混凝土基础知识经典培训讲义.ppt

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1、混凝土基混凝土基础知知识经典培典培训讲义现在学习的是第1页，共50页前前 言言v混凝土，用量最大、用途最广的的工程材料之一。混凝土，用量最大、用途最广的的工程材料之一。v混凝土：胶凝材料混凝土：胶凝材料+骨料骨料+水水+外加剂，缩写为砼。外加剂，缩写为砼。v基本性能：工作性（流动性、粘聚性、保水性）基本性能：工作性（流动性、粘聚性、保水性）强度（抗压、弯拉、劈裂、弹性模量）强度（抗压、弯拉、劈裂、弹性模量）耐久性耐久性现在学习的是第2页，共50页目目 录录第一章第一章 混凝土原材料混凝土原材料 11水水 泥泥2掺合料掺合料3砂砂4石石5外加剂外加剂现在学习的是第3页，共50页第一章第一章 混凝

2、土实现高性能化的最重要技术途径就混凝土实现高性能化的最重要技术途径就是实现混凝土材料的高性能化。除了传统的原是实现混凝土材料的高性能化。除了传统的原材料外，使用优质的外加剂和矿物掺合料（亦材料外，使用优质的外加剂和矿物掺合料（亦称为矿物外加剂）已成为混凝土工作者的共识。称为矿物外加剂）已成为混凝土工作者的共识。混凝土的原材料主要有水泥、砂、石、外加剂、混凝土的原材料主要有水泥、砂、石、外加剂、水和掺合料等六种，原材料的质量直接影响混水和掺合料等六种，原材料的质量直接影响混凝土的性能。凝土的性能。现在学习的是第4页，共50页1 1、按生产工艺：、按生产工艺：按生产工艺可分为回转窑水泥和立窑水泥。

3、按生产工艺可分为回转窑水泥和立窑水泥。回转窑的产量高回转窑的产量高，产品质量较好，所，产品质量较好，所以在现代大型的水泥厂中，普遍采用以在现代大型的水泥厂中，普遍采用回转窑。立窑由于燃烧不均匀，往往回转窑。立窑由于燃烧不均匀，往往有些产品的细度、强度达不到技术指有些产品的细度、强度达不到技术指标要求，所以一般地方小水泥厂采用。标要求，所以一般地方小水泥厂采用。-水泥安定性问题水泥安定性问题 水泥是一种最常用的水硬性胶凝材料。水泥呈粉末状，与水混合后，成为塑水泥是一种最常用的水硬性胶凝材料。水泥呈粉末状，与水混合后，成为塑性胶体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂石散状材料牢固的胶结性胶

4、体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂石散状材料牢固的胶结在一起。在一起。2 2、按矿物组成、按矿物组成 按矿物组成分为硅酸盐水泥、按矿物组成分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。这泥和粉煤灰硅酸盐水泥。这里主要介绍硅酸盐水泥和普里主要介绍硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。通硅酸盐水泥。第一章第一章 1 1、水泥、水泥 （一）水泥分类：水泥可按生产（一）水泥分类：水泥可按生产工艺和矿物组成分类。工艺和矿物组成分类。现在学习的是第5页，共50页现在学习的是第6页，共50页第一章第一章 1 1、水泥、

5、水泥 常用水泥品种常用水泥品种水泥品种水泥品种水泥水泥代号代号水泥组成水泥组成熟料熟料石膏石膏混合材混合材型硅酸盐水泥型硅酸盐水泥P.硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料熟料9598%适量（控制适量（控制SO33.5%）不掺任何混合材（不掺任何混合材（基准水泥即是其一基准水泥即是其一）型硅酸盐水泥型硅酸盐水泥P.硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料熟料9097%适量（控制适量（控制SO33.5%）掺加不超过水泥质量掺加不超过水泥质量5%的石灰石或的石灰石或粒化高炉矿渣混合材粒化高炉矿渣混合材普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥P.O硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料熟料8092%适量（控制适量（控制SO33.5%）掺掺615%混合材。

6、活性混合材混合材。活性混合材15%（允许用窑灰（允许用窑灰5%或非活性混或非活性混合材合材10%代替），非活性混合材代替），非活性混合材10%现在学习的是第7页，共50页水泥品种水泥品种水泥水泥代号代号水泥组成水泥组成熟料熟料石膏石膏混合材混合材矿渣硅酸盐水矿渣硅酸盐水泥泥P.S（A或或B）硅酸盐水硅酸盐水泥熟料泥熟料2578%适量（控制适量（控制SO34%）粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣2070%，允许用石灰石、，允许用石灰石、窑灰和火山灰质混合材中的一种材料窑灰和火山灰质混合材中的一种材料代替，代替数量代替，代替数量20%火山灰质硅酸火山灰质硅酸盐水泥盐水泥P.P硅酸盐水硅酸盐水泥熟料泥熟料45

