《土木工程材料》 课件 第六章上 混凝土

混凝土第六章目录01混凝土概述02普通混凝土的内部结构与组成材料03普通混凝土的性能04混凝土的质量控制05普通混凝土配合比设计学习目标的速度入文字1.了解普通混凝土的基本组成材料与要求。2.了解普通混凝土的技术性质。3.了解普通混凝土的配合比设计。4.了解影响混凝土和易性的因素。5.了解普通混凝土配合比的设计。案例引入的速度入文字2010年3月,上海中心大厦大底板混凝土浇筑期间曾遭遇难题。大底板混凝土用量60000m3左右,需一次性浇筑完成,而时间却要控制在60h左右,这样的实例当时在国内或国外都是没有的。同时,更大的威胁来源于混凝土的水化热效果。水泥在水化时会释放出热量,聚集在混凝土筑块的内部,使中心温度高达60℃,内外的温差能够让混凝土产生膨胀性的裂缝,危害建筑的安全。如此大的浇筑体量,对运输的要求也非比寻常。案例引入的速度入文字按照施工要求,一个小时的供应量要达到1000m3混凝土,数量是非常巨大的。浇筑必须一次完成,如果失败将无法再来一次,并会对大楼的安全带来严重威胁。为此,工程项目团队认真研究技术方案,寻找解决途径与方法。最终,在技术人员和工人的努力下,于2010年3月26日,前所未有的大底板一次性浇筑工程大功告成,如图6-1所示图6-1上海中心大厦思考的速度入文字1.大体积混凝土在浇筑过程中应注意哪些问题呢？2.普通混凝土的主要组成材料有哪些？01混泥土概述的速度入文字混凝土是由粗的粒状材料（集料或填充料）镶嵌于坚硬的基质材料（水泥等胶结料）中所组成的复合材料。目前广泛使用的是水泥混凝土，它是由水泥基胶凝材料（水泥及其掺和料）、骨料（石子和砂子）、水及外加剂按适当比例配合，经拌合、成型，并在一定条件下硬化而制成的人造石材。6.1.1混凝土的定义的速度入文字混凝土的品种繁多，通常可按下列方法分类：（1）按表观密度的不同分为重混凝土（表观密度>2600kg/m3）、普通混凝土（表观密度为1950~2600kg/m3）和轻混凝土（表观密度<1950kg/m3）。（2）按生产和施工方法的不同分为泵送、喷射、碾压、挤压、压力灌浆和预拌混凝土等。（3）按用途的不同分为结构、防水道路、水工、耐热、耐酸、防射线和膨胀混凝土。6.1.2混凝土的分类的速度入文字混凝土的品种繁多，通常可按下列方法分类：（4）按所用胶凝材料的不同分为水泥、沥青、石膏、水玻璃、硅酸盐及聚合物混凝土等。（5）按抗压强度（fcu）的不同分为普通混凝土（fcu<60MPa）、高强混凝土（fcu>60MPa）和超高强混凝土（fcu>100MPa）。6.1.2混凝土的分类的速度入文字混凝土是现代工程结构的主要材料，我国每年混凝土用量约10亿立方米，主要优点如下：（1）组成混凝土的材料来源广泛。在水泥混凝土组成材料中，砂、石等材料占65%~75%，符合就地取材和经济原则。（2）混凝土具有较高的抗压强度。现投入工程使用的混凝土抗压强度已达到135MPa，而实验室内可以配制的混凝土抗压强度超过300MPa，因此能满足现代土木工程对材料强度的要求。6.1.3混凝土的特点1.混凝土的优点的速度入文字混凝土是现代工程结构的主要材料，我国每年混凝土用量约10亿立方米，主要优点如下：（3）混凝土具有较高的耐久性。（4）混凝土具有十分良好的抗水性和耐火性。（5）混凝土拌合物具有良好的可塑性。（6）混凝土与钢筋具有良好的黏结力和相近的热膨胀系数。（7）混凝土与钢材等其他材料相比，具有能效高的优点。6.1.3混凝土的特点1.混凝土的优点的速度入文字（1）混凝土的自重大，比强度低，不利于提高有效承载能力，也给施工安装带来一定困难。（2）混凝土的抗拉强度低，一般只有其抗压强度的1/10~1/15，抗裂性差，受拉时变形能力小，易开裂。（3）混凝土的收缩变形大，在受约束状态下易产生各种变形裂缝。（4）需要较长时间的养护，施工周期长，质量波动大。6.1.3混凝土的特点2.混凝土的缺点的速度入文字绿色混凝土是一种通过改善混凝土原料，添加矿物参合料、再生骨料和其他成分，具有高性能、高耐久性的混凝土。其主要分为以下几类：6.1.4绿色混凝土的发展再生骨料混凝土大气净化混凝土透水混凝土机敏混凝土的速度入文字混凝土结构物拆除后会产生大量的废弃固体材料，如废混凝土、废砖块和废砂浆等，这些废弃材料可以通过粉碎等机制形成可重新回收利用的混凝土骨料。用再生骨料（废混凝土、废砖块、废砂浆等）部分或全部替代天然骨料加入水泥砂浆拌制的混凝土称为再生骨料混凝土。6.1.4绿色混凝土的发展1.再生骨料混凝土6.1.4绿色混凝土的发展的速度入文字大气净化混凝土是一种含有二氧化铁，在日照和雨水的作用下，能够分解污染的大气中有害物质、净化空气的混凝土。2.大气净化混凝土的速度入文字透水混凝土是调整混凝土的配合比，增大粗骨料比例的一种透水透气性能较强的混凝土。3.透水混凝土的速度入文字机敏混凝土是一种智能建筑材料，它是一种能够自主感知损伤并进行自我修复的混凝土。绿色混凝土是未来建筑材料发展的必然趋势。要想获得更好的发展，必须要发展相应的生产与制作设备，实现绿色混凝土生产和制造的规模化，为更大范围的应用提供保障；必须加大对绿色高性能混凝土品种的研究和开发工作，开发更多种类的复合性高性能绿色混凝土。6.1.4绿色混凝土的发展4.机敏混凝土02通混凝土的内部结构与组成材料的速度入文字普通混凝土（简称为混凝土）是由水泥、砂、石和水组成，另外还加入适量的掺和料和外加剂，其组织结构见图6-2。在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在集料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将集料胶结为一个坚实的整体。混凝土中的砂为细集料，石子为粗集料，砂石占混凝土总量的65%~75%。粗细集料一般不与水泥发生化学反应，其作用是构成混凝土骨架，并对水泥石的收缩变形起一定的抑制作用。（图6-2请见本书86页）6.2.1普通混凝土的内部结构的速度入文字为了改善混凝土的某些性能，人们还常加入适量的外加剂和掺合料，外加剂和掺合料又称为混凝土的第五组分和第六组分，它们在混凝土硬化前能显著改善拌合物的和易性，这正好满足了现代施工工艺（如泵送混凝土）对拌合物的高和易性要求。配制高强混凝土、泵送混凝土、高性能混凝土时外加剂和掺合料是必不可少的组分。硬化前混凝土拌合物的和易性与硬化后混凝土的强度、耐久性等主要技术性质，在很大程度上是由混凝土组成材料的性质及其含量决定的；同时也与施工工艺（搅拌、运输方式，成型、养护等）有关。为了保证混凝土具有良好的技术性质，并降低工程造价，必须合理地选择组成混凝土的各种原材料。6.2.1普通混凝土的内部结构的速度入文字水泥品种的选择应根据工程特点，所处环境条件以及设计施工的要求进行，常用水泥品种的选择可参照表4-5。必要时也可采用快硬硅酸盐水泥或其他水泥。泵送混凝土的原材料宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。（表4-5请见本书57/58页）6.2.2水泥1.水泥品种的选择的速度入文字水泥强度等级的选择与混凝土设计强度等级有关。混凝土用水泥强度等级选择的一般原则是：配制高强度的混凝土，选用强度等级高的水泥；配制低强度的混凝土，选用强度等级低的水泥。如配制混凝土的水泥强度偏低，会使水泥用量过大，成本高，而且会影响混凝土的其他技术性质。如配制混凝土的水泥强度偏高，则水泥用量必然偏少，会影响混凝土的和易性和密实度，导致该混凝土耐久性差。6.2.2水泥2.水泥强度等级的选择的速度入文字通常配制一般混凝土时，水泥强度为混凝土抗压强度的1.5~2.0倍；配制高强度混凝土时，水泥强度为混凝土抗压强度的0.9~1.5倍。但是，随着混凝土强度等级的不断提高，以及采用了新的工艺和外加剂，高强度和高性能混凝土并不受此比例的约束；而用强度等级高的水泥配制低强度的混凝土时，可通过掺入一定数量的混合材料来改善其和易性，提高其密实度。6.2.2水泥2.水泥强度等级的选择的速度入文字混凝土细集料指粒径在0.15~4.75mm的岩石颗粒，又称为砂。砂按产源分为天然砂与人工砂。