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1、第四讲第四讲 其他品种混凝土其他品种混凝土4.1轻混凝土4.2掺粉煤灰混凝土4.3 防水混凝土防水混凝土4.44.4高强、超高强混凝土高强、超高强混凝土4.54.5流态混凝土流态混凝土4.64.6耐腐蚀混凝土耐腐蚀混凝土4.7 4.7 纤维混凝土纤维混凝土4.84.8沥青混凝土沥青混凝土4.94.9高性能混凝土高性能混凝土4.104.10土木工程结构对混凝土土木工程结构对混凝土的要求的要求4.1轻混凝土轻混凝土凡表观密度小于1950kg/m3的混凝土统称为轻混凝土。按其组成成分可分为轻骨料混凝土、多孔混凝土(如加气混凝土)和大孔混凝土(如无砂大孔混凝土)三种类型。用轻质粗骨料、轻质细骨料(或普
2、通砂)、水泥和水配制而成的，其干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土叫轻骨料混凝土。轻骨料混凝土是一种轻质、高强、多功能的新型建筑材料，具有表观密度小、保湿性好、抗震性强等优点。4.1.1 轻骨料混凝土轻骨料混凝土(1)轻骨料的分类凡粒径大于5mm，堆积密度小于1000kg/m3的骨料，称为轻的粗骨料；粒径不大于5mm，堆积密度小于1200kg/m3的骨料，称为轻的细骨料。轻骨料按其来源可分为3类：天然轻骨料 人造轻骨料 工业废料(2)轻骨料技术性能轻骨料的技术性能主要包括堆积密度、强度、颗粒级配和吸水率等4项。此外，对耐久性、安定性、有害杂质含量也提出了要求。堆积密度轻骨料堆积密度的大小
3、，将影响轻骨料混凝土的表观密度和性能。根据堆积密度大小，轻骨料可划分为若干密度等级(见表4.1)。强度轻骨料 用筒压强度及强度等级表示。轻骨料的筒压强度以“筒压法”测定。轻粗骨料的筒压强度和强度等级应不低于表4.2规定。轻骨料颗粒级配、最大粒径及粗细程度 其指标详见表4.3。吸水率轻 测定轻骨料1h吸水率。规程规定，轻砂和天然轻粗骨料的吸水率不作规定；其他轻粗骨料的吸水率不应大于22%。有害杂质含量及其他性能轻骨料中严禁混入煅烧过的石灰石、白云石和硫酸盐、氯化物等。轻骨料的有害杂质含量和其他性能指标应不大于表4.4的规定。表表4.1轻骨料密度等级轻骨料密度等级 密度等级 堆积密度范围(kg/m
4、3)轻粗骨料轻砂004005006007008009001000 500600700800900100011001200 21030031040041050051060061070071080081090091010001010110011101200 表表4.2 轻粗骨料筒压强度及强度等级轻粗骨料筒压强度及强度等级 密度等级 筒压强度fa(MPa)强度等级fak(MPa)碎石型普通型和圆球型普通型圆球型3004005006007008009001000 0.2/0.30.4/0.50.6/1.00.8/1.51.0/2.01.2/2.51.5/3.01.8/4.0 0.30.51.02.03
5、.04.05.06.5 3.55.07.51015202530 3.55.07.51520253040表表4.3 轻粗骨料级配轻粗骨料级配 筛孔尺寸 dmin1/2dmaxdmax2dmax圆球型及单一粒级普通型混合级配碎石型混合级配 累计筛余(按质量计，%)909090 不规定30704060 101010 000 表表4.4 轻骨料有害物质含量及其他性能指标轻骨料有害物质含量及其他性能指标 项目名称指标抗冻性(F15，质量损失，%)安定性(煮沸法，质量损失，%)烧失量，轻粗骨料(质量损失，%)轻砂(质量损失，%)硫酸盐含量(按SO3计，%)氯盐含量(以Cl2计，%)含泥量(质量，%)有机杂
6、质(用比色法检验)55450.50.023不深于标准色(1)轻骨料混凝土的技术性能 和易性 强度与强度等级 轻骨料混凝土技术规程(JGJ 512002)规定，根据立方体抗压强度标准值，可将轻骨料混凝土划分为13个强度等级：LC5.0、LC7.5、LC10、LC15、LC20、LC25、LC30、LC35、LC40、LC45、LC50、LC55、LC60，其中结构轻骨料混凝土的强度标准值按表4.5采用。4.1.1.1 轻骨料混凝土的技术性能与分类轻骨料混凝土的技术性能与分类表观密度轻骨料混凝土按干燥状态下的表观密度划分为14个密度等级，见表4.6。收缩与徐变 保温性能轻骨料混凝土具有较好的保温性
