得大于钢筋最小净距的3/4; 对于混凝土实心板对于混凝土实心板,可允许采用最大粒径达可允许采用最大粒径达1/2板板 厚的骨料厚的骨料,但最大粒径不得超过但最大粒径不得超过50mm; 对泵送混凝土对泵送混凝土,碎石最大粒径与输送管内径之比碎石最大粒径与输送管内径之比, 宜小于或等于宜小于或等于1:3,卵石宜小于或等于卵石宜小于或等于1:2.5 2021/3/2352 2) 石子石子颗粒形态和表面特征颗粒形态和表面特征 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 碎石碎石:

20、颗粒有棱角颗粒有棱角,表面粗糙表面粗糙,与水泥粘接较好但混与水泥粘接较好但混 凝土拌合物和易性较差。凝土拌合物和易性较差。 卵石卵石:颗粒表面光滑颗粒表面光滑,拌制的混凝土和易性较好拌制的混凝土和易性较好,但但 混凝土强度较低。混凝土强度较低。 2021/3/2353 2) 石子石子颗粒形态和表面特征颗粒形态和表面特征 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 石子中的针状颗粒石子中的针状颗粒:长度大于该颗粒所属粒长度大于该颗粒所属粒 级平均粒径的级平均粒径的2.4倍倍 石子中的片状颗粒石子中的片状颗粒:厚度小于平均粒径的厚度小于平均粒径的0.4 倍倍。 2021/3/2354 【分析分析】图中图

21、中A、B、C三种石子的形状有何差别三种石子的形状有何差别,分析其对拌分析其对拌 制混凝土性能会有哪些影响。制混凝土性能会有哪些影响。 A、 B、 C A针片状颗粒含量较多。此针片状的碎石过多针片状颗粒含量较多。此针片状的碎石过多,表面积大表面积大,不仅会不仅会 影响混凝土和易性影响混凝土和易性,还会影响强度。还会影响强度。 B表面较粗糙表面较粗糙,多棱角多棱角,比表面积较比表面积较A小小,拌制混凝土时的性能优于拌制混凝土时的性能优于 A。 C为卵石为卵石,表面光滑、少棱角表面光滑、少棱角,空隙率及表面积较小。故拌制混凝空隙率及表面积较小。故拌制混凝 土时所需水泥量较小。混凝土拌和物和易性较好。

22、但卵石与水土时所需水泥量较小。混凝土拌和物和易性较好。但卵石与水 泥石粘结力会较差。在相同条件下泥石粘结力会较差。在相同条件下,混凝土强度较低混凝土强度较低 2021/3/2355 强度强度 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 粗集料在水泥混凝土中起骨架作用粗集料在水泥混凝土中起骨架作用,应具有一定的强度应具有一定的强度 碎石碎石:抗压强度、压碎指标抗压强度、压碎指标 卵石卵石:压碎指标压碎指标 2021/3/2356 强度强度 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 抗压强度测定方法抗压强度测定方法:50mm立方体母岩在饱水立方体母岩在饱水 状态下（水中浸泡状态下（水中浸泡48h）的极限抗压

23、强度值）的极限抗压强度值 C60才检验才检验 压碎指标测定方法压碎指标测定方法:气干状态的气干状态的1020mm石石 子装入标准筒中子装入标准筒中,加荷至加荷至200kN(35min),用用 2.5mm筛筛除筛筛除 2021/3/2357 4) 坚固性坚固性 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 坚固性是坚固性是指骨料在自然风化和其它外界物理化学因指骨料在自然风化和其它外界物理化学因 素作用下抵抗破裂的能力素作用下抵抗破裂的能力 自然因素包括温度变化、干湿变化和自然因素包括温度变化、干湿变化和冻融循环冻融循环等等 常以抗冻性作为坚固性的衡量指标。一般采用直接常以抗冻性作为坚固性的衡量指标。一般

