第5章 混凝土(2).ppt

1、,第五章 混凝土,5.1.3、粗骨料,1.粗骨料的種類及特性 定義：粒徑在4.7590mm之間的骨料 分類 按產(chǎn)源分碎石和卵石，工程中常用碎石配制混凝土。 卵石是由自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的，粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。按其產(chǎn)源不同可分為河卵石、海卵石、山卵石等。 碎石是天然巖石或卵石經(jīng)機械破碎、篩分制成的，粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。 按技術(shù)要求分為3類: :用于C60的混凝土 :用于C30C60的混凝土 :用于C30的混凝土及建筑砂漿,2.有害雜質(zhì),（1）含泥量和泥塊含量 粗骨料中的泥、泥塊和巖屑等雜志對混凝土的危害與細骨料的相同。 （2） 堿骨料反應(yīng) 水泥中堿性物質(zhì)(氧

2、化鈉或氧化鉀)過多，且粗骨料中含有活性成分（活性氧化硅或活性氧化鋁），二者反應(yīng)生成堿硅酸凝膠，引起體積膨脹，使混凝土開裂，最終破壞的現(xiàn)象。,（1）最大粒徑 骨料100都能通過的最小的標準篩篩孔尺寸。 石子公稱粒級的上限D(zhuǎn)max 如520是常用的一種粒級, 20mm是該粒級的上限，即最大粒徑。 粗骨料的最大粒徑增大，則其總表面積相應(yīng)減小，包裹粗骨料所需的水泥漿量就減少，可節(jié)約水泥。,3.最大粒徑和顆粒級配,Dmax的限制條件 .經(jīng)濟性: Dmax增大,表面積減小,水泥用量減少 .結(jié)構(gòu)限制: Dmax 1/4結(jié)構(gòu)截面最小尺寸; Dmax 3/4鋼筋最小凈距; Dmax 1/3實心板厚度，且Dmax

3、 40mm。 .施工方面：Dmax過大，在攪拌、運輸以及振搗時易產(chǎn)生離析或易損壞葉片、堵塞泵管或振搗不實。,（2）石子級配 良好的粗骨料顆粒級配，對提高混凝土強度、耐久性，節(jié)約水泥是極為有利的。粗骨料顆粒級配好壞的判定也是通過篩分析法進行的。 連續(xù)級配:從小到大每個粒級的石子均占一定的比例，和易性好，適合配制普通混凝土 間斷級配:剔除某些粒級的顆粒，使空隙率下降，易產(chǎn)生離析。顧較少使用。,4.物理理學性質(zhì),強度 二種強度 1）巖石立體強度： 測定立方體抗壓強度時，是用碎石的母巖制成50mm50mm 50mm的立方體或直徑與高均為50mm的圓柱體試件，在水中浸泡約48h使試件達到飽和狀態(tài)，測得其

4、極限抗壓強度。該巖石試件的極限抗壓強度與所用混凝土強度等級之比不應(yīng)小于1.5，且火成巖試件的強度不宜低于80MPa，變質(zhì)巖不宜低于60MPa，水成巖不宜低于30MPa。,壓碎指標：衡量卵石和碎石堅固性的指標 方法：將直徑為9.5-19mm的碎石分三層裝入標準圓筒內(nèi)，按一定方法加壓至200kN，再過2.36mm的篩。 壓碎指標 （G0-G1）G0100% G0壓碎前干燥石料的質(zhì)量； G1壓碎后干燥石料的質(zhì)量；,堅固性 堅固性是指卵石、碎石在自然風化和其他外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。 采用硫酸鈉溶液法進行試驗，卵石和碎石經(jīng)5次浸泡循環(huán)后質(zhì)量損失的大小來判定。,5.1.4、拌和和養(yǎng)護用水,

