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1、高性能混凝土高性能混凝土第二章第二章 高性能混凝土的原材料高性能混凝土的原材料 高性能混凝土由于要满足多元组分优化配制、可泵性、高高性能混凝土由于要满足多元组分优化配制、可泵性、高强度、良好的耐久性等多方面的技术要求，故在原材料选择强度、良好的耐久性等多方面的技术要求，故在原材料选择上要比普通混凝土上要比普通混凝土严格、复杂得多严格、复杂得多。高性能混凝土高性能混凝土是指采用常规材料和生产工艺，能保证混凝是指采用常规材料和生产工艺，能保证混凝土结构所要求的各项土结构所要求的各项力学性能力学性能，并具有高，并具有高耐久性耐久性、高、高工作性工作性和高和高体积稳定性体积稳定性的混凝土。的混凝土。(
2、1)原材料组成较复杂原材料组成较复杂 普通混凝土：水泥、水、砂、石普通混凝土：水泥、水、砂、石四元组分四元组分高性能混凝土：水泥、高性能混凝土：水泥、矿物掺合料、外加剂、矿物掺合料、外加剂、水、砂、石水、砂、石 多元组分多元组分磨细矿渣粉煤灰硅灰磨细钢渣等减水剂缓凝剂减缩剂膨胀剂等(2)(2)对原材料有更严格的要求对原材料有更严格的要求如对粗集料最大粒径的要求如对粗集料最大粒径的要求普通混凝土：普通混凝土：GB50204-92有如下规定，粗集料最大粒径不得大有如下规定，粗集料最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的于结构截面最小尺寸的1/4，不得大于钢筋最小净距的，不得大于钢筋最小净距的3/4；对；
3、对混凝土实心板，集料的最大粒径不宜超过板厚的混凝土实心板，集料的最大粒径不宜超过板厚的1/2，且不能超，且不能超过过50mm。高性能混凝土：除普通混凝土的要求以外，粗集料最大粒径还高性能混凝土：除普通混凝土的要求以外，粗集料最大粒径还受泵送高度、输送管径大小限制，还受混凝土设计强度限制。受泵送高度、输送管径大小限制，还受混凝土设计强度限制。1.1.水泥水泥Cement Cement 水泥生产的主要原材料水泥生产的主要原材料粘土质原料：提供粘土质原料：提供Al质、质、Si质和部分质和部分Fe质组分，主要有如粘质组分，主要有如粘土、页岩、淤泥、污泥等。土、页岩、淤泥、污泥等。SiO2/(Al2O3
4、+Fe2O3)约为约为2.53.5 Al2O3/Fe2O3 约为约为1.53.0石灰质原料：提供石灰质原料：提供Ca质组分，主要有如石灰石、电石渣等质组分，主要有如石灰石、电石渣等校正原料：当上述两种原材料按任何配比均达不到所要求的校正原料：当上述两种原材料按任何配比均达不到所要求的组成时，用其他原材料如组成时，用其他原材料如Fe粉等进行校正。粉等进行校正。调凝材料：主要是石膏调凝材料：主要是石膏1.1.水泥水泥Cement Cement 水泥的生产过程水泥的生产过程简单地说，水泥的生产过程可以概括为简单地说，水泥的生产过程可以概括为“两磨一烧两磨一烧”，即生料的粉磨、熟料的烧成、熟料的粉磨。
5、即生料的粉磨、熟料的烧成、熟料的粉磨。1.1.水泥水泥Cement Cement 水泥品种水泥品种水泥品种众多，常用的有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、水泥品种众多，常用的有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥（矿渣掺量矿渣硅酸盐水泥（矿渣掺量20%70%）、火山灰质硅酸盐水）、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰掺量泥、粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰掺量20%40%），其差别在），其差别在于混合材料品种和掺量大小。于混合材料品种和掺量大小。另外，还有硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、另外，还有硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等等，与硅酸盐水泥的差别在于熟料矿物的不
6、同。磷酸盐水泥等等，与硅酸盐水泥的差别在于熟料矿物的不同。可用于配制具有特殊性能的混凝土。可用于配制具有特殊性能的混凝土。特种硅酸盐水泥还包括道路硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、特种硅酸盐水泥还包括道路硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、低热微膨胀硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、油白色硅酸盐水泥、低热微膨胀硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、油井水泥等，可用于配制具有特殊性能的混凝土。井水泥等，可用于配制具有特殊性能的混凝土。1.1.水泥水泥Cement Cement 水泥强度指标水泥强度指标1.1.水泥水泥cement cement 水泥的强度性能与混凝土的强度性能水泥的强度性能与混凝土的强度性能 混凝