24、采用直接 冻融法和硫酸盐浸泡法测定集料的坚固性。冻融法和硫酸盐浸泡法测定集料的坚固性。 由于硫酸盐浸泡法简易、快捷由于硫酸盐浸泡法简易、快捷,通常采用硫酸钠通常采用硫酸钠 溶液法检验集料的坚固性溶液法检验集料的坚固性 2021/3/2358 5) 含泥量、泥块含量及含水率含泥量、泥块含量及含水率 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 泥及泥块含量泥及泥块含量 v 含泥量含泥量:粒径粒径1.25mm,经水洗粒径经水洗粒径 5mm,经水洗粒径经水洗粒径2.5mm v 危害危害:泥颗粒粘附于骨料表面泥颗粒粘附于骨料表面,防碍水泥石与骨料的防碍水泥石与骨料的 粘结粘结,降低混凝土降低混凝土强度强度,还

25、会增加还会增加拌和水量拌和水量,加大混凝土加大混凝土 的的干缩干缩,降低降低抗渗性抗渗性和和抗冻性抗冻性 2021/3/2359 5) 含泥量、泥块含量及含水率含泥量、泥块含量及含水率 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 含水率含水率 在设计混凝土配合比时在设计混凝土配合比时,一般以干燥骨料为基准一般以干燥骨料为基准, 而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。 2021/3/2360 6) 有害物质有害物质 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 有机物、硫化物、硫酸盐、氯化物、云母及轻物质有机物、硫化物、硫酸盐、氯化物、云母及轻物质 硫化物、硫酸盐

26、、有机物及云母等对水泥石有腐蚀硫化物、硫酸盐、有机物及云母等对水泥石有腐蚀 作用作用,会降低混凝土的耐久性会降低混凝土的耐久性 v 云母及轻物质云母及轻物质:强度低强度低,与水泥石黏结不牢与水泥石黏结不牢,因因 而会降低混凝土强度及耐久性而会降低混凝土强度及耐久性 v氯离子对钢筋有腐蚀作用氯离子对钢筋有腐蚀作用,对预应力混凝土对预应力混凝土,则则 不宜用海砂不宜用海砂 2021/3/2361 【工程实例工程实例】 某中学一栋教学楼某中学一栋教学楼,在结构完工在结构完工,进行屋面施工时进行屋面施工时,屋面局部屋面局部 倒塌。经审查设计倒塌。经审查设计,未发现任何问题。对施工方面审查发现未发现任何

27、问题。对施工方面审查发现: 所设计为所设计为C20的混凝土的混凝土,施工时未留试块施工时未留试块,事后鉴定其强度事后鉴定其强度 仅仅C7.5左右左右,在断口处可清楚看出砂石未洗净在断口处可清楚看出砂石未洗净,骨料中混有鸽蛋骨料中混有鸽蛋 大小的粘土块粒和树叶等杂质。此外梁主筋偏于一侧大小的粘土块粒和树叶等杂质。此外梁主筋偏于一侧,梁的受梁的受 拉区拉区1/3宽度内几乎无钢筋。宽度内几乎无钢筋。 集料的杂质对混凝土强度有重大的影响集料的杂质对混凝土强度有重大的影响,必须严格控制必须严格控制 杂质含量。树叶等杂质固然会影响混凝土的强度杂质含量。树叶等杂质固然会影响混凝土的强度,而泥而泥 黏附在骨料

28、的表面黏附在骨料的表面,防碍水泥石与骨料的黏结防碍水泥石与骨料的黏结,降低混凝降低混凝 土强度土强度,还会增加拌和水量还会增加拌和水量,加大混凝土的干缩加大混凝土的干缩,降低抗降低抗 渗性和抗冻性。泥块对混凝土性质的影响严重。渗性和抗冻性。泥块对混凝土性质的影响严重。 分析分析: 2021/3/2362 7) 碱集料反应碱集料反应 2.3 骨料的技术性质骨料的技术性质 碱集料反应是指碱集料反应是指等混凝土构成物等混凝土构成物 及环境中的碱与集料中及环境中的碱与集料中在潮湿环境在潮湿环境 下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的 2021/3/2363 3. 水水 PH值