5、1.拌和用水水質(zhì)不純最常見的危害 影響混凝土的和易性和凝結(jié)； 有損于混凝土強度發(fā)展； 降低混凝土耐久性,加快鋼筋腐蝕,導致預應(yīng)力鋼筋脆斷； 使混凝土表面出現(xiàn)污斑等。 2.為保證混凝土的質(zhì)量和耐久性，必須使用合格水。 水的分類：飲用水、地表水、地下水、海水以及經(jīng)適當處理 或處置后的工業(yè)廢水。 要求：能飲用的水均能用于制備砼。,工程實例,某糖廠建宿舍，以自來水拌制混凝土，澆注后用曾裝食糖的麻袋覆蓋于混凝土表面，再淋水養(yǎng)護。后發(fā)現(xiàn)該水泥混凝土兩天仍未凝結(jié)，而水泥經(jīng)檢驗無質(zhì)量問題，請分析此異?，F(xiàn)象的原因。,由于養(yǎng)護水淋于曾裝食糖的麻袋，養(yǎng)護水已成糖水，而含糖份的水對水泥的凝結(jié)有抑制作用，故使混凝土凝結(jié)

6、異常。,1.外加劑的定義及分類 在拌制砼過程中摻入能改善砼性能的物質(zhì)，一般摻量 不大于水泥質(zhì)量的5%。（混凝土第五組分） 分類: （1）改善流變性能（減水劑、引氣劑、泵送劑、保水劑等） （2）調(diào)節(jié)凝結(jié)時間 硬化性能（緩凝劑、早強劑、速凝劑等） （3）改善耐久性（引氣劑、阻銹劑、防水劑等） （4）改善其他性能（加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、 堿-集料反應(yīng)抑制劑等）,5.1.5 混凝土外加劑,2.常用外加劑 （1）減水劑：混凝土減水劑是指在保持混凝土拌合物和易性一定的條件下，具有減水和增強作用的外加劑，又稱為“塑化劑”，高效減水劑又稱為“超塑化劑”。 減水劑作用機理 1）.減水劑的作用機理 減水

7、劑多屬于表面活性劑，它的分子結(jié)構(gòu)是由親水基團和憎水基團組成； 摻入減水劑前： 當水泥加水拌合形成水泥漿的過程中，水泥顆粒把一部分水包裹在顆粒之間而形成絮凝狀結(jié)構(gòu)，水的作用不能充分發(fā)揮；,絮凝狀結(jié)構(gòu),摻入減水劑后： 表面活性劑在水泥顆粒表面作定向排列使水泥顆粒表面帶有同種電荷，這種排斥力遠遠大于水泥顆粒之間的分子引力，使水泥顆粒分散，絮凝狀結(jié)構(gòu)中的水分釋放出來，混凝土拌合用水的作用得到充分的發(fā)揮，拌合物的流動性明顯提高； 表面活性劑的極性基與水分子產(chǎn)生締合作用，使水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，阻止了水泥顆粒之間直接接觸，起到潤滑作用，改善了拌合物的流動性。,2）技術(shù)經(jīng)濟效益,用水量、水泥用量不

8、變:,可增大混凝土的流動性能,流動性、水泥用量不變：,可以減少用水量，提高混凝土強度。,流動性、強度不變：,可節(jié)約水泥的用量, 普通減水劑：木質(zhì)素磺酸鹽類、糖蜜類 木質(zhì)素系減水劑：主要使用木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣），其適宜摻量為0.20.3，減水率10左右。 對混凝土有緩凝作用，一般緩凝。 使用時注意事項：不宜單獨使用與蒸汽養(yǎng)護混凝土工程及冬季施工工程。木鈣類減水劑不能摻入用硬石膏做調(diào)凝劑的水泥中。摻入量要通過試驗正確選擇。,2）減水劑的種類,適用于：,夏季施工的混凝土工程，大體積混凝土工程，泵送混凝土工程,糖蜜類減水劑：它是以制糖工業(yè)的糖渣、廢蜜為原料，采用石灰中和而成，為棕色粉狀物或糊狀物，其中