7、土强度在很大程度上取决于水泥强度及其性能。在我国，混凝土强度在很大程度上取决于水泥强度及其性能。在我国，配制高强混凝土配制高强混凝土宜选用宜选用42.5或更高强度等级的硅酸盐水泥或普或更高强度等级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥通硅酸盐水泥。（1 1）混凝土强度与水泥强度等级的关系）混凝土强度与水泥强度等级的关系 水泥早期强度主要来源于水泥早期强度主要来源于C3S矿物的水化，矿物的水化，C3A矿物对水泥矿物对水泥早期强度也略有贡献，而早期强度也略有贡献，而C2S矿物对水泥的后期强度有贡献，矿物对水泥的后期强度有贡献，C4AF矿物对水泥强度性能贡献较小。相应地，使用的水泥矿物矿物对水泥强度性能贡献较
8、小。相应地，使用的水泥矿物组成对混凝土的强度大小及其发展趋势有影响。组成对混凝土的强度大小及其发展趋势有影响。（2 2）混凝土强度与水泥矿物组成的关系）混凝土强度与水泥矿物组成的关系1.1.水泥水泥cement cement 水泥的强度性能与混凝土的强度性能水泥的强度性能与混凝土的强度性能 通常而言，在总胶凝材料用量相同的情况下水泥用量越高通常而言，在总胶凝材料用量相同的情况下水泥用量越高强度越高，但这也并非绝对的事实，混凝土的强度影响因素强度越高，但这也并非绝对的事实，混凝土的强度影响因素众多，有时靠单纯增加水泥用量来提高混凝土强度甚至会适众多，有时靠单纯增加水泥用量来提高混凝土强度甚至会适
9、得其反。得其反。（4 4）混凝土强度与水泥用量的关系）混凝土强度与水泥用量的关系高细度水泥早期强度增长很快，但后期强度很少增加，高细度水泥早期强度增长很快，但后期强度很少增加，而且水化热大，所以细度应合适。而且水化热大，所以细度应合适。（3 3）混凝土强度与水泥细度的关系）混凝土强度与水泥细度的关系此外，水泥的强度性能与其煅烧制度等也有关系。此外，水泥的强度性能与其煅烧制度等也有关系。1.1.水泥水泥cement cement 水泥与高效减水剂的相容性水泥与高效减水剂的相容性问题的提出：问题的提出：在高性能混凝土当中，普通使用高效减水剂，而水泥与在高性能混凝土当中，普通使用高效减水剂，而水泥与
10、高效减水剂之间存在相容性的问题，即：在水胶比很低的情况高效减水剂之间存在相容性的问题，即：在水胶比很低的情况下，并不是每一种符合国家标准的水泥在使用一定的高效减水下，并不是每一种符合国家标准的水泥在使用一定的高效减水剂时都有同样的流变性能；同样，也并不是每一种符合国家标剂时都有同样的流变性能；同样，也并不是每一种符合国家标准的超塑化剂对每一种水泥流变性能的影响都一样。准的超塑化剂对每一种水泥流变性能的影响都一样。1.1.水泥水泥cement cement 一、根据工程的应用环境和外加剂的相容性，选择水泥的品种，通常水泥细度应适中，C3A含量应较低（8%以下），碱含量也较低；二、高标号水泥出厂后
11、,应尽快使用,否则,强度损失较大;三、对于高强度的高性能混凝土,为了保证水泥质量的稳定,严禁使用立窑水泥;四、若没有相应的措施,最好不用早强型的水泥,以免影响混凝土的流变性能和后期强度的发展；五、刚出磨的水泥应降温后再使用，否则有可能对混凝土工作性能和内部温升造成严重影响。高性能混凝土对水泥的选择：高性能混凝土对水泥的选择：2.2.集料集料 Aggregate Aggregate集料集料（又称骨料）是混凝土的主要组成材料之一，占混凝土体积（又称骨料）是混凝土的主要组成材料之一，占混凝土体积比例比例70%80%左右。集料在混凝土中既有技术上的作用，又有经济左右。集料在混凝土中既有技术上的作用，又
12、有经济上的意义。在技术上，集料的存在使混凝土比单纯的水泥浆具有更高上的意义。在技术上，集料的存在使混凝土比单纯的水泥浆具有更高的体积稳定性和更好的耐久性；在经济上它比水泥便宜很多，作为廉的体积稳定性和更好的耐久性；在经济上它比水泥便宜很多，作为廉价的填充材料，使得混凝土这种建筑材料成本低廉。价的填充材料，使得混凝土这种建筑材料成本低廉。2.2.集料集料 AggregateAggregate按混凝土集料粒径，可以将其分为粗集料和细集料。通常把按混凝土集料粒径，可以将其分为粗集料和细集料。通常把0.154.75mm粒径的集料称为细集料。把粒径的集料称为细集料。把4.75mm以上粒径的集料称为以上粒