29、小于值小于4、硫酸盐含量大于、硫酸盐含量大于1%、含有油脂或、含有油脂或 含糖的水含糖的水 海水不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土海水不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土, 可拌制素混凝土可拌制素混凝土,但不得用于拌制有饰面要求的混但不得用于拌制有饰面要求的混 凝土凝土 饮用水和清洁的天然水可用饮用水和清洁的天然水可用 工业废水处理后可用工业废水处理后可用 2021/3/2364 【工程实例工程实例】 某糖厂建宿舍某糖厂建宿舍,以自来水拌制混凝土以自来水拌制混凝土,浇注后用曾装浇注后用曾装 食糖的麻袋覆盖于混凝土表面食糖的麻袋覆盖于混凝土表面,再淋水养护。后发再淋水养护。后发 现该水泥混凝土

30、两天仍未凝结现该水泥混凝土两天仍未凝结,而水泥经检验无质而水泥经检验无质 量问题量问题,请分析此异常现象的原因。请分析此异常现象的原因。 由于养护水淋于曾装食糖的麻袋由于养护水淋于曾装食糖的麻袋,养护水已成糖养护水已成糖 水水,而含糖份的水对水泥的凝结有抑制作用而含糖份的水对水泥的凝结有抑制作用,故使故使 混凝土凝结异常。混凝土凝结异常。 分析分析: 2021/3/2365 4. 外加剂外加剂 改善新拌混凝土的和易性改善新拌混凝土的和易性:、泵、泵 送剂送剂 调节混凝土凝结硬化速度调节混凝土凝结硬化速度:促凝剂、促凝剂、 调节混凝土中空气含量调节混凝土中空气含量:加气剂、发气剂、泡沫加气剂、发

31、气剂、泡沫 剂、消泡剂剂、消泡剂 改善混凝土耐久性改善混凝土耐久性:防水剂、阻锈剂、防水剂、阻锈剂、 2021/3/2366 4. 外加剂外加剂 减水剂减水剂:在混凝土塌落度基本相同的条件下在混凝土塌落度基本相同的条件下,能减能减 少拌合用水量。少拌合用水量。普通减水剂普通减水剂 和和高效减水剂高效减水剂 作用作用: 提高流动性提高流动性 提高强度提高强度 节约水泥节约水泥 2021/3/2367 【工程实例工程实例】 广州某斜拉桥使用年后其中一根拉索突然坠落广州某斜拉桥使用年后其中一根拉索突然坠落,经检经检 查拉索内钢丝严重腐蚀查拉索内钢丝严重腐蚀,此是由于拉索内上部水泥浆体此是由于拉索内上

32、部水泥浆体 长时间不凝结而产生电化学腐蚀所致。见下图。工程长时间不凝结而产生电化学腐蚀所致。见下图。工程 采用采用FDN减水剂。请分析上段浆体长时间不凝结的原减水剂。请分析上段浆体长时间不凝结的原 因。因。 2021/3/2368 4. 外加剂外加剂 引气剂引气剂:在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分 布、稳定而封闭的微小气泡布、稳定而封闭的微小气泡 改善混凝土拌合物和易性改善混凝土拌合物和易性 提高抗渗性和抗冻性提高抗渗性和抗冻性 强度降低强度降低 2021/3/2369 4. 外加剂外加剂 早强剂早强剂:促进水泥的水化硬化促进水泥的水化硬化,提高早期强度提高

33、早期强度,缩短缩短 养护周期养护周期,加快施工进度加快施工进度,对其后期强度无显著影对其后期强度无显著影 响响 主要用于冬季施工和紧急抢修工程主要用于冬季施工和紧急抢修工程 2021/3/2370 4. 外加剂外加剂 缓凝剂缓凝剂:延缓混凝土凝结时间延缓混凝土凝结时间,而不显著影而不显著影 响混凝土后期强度响混凝土后期强度 夏季商品混凝土夏季商品混凝土:高温、长距离运输高温、长距离运输 大体积混凝土大体积混凝土:延长放热延长放热 分层浇筑混凝土分层浇筑混凝土:防止冷缝防止冷缝 2021/3/2371 4. 外加剂外加剂 抗冻剂抗冻剂:在规定温度下在规定温度下,能显著降低混凝土能显著降低混凝土

