课题汇报2014.1.20

1、一流一流 超越超越 精作精作 奉献奉献 湖南省建筑工程集团总公司 报告人：肖燎一流一流 超越超越 精作精作 奉献奉献湖南建工集团湖南建工集团一流一流 超越超越 精作精作 奉献奉献 湖南建工集团湖南建工集团内容提要内容提要 第一部分、第一部分、课题研究的意义课题研究的意义第二部分、第二部分、高耐久性高保坍节能型混高耐久性高保坍节能型混 凝土的研究过程凝土的研究过程第三部分、第三部分、预计研究成果预计研究成果砼耐腐蚀工程砼耐腐蚀工程砼大体积工程砼大体积工程第一部分第一部分课题研究的意义课题研究的意义一、一、 1.11.1研究背景研究背景 我国建设工程规模我国建设工程规模宏大，仅宏大，仅201220

2、12年年, ,我国我国水泥年产量达到水泥年产量达到21.8421.84亿亿t t，混凝土工程额高，混凝土工程额高达达1717万亿元，约万亿元，约3030年年5050年后这些工程将进入年后这些工程将进入维修期，所需的维修费维修期，所需的维修费用或重建费用将更大。用或重建费用将更大。所以混凝土的耐久性问所以混凝土的耐久性问题是工程建设领域必须题是工程建设领域必须面临的问题。面临的问题。砼砼耐耐久久性性工工程程 实现混凝土工程实现混凝土工程的高耐久和长寿命是的高耐久和长寿命是效益巨大的节能减排效益巨大的节能减排和可持续发展之举措和可持续发展之举措, ,混凝土的耐久性成为混凝土的耐久性成为影响混凝土技

3、术未来影响混凝土技术未来发展的关键技术已成发展的关键技术已成为共识。为共识。砼砼耐耐久久性性对对国国家家经经济济的的意意义义 实现混凝土工程的高耐久和长寿命是效益巨大的节能实现混凝土工程的高耐久和长寿命是效益巨大的节能减排和可持续发展之举措减排和可持续发展之举措, ,对国家资源经济具有重大意义。对国家资源经济具有重大意义。跨湿地大桥跨湿地大桥 混凝土外加剂，是实混凝土外加剂，是实现混凝土耐久性的关键途现混凝土耐久性的关键途径。高效减水剂不但大大径。高效减水剂不但大大提高了混凝土的力学性能，提高了混凝土的力学性能，而且改进了施工工艺。目而且改进了施工工艺。目前我国广泛使用的高效减前我国广泛使用的

4、高效减水剂主要是萘系产品。但水剂主要是萘系产品。但是受到高的砼坍落度损失是受到高的砼坍落度损失和生产原料的限制，萘系和生产原料的限制，萘系减水剂在近几十年暴露出减水剂在近几十年暴露出了一些自身难以克服的问了一些自身难以克服的问题。题。 桥梁表面混凝土的裂缝混凝土的开裂混凝土的开裂房屋楼板混凝土的裂缝混凝土在自然条件下的开裂与混凝土在自然条件下的开裂与腐蚀，严重影响工程的安定性腐蚀，严重影响工程的安定性 为此，国内外积极为此，国内外积极研究和开发聚羧酸系高研究和开发聚羧酸系高效减水剂，以丰富的石效减水剂，以丰富的石油化工产品为原料、极油化工产品为原料、极高的减水率、优异的环高的减水率、优异的环保

5、性能使萘系减水剂黯保性能使萘系减水剂黯然失色，从而开创出减然失色，从而开创出减水剂技术和砼施工技术水剂技术和砼施工技术的新局面。的新局面。一、一、一一 其关键技术是：具有梳形分子结构的聚羧酸系因具有掺量低、减水率高、坍落度保持良好等优异性能，且在分子上自由度大，合成方法多样，高性能强力大的优点。聚羧酸减水剂梳状结构示意图 高耐久高保坍不沁水节能型混凝土外加剂母体的合成大分子单体，然后再与一些含有活性基团的单体共聚。采用大分子反应法，从高性能减水剂的化学结构和作用机理出发，运用高分子设计原理，先用含有活性基团的单体合成高分子主链，在聚合物主链上引入一定比例的阴离子极性基团，如-COOH、-SO3