13、径的集料称为粗集料。根据集料的密度，可分为普通集料，重质集料和轻集料。不粗集料。根据集料的密度，可分为普通集料，重质集料和轻集料。不同的集料，应用于要求不同的混凝土，如重质集料一般用于防辐射混同的集料，应用于要求不同的混凝土，如重质集料一般用于防辐射混凝土的配制，而轻集料则有利于减轻混凝土的自重和隔声等作用。按凝土的配制，而轻集料则有利于减轻混凝土的自重和隔声等作用。按集料的来源和加工方式不同可分为天然集料和人工集料两大类；而按集料的来源和加工方式不同可分为天然集料和人工集料两大类；而按集料的材质不同，又可分为石灰岩集料、花岗岩集料、砂岩集料、石集料的材质不同，又可分为石灰岩集料、花岗岩集料、
14、砂岩集料、石英岩集料等。英岩集料等。集料的分类集料的分类2.2.集料集料 Aggregate Aggregate细集料分类细集料分类细骨料一般为天然岩石长期风化等自然条件下形成的天然砂。根细骨料一般为天然岩石长期风化等自然条件下形成的天然砂。根据产源的不同，天然砂可分为河砂、海砂及山砂。也有天然岩石经人据产源的不同，天然砂可分为河砂、海砂及山砂。也有天然岩石经人工加工得到的机制砂，其定义为由机械破碎、筛分制成的，粒径小于工加工得到的机制砂，其定义为由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。而混合砂指由机制
15、砂和天然砂混合制成的砂。而混合砂指由机制砂和天然砂混合制成的砂。2.2.集料集料 Aggregate Aggregate集料的级配集料的级配颗粒级配是指粒径大小不同的骨料相互搭配的情况。良好的级配颗粒级配是指粒径大小不同的骨料相互搭配的情况。良好的级配应当能使骨料的空隙率和总表面积均较小，从而不仅使所需水泥浆量应当能使骨料的空隙率和总表面积均较小，从而不仅使所需水泥浆量较少，而且还可以提高混凝土的密实度、强度及其它性能。因此，对较少，而且还可以提高混凝土的密实度、强度及其它性能。因此，对于集料的级配，无论是商品混凝土生产企业还是施工单位，都应予以于集料的级配，无论是商品混凝土生产企业还是施工单
16、位，都应予以重视。重视。2.2.集料集料 Aggregate Aggregate细集料的级配细集料的级配砂的级配通常用筛分法确定。根砂的级配通常用筛分法确定。根据国家标准，筛孔尺寸有据国家标准，筛孔尺寸有0.075mm0.15mm0.3mm0.6mm1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm这几个级别。这几个级别。2.2.集料集料 Aggregate Aggregate细集料的级配规定2.2.集料集料 Aggregate Aggregate细集料粗细程度表示方法细集料粗细程度表示方法2 2、细度模数法、细度模数法式式中中 i i累累计计筛筛余余百百分分率率，即即该该号号筛筛与与大大于于该
17、该号号筛的各筛分计筛余百分率之和。筛的各筛分计筛余百分率之和。2.2.集料集料 Aggregate Aggregate2.2.集料集料 Aggregate Aggregate石石子子各各粒粒级级的的公公称称上上限限粒粒径径称称为为这这种种石石子子的的最最大大粒粒径径。石石子子的的最最大大粒粒径径增增大大，则则相相同同质质量量石石子子的的总总表表面面积积减减小小，混混凝凝土土中中包包裹裹石石子子所所需需水水泥泥浆浆体体积积减减少少，即即混混凝凝土土用用水水量量和和水水泥泥用用量量都都可可减减少少。配配制制普普通通强强度度等等级级混混凝凝土土时时，在在一一定定的的范范围围内内，石石子子最最大大粒粒
18、径径增增大大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。可因用水量的减少提高混凝土的强度。然然而而石石子子最最大大粒粒径径过过大大时时，则则由由于于骨骨料料与与水水泥泥砂砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。对对于于C50C60混混凝凝土土，粗粗集集料料最最大大粒粒径径宜宜不不大大于于25mm，对，对C60以上的混凝土宜小于以上的混凝土宜小于 20mm。2.2.集料集料 Aggregate Aggregate同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。施工条件等方面的限制。另外：另外：1、粗粗集集