7、78%适量（控制适量（控制SO33.5%）火山灰质混合材火山灰质混合材2050%粉煤灰硅酸盐粉煤灰硅酸盐水泥水泥P.F硅酸盐水硅酸盐水泥熟料泥熟料5578%适量（控制适量（控制SO33.5%）粉煤灰粉煤灰2040%复合硅酸盐水复合硅酸盐水泥泥P.C硅酸盐水硅酸盐水泥熟料泥熟料4583%适量（控制适量（控制SO33.5%）掺两种或两种以上混合材料，总掺量掺两种或两种以上混合材料，总掺量按质量百分比计为按质量百分比计为1550%，允许用，允许用8%的窑灰代替部分混合材料，掺矿的窑灰代替部分混合材料，掺矿渣时，混合材掺量不得与矿渣水泥重渣时，混合材掺量不得与矿渣水泥重复复现在学习的是第8页，共50页

8、水泥生产过程简述水泥生产过程简述v水泥窑系统中发生的化学反应水泥窑系统中发生的化学反应少量校正原料：补充Fe或Si现在学习的是第9页，共50页水泥熟料主要成分水泥熟料主要成分现在学习的是第10页，共50页水泥熟料四种矿物的基本特性水泥熟料四种矿物的基本特性矿物矿物含量含量水化水化速度速度强度强度凝结时凝结时间间水化热水化热耐化学耐化学侵蚀性侵蚀性干缩干缩早早期期后后期期C3S50%较快较快高高高高正常正常中中中中中中C2S20%较慢较慢低低高高缓慢缓慢小小良良小小C3A715%迅速迅速高高低低很快很快大大差差大大C4AF1018%C3A后期后期慢慢低低低低正常正常小小优优小小现在学习的是第11

9、页，共50页技术要求技术要求 不溶物（不溶物（GB/T176GB/T176）煅烧质量煅烧质量型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%；型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.5%。烧失量（烧失量（GB/T176GB/T176）型硅酸盐水泥中烧失量不的大于3.0%，型硅酸盐水泥烧失量不得大于3.5%。普通水泥中烧失量不得大于5.0%。氧化镁（氧化镁（GB/T176GB/T176）水泥中氧化镁含量不宜大于5.0%。如果水泥经压蒸安定性试验合格，则水泥中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。三氧化硫（三氧化硫（GB/T176GB/T176）水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%（矿渣水泥可放宽到4.0%）。第一章第一

10、章 1 1、水泥、水泥 现在学习的是第12页，共50页 细度（细度（GB/T1345GB/T1345）-试验及仪器校准试验及仪器校准 硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg（GB/T8074），普通水泥80m方孔筛筛余不得超过10.0%。凝结时间（凝结时间（GB/T1346GB/T1346）硅酸盐水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于6.5h。普通水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。（记住5-7,3-5,0.5mm）安定性（安定性（GB/T1346GB/T1346）用沸煮法（标准法：雷氏夹法；代用法：试饼法）检验必须合格。强度强度 水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分

11、，主要为3d和28d。第一章第一章 1 1、水泥、水泥 现在学习的是第13页，共50页重点一重点一体积安定性体积安定性 体积安定性不良是指已硬化水泥石产生不均匀的体积变化现象。体积安定性不良是指已硬化水泥石产生不均匀的体积变化现象。引起体积安定性不良的原因：引起体积安定性不良的原因：（1）f-CaO过量过量 CaO+H2O=Ca(OH)2（2）f-MgO过量过量 MgO+H2O=Mg(OH)2（3）石膏掺量过多）石膏掺量过多 石膏石膏+C-A-H AFt钙矾石（AFt）：3CaOAl2O33CaSO432H2O，三（高）硫型水化铝酸钙。C-A-H与硫酸根结合生成。固体体积增长0.2倍。AFm：

12、单硫型水化铝酸钙，3CaOAl2O3CaSO4nH2O。是强度形成的基本保证。现在学习的是第14页，共50页v 碱（GB/T176）v 水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示.若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中含碱量不得大于0.60%或由供需双方商定。v重点二：混凝土碱集料反应重点二：混凝土碱集料反应 碱与活性骨料发生碱骨料反应，导致混凝土不均匀膨胀破坏。碱与活性骨料发生碱骨料反应，导致混凝土不均匀膨胀破坏。碱集料反应（碱集料反应（AAR）：碱硅酸反应和碱碳酸盐反应。）：碱硅酸反应和碱碳酸盐反应。1.活性二氧化硅碱中溶解、生成硅酸盐凝胶、体积膨胀、进一步反应形成液态溶

