第五章 混凝土-建筑材料13课件讲解

第五章混凝土建筑材料之混凝土的组成材料混凝土外加剂Part

1Part

2Part3概述混凝土的矿物

掺合料Part4混凝土拌和物的和易性Part5混凝土的耐久性其他混凝土Part

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7Part8混凝土的强度混凝土的配合比设计Part9为了节约水泥，改善混凝土的性能，在混凝土拌制时掺入的掺量大于水泥质量5%的矿物粉末，称为混凝土的矿物掺合料。常用的混凝土矿物掺合料有粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰、沸石粉及其他工业废料，尤其是磨细Ⅰ级粉煤灰、磨细粒化高炉矿渣和硅灰的应用最为广泛。随着公路交通现代化建设的快速发展，发展水泥混凝土路面已经放到道路建设的重要位置。由于混凝土路面比沥青路面具有使用寿命长、施工简单、维修费用低等优势，同时还具有良好的耐磨性和抗冲击性特点，因此在世界各国广泛采用。5.4.1粉煤灰形态效应。通过显微镜可以看到，粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠，其粒形完整，表面光滑，质地致密。这种形态对混凝土而言，无疑能起到减水、致密和匀质作用，促进初期水泥水化的解絮作用，改变拌和物的流变性质、初始结构以及硬化后的多种性能，尤其对泵送混凝土，能起到良好的润滑作用。所谓解絮作用，是指水泥之间易形成絮状结构，粉煤灰有解开絮状结构的作用。活性效应。粉煤灰中的化学成分中含有大量活性SiO2和Al2O3，在潮湿的环境中能与Ca（OH）2等碱性物质发生反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质，对粉煤灰制品及混凝土起到增强和堵塞混凝土中毛细组织的作用，从而提高混凝土的抗腐蚀能力。微集料效应。粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑，在水泥石中可充当未水化的水泥颗粒，极细小的微珠可充当活泼的纳米材料，因此能明显改善和增强混凝土及粉煤灰制品的结构强度，提高其匀质性和致密性。在上述粉煤灰的3大效应中，形态效应是物理效应，活性效应是化学效应，而微集料效应既有物理效应又有化学效应。这3种效应相互关联，互为补充。粉煤灰的品质越高，效应越大。因此，在应用粉煤灰时，应根据水泥和混凝土的特点及要求，选用适宜和定量的粉煤灰。用于混凝土中的粉煤灰，按质量指标可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，如表5-14所示。商品混凝土中多采用Ⅰ级和Ⅱ级粉煤灰。`表5-14粉煤灰的质量指标等级硅灰是硅铁合金厂和硅单质厂在冶炼时通过收尘装置收集的随气体从烟道排出的极细粉末。硅灰的外观为青灰色或灰白色，耐火度＞1600℃，其主要化学组成是SiO2，此外还含有极少量的氧化铁、氧化钙等。硅灰颗粒主要为非晶态的球形颗粒，颗粒表面较为光滑。硅灰颗粒主要是0.5μm以下的颗粒，平均粒径大约为0.1～0.2μm，远比水泥和粉煤灰颗粒小得多，一般采用比表面积法来表示细度。硅灰的比表面积约为水泥的80～100倍，约为粉煤灰的50～70倍。5.4.2硅灰硅灰属于火山灰质材料，其在混凝土中的主要作用有：①显著提高混凝土的抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能；②具有保水，以及防止离析、泌水、大幅降低混凝土泵送阻力的作用；③显著延长混凝土的使用寿命，特别是在氯盐侵蚀、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。此外，硅灰是高强混凝土和高性能混凝土中必不可少的成分，在强度等级C100以上的混凝土中大量应用。粒化高炉矿渣是指在高炉中冶炼生铁时，所得到的以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后，即为粒化高炉矿渣。硅粉是理想的超细微粒矿物质掺合料，但其资源有限，一般多采用超细粉磨的粒化高炉矿渣（简答超细矿渣）作为超细微粒掺合料，以配制高强、超高强度混凝土。矿渣粉的化学组成取决于矿渣的化学组成，一般是一些氧化物和硫化物，如CaO，SiO2，Al2O3，MgO，FeO和CaS，MnS，FeS等，其中，前4种氧化物一般占矿渣粉总量的90%以上。矿渣粉的化学组成与硅酸盐水泥较接近，但CaO的含量较硅酸盐水泥稍低，而SiO2的含量则高于硅酸盐水泥。5.4.3粒化高炉矿渣粉粒化高炉矿渣经超细粉磨后具有很高的活性，可以弥补硅粉资源的不足，满足配制不同性能要求的高性能混凝土的需求。掺入矿渣粉的混凝土，具有以下几个特点：（1）生产矿渣硅酸盐水泥时，可用矿渣粉取代部分硅酸盐水泥熟料，从而有效降低水泥的成本，增加产量，扩大水泥的使用范围。（2）所配制出的混凝土干缩率大大减小，抗冻和抗渗性能提高，混凝土的耐久