19、料料粒粒径径不不得得大大于于结结构构截截面面最最小小尺尺寸寸的的1/4，不不得得大大于于钢钢筋筋间间最最小净距小净距 的的3/4。2、对对混混凝凝土土实实心心板板，集集料料的的最最大大粒粒径径不不宜宜超超过过板板厚厚的的1/2，且且不不能能超过超过50mm。粗集料粗集料5-25mm最佳级配图最佳级配图 粗集料粗集料5-40mm最佳级配图最佳级配图 2.2.集料集料 Aggregate Aggregate集料的粒形集料的粒形集料的粒形对混凝土工作性能及强度有重要的影响，集料的粒形对混凝土工作性能及强度有重要的影响，集料的粒形对混凝土工作性能及强度有重要的影响，集料的粒形对混凝土工作性能及强度有重
20、要的影响，配制高性配制高性配制高性配制高性能混凝土应当尽量选择针片状含量低的粗集料以及圆形度较高的细集能混凝土应当尽量选择针片状含量低的粗集料以及圆形度较高的细集能混凝土应当尽量选择针片状含量低的粗集料以及圆形度较高的细集能混凝土应当尽量选择针片状含量低的粗集料以及圆形度较高的细集料，料，料，料，对工作性能要求高时应避免使用棱角多的机制砂。对工作性能要求高时应避免使用棱角多的机制砂。对工作性能要求高时应避免使用棱角多的机制砂。对工作性能要求高时应避免使用棱角多的机制砂。针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径
21、的2.42.4倍）倍）倍）倍）片状（厚度小于平均粒径的片状（厚度小于平均粒径的片状（厚度小于平均粒径的片状（厚度小于平均粒径的0.40.4倍）倍）倍）倍）针片状仪针片状仪2.2.集料集料 Aggregate Aggregate集料的强度及坚固性集料的强度及坚固性集料在混凝土当中起到骨架的作用，集料在混凝土当中起到骨架的作用，集料在混凝土当中起到骨架的作用，集料在混凝土当中起到骨架的作用，通常情况下，集料的强度通常情况下，集料的强度通常情况下，集料的强度通常情况下，集料的强度都应高于混凝土的设计强度。当混凝土设计强度等级较高时，集料强都应高于混凝土的设计强度。当混凝土设计强度等级较高时，集料强都
22、应高于混凝土的设计强度。当混凝土设计强度等级较高时，集料强都应高于混凝土的设计强度。当混凝土设计强度等级较高时，集料强度在很大程度上决定了混凝土的强度，但当集料强度足够高时，混凝度在很大程度上决定了混凝土的强度，但当集料强度足够高时，混凝度在很大程度上决定了混凝土的强度，但当集料强度足够高时，混凝度在很大程度上决定了混凝土的强度，但当集料强度足够高时，混凝土强度几乎不受集料强度的影响。土强度几乎不受集料强度的影响。土强度几乎不受集料强度的影响。土强度几乎不受集料强度的影响。我国行业标准普通混凝土用碎石我国行业标准普通混凝土用碎石我国行业标准普通混凝土用碎石我国行业标准普通混凝土用碎石或卵石质量
23、标准及检验方法（或卵石质量标准及检验方法（或卵石质量标准及检验方法（或卵石质量标准及检验方法（JGJ53-92JGJ53-92）规定混凝土强度等级为）规定混凝土强度等级为）规定混凝土强度等级为）规定混凝土强度等级为C60C60及以上时应进行岩石抗压强度检验，其他情况下如有怀疑或认为及以上时应进行岩石抗压强度检验，其他情况下如有怀疑或认为及以上时应进行岩石抗压强度检验，其他情况下如有怀疑或认为及以上时应进行岩石抗压强度检验，其他情况下如有怀疑或认为有必要时也可进行岩石的抗压强度检验。岩石的抗压强度与混凝土强有必要时也可进行岩石的抗压强度检验。岩石的抗压强度与混凝土强有必要时也可进行岩石的抗压强度
24、检验。岩石的抗压强度与混凝土强有必要时也可进行岩石的抗压强度检验。岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于度等级之比不应小于度等级之比不应小于度等级之比不应小于1.51.5，且火成岩强度不宜低于，且火成岩强度不宜低于，且火成岩强度不宜低于，且火成岩强度不宜低于80MPa80MPa，变质岩不，变质岩不，变质岩不，变质岩不宜低于宜低于宜低于宜低于60MPa60MPa，水成岩不宜低于，水成岩不宜低于，水成岩不宜低于，水成岩不宜低于30MPa30MPa。2.2.集料集料 Aggregate Aggregate集料的强度及坚固性集料的强度及坚固性集料的强度难以直接进行测量，一般通过压碎值指标和母岩强度
25、集料的强度难以直接进行测量，一般通过压碎值指标和母岩强度集料的强度难以直接进行测量，一般通过压碎值指标和母岩强度集料的强度难以直接进行测量，一般通过压碎值指标和母岩强度来间接地进行评价。来间接地进行评价。来间接地进行评价。来间接地进行评价。岩石立方强度试验，是用母岩制成岩石立方强度试验，是用母岩制成岩石立方强度试验，是用母岩制成岩石立方强度试验，是用母岩制成 555 555 立方体，或直径与高立方体，或直径与高立方体，或直径与高立方体，或直径与高度均为度均为度均为度均为5 5的圆柱体试样，浸泡水中，待吸水饱和后进行抗压的圆柱体试样，浸泡水中，待吸水饱和后进行抗压的圆柱体试样，浸泡水中，待吸水饱
