第2章混凝土的材料与工程质量精.ppt

第2章混凝土的材料与工程质量第1页，本讲稿共91页 建筑工程建筑工程质质量是人量是人类类生命生命财产财产安全的需要，安全的需要，混凝土混凝土是建筑是建筑工程的主要材料，其工程的主要材料，其质质量是建筑工程量是建筑工程质质量的重要保量的重要保证证.要减少和要减少和避免材料引起的工程避免材料引起的工程质质量量问题问题，关，关键键是了解是了解组组成材料的性能成材料的性能，正确正确选择选择材料，使用材料和材料，使用材料和进进行合理的材料耐久性行合理的材料耐久性设计设计。1 1、概述、概述一、混凝土与建筑工程质量一、混凝土与建筑工程质量第2页，本讲稿共91页1 1、优质经济混凝土必须满足的四个方面的要求、优质经济混凝土必须满足的四个方面的要求（1 1）强度）强度 （2 2）耐久性）耐久性 （3 3）工作性）工作性 （4 4）经济性）经济性2 2、获得优质经济混凝土的三大基本条件获得优质经济混凝土的三大基本条件（1 1）选择适宜的原材料）选择适宜的原材料适择混凝土材料的基本原则适择混凝土材料的基本原则:1 1）符合混凝土质量和等级要求的材料适宜品质和质量要求）符合混凝土质量和等级要求的材料适宜品质和质量要求2 2）就地取材）就地取材3 3）经济合理）经济合理4 4）符合资源、节能和环境保护要求）符合资源、节能和环境保护要求第3页，本讲稿共91页（2）选择选择适宜的混凝土配合比适宜的混凝土配合比1）正确）正确处处理工程理工程质质量与量与节约节约水泥的关系水泥的关系2）确保混凝土工作性能）确保混凝土工作性能3）确保混凝土）确保混凝土强强度度4）确保混凝土具有良好的耐久性）确保混凝土具有良好的耐久性5）经济经济合理合理第4页，本讲稿共91页（3 3）加强施工控制，确保施工质量）加强施工控制，确保施工质量 加强施工过程中的浇筑、振捣和养护加强施工过程中的浇筑、振捣和养护第5页，本讲稿共91页1.普通混凝土（普通混凝土（四四组组分混凝土分混凝土）的）的组组成材料成材料普通混凝土普通混凝土组组成及其各成及其各组组分材料分材料组成成分水泥净浆胶凝材料矿物填充材料水泥胶体未水化的水泥颗粒毛细管孔胶体细孔空隙细集料（砂）粗集料（石）水泥水空气占混凝土总体积的百分数（%）10151520132033354822351366781 1、概述、概述二、原材料性能与混凝土质量二、原材料性能与混凝土质量 第6页，本讲稿共91页2 2、普通混凝土中各组成材料的作用、普通混凝土中各组成材料的作用（1 1）水泥净浆胶凝材料的作用水泥净浆胶凝材料的作用1 1）包裹集料表面并填充集料空隙）包裹集料表面并填充集料空隙2 2）使混凝土拌合物具有适于施工的工作性能）使混凝土拌合物具有适于施工的工作性能3 3）使硬化混凝土具有所需的强度、耐久性等重要性能）使硬化混凝土具有所需的强度、耐久性等重要性能硬化水泥浆的性能主要取决于水泥的硬化水泥浆的性能主要取决于水泥的性能、水灰比、水泥水化程度等。性能、水灰比、水泥水化程度等。第7页，本讲稿共91页（2）集料的作用）集料的作用1）作）作为为廉价的填充材料，降低混凝土成本廉价的填充材料，降低混凝土成本2）提供良好的体）提供良好的体积稳积稳定性和更好的耐久性定性和更好的耐久性3）作）作为调节为调节材料，减少水泥材料，减少水泥净浆净浆的的发热发热与干与干缩缩等不良作用等不良作用 集料的粒径、集料的粒径、级级配、配、强强度、有害度、有害杂质杂质的含量等都会影响的含量等都会影响 混凝土的混凝土的质质量与性能。量与性能。（3）掺掺合料的作用合料的作用（4）外加）外加剂剂的作用的作用（5）水的作用）水的作用 第8页，本讲稿共91页三、目前我国混凝土原材料存在的主要问题三、目前我国混凝土原材料存在的主要问题 1、水泥中占比重、水泥中占比重较较大的大的立窑水泥的建筑性能立窑水泥的建筑性能较较差差，难难以以满满足足现现代代工程的要求工程的要求2、多数、多数大型干法回大型干法回转转窑水泥仍存在窑水泥仍存在较较大的大的质质量波量波动动，造成混，造成混凝土中水泥用量普遍偏高凝土中水泥用量普遍偏高3、大多数、大多数砂石集料生砂石集料生产规产规模小模小、工、工艺艺落后，落后，导导致集料致集料质质量差和不量差和不够稳够稳定定4、外加外加剂剂生生产产的技的技术术水平水平较较低低，缺乏有效的，缺乏有效的监监管，管，质质量参差不量参差不齐齐5、矿矿物物掺掺合料生合料生产还产还未未产业产业化和正化和正规规化，落后于混凝化，落后于混凝发发展的要求展的要求第9页，本讲稿共91页四、目前我国混凝土普遍存在的质量问题四、目前我国混凝土普遍存在的质量问题（1 