34、的冰点的冰点,使混凝土液相不冻结或仅部分冻结使混凝土液相不冻结或仅部分冻结, 以保证水泥的水化作用以保证水泥的水化作用,并在一定的时间内并在一定的时间内 获得预期强度的外加剂获得预期强度的外加剂 2021/3/2372 5. 掺合料掺合料 合理使用掺合料不仅可以利用工业废弃物、节省合理使用掺合料不仅可以利用工业废弃物、节省 水泥水泥,还可以改善混凝土的性能。掺合料已成为有还可以改善混凝土的性能。掺合料已成为有 发展前途的混凝土的一种组分发展前途的混凝土的一种组分 粉煤灰粉煤灰 硅粉硅粉 沸石沸石 粒化高炉矿渣粉粒化高炉矿渣粉 2021/3/2373 5. 掺合料掺合料 粉煤灰粉煤灰表面光滑的圆

35、球状颗粒表面光滑的圆球状颗粒 作为胶凝材料一部分起增强作用作为胶凝材料一部分起增强作用 用水量不变的情况下用水量不变的情况下,改善混凝土拌合物和易性改善混凝土拌合物和易性 的效应的效应,增加流动性和粘聚性增加流动性和粘聚性,还可降低水化热还可降低水化热 保持混凝土拌合物原有的和易性不变保持混凝土拌合物原有的和易性不变,则可减少则可减少 用水量用水量,起到减水的效果起到减水的效果,从而提高混凝土的密实度从而提高混凝土的密实度 和强度和强度,增强耐久性增强耐久性 2021/3/2374 5. 掺合料掺合料 硅粉硅粉 :在冶炼铁合金或工业硅时在冶炼铁合金或工业硅时,由烟道排出的硅由烟道排出的硅 蒸气

36、经收尘装置收集而得的粉尘称为硅粉蒸气经收尘装置收集而得的粉尘称为硅粉 使混凝土致密、耐磨使混凝土致密、耐磨,增强其耐久性增强其耐久性 国外国外,常用硅粉配制常用硅粉配制100MPa高强混凝土高强混凝土 2021/3/2375 5. 掺合料掺合料 沸石沸石:天然的沸石岩磨细而成的一种火山灰质铝天然的沸石岩磨细而成的一种火山灰质铝 硅酸矿物硅酸矿物 可改善混凝土和易性可改善混凝土和易性 提高混凝土强度、抗渗性和抗冻性提高混凝土强度、抗渗性和抗冻性 抑制碱骨料反应抑制碱骨料反应 主要用于配制高强混凝土、流态混凝土及泵送混主要用于配制高强混凝土、流态混凝土及泵送混 凝土。凝土。 2021/3/2376

37、 5. 掺合料掺合料 粒化高炉矿渣粉粒化高炉矿渣粉外形不规则外形不规则 可以取代水泥可以取代水泥,有较好的经济效益有较好的经济效益 显著提高和改善混凝土的综合性能显著提高和改善混凝土的综合性能,如改善和易如改善和易 性、降低水化热、提高抗腐蚀能力性、降低水化热、提高抗腐蚀能力,提高后期强度提高后期强度 用于配制高强、高性能混凝土用于配制高强、高性能混凝土,中强混凝土中强混凝土,大体大体 积混凝土积混凝土,各类地下和水下混凝土各类地下和水下混凝土 2021/3/2377 【分析分析】分别掺入细度相同的分别掺入细度相同的20粉煤灰和矿渣掺合粉煤灰和矿渣掺合 料制备硅酸盐水泥砂浆拌合料制备硅酸盐水泥

38、砂浆拌合,分析其流动性能分析其流动性能 两者的不同在于粉煤灰和矿渣的形状及表面特征的两者的不同在于粉煤灰和矿渣的形状及表面特征的 不同不同,粉煤灰颗粒多为表面光滑的圆球状颗粒粉煤灰颗粒多为表面光滑的圆球状颗粒,相对相对 于不规则形状外形的矿渣颗粒而言于不规则形状外形的矿渣颗粒而言,需要较少的水分需要较少的水分 润湿其表面润湿其表面,因而实际水与硅酸盐水泥质量比（水灰因而实际水与硅酸盐水泥质量比（水灰 比）相对较大。同时光滑的圆球状颗粒也有利于减比）相对较大。同时光滑的圆球状颗粒也有利于减 少集料之间的流动摩擦力。两者共同作用结果使得少集料之间的流动摩擦力。两者共同作用结果使得 掺粉煤灰掺合料的