13、胶。活性二氧化硅碱中溶解、生成硅酸盐凝胶、体积膨胀、进一步反应形成液态溶胶。2.碱碳酸盐反应是指粘土质白云石质石灰石与水泥中的碱发生的反应碱碳酸盐反应是指粘土质白云石质石灰石与水泥中的碱发生的反应。防止碱集料反应，一是控制混凝土中总碱含量，二是检测集料是否存在碱活性（岩相法和砂浆长度法）。现在学习的是第15页，共50页水泥品种主要特点适用范围不适用范围硅酸盐水泥1.早强快硬2.水化热高3.耐冻性好4.耐热性差5.耐腐蚀性差6.对外加剂作用比较敏感1.适用快硬早强工程2.配制强度等级较高的混凝土1.大体积混凝土工程2.受化学侵蚀水及压力水作用的工程普通硅酸盐水泥1.早强2.水化热较高3.耐冻性较

14、好4.耐热性较差5.耐腐蚀性较差6.低温时凝结时间有所延长1.地上地下及水中的混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构，包括早期强度要求较高的工程2.配制建筑砂浆1.大体积混凝土工程2.受化学侵蚀水及压力水作用的工程第一章第一章 1 1、水泥、水泥各种水泥主要特点及适用范围各种水泥主要特点及适用范围现在学习的是第16页，共50页矿渣硅酸盐水泥1.早期强度低，后期强度增长较快2.水化热较低3.耐热性较好4.抗硫酸盐侵蚀较好5.抗冻性较差6.干缩性较大1.大体积工程2.配制耐热混凝土3.蒸汽养护的构件4.一般地上地下的混凝土和钢筋混凝土结构5.配制建筑砂浆1.早期强度要求较高的混凝土工程2.严寒地区并

15、在水位升降范围内的混凝土工程火山灰硅酸盐水泥1.早期强度低后期强度增长较快2.水化热较低3.耐热性较差4.抗硫酸盐侵蚀性好5.抗冻性较差6.抗渗性较好7.干缩性较大1.大体积工程2.有抗渗要求的工程3.蒸汽养护的构件4.一般混凝土和钢筋混凝土工程5.配制建筑砂浆1.早期强度要求较高的混凝土工程2.严寒地区并在水位升降范围内的混凝土工程3.干燥环境中的混凝土工程4.有耐磨性要求的工程第一章第一章 1 1、水泥、水泥现在学习的是第17页，共50页粉煤灰硅酸盐水泥1.早期强度低，后期强度增长较快2.水化热较低3.耐热性较差4.抗硫酸盐侵蚀性好5.抗冻性较差6.干缩性较小1.地上地下、水中和大体积混凝

16、土工程2.蒸汽养护的构件3.一般混凝土工程4.配制建筑砂浆1.早期强度要求较高的混凝土工程2.严寒地区并在水位升降范围内的混凝土工程3.有抗碳化要求的工程第一章第一章 1 1、水泥、水泥现在学习的是第18页，共50页第一章第一章 1 1、水泥、水泥 质量检验 1.检验标准检验标准 水泥质量检验标准主要有：水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（GB/T1346）水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（GB/T17671）水泥细度检验方法（80m筛筛析法）（GB/T1345）水泥比表面积测定方法（勃氏法）（GB8074）现在学习的是第19页，共50页v矿渣矿渣自身矿物自身矿物+水水 水化产物水化

17、产物碱性激发剂：碱性激发剂：CH（+SiO2+Al2O3）硫酸盐激发剂：石膏（硫酸盐激发剂：石膏（+SiO2+Al2O3）v粉煤灰粉煤灰二次反应二次反应 CH（+SiO2+Al2O3）水化硅酸钙水化铝酸钙水化硫铝（铁）酸钙水化硅酸钙水化铝酸钙第一章第一章 2、掺合料、掺合料现在学习的是第20页，共50页第一章第一章 2 2、掺合料、掺合料2.1 粉煤灰电厂主要固体废物，烟道收集沉淀而来主要活性成分：玻璃体SiO2)和玻璃体Al2O3)，在激发剂（碱）的作用下具有水硬性。特点：改善混凝土拌合物的和易性（微晶效应和滚珠效应）；降低混凝土水化热（反应放热少，避开放热高峰）；提高混凝土的抗渗性和抗硫酸

18、盐腐蚀的性能；减少变形（徐变较低，减水后干缩小）；耐磨性提高（晶体自身强度和硬度较高，本质成分）；成本较低。早期强度较低（初期不反应，有碱环境下二次反应）。应用：大体积混凝土、泵送混凝土。关键指标：流动度比 SO3含量现在学习的是第21页，共50页2.2 矿粉（粒化高炉矿渣微粉）炼铁高炉熔融矿渣经水淬急冷形成，物相组成大部分为玻璃体，具有较高的化学潜能，成分与水泥接近，自身有一定水硬性。矿渣微粉可按品质分为S105、S95、S75三个等级。特点：矿粉混凝土后期强度增长率较高，收缩值较小；大掺量矿粉混凝土可降低水化热峰值；矿粉对混凝土有一定的缓凝作用，低温时影响更为明显；拌合物粘聚性好；早期强度

