混凝土的品种,气硬性胶凝材料

第六章 其它品种混凝土 内容 轻混凝土的种类 轻骨料混凝土的组成 技术性质及混凝土配比 多孔 混凝土的组成 性能和应用 其它混凝土的简介 高强混凝土及高性能混凝土概念 区别及主要配制途径与性能特点 基本要求 1 了解高强和高性能混凝土的发展趋势 3 2 了解轻混凝土的种类 组成及特点 3 3 了解轻骨料混凝土的技术性质及应用 1 重点 轻混凝土的分类 组成特点 轻骨料混凝土的技术要求及应用 自学内容 自学其它品种混凝土 自学思考题 高强混凝土与高性能混凝土的区别 轻混凝土的分类 轻骨料混凝土的性能特点 防水混凝土的配制方法 大体积混凝土配制和施工时应采取哪些措施 什么是泵送混凝土的可泵性 如何保证泵送混凝土的可泵性 第六章 其它品种混凝土 第一节 高强高性能混凝土 随着现代化工程结构向大跨 重载 高耸发展以及重大混凝土结构在各种严酷环境条件下 使用的需要 高强度和高耐久性混凝土日益受到世界范围内的重视和关注 一 高强混凝土 是用常规的水泥 砂石作原材料 采用常规制作工艺 主要依靠高效减水剂 或同时外加 一定数量的活性矿物掺合料 使硬化后强度等级不低于 C60 的水泥混凝土 1 高强度混凝土的优点和缺点 优点 致密坚硬 抗渗性 抗冻性优于普通混凝土 可减小结构断面 刚度大 变形小 可施加更大预应力和更早地施加预应力 缺点 对原材料要求严格 对生产施工的质量管理水平要求高 质量易受多方面情况影响 延性差 2 物理力学性能 略讲 1 应力 应变曲线不同于普通混凝土 2 早期 后期强度规律 早期强度高 后期增进率低 3 抗拉强度与抗压强度之比降低 4 收缩 初期大 但最终与普通混凝土相当 5 耐久性提高 3 高强度混凝土配制原则 1 水泥质量稳定 强度等级不低于 42 5 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 2 粗骨料最大粒径不应大于 25mm 最好控制在 15 25mm 严格控制针片状含量 3 砂率 一般可取 30 35 4 掺合料的使用 5 胶凝材料用量不宜大于 550kg m3 且矿物掺合料不得超过 40 二 高性能混凝土 高性能混凝土是一种新型高技术混凝土 是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现 代混凝土技术制作的混凝土 它以耐久性作为设计的主要指标 要对工作性 强度 体积稳定 性 经济性等重点予以保证 特点是优选材料 低水胶比 并除水泥 水 骨料外 必须参加 足够数量的矿物细掺料和高效减水剂 1 拌合物的性能 包括充填性 可泵性 稳定性 抗泌水 抗离析等 2 耐久性 一般来说 混凝土只要其抗渗性很低 就有很好的抵抗水和侵蚀性介质侵入的能力 高性 能混凝土由于水胶比很低而具有很低的渗透性 因而其耐久性好 3 强度 当胶凝材料总量确定后 调整水泥与活性掺合料的比例 即可制成不同强度等级且经济合 理的高性能混凝土 4 收缩 除了普通混凝土的收缩以外 还应特别注意自收缩 高强混凝土与高性能混凝土的区别 高强混凝土主要是以强度作为指标 而高性能混凝土则侧重于施工性和耐久性 体积稳定 性 并不一定要求有较高的强度 第二节 轻混凝土 轻混凝土是指干表观密度小于 1950kg m3的混凝土 包括轻骨料混凝土 多孔混凝土和大 孔混凝土 一 轻骨料混凝土 用轻粗骨料 轻细骨料或普通砂与和水泥配制成的干表观密度不大于 1950kg m3的混凝土 叫轻骨料混凝土 按细骨料种类 轻骨料混凝土又分为全轻混凝土 粗细骨料均为轻骨料 和砂轻混凝土 细骨料全部或部分为轻骨料 1 优点 自重轻 弹性模量低 抗震性能好 保温性能好 2 轻骨料的种类及技术指标 1 种类 轻粗骨料 轻细骨料 天然轻骨料 工业废渣 