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1、其它技巧混凝土质与水泥品质的关系其它技巧混凝土质与水泥品质的关系如何面对市场？赢得市场的有效路线品牌效应，优质优价产产品品质质量量（?）：提提供供产产品品匀匀质质性性和和无无害害性性的保证；的保证；售售后后服服务务：了了解解用用户户的的实实际际需需要要；提提供供有有效的使用说明和咨询服务；效的使用说明和咨询服务；有有效效地地利利用用自自己己的的混混凝凝土土实实验验室室，负负责责产产品品的的售售后后服服务务，对对水水泥泥的的使使用用进进行行指指导导，提供使用指南或说明提供使用指南或说明正确认识和执行产品标准：严格执行国标是控 制产品匀质性和无害性的保证，但国标规定的 只是最低要求，高质量产品需要
2、有更高的技术 含量第1页/共68页树立正确的合同意识树立正确的合同意识合同的目的不仅是保证交钱、交货，而首先是甲乙双方相互信任和支持的法律行为，是双方沟通和交流的过程明确双方的责、权、利甲方（用户）：对乙方提出要求和 配合的承诺乙方（供货、服务方）：对甲方提供服务内容和保证质量的承诺以及对甲方配合的要求契约双方共同遵照的相应规范和特殊技术措施任何合同以外的变更都要经过洽商，并记录，作为合同的补充内容第2页/共68页水泥工程结构研究混凝土混凝土甲方管理监理结构设计结构设计提高比表面积,增加C3A、C3S流变性能下降收缩增加水化热增大抗化学腐蚀性下降后期强度增长小骨料级配变差针片状颗粒增多混凝土流
3、变性能下降 混凝土耐久性下降混凝土耐久性下降当前行业隔离现状的实例第3页/共68页混凝土是什么？混混凝凝土土是是用用最最简简单单的的工工艺艺制制作作的的最最复复杂杂的体系的体系工艺必须简单否则不能成为最大宗的土木工程材料：原材料来源广泛原材料来源广泛制作工艺简单制作工艺简单混合、搅拌、成型比其他结构材料（钢材、木材）耐久第4页/共68页体系必然复杂：原材料不能提炼，成分波动微结构形成的环境和时间的依赖性对温度、湿度的敏感性；水化不断进行造成动态的微结构。因此造成性能的不确定性性能随微结构的发展而发展,而微结构具有不同层次(宏观层次、亚微观层次、微观层次)的多相(固相、液相、气相)，非均值性(依
4、配合比不同而离散)微结构的不确知性水泥水化形成复杂的凝胶，在目前技术水平下难以测定；第5页/共68页因此：混凝土属于混沌体系（非线性体系），具有“蝴蝶效应”事物发展的结果对初始条件具有极为敏感的依赖性.初初始始条条件件极小的偏差将会引起结果的巨大差异。极小的偏差将会引起结果的巨大差异。越是简单的工艺，越有管理和控制的难度；越是简单的工艺，越有管理和控制的难度；工业化、集约化是社会生产发展的趋势，促使了现代混凝土的发展。第6页/共68页现代混凝土技术是时代的产物现代混凝土特点及其产生的原因生产建设的需要推动材料和技术的发展生产建设的需要推动材料和技术的发展科学技术的发展提供条件科学技术的发展提供
5、条件混凝土结构发展史上的里程碑混凝土结构发展史上的里程碑相邻学科的发展相邻学科的发展人类对自然界认识过程的曲折会使产品和用户相关行业相互误导；不断学习，才能与时俱进第7页/共68页混凝土结构发展史上的里程碑18501850年年法法国国人人取取得得钢钢筋筋混混凝凝土土专专利利 ，19281928年年法法国国的的E.FreyssinetE.Freyssinet发发明明预预应应力力锚锚具具是是混混凝凝土土结构技术的两次飞跃结构技术的两次飞跃就就混混凝凝土土材材料料来来说说，19181918年年美美国国的的D.AbramsD.Abrams提提出出著著名名的的水水灰灰比比定定则则，使使混混凝凝土土的的配