1）混凝土体积稳定性较差，裂缝问题普遍，甚至严重）混凝土体积稳定性较差，裂缝问题普遍，甚至严重（2 2）混凝土的均匀性和稳定性较差，易离析和泌水，工）混凝土的均匀性和稳定性较差，易离析和泌水，工作性能保持能力也较差作性能保持能力也较差（3 3）由于裂缝和均匀性差产生的渗透性导致混凝土的）由于裂缝和均匀性差产生的渗透性导致混凝土的抗腐蚀能力下降，影响混凝土的使用寿命抗腐蚀能力下降，影响混凝土的使用寿命因此，要进一步提高混凝土工程的质量，首先应充分重视因此，要进一步提高混凝土工程的质量，首先应充分重视混凝土组成材料的质量，努力提高混凝土原材料的生产工混凝土组成材料的质量，努力提高混凝土原材料的生产工艺水平和加强原材料质量管理监督的力度。艺水平和加强原材料质量管理监督的力度。第10页，本讲稿共91页2 水泥水泥水泥的选择水泥的选择1 1、水泥品种的选择、水泥品种的选择 配制一般的混凝土可以配制一般的混凝土可以选选用用硅酸硅酸盐盐水泥水泥、普硅普硅、矿矿渣渣、火山灰火山灰水泥水泥及及粉煤灰水泥粉煤灰水泥、复合水泥复合水泥等通用水泥。等通用水泥。水泥的品种水泥的品种应应根据混凝土工程特点及所根据混凝土工程特点及所处处的的环环境合理境合理选择选择，见见下表。下表。第11页，本讲稿共91页1 砼的原材料砼的原材料1.1.1 水泥的选用水泥的选用1.1 水泥水泥 在普通气候环境或干燥环境下的砼、严寒地区的露天砼应优在普通气候环境或干燥环境下的砼、严寒地区的露天砼应优先选用先选用普通硅酸盐普通硅酸盐水泥水泥；高强砼高强砼(大于大于C40)C40)、要求快硬的砼、有、要求快硬的砼、有耐磨要求的砼应优先选用耐磨要求的砼应优先选用硅酸盐硅酸盐水泥水泥；高温环境或水下砼应优高温环境或水下砼应优先选用先选用矿渣硅酸盐矿渣硅酸盐水泥水泥；厚大体积的砼应优先选用厚大体积的砼应优先选用粉煤灰硅酸盐粉煤灰硅酸盐水水泥泥或或矿渣硅酸盐矿渣硅酸盐水泥水泥；有抗渗要求的砼应优先选用有抗渗要求的砼应优先选用普通硅酸盐普通硅酸盐水水泥泥或或火山灰质硅酸盐火山灰质硅酸盐水泥水泥；有耐磨要求的砼应优先选用；有耐磨要求的砼应优先选用普通硅酸盐普通硅酸盐水泥水泥或或硅酸盐硅酸盐水泥水泥。共共6060页页 第第1 1页页 水泥的品种和成分不同，其水泥的品种和成分不同，其凝结时间、早期强度、水化热凝结时间、早期强度、水化热和和吸水性吸水性等性能也不相同，应按适用范围选用。等性能也不相同，应按适用范围选用。第12页，本讲稿共91页第13页，本讲稿共91页2 2、水泥强度等级的选择、水泥强度等级的选择（1）水泥的）水泥的强强度等度等级应级应根据混凝土或砂根据混凝土或砂浆浆的性能合理的性能合理选择选择。（2）高）高强强度的水泥用于拌制高度的水泥用于拌制高强强混凝土；低混凝土；低强强水泥用于配制低水泥用于配制低强强度等度等级级混凝土或砌筑砂混凝土或砌筑砂浆浆。（3）水泥）水泥强强度等度等级应级应与混凝土的与混凝土的设计设计强强度等度等级级相适相适应应，一般以水，一般以水泥泥强强度等度等级为级为混凝土混凝土强强度等度等级级的的1.52倍倍较为经济较为经济。（4）配制）配制C60以上以上强强度等度等级级的高的高强强混凝土，混凝土，应选应选用用强强度等度等级级不低于不低于52.5且且质质量量稳稳定的水泥；用高定的水泥；用高强强度的水泥配制低度的水泥配制低强强度等度等级级混凝土混凝土时时，水泥用，水泥用量偏少，混凝土的和易性不易保量偏少，混凝土的和易性不易保证证，可在拌制混凝土，可在拌制混凝土时时加入加入掺掺合料（如粉煤合料（如粉煤灰）加以改善。灰）加以改善。第14页，本讲稿共91页1 1、集料的、集料的表观密度表观密度 5 5、集料的、集料的有害物质有害物质 2 2、集料的、集料的吸水率与含吸水率与含水率水率 3 3、集料的、集料的粒形与强度粒形与强度 4 4、集料、集料的粒度与的粒度与级配级配 3 集料和水集料和水一、集料品质与混凝土性能一、集料品质与混凝土性能6 6、集料的、集料的耐久性耐久性 集料的主要性集料的主要性质及其对混凝质及其对混凝土性能的影响土性能的影响 第15页，本讲稿共91页3 集料和水集料和水二、细骨料（砂）二、细骨料（砂）（1）定义：粒径在）定义：粒径在0.155mm之间的骨料称为细骨料。之间的骨料称为细骨料。（2）分类：细骨料一般用天然砂、或天然石料粉碎制成的人工砂。）分类：细骨料一般用天然砂、或天然石料粉碎制成的人工砂。1 1）天然砂有河砂、海砂和山砂。以洁净的河砂为优。海砂经）天然砂有河砂、海砂和山砂。以洁净的河砂为优。海砂经洗去盐分筛去贝壳等轻物质后，可使用。