掺外加剂混凝土制备、性能与应用技术[1][1]1.ppt

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1、掺外加剂混凝土的制备与应用技术掺外加剂混凝土的制备与应用技术秦鸿根秦鸿根东南大学材料科学与工程学院东南大学材料科学与工程学院江苏省土木工程材料重点实验室江苏省土木工程材料重点实验室二二00八年五月八年五月1主要内容主要内容桥梁混凝土制备要求桥梁混凝土制备要求 桥梁混凝土原材料质量桥梁混凝土原材料质量 掺外加剂混凝土配合比设计掺外加剂混凝土配合比设计 掺外加剂混凝土优化与调整原则掺外加剂混凝土优化与调整原则 掺外加剂混凝土施工技术掺外加剂混凝土施工技术 混凝土外加剂与水泥的适应性混凝土外加剂与水泥的适应性 桥梁粉煤灰混凝土性能研究桥梁粉煤灰混凝土性能研究2一、桥梁混凝土制备要求一、桥梁混凝土制备

2、要求 对新拌混凝土工作性、可泵性要求对新拌混凝土工作性、可泵性要求 对混凝土力学性能的要求对混凝土力学性能的要求 对混凝土耐久性的要求对混凝土耐久性的要求31.1 1.1 流动性流动性坍落度与坍损坍落度与坍损 TO=T1+T TO 初始坍落度，T1入泵坍落度，T坍损表11 混凝土入泵坍落度选用表泵送高度（m）100T1(mm)100140140160160180180200要求：坍损越小越好，一般1h204 不但原材料要满足要求，流动性大，而且要粘聚性好，保水性好。常压泌水率要小。压力泌水率一般40130ml，最好70100ml。1.2 可泵性混凝土易于泵送不产生堵管，分层离析和泌水 等性能。

3、52、对桥梁混凝土强度的要求 中低强混凝土C20、C25、C30、C35、C40、C45 高强混凝土C50、C60、C70、C80 配制强度 7d与28d抗压强度关系一般相差10MPa左右，要求7d抗压强度为28d抗压强度倍63、对混凝土耐久性要求3.1 抗渗性要求 有P6、P8、P10、P12等.提高抗渗性措施：水泥级以上，PII水泥和PO水泥为好，用量320kg/m3。骨料以中砂和连续级配为好，Dmax40mm，减少含泥量和泥块含量。适当提高含砂率，适当减少W/C和增加水泥用量。对要求较高的可掺适量减水剂，引气剂或膨胀剂。7有F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300

4、等提高抗冻性措施：严格控制最大W/C。控制最小水泥用量。对抗冻要求较高（F50），要掺引气剂。其他:干燥收缩 碳化与钢筋锈蚀 抗侵蚀性(酸、SO=4、Cl-等)碱骨料反应抗冻性要求8 水泥 掺合料 砂、石骨料 外加剂 水二、桥梁混凝土原材料质量要求二、桥梁混凝土原材料质量要求91、水泥水泥102、粉煤灰、粉煤灰 质量指标：质量指标：113、矿渣微粉、矿渣微粉124、粗细骨料、粗细骨料135、外加剂、外加剂混凝土外加剂自二十世纪三十年代被发现以来，不断得到发展和应用，其研究开发促进了混凝土性能的多样化，促进了混凝土新技术的发展，促进了工业废料（如粉煤灰、高炉矿渣及硅灰等）等辅助胶凝材料的大量利用

5、，产生了巨大的社会经济效益。减水剂的发展分为以下三个阶段:以木钙为代表的第一代普通减水剂阶段;以萘系为代表的第二代高效减水剂阶段;以聚羧酸系为代表的第三代高性能减水剂阶段。混凝土外加剂的特点是品种多、掺量小，而在混凝土改性中起到重要作用。改性后的混凝土具有良好的工作性、很高的强度和耐久性.现在所有的泵送混凝土都必须掺混凝土减水剂14混凝土外加剂是一种在混凝土拌制之前或拌制过程中以控制量加入的、用于使混凝土能产生所希望的变化的物质。当今外加剂已成为混凝土除水泥、砂、石和水之外的第五种重要组分。混凝土外加剂的主要品种有减水剂、缓凝剂、引气剂和膨胀剂等。日本掺外加剂的混凝土已占混凝土总量的80%，澳