6、配置置有有了了依依据据；19621962年年和和19631963年年日日本本和和联联邦邦德德国国分分别别合合成成出出萘萘磺磺酸酸盐盐系系和和三三聚聚氰氰胺胺系系的的高高效效减减水水剂剂，改改变变了了混混凝凝土土传传统统配配制制技技术术。这这堪堪称称混混凝凝土土材材料料技术的两个里程碑技术的两个里程碑第8页/共68页什么是现代混凝土？工工业业化化生生产产预预拌拌混混凝凝土土是是现现代代混混凝凝土土的特征：的特征：减小了强度对水泥的依赖性减小了强度对水泥的依赖性流变性能更加突出流变性能更加突出保证结构耐久性的要求日益增强保证结构耐久性的要求日益增强第9页/共68页现代混凝土的特点 现代混凝土是以高
7、效减水剂大规模使用和现代混凝土是以高效减水剂大规模使用和矿物掺和料的使用为特征，与时代特点有矿物掺和料的使用为特征，与时代特点有关。关。实用混凝土强度范围很宽，从实用混凝土强度范围很宽，从C20(C20(极少量极少量C15)C15)到到C80C80混凝土和水泥强度之间不再有线性关系，混凝土和水泥强度之间不再有线性关系，32.532.5的水泥可以配制的水泥可以配制C60C60的混凝土，却配的混凝土，却配不出不出C20C20混凝土混凝土第10页/共68页严酷环境的工程增加，使耐久性要求日益突现以预拌混凝土、泵送为主流。拌和料的流变性能成为重要问题在水泥水化热增大、强度提高的同时结构尺度增大，改变了
8、大体积混凝土的概念劳动力素质、管理水平与质量要求的矛盾第11页/共68页现代混凝土技术和性能特点原材料：高强度的水泥细度细、水化热大、含碱量大、抗裂性差、维持长期性能的能力差高活性的掺和料自收缩和水化热大多种多样的外加剂配合比：较低的水胶比较大的水泥用量(浆骨比较大）性能：强度水平提高，流动性大生产：预拌，泵送第12页/共68页水泥什么品质对混凝土最重要？应当改变强度第一，甚至强度第一的传统观念；第一重要的是匀质性和性能和体积的稳定性混凝土结构的耐久性比强度更重要，而与混凝土结构耐久性关系最密切的就是水泥，只保证高强度的水泥并不一定利于混凝土结构耐久性现代混凝土需要开裂敏感性低的水泥第13页/
9、共68页现代混凝土对水泥的要求具有低的开裂敏感性、良好的匀质性、有利于混凝土结构长期性能的发展，无损害混凝土结构耐久性的成分尽可能低的需水量最重要的是产品的匀质性，因此希望控制指标的上下限第14页/共68页水泥强度和混凝土强度的关系 什么是水泥和混凝土的强度什么是水泥和混凝土的强度 任何水泥基材料的强度主要取决于水灰比按现有标准的水泥强度检验水灰比：0.5当前用量最大的混凝土水灰比：0.5不仅相同强度的水泥能配出不同强度的混凝土，而且不同强度的水泥能配出相同强度的混凝土不必盲目追求水泥的高强，32.5的水泥能配制出C60混凝土第15页/共68页在相同水灰比下，混凝土强度和水泥强度仍然有关，高强
10、度水泥可用于象C80、C100这样的高强的混凝土，但是用量很少；但是高强混凝土不一定耐久；高强混凝土需求量很少；高强水泥稳定性差；目前配制C80、C100的混凝土并不困难，难的却是是配不出合格的C20混凝土矿物掺和料对混凝土强度的贡献随水灰比的减小而增大的幅度大于水泥对强度的贡献随水灰比减小而增大的幅度外加剂与掺和料使用技术发展改变了对水泥强度和混凝土强度的关系的认识第16页/共68页粉煤灰体积比为粉煤灰体积比为1 11 1的不同水胶比浆体中的不同水胶比浆体中粉煤灰和水泥在不同龄期时对强度的贡献粉煤灰和水泥在不同龄期时对强度的贡献 7天粉煤灰 7天水泥 28天粉煤灰 28天水泥 90天粉煤灰9
11、0天水泥 365天水泥365天粉煤灰第17页/共68页强度强度粉煤灰掺量粉煤灰掺量水胶比关系水胶比关系第18页/共68页不同厂家生产的相同品种、相同强度硅酸盐水泥在混凝土中的不同表现第19页/共68页 7天开裂天开裂 14天开裂天开裂 两个大厂的两个大厂的52.5硅酸盐水泥，硅酸盐水泥，w/c0.3成型温度成型温度18；24h24h后拆模并在室外负温下放置后拆模并在室外负温下放置第20页/共68页混凝土高强的利和弊利：在在相相同同荷荷载载作作用用下下，减减小小构构件件断断面面、减减少少用用钢量，适用于高耸、大跨、重载等结构钢量，适用于高耸、大跨、重载等结构增加构件刚度增加构件刚度弊：高强不一定