人造轻骨料 2 技术指标 堆积密度 强度 筒压强度 吸水率 1h 吸水量 计算附加用水量 最大粒径和颗粒级配 保温及结构保温轻骨料混凝土用的轻骨料 其最大粒径不宜大 于 40mm 结构轻骨料混凝土用的轻骨料 不宜大于 20mm 3 轻骨料混凝土的分级和分类 自学 强度等级 CL5 0 CL50 干表观密度 800 1900kg m3 共 12 个等级 4 轻骨料混凝土的性质 1 轻骨料混凝土拌合物的和易性 选择流动性时 坍落度一般可比普通混凝土小 10 20mm 这主要是吸入骨料的水会部分释 放 使流动性提高 2 强度 3 变形性质 弹性模量低 4 导热系数 相当于普通粘土砖的导热系数 5 耐久性 比混凝土强度等级的普通混凝土有改善 因为轻骨料能与水泥石中的氢氧化 钙化合生成新的产物 减少了水泥石中的氢氧化钙的含量 从而提高了混凝土的抗化学侵蚀性 能 5 施工特点 轻骨料预湿处理 避免外加剂吸入骨料孔隙 应采用强制式搅拌 入模时间不宜超过 45min 振捣适当 防止轻骨料上浮 洒水养护 二 多孔混凝土 加气混凝土和泡沫混凝土 三 大孔混凝土 无砂混凝土和少砂混凝土 第三节 功能性混凝土 自学 一 防水混凝土 1 普通防水混凝土 2 外加剂防水混凝土 3 特种水泥防水混凝土 二 耐热混凝土 三 耐酸混凝土 四 大体积混凝土 五 道路混凝土 六 纤维混凝土 七 特细砂混凝土 八 聚合物混凝土 1 聚合物水泥混凝土 2 聚合物浸渍混凝土 3 聚合物胶结混凝土 九 喷射混凝土 十 流态混凝土与泵送混凝土 十一 装饰混凝土 5 第二篇 砌筑材料 第一章 气硬性无机胶凝材料 内容 有机和无机胶凝材料 气硬性和水硬性胶凝材料的概念及划分意义 石膏 的主要品种 建筑石膏的凝结和硬化 技术要求 性质和应用 石灰的煅烧 熟化和 硬化 建筑石灰的技术要求 性质和应用 水玻璃的组成 硬化特点 性质和应用 基本要求 1 理解气硬性和水硬性胶凝材料的各自概念 2 2 了解石膏的原料及生产 硬化过程 3 3 掌握建筑石膏的技术性质及应用 1 4 了解石灰的原料及生产 硬化过程 3 5 掌握建筑石灰的技术性质及应用 1 6 了解水玻璃的硬化过程及应用 3 重点 气硬性胶凝材料水化 硬化特性 不同原料 组成对性能影响的本质条件 工程应用中出现问题的解决方法 第一节 石灰 一 石灰的原料及生产 以碳酸钙为主要成分的天然岩石 石灰岩 除天然原料外 还可利用工业副产 品 如碳化钙生产乙炔的电石渣 氨碱法生产碱所得的残渣 将石灰岩煅烧 得氧化钙 2 C 900 3 COCaOCaCO 2 C 600 3 COMgOMgCO 石灰按含氧化镁的多少 生石灰被分为钙质石灰 氧化镁小于 5 和镁质石 灰 氧化镁大于 5 煅烧过程中因条件 温度 时间 的影响 会出现过火石灰 欠火石灰 过火石灰 温度过高或煅烧时间过长 长期后崩裂 鼓泡 6 欠火石灰 温度过低或煅烧时间过短 降低质量 CaO 含量低 二 生石灰的熟化 1 熟化过程及其过程 QCa OH OHCaO 22 1 放热量大 生石灰具有强烈的水化能力 其放热热量 放热速度都比其它 胶凝材料大得多 其 1h 放热量相当于 PO 水泥 1d 放热量的 9 倍 1kg 纯 CaO 放出的热 量可将 2 8kg 的水从 0 加热到沸腾 这是因为表面多孔 过火石灰表面致密水化慢 2 体积膨胀 约 1 2 5 倍 过火石灰的影响 3 反应可逆 100 以内 随温度升高反应速度加快 超过 100 反而下降 547 以上呈逆反应 故 熟化时需搅拌散热 控制温度不要过高 2 熟化方法 1 消石灰粉 使用 70 的水 常用淋灰法 2 石灰浆 常在化灰池和储灰池中进行 其方法是将块状石灰和水加入化灰 池中熟化 熟化时应控制温度 防止温度过高或过低 要注意 陈伏 这样可以消 