混凝土中一般使用天然砂，它是因自然风化、水力搬运和分选、堆积形成的，由不同矿物大小不等颗粒组成的混合物，包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂四种。当缺乏合格的天然砂时，也可用坚硬碎石粉碎的人工砂。按砂的颗粒级配与粗细程度、含泥量与泥块含量、有害杂质含量及物理力学性质等，国家标准《建设用砂》（GB/T14684-2011）把砂分为三个类别，即I类、Ⅱ类和Ⅲ类。6.2.3集料1.细集料的速度入文字砂的颗粒级配指不同粒径砂粒的搭配情况。一般等粒径的砂粒堆积到一起，其空隙率较大（见图6-3（A））；两种粒径的砂搭配起来，其空隙就减小了（见图6-3（B））；当砂中含有较多的粗粒径砂时，以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，这样一级一级地填充，可使砂子的空隙率及总表面积均较小，即构成良好的级配（见图6-3（c））。砂的颗粒级配常用级配区表示。6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字为了保证混凝土拌合物的和易性，必须有足够的水泥浆包裹砂粒表面，并填充砂粒间的空隙。为了达到℃约水泥和提高强度的目的，应尽量减少砂的空隙率和比表面积。空隙率与颗粒级配有关，而砂子的比表面积则与其细度有关。砂子的细度是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度，通常用细度模数Mx表示。6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字砂的颗粒级配和粗细程度,常用筛分法进行测定。筛分法是用一套孔径（净尺寸）为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm及0.15mm的标准方孔筛,将500g的烘干砂试样由粗到细依次过筛,然后称余留在各个筛上的砂的质量,并计算出各筛的分计筛余百分率（各筛上的筛余量占砂样总量的百分率）a1~a6,及累计筛余百分率（筛孔直径大于和等于该号各筛分计筛余百分率的总和）A1~A6。累计筛余百分率与分计筛余百分率的关系见表6-1。（表6-1请见本书88页）6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字细度模数用下列公式计算：6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度

式中：Mx——细度模数；A1、A2、A3、A4、A5、A6——4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm筛的累计筛余百分率（%）。的速度入文字细度模数Mx愈大,表示砂愈粗。普通混凝土用砂的粗细程度按细度模数分为粗、中、细3种规格,Mx在3.7~3.1为粗砂,Mx在3.0~2.3为中砂,Mx在2.2~1.6为细砂。应当指出,砂的细度模数不能反映砂的级配优劣,细度模数相同的砂,其级配可以很不相同。因此,配制混凝土时,必须同时考虑砂的颗粒级配与细度模数。6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字国家标准《建设用砂》（GB/T14684-2011）根据600μm筛孔的累计筛余量把Mx在3.7~1.6之间的常用砂分成3个级配区（表6-2）。混凝土用砂的颗粒级配,应处于表6-2中的任何一个级配区以内。砂的实际颗粒级配与表6-2中所列的累计筛余百分率相比,除4.75mm和600μm筛号外,允许有超出分区界线,但其总量百分率不应大于5%。（表6-2请见本书89页）6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字以累计筛余百分率为纵坐标,以筛孔尺寸为横坐标,根据表6-2规定画出砂1、2、3级配区的筛分曲线,如图6-4所示。过粗砂（细度模数大于3.7）配成的混凝土,其拌合物的和易性不易控制,且内摩擦力大,不易振捣成型；过细砂（细度模数小于0.7）配成的混凝土,往往增加较多的胶凝材料用量,而且强度显著降低,所以这两种砂未包括在级配区内。需要强调的是,I类砂仅限于2区,Ⅱ类和Ⅲ类可分布于1区、2区和3区。（表6-2、图6-4请见本书89页）6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字从图6-4中的筛分曲线也可看出砂的粗细，筛分曲线超过1区往右下偏时，表示砂过粗；筛分曲线超过3区往左上偏时，表示砂过细。如果砂的自然级配不符合级配区的要求，就要采用人工级配的方法来改善。最简单的措施是将粗、细砂按适当比例进行试配并掺和使用；也可将砂加以过筛，筛除过粗或过细的砂粒。（图6-4请见本书89页）6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字配制混凝土时宜优先选用2区砂，当采用1区砂时，应提高砂率，并保持足够的胶凝材料用量，以满足混凝土和易性要求；当采用3区砂时，宜适当降低砂率，以保证混凝土的强度。6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字在相同质量条件下，细砂的总表面积大，粗砂的总表面积小，粗砂比细砂所需的胶凝材料浆量小；但砂子过粗，拌出的混凝土黏聚性差，易产生分离、泌水现象；砂子过细，虽然拌出的混凝土黏聚性好，但流动性小，为满足流动性要求，势必耗费较多的胶凝材料，混凝土强度也较低。因此，混凝土用砂不宜过粗亦不宜过细，以中砂为宜。6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字【例6-1】某干砂500g的筛分结果如表6-3所列。请计算该砂的细度模数并评定其级配。6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度筛孔尺寸/mm4.752.361.180.60.30.15筛余量/g51001501458020表6

3干砂的筛孔尺寸与对应筛余量的速度入文字【解】根据表6-3给定的各筛筛余量，计算出各筛孔的分计筛余百分率及累计筛余百分率，如表6-4所示。6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度筛孔尺寸/mm筛余量/g分计筛余百分率/%累计筛余百分率/%4.755a1=1%A1=a1=1%2.36100a2=20%A2=a1+a2=21%1.18150a3=30%A3=a1+a2+a3=51%0.60145a4=9%A4=a1+a2+a3+a4=80%0.3080a5=16%A5=a1+a2+a3+a4+a5=96%0.1520a6=4%A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6=100%的速度入文字按式（6-1）计算细度模数:6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度

