第11章 混凝土 其他品种混凝土

第11章混凝土第六节其他品种混凝土

混凝土的主要技术性质概述混凝土的组成混凝土外加剂混凝土配合比设计其他品种混凝土

轻骨料混凝土其他品种混凝土高性能混凝土耐酸混凝土纤维增强混凝土聚合物混凝土多孔混凝土、大孔混凝土补偿收缩混凝土环保型混凝土防水混凝土一、高性能混凝土(HPC)定义：同时具有某些性能的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺与优质材料，配制成便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高，并具有韧性和体积稳定性等性能的混凝土。(一）HPC的组成材料1、水泥强度等级42.5MPa以上的硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥；水泥熟料中C3A的含量最好控制在8.0%以下；与所有高效减水剂有很好的相容性；禁止用立窑水泥；最好不用早强型水泥2、矿物细掺料矿物掺料包括硅粉、超细矿渣、超细粉煤灰、天然沸石、偏高岭土超细粉；降低温度的升高；改善工作性；增强后期强度；改善混凝土的内部结构；提高抗腐蚀能力抑制碱-骨料反应3、化学外加剂包括减水剂、缓凝剂、引气剂等，其中高效减水剂(又称超塑化剂)是HPC的必要成分；一般采用花岗岩、硬质砂岩以及石灰岩等天然石子，不能用卵石作骨料；HPC所要求的强度越高，天然石子的最大粒径应越小；选用粒形好的天然石子；选用无碱活性的石子，以避免抑制碱-骨料反应应选用中粗砂4、骨料破碎后的小石子内部缺陷得到有效地消除。60-100MPa：<20mm>100MPa:<12mm(二）HPC的配合比设计新拌状态下有良好的工作性，即高流动性而不离析、不泌水；水花硬化早期的沉降收缩和水化收缩小，温升低，硬化过程干缩小，以达到无初始裂缝；硬化后渗透性低。主要依靠经验和试验。(三）HPC的性能及评价与普通混凝土相同，但严格得多；水化温升、硬化过程的体积变化必须测定。耐久性评价方法二、轻骨料混凝土轻粗骨料：粒径大于5mm，堆积密度小于 1000kg/m3的轻质骨料轻细骨料：粒径不大于5mm，堆积密度小于 1000kg/m3的轻质骨料轻骨料定义：用轻质粗骨料、轻质细骨料(或普通砂)、水泥和水配制成的混凝土，其干表观密度不大于1900kg/m3者，称为轻骨料混凝土。工业废料轻骨料（粉煤灰，煤渣）天然轻骨料（火山渣，浮石）人工轻骨料（页岩陶粒，粘土陶粒）轻骨料轻骨料混凝土的技术性质和易性轻骨料混凝土拌合物的粘聚性和保水性好，但流动性差；表观密度轻骨料混凝土按其干表观密度分为800-1900kg/m3共12各等级，每隔100kg/m3为一个等级轻质骨料具有表观密度小、表面多孔粗糙、吸水性强；用水量获得流动性的用水量轻骨料1h的吸水量抗压强度与普通混凝土的强度等级对应，按立方体抗压标准强度划分为CL5.0、CL7.5、CL10、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45和CL50共11共等级。弹性模量与变形轻骨料混凝土的弹性模量为同强度等级普通混凝土的50-70%；轻骨料混凝土的收缩和徐变比同强度等级普通混凝土大20-50%和30-60%；轻骨料混凝土的热膨胀系数比同强度等级普通混凝土小20%左右。热工性轻骨料混凝土具有良好的保温性能；随着密度的增加，轻骨料混凝土的导热系数增大；当含水量增加时，轻骨料混凝土的导热系数增大。轻骨料混凝土的应用优点：体积密度比普通混凝土减小1/4-1/3，绝热性能改善，结构尺寸减小，增加使用面积,降低基础费用和材料运输费用，综合效益良好。用途：多层和高层建筑，软土地基，大跨度结构，抗震结构，耐火等级要求高的结构，要求节能以及旧建筑加层等。三、耐酸混凝土组成：水玻璃粉末填充料砂石0.6-0.7