26、和后进行抗压的圆柱体试样，浸泡水中，待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于1.51.5。2.2.集料集料 Aggregate Aggregate集料的强度及坚固性集料的强度及坚固性 压压碎碎指指标标是是将将一一定定重重量量气气干干状状态态下下10102020的的石石子子装装入入一一定定规规格格的的金金属属圆圆桶桶内内，在在试试验验机机上上施施加加荷荷载载到到 200200，卸卸荷荷后
27、后称称取取试试样样质质量量（0 0），再再用用孔孔径径为为2.362.36的的筛筛子子筛筛除除被被压压碎碎的的细细粒，称取试样的筛余量（粒，称取试样的筛余量（m m1 1），用下式计算压碎指标：），用下式计算压碎指标：式中式中a a 压碎指标值，压碎指标值，%；0 0 试样质量，试样质量，g g；m m1 1 压碎试验后试样的筛余量，压碎试验后试样的筛余量，g g。压碎指标值越小，骨料的强度越高。压碎指标值越小，骨料的强度越高。配制配制C60以上强度等级的高性能混凝土，应选择级配良好以上强度等级的高性能混凝土，应选择级配良好的玄武岩、石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石，岩石的抗压强度的玄武岩、石灰岩
28、、花岗岩、辉绿岩等碎石，岩石的抗压强度与混凝土的抗压强度等级之比不低于与混凝土的抗压强度等级之比不低于1.5，或其压碎值，或其压碎值Qa小于小于10%。2.2.集料集料 Aggregate Aggregate集料的强度及坚固性集料的强度及坚固性（2 2）骨料的坚固性）骨料的坚固性 骨骨料料的的坚坚固固性性是是指指在在气气候候、外外力力和和其其他他物物理理力力学学因因素素作作用用（如如冻冻融融循循环环作作用用）下下骨骨料料抗抗碎碎裂裂的的能能力力。坚坚固固性性试试验验是是用用硫硫酸酸钠钠溶溶液液法法检检验验，试试样样经经五五次次干干湿湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定循环后，其质量损失应不超
29、过规范的规定2.2.集料集料 Aggregate Aggregate集料的杂质含量集料的杂质含量 为为保保证证混混凝凝土土的的质质量量，砂砂中中有有害害杂杂质质的的含含量量，应应符符合合国国家家技技术术规范的规定。如果是海砂，还要考虑氯离子的含量。规范的规定。如果是海砂，还要考虑氯离子的含量。高高性性能能混混凝凝土土用用的的粗粗细细集集料料含含泥泥量量宜宜控控制制在在1%1%以以下下，达达不不到到时时应采取冲洗或其他措施进行处理。应采取冲洗或其他措施进行处理。2.2.集料集料 Aggregate Aggregate集料性质对混凝土性质的影响3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂 外外外外加加加加剂剂
30、剂剂是是是是指指指指在在在在拌拌拌拌和和和和混混混混凝凝凝凝土土土土过过过过程程程程中中中中掺掺掺掺入入入入以以以以改改改改善善善善混混混混凝凝凝凝土土土土性性性性能能能能为为为为目目目目的的的的物物物物质质质质，其其其其掺掺掺掺量量量量一一一一般般般般不不不不大大大大于于于于水水水水泥泥泥泥质质质质量量量量的的的的5 5 5 5。在在在在现现现现代代代代混混混混凝凝凝凝土土土土技技技技术术术术中中中中，外外外外加加加加剂剂剂剂已已已已成成成成为为为为继继继继水水水水泥泥泥泥、砂砂砂砂、石石石石、水水水水后后后后混混混混凝土的不可或缺的第五组分。凝土的不可或缺的第五组分。凝土的不可或缺的第五组
31、分。凝土的不可或缺的第五组分。按功能分：改变流变性的减水剂、引气剂、泵送剂按功能分：改变流变性的减水剂、引气剂、泵送剂按功能分：改变流变性的减水剂、引气剂、泵送剂按功能分：改变流变性的减水剂、引气剂、泵送剂 调节凝结时间的缓凝剂、速凝剂、部分早强剂调节凝结时间的缓凝剂、速凝剂、部分早强剂调节凝结时间的缓凝剂、速凝剂、部分早强剂调节凝结时间的缓凝剂、速凝剂、部分早强剂 改善耐久性的减缩剂、阻锈剂、防冻剂改善耐久性的减缩剂、阻锈剂、防冻剂改善耐久性的减缩剂、阻锈剂、防冻剂改善耐久性的减缩剂、阻锈剂、防冻剂 提供特殊性能的引气剂、膨胀剂、增韧剂提供特殊性能的引气剂、膨胀剂、增韧剂提供特殊性能的引气剂
32、、膨胀剂、增韧剂提供特殊性能的引气剂、膨胀剂、增韧剂 减减水水剂剂是是指指能能保保持持混混凝凝土土的的和和易易性性不不变变，而而显显著著减减少少其其拌拌合合用用水水量量的的外外加加剂剂。由由于于拌拌合合屋屋中中加加入入减减水水剂剂后后，如如不不改改变变单单位位用用水水量量，可可明明显显地地改改善善其其和和易易性性，因此减水剂又称为塑化剂。因此减水剂又称为塑化剂。3.13.1减水剂减水剂3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂 减减水水剂剂多多属属于于表表面面活活性性剂剂，它它的的分分子子结结构构是是由由亲亲水水基基团团和和憎憎水水基基团团组组成成，当当两两种种物物质质接接触触时时（如如水水水水泥泥，水