山砂风化较强，含泥洗去盐分筛去贝壳等轻物质后，可使用。山砂风化较强，含泥量大，必须充分论证后方可使用。量大，必须充分论证后方可使用。2 2）选择砂的品种时一定要因地制宜，以保证优质经济。）选择砂的品种时一定要因地制宜，以保证优质经济。第16页，本讲稿共91页3 3 集料和水集料和水二、细骨料（砂）二、细骨料（砂）1 1、砂的质量标准、砂的质量标准砂应质地坚硬、清洁、有害砂应质地坚硬、清洁、有害杂质含量不超过限量杂质含量不超过限量 项目项目含泥量（按质量计）（含泥量（按质量计）（%）1.03.05.0粘土块（按质量计）（粘土块（按质量计）（%）01.02.0云母（按质量计）（云母（按质量计）（%）1.02.02.0硫化物与硫酸盐（按硫化物与硫酸盐（按SO3质量计）（质量计）（%）0.50.50.5氯化物（按氯离子质量计）（氯化物（按氯离子质量计）（%）0.010.020.06坚固性坚固性天然砂（硫酸钠溶液浸渍天然砂（硫酸钠溶液浸渍5个个循环后，其质量损失）（循环后，其质量损失）（%）8810人工砂（单级最大压碎指标）人工砂（单级最大压碎指标）（%）202530人工砂的石粉含量人工砂的石粉含量（按质量计）（按质量计）（%）MB值值1.4或合格或合格3.05.07.0MB值值1.4或不合格或不合格1.03.05.0第17页，本讲稿共91页2 2、砂的粗细程度和颗粒级配、砂的粗细程度和颗粒级配（1 1）砂的粗细程度）砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合是指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度在一起的平均粗细程度 在混凝土各种材料用量相同的情况下，如：在混凝土各种材料用量相同的情况下，如：1）砂过粗，砂子颗粒的表面积较小，混凝土的粘性、保水性）砂过粗，砂子颗粒的表面积较小，混凝土的粘性、保水性较差；较差；2）砂过细，砂子颗粒表面积过大，虽然混凝土粘聚性、保水性好，但）砂过细，砂子颗粒表面积过大，虽然混凝土粘聚性、保水性好，但由于需要较多的水泥浆来包裹砂粒表面，故富裕的用于润滑的水泥浆较由于需要较多的水泥浆来包裹砂粒表面，故富裕的用于润滑的水泥浆较少，混凝土拌和物流动性差，甚至还会影响混凝土的强度。少，混凝土拌和物流动性差，甚至还会影响混凝土的强度。所以拌制混凝土的砂，不宜过细，也不宜过粗。所以拌制混凝土的砂，不宜过细，也不宜过粗。（2 2）细度模数）细度模数砂的粗细程度通常用细度模数表示砂的粗细程度通常用细度模数表示 第18页，本讲稿共91页f砂的砂的细细度模数；度模数；A1A6分分别为别为5、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16mm筛筛的累的累计筛计筛余百分数。余百分数。细细度模数有度模数有筛筛析法析法测测定。称取定。称取500克通克通过过孔径孔径为为10mm筛筛子的烘子的烘干砂干砂样样，用一，用一组组孔径孔径为为5、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16mm的的标标准准筛筛依次依次过筛过筛，称取各，称取各筛筛上上筛筛余物的余物的质质量，量，计计算各算各筛筛余百分余百分数及累数及累计筛计筛余百分数然后按公式余百分数然后按公式计计算：算：第19页，本讲稿共91页例：某砂例：某砂样样的的筛筛析析结结果及果及细细度模数如表：度模数如表：第20页，本讲稿共91页（3 3）砂的分类）砂的分类细细度模数越大，砂子越粗。度模数越大，砂子越粗。通常把通常把细细度模数度模数为为3.13.7的砂称的砂称为为粗砂，粗砂，2.33.0的砂称的砂称为为中砂，中砂，1.62.2的砂称的砂称为细为细砂，砂，0.71.5的砂称的砂称为为特特细细砂。砂。上例的上例的细细度模数度模数为为2.91，属于中砂。，属于中砂。第21页，本讲稿共91页2 2、砂的粗细程度和颗粒级配、砂的粗细程度和颗粒级配（4 4）砂的颗粒级配）砂的颗粒级配砂的颗粒级配是指砂砂的颗粒级配是指砂中各种粒径颗粒的互中各种粒径颗粒的互相搭配及组合情况相搭配及组合情况 砂的颗粒级配用级配区表示，以砂的颗粒级配用级配区表示，以级配区或筛分曲线判定砂级配的合格级配区或筛分曲线判定砂级配的合格性。性。对细度模数为对细度模数为3.73.71.61.6的普通混凝的普通混凝土用砂，根据土用砂，根据0.63mm0.63mm孔径筛（控制粒级）孔径筛（控制粒级）的累计筛余百分数，分成的累计筛余百分数，分成、区三区三个级配区。个级配区。