19、有所降低。应用：大体积混凝土、泵送混凝土。关键指标：需水量比。（比表面积大，一定吸水作用，用水量可能增大）第一章第一章 2 2、掺合料、掺合料现在学习的是第22页，共50页第一章第一章 3 3、砂、砂（一）砂的分类及其技术要求 1 砂的分类砂的分类 砂可按产源、细度模数和加工方法分类。按产源不同分为河砂、海砂和山砂。1）河砂因长期受流水冲洗，颗粒呈圆形，一般大工程都采用河砂。2）海砂因长期受海水冲刷，颗粒圆滑，较干净，但常混有贝壳及其碎片,且氯盐含量较高。3）山砂存在于山谷或旧河床中，颗粒多带棱角，表面粗糙，含泥量较高。按细度模数可分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。按其加工方法不同可分为天然砂和人

20、工破碎砂两大类。1）不需要加工而直接使用的天然砂，包括河砂、海砂和山砂。2）人工破碎砂则是将天然石材破碎而成的或加工粗骨料过程中的碎屑。现在学习的是第23页，共50页第一章第一章 3 3、砂、砂 2 技术要求技术要求 依据普通混凝土用砂质量标准及检验方法（JGJ52），砂的技术要求有：细度模数（保留一位还是两位小数合适？）1）粗砂 （f为3.73.1）2）中砂 （f为3.02.3）3）细砂 （f为2.21.6）4）特细砂（f为1.50.7）类别 砂按GB/T14684建筑用砂技术要求分为类、类、类。用途 类用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级C30-C60抗冻、抗渗或其他要求的混凝

21、土；类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。现在学习的是第24页，共50页第一章第一章 3 3、砂、砂级配区累计筛余（%）公称直径）区区区5.00mm1001001002.50mm3552501501.25mm65355010250630m857170414016315m958092708555160m100901009010090 颗粒级配 砂的颗粒级配应处于下表中的任何一个区内。配制混凝土时宜优先选用区砂。当采用区砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，满足混凝土的和易性；当采用区砂时，就反之。现在学习的是第25页，共50页 含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量应符合下表的规定。第一章第

22、一章 3 3、砂、砂强度含量%项目C60C55C30C25含泥量含泥量2.03.05.0泥块含量泥块含量0.51.02.0混凝土强度等级混凝土强度等级C40C35C30C25C15贝壳的含量（按质量计，贝壳的含量（按质量计，%）358现在学习的是第26页，共50页第一章第一章 3 3、砂、砂注：对有抗冻、抗渗要求的混凝土用砂，其含泥量不应大于 3%。对C10级和低于C10级的混凝土用砂，其含泥量可酌情放宽。重要工程的混凝土所使用的砂，应采用岩相法和砂浆长度法（至少3个月）进行骨料的碱活性检验。采用海砂配制混凝土时，其氯离子含量应符合有关规定。1）对素混凝土，海砂中氯离子含量不予限制。2）对钢筋

23、混凝土，海砂中氯离子含量不应大于0.06%（以干砂的百分率计，下同）。3）对预应力混凝土不宜用海砂。（氯离子含量，不大于0.02%）表观密度、堆积密度、空隙率砂的表观密度大于2500Kg/m3；堆积密度大于1350 Kg/m3；空隙率小于47%。现在学习的是第27页，共50页（二）特点及适用范围 第一章第一章 3 3、砂、砂品种规格特点适用范围粗砂砂中粗颗粒过多，保水性差配制水泥用量较多或低流动性混凝土中砂粗细适宜，级配好配制各类混凝土细砂配制的混凝土拌合物的粘聚性稍差保水性好，但硬化后干缩较大，表面宜产生裂缝现在学习的是第28页，共50页第一章第一章 4 4、石、石（一）石的分类 1.石的分

24、类 碎石和卵石（碎石优先）。连续粒级和单粒级配（连续级配优先）。2.类别类别 按卵石、碎石按GB/T14684建筑用砂技术要求分为类、类、类。（二）石的技术要求 颗粒级配 本质上是空隙率问题。含泥量、泥块含量和针片状含量 前者影响强度，后者首先是工作性，尤其是在泵送混凝土中，其次是强度。现在学习的是第29页，共50页第一章第一章 4 4、石、石 碎石的压碎指标值压碎值试验：筛取9.5-13.5mm影响：压碎值大，混凝土强度影响、耐久性影响。注意：理论上，混凝土强度受骨料压碎值影响。但是，实际上，混凝土强度最薄弱的环节是硬化水泥浆及其与粗骨料之间的界面过渡区,而不是粗骨料本身,因此粗骨料强度的增