9、含糖較多，屬非離子表面活性劑。國內(nèi)產(chǎn)品粉狀有TF、ST、3FG等。適宜摻量0.20.3，減水率10左右，屬緩凝減水劑。,適用于：,夏季施工的混凝土工程，大體積混凝土工程， 泵送混凝土工程, 高效減水劑：萘系減水劑 、樹脂系減水劑 萘系減水劑：這類減水劑品種很多，目前我國生產(chǎn)的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建型等。 萘系減水劑適宜摻量為0.51.0，其減水率較大，為1025%，增強效果顯著，緩凝性很小，大多為非引氣型。 適用于日最低氣溫以上的所有混凝土工程，尤其適用于配制高強、早強、流態(tài)混凝土以及抗?jié)B和抗凍性要求較高的混凝土。,樹脂系減水劑：我國產(chǎn)品有SM樹脂減水劑，為非引氣型早強高

10、效減水劑，其各項功能與效果均比萘系減水劑還好。 SM適宜摻量為0.52.0，減水率達2027。, 第三代高效減水劑：聚羧酸類減水劑 適用于：早強、高強、流態(tài)、防水、抗凍、抗?jié)B等混凝土。,減水劑的作用,改善混凝土拌合物的性能。摻入減水劑可以減少混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象；延緩拌合物的凝結(jié)時間；減緩水泥水化放熱速度；顯著提高混凝土硬化后的抗?jié)B性和抗凍性。,1）機理 早強劑是加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑。早強劑對水泥中的硅酸三鈣和硅酸二鈣等礦物的水化有催化作用，能加速水泥的水化和硬化，而具有早強的作用。 2）種類 通常采用復合早強劑，可以獲得更為有效的早強作用。 常用的早強劑有三類：無機鹽類、有

11、機鹽類和有機復合早強劑。,（2）早強劑,早強劑品種、性能及應(yīng)用注意事項,1)氯鹽早強劑 氯鹽早強劑的組成主要包括氯化鈣、氯化鈉、氯化鋁等。合理摻加氯鹽類早強劑。會對混凝土的早期強度發(fā)展有利。 氯鹽類早強劑是應(yīng)用歷史最長、應(yīng)用效果最顯著的早強劑品種。不過氯鹽類的早強劑只準在不配筋的素混凝土中摻加，對于鋼筋混凝土，特別是預應(yīng)力鋼筋混凝土，以及有金屬預埋件的混凝土中，要慎重使用這類外加劑，限制Cl含量的引入量，甚至要禁止使用。,2)硫酸鹽早強劑 常用的硫酸鹽早強劑為硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣。摻硫酸鹽早強劑的混凝土要注意預防泛堿和白華現(xiàn)象。硫酸鹽的摻量應(yīng)通過實驗確定。以免引起堿集料反應(yīng)破壞或硫酸鹽過量產(chǎn)

12、生的侵蝕破壞。 3)硝酸鹽和亞硝酸鹽早強劑 亞硝酸鈉的摻入還可以防止混凝土內(nèi)部鋼筋的銹蝕，其原因是可以促使鋼筋表面形成致密的保護膜。所以氯鹽早強劑或氯鹽防凍劑中常復合有亞硝酸鈉組分。,4)有機化合物早強劑 最常用的有機化合物早強劑為三乙醇胺。三乙醇胺是一種表面活性劑，摻入水泥混凝土中，在水泥水化過程中起催化劑的作用，它能夠加速C3A的水化和鈣礬石的形成。,1）機理：在攪拌混凝土時會混入一些氣泡，引氣劑定向排列，形成單分子 吸附膜提高泡膜的強度，并使氣泡排開水分而吸著固相粒子表面，因而能使攪拌過程混進的空氣形成微小而穩(wěn)定的氣泡、均勻分布于混凝土中。 2）常用種類：有松香熱聚物、烷基磺酸鈉和烷基苯