第22页，本讲稿共91页讨论：讨论：1）用）用该图该图可以判定砂可以判定砂级级配的合格性。同配的合格性。同时时也可根据也可根据筛筛分曲分曲线线的的偏向情况判断砂的粗偏向情况判断砂的粗细细程度程度 2）普通混凝土用砂）普通混凝土用砂颗颗粒粒级级配，配，应处应处于表中的任一区中，才符合于表中的任一区中，才符合要求。除要求。除4.75mm和和0.6mm筛筛外，允外，允许许有部分超出分区界限，但有部分超出分区界限，但其其总总量不量不应应大于大于5%。3）配制混凝土）配制混凝土时应优时应优先先选选用用区砂。当采用区砂。当采用区砂区砂时时，应应适当适当提高砂率，并保提高砂率，并保证证足足够够的水泥用量，以的水泥用量，以满满足混凝土的和易性；足混凝土的和易性；当采用当采用区砂区砂时时，宜适当降低砂率，以保，宜适当降低砂率，以保证证混凝土混凝土强强度。度。4）实际实际工程中，若砂的工程中，若砂的级级配不合适，可采用配不合适，可采用人工人工掺掺配配的方法来的方法来改善，即将粗、改善，即将粗、细细砂按适当的比例砂按适当的比例进进行行掺掺合使用；或将砂合使用；或将砂过筛过筛，筛筛除除过过粗或粗或过细颗过细颗粒。粒。第23页，本讲稿共91页三、粗集料三、粗集料一般将粒径大于一般将粒径大于5mm5mm的称为粗集料的称为粗集料1 1、粗集料的分类、粗集料的分类普通混凝土常用的粗骨料有卵石和碎石普通混凝土常用的粗骨料有卵石和碎石 是由天然岩石经自然条件长期作用而形成的粒径大于是由天然岩石经自然条件长期作用而形成的粒径大于5mm5mm的颗粒，的颗粒，按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等，其中河卵石应用较按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等，其中河卵石应用较多。多。1 1）卵石）卵石卵石颗粒较圆，表面光滑，空隙率及表面积较小，拌制的混卵石颗粒较圆，表面光滑，空隙率及表面积较小，拌制的混凝土和易性较好，但与水泥的胶结能力较差。卵石含泥量较凝土和易性较好，但与水泥的胶结能力较差。卵石含泥量较多，开采后需经筛洗方可使用。多，开采后需经筛洗方可使用。第24页，本讲稿共91页2 2）碎石）碎石 碎石大多由天然岩石碎石大多由天然岩石经经破碎、破碎、筛筛分而成，也可将大卵石分而成，也可将大卵石轧轧碎、碎、筛筛分而得分而得.碎石有棱角，表面粗糙，空隙及表面碎石有棱角，表面粗糙，空隙及表面积积大，拌制的混凝土和易性大，拌制的混凝土和易性较较差，差，但碎石与水泥的胶但碎石与水泥的胶结较结较好，在相同条件下，碎石混凝土的好，在相同条件下，碎石混凝土的强强度高于卵度高于卵石混凝土。碎石的成本一般石混凝土。碎石的成本一般较较高高.结论结论：卵石与碎石各具特点，卵石与碎石各具特点，应应根据就地取材的原根据就地取材的原则选则选用。在卵石用。在卵石储储量大，量大，质质量好的地区，量好的地区，应优应优先考先考虑虑使用卵石；在缺少卵石的地区或要求混凝土使用卵石；在缺少卵石的地区或要求混凝土强强度等度等级较级较高高时时宜采用碎石。宜采用碎石。第25页，本讲稿共91页2 2、粗骨料的质量要求、粗骨料的质量要求（1 1）含泥量及有害杂质）含泥量及有害杂质粗骨料中的有害杂质主要有：粘土、细屑、硫化物、硫酸盐及有机物等粗骨料中的有害杂质主要有：粘土、细屑、硫化物、硫酸盐及有机物等 项目项目级级级级级级针片状颗粒（按质量计）（针片状颗粒（按质量计）（%）5 515152525泥（按质量计）（泥（按质量计）（%）0.50.51.01.01.51.5粘土块（按质量计）（粘土块（按质量计）（%）0 00.50.50.70.7硫化物与硫酸盐（按硫化物与硫酸盐（按SO3SO3质量计）（质量计）（%）0.50.51.01.01.01.0坚固性（硫酸钠溶液浸渍坚固性（硫酸钠溶液浸渍5 5个循环后的个循环后的质量损失（质量损失（%）5 58 81212（2 2）颗粒形状）颗粒形状卵石及碎石的形状以接近卵形卵石及碎石的形状以接近卵形或立方体为较好。针状颗粒和或立方体为较好。针状颗粒和片状颗粒不仅本身容易折断，片状颗粒不仅本身容易折断，而且使空隙率增大，影响混凝而且使空隙率增大，影响混凝土的质量。粗骨料中针、片状土的质量。粗骨料中针、片状颗粒的含量不应大于下表的规定。颗粒的含量不应大于下表的规定。第26页，本讲稿共91页2 2、粗骨料的质量要求、粗骨料的质量要求（1 1）含泥量及有害杂质）含泥量及有害杂质（2 2）颗粒形状）颗粒形状（3 3）强度）强度国标规定，碎石或卵石的强度，可用国标规定，碎石或卵石的强度，可用岩石立方体强度和压碎指标两种方法岩石立方体强度和压碎指标两种方法表示。