12、耐久:强度越高，抗拉与抗压强度比越小，构件延性比小；水灰比低，收缩大；水泥用量大，温升大；早期弹性模量大，徐变小，收缩应力大；因此早期开裂倾向大；由于稳定的要求，结构物对强度的需要是有限的第21页/共68页强度和开裂的关系第22页/共68页混凝土抗拉强度和抗压强度比值混凝土抗拉强度和抗压强度比值随抗压强度的提高而下降随抗压强度的提高而下降第23页/共68页当前混凝土早期开裂的根本原因及其后果当前混凝土早期开裂的根本原因及其后果 拉应变增加拉应变增加 水灰比(水胶比)降低 水泥强度提高 混合材料活性提高(用水量)浆骨比增加水化温升提高,温度收缩应变增加自收缩增加早期弹性模量提高，徐变减小拉应力增
13、加约束早期开裂倾向增加大气环境作用耐久性下降耐久性下降早期强度大幅度提高的要求超过抗拉强度第24页/共68页什么是好的水泥？Lemish 和Elwell1996年在对依阿华州劣化的公路路面钻芯取样的一项研究中,也发现1014年强度倒缩而得出结论：混凝土性能良好和强度增长慢有关。采用快硬水泥的混凝土10年后强度倒缩；1937年按特快硬水泥生产的水泥与现今水泥的平均水平很相似。第25页/共68页水泥的现状对混凝土质量影响几十年来水泥工业的发展方向主要是降低能耗和提高强度，但如今却在增加粉磨的能耗Bolomy公式：R28A Rc(w/c-B)，造成误导1920年代，欧美国家水泥中C3S约为35%，如
14、今达5070%；水泥细度 从 220m2/kg到 现 今 的 340600m2/kg 我国1970年代水泥(GB175-63)最高标号是硬练强度500，相当于GB175-77的425、现行标准32.5的强度等级第26页/共68页检测的水灰比增大，对3天强度的规定未变，实际提高了早期强度，而高早期强度并不是普适必要的；单纯追求强度，使水泥厂采取使用助磨剂磨细、掺用“增强剂”等，增加了开裂敏感性和不利于混凝土长期性能稳定性和耐久性的成分；有的厂家缺乏诚信第一的市场经济观念，造成混凝土配合比设计的困难；购销双方缺少合同观念第27页/共68页水泥现状对现代混凝土的不适应问题片面追求强度而使比表面积太大
15、、早期强度太高而长期增长率低甚至倒缩、实际强度浮动幅度太大；太细的水泥降低与外加剂的相容性、增加混凝土需水量，不利于混凝土长期性能的发展不控制含碱量、氯离子含量，不检测开裂敏感性、无法提供在现代混凝土中与外加剂的相容性水泥出厂温度太高，造成混凝土浇筑温度过高，温度应力增大，早期开裂问题普遍第28页/共68页水泥影响混凝土结构质量的主要因素水泥影响混凝土结构质量的主要因素 水化热及其释放速率水化热及其释放速率矿物组成和细度、水矿物组成和细度、水 泥温度泥温度 需水量需水量细度、含碱量细度、含碱量 开裂敏感性矿物组成、细度、水泥温度、含碱量含碱量 水泥与外加剂的相容性矿物组成、细度、矿物组成、细度
16、、石膏形态和含量、含碱量石膏形态和含量、含碱量 性能稳定性和耐久性性能稳定性和耐久性细度、含碱量、氯离、含碱量、氯离 子含量子含量 产品匀质性产品匀质性生产控制和原材料剂产品均化生产控制和原材料剂产品均化第29页/共68页水泥主要矿物水化热发展332 4第30页/共68页 熟料矿物的收缩率矿物矿物收缩率收缩率C C3 3A AC C2 2S S C C3 3S S C C4 4AFAF0.00234 0.00234 0.000100 0.0001000.000790.00079 0.0000360.0000360.00077 0.00077 0.0000360.0000360.00049 0.