的速度入文字结果评定:由计算所得Mx—3.46，在3.1~3.7之间，该砂样为粗砂。将表6-4中的累计筛余百分率与表6-2或图6-4（图中的虚线）的级配范围比较，得出各筛上的累计筛余百分率均在级配1区范围内，因此，该砂样级配良好。6.2.3集料1.细集料1）颗粒级配与粗细程度的速度入文字含泥量是指天然砂中粒径小于0.075mm的颗粒的含量。石粉含量是指人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒的含量。泥块含量是指砂中颗粒粒径大于1.18mm，经水浸洗、手捏后小于0.6mm的颗粒的含量。砂中的泥和石粉颗粒极细，会黏附在砂粒表面，阻碍水泥石与砂子的胶结，降低混凝土的强度及耐久性。而砂中的泥块在混凝土中会形成薄弱部，对混凝土的质量影响更大。同时，泥对减水剂吸附量大，因此，砂的含泥量对添加减水剂的混凝土的坍落度和经时损失等新拌混凝土性能也有重大影响。6.2.3集料1.细集料2）含泥量、石粉含量和泥块含量的速度入文字尤其是泵送混凝土含泥量较大时，混凝土中外加剂的添加量增加或新拌混凝土坍落度减小且经时坍落度损失增加，塑性收缩增加（易产生裂缝），混凝土的最终强度降低。因此，对砂中含泥量、石粉含量和泥块含量必须严格限制。按标准《建设用砂》（GB/T14684-2011）的规定，天然砂中含泥量、泥块含量要求见表6-5，人工砂中的石粉含量见表6-6。泵送混凝土含泥量宜控制在1%左右，不宜大于3%。对于有抗渗或抗冻或其他特殊要求的混凝土，砂中含泥量和泥块含量不应大于3.0%和1.0%。(表6-5、6-6请见本书91页)6.2.3集料1.细集料2）含泥量、石粉含量和泥块含量的速度入文字砂中常含有一些有害杂质,如云母、黏土、淤泥、粉砂等,黏附在砂的表面,妨碍胶凝材料与砂的黏结,降低混凝土强度；同时还增加混凝土的用水量或外加剂用量,加大混凝土的收缩,降低抗冻性和抗渗性。一些有机杂质、硫化物及硫酸盐,它们都对胶凝材料有负面作用。由于氯盐对钢筋有腐蚀作用,砂中氯离子含量应有严格的限制,尤其对于预应力混凝土。6.2.3集料1.细集料3）有害杂质的速度入文字砂中杂质的含量应符合表6-7（摘自国家标准GB/T14684-2011）中的规定。重要工程中混凝土使用的砂应进行碱活性检验,经检验判断为有潜在危害时,配制混凝土应使用含碱量小于0.6%的胶凝材料或采用能抑制碱集料反应的掺合料,如粉煤灰等；当使用含钾、钠离子的外加剂时,必须进行专门试验。(表6-7请见本书91页)6.2.3集料1.细集料3）有害杂质的速度入文字

6.2.3集料1.细集料4）物理性质的速度入文字(3）砂的含水状态。砂的含水状态一般有:6.2.3集料1.细集料4）物理性质气干状态干燥状态湿润状态饱和面干状态含水率等于零时称为干燥状态含水率与大气湿度相平衡时称为气干状态当砂子的表面干燥而内部孔隙含水达饱和时称为饱和面干状态当砂子不仅内部孔隙充满水，而且表面还附有一层表面水时称为湿润状态的速度入文字（4）砂的坚固性。砂的坚固性是指砂在气候、环境变化或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力。按有关标准规定，砂的坚固性用硫酸钠溶液检验，试样经5次循环后其质量损失应符合表6-8的规定（GB/T14684-2011）。在严寒及寒冷地区室外使用并经常处于潮湿或干湿交替状态下的混凝土，对于有抗疲劳、耐磨、抗冲击要求的混凝土和有腐蚀介质作用或经常处于水位变化的地下结构混凝土，要求5次循环后的质量损失不大于8%，其他条件下使用的混凝土，要求5次循环后的质量损失不大于10%。(表6-8请见本书92页)6.2.3集料1.细集料4）物理性质的速度入文字（5）机制砂的压碎值。机制砂所用的岩石比较复杂，其力学性能可能相差较大，为此，国家标准GB/T14684-2011对机制砂强度（用压碎值来表示）也作了要求，规定I类、Ⅱ类和Ⅲ类砂的压碎值分别不大于20%、25%和30%，详见表6-9。6.2.3集料1.细集料4）物理性质表6-9砂的压碎指标（GB/T14684—2011）类别IⅡⅢ质量损失/%≤20≤25≤30的速度入文字另外，对砂的技术要求还有碱集料反应和含水率等。经碱集料反应试验后，试件应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀率应小于0.10%。当用户有要求时，应报告含水率和饱和面干吸水率的实测值。6.2.3集料1.细集料4）物理性质的速度入文字普通混凝土常用的粗集料有卵石和碎石。由自然分化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径大于4.75mm的岩石颗粒称为卵石，碎石则是由天然岩石或卵石经机械破碎和筛分制成的粒径大于4.75mm的岩石颗粒。国家标准《建设用卵石，碎石》（GB/T14685-2011）对石子的质量分成I类、Ⅱ类和Ⅲ类。6.2.3集料2.粗集料的速度入文字（1）大粒径（DM）。粗集料公称粒级的上限称为集料的最大粒径。粗集料最大粒径增大时，集料总表面积减小，因此包裹其表面所需的胶凝材料浆量减少，可℃约胶凝材料。实践证明，当DM在80~150mm或以下变动时，DM增大，胶凝材料用量显著减少，℃约胶凝材料效果明显；当DM超过150mm时，DM增大，胶凝材料用量不再显著减少。6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字对于胶凝材料用量较少的中、低强度混凝土，DM增大时，混凝土强度增大；对于胶凝材料用量较多的高强度混凝土，DM由20mm增至40mm时，混凝土强度最高；DM>40mm并没有好处，特别是抗压强度大于60MPa的高强混凝土，由于混凝土的强度主要取决于水泥石的强度和水泥石与集料的界面黏结强度，粗集料粒径的增大反而会削弱与胶凝材料浆体的黏结，增加混凝土材料内部结构的不连续性，从而导致混凝土强度的降低。因此，高强混凝土的最大粒径一般不大于20mm。6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字集料最大粒径的确定，还受到结构物断面、钢筋疏密及施工条件的限制。国家标准《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）规定DM不超过钢筋净距的3/4或构件断面最小尺寸的1/4。对于混凝土实心板，允许采用DM为1/3板厚的集料（DM<40mm）。泵送混凝土石子粒径还与泵送高度及泵送管道直径有关。6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字（2）颗粒级配。粗集料的级配原理与细集料基本相同。即将大小石子适当掺配，使粗集料的空隙率及表面积都比较小，这样拌制出的混凝土水泥用量少，和易性好，强度高。特别是高强混凝土，石子级配尤为重要。石子的级配也通过筛分试验来确定，石子的标准筛有孔径为2.63mm、4.75mm、9.50mm、16.0mm、19.0mm、26.5mm、31.5mm、37.5mm、53.0mm、63.0mm、75.0mm、90.0mm的12种筛子。分计筛余百分率和累计筛余百分率的计算均与砂的计算相同。6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字石子与砂一样，也要求具有良好的颗粒级配，各粒级的比例要适当，使骨料的空隙率尽可能小，以增强密实性，从而达到℃约水泥，保证混凝土的和易性与硬化强度的目的。石子的颗粒级配用筛分析法来确定，用一套标准筛进行筛分。石筛的公称粒径、石筛筛孔的公称直径、方孔筛筛孔边长应满足表6-10的规定。石子的分计筛余百分率及累计筛余百分率的计算与砂相同。(表6-10请见本书93页)6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字粗集料公称粒径分为连续粒级和单粒级。6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配连续粒级单粒级的速度入文字连续粒级是从最大粒径开始，由大到小各粒级相连，每一粒级均占有适当的比例。配制的混凝土拌合物和易性较好，不容易产生离析现象。单粒级是将颗粒限定在某一范围内，单独配制的混凝土拌合物可能会产生离析现象，所以单粒级宜组合成具有所要求级配的连续粒级，也可与连续粒级复合使用，工程中不宜利用单一的单粒级配制混凝土，如必须使用，应作经济分析，并通过试验证明不会发生离析和影响混凝土质量的问题。6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字普通混凝土用碎石或卵石的颗粒级配应符合表6-11的规定。在开采或加工石子时，往往无法直接得到理想的连续粒级，石子运输、堆放及装卸时也会出现分离现象，使石子的级配不均匀和不稳定。工程中，通常是将单独堆放的各单粒级石子按照不同的比例掺配，得到满足规定要求的颗粒级配，从而保证粗集料具有均匀稳定的级配。