39、砂浆拌合物具有更大的流动性。掺粉煤灰掺合料的砂浆拌合物具有更大的流动性。 2021/3/2378 新拌混凝土新拌混凝土水泥混凝上在尚未凝结硬化以前水泥混凝上在尚未凝结硬化以前 新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性 在一定的施工工艺及设备下在一定的施工工艺及设备下,新拌水泥混凝土新拌水泥混凝土 易于搅拌、运输、浇捣成型易于搅拌、运输、浇捣成型, 并能够形成质量均匀、密实、稳定的混凝土的性能并能够形成质量均匀、密实、稳定的混凝土的性能 工作性工作性 既是施工的要求也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证既是施工的要求也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证 2021/3/2379 1.新拌混凝土的和易性新

40、拌混凝土的和易性 1）流动性）流动性 混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下易于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、易于输送和易于充满混凝土模板地性质产生流动、易于输送和易于充满混凝土模板地性质 （1）拌合物太稠）拌合物太稠,砼难以振捣砼难以振捣,易造成内部孔隙易造成内部孔隙; （2）拌合物过稀）拌合物过稀,会分层离析会分层离析,影响砼的均匀性影响砼的均匀性 2021/3/2380 1.新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性 2）粘聚性）粘聚性 混凝土拌合物在施工过程中保持整体均匀一致的能力。粘混凝土拌合物在施工过程中保持整体均匀一致的能力。粘 聚性好可保证混凝土拌合物在输送、

41、浇灌、成型等过程中聚性好可保证混凝土拌合物在输送、浇灌、成型等过程中, 不发生分层、离析不发生分层、离析,即保证硬化后混凝土内部结构均匀即保证硬化后混凝土内部结构均匀 离析离析,通常指砂浆和粗骨料产生分离通常指砂浆和粗骨料产生分离,一般有一般有 两种类型两种类型: i. 较重的混凝土颗粒沉到新拌混凝土底部较重的混凝土颗粒沉到新拌混凝土底部; ii. 不适当的成形和振捣形成的不适当的成形和振捣形成的 2021/3/2381 1.新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性 3）保水性）保水性 混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保 证混凝

42、土拌合物在输送、成型及凝结过程中证混凝土拌合物在输送、成型及凝结过程中,不发生大的或不发生大的或 严重的泌水严重的泌水,既可避免由于泌水产生的大量的连通毛细孔隙既可避免由于泌水产生的大量的连通毛细孔隙, 又可避免由于泌水又可避免由于泌水,使水在粗骨料和钢筋下部聚积所造成的使水在粗骨料和钢筋下部聚积所造成的 界面粘结缺陷。保水性对混凝土的强度和耐久性有较大的影响界面粘结缺陷。保水性对混凝土的强度和耐久性有较大的影响 2021/3/2382 1.新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性 泌水泌水 在混凝土体积已经固定在混凝土体积已经固定,但还没有凝结之前但还没有凝结之前, 水分的向上运动。泌水是混凝土

43、离析的一种水分的向上运动。泌水是混凝土离析的一种 特殊形式。特殊形式。 最常见的泌水现象是混凝土表面产生大量的最常见的泌水现象是混凝土表面产生大量的 水。少量的泌水是正常的。水。少量的泌水是正常的。 另外另外,泌水可能通过独立或局部通道发生。泌水可能通过独立或局部通道发生。 2021/3/2383 1.新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性 混凝土拌合物的流动性越大混凝土拌合物的流动性越大,则保水性和粘聚性越差则保水性和粘聚性越差 反之亦然反之亦然 和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求 的流动性的流动性,又具有良好的粘聚性和保水性又具有良好的粘聚性和保

44、水性 不能简单地将流动性大的混凝土称之为和易性好不能简单地将流动性大的混凝土称之为和易性好 也不能认为流动性减小也不能认为流动性减小,和易性变差和易性变差 2021/3/2384 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 坍落度法坍落度法 维勃稠度法维勃稠度法 2021/3/2385 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 坍落度法坍落度法 2021/3/2386 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 坍落度法坍落度法 2021/3/2387 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 坍落度法坍落度法 坍落度法测定混凝土和易性的适用条件为坍落度法测定混凝土和易性的适用条件为: 粗骨料最大粒径粗骨