13、碳酸鈉等 3）適宜摻加量：為水泥用量的0.005%0.01%,混凝土中含氣量為3%6%。 4）作用：由于氣泡的存在，可改善新拌混凝土的和易性；減少泌水和離析。 對硬化后的混凝土，由于氣泡彼此隔離，切斷毛細孔通道，使 水分不易滲入。又可緩沖其結(jié)冰膨脹的作用，因而提高混凝土 的抗凍性、抗?jié)B性和抗蝕性。 5）缺點：由于氣泡的存在，混凝土強度有些降低。,（3）引氣劑,1）機理 緩凝劑是能延緩混凝土的凝結(jié)時間，對混凝土后期物理力學性能無 不利影響的外加劑。緩凝劑能延緩水泥凝結(jié)時間，與水泥反應(yīng)生成不溶層而達到緩凝的效果。 2）常用緩凝劑的種類 羥基羧酸鹽 如酒石酸、酒石酸甲納、檸檬酸、水楊酸等。 多羥基碳

14、水化合物 如糖蜜、含氧有機酸、多元醇等。 無機化合物 如Na3PO4、Na2SO4等。 3）應(yīng)用 緩凝劑用于橋梁大體積混凝土工程，可延緩混凝土的凝結(jié)時間， 保持工作性，延長放熱時間，消除或減少裂縫，保證結(jié)構(gòu)整體性。,（4） 緩凝劑,能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。,（5） 速凝劑,（6）防凍劑,定義：在規(guī)定溫度下，能顯著降低混凝土的冰點，使混凝土液相不凍結(jié)或僅部分凍結(jié)，以保證水泥的水化作用，并在一定的時間內(nèi)獲得預期強度的外加劑。 種類：氯鹽類，如氯化鈣、氯化鈉，或以氯鹽為主的與其他早強劑、引氣劑、減水劑復合的外加劑；氯鹽阻銹類，氯鹽與阻銹劑（亞硝酸鈉）為主復合的外加劑；無氯鹽類，以亞硝酸鹽、硝

15、酸鹽、碳酸鹽、乙酸鈉或尿素為主復合的外加劑。應(yīng)用：防凍劑可用于負溫條件下施工的混凝土。,最常用的兩大種,粉煤灰 硅粉,5.1.6 摻合料,火力發(fā)電廠工業(yè)廢渣,生產(chǎn)硅鐵合金或硅鋼的副產(chǎn)品 具有很高的火山灰活性 配制一般混凝土，摻量為水泥用量的 5%10%； 配制高強混凝土，摻量為水泥用量的 20%30%。,習題,1、混凝土中水泥漿凝結(jié)硬化前起_ _和_作用，凝結(jié)硬化后起_ _作用。 2、木鈣是一種混凝土早強劑。 3、CaCl2是一種混凝土減水劑。 4、配制混凝土用砂的要求是盡量采用_的砂。 A. 空隙率小、總表面積大 B. 總表面積小、空隙率大 C. 總表面積大 D . 空隙率和總表面積均較小,

16、5、摻用引氣劑后混凝土的_顯著提高。 A. 強度 B. 抗沖擊性 C. 彈性模量 D. 抗凍性 6、高強混凝土、夏季大體積混凝土、負溫施工混凝土、抗凍融混凝土宜選用的外加劑分別為_。 A. 萘系減水劑、早強劑、木鈣減水劑、引氣劑 B. 木鈣減水劑、萘系減水劑、引氣劑、早強劑 C. 萘系減水劑、木鈣減水劑、早強劑、引氣劑 D. 萘系減水劑、木鈣減水劑、引氣劑、早強劑,7、石子級配中，空隙率最小的級配是_。 A. 連續(xù) B. 間斷 C. 單粒級 D.沒有一種 8、在混凝土用砂量不變的條件下，砂的細度模數(shù)越小，說明_。 A. 該混凝土細骨料的總表面積增大，水泥用量提高 B. 該混凝土細骨料的總表面積減小，節(jié)約水泥 C. 該混凝土用砂的顆粒級配不良 D. 該混凝土用砂的顆粒級配良好,1.在混凝土拌合物中摻入減水劑后，會產(chǎn)生下列效果：當原配合比不變時，可以增加拌合物的_；在保持混凝土水灰比和坍落度不變的情況下，可以減少_及_,節(jié)約_；在保持流動性和水泥用量不變的情況下，可以降低_，提高_ 。 2.以無水石膏或工業(yè)氟石膏作調(diào)凝劑的水泥，當使用木質(zhì)素