7、能，其表观密度为1000kg/m3、1400kg/m3、1800kg/m3的轻骨料混凝土导热系数分别为0.28W/(mK)、0.49W/(m.K)、0.87W/(m.K)。表表4.5 结构轻骨料混凝土的强度标准值结构轻骨料混凝土的强度标准值(JGJ 512002)强度种类轴心抗压轴心抗拉符号fck(MPa)ftk(MPa)混凝土强度等级 LC15LC20LC25LC30LC35LC40LC45LC50LC55LC60 10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.5 1.271.541.782.012.202.392.512.642.742.85表表4.6 轻骨
8、料混凝土的密度等级轻骨料混凝土的密度等级(JGJ 512002)密度等级干表观密度的变化范围(kg/m3)密度等级干表观密度的变化范围(kg/m3)600700800900100011001200 56065066075076085086095096010501060115011601250 1300140015001600170018001900 12601350136014501460155015601650166017501760185018601950(2)轻骨料混凝土的分类按粗骨料种类可分为天然轻骨料混凝土、人造轻骨料混凝土和工业废料轻骨料混凝土。按有无细骨料或细骨料的品种不同分为全
9、轻混凝土、砂轻混凝土和大孔径骨料混凝土。按用途不同分保温、结构保温及结构轻骨料混凝土。(1)应对轻粗骨料的含水率及堆积密度进行测定(2)必须采用强制式搅拌机搅拌，防止轻骨料上浮或搅拌不均。(3)拌合物在运输中应采取措施减少坍落度损失和防止离析。(4)轻骨料混凝土拌合物应采用机械振捣成型。(5)轻骨料混凝土浇筑成型后应及时覆盖和喷水养护。4.1.1.2 轻骨料混凝土的施工轻骨料混凝土的施工4.1.2.1 加气混凝土加气混凝土加气混凝土是由含钙质材料(水泥、石灰等)及含硅质材料(石英砂、粉煤灰、粒状高炉矿渣等)作原料，经磨细、配料，再加入发气剂(铝粉、双氧水等)，进行搅拌、浇筑、发泡、切割及蒸压养
10、护等工序生产而成。加气混凝土的质量指标是表观密度和强度。一般表观密度大、孔隙率小的，强度较高，但保温性能较差。4.1.2 多孔混凝土多孔混凝土泡沫混凝土是由水泥净浆加入泡沫剂(也可加入部分掺合料)，经搅拌、入模、养护而成。常用的泡沫剂有松香胶泡沫剂和水解牲血泡沫剂。泡沫混凝土的表观密度为300800kg/m3，抗压强度为0.35MPa，导热系数为0.100.25W(mK)。4.1.2.2 泡沫混凝土泡沫混凝土在混凝土中掺加一定量粉煤灰，可以改善混凝土性能、节约水泥、提高产品质量及降低产品成本。粉煤灰按其质量分为、三个等级。掺粉煤灰的混凝土早期强度会降低(但后期强度较普通混凝土高些)，因此，使用
11、掺粉煤灰的混凝土时，最好同时掺加减水剂或早强剂。4.2 掺粉煤灰混凝土掺粉煤灰混凝土防水混凝土分为普通防水混凝土、膨胀水泥防水混凝土和外加剂防水混凝土。普通防水混凝土是以调整配合比的方法来提高自身密实度和抗渗性的一种混凝土。膨胀水泥防水混凝土主要是利用膨胀水泥在水化过程中，形成大量体积增大的水化硫铝酸钙，在有约束的条件下，能改善混凝土的孔结构，使总孔隙率减少，孔径减小，从而提高混凝土抗渗性。4.3 防水混凝土防水混凝土外加剂防水混凝土种类较多，常见的有引气剂防水混凝土、密实剂防水混凝土及三乙醇胺防水混凝土等。近年来，人们利用YE系列防水剂配制高抗渗防水混凝土，不仅大幅度地提高混凝土抗渗强度等级
12、，而且对混凝土的抗压强度及劈裂抗拉强度也有明显的增强作用。目前许多国家工程技术人员的习惯是把C10C50强度等级的混凝土称为普通强度混凝土，C60C90的混凝土称为高强混凝土，C100以上的混凝土称为超高强混凝土。高强、超高强混凝土的特点是强度高、耐久性好、变形小，能适应现代工程结构向大跨度、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要。4.4 高强、超高强混凝土高强、超高强混凝土目前，国际上配制高强、超高强混凝土实用的技术路线是高品质通用水泥+高性能外加剂+特殊掺合料。配制高强、超高强混凝土时，应选用质量稳定、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。应掺用活性较好的矿物掺合料，且宜复