111.5-2.0氟硅酸钠的加入量为水玻璃质量的12-15%。定义：耐酸混凝土是用水玻璃作为胶凝材料，氟硅酸钠作速凝剂，耐酸粉料和耐酸粗细骨料按一定比例配合而成的混凝土。优点：能抵抗大多数酸（如硫酸、盐酸、硝酸等无机酸，醋酸、蚁酸和草酸等有机酸）和大部分腐蚀气体（氯气、二氧化硫、三氧化硫等）的侵蚀。缺点：不耐氢氟酸、300℃以上的磷酸、高级脂肪酸或油脂的侵蚀。用途：贮油器、输油管、储酸槽、酸洗槽、耐酸地坪及耐酸器材等。硬化过程和条件：低温下硬化缓慢；温度升高，硬化过程逐渐加快；要在10℃以上和干燥的环境中硬化。四、纤维增强混凝土（FRC）定义：在普通混凝土的基础上外掺各种相对较短的、离散的、不连续的纤维材料而制成的复合材料。纤维材料钢纤维（应用较广）玻璃纤维炭纤维芳香族聚酰胺纤维FRC特性强度抗压强度提高有限，剪切强度和抗扭强度也没有明显的提高，可以适当提高抗拉强度。韧性韧性有较大程度的提高。疲劳纤维对裂纹起到桥接作用，可以大幅提高疲劳强度。徐变和收缩徐变和干燥收缩与普通混凝土相差不大。抗冲击性抗冲击性能急剧增加，甚至超过一个数量级。五、聚合物混凝土分类聚合物水泥混凝土聚合物浸渍混凝土聚合物胶结混凝土(树脂混凝土)定义：是由有机聚合物、无机胶凝材料和骨料结合而成的一种新型混凝土，体现了有机聚合物和无机胶凝材料的优点，克服了普通混凝土抗拉强度低、抗裂性差、脆性大、抗化学腐蚀性差的缺点。1、聚合物水泥混凝土定义：用聚合物乳液拌合水泥及粗、细骨料而制得的一种有机无机复合的混凝土材料。聚合物的硬化和水泥的水化、凝结硬化同时进行，最后二者相互胶合和填充，并与骨料胶结成为整体。常用聚合物聚氯乙稀聚醋酸乙烯苯乙烯等聚合物的加入，使得混凝土的密实度有所提高，水泥石与骨料的粘结有所加强，与普通混凝土相比，在耐腐蚀性、耐磨性、耐冲击性等方面均有一定程度的改善。用途：铺筑无缝地面、路面以及修补工程2、聚合物浸渍混凝土定义：将已硬化的普通混凝土（基材），经干燥后浸入有机单体中，再用加热或辐射的方法使浸入混凝土孔隙内的单体进行聚合而成。优点：高强、低渗、耐腐蚀及高的抗、抗冲、耐磨等特性，其抗压强度可提高2～4倍，一般为100～150Mpa,最高可达到260Mpa以上，抗拉强度可以提高到10～20Mpa，最高能达到240Mpa以上。原因：聚合物渗填于混凝土内部孔隙后，提高了混凝土的密实度，也增加了水泥石与骨料之间的粘结力。用途：要求高强度，高耐久性的特殊结构工程，如高压输气管、高压输液管、高压容器、海洋构筑物、原子能反应堆等工程。3、树脂混凝土成分：由合成树脂、粉料及天然砂、石配置而成。原理：用树脂代替硅酸盐水泥，是谋求胶凝材料的强化及胶凝材料与骨料之间界面粘结力的提高。性能：与普通混凝土相比，树脂混凝土具有强度高，耐化学腐蚀、耐磨、抗冻性好等有点，但硬化时收缩大，耐久性差。用途：由于树脂成本高，目前仅用于特殊工程，如耐腐蚀性工程，修补混凝土构件及堵漏材料等。此外树脂混凝土因其美观的外表，又称人造大理石，可以制成桌面、地面砖、浴缸等。1、多孔混凝土六、多孔混凝土、大孔混凝土定义：不用粗骨料，内部分布着大量小气孔的轻质混凝土。特点：体积密度300-1000，导热率0.081-0.17W/(mk)兼具有结构及保温的功能，容易切割，易于施工。用途：制成砌块，墙体，屋面板及保温制品，广泛应用于工业与民用建筑及保温工程中。