45、料最大粒径40mm 坍落度坍落度10mm 2021/3/2388 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 坍落度法坍落度法 坍落度值大小将混凝土分为四类坍落度值大小将混凝土分为四类: 大流动性混凝土大流动性混凝土:坍落度坍落度160mm 流动性混凝土流动性混凝土:坍落度坍落度100150mm 塑性混凝土塑性混凝土:坍落度坍落度5090mm;低塑低塑: 1040mm 干硬性混凝土干硬性混凝土:坍落度坍落度10mm 2021/3/2389 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 坍落度法坍落度法 粘聚性的评定方法粘聚性的评定方法: 若锥体逐渐下沉若锥体逐渐下沉,则表示粘聚性良好则表示粘聚性良好 若

46、锥体倒塌若锥体倒塌,部分崩裂或有离析现象部分崩裂或有离析现象,则粘聚性不好则粘聚性不好 保水性评定方法保水性评定方法: 如有较多稀水泥浆从底部析出如有较多稀水泥浆从底部析出,锥体部分混凝土拌合物锥体部分混凝土拌合物 也因失浆而骨料外露也因失浆而骨料外露,则表明混凝土拌合物的保水性能不则表明混凝土拌合物的保水性能不 好好 如坍落度筒提起后无稀水泥浆或仅有少量稀水泥浆自如坍落度筒提起后无稀水泥浆或仅有少量稀水泥浆自 底部析出底部析出,则表示此混凝土拌合物保水性良好则表示此混凝土拌合物保水性良好 2021/3/2390 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 维勃稠度法坍落度小于维勃稠度法坍落度小于

47、10mm的干硬性混凝土的干硬性混凝土 2021/3/2391 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 维勃稠度法维勃稠度法 坍落度法的测试原理是混凝土在自重作用下坍落坍落度法的测试原理是混凝土在自重作用下坍落 维勃稠度法则是在坍落度筒提起后维勃稠度法则是在坍落度筒提起后,施加一个振动施加一个振动 外力外力,测试混凝土在外力作用下完全填满面板所需时测试混凝土在外力作用下完全填满面板所需时 间间 时间越短时间越短,流动性越好流动性越好;时间越长时间越长,流动性越差流动性越差 2021/3/2392 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 维勃稠度法维勃稠度法 超干硬性（超干硬性（31s） 特干硬性

48、（特干硬性（3021s） 干硬性（干硬性（2011s） 半干硬性（半干硬性（105s） 2021/3/2393 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 坍落度的选择原则坍落度的选择原则 构件截面尺寸大小构件截面尺寸大小:截面尺寸大截面尺寸大,易于振捣成型易于振捣成型,坍落度适当选坍落度适当选 小些小些 钢筋疏密钢筋疏密:钢筋较密钢筋较密,则坍落度选大些则坍落度选大些 捣实方式捣实方式:人工捣实人工捣实,则坍落度选大些。机械振捣则选小些则坍落度选大些。机械振捣则选小些 运输距离运输距离:从搅拌机出口至浇捣现场运输距离较远时从搅拌机出口至浇捣现场运输距离较远时,应考虑途应考虑途 中坍落度损失中坍落

49、度损失,坍落度宜适当选大些坍落度宜适当选大些,特别是商品混凝土特别是商品混凝土 气候条件气候条件:气温高、空气相对湿度小时气温高、空气相对湿度小时,因水泥水化速度加快及因水泥水化速度加快及 水份挥发加速水份挥发加速,坍落度损失大坍落度损失大,坍落度宜选大些坍落度宜选大些 2021/3/2394 2. 和易性的测定方法和易性的测定方法 坍落度的选择原则坍落度的选择原则 结构种类结构种类坍落度坍落度/mm 基础或地面等的垫层、无配筋的大体基础或地面等的垫层、无配筋的大体 积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀 疏的结构疏的结构 1030 板、梁和大型及中型截面的柱子等板、