(表6-11请见本书94页)6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字按卵石、碎石粒径尺寸，可将石子分为单粒粒级和连续粒级。混凝土用石应采用连续级配。单粒级石子可以用于组合成满足要求的连续粒级，也可以与连续粒级石子混合使用，以改善其级配状况，或组成较大粒度的连续粒级。但由于单粒级石子的级配不好，工程上不宜使用单一的单粒级石子拌制混凝土。6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字石子中不宜混有草根、树叶、树枝、塑料品、煤块、炉渣等杂物，而且含泥量、黏土块和其他有害物质的含量应符合表6-12、表6-13的规定。表中的泥是指粒径小于75μm的颗粒；泥块是指原粒径大于4.75mm，经水浸洗、手捏后变成小于2.36mm的颗粒。若所含有害物质超标，应用水冲洗后方能使用。(表6-12、6-13请见本书95页)6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的混凝土，其所用碎石或卵石中含泥量不应大于1.0%；当碎石或卵石的含泥是非黏土质的石粉时，其含泥量可由表6-12中的0.5%、1.0%、2.0%分别提高到1.0%、1.5%、3.0%；对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的强度等级小于C30的混凝土，其所用碎石或卵石中含泥量不应大于0.5%。(表6-12请见本书95页)6.2.3集料2.粗集料1）最大粒径及颗粒级配的速度入文字坚固性是指石子在自然风化和其他外界物理、化学因素作用下抵抗破裂的能力。混凝土用石子应满足一定的坚固性要求，以保证混凝土的耐久性。石子的坚固性采用硫酸钠溶液法进行试验，卵石、碎石的质量损失应满足表6-14的规定。6.2.3集料2.粗集料2）坚固性表6-14石子坚固性指标（GB/T14685—2011）类别IⅡⅢ质量损失/%≤5≤8≤12的速度入文字为减小骨料的空隙、提高混凝土强度，粗骨料颗粒粒形以三维尺寸相等或相近的立方体形或接近球形为好。但石子中常含有针状颗粒（其长度大于所属粒级平均粒径的2.4倍）和片状颗粒（其厚度小于所属粒级平均粒径的0.4倍），其三维尺寸失衡，增大了骨料间的空隙，阻碍了混凝土拌合物的流动，且在混凝土受力时又容易折断，影响了混凝土的质量。因此，混凝土用石子中的针状、片状颗粒的含量应符合表6-15的规定。平均粒径是指该粒级上限、下限粒径的平均值。(表6-15请见本书96页)6.2.3集料2.粗集料3）针、片状颗粒含量的速度入文字针状、片状颗粒含量应取样筛分后使用标准规定的针状规准仪和片状规准仪逐一测定。针状、片状颗粒含量应符合表6-15的规定。6.2.3集料2.粗集料3）针、片状颗粒含量表6

15石子中有害物质的含量（GB/T14685—2011）类别IⅡⅢ针状、片状颗粒总含量（按质量计）/%≤5≤10≤15的速度入文字石子的强度直接影响混凝土的强度，因此，混凝土中的石子必须具有足够的强度。石子的强度有两种表示方法：抗压强度和压碎指标。岩石的抗压强度应比所配制的混凝土强度至少高20%，当混凝土强度大于或等于C60时，应进行岩石抗压强度检验。岩石抗压强度检验，是将岩石切割成50mm×50mm×50mm的立方体或直径与高度均为50mm的圆柱体，在岩石吸水饱和后，测定其抗压强度。在水饱和状态下，火成岩的抗压强度应不小于80MPa，变质岩的抗压强度应不小于60MPa，水成岩的抗压强度应不小于30MPa。6.2.3集料2.粗集料4）强度的速度入文字岩石强度首先应由生产单位提供，工程中可采用压碎指标进行质量控制。压碎指标检验是将一定质量（G1）风干状态下粒径为9.5~19.0mm的石子去除针状、片状颗粒后，按规定的方法装入压碎指标测定仪的圆模中，在压力试验机上均匀加压至200KN后卸荷，倒出试样，用孔径为2.36mm的筛筛出被压碎的细粒，称出留在筛上的试样质量（G2），则压碎指标Qe按式（6-2）计算：6.2.3集料2.粗集料4）强度（6-2）

的速度入文字压碎指标表示被压出的碎片质量占试样总质量的百分率，Qe值越小，表示其抵抗压碎的能力越强，石子的强度就越高。碎石的压碎指标应符合表6-16的规定。6.2.3集料2.粗集料4）强度表6-16石子的压碎指标（GB/T14685—2011）类别IⅡⅢ碎石压碎指标/%≤10≤20≤30卵石压碎指标/%≤12≤14≤16的速度入文字另外，对石子的技术要求还有碱集料反应和吸水率等。经碱集料反应试验后，试件应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀率应小于0.10%，吸水率应符合表6-17的规定。6.2.3集料2.粗集料4）强度表6-17石子吸水率（GB/T14685—2011）类别IⅡⅢ吸水率/%≤1.0≤2.0≤2.0的速度入文字混凝土用的拌合水和养护水均应使用清洁水。《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）中规定：混凝土拌合用水按水源可分为饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理或处置后的工业废水。符合国家标准的生活饮用水可用于各种混凝土。地表水（江河、淡水湖的水）和地下水（含井水）在首次使用前应进行检验。处理后的工业废水经检验合格后方能使用。海水含有较多的氯盐,会锈蚀钢筋,且会引起混凝土表面潮湿和盐霜,因此海水可用于拌制素混凝土,但不得用于拌制和养护钢筋混凝土、预应力混凝土和有饰面要求的混凝土。6.2.4水的速度入文字混凝土用水中所含物质不应对混凝土的工作性、凝结、强度、耐久性和钢筋产生不利影响,因此,混凝土用水所含物质的含量应符合表6-18的要求。6.2.4水表6

18混凝土拌合用水水质标准项目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土PH值≥5.0≥4.5≥4.5不溶物/（mg/L）≤2000≤2000≤5000可溶物/（mg/L）≤2000≤5000≤10000≤500≤1000≤3500SO2-/（mg/L）≤600≤2000≤2700碱含量/（mg/L）≤1500≤1500≤1500的速度入文字在混凝土的生产加工过程中,为了℃约水泥,改善混凝土性能而加入的天然或人造的矿物材料,统称混凝土矿物掺合料或矿物外加剂。根据国家标准《混凝土外加剂》（GB8076-2008）和国家标准《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736-2017）规定：通常使用的矿物掺合料（外加剂）包括磨细粉煤灰、硅灰、磨细天然沸石和磨细矿渣等,各种矿物外加剂的技术要求,可以参考国家标准《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736-2017）的规定。6.2.5混凝土矿物掺合料的速度入文字粉煤灰是从燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末,颗粒多呈球形,表面光滑,它是燃煤电厂排出的主要固体废物。煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧,绝大部分可燃物都在炉内烧尽,其中的不燃物则混杂在高温烟气中排出。在烟气排放过程中,随着烟气温度的降低,一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷呈玻璃体状态,从而具有较高的潜在活性。这些细小的球形颗粒经过除尘器分离、收集,即为粉煤灰。6.2.5混凝土矿物掺合料1.粉煤灰的速度入文字粉煤灰的活性主要来自其中含有的活性SiO2和Al2O3,在碱性条件下,这些活性物质具有一定的水硬性,形成胶凝体。因此,当粉煤灰中含有的CaO较多时,对于粉煤灰的水硬性的发挥是非常有利的。据此，国外把CaO含量超过10%的粉煤灰称为C类灰，而低于10%的粉煤灰称为F类灰。C类灰本身具有一定的水硬性，可用做水泥混合材；F类灰常作混凝土掺合料，它比C类灰的水化热要低。