6、大利亚占75%，美国占65%。我国上世纪末占30%，年产量已达130多万吨，处于迅速发展的阶段。到2005年底，我国共有合成高效减水剂企业200家，其中规模化企业近80家，年产高效减水剂111万吨，年销售收入约51亿，位居世界第。萘磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂占到全部合成高效减水剂产量的80%左右。我国萘系高效减水剂生产工艺成熟稳定，产品已经接近国外的水平，但是半数以上的企业规模太小。性能更好的高浓高效减水剂(Na2S04的含量小于5%)的用量还不到5%，聚羧酸盐高效减水剂研究和生产也是我国高效减水剂发展一个亮点；2005年混凝土膨胀剂的年产量达100万吨，比1999年的年产25万吨翻了两番;混

7、凝土膨胀剂也由高碱高掺(15%20%)、中碱中掺(10%-12%)逐步向低碱低掺(6%-8%)发展；引气剂在泵送剂、防冻剂等复合型外加剂中得到广泛使用，2005年产量在8000吨左右。15166、水、水17 设计指标:工作性、安全性（强度）、耐久性、经济性等 掺外加剂混凝土配合比计算 混凝土配合比试配、调整与确定三、桥梁混凝土配合比设计三、桥梁混凝土配合比设计18开开 始始输入输入f fcu,kcu,k、f fcece、o o、m m、W Wp p、T T、a a、输入输入D Dmaxmax、osos、ogog、c c、s s、g g、M Mx x、m mD Dmaxmax满足要求满足要求计算

8、计算f fcu,tcu,t输入耐久性等级输入耐久性等级H.IH.I确定确定(W/C)(W/C)maxmax，C Cminmin输入石子类输入石子类型型计算计算W/CW/CW/C(W/C)W/C(W/C)maxmaxW/C=(W/C)W/C=(W/C)maxmax计算计算W W绝对体积法绝对体积法输入输入h h计算计算C C0 0、M MC CC C0 0KMKMC C0 0C5如膨胀剂等则采用内掺。品种超细灰I级灰II级灰矿渣微粉硅灰K值1.000.830.671.0023266、混凝土含砂率（可选用、也可计算）7、砂用量 体积法 重量法 加了掺合料后：8、石子用量 27有特殊要求的混凝土配合

9、比 抗渗混凝土:P6 抗冻混凝土:F50 高强混凝土:C60（C50）泵送混凝土:提高工作性、可泵性 大体积混凝土:减少水化热 特殊要求的混凝土如抗裂混凝土、自密实混凝土、微膨胀混凝土、低收缩徐变混凝土、耐腐蚀混凝土等。28混凝土配合比试配、调整与确定混凝土配合比试配、调整与确定:1.1.按设计的基准按设计的基准W/CW/C和和0.20.5 0.20.5 的三组混凝土配合的三组混凝土配合比比,含砂率可变化含砂率可变化1%;1%;2.2.进行实验室试配进行实验室试配,测试和调整混凝土的和易性测试和调整混凝土的和易性(如何调如何调)和可泵性和可泵性,以满足施工要求以满足施工要求;3.3.测试混凝土

10、表观密度测试混凝土表观密度;4.4.制备混凝土试件制备混凝土试件,测混凝土测混凝土28d28d抗压强度和其他力学性抗压强度和其他力学性能如弹性模量等能如弹性模量等;5.5.根据混凝土的力学性能根据混凝土的力学性能(必要时的长期耐久性必要时的长期耐久性)确定确定,选择强度选择强度(/(/耐久性耐久性)合格合格,工作性满足要求工作性满足要求,经济合理的经济合理的配合比作为实验室配合比配合比作为实验室配合比.6.6.确定施工配合比确定施工配合比.29五、桥梁混凝土的施工控制技术 原材料的质量控制原材料的质量控制 桥梁混凝土配合比优化桥梁混凝土配合比优化 桥梁混凝土制备生产控制：桥梁混凝土制备生产控制

11、：配制配制 搅拌搅拌 运输运输 泵送泵送 浇筑浇筑 养护养护30 配料配料 计量设备每天进行零点校核 控制称量误差：水泥、掺合料、水、外加剂1%；粗、细集料 2%砂、石集料含水率，每一工作班测试2次 及时调整用水量和砂石用量31 搅拌搅拌 使用强制式搅拌机，设备应符合标准要求 控制搅拌时间，每班至少抽查3次 投料次序:砂、石水泥、掺合料、粉剂外加剂同步 掺干拌30min，再加水湿拌（液体外加剂可与 水同步加入），加掺合料混凝土应延长1030s 检查混凝土坍落度，观察粘聚性和保水性 成型试件检测强度等级，每d每一强度等级不少于一 次32 运输运输 采用搅拌运输车运送 运输工序中，至浇筑时不离析，