33、水油油，水水气气），表表面面活活性性剂剂的的亲亲水水基基团团指指向向水水，憎憎水水基基团团朝朝向向水水泥泥颗颗粒粒（油油或或气气）。减减水水剂剂能能提提高高混混凝凝土土拌拌合合物物和和易易性性及及混混凝凝土土强强度度的的原原因因，是是由由于于其其表表面面活活性性物质间的吸附一分散作用、润滑、湿润作用所致。物质间的吸附一分散作用、润滑、湿润作用所致。3.1.13.1.13.1.13.1.1减水剂的作用机理减水剂的作用机理减水剂的作用机理减水剂的作用机理3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂 水水泥泥加加水水拌拌和和后后，由由于于水水泥泥颗颗粒粒间间分分子子引引力力的的作作用用，产产生生许许多多絮絮状状
34、物物而而形形成成絮絮凝凝结结构构，使使10103030的的拌拌合合水水（游游离离水水）被被包包裹裹在在其其中中，从从而而降降低低了了混混凝凝土土拌拌合合物物的流动性。的流动性。当当加加入入适适量量减减水水剂剂后后，减减水水剂剂分分子子定定向向吸吸附附于于水水泥泥颗颗粒粒表表面面，亲亲水水基基端端指指向向水水溶溶液液。由由于于亲亲水水基基团团的的电电离离作作用用，使使水水泥泥颗颗粒粒表表面面带带上上电电性性相相同同的的电电荷荷，产产生生静静电电斥斥力力，致致使使水水泥泥颗颗粒粒相相互互分分散散，导导致致絮絮凝凝结结构构解解体体，释释放出游离水，从而有效地增大了混凝土拌合物的流动性。放出游离水，从
35、而有效地增大了混凝土拌合物的流动性。3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂 另另外外，阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂类类减减水水剂剂，其其亲亲水水基基团团极极性性很很强强，易易与与水水分分子子以以氢氢键键形形式式结结合合，在在水水泥泥颗颗粒粒表表面面形形成成一一层层稳稳定定的的溶溶剂剂化化水水膜膜，这这层层水水是是很很好好的的润润滑滑剂剂，有有利利于于水水泥泥颗颗粒粒的的滑滑动动，从从而而使使混混凝凝土土流流动动性性进进一一步步提提高高。减减水水剂剂还还能能使使水水泥泥更更好好地地被被水水湿湿润润，也也有有利利于于和和易易性性的的改善。改善。3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂3.3.外加剂外加剂 A
36、dmixture 3.1.23.1.23.1.23.1.2使用减水剂的技术经济效果使用减水剂的技术经济效果使用减水剂的技术经济效果使用减水剂的技术经济效果在在保保持持和和易易性性不不变变，也也不不减减少少水水泥泥用用量量时时，可可减减少少拌拌合水用量合水用量5 525%25%或更多。或更多。在在保保持持原原来来配配合合比比不不变变的的情情况况下下，可可使使拌拌合合物物的的坍坍落落度大幅度提高。度大幅度提高。若保持强度及和易性不变，可节约水泥若保持强度及和易性不变，可节约水泥101020%20%。由由于于拌拌合合水水量量减减少少，拌拌合合物物的的泌泌水水、离离析析现现象象得得以以改改善，可提高混
37、凝土的抗冻性、抗渗性。善，可提高混凝土的抗冻性、抗渗性。在合适掺量及掺加方法下！在合适掺量及掺加方法下！在合适掺量及掺加方法下！在合适掺量及掺加方法下！3.1.33.1.33.1.33.1.3目前常用的减水剂目前常用的减水剂目前常用的减水剂目前常用的减水剂木质素系减水剂木质素系减水剂 主主要要有有木木质质素素磺磺酸酸钙钙（木木钙钙）、木木质质素素磺磺酸酸钠钠（木木钠钠）和和木木质质素素磺磺酸酸镁镁（木木镁镁），其其中中以以木木钙钙使使用用最最多多，简称剂，它属于阴离子表面活性剂。简称剂，它属于阴离子表面活性剂。剂剂是是以以生生产产纸纸浆浆或或纤纤维维浆浆的的亚亚硫硫酸酸木木浆浆废废液液为为原原
38、料料，采采用用石石灰灰乳乳中中和和，经经生生物物发发酵酵除除糖糖、蒸蒸发发浓浓缩缩、喷喷雾雾干干燥燥而而制制成成，为为棕棕黄黄色色粉粉状状物物。剂剂因因原原料料丰丰富富，价价格低廉，并具有较好的塑化效果，故目前应用较多。格低廉，并具有较好的塑化效果，故目前应用较多。剂剂为为普普通通减减水水剂剂，其其适适宜宜掺掺量量为为0.20.3，减减水水率率10左右；有缓凝作用，一般缓凝左右；有缓凝作用，一般缓凝13。3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂萘系减水剂萘系减水剂 萘萘系系减减水水剂剂为为高高效效减减水水剂剂，它它是是以以工工业业萘萘或或由由煤煤焦焦油油中中分分熘熘出出的的含含萘萘及及萘萘的的同同系系