6.2.5混凝土矿物掺合料1.粉煤灰1）粉煤灰的技术要求的速度入文字国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2017）中将粉煤灰按煤种分为F类和C类。C类粉煤灰是从褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰，其氧化钙含量一般大于10%；F类粉煤灰是从无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰。6.2.5混凝土矿物掺合料1.粉煤灰1）粉煤灰的技术要求的速度入文字粉煤灰的物理性质中，细度和粒度是比较重要的项目，它直接影响着粉煤灰的其他性质。粉煤灰越细，细粉占的比重越大，其活性也越大。粉煤灰的细度影响早期水化反应，而化学成分影响后期的反应。粉煤灰可用于拌制混凝土和砂浆，也可用做水泥活性混合材料，其中，拌制混凝土和砂浆用粉煤灰又可分为三个等级：I级、Ⅱ级、Ⅲ级。国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2017）对这两种用途的粉煤灰的技术要求分别做出了相应的规定，见表6-19和表6-20。(表6-19、6-20请见本书98页)6.2.5混凝土矿物掺合料1.粉煤灰1）粉煤灰的技术要求的速度入文字粉煤灰掺入混凝土，通常能够起到如下作用：作为微骨料，填充混凝土内部的微小孔隙可改善混凝土孔隙结构,提高混凝土密实度；作为活性材料,粉煤灰含有的活性成分与水泥水化产物中的氢氧化钙反应,生成水硬性胶凝成分起到胶凝材料的作用；作为球状颗粒,具有滚珠效果,提高混凝土流动性,起到减少混凝土用水量的效果。6.2.5混凝土矿物掺合料1.粉煤灰2）粉煤灰的效果的速度入文字基于以上效果,在混凝土中掺入粉煤灰,可对混凝土性能产生以下有利作用：℃约水泥和细骨料；减少用水量；改善混凝土拌合物的和易性,增强混凝土的可泵性；降低水化热,防止大体积混凝土温度裂缝；提高混凝土密实度,改善混凝土抗渗和抗冻能力,提高混凝土强度和耐久性。另外,由于粉煤灰消耗混凝土中水泥水化产物中的氢氧化钙,导致早期强度有所降低,但后期强度会增加；降低了混凝土的碱度,导致混凝土对钢筋的保护能力有所降低。6.2.5混凝土矿物掺合料1.粉煤灰2）粉煤灰的效果的速度入文字硅灰是在冶炼硅铁合金或工业硅时,通过烟道排出的硅蒸气氧化后,经收尘器收集得到的以无定形二氧化硅为主要成分的产品。硅灰中的细度小于1μm的占80%以上,其平均粒径为0.1~0.3μm,比表面积为18.5~20m2/g。其细度和比表面积为水泥的80~100倍、粉煤灰的50~70倍。硅灰颗粒呈玻璃球体,具有很高的火山灰活性,可用来配制高强混凝土。硅灰的有效取代系数高达3~4,即1kg硅灰可取代3~4kg水泥,其掺量一般为水泥用量的5%~10%。6.2.5混凝土矿物掺合料2.硅灰的速度入文字硅灰的技术要求,可以参考国家标准《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736-2017）的相关规定,见表6-21。(表6-21请见本书99页)6.2.5混凝土矿物掺合料2.硅灰1）硅灰的技术要求的速度入文字硅灰能够填充水泥颗粒间的孔隙,同时与水化产物生成凝胶体,与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。在水泥基的混凝土、砂浆与耐火材料浇筑料中,掺入适量的硅灰,可起到如下作用：（1）提高混凝土的强度。硅灰是高强混凝土的必要成分,可显著提高混凝土的抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。6.2.5混凝土矿物掺合料2.硅灰2）硅灰的效果的速度入文字（2）提高混凝土的耐久性。在普通混凝土和低水泥浇筑料中使用硅灰,可有效降低成本,提高耐久性,延长混凝土的使用寿命。特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下,可使混凝土的耐久性提高一倍甚至数倍。6.2.5混凝土矿物掺合料2.硅灰2）硅灰的效果的速度入文字（3）防止发生混凝土碱骨料反应。硅灰既可以与水泥水化产物之一的氢氧化钙发生水化反应,降低混凝土中碱含量,同时作为超细粉,可填充混凝土内部细小孔隙,提高混凝土密实度,进而有效防止发生混凝土碱骨料反应。6.2.5混凝土矿物掺合料2.硅灰2）硅灰的效果的速度入文字硅灰的掺量一般为胶凝材料量（质量）的5%~10%。硅灰的掺加方法分为内掺和外掺两种。内掺是在保持用水量不变的前提下,用1份（质量）硅粉取代3~5份水泥（质量）,可保持混凝土抗压强度不变,从而提高混凝土其他性能。外掺是在保持水泥用量不变的前提下掺加硅灰,以提高混凝土强度和其他性能。6.2.5混凝土矿物掺合料2.硅灰3）硅灰的掺量的速度入文字由于硅灰具有高比表面积,其需水量很大。在混凝土掺入硅灰时,有一定坍落度损失,故而在设计掺加硅灰的混凝土配合比时要充分注意这一点。通常,在施工中将硅灰与减水剂配合使用,并复掺粉煤灰和磨细矿渣以改善其施工性。6.2.5混凝土矿物掺合料2.硅灰3）硅灰的掺量的速度入文字磨细沸石粉是以一定品位纯度的天然沸石为原料,经粉磨至规定细度的产品。沸石是火岩形成的一种架状结构的碱土金属铝硅酸盐矿物,含有一定量活性二氧化硅和三氧化二铝,能与水泥水化产生的氢氧化钙作用,生成胶凝物质。沸石的晶体结构是由硅（铝）氧四面体连成的三维格架,格架中有各种大小不同的空穴和通道,具有很大的开放性和内表面积。6.2.5混凝土矿物掺合料3.磨细天然沸石粉的速度入文字自然界中已发现的沸石有30多种,较常见的沸石矿物有:浊沸石、片沸石、辉沸石、斜发沸石、毛沸石、菱沸石、丝光沸石、方沸石等,用做混凝土矿物外加剂的主要是斜发沸石和丝光沸石。沸石粉用做混凝土矿物外加剂时,可以有效改善混凝土拌合物的和易性,并提高混凝土的强度。6.2.5混凝土矿物掺合料3.磨细天然沸石粉的速度入文字根据中华人民共和国建筑工业行业标准《混凝土和砂浆用天然沸石粉》（JG/T566-2018）的规定,沸石粉可分为三个质量等级,见表6-22。(表6-22请见本书100页)6.2.5混凝土矿物掺合料3.磨细天然沸石粉1）天然沸石粉的技术要求的速度入文字根据国家相关技术规范的规定:I级沸石粉宜用于强度等级不低于C60的混凝土；Ⅱ级沸石粉宜用于强度等级低于C60的混凝土,经专门试验后也可用于强度等级在C60以上的混凝土；Ⅲ级沸石粉宜用于砌筑砂浆和抹灰砂浆,经专门试验后亦可用于强度等级低于C60的混凝土。6.2.5混凝土矿物掺合料3.磨细天然沸石粉2）天然沸石粉的应用的速度入文字根据国家相关技术规范的规定:I级沸石粉宜用于强度等级不低于C60的混凝土；Ⅱ级沸石粉宜用于强度等级低于C60的混凝土,经专门试验后也可用于强度等级在C60以上的混凝土；Ⅲ级沸石粉宜用于砌筑砂浆和抹灰砂浆,经专门试验后亦可用于强度等级低于C60的混凝土。6.2.5混凝土矿物掺合料3.磨细天然沸石粉2）天然沸石粉的应用的速度入文字配制沸石粉混凝土和砂浆时,宜用强度等级为42.5级以上的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥,不宜用火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。采用后三种水泥时应经试验确定。6.2.5混凝土矿物掺合料3.磨细天然沸石粉2）天然沸石粉的应用的速度入文字沸石粉在混凝土中的掺量宜按等量置换法取代水泥,其取代率不宜超过表6-23的规定。超过限量时,应经试验确定。6.2.5混凝土矿物掺合料3.磨细天然沸石粉3）天然沸石粉的掺量表6