加气混凝土含钙材料含硅材料加气剂磨细，配料，搅拌，浇注成形，切割，压蒸养护加气混凝土按气孔产生方法分为加气混凝土泡沫混凝土泡沫混凝土定义：由水泥等拌制的浆料与引气剂搅拌造成的泡沫混合，再经浇注、养护硬化而成的多孔混凝土。2.大孔混凝土粗骨料水泥水成分无砂混凝土分类普通大孔混凝土轻骨料大孔混凝土（少砂混凝土）特点：导热率小，保温性能好，吸湿性小，收缩小，抗冻性15-25次冻融循环，水泥用量低。用途：用于制作墙体用的小型空心砌块和各种板材，也可用于浇注墙体。七、补偿收缩混凝土定义：由膨胀水泥，粗、细骨料及水配置而成的具有适度膨胀性的混凝土。普通混凝土的缺点：普通混凝土硬化过程中会形成微裂缝，体积收缩，这种收缩引起的混凝土开裂是混凝土质量的通病。解决方法：补偿收缩用限定条件下的膨胀来抵消这种收缩，从而减免裂缝的发生与发展。用途：用于地下工程、楼地面、基础后浇带等特殊要求的工程中。八、防水混凝土普通防水混凝土外加剂防水混凝土膨胀水泥防水混凝土防渗措施定义：通过各种方法提高混凝土抗渗性，当其抗渗等级>=p6时又称抗渗混凝土。（1）普通防水混凝土（富水泥浆混凝土）原理：通过调整配合比来提高混凝土自身的密实度，从而提高混凝土的抗渗性。特点：抗渗等级一般可达P6-P12施工简便，性能稳定但施工质量要求比普通混凝土严格。用途：地上、地下要求防水抗渗的工程（2）外加剂防水混凝土定义：利用外加剂的功能，使混凝土显著提高密实性或改变孔结构，从而达到抗渗的目的。常用外加剂引气剂（松香热聚物等）含气量3-5％密实剂（氢氧化铁，氢氧化铝）堵塞内部渗水通路。造价高。防水剂（氯化铁）与氢氧化钙作用生成氢氧化铁胶体，填充孔隙。（3）膨胀水泥防水混凝土定义：采用膨胀水泥配置而成的。原理：在水化过程中，能形成大量的钙矾石，产生一定的体积膨胀，在有约束的条件下能改变孔结构，使毛细孔径减小，提高密实度，抗渗性（使用温度应小于60度）防水混凝土的施工严格控制质量，采用机拌机振；浇注时应一次完成，尽量不留施工缝；加强保湿养护，至少14d；不得过早脱模，脱模后更要及时充分浇水养护，以免出现干缩裂缝。九、环保型混凝土混凝土材料的负面影响消耗大量自然资源和能源排放二氧化碳等有害物质生产于施工过程造成城市公害视觉和触觉效果差循环利用难度大环保型混凝土的特点比传统混凝土更高的强度和耐久性与自然环境的协调性良好的使用功能环保混凝土的分类减轻环境负荷的混凝土：在混凝土生产，使用直到解体全过程中能够减轻给地球环境造成的负担。生态型混凝土：能够适应动、植物生长，对调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然的协调具有积极作用的混凝土。1、透水性混凝土与自然环境相比，混凝土路面存在的问题：能渗入地下的雨水明显减少，地下水位急剧下降，土地中水分不足，缺氧，地温升高，影响地表植物正常生长。不透气的路面难与空气进行热量于湿度的交换，对城市空间的温度、湿度等气候条件调节能力下降，产生“热岛现象”。短时暴雨时，由于大量雨水不能及时渗入地表，只能通过排水系统排入河流，加大了排水设施的负担，容易洪水泛滥，道路淹没交通瘫痪。透水性混凝土种类水泥透水性混凝土：以硅酸盐类水泥位凝胶材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配制的无砂、多孔混凝土；高分子透水性混凝土：采用单一粒级的粗骨料，以沥青或高分子树脂为胶凝材料配制的透水混凝土；烧结透水性混凝土：以废弃的瓷砖、长石、高岭土、粘土等矿物的粒状物和浆体拌合，压制成胚体，经高温煅烧，形成具有多孔结构的块状材料。应用：透水性混凝土强度较低，主要应用在