12、不分层，组成成分不 变化，并保证施工必需的稠度 运送容器和管道，应不吸水，不漏浆，卸料和输送畅 通 搅拌浇浇晚时间60min（25时）,90 min（25时）33 泵送泵送 严格按规定进行安全使用和操作混凝土泵 泵送前应检测混凝土拌合物的坍落度 泵送时先经泵水检查，润滑用泵送砂浆除粗骨料外 应具有相同的配合比 泵送应连续进行，有计划中断时，中断时间1h34 浇筑浇筑 根据实际情况预先划分好浇筑区域，浇筑应符合国家 现行标准 浇筑顺序，由远而近，先竖向结构再水平结构，区域 之间，上下层之间的混凝土浇筑间隙时间混凝土初凝时间，否则按施工缝处理 振动时间1020秒，混凝土开始泛浆和不冒气泡，掺FA混

13、凝土 不得漏振和过振 对由于混凝土沉降及干缩产生的非结构性的表面裂缝，应 在混凝土终凝前予以修整 水平结构的混凝土表面，应适时用木抹子磨平搓毛两遍以 上必要时还应先用铁滚筒压一遍以上，以防止产生收 缩裂缝35 养护：养护：掺FA桥梁混凝土应加强养护，应保持有利于硬化及强度增长的温湿度环境 制定具体养护方案，并严格执行养护制度 在初凝以后加薄膜等覆盖和洒水养护，洒水次数以保 持表面湿润 保温养护时间一般14d，干燥或炎热条件21d 低温条件下施工应加强表面保温（5），保温养 护至强度得到设计强度的40%（受冻前 5MPa）36六、混凝土外加剂与水泥的适应性六、混凝土外加剂与水泥的适应性 外加剂与

14、水泥适应性概念 减水剂的特性对塑化作用的影响 水泥特性对减水剂塑化效果的影响 掺高效减水剂混凝土坍落度损失的原因及控制措施371、外加剂与水泥适应性概念 配制混凝土（或砂浆）时，按照混凝土外加剂应用技术规范，将检验合格的外加剂掺加到按规定可以使用该品种外加剂的水泥中，若能够产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂是相适应的，相反如果不能产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂是不相适应的。减水剂与水泥不相适应的现象：减水率严重不足（只对个别水泥）掺缓凝剂得不到缓凝效果 坍落度损失过快 拌合料板结发热等382、减水剂自生特性对塑化作用的影响 萘系减水剂合成时磺化越完全，则该减水剂的塑化效果也越好;萘系减

15、水剂的聚合度对其塑化效果影响非常显著，一般存在一个最佳聚合度;萘系减水剂生产过程中,中和作用的反离子性质也影响减水剂的塑化效果;萘系减水剂状态的影响，液态减水剂的塑化效果好于 粉状减水剂;393、水泥特性对减水剂塑化效果的影响 水泥矿物组成：我国水泥矿物组成波动大，对减水剂的吸附程度C3AC4AFC3SC2S，可见铝酸盐相对减水剂的吸附程度大于硅酸盐相。石膏的形态：石膏作为水泥的调凝剂。水泥混磨时部分二水石膏脱水变为半水石膏或无水石膏，也有部分厂家采用硬石膏或工业副产品石膏作调凝剂，以无水石膏作调凝剂的水泥碰到木钙，糖钙减水剂时将会出现严重的不相适应状况，会产生流动性损失过快或发生异常凝结。对

16、木钙、糖钙吸附能力：40 总碱含量总碱含量 Na22O 碱含量对水泥与外加剂适应性影响较大;孙正平的研究，碱含量大于时，含量越高，塑化效果越差;润扬大桥采用低碱水泥，碱含量0.4%0.60%，与许多萘系外加剂适应性都很差41 水泥中的混合材水泥中的混合材 减水剂对掺FA和SL的水泥塑化效果优于硅酸盐水泥 粉煤灰的质量，特别是含碳量对减水剂吸附影响很大；减水剂对掺火山灰和煤矸石的水泥效果较差。水泥细度水泥细度 细度增加对减水剂吸附增大、塑化效果降低 水泥新鲜程度和温度水泥新鲜程度和温度 水泥越新鲜塑性作用要下降，水泥温度高减水剂对塑 化作用也越差，混凝土坍损越快。42结语结语混凝土的制备和施工是一个系统工程混凝土的制备和施工是一个系统工程,要进行严格要进行严格的管理和质量控制的管理和质量控制,不可忽视的关键环节不可忽视的关键环节:1.1.原材料的优选和持续的质量控制；原材料的优选和持续的质量控制；2.2.混凝土配合比的设计与优化；混凝土配合比的设计与优化；3.3.配制配制 搅拌搅拌 运输运输 泵送泵送 浇筑浇筑 养护养护.各环节的施工技术与控制各环节的施工技术与控制;4.4.质量检测与控制质量检测与控制43谢谢！44