39、物物熘熘分分为为原原料料，经经磺磺化化、水水解解、缩缩合合、中中和和、过过滤滤、干干燥燥而而制制成成，为为棕棕色色粉粉末末，主主要要成成分分为为一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。这这类类减减水水剂剂品品种种很很多多，目目前前我我国国生生产产的的主主要要有有、MF、等等。萘萘系系减减水水剂剂适适宜宜掺掺量量为为0.51.0，其其减减水水率率较较大大，为为1025%，增增强强效效果果显显著著，缓缓凝凝性性很很小小，大大多多为为非非引引气气型型。适适用用于于日日最最低低气气温温以以上上的的所所有有混混凝凝土土工工程程，尤尤其其适适用用于于配配制制高高
40、强强、早强、流态等混凝土。早强、流态等混凝土。3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂树脂类减水剂树脂类减水剂 此此类类减减水水剂剂为为水水溶溶性性树树脂脂，主主要要为为磺磺化化三三聚聚氰氰胺胺甲甲醛醛树树脂脂减减水水剂剂，简简称称密密胺胺树树脂脂减减水水剂剂。它它是是由由三三聚聚氰氰胺胺、甲甲醛醛、亚亚硫硫酸酸钠钠按按适适当当比比例例、在在一一定定条条件件下下经经磺磺化化、缩缩聚聚而而成，为阴离子表面活性剂。成，为阴离子表面活性剂。我我国国产产品品有有树树脂脂减减水水剂剂，为为非非引引气气型型早早强强高高效效减减水水剂剂，其其各各项项功功能能与与效效果果均均比比萘萘系系减减水水剂剂还还好好。适适宜宜
41、掺掺量量为为05.，减减水水率率达达。对对混混凝凝土土早早强强与与增增强强效效果果显显著著，能能使使混混凝凝土土1d 强强度度提提高高一一倍倍以以上上，强强度度即即可可达达空空白白混混凝凝土土d的的强强度度，长长期期强强度度亦亦明明显显提提高高，并并可可提提高高混混凝凝土土的的抗抗渗渗、抗抗冻冻性性能能及及弹弹性模量。性模量。3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂糖蜜类减水剂糖蜜类减水剂 糖糖蜜蜜类类减减水水剂剂为为普普通通减减水水剂剂，它它是是以以制制糖糖工工业业的的糖糖渣渣、废废蜜蜜为为原原料料，采采用用石石灰灰中中和和而而成成，为为棕棕色色粉粉状状物物或或糊糊状状物物，其其中中含含糖糖较较多多
42、，属属非非离离子子表表面面活活性性剂剂。国国内内产产品粉状有品粉状有TF、ST、3FG等，糊状有糖蜜。等，糊状有糖蜜。糖糖蜜蜜减减水水剂剂适适宜宜掺掺量量为为0.20.3，减减水水率率10左左右，属缓凝减水剂。右，属缓凝减水剂。3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂聚羧酸系高效减水剂 聚羧酸盐系高效减水剂的特点是采用接枝共聚方法合聚羧酸盐系高效减水剂的特点是采用接枝共聚方法合成，主要原料为：丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯酸、成，主要原料为：丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯等。丙烯酸羟乙酯等。与常用的奈系和糖蜜类减水剂相比，聚羧酸系高效减与常用的奈系和糖蜜类减水剂相比，聚羧酸系高效减水剂具有掺量
43、低、增强效果好、坍落度保持性好、与水剂具有掺量低、增强效果好、坍落度保持性好、与水泥适应性更好等特点。水泥适应性更好等特点。聚羧酸系减水剂掺量很小，一般为聚羧酸系减水剂掺量很小，一般为(0.1%(0.1%0.2%),0.2%),减水率在减水率在25%25%左右，并且具有优良的缓凝、早强左右，并且具有优良的缓凝、早强或保持坍落度的作用或保持坍落度的作用3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂（1 1）减水剂选择的一般原则）减水剂选择的一般原则 a a、选选用用的的减减水水剂剂减减水水增增强强效效果果好好，坍坍落落度度损损失失小小，不不应应使使混混凝凝土土拌拌合合物物产产生生泌泌水水、离离析析现现象象，要
44、要具具有有良良好好的的和和易性及可泵性；易性及可泵性；b b、要按工程特点来选、要按工程特点来选:大体积混凝土、高强度等级砼大体积混凝土、高强度等级砼 c c、要按施工时的环境温度来选：夏季、冬季、要按施工时的环境温度来选：夏季、冬季 d d、要考虑到材料来源及价格。、要考虑到材料来源及价格。3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂3.1.43.1.4减水剂的选择原则减水剂的选择原则（2 2）强度要求）强度要求如如混混凝凝土土强强度度等等级级C50C50，则则一一般般可可选选用用普普通通减减水水剂剂或或引引气减水剂（引气性大的高效减水剂有气减水剂（引气性大的高效减水剂有MFMF，建，建1 1和和AFA