23沸石粉取代水泥的取代率%混凝土强度等级硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥C15~C30202015C35~C45151510C45以上10105的速度入文字高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在高炉冶炼生铁时,从高炉加入的原料除了铁矿石和燃料（焦炭）外,还有助熔剂。当炉温达到1400~1600℃时,助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和矿渣。高炉矿渣是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成的,是一种易熔混合物。从化学成分来看,高炉矿渣属于硅酸盐质材料。6.2.5混凝土矿物掺合料4.粒化高炉矿渣的速度入文字高炉矿渣的活性与化学成分有关,但更取决于冷却条件。慢冷的矿渣具有相对均衡的结晶结构,常温下水硬性差,由于水滓急冷阻止了矿物结晶,因而形成大量的无定形活性玻璃体结构或网络结构,具有较高的潜在活性。在激发剂的作用下,高炉矿渣的活性被激发出来,能发生水化硬化作用进而产生强度。高炉矿渣具有潜在的水硬性胶凝性能,在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂的作用下,可显示出水硬胶凝性能,是优质的水泥原料。6.2.5混凝土矿物掺合料4.粒化高炉矿渣的速度入文字粒化高炉矿渣粉简称矿渣粉,根据国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2017）的规定,是指以粒化高炉矿渣为主要原料,可掺加少量石膏磨制成一定细度的粉体。粒化高炉矿渣可分成三个级别,各级的技术指标见表6-24。(表6-24请见本书101页)6.2.5混凝土矿物掺合料4.粒化高炉矿渣1）矿渣粉的技术要求的速度入文字矿渣粉用做混凝土的矿物外加剂能改善混凝土的综合性能,其作用机理在于矿渣粉在混凝土中具有微集料效应、微晶核效应和火山灰效应,可以提高混凝土的抗渗性,降低水化热,防止温升裂缝,抑制混凝土的碱集料反应,其与粉煤灰的作用基本相同。6.2.5混凝土矿物掺合料4.粒化高炉矿渣2）矿渣粉的效果的速度入文字由于掺入磨细矿渣的混凝土的浆体结构较致密,且磨细矿渣能吸收水泥水化生成的氢氧化改善了混凝土的界面结构,对混凝土的耐久性带来了有利的影响。磨细矿渣混凝土具有高抗渗性,还具有较强的吸附氯离子能力,能有效地阻止氯离子渗透或扩散进入混凝土,提高混凝土抗氯离子的渗透能力,使掺入磨细矿渣的混凝土在有氯离子的环境中比普通混凝土对钢筋起到的保护作用更好。6.2.5混凝土矿物掺合料4.粒化高炉矿渣2）矿渣粉的效果的速度入文字另外,掺入的磨细矿渣能与水泥水化产生的氢氧化钙发生反应,使得混凝土中的碱度降低。随着矿粉掺量的增加,混凝土碳化的深度和速度也增加。6.2.5混凝土矿物掺合料4.粒化高炉矿渣2）矿渣粉的效果的速度入文字钢渣是炼钢工业中用石灰提取杂质而大量生成的固态废弃物,呈灰褐色,有微孔,质密,质地较重。将钢渣粉碎即为钢渣粉,其化学成分以CaO和SiO2为主,其余为Al2O3、MgO、FeO和Fe2O3等组分。另外,还有少量的S、P和游离态的CaO、MgO等,这些二价离子的游离金属氧化物用RO相表示,常以固溶体形式出现。6.2.5混凝土矿物掺合料5.钢渣粉的速度入文字由于钢渣微粉的比表面积大,活性好,可与熟料粉混合配制水泥,同时可以作为外加剂替代水泥直接掺入混凝土中,生产性能优越的高性能混凝土,从而降低水泥和混凝土的成本。6.2.5混凝土矿物掺合料5.钢渣粉的速度入文字钢渣粉应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》（GB/T20491-2017）的有关规定,见表6-25。6.2.5混凝土矿物掺合料5.钢渣粉1）钢渣粉的技术要求的速度入文字钢渣粉具有以下的效果:6.2.5混凝土矿物掺合料5.钢渣粉2）钢渣粉的效果

提高混凝土强度提高混凝土的耐磨性能改善混凝土的干燥收缩提高新拌混凝土的工作性能的速度入文字（1）提高新拌混凝土的工作性能钢渣粉的掺入有利于提高新拌混凝土的工作性能。由于钢渣粉的比表面积小，可以改变水化的孔道大小与分布，在水泥浆体之间形成光滑的移动表面，对浆体的流动性起到积极作用，能改善混凝土的和易性，使坍落度增大。另外，钢渣粉比表面积越大，混凝土初始坍落度越小，这是由于比表面积增大后，钢渣粉本身所需水量增大的缘故。但掺加钢渣粉会使混凝土的凝结时间延长，一般延长0.5~1h。6.2.5混凝土矿物掺合料5.钢渣粉2）钢渣粉的效果的速度入文字（2）提高混凝土强度钢渣粉具有一定的活性，掺入混凝土中能影响混凝土的力学性能。当钢渣粉替代部分水泥掺入混凝土中时，钢渣混凝土早期平均强度较普通混凝土有所降低，但后期混凝土的强度有所上升。这是由于钢渣粉的活性较水泥低，其水硬性在后期能得到有效发挥。随着钢渣粉掺加用量的增大，其强度的下降程度越大。通过与粉煤灰或磨细矿渣混掺可以较好地起到相互激发、相互活化的作用，发挥较好的复合效应，从而改善混凝土的力学性能。6.2.5混凝土矿物掺合料5.钢渣粉2）钢渣粉的效果的速度入文字（2）提高混凝土强度随着钢渣粉比表面积的增大，无论是早期强度还是后期强度均有所提高。这是由于微细颗粒的比表面积大，反应活性点明显增加，大大提高了其水化反应活性；同时，这些微细颗粒易于填充较小的空隙，可提高混凝土的结构致密度，从而提高其强度。6.2.5混凝土矿物掺合料5.钢渣粉2）钢渣粉的效果的速度入文字（3）改善混凝土的干燥收缩加入钢渣粉可以有效改善混凝土的收缩性能，与钢渣中含有的一定量的CaO、MgO有关。这些物质在粉磨过程中得到了活化，可以在水泥水化过程中发生化学反应而产生微量的膨胀，对混凝土收缩起到一定的补偿作用。另外，掺加钢渣粉能有效地提高混凝土的耐磨性、抗渗性和抗冻性能，使混凝土的脆性降低,抗折强度增大。6.2.5混凝土矿物掺合料5.钢渣粉2）钢渣粉的效果的速度入文字（4）提高混凝土的耐磨性能由于钢渣中铁质物质的含量较高,可以有效地提高混凝土的耐磨性能。在道路建设中大量使用钢渣,能够大量℃约筑路用水泥并提高路面性能,体现绿色混凝土和可持续发展的战略。6.2.5混凝土矿物掺合料5.钢渣粉2）钢渣粉的效果的速度入文字混凝土外加剂是指在混凝土搅拌之前或拌制过程中掺入的用以改善新拌混凝土或硬化混凝土性能的材料。外加剂的使用是混凝土技术的重大突破。混凝土中掺入适量外加剂,可以达到提高混凝土早期或各龄期强度、提高和易性、改善施工条件、降低施工能耗、延缓或降低水化热、调℃凝结时间、改善泵送性、℃约水泥用量等目的,具有明显的社会效益和经济效益。6.2.6混凝土外加剂的速度入文字外加剂在混凝土中得到了普遍应用,许多国家使用掺外加剂的混凝土已占混凝土使用总量的60%~90%,因而,外加剂也逐渐成为混凝土的第五组分。6.2.6混凝土外加剂的速度入文字常用的混凝土外加剂主要有减水剂（包括普通减水剂和高效减水剂）、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、防冻剂、防水剂、泵送剂、膨胀剂、速凝剂等种类,其中使用量最多的是各种类型的减水剂。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类的速度入文字混凝土外加剂是一个总的称谓,亦可根据其分类和性能,分别给出其更具体、更贴切的命名和定义。根据国家标准《混凝土外加剂定义、分类、命名与术语》（GB/T8076-2008）的规定,混凝土外加剂的分类可根据其主要性质、功能或化学成分进行分类,按主要功能可以分为改善混凝土拌合物流变性能的外加剂、调℃混凝土拌合物凝结时间和硬化性能的外加剂、改善混凝土耐久性能的外加剂及改善混凝土其他性能的外加剂四类。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类的速度入文字（1）减水剂减水剂是指在不影响混凝土和易性条件下具有减水及增强作用的外加剂。其按原材料及化学成分可分为：木质素磺酸盐类、聚烧基芳基磺酸盐类（俗称煤焦油系减水剂）、磺化三聚氧胶甲醒树脂磺酸盐类（俗称蜜胶类减水剂）、糖蜜类和腐殖酸类减水剂及其他。