17、00049 0.0001140.000114第31页/共68页碱和C4AF对收缩的影响第32页/共68页水泥含碱量和C3A对收缩的影响第33页/共68页 水泥与减水剂的相容性问题 C C3 3A A 含量和 SOSO3 3 的匹配 一般水泥中石膏的优化条件：一般水泥中石膏的优化条件：W/C=0.5,W/C=0.5,现现代混凝土使用高效减水剂代混凝土使用高效减水剂,W/C,W/C0.400.40，SOSO3 3不足不足；混凝土中掺入矿物掺和料，混凝土中掺入矿物掺和料，SOSO3 3被稀释。被稀释。细度和颗粒级配 最佳组成:530m 90%,10m 10%；只考虑细度的结果：水泥越细，细颗粒越多，
18、需水量越大，混凝土坍落度损失越大。第34页/共68页熟料中熟料中SOSO3 3与含碱量的匹配与含碱量的匹配不同水泥试样流变性能的测定：不同水泥试样流变性能的测定：N No o比表面积比表面积(m(m2 2/kg)/kg)流动时间（秒）流动时间（秒）熟料硫酸盐化熟料硫酸盐化程度程度 SDSD搅拌搅拌5 5分钟分钟搅拌搅拌6060分钟分钟4 45 56 67 78 89 93773773723723833833863863713713533535353535354545050535350506363636361617777999913913971716969103103717168686666第3
19、5页/共68页第36页/共68页 SD与水泥流变性能关系的验证实例琉璃河水泥，熟料中琉璃河水泥，熟料中 SO3=1.2%Na2O=0.4%K2O=1.5%计算计算SD=混凝土W/C=0.305，掺入高效减水剂1.5%，坍落度初始为200mm，半小时后为160mm，1小时后为7.5mm，损失达60%第37页/共68页 C C3 3A A含量不同的水泥配制高强混凝土的实例第38页/共68页其他，如石膏的形态、C C3 3A A 的形态o不同形态的石膏溶解速率和溶解度不同：第39页/共68页生石膏和硬石膏溶解速率对比第40页/共68页石膏对坍落度损失的影响第41页/共68页o o不同结晶度的不同结晶
20、度的C C3 3A A溶解速率不同溶解速率不同德国的R.Rance关于不同形态石膏对水泥流变性能的影响实验(G-二水石膏，A-无水石膏，H-半水石膏)：有改善随时间而好差掺超塑化剂浆体的流变性差差好好好好无超塑化剂的浆体流变性G+H(过量)H+G(过量)G+A石膏形态3 32 21 1水泥编号第42页/共68页 C3A、R2O、SO3的关系C C3 3A A（%）R R2 2OO（%）SOSO3 3（%）6 66 6101010100.5 0.5 1.01.00.50.51.01.02 23 3 4 42.52.53 33.5 3.5 4 4第43页/共68页比表面积为比表面积为3014cm3
21、014cm2 2,饱和点为饱和点为0.8%,0.8%,坍落度不损失掺量为坍落度不损失掺量为1.6%1.6%雍阳外加剂厂试验第44页/共68页水泥细度为水泥细度为3982cm3982cm2 2,饱和点为饱和点为1.2%,1.2%,坍落度无损失掺量为坍落度无损失掺量为1.82%1.82%雍阳外加剂厂试验第45页/共68页比表面积为比表面积为4445cm4445cm2 2,饱和点为饱和点为1.6%,1.6%,找不到坍落度无损失点找不到坍落度无损失点 雍阳外加剂厂试验第46页/共68页 水泥细度对砂浆抗拉强度的影响第47页/共68页水泥细度和开裂敏水泥细度和开裂敏感性的关系感性的关系 用收缩开裂环检测