25、大对提高混凝土抗压强度的作用不大,并且粗骨料强度和弹性模量与基体差距过大,还易在界面处产生较大的应力集中而造成混凝土强度下降。现在学习的是第30页，共50页第一章第一章 4 4、石、石 表观密度、堆积密度、空隙率表观密度大于2500Kg/m3；松散堆积密度大于1350 Kg/m3；空隙率小于47%。普通混凝土所用的碎石除符合国家现行标准外，还应符合下列要求：1）不得大于混凝土结构截面最小尺寸的1/4，并不得大于钢筋最小净距的3/4；对于混凝土实心板，其最大粒径不宜大于板厚的1/2，并不得超过50mm细石混凝土；2）泵送混凝土用的碎石，不应大于输送管内径的1/3，卵石不应大于输送管内径的2/5；

26、（我们现行的泵送输送管内径为我们现行的泵送输送管内径为125mm）3）对含有活性二氧化硅或其他活性成分的骨料，碱集料反应试验。现在学习的是第31页，共50页 5、外加剂外加剂 在混凝土拌合过程中掺入的，并能按要求改善混凝土性能的，一般不超过水泥重量5%的材料称为混凝土外加剂。（超过5%用外掺，即等量替代）（一）外加剂的分类及技术要求 1、混凝土外加剂可按其主要功能分类、混凝土外加剂可按其主要功能分类 改善混凝土拌合物流动性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂。调节混凝土凝结时间、硬化功能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。改善混

27、凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、消泡剂、膨胀剂、防冻剂、防水剂和泵送剂等。2、外加剂的技术要求、外加剂的技术要求 外加剂的主要技术要求请参照GB8076和GB/T8077。（二）使用外加剂的主要目的 改善新拌混凝土的工作性能 减少拌合物的用水量，提高混凝土拌合物的流动性，改善混凝土拌合物的和易性，保持混凝土拌合物不离析、不泌水，易于浇注、泵送和密实成型。调节混凝土的初凝、终凝时间，推迟水化热峰值出现的时间和降低峰值的大小。第一章第一章 5 5、外加剂、外加剂现在学习的是第32页，共50页 提高硬化混凝土的物理力学性能和改善混凝土的耐久性提高混凝土各龄期强度、弹性模量和极限拉伸应变。减少收缩、

28、徐变或补偿收缩，提高混凝土体积稳定性。增加混凝土密实性，改善混凝土内部结构，提高混凝土抗渗性、抗冻溶性和抗碳化能力。可获得良好的经济效益可减少单方混凝土水泥用量。（三）特点和适用范围 第一章第一章 5 5、外加剂、外加剂现在学习的是第33页，共50页外加剂类型主要特点适用范围普通减水剂1.在保证混凝土工作性及强度不变的条件下，可节约水泥2.在保证混凝土工作性及水泥用量不变条件下，可减少用水量，提高混凝土强度3.在保证混凝土用水量及水泥用量不变的条件下，可增大混凝土的流动性。1.用于日最低气温5oC以上的混凝土施工2.各种预制及现浇混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土3.大模板施工、滑模施工、大体积

29、混凝土、泵送混凝土以及流动性混凝土高效减水剂1.在保证混凝土工作性及水泥用量不变条件下，可大幅度减少用水量，可制备早强、高强混凝土2.在保证混凝土工作性及水泥用量不变条件下，可增大混凝土拌合物的流动性，可制备大流动性混凝土1.用于日最低气温0oC以上的混凝土施工2.用于钢筋密集、截面复杂、空间窄小及混凝土不易振捣的部位3.凡普通减水剂适用的范围高效减水剂亦适用4.制备早强、高强混凝土以及流动性混凝土早强剂及早强减水剂1.缩短混凝土热蒸养的时间2.加速自然养护混凝土的硬化1.用于日最低气温-3oC以上时，自然气温正负交替的亚寒地区的混凝土施工2.用于蒸养混凝土、早强混凝土引气剂及引气减水剂1.改

30、善混凝土拌合物的工作性，减少混凝土泌水离析2.提高硬化混凝土的抗冻溶性1.有抗冻溶要求的混凝土，如公路路面、飞机跑道2.骨料质量差以及轻骨料混凝土3.提高混凝土抗渗性，可用于防水混凝土4.改善混凝土的抹光性5.泵送混凝土缓凝剂及缓凝减水剂降低热峰值及推迟热峰出现的时间1.大体积混凝土2.夏季和炎热地区的混凝土施工3.用于日最低气温5oC以上的混凝土施工第一章第一章 5 5、外加剂、外加剂现在学习的是第34页，共50页 这里主要介绍减水剂。1.减水剂中的表面活性剂减水剂中的表面活性剂 表面活性剂是分子中带有性质不同的亲水基和疏水基的两亲结构化合物，少量使用即可使表面或界面的一些性质（如乳化、增溶