在选择采石场或对粗骨料强度表示。在选择采石场或对粗骨料强度有严格要求或对质量有争议时，宜用有严格要求或对质量有争议时，宜用岩石立方体强度作检验。对经常驻性岩石立方体强度作检验。对经常驻性的生产质量控制则用压碎指标值检验的生产质量控制则用压碎指标值检验较为方便。较为方便。1 1）抗压强度）抗压强度 用用5050mm5050mm的圆柱体试件或边长为的圆柱体试件或边长为50mm50mm的立方体试件，在水中浸泡的立方体试件，在水中浸泡48h48h，使试件，使试件达到水饱和状态后进行测定。要求抗压强度达到水饱和状态后进行测定。要求抗压强度45MPa45MPa。同时极限抗压强度与所采用的混凝土强同时极限抗压强度与所采用的混凝土强度等级之比不应小于度等级之比不应小于1.51.5。2 2）压碎指标）压碎指标 表示粗骨料到的强度时，是将一定质量表示粗骨料到的强度时，是将一定质量气干状态下的气干状态下的101020mm20mm的石子装入一定规格的石子装入一定规格的圆筒内，在压力机上施加荷载到的圆筒内，在压力机上施加荷载到200KN200KN，卸载后称取试样质量卸载后称取试样质量(m0)(m0)，用孔径为，用孔径为2.5mm2.5mm的筛的筛筛除被压碎的细粒后称取试样的筛余量（筛除被压碎的细粒后称取试样的筛余量（m1m1）压碎指标表示石子抵抗压碎的能力，压碎指标表示石子抵抗压碎的能力，压碎指标愈小，表示粗骨料抵抗受压压碎指标愈小，表示粗骨料抵抗受压破坏的能力越强。破坏的能力越强。项目项目类类类类类类碎石压碎碎石压碎指标（指标（%）101020203030卵石压碎卵石压碎指标（指标（%）121216161616第27页，本讲稿共91页2 2、粗骨料的质量要求、粗骨料的质量要求（1 1）含泥量及有害杂质）含泥量及有害杂质（2 2）颗粒形状）颗粒形状（3 3）强度）强度（4 4）坚固性（体积稳定性）坚固性（体积稳定性）项目项目级级级级级级针片状颗粒（按质量计）（针片状颗粒（按质量计）（%）5 515152525泥（按质量计）（泥（按质量计）（%）0.50.51.01.01.51.5粘土块（按质量计）（粘土块（按质量计）（%）0 00.50.50.70.7硫化物与硫酸盐（按硫化物与硫酸盐（按SO3SO3质量计）（质量计）（%）0.50.51.01.01.01.0坚固性（硫酸钠溶液浸渍坚固性（硫酸钠溶液浸渍5 5个循环后的个循环后的质量损失（质量损失（%）5 58 812121)1)有抗冻要求的混凝土所用的粗骨料，有抗冻要求的混凝土所用的粗骨料，要求测定其坚固性。要求测定其坚固性。2)2)坚固性可用硫酸钠溶液浸渍法检验。坚固性可用硫酸钠溶液浸渍法检验。3)3)骨料越密实，强度越高，吸水率越骨料越密实，强度越高，吸水率越小时，其坚固性越好；而结构疏松，矿小时，其坚固性越好；而结构疏松，矿物成分越复杂、不均匀，其坚固性越差物成分越复杂、不均匀，其坚固性越差坚固性指标参见相关规范。坚固性指标参见相关规范。第28页，本讲稿共91页3 3、最大粒径及颗粒级配、最大粒径及颗粒级配（1 1）最大粒径（）最大粒径（DmaxDmax）粗骨料中公称粒级的上粗骨料中公称粒级的上限为该粒级的最大粒径。限为该粒级的最大粒径。1)1)粗骨料的最大粒径较大时，骨料的总表粗骨料的最大粒径较大时，骨料的总表面积较小，这样可以节省水泥浆用量，也面积较小，这样可以节省水泥浆用量，也使混凝土的发热量降低。所以在条件许可使混凝土的发热量降低。所以在条件许可的情况下应尽量选择较大的最大粒径。的情况下应尽量选择较大的最大粒径。2)2)同时实验证明，在水泥用量较少的混凝土中同时实验证明，在水泥用量较少的混凝土中（水泥用量（水泥用量170kg/m3170kg/m3），采用大骨料是有利的，），采用大骨料是有利的，但在普通配合比的混凝土中，骨料粒径大于但在普通配合比的混凝土中，骨料粒径大于40mm40mm并没有好处。并没有好处。规范规定：规范规定：1 1）混凝土用粗骨料的最大粒径不得大）混凝土用粗骨料的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1/41/4，同时不得，同时不得大于钢筋最小净距的大于钢筋最小净距的3/43/4；2 2）对于混凝土实心板，可允许采用）对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达最大粒径达1/21/2板厚的骨料，但最大粒径板厚的骨料，但最大粒径不得超过不得超过50mm50mm；3 3）对泵送混凝土，碎石最大粒径与）对泵送混凝土，碎石最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于输送管内径之比，宜小于或等于1 1：3 3，卵石宜小于或等于，卵石宜小于或等于1 1：2.52.5。