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类1）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂的速度入文字（1）减水剂减水剂按功能及作用又可以分为以下几类：①普通减水剂：在混凝土坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水量的外加剂。②高效减水剂：在混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少拌合用水量外加剂。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类1）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂的速度入文字（1）减水剂减水剂按功能及作用又可以分为以下几类：③缓凝高效减水剂：兼有缓凝和高效减水功能的外加剂。④早强减水剂：兼有早强和减水功能的外加剂。⑤引气减水剂：兼有引气和减水功能的外加剂。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类1）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂（2）泵送剂泵送剂是指能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂的速度入文字调℃混凝土拌合物凝结时间和硬化性能的外加剂主要包括缓凝剂、促凝剂、速凝剂和早强剂等。（1）缓凝剂：缓凝剂是指能延长混凝土拌合物凝结时间的外加剂。（2）促凝剂：促凝剂是指能缩短混凝土拌合物凝结时间的外加剂。（3）速凝剂：速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。（4）早强剂：早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类2）调℃混凝土拌合物凝结时间和硬化性能的外加剂的速度入文字改善混凝土耐久性能的外加剂主要包括引气剂、防水剂、阻锈剂和矿物外加剂等。（1）引气剂：引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡且能保留在硬化混凝土中的外加剂。（2）防水剂：防水剂是指能提高水泥砂浆、混凝土抗渗性能的外加剂。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类3）改善混凝土耐久性能的外加剂的速度入文字（3）阻锈剂：阻锈剂是指能抑制或减轻混凝土中钢筋和其他金属预埋件锈蚀的外加剂。（4）矿物外加剂：矿物外加剂是指在混凝土搅拌过程中加入的、具有一定细度和活性的，用于改善新拌合硬化混凝土性能（特别是混凝土耐久性）的某些矿物类的产品，包括磨细矿渣、磨细粉煤灰、磨细天然沸石和硅灰等。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类3）改善混凝土耐久性能的外加剂的速度入文字改善混凝土其他性能的外加剂主要包括加气剂、保水剂、防冻剂、着色剂、膨胀剂等。（1）加气剂：加气剂是指在混凝土制备过程中因发生化学反应，放出气体，使硬化混凝土中有大量均匀分布的气孔的外加剂。（2）保水剂：保水剂是指能减少混凝土或砂浆失水的外加剂。（3）膨胀剂：膨胀剂是指在混凝土硬化过程中因化学作用能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类4）改善混凝土其他性能的外加剂的速度入文字改善混凝土其他性能的外加剂主要包括加气剂、保水剂、防冻剂、着色剂、膨胀剂等。（4）防冻剂：防冻剂是指能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。（5）着色剂：着色剂是指能制备具有彩色混凝土的外加剂。（6）絮凝剂：絮凝剂是指在水中施工时，能增加混凝土黏稠性，抗水泥和集料分散的外加剂。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类4）改善混凝土其他性能的外加剂的速度入文字改善混凝土其他性能的外加剂主要包括加气剂、保水剂、防冻剂、着色剂、膨胀剂等。（7）增稠剂：增稠剂是指能提高混凝土拌合物黏度的外加剂。（8）减缩剂：减缩剂是指减少混凝土收缩的外加剂。（9）保塑剂：保塑剂是指在一定时间内减少混凝土坍落度损失的外加剂。6.2.6混凝土外加剂1.外加剂的分类4）改善混凝土其他性能的外加剂的速度入文字在混凝土拌合物坍落度基本相同的条件下，能显著减少拌和用水量的外加剂称为减水剂，又叫塑化剂。其根据减水能力大小可分为普通减水剂和高效减水剂。相对于普通减水剂，高效减水剂的减水能力更强，引气量低，所以它也叫作超塑化剂或流化剂。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂的速度入文字减水剂在减少拌合用水量的同时，往往还同时具有引气、缓凝或早强等效果，所以减水剂又有标准型、引气型、缓凝型和早强型等类型，在使用时应根据需要和混凝土的技术要求合理选择。减水剂的主要技术性质包括减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差和各龄期的抗压强度比等。在工程中使用时要根据所用类型和品种，按照标准要求进行有关性能的试验。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂的速度入文字减水剂之所以能提高混凝土拌合物的流动性、具有减水效果，是基于以下三方面机理：6.2.6混凝土外加剂2.减水剂1）减水剂的作用机理吸附作用湿润作用润滑作用的速度入文字（1）吸附作用在水泥-水体系中，由于水泥颗粒在溶液中的热运动，在某些边角棱处互相碰撞，相互吸引，水泥颗粒不能充分地、完全地分散在水中，而是一些颗粒在尖角处连接，形成絮凝结构。这些絮凝结构包裹着一些拌合水，减少了拌合物中的有效水分，降低了混凝土的流动性。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂1）减水剂的作用机理的速度入文字（1）吸附作用减水剂属于表面活性物质，其分子由两个基团组成，一端为亲水基团（极性基团），另一端为憎水基团（非极性基团），将减水剂掺入水泥浆中，减水剂分子的憎水基团将定向地吸附于水泥颗粒表面，而亲水基团指向溶液，在水泥颗粒表面构成单分子或多分子吸附膜。由于表面活性剂的定向吸附和亲水基的电离作用，使水泥颗粒表面上带有相同符号的电荷。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂1）减水剂的作用机理的速度入文字（1）吸附作用在电性斥力的作用下，不但使水泥-水体系处于相对稳定的悬浮状态，而且促使水泥在加水初期形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构中的游离水释放出来，达到减水的目的。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂1）减水剂的作用机理的速度入文字（2）湿润作用水泥加水拌合后，其颗粒表面被水湿润，湿润程度对混凝土拌合物的性质影响很大。减水剂属于界面活性物质，掺入水泥浆中能降低体系的界面张力，因此能增加水泥颗粒与水的接触面积，即能使水泥颗粒更好地分散。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂1）减水剂的作用机理的速度入文字（3）润滑作用润滑作用包括水膜润滑和气泡润滑。减水剂分子的亲水基团极性很强，它定向地吸附于水泥颗粒表面后，使水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜，这层“空间壁障”阻止了水泥颗粒之间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂1）减水剂的作用机理的速度入文字（3）润滑作用此外，减水剂的掺入一般伴随着引入一定量的微气泡，这些气泡被减水剂分子定向吸附的分子膜所包围，与水泥颗粒上的吸附所带的电荷符号相同。