31、、分散、润湿、渗透）发生显著变化的物质，是一种功能性精细化工产品。减水剂是一种典型的表面活性剂，对于任何一种减水剂，有如下特点：极性基 吸附在水泥颗粒表面减水剂分子结构 非极性基 使矿物成分呈现疏水性1）极性基主要决定减水剂分子对水泥颗粒矿物成分的亲和能力。2）非极性基对减水剂性能的影响，主要有以下几方面。减水剂分子（或离子）定向吸附于水泥矿物表面时，非极性基朝外，形成疏水膜层，故影响其疏水性的大小。也决定对水泥粒子的亲固力。减水剂分子在水泥颗粒表面吸附时，非极性基间也会相互吸引缔合，所以当减水剂分子自颗粒表面解吸时，不仅要克服极性基的亲固力，还要克服非极性基间的缔合力。第一章第一章 5 5、

32、外加剂、外加剂现在学习的是第35页，共50页第一章第一章 5 5、外加剂、外加剂 2、表面活性剂分子结构中常见的极性基团对水泥水化的影响、表面活性剂分子结构中常见的极性基团对水泥水化的影响 羟基（OH）羟基化合物的缓凝作用可作如下解释：1）羟基与水泥粒子表面的O2-形成氢键（OHO）抑制水泥继续水化；2）羟基被水泥表面的Ca2+吸附形成吸附膜层阻碍水化。磺酸盐（SO3M）磺酸盐型的表面活性剂是典型的阴离子表面活性剂。由于水化初期水泥粒子表面带正电荷，有利于阴离子表面活性剂的吸附，从而起着延缓水泥水化反应的作用，这也可以看成是分散性提高了。现在学习的是第36页，共50页 3、减水剂对新拌混凝土会

33、产生哪些作用、减水剂对新拌混凝土会产生哪些作用 1）减水作用在保持混凝土流变性不变的情况下，掺入减水剂可显著的降低水灰比。在拌合过程中，加入减水剂，抑制水泥絮状结构的发生或将已包裹的水分释放出来，混凝土的拌合用水将大大减少。减水剂加入混凝土后，将离解成大分子阴离子和金属阳离子。呈现较强表面活性的大分子阴离子吸附在水泥粒子的表面，使水泥粒子带负电荷，由于相同电荷相互排斥使水泥粒子分散。同时，由于减水剂是亲水性的，吸附层在水泥粒子周围是溶剂化的膜，也能阻碍水泥凝聚，因此使水泥粒子和二次凝聚粒子分散开来，释放出絮状凝聚体中所含的水和空气，从而达到减水之目的。2）润滑作用减水剂分子中的极性亲水基团定向

34、吸附于水泥颗粒表面，很容易和水分子以氢键形式缔合。这种氢键的缔合作用的作用力远远大于水分子与水泥颗粒间的分子引力。当水泥颗粒吸附足够的外加剂后，借助于RSO3与水分子间的氢键的缔合，使水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜，这种膜起到了空间保护作用，阻碍了水泥颗粒间的直接接触，在颗粒间起到润滑作用。第一章第一章 5 5、外加剂、外加剂现在学习的是第37页，共50页第一章第一章 5 5、外加剂、外加剂 3）调凝作用混凝土凝结时间最主要是由减水剂决定 减水剂加入水泥水体系中后，使整个体系的稳定时间延长，同时，离子吸附膜及由氢键缔合作用所产生的水膜也会阻碍水泥颗粒与水之间的接触，减缓水化作用，因而起到

35、缓凝作用。4、减水剂对硬化混凝土结构的影响、减水剂对硬化混凝土结构的影响 减水剂对混凝土结构的影响主要体现在对水泥石结构的影响，着重表现在以下两个方面：1）网络结构更加致密 水泥浆中加入适量减水剂，一方面能使水泥浆早期的水化产物生长速度有所延缓，这种延缓作用将促使其水化产物生长的更加充分、完整，从而使硬化水泥石的网络结构更加的致密；另一方面减水作用带来的游离水的减少也会减少混凝土内部充水空间，使内部空隙减少而致密，抗压强度提高。2）改善孔结构 研究表明，掺加减水剂的水泥石，对强度和耐久性无害的凝胶孔增加，而对强度和耐久性不利的毛细孔、粗孔减少，所以孔径分布状况得以改善。现在学习的是第38页，共