参见参见P22P22表表2.82.8。第29页，本讲稿共91页 集料的级配是指集料的级配是指各级粒径颗粒的分布状况各级粒径颗粒的分布状况，通常可以用筛，通常可以用筛分曲线或细度模数来表示，有连续级配与间断级配之分。分曲线或细度模数来表示，有连续级配与间断级配之分。连续级配连续级配是指从某一最大粒级以下，依次有其他粒级。其是指从某一最大粒级以下，依次有其他粒级。其特征是粗细集料特征是粗细集料各分级粒径均俱全各分级粒径均俱全，相邻两级粒径比为，相邻两级粒径比为2。间断级配可定义为间断级配可定义为省去一个或几个中间粒级省去一个或几个中间粒级的集料级配。的集料级配。为了得到最小堆积空隙率，相邻两级集料粒径比应较大，通为了得到最小堆积空隙率，相邻两级集料粒径比应较大，通常常d(1/41/8)D(其中其中d为第二级集料的粒径，为第二级集料的粒径，D为第一级集料为第一级集料的粒径的粒径)。（2 2）颗粒级配）颗粒级配第30页，本讲稿共91页 连续级配是按照一定的粒径比及其含量形成的连续的级配连续级配是按照一定的粒径比及其含量形成的连续的级配曲线，因曲线，因大小颗粒搭配较好大小颗粒搭配较好，配制的混凝土拌合物具有，配制的混凝土拌合物具有良好的和易良好的和易性与较高的密实度性与较高的密实度，不易发生离析现象，不易发生离析现象;间断级配有利于实现集料间断级配有利于实现集料最大堆积密度最大堆积密度，有可能更大限度，有可能更大限度地发挥集料的骨架作用，地发挥集料的骨架作用，减少水泥用量减少水泥用量。但间断级配容易使混凝土拌。但间断级配容易使混凝土拌合物产生离析现象，工作性较差。当采用强力振动施工法及低流动合物产生离析现象，工作性较差。当采用强力振动施工法及低流动性或干硬性混凝土时，采用间断级配较为合适。性或干硬性混凝土时，采用间断级配较为合适。第31页，本讲稿共91页 一般来说，较好的集料级配应当是一般来说，较好的集料级配应当是:集料的集料的堆积空隙率堆积空隙率小，以节省水泥用量小，以节省水泥用量;集料的集料的总表面积小总表面积小，以减少润湿表面，以减少润湿表面的需水量的需水量;有有适当的细集料适当的细集料，以满足混凝土拌合物工作性的，以满足混凝土拌合物工作性的要求。要求。第32页，本讲稿共91页四、混凝土拌和及养护用水四、混凝土拌和及养护用水A A：不影响混凝土的凝结与硬化；：不影响混凝土的凝结与硬化；B B：无损于混凝土强度发展及耐久性；：无损于混凝土强度发展及耐久性；C C：不加快钢筋锈蚀；：不加快钢筋锈蚀；D D：不引起预应力钢筋脆断；：不引起预应力钢筋脆断；E E：不污染混凝土表面。：不污染混凝土表面。1 1、对混凝土用水的质量要求、对混凝土用水的质量要求2 2、主要水源、主要水源饮用水、地表水、地下水、海水以及经饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理后的工业污水。适当处理后的工业污水。3）海水中含有较多硫酸盐和氯盐，）海水中含有较多硫酸盐和氯盐，影响混凝土的耐久性和加速混凝影响混凝土的耐久性和加速混凝土中钢筋的锈蚀，因此对钢筋混土中钢筋的锈蚀，因此对钢筋混凝土和预应力混凝土结构，不得凝土和预应力混凝土结构，不得采用海水拌制，采用海水拌制，4）对有饰面要求）对有饰面要求的混凝土，也不得采用海水拌制。的混凝土，也不得采用海水拌制。5）工业污水经检验合格后方可用于）工业污水经检验合格后方可用于拌制混凝土。拌制混凝土。6）生活污水的水质比较复杂，不能用）生活污水的水质比较复杂，不能用于拌制混凝土。于拌制混凝土。7）对水质有怀疑时，应将待检验）对水质有怀疑时，应将待检验水与蒸馏水分别做水泥凝结时间水与蒸馏水分别做水泥凝结时间和砂浆或混凝土强度对比试验。和砂浆或混凝土强度对比试验。对比结果应满足有关规定要求。对比结果应满足有关规定要求。1 1）拌制混凝土时宜采用饮用水。）拌制混凝土时宜采用饮用水。2 2）地表水和地下水常溶有较多的有机质和矿物）地表水和地下水常溶有较多的有机质和矿物盐类，必须按标准规定合格后方可使用。盐类，必须按标准规定合格后方可使用。