【铁路实务】陈士甲 教材精讲班教案 04-第2章-2.1-混凝土原材料

第2章铁路工程材料2.1混凝土原材料2.1.1水泥1.水泥的分类按用途及性能可分为：（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：《通用硅酸盐水泥》GB175-2007规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、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。（2）专用水泥：专门用途的水泥。例如：G级油井水泥（专用于油井、气井的固井工程，又称堵塞水泥）、道路硅酸盐水泥。（3）特性水泥：某种性能比较突出的水泥。例如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、磷铝酸盐水泥和磷酸盐水泥。2.通用硅酸盐水泥的性能特点及使用范围（2023变）1）硅酸盐水泥硅酸盐水泥具有凝结时间短、快硬早强高强、抗冻、耐磨、耐热、水化放热集中、水化热较大、抗硫酸盐侵蚀能力较差的性能特点。硅酸盐水泥用于配制高强度混凝土、先张预应力制品、道路、低温下施工的工程和一般受热（＜250℃）的工程。一般不适用于大体积混凝土和地下工程，特别是有化学侵蚀的工程。2）普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥性能相近，也具有凝结时间短、快硬早强高强、抗冻耐磨、耐热、水化放热集中、水化热较大、抗硫酸盐侵蚀能力较差的性能特点;相比硅酸盐水泥，早期强度增进率稍有降低，抗冻性和耐磨性稍有下降，抗硫酸盐侵蚀能力有所增强。普通硅酸盐水泥可用于任何无特殊要求的工程。一般不适用于受热工程、道路、低温下施工工程、大体积混凝土工程和地下工程，特别是有化学侵蚀的工程。3）矿渣酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥具有需水性小、早强低后期增长大、水化热低、抗硫酸盐侵蚀能力强、受热性好的优点，也具有保水性和抗冻性差的缺点。矿渣硅酸盐水泥可用于无特殊要求的一般结构工程，适用于地下、水利和大体积等混凝土工程，在一般受热工程（<250℃和蒸汽养护构件中可优先采用矿渣硅酸盐水泥。不宜用于需要早强和受冻融循环、干湿交替的工程中。4）火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥具有较强的抗硫酸盐侵蚀能力、保水性好和水化热低的优点，也具有需水量大、低温凝结慢、干缩性大、抗冻性差的缺点。粉煤灰硅酸盐水泥具有与火山灰质硅酸盐水泥相近的性能，相比火山灰质硅酸盐水泥，其具有需水量小、干缩性小的特点。火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥可用于一般无特殊要求的结构工程，适用于地下、水利和大体积等混凝土工程。不宜用于冻融循环、干湿交替的工程。5）复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥除了具有矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥所具有的水化热低、耐蚀性好、韧性好的优点外，能通过混合材料的复掺优化水泥的性能，如改善保水性、降低需水性、减少干燥收缩、适宜的早期和后期强度发展。复合硅酸盐水泥可用于无特殊要求的一般结构工程，适用于地下、水利和大体积等混凝土工程，特别是有化学侵蚀的工程不宜用于需要早强和受冻融循环、干湿交替的工程中。3.水泥进场检验规定1）水泥进场检验规定（1）运抵工地（场）的水泥，应按批（散装水泥每500t为一批，袋装水泥每200t为一批，当不足500t或200t时，也按一批计）。对同厂家、同批号、同品种、同强度等级、同出厂日期的水泥进行强度、细度、安定性和凝结时间等项目的检验。水泥的安定性即体积安定性，是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。（2）使用过程中，当对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期超过3个月（快硬硅酸盐水泥超过1个月）时，应按上述规定进行复验。