22、水泥的开裂敏感性用收缩开裂环检测水泥的开裂敏感性,从从成型到开裂经过的时间越短，抗裂性越差成型到开裂经过的时间越短，抗裂性越差第48页/共68页抗冻性随水泥比表面积增大而下降抗冻性随水泥比表面积增大而下降 第49页/共68页水泥细度对水泥浆土和混凝土开裂的影响水泥细度对水泥浆土和混凝土开裂的影响水泥细度对水泥浆土和混凝土开裂的影响水泥细度对水泥浆土和混凝土开裂的影响 第50页/共68页第51页/共68页收缩环的构造收缩环的构造收缩环的构造收缩环的构造半半半半径径径径：内内内内41.3mm41.3mm，外外外外66.7mm66.7mm（即即即即壁壁壁壁厚厚厚厚25.4mm25.4mm），高度高度
23、高度高度25.4mm25.4mm。第52页/共68页矿物掺和料由谁来掺好？由混凝土掺对混凝土的利弊当前商品混凝土存在的问题掺用矿物掺和料不是假冒伪劣，而是为提高在严酷环境混凝土结构耐久性必须的措施；即使粉煤灰价格比水泥价格高，为了耐久性也要用混和材水泥销售不好的原因用提高高强矿物的比例和水泥比表面积来提高水泥强度的路线已经走到头，水泥厂不要放弃混合材水泥，要各自己留有发展的空间。第53页/共68页当前商品混凝土存在什么问题？掺入组分太多，管理水平对现代混凝土技术适应性较差，上错料的问题时有发生；搅拌机搅拌时间太短，混凝土的多组分无预均化工序，存在拌和物匀质性的问题使用大掺量矿物掺和料的混凝土S
24、O3不足，致使混凝土早期强度、凝结慢、收缩大，与减水剂相容性差。采取提高比表面积的措施以提高矿渣活性，使混凝土降低温升的效果差，自收缩增大，开裂敏感性增加，早期强度低；难以改变外加剂掺入方式，影响外加剂效率和拌和物质量；第54页/共68页SOSO3 3对水泥浆体变形的影响对水泥浆体变形的影响第55页/共68页SOSO3 3对砂浆变形性能的影响对砂浆变形性能的影响第56页/共68页SOSO3 3对砂浆抗压强度的影响对砂浆抗压强度的影响第57页/共68页SOSO3 3对砂浆抗折强度的影响对砂浆抗折强度的影响第58页/共68页石膏掺量对掺减水剂的浆体需水量的影响石膏掺量对掺减水剂的浆体需水量的影响胶
25、凝材料中矿物掺和料占50第59页/共68页矿渣细度对W/C=0.45浆体水化热第60页/共68页高效减水剂掺入方式对浆体流变性能的影响高效减水剂掺入方式对浆体流变性能的影响n nSPCSPC在工厂中生产水泥时加入超塑化剂在工厂中生产水泥时加入超塑化剂l lSpADSpAD在使用水泥加水前先加入超塑化剂在使用水泥加水前先加入超塑化剂ADAD将超塑化剂溶于拌和水中将超塑化剂溶于拌和水中第61页/共68页萘系减水剂掺法与坍落度经时损失的关系萘系减水剂掺法与坍落度经时损失的关系第62页/共68页距距美美国国西西部部大大陆陆约约4000km4000km的的太太平平洋洋小小岛岛上上一一座座用用手手工工雕雕
26、凿凿成成美美观观的的大大理理岩岩石石材材建建造造的的庙庙宇宇 粉粉煤煤灰掺量灰掺量60%60%，价格为，价格为200200吨，水泥价格是吨，水泥价格是$75$75吨吨第63页/共68页所用硅酸盐水泥的参数参数数值(%)C2S62C3S14C3A1C4AF7细度400 m2/kg价格$75第64页/共68页新加坡海底隧道混凝土水泥中矿渣掺量是70%，欧洲标准规定矿渣掺量不低于65%，最大可到90%欧洲大陆国家（比利时、荷兰、法国和德国）已在严酷冻融环境包括海洋环境中成功地使用高炉矿渣水泥超过一个世纪英国在机场停机坪使用大掺量粉煤灰至今已观测了20多年影响混凝土质量的不是掺和料第65页/共68页为什么不能换一种思维方法来生产水泥？资本主义国家市场的特点优质优价优质优价产品多样化，能满足各种特殊要求产品多样化，能满足各种特殊要求由用户订货来生产和供应 按混凝土的需要生产，既解决混凝土原材料预均化问题，又免除混凝土配料工序，提高管理效率按混凝土的规律进行产品性能检测。国家标准是最低要求，只控制产品对国家与社会的安全性和产品匀质性第66页/共68页谢谢！第67页/共68页感谢您的观看！感谢您的观看！第68页/共68页