13、合使用矿物掺合料。应掺用高效减水剂或缓凝高效减水剂。高强、超高强混凝土配合比的计算方法和步骤与普通混凝土基本相同。流态混凝土就是在预拌的坍落度为815cm的塑性混凝土拌合物中加入流化剂，经过搅拌得到的易于流动、不易离析、坍落度为1822cm的混凝土，其自身能像水一样地流动。流态混凝土的配制关键之一是选择合适的流化剂。流化剂以高减水性、低引气性、无缓凝性的高效减水剂为适用。常用的流化剂主要有：奈磺酸盐甲醛缩合物系；改性木质素磺酸盐甲醛缩合物系；三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物系。4.5 流态混凝土流态混凝土4.6.1 水玻璃耐酸混凝土水玻璃耐酸混凝土水玻璃耐酸混凝土由水玻璃、耐酸粉料、耐酸粗细骨料和氟硅
14、酸钠组成，是一种能抵抗绝大部分酸类(除氢氟酸、氟硅酸和热磷酸外)侵蚀作用的混凝土，特别是对具有强氧化性的浓硫酸、硝酸等有足够的耐酸稳定性。在技术规范中规定水玻璃的模数以2.62.8为佳，水玻璃密度应在1.361.42g/cm3范围内。4.6 耐腐蚀混凝土耐腐蚀混凝土碱性介质混凝土的腐蚀有3种情况：以物理腐蚀为主；以化学腐蚀为主；物理和化学两种腐蚀同时存在。耐碱混凝土最好采用硅酸盐水泥。耐碱骨料常用的有石灰岩、白云岩和大理石，对于碱性不强的腐蚀介质，亦可采用密实的花岗岩、辉绿岩和石英岩。磨细粉料主要是用来填充混凝土的空隙，提高耐碱混凝土密实性的，磨细粉料也必须是耐碱的，一般采用磨细的石灰石粉。4
15、.6.2 耐碱混凝土耐碱混凝土纤维混凝土是在混凝土中掺入纤维而形成的复合材料。它具有普通钢筋混凝土所没有的许多优良品质，在抗拉强度、抗弯强度、抗裂强度和冲击韧性等方面较普通混凝土有明显的改善。常用的纤维材料有钢纤维、玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维和合成纤维等。纤维混凝土目前主要用于非承重结构、对抗冲击性要求高的工程，如机场跑道、高速公路、桥面面层、管道等。4.7 纤维混凝土纤维混凝土沥青混凝土亦称沥青混合料，是由沥青、粗细集料和矿粉按一定比例拌和而成的一种复合材料。沥青混合料有良好的力学性能、噪声小、良好的抗滑性、经济耐久、排水性良好、可分期加厚路面等优点。但是其易老化、感温性大。4.8 沥青混凝
16、土沥青混凝土其定义的内涵主要包括以下几个方面：(1)高强度。(2)高耐久性。(3)高尺寸稳定性。(4)高抗裂性。(6)经济合理性。要获得高性能混凝土就必须从原材料品质、配合比优化、施工工艺与质量控制等综合考虑。4.9 高性能混凝土高性能混凝土4.104.10土木工程结构对混凝土的要求土木工程结构对混凝土的要求 建筑工程中：建筑工程中：钢筋混凝土构件的混凝士强度等级钢筋混凝土构件的混凝士强度等级：一般情况下：一般情况下不应低于不应低于C15C15；当采用当采用HRB335HRB335级钢筋时，混凝土的强度等级不宜低于级钢筋时，混凝土的强度等级不宜低于C20C20；当采用当采用HRB400HRB4
17、00和和RRB400RRB400级钢筋以及承受重量荷载的级钢筋以及承受重量荷载的构件，混凝土的强度等级不得低于构件，混凝土的强度等级不得低于C40C40。预应力混凝土结构的混凝土强度等级预应力混凝土结构的混凝土强度等级：一般情况下：一般情况下不应低不应低于于C30C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时混当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时混凝土强度等级不宜低于凝土强度等级不宜低于C40C40。公路桥涵工程中：公路桥涵工程中：钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件的的混混凝凝土土强强度度等等级级：一一般般情情况况下下不应低于不应低于C20C20；当当采采用用HRB400HRB400和和KL400KL400级级钢钢筋筋时时，混混凝凝土土的的强强度度等级不应低于等级不应低于 C25C25。预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C40C40。位位于于以以下下区区域域的的桥桥涵涵构构件件，混混凝凝土土的的强强度度等等级级不不低低于于C30C30；严严寒寒区区、海海水水区区或或使使用用除除冰冰盐盐且且受受其其影影响响的的桥桥涵构件；涵构件；有气态、液态或固态侵蚀物质的环境时不抵干有气态、液态或固态侵蚀物质的环境时不抵干C30C30