36、50页第二章第二章 预拌混凝土性质预拌混凝土性质2目目 录录12混混 凝凝 土土 的的 强强 度度 3混混 凝凝 土土 的的 耐耐 久久 性性 混混 凝凝 土土 的的 和和 易易 性性现在学习的是第39页，共50页第二章第二章 摘要：混凝土在未凝结硬化之前，称为混凝土拌合物。它必须具有良好的和易性，便于施工，以保证能获得良好的灌注质量，混凝土拌合物凝结硬化以后，应具有足够的强度，以保证建筑物能安全地承受设计荷载；并应具有必要的耐久性。因此混凝土质量检验十分重要，质量检验不仅能够判定混凝土是否合格、能否使用，同时也是对原材料质量、混凝土配合比设计和生产过程质量的全面检查。现在学习的是第40页，共

37、50页第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性流动性流动性粘聚性粘聚性 保水性保水性混凝土的和易性混凝土的和易性混凝土的和易性混凝土的和易性现在学习的是第41页，共50页 影响和易性的因素 水泥浆的数量 混凝土拌合物中的水泥浆，赋予混凝土拌合物一定的流动性。在水灰比不变的情况下，单位体积拌合物内，如果水泥浆愈多，则拌合物的流动性愈大。但若水泥浆过多，将会出现流浆现象，则拌合物粘聚性变差，同时对混凝土的强度和耐久性也有一定影响，且水泥用量也大。水泥浆过少，致使不能填满骨料空隙或不能包裹骨料表面时，就会产生崩塌现象，粘聚性变差。因此，混凝土拌合物中水泥浆数量应以满足流动度要求为度，不宜

38、过量。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性现在学习的是第42页，共50页 对于泵送混凝土而言，水泥浆体既是其强度来源，又是混凝土具有可泵性的必要条件。因为它能使混凝土拌合物稠化，提高石子在混凝土拌合物中均匀分散的稳定性。它在泵送过程中形成润滑层，与输送管内壁起着湿润作用，当拌合物所受到的压力超过输送管内壁与砂浆之间存在的摩擦阻力时，混凝土即向前流动。为了形成一个好的润滑层，以保证混凝土泵送能够顺利进行，混凝土拌合物中必须要有足够的水泥浆量，它除了能够填充骨料间的所有空隙并能将石子分开，尚有富余量使混凝土在输送管内壁形成薄浆层。混凝土在泵送过程中，水泥浆具有承受压力和传递压力的作

39、用，如果浆量不够，石子相互分开的不够，则泵的压力将会经过石质骨架进行传递，造成石子被卡住或被挤碎，阻力急剧增加并形成阻塞。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性现在学习的是第43页，共50页 水泥浆的稠度 水泥浆的稠度有水灰比所决定的。在水泥用量不变的情况下，水灰比愈小，水泥浆就愈稠，混凝土拌合物流动性就愈小。当水灰比过小时，水泥浆干稠，混凝土拌合物流动性过低，会使施工困难，不能保证混凝土密实。增大水灰比会使流动性加大。如果水灰比过大，又会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而产生流浆、离析现象，并严重影响混凝土强度。所以水灰比不能过大或过小。无论是水泥浆的多少，还是水泥浆的稠

40、度。实际上对混凝土拌合物流动性起决定作用的是用水量的多少。因此无论是提高水灰比或增加水泥浆用量最终都表现为混凝土用水量的增加。在试拌混凝土时，却不能单纯改变用水量的办法来调整混凝土拌合物的流动性，应该在保持水灰比不变的情况下调整水泥浆量的办法来调整混凝土拌合物的流动性。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性现在学习的是第44页，共50页 砂率 砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总量的百分率。砂率的变动会使骨料的空隙率和骨料的总表面积有显著的改变，因而对混凝土拌合物的和易性产生显著影响。砂率过大时，骨料的总表面积及空隙率都会增加，在水泥浆数量不变的情况下，相对的水泥浆显得少了，减弱了

41、水泥浆的润滑作用，因而混凝土拌合物的流动性减小。如砂率过小，又不能保证在骨料之间有足够的砂浆层，也会降低混凝土拌合物的流动性，而且会严重影响其粘聚性和保水性，容易造成离析、流浆等现象。因此砂率有一个合理值。外加剂 在拌制混凝土时，加入少量的减水剂能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的条件下，获得很好的和易性，增大流动性和改善粘聚性、降低泌水性。并且由于改变了混凝土结构，尚能提高混凝土的耐久性。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性现在学习的是第45页，共50页 （四）改善和易性的措施 以上讨论的混凝土拌合物和易性的变化规律，目的是为了能运用这些规律去能动地调整混凝土拌合物的和易性，以

42、适应具体的结构和施工条件。在实际工作中调整拌合物的和易性，可采取如下措施：尽可能的降低砂率。通过实验，采用合理砂率。有利于提高 混凝土的质量和节约水泥。改善砂、石（特别是石子）的级配。尽量采用较粗的砂、石。当混凝土拌合物的坍落度太小时，维持水灰比不变，适当增加水泥或水的用量，或者加入外加剂等；当拌合物坍落度太大时，但粘聚性良好时，可保持砂率不变，适当增加砂、石。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性现在学习的是第46页，共50页 二、混凝土的强度二、混凝土的强度 （一）混凝土的强度理论混凝土的强度理论分细观力学理论和宏观力学理论。细观力学理论，是根据细观非匀质性的特征，研究各组成