2）水泥试验项目细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性、胶砂强度。3）水泥试验结果评定方法（1）不合格水泥：凡细度、终凝时间任一项不符合标准规定，或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级规定指标时为不合格水泥：水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全者为不合格水泥。（2）废品：凡氧化镁含量、三氧化硫含量、初凝时间、安定性任何一项不符合标准的水泥为废品。【小试牛刀】在硅酸盐水泥的使用过程中，如果对于水泥的质量问题存在怀疑或者出厂日期超过（）个月，应进行复检。A.0.5 B.1C.2D.3答案：D解析：普通3个月。【小试牛刀】对于大体积混凝土工程不宜使用（）。A.硅酸盐水泥B.矿渣硅酸盐水泥C.火山灰硅酸盐水泥D.复合灰水泥答案：A【小试牛刀】下列属于水泥试验项目的有（）。A.标准稠度用水量B.抗冻性C.凝结时间D.细度E.抗渗性答案：ACD解析：强度，细度，安定性，凝结时间，标准稠度用水量【小试牛刀】出现下列（）情况的水泥属于不合格。A.初凝时间不符合标准B.终凝时间不符合标准C.细度不符合标准D.强度低于该强度等级的指标E.安定性不符合标准答案：BCD【小试牛刀】水泥按其质量可分为（）。A.优质水泥B.优良水泥C.合格水泥D.不合格水泥E.废品答案：CDE解析：水泥按质量分为合格，不合格和废品2.1.2粗细骨料1.细骨料细骨料应选用级配合理、质地坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂或母材检验合格、经专门机组生产的机制砂，不应使用海砂。2.1.3混凝土外加剂及矿物掺合料一、外加剂的分类混凝土外加剂是为改善和调节混凝土的性能、节约水泥而掺加的有机、无机或复合的化合物，其掺量一般不大于水泥重量的5%。混凝土外加剂品种繁多，按其主要功能分为以下6类：1.改善拌和物和易性的外加剂：减水剂（塑化剂）、引气剂、保水剂等。2.调节凝结或硬化速度的外加剂：速凝剂、早强剂、缓凝剂等。3.调节空气含量的外加剂：引气剂、加气剂、发泡剂、消泡剂等。引气剂是一种憎水性表面活性剂，当溶于水并加入混凝土拌合物内时，能在搅拌过程中产生大量微小气泡。这些气泡能改善混凝土拌合物的流动性、黏聚性和保水性。加气剂则主要用于使材料变轻，并具有良好的隔热性能。4.改善物理和力学性能的外加剂：防冻剂、引气剂、防水剂、粘结剂等。5.提高耐久性的外加剂：引气剂、防水剂、防锈剂等。6.改善某些特殊性能的外加剂：发泡剂、着色剂、防霉剂、杀虫剂等。常用的外加剂有引气剂、减水剂、早强剂、速凝剂、缓凝剂等。二、外加剂的作用1.改善混凝土或砂浆拌和物施工时的和易性（减水剂）2.提高混凝土或砂浆的强度及其他物理力学性能（减水剂）3.节约水泥或代替特种水泥（减水剂、液体速凝剂）4.加速混凝土或砂浆的早期强度发展（早强剂）5.调节混凝土或砂浆的凝结硬化速度（缓凝剂）6.调节混凝土或砂浆的含气量。（引气剂）7.降低水泥水化初期水化热或延缓水化放热（缓凝剂）8.改善拌和物的泌水性。（引气剂）9.提高混凝土或砂浆耐各种侵蚀性盐类的腐蚀性。（防水剂）10.减弱碱一集料反应。（碱-集料反应抑制剂）11.改善混凝土或砂浆的毛细孔结构12.改善混凝土的泵送性。13.提高钢筋的抗锈蚀能力。14.提高集料与砂浆界面的粘结力，提高钢筋与混凝土的握裹力。15.提高新老混凝土界面的粘结力。16.改变砂浆及混凝土的颜色。二、矿物掺合料的分类及作用高强高性能混凝土用矿物外加剂（掺合料）是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）的某些磨细矿物类的产品。矿物掺合料的使用，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、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱–骨料反应性等耐久性指标。混凝土的耐久性指标应根据结构设计的使用年限、所处的环境类别及作用等