50、梁和大型及中型截面的柱子等3050 配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、 细柱等）细柱等） 5070 配筋特密的结构配筋特密的结构7090 泵送混凝土泵送混凝土 80180 2021/3/2395 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 单位用水量单位用水量 水泥浆用量与砂石用量之比水泥浆用量与砂石用量之比 水灰比水灰比 砂率砂率 水泥品种及细度水泥品种及细度 骨料的品种和粗细程度骨料的品种和粗细程度 外加剂外加剂 时间、气候条件时间、气候条件 2021/3/2396 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 单位用水量单位用水量是混凝土流动性的决

51、定因素单位用水量单位用水量是混凝土流动性的决定因素 用水量大用水量大,保水性和粘聚性变差保水性和粘聚性变差,易产生泌水分易产生泌水分 层离析层离析,从而影响混凝土的匀质性、强度和耐久从而影响混凝土的匀质性、强度和耐久 性性 单位用水量一旦选定单位用水量一旦选定,单位水泥用量增减单位水泥用量增减50 100kg/m3,混凝土的流动性基本保持不变混凝土的流动性基本保持不变,这一这一 规律称为规律称为固定用水量定则固定用水量定则 可通过固定用水量保证混凝土坍落度的同时可通过固定用水量保证混凝土坍落度的同时,调调 整水泥用量整水泥用量,即调整水灰比即调整水灰比,来满足强度和耐久性来满足强度和耐久性 要

52、求要求 2021/3/2397 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 水泥浆用量与砂石用量之比浆骨比水泥浆用量与砂石用量之比浆骨比 在混凝土凝结硬化之前在混凝土凝结硬化之前,水泥浆主要赋予流动性水泥浆主要赋予流动性 在混凝土凝结硬化以后在混凝土凝结硬化以后,主要赋予粘结强度主要赋予粘结强度 在水灰比一定的前提下在水灰比一定的前提下,浆骨比越大浆骨比越大,即水泥浆量越大即水泥浆量越大,混凝混凝 土流动性越大土流动性越大 调整浆骨比大小调整浆骨比大小,既可以满足流动性要求既可以满足流动性要求,又能保证良好的又能保证良好的 粘聚性和保水性粘聚性和保水性 浆骨比过大浆骨比过大,易产生流浆现象

53、易产生流浆现象,使粘聚性下降。使粘聚性下降。 浆骨比过小浆骨比过小,骨料间缺少粘结体骨料间缺少粘结体,拌合物易发拌合物易发 生崩塌现象生崩塌现象 2021/3/2398 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 水灰比水用量与水泥用量之比水灰比水用量与水泥用量之比 水泥用量和骨料用量不变的情况下水泥用量和骨料用量不变的情况下 水灰比增大水灰比增大,水泥浆很稀水泥浆很稀,拌合物流动性也随之增拌合物流动性也随之增 大降低混凝土的保水性大降低混凝土的保水性,增大泌水增大泌水,同时使粘聚性也同时使粘聚性也 下降下降 水灰比也不宜太小水灰比也不宜太小,否则因流动性过低影响混凝否则因流动性过低影响混

54、凝 土振捣密实土振捣密实,易产生麻面和空洞易产生麻面和空洞 取值范围为取值范围为0.400.75之间之间 B W C fAf cecu 碎石碎石:A=0.46,B=0.07 卵石卵石:A=0.48,B=0.33 2021/3/2399 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 砂率砂子占砂石总重量的百分率砂率砂子占砂石总重量的百分率 对流动性的影响对流动性的影响 对粘聚性和保水性的影响对粘聚性和保水性的影响 合理砂率的确定合理砂率的确定 2021/3/23100 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 砂率砂率 对流动性的影响对流动性的影响 砂子与水泥浆组成的砂浆在粗骨料间起到砂

55、子与水泥浆组成的砂浆在粗骨料间起到 作用作用,可以减小粗骨料间的摩擦力可以减小粗骨料间的摩擦力 v 随砂率增大随砂率增大,混凝土流动性增大混凝土流动性增大 v 随着砂率增加随着砂率增加,粗细骨料的总表积增大粗细骨料的总表积增大, 在水泥浆用量一定的条件下在水泥浆用量一定的条件下,骨料表面包裹骨料表面包裹 的浆量减薄的浆量减薄,润滑作用下降润滑作用下降,使混凝土流动使混凝土流动 性降低性降低 2021/3/23101 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 砂率砂率 对粘聚性和保水性的影响对粘聚性和保水性的影响 v 砂率减小砂率减小,混凝土的粘聚性和保水性均混凝土的粘聚性和保水性均 下降