43、材料对混凝土强度所起的作用。宏观力学理论，则是假定混凝土为宏观匀质且各向同性的材料，研究混凝土在复杂应力作用下的破坏条件。前者应为混凝土材料设计的主要理论依据之一，而后者对混凝土结构设计则很重要。细观力学强度理论的基本概念，是把水泥石性能作为影响混凝土强度的最主要因素，并建立了一系列的水泥石孔隙率或密实度与混凝土强度之间的关系。第二章第二章 2 2、混凝土的强度、混凝土的强度现在学习的是第47页，共50页（二）影响混凝土强度的因素普通混凝土受力破坏一般出现在骨料和水泥石的分界面上，当水泥石强度较低时，水泥石本身破坏也是常见的形式。在普通混凝土中，骨料最先破坏的可能性小，因为骨料强度经常大大超过

44、水泥石和粘结面的强度。所以混凝土的强度主要决定于水泥石强度及其与骨料表面的粘结强度。而水泥石强度及其与骨料的粘结强度又与水泥标号、水灰比及骨料的性质有密切关系。此外，混凝土强度还受施工质量，养护条件及龄期的影响。水灰比和水泥强度等级决定混凝土强度的主要因素 水泥是混凝土中的活性组分，其强度大小直接影响混凝土强度的高低。在配合比相同的情况下，所用的水泥强度等级越高，制成的混凝土强度也越高。当用同一种水泥（品种和强度等级相同）时，混凝土的强度主要决定于水灰比。因为水泥水化时所需要的结合水，一般只占水泥质量的23%左右，但在拌制混凝土拌合物时，为了获得必要的流动性，常需用较多的水，也即较大的水灰比。

45、当混凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中形成水泡或蒸发后形成气孔，大大的减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面，而且可能在孔隙周围产生应力集中。因此，可以认为，在水泥标号相同的情况下，水灰比愈小，水泥石强度愈高，与骨料的粘结力也愈大，混凝土强度就愈高。第二章第二章 2 2、混凝土的强度、混凝土的强度现在学习的是第48页，共50页 养护的温度和湿度 混凝土的硬化，原因在于水泥的水化作用。周围环境的温度对水化作用进行的速度有显著的影响。养护温度高可以增大初期水化速度，混凝土初期强度也高，但急剧的初期水化会导致水化物分布不均匀，水化物稠密程度渡的区域将成为水泥石中的薄弱点，从而降低整体的强度；水化物稠

46、密程度高的区域，水化物包裹在水泥粒子周围，会妨碍水化反应的继续进行，对后期强度发展不利。而在养护温度较低的情况下，由于水化缓慢，具有充分的扩散时间，从而使水化物早期水泥石中均匀分布，有利于后期强度的发展。周围环境的湿度对水泥的水化作用能否正常进行有显著的影响：湿度适当，水泥水化便能顺利进行，是混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化。因为水泥水化只能在为水填充的毛细管内发生。而且混凝土中大量自由水在水泥水化过程中逐渐被产生的凝胶所吸附，内部供水化反应的水则愈来愈少。这不仅严重降低了混凝土的强度，而且因水化作用未能完成，使混凝土结构疏松，渗

47、水性增大，从而影响耐久性。龄期 混凝土在正常养护条件下，其强度将随着龄期的增加而增长。最初714d内，强度增长较快，28d以后增长缓慢。但龄期延续很久其强度仍有所增长。第二章第二章 2 2、混凝土的强度、混凝土的强度现在学习的是第49页，共50页 （一）耐久性的概念 混凝土除应具有设计要求的强度，以保证取能安全地承受设计荷载外，还应根据周围的自然环境以及在使用上的特殊要求，而具有各种特殊性能。因而把混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力称为耐久性。抗渗性 抗渗性是指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。它直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。混凝土的抗渗性主要与其密实度及内部孔隙的大小和构造有关。混凝土内部的互相连通的孔隙和毛细管通路，以及由于在混凝土施工成型时，振捣不实产生的蜂窝、孔洞都会造成混凝土的渗水。影响混凝土抗渗性的因素主要有水灰比、水泥品种、骨料的最大粒径、养护方法、外加剂及掺合料等。1）水灰比 混凝土水灰比的大小，对其抗渗性起决定作用。水灰比越大，其抗渗性越差。在成型密实的混凝土中，水泥石的抗渗性对混凝土的抗渗性影响最大。第二章第二章 3 3、混凝土的耐久性、混凝土的耐久性现在学习的是第50页，共50页