45、F等）；等）；如如混混凝凝土土强强度度等等级级C50C50，则则一一般般应应选选用用非非引引气气性性的的高高效效减减水水剂剂，如如国国产产的的FDNFDN，NFNF，UNFUNF，SN-2SN-2及及SMSM等等型型号号的的高高效效减减水剂；水剂；如有早强要求，则宜掺入早强剂或早强减水剂如有早强要求，则宜掺入早强剂或早强减水剂 3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂（3 3）其他要求）其他要求a a、普通减水剂，不宜单独用于蒸养混凝土；、普通减水剂，不宜单独用于蒸养混凝土；b b、引引气气剂剂及及引引气气减减水水剂剂，不不宜宜用用于于预预应应力力混混凝凝土土、蒸养混凝土；蒸养混凝土；c c、缓缓凝凝
46、剂剂及及缓缓凝凝减减水水剂剂，不不宜宜用用于于日日最最低低气气温温5 5 C C以以下下的的混混凝凝土土，不不宜宜单单独独用用于于水水泥泥用用量量低低、水水灰灰比比大大的的贫贫混混凝土，且不宜单独用于早强混凝土、蒸养混凝土；凝土，且不宜单独用于早强混凝土、蒸养混凝土；d d、氯氯盐盐、含含氯氯盐盐外外加加剂剂不不得得用用于于易易引引起起钢钢筋筋锈锈蚀蚀的的混混凝土工程；凝土工程；e e、氯盐、含氯盐外加剂宜与阻锈剂复合使用；、氯盐、含氯盐外加剂宜与阻锈剂复合使用；f f、若外掺硅灰，则必须用高效减水剂；、若外掺硅灰，则必须用高效减水剂；3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂SEM图像不不掺减水剂，掺
47、减水剂，高高 w/c w/c 水化水化物物距离宽距离宽低強低強 20,00020,000用萘系用萘系减水剂减水剂水化物距水化物距离离窄窄 高高强强 20,00020,000SEM图像用用X404取得更低取得更低 w/c水化物距水化物距离离更短更短特高特高强强 20,00020,000SEM图像3.3.外加剂外加剂 Admixture 3.1.53.1.53.1.53.1.5减水剂的掺加方法减水剂的掺加方法减水剂的掺加方法减水剂的掺加方法先掺法先掺法后掺法后掺法分次掺加法分次掺加法3.3.外加剂外加剂 Admixture 全球外加剂销售额：约全球外加剂销售额：约80亿欧元亿欧元外加剂品牌众多，品
48、质不一。外加剂品牌众多，品质不一。3.1.63.1.63.1.63.1.6减水剂的品牌和市场减水剂的品牌和市场减水剂的品牌和市场减水剂的品牌和市场3.3.外加剂外加剂 Admixture 3.2 3.2 3.2 3.2 调凝剂调凝剂调凝剂调凝剂缓凝剂缓凝剂促凝剂促凝剂速凝剂速凝剂什么是凝结？什么是凝结？为什么要调凝？为什么要调凝？调凝剂有哪些类别？调凝剂有哪些类别？3.3.外加剂外加剂 Admixture 3.2.1 3.2.1 3.2.1 3.2.1 缓凝剂缓凝剂缓凝剂缓凝剂缓凝剂类别缓凝剂类别3.3.外加剂外加剂 Admixture 3.2.1 3.2.1 3.2.1 3.2.1 缓凝剂缓
49、凝剂缓凝剂缓凝剂缓凝剂作用机理缓凝剂作用机理缓缓凝凝剂剂的的作作用用机机理理解解释释主主要要有有：吸吸附附理理论论、生生成成络络盐盐理理论论、沉沉淀淀理理论论和和控制氢氧化钙结晶生长控制氢氧化钙结晶生长理论。理论。3.3.外加剂外加剂 Admixture 3.3 3.3 3.3 3.3 速凝剂速凝剂速凝剂速凝剂可溶性无机盐类可溶性无机盐类可溶性有机化合物可溶性有机化合物其他固体物质其他固体物质3.3.13.3.13.3.13.3.1速凝剂的种类速凝剂的种类速凝剂的种类速凝剂的种类目前学者对速凝剂的促凝机理尚无统一定论目前学者对速凝剂的促凝机理尚无统一定论3.3.外加剂外加剂 Admixture
50、Admixture 混凝土减缩剂（混凝土减缩剂（SRA)SRA)一般为聚醚或聚醇类有机物及一般为聚醚或聚醇类有机物及他们的衍生物，按组分不同分为单一组分减缩剂和他们的衍生物，按组分不同分为单一组分减缩剂和多组分减缩剂，其中单一减缩剂分为：多组分减缩剂，其中单一减缩剂分为：醇类减缩剂醇类减缩剂聚氧乙烯类减缩剂聚氧乙烯类减缩剂其他类型减缩剂其他类型减缩剂3.43.4减缩剂减缩剂3.4.13.4.1减缩剂的种类减缩剂的种类3.3.外加剂外加剂 AdmixtureAdmixture 减缩剂作为一种减少混凝土孔隙中液相的表面张减缩剂作为一种减少混凝土孔隙中液相的表面张力的有机化合物，其主要作用机理就是降