除过火石灰的危害 陈伏一般半个月 三 熟石灰的硬化 1 结晶过程 石灰浆中的主要成分是氢氧化钙和水 随着游离水的蒸发 氢氧化钙逐渐从饱和 液体中结晶出来 2 碳化过程 结晶出来的氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙晶体 释放出水分并被 蒸发 O1 H nCaCOOnHCOCa OH 23222 碳化过程与空气中的 CO2的含量和水分的多少有关 若材料处于干燥状态 则反 应停止 硬化后的石灰浆由氢氧化钙晶体和碳酸钙晶体组成 表层主要是碳酸钙晶体 里 层主要是氢氧化钙晶体 四 石灰的技术性质 7 1 可塑性好 在水泥砂浆中掺入一定量石灰膏 可塑性显著提高 2 硬化慢 强度低 1 3 石灰砂浆 28 d 抗压强度仅 0 2 0 5 MPa 3 耐水性差 遇水则硬化停止 氢氧化钙溶解 4 收缩大 通常加入纤维材料减少收缩 并提高抗拉强度 五 应用 1 拌制灰土或三合土 2 配制水泥石灰混合砂浆 石灰砂浆等 3 生产硅酸盐制品 石 灰 咏 明 于谦 千锤万凿出深山 原料 烈火焚烧若等闲 制备 粉身碎骨浑不怕 熟化 要留清白在人间 应用 第二节 石膏 石膏是一种具有悠久历史的胶凝材料 石膏制品具有质轻 强度较高 绝热 防 火 美观 易于加工等优良性质 因此受到了普遍重视并得到了迅速发展 一 石膏的原料及生产 1 原料 天然二水石膏 天然半水石膏 结晶紧密 质地坚硬 仅用于生产无水石膏水泥 化工石膏 磷石膏 氟石膏 硼石膏 钛石膏等 2 生产 石膏胶凝材料的生产 通常是将二水石膏在不同压力和温度下煅烧 再经磨细制 得的 同一原料 煅烧条件不同 得到的石膏品种也不同 其结构 性能也不同 型半水石膏 CaSO4 1 2H2O 高强石膏 型半水石膏 CaSO4 1 2H2O 建筑石膏 二水石膏 CaSO4 2H2O 型可溶硬石膏 CaSO4 不溶性硬石膏 CaSO4 激发剂 无水石膏水泥 型可溶硬石膏 CaSO4 煅烧石膏 CaSO4 CaO 高温煅烧石膏 地板石膏 124 1 3 大气压 110 170 压蒸条件 320 360 400 750 230 800 1180 8 半水石膏有 型两种 型为高强度石膏 型为建筑石膏 两种石膏在 微观上虽然相似 但宏观上性质相差很远 高强度石膏晶体粗大 比表面积小 调成 可塑性浆体时需水量 35 45 只是建筑石膏需水量的一半 二 建筑石膏的水化 硬化 O2HCaSOOH 2 1 1OH 2 1 CaSO 24224 二水石膏的 20 时的溶解度为 2 05 g L 半水石膏的为 8 16 g L 在反应中二 水石膏不断结晶 平衡破坏 反应向右进行 水分消耗 强度增长 甚至完全干燥 这就是硬化过程 三 技术性质 1 凝结时间快 凝结时间仅为几分钟 可用缓凝剂延缓凝结 缓凝剂有硼砂 柠檬酸 亚硫酸盐 纸浆废液 动物胶等 其中硼砂效果最好 掺量为 0 1 0 5 2 微膨胀性 0 5 1 0 因此形体饱满密实 表面光滑细腻 3 多孔性 理论用水量为 18 6 实际用水量 60 80 多余的自由水蒸发后留下许多 空隙 约占总体积的 50 60 因此 石膏制品具有表观密度小 绝热性好 吸 声性好等优点 但它的强度较低 吸水率较大 抗渗性差 4 防火性 结晶水蒸发 在表面上产生一层水蒸气幕 阻止了火势蔓延 起到了防火作用 5 耐水性 抗冻性差 四 建筑石膏的应用 1 石膏砂浆及粉刷石膏 2 建筑石膏制品 9 第三节 水玻璃 由碱金属氧化物和二氧化硅组成 属于可溶性硅酸盐类 其化学式为 R2O nSiO2 n 为水 玻璃模数 R 可为 Na K Li 等 n 小于 3 时 称为碱性水玻璃 n 大于等于 3 时 为中性 实际上均为碱性 一 水玻璃的生产 湿法和干法两种 均以