第33页，本讲稿共91页4 4 外加剂外加剂一、水泥混凝土外加剂概论一、水泥混凝土外加剂概论1 1、水泥混凝土外加剂的发展与意义、水泥混凝土外加剂的发展与意义（1 1）早期：最初从提高早期强度和满足冬季施工的需求，开发了以氯）早期：最初从提高早期强度和满足冬季施工的需求，开发了以氯盐为原料的早期抗冻剂盐为原料的早期抗冻剂 （2 2）2020世纪世纪3030、4040年代，为改善混凝土性能出现了以木质素磺酸盐为主要成分的年代，为改善混凝土性能出现了以木质素磺酸盐为主要成分的塑化剂，为提高混凝土的耐久性开发了以松香为原料的引气剂等塑化剂，为提高混凝土的耐久性开发了以松香为原料的引气剂等（3 3）20世纪世纪60年代以后，由于混凝土工程代表日趋复杂化和大型化，高效减水剂及年代以后，由于混凝土工程代表日趋复杂化和大型化，高效减水剂及其他功能的外加剂便相继出现并大规模应用，外加剂已成为混凝土不可缺少的第五其他功能的外加剂便相继出现并大规模应用，外加剂已成为混凝土不可缺少的第五组分。自组分。自20世纪世纪60年代以来，高效减水剂的开发与应用，使混凝土技术进入了高强与高流态年代以来，高效减水剂的开发与应用，使混凝土技术进入了高强与高流态的新领域的新领域。（4 4）20世纪世纪90年代起，随着粉体工程技术的发展。又进一步地把混凝土技术带进了高性能的年代起，随着粉体工程技术的发展。又进一步地把混凝土技术带进了高性能的高科技时代，这也是整个时代材料与工程发展的必然趋世。高科技时代，这也是整个时代材料与工程发展的必然趋世。第34页，本讲稿共91页混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入的，用混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质，其掺量一般不超过水以改善混凝土性能的物质，其掺量一般不超过水泥用量的泥用量的5%5%，其名称常用其所具有的一种或几种，其名称常用其所具有的一种或几种功能来命名，如普通减水剂（塑化剂）、高效减功能来命名，如普通减水剂（塑化剂）、高效减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、早强减水剂、水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、早强减水剂、早强高效减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、早强高效减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、引气减水剂、引气高效减水剂等。引气减水剂、引气高效减水剂等。2 2、混凝土外加剂命名、混凝土外加剂命名第35页，本讲稿共91页（1 1）按外加剂的）按外加剂的 主要功能分类主要功能分类改善混凝土拌合物流变性能的改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，主要包括减水剂、引气外加剂，主要包括减水剂、引气剂和泵送剂等。剂和泵送剂等。调节混凝土凝结时间和硬化调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂，主要包括缓凝性能的外加剂，主要包括缓凝剂、速凝剂及早强剂等。剂、速凝剂及早强剂等。改善混凝土耐久性能的外加改善混凝土耐久性能的外加剂，主要包括引气剂、膨胀剂、剂，主要包括引气剂、膨胀剂、防水剂及防锈剂等。防水剂及防锈剂等。改善其他性能的外加剂，改善其他性能的外加剂，如加气剂、防冻剂及着色剂等。如加气剂、防冻剂及着色剂等。3 3、混凝土外加剂的分类、混凝土外加剂的分类（2 2）按外加剂化学组分分类）按外加剂化学组分分类无机类，如一些金属单质、无机盐类及无机类，如一些金属单质、无机盐类及少数氢氧化物，这类物质大多用于早强剂、少数氢氧化物，这类物质大多用于早强剂、膨胀剂、速凝剂及着色剂等。膨胀剂、速凝剂及着色剂等。有机类有机类 其种类较多，大都属于表面活其种类较多，大都属于表面活性物质，常作减水剂及引气剂等。性物质，常作减水剂及引气剂等。有机无机复合类有机无机复合类 主要用于早强减水剂及主要用于早强减水剂及防冻剂等。防冻剂等。第36页，本讲稿共91页4 4、外加剂主要质量指标及实验方法、外加剂主要质量指标及实验方法我国现有十四种产品有相应的国家标准（我国现有十四种产品有相应的国家标准（GB 80772000GB 80772000），另外，还有几种建材），另外，还有几种建材系统的产品标准，同时也制定了相应的实验方法。系统的产品标准，同时也制定了相应的实验方法。常见的五项性能试验方法如下：常见的五项性能试验方法如下：（1 1）坍落度）坍落度坍落度是表示混凝土和易性的一项指标，按坍落度是表示混凝土和易性的一项指标，按普通普通混凝土拌和物性能试验方法混凝土拌和物性能试验方法（GBJ80）测定，主）测定，主要仪器是坍落度筒。