因而，气泡与气泡、气泡与水泥颗粒间也因具有电性斥力而使水泥颗粒分散，从而增加了水泥颗粒之间的滑动能力（类似滚珠轴承的作用），这种润滑作用对掺入引气型减水剂的新拌混凝土更为明显。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂1）减水剂的作用机理的速度入文字（3）润滑作用综上所述，由于减水剂在水泥-水体系中具有吸附分散、湿润和润滑的作用，所以只要使用较少量的水就可以较容易地将混凝土拌合均匀，使新拌混凝土的和易性得到显著改善，这就是在混凝土中掺加适量减水剂后可以明显减水、塑化效能的基本原理，见图6-5。(图6-5请见本书107页)6.2.6混凝土外加剂2.减水剂1）减水剂的作用机理的速度入文字（3）润滑作用另外，减水剂一般具有缓凝作用，其原理在于减水剂分子的亲水基团能解离出带电离子，并吸附在水泥胶粒表面，使其电位增加。同时，这层离子吸附膜及由于氢键缔合作用所产生的水膜，往往会阻碍水泥颗粒与水之间的接触，因而具有缓凝作用。这种缓凝作用在使用普通减水剂并且不减少拌合用水量的情况下尤为显著。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂1）减水剂的作用机理的速度入文字根据工程需要，在混凝土拌合物中加入减水剂，通常可以达到下列不同的效果：（1）提高混凝土拌合物的流动性。在拌合水量不变的条件下，掺入减水剂可使混凝土的坍落度提高100~200mm。（2）减少用水量，降低水灰比，提高混凝土的强度。在保持拌合物坍落度不变的条件下，用水量能减少10%~15%。如果水泥用量不变，则减少用水量即可降低水灰比（W/C），因此混凝土的强度能提高15%~20%。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂2）减水剂的使用效果的速度入文字（3）℃省水泥，降低成本。若保持混凝土的强度不变，即保持W/C不变，则在减水的同时减少水泥用量，可℃约水泥10%~15%，从而降低了混凝土的成本。（4）减慢水化放热速度，推迟放热峰的出现。缓凝型减水剂具有延缓水泥水化的作用，其机理是减水剂分子定向吸附在水泥颗粒表面，起抑制和延缓水泥水化的作用，同时，在满足相同强度、相同耐久性要求的条件下，使用减水剂可减少水泥用量，降低总的水化热量。这两点均有利于克服大体积混凝土由于温度应力所产生的裂缝。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂2）减水剂的使用效果的速度入文字（5）有利于提高耐久性。掺入减水剂后使拌合物流动性提高，易于浇筑密实，且能减少混凝土用水量，减少混凝土的泌水，使混凝土内部毛细孔孔隙减少，有利于提高混凝土的抗冻性和抗渗性。此外，在混凝土拌合物中掺入减水剂后，还可以改善混凝土拌合物的泌水及离析现象，延缓混凝土拌合物的凝结时间。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂2）减水剂的使用效果的速度入文字减水剂按其效能分为普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂等。按其化学成分分为木质素系、萘系、树脂系、糖蜜类和复合型等几类。混凝土工程中可采用的普通减水剂有木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁及丹宁等。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂3）常用减水剂的速度入文字混凝土工程中可采用的高效减水剂有以下几种：（1）多环芳香族磺酸盐类：萘和萘的同系磺化物与甲醒缩合的盐类、氨基磺酸盐等；（2）水溶性树脂磺酸盐类：磺化三聚氧胶树脂、磺化古马隆树脂等；（3）脂肪族类：聚赖酸盐类、聚丙烯酸盐类、脂肪族轻甲基磺酸盐高缩聚物等；（4）其他：改性木质素磺酸钙、改性丹宁等。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂3）常用减水剂的速度入文字普通减水剂、高效减水剂进入工地（或混凝土搅拌站）的检验项目应包括PH值、密度（或细度）、混凝土减水率，只有检验都符合要求方可入库并使用。6.2.6混凝土外加剂2.减水剂3）常用减水剂的速度入文字使加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响的外加剂称为早强剂。早强剂可以在常温、低温和负温（不低于—5℃）条件下加速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和等要求早期强度较高的混凝土抢修工程。6.2.6混凝土外加剂3.早强剂的速度入文字早强剂主要有无机盐类（氯盐类、硫酸盐类）、有机胶及有机-无机的复合物三大类。其中以无机早强剂应用最为普遍。无机早强剂的主要品种有氯化物系和硫酸盐类；有机早强剂主要有三乙醇胶、三异丙醇胶、甲醇、乙酸钠、甲酸钙、尿素等几类。早强剂最主要的技术性能指标是1d和28d抗压强度比。按照国家标准的规定，掺入早强剂的混凝土与基准混凝土1d的抗压强度之比不能低于125%，与基准混凝土28d的抗压强度比不低于95%。6.2.6混凝土外加剂3.早强剂的速度入文字旱强剂分为以下三类：6.2.6混凝土外加剂3.早强剂硫酸盐类早强剂有机胶类早强剂氯盐类早强剂的速度入文字氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等，其中氯化钙的应用最广。氯化钙为白色粉状物，其适宜掺量为水泥质量的0.5%~1.0%，能使混凝土3d的抗压强度提高50%~100%，7d的抗压强度提高20%~40%，同时能降低混凝土中水的冰点，防止混凝土早期受冻。6.2.6混凝土外加剂3.早强剂1）氯盐类早强剂的速度入文字

6.2.6混凝土外加剂3.早强剂1）氯盐类早强剂的速度入文字采用氯化钙作早强剂的最大的缺点是含有的Cl-离子会使钢筋锈蚀，并导致混凝土开裂。因此，《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）规定，在钢筋混凝土中，氯化钙的掺量不得超过水泥质量的1%，在无筋混凝土中的掺量不得超过水泥质量的3%，在使用冷拉和冷拔低碳钢丝的混凝土结构及预应力混凝土结构中，不允许掺用氯化钙。6.2.6混凝土外加剂3.早强剂1）氯盐类早强剂的速度入文字同时还规定，在下列结构的钢筋混凝土中不得掺用氯化钙和含有氯盐的复合早强剂：在高湿度空气环境中、处于水位升降部位、露天结构或经受水淋的结构；与含有酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质相接触的结构；使用过程中经常处于环境温度为60℃以上的结构；直接靠近直流电源或高压电源的结构等。为了抑制氯化钙对钢筋的锈蚀作用，常将氯化钙与阻锈剂亚硝酸钠（NaNO2）复合使用。6.2.6混凝土外加剂3.早强剂1）氯盐类早强剂的速度入文字硫酸盐类早强剂主要有硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等，其中硫酸钠的应用较多。硫酸钠为白色粉状物，一般掺量为0.5%~2.0%，当掺量为1%~1.5%时，达到混凝土设计强度70%的时间可缩短一半左右。6.2.6混凝土外加剂3.早强剂2）硫酸盐类早强剂的速度入文字

6.2.6混凝土外加剂3.早强剂2）硫酸盐类早强剂的速度入文字

6.2.6混凝土外加剂3.早强剂2）硫酸盐类早强剂的速度入文字有机胶类早强剂主要有三乙醇胶、三异丙醇胶等，其中早强效果以三乙醇胶为佳。三乙醇胶为无色或淡黄色油状液体，呈碱性，能溶于水。掺量为水泥质量的0.02%~0.05%，能使混凝土早期强度提高。三乙醇胶很少单独使用，通常与其他外加剂（如氯化钠、氯化钙、硫酸钠等）复合使用，效果更加显著。三乙醇胶对混凝土稍有缓凝作用，掺量过多会造成混凝土严重缓凝和混凝土强度下降，故应严格控制掺量。6.