56、下降,易产生泌水、离析和流浆现象易产生泌水、离析和流浆现象 v 砂率增大砂率增大,粘聚性和保水性增加粘聚性和保水性增加 v 砂率过大砂率过大,当水泥浆不足以包裹骨料表当水泥浆不足以包裹骨料表 面时面时,则粘聚性反而下降则粘聚性反而下降 2021/3/23102 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 砂率砂率 合理砂率的确定合理砂率的确定 v 合理砂率是指砂子填满石子空隙并有合理砂率是指砂子填满石子空隙并有 一定的富余量一定的富余量,能在石子间形成一定厚度能在石子间形成一定厚度 的砂浆层的砂浆层,以减少粗骨料间的摩擦阻力以减少粗骨料间的摩擦阻力, 使混凝土流动性达最大值使混凝土流动性达

57、最大值 v 或者在保持流动性不变的情况下或者在保持流动性不变的情况下,使水使水 泥浆用量达最小值泥浆用量达最小值 2021/3/23103 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 砂率砂率 合理砂率的确定合理砂率的确定 砂率与坍落度的关系砂率与坍落度的关系 （水与水泥用量一定）（水与水泥用量一定） 砂率与水泥用量的关系砂率与水泥用量的关系 （达到相同的坍落度）（达到相同的坍落度） 2021/3/23104 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 水泥品种及细度水泥品种及细度 水泥品种不同时水泥品种不同时,达到相同流动性的需达到相同流动性的需 水量往往不同水量往往不同,从而影响混

58、凝土流动性从而影响混凝土流动性 不同水泥品种对水的吸附作用往往不不同水泥品种对水的吸附作用往往不 等等,从而影响混凝土的保水性和粘聚性从而影响混凝土的保水性和粘聚性 同品种水泥越细同品种水泥越细,流动性越差流动性越差,但粘聚但粘聚 性和保水性越好性和保水性越好 火山灰水泥、矿渣水泥配制的混凝土流动性比火山灰水泥、矿渣水泥配制的混凝土流动性比 普通水泥小在流动性相同时普通水泥小在流动性相同时,矿渣矿渣 水泥的保水性能较差水泥的保水性能较差,粘聚性也较差粘聚性也较差 2021/3/23105 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 骨料的品种和粗细程度骨料的品种和粗细程度 表面光滑的粗骨料

59、配制的混凝土流动表面光滑的粗骨料配制的混凝土流动 性较好性较好,但粘聚性和保水性则相对较差但粘聚性和保水性则相对较差 粗骨料粒径越大粗骨料粒径越大,砂子的细度模数越大砂子的细度模数越大, 则流动性越大则流动性越大,但粘聚性和保水性有所下但粘聚性和保水性有所下 降降 2021/3/23106 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 外加剂外加剂 改善混凝土和易性的外加剂主要有减改善混凝土和易性的外加剂主要有减 水剂和引气剂。它们能使混凝土在不水剂和引气剂。它们能使混凝土在不 增加用水量的条件下增加流动性增加用水量的条件下增加流动性,并具并具 有良好的粘聚性和保水性有良好的粘聚性和保水性

60、2021/3/23107 3. 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素 时间、气候条件时间、气候条件 1)随着水泥水化和水分蒸发随着水泥水化和水分蒸发,混凝土的流动混凝土的流动 性将随着时间的延长而下降。气温高、性将随着时间的延长而下降。气温高、 湿度小、风速大将加速流动性的损失湿度小、风速大将加速流动性的损失; 2) 在较暖和的天气里要用更多的水维持相在较暖和的天气里要用更多的水维持相 同的和易性同的和易性; 3) 同样同样,要使混凝土坍落度有所提高要使混凝土坍落度有所提高,温度越温度越 高的时候所需要的水越多。高的时候所需要的水越多。 2021/3/23108 4. 改善新拌混凝土和易性