要仪器是坍落度筒。（2 2）减水率）减水率减水率指在坍落度基本相同减水率指在坍落度基本相同的条件下，掺外加剂的与不的条件下，掺外加剂的与不掺外加剂的（基准混凝土）掺外加剂的（基准混凝土）混凝土单方用水量之差与基混凝土单方用水量之差与基准混凝土单方用水量的比率准混凝土单方用水量的比率为减水率（为减水率（%）：）：WR=WR=（W0-W1W0-W1）/W0100/W0100 WRWR减水率，（减水率，（%）；）；W0W0基准混凝土单位用水量，（基准混凝土单位用水量，（kg/m3kg/m3）；）；W1W1为掺外加剂混凝土的单位用水量，（为掺外加剂混凝土的单位用水量，（kg/m3kg/m3）。）。其中减水率其中减水率WRWR是衡量外加剂塑化和增强功能的是衡量外加剂塑化和增强功能的主要指标之一。主要指标之一。（3 3）含气量）含气量 按按GBJ80GBJ80，采用混合式含气量仪测定，它可评价外加剂对混凝土的引气量。，采用混合式含气量仪测定，它可评价外加剂对混凝土的引气量。（4 4）泌水量）泌水量 用一定量的混凝土拌和物，经振动后，将泌出的水吸出称量后，计算泌水率，它可用一定量的混凝土拌和物，经振动后，将泌出的水吸出称量后，计算泌水率，它可判断混凝土的保水性能。判断混凝土的保水性能。（5 5）凝结时间）凝结时间 利用贯入阻力利用贯入阻力-仪测定从拌和物中筛出砂浆的初凝和终凝时间。仪测定从拌和物中筛出砂浆的初凝和终凝时间。第37页，本讲稿共91页5 5、混凝土外加剂发展的方向、混凝土外加剂发展的方向 混凝土外加混凝土外加剂剂的的发发展方向仍然是以高效减水展方向仍然是以高效减水剂剂的开的开发发研究研究为为中心，向复合多功能化，高效能化和低碱化方向中心，向复合多功能化，高效能化和低碱化方向发发展。展。同同时时，对对一些特殊用途的外加一些特殊用途的外加剂剂，如水下混凝土外加，如水下混凝土外加剂剂、超、超缓缓凝凝剂剂、超硬化、超硬化剂剂、减、减缩剂缩剂等的研制开等的研制开发发也倍受重也倍受重视视。第38页，本讲稿共91页二、混凝土减水剂二、混凝土减水剂1 1、减水剂的分类与作用、减水剂的分类与作用（1 1）减水剂的分类）减水剂的分类混凝土减水剂又称塑化剂或水泥分混凝土减水剂又称塑化剂或水泥分散剂，一般从下列四个方面来分类。散剂，一般从下列四个方面来分类。1 1）按塑化效果分）按塑化效果分A A、普通减水剂，减水率、普通减水剂，减水率WR5%WR5%；B B、高效减水剂（亦称超塑化剂），减、高效减水剂（亦称超塑化剂），减水率水率WR10%WR10%，常温下早强效果显著。，常温下早强效果显著。2 2）按引气量分）按引气量分A A、引气减水剂，含气量为、引气减水剂，含气量为3.5%3.5%5.5%5.5%；B B、非引气减水剂，含气量、非引气减水剂，含气量3%3%。3 3）按凝结时间对早期强度的影响分）按凝结时间对早期强度的影响分A A、标准型减水剂，初凝延长、标准型减水剂，初凝延长1 13.5h;3.5h;缓凝减水缓凝减水剂，初凝和终凝时间均超过标准型；剂，初凝和终凝时间均超过标准型；B B、早强型减水剂，初凝和终凝都在、早强型减水剂，初凝和终凝都在1 12h2h范围范围内，并能显著提高早期强度，内，并能显著提高早期强度，1d30%1d30%、3d2%3d2%、7d15%7d15%、28d5%28d5%，低温下早强效，低温下早强效果好。果好。4 4）按原料及其化学成分划分）按原料及其化学成分划分木质素磺酸盐类；木质素磺酸盐类；聚烷基芳基磺酸盐类（亦称煤焦油系列）磺化三聚聚烷基芳基磺酸盐类（亦称煤焦油系列）磺化三聚氰胺甲醛缩合物类（亦称蜜胺类）氰胺甲醛缩合物类（亦称蜜胺类）磺化丙酮甲醛缩合物类；磺化丙酮甲醛缩合物类；氨基磺酸系及糖蜜类。氨基磺酸系及糖蜜类。这些物质都属表面活性物质。这些物质都属表面活性物质。第39页，本讲稿共91页（2 2）减水剂的结构与功能）减水剂的结构与功能 混凝土减水剂是在混凝土外加剂中应用最为广泛的一大类，大多是有机物且混凝土减水剂是在混凝土外加剂中应用最为广泛的一大类，大多是有机物且为表面活性物质。水泥混凝土外加剂所涉及的表面活性剂，其亲水基团主要有：为表面活性物质。水泥混凝土外加剂所涉及的表面活性剂，其亲水基团主要有：SO3HSO3H、COOHCOOH、NH2NH2、OHOH、O O 等。等。（3 3）减水剂作用的基本原理）减水剂作用的基本原理减水剂一般多为各类表面活性减水剂一般多为各类表面活性剂，其作用与该表面活性剂物剂，其作用与该