6、H来提供静电斥力，然后对高分子主链进行酯化，在主链上引入聚氧乙烯基侧链来提供空间位阻，制得高耐久高保坍不沁水节能型混凝土外加剂（高效减水剂）。母体的合成分子式母体的合成分子式1在此基础上，通过控制反应条件，如反应时间、温度、单体比例和溶剂加入量等因素，调整聚合物主链上各功能团的相对比例、接枝侧链长度等，使主链上带电荷基团的静电斥力和侧链上的空间位阻效应的协同作用充分发挥。 聚羧酸分子侧链的结构图聚羧酸分子侧链的结构图一、一、 技术路线：采用羧酸类单体与聚氧乙烯基醚先酯化合成大分子单体，然后再与一些含有活性基团的单体共聚，得到聚羧酸减水剂。改进大分子聚乙二醇酯类单体的合成工艺，采用大分子反应法，

7、从高性能减水剂的化学作用机理出发，运用高分子设计原理，先用含有活性基团的单体合成高分子主链，在聚合物主链上引入一定比例的阴离子极性基团 COOH、 SO3H 来提供静电斥力。合成单体分子结构图合成单体分子结构图 然后对高分子主链进行酯化，在主链上引入聚氧乙烯基侧链来提供空间位阻，制得了一种聚醚接枝聚羧酸系高效减水剂，能利用不同基团或分子的作用使减水剂多功能化(具有保坍功能)，通过引气(使用十二烷基苯磺酸钠) 增稠(使用羧甲基纤维索) 多元复合，可有效改变聚羧酸系的性能，其保坍性、泌水率、抗压强度比及收缩率比等性能指标均优于各系减水剂。聚醚支链分子结构图聚醚支链分子结构图一、一、 关键技术突破点

8、及技术线路混凝土结构工程抗裂性能指标: 高保坍，砼2小时坍落度基本不损失，且几乎不受温度变化的影响；砼减水率达36%以上；砼90d抗压强度提高4050； 抗泌水、抗离析性能好、无大气泡、色差小、一、一、 混凝土外观质量好；清洁环保节能：无毒无污染，不含甲醛，碱含量低，不含氯离子，对钢筋无腐蚀性；抗冻融能力和抗碳化能力较萘系减水剂提高50；砼28d收缩率降低20%以上。砼外观完好砼外观完好 重要的科研突破点： 达到技术目的：高保坍，砼2小时坍落度基本不损失，受温度变化的影响很小。砼在砼在4040 条件下条件下初始：初始：230mm 扩展扩展 560mm放放2h: 225mm 扩展扩展 545mm

9、 砼的喷射技术砼的喷射技术 外加剂改变混凝土施工技术外加剂改变混凝土施工技术 砼的超远泵送技术砼的超远泵送技术砼的超高泵送技砼的超高泵送技术术外加剂外加剂改变混凝改变混凝土密实性能土密实性能外加剂外加剂改变混凝改变混凝土抗压性能土抗压性能 外加剂改变混凝土的力学性能外加剂改变混凝土的力学性能一、一、 外加剂提高混凝土抗腐蚀性和耐冲击性外加剂提高混凝土抗腐蚀性和耐冲击性 外加剂提高混凝土耐久性外加剂提高混凝土耐久性 长江三峡工程长江三峡工程 外加剂改变混凝土的综合性能外加剂改变混凝土的综合性能 青藏铁路工程青藏铁路工程一、一、 1.2研究意义 在混凝土的生产与应用方面实现在混凝土的生产与应用方面

10、实现资源节约、环境友好的目标，贯彻并资源节约、环境友好的目标，贯彻并实施低碳经济建设的理念。实施低碳经济建设的理念。 树立行业标杆，形成行业规范，树立行业标杆，形成行业规范，为混凝土的发展提供方向。为混凝土的发展提供方向。 为编制相关的行业标准创造条件，为编制相关的行业标准创造条件，完善品质控制体系，更好的实现行业完善品质控制体系，更好的实现行业价值和社会效益价值和社会效益, ,促进中国建设行业的促进中国建设行业的健康、持续发展。健康、持续发展。 通过该课题带动，形成以集团高通过该课题带动，形成以集团高耐久混凝土技术施工与应用为核心的耐久混凝土技术施工与应用为核心的成套施工技术集成，研究技术发

11、展动成套施工技术集成，研究技术发展动态。态。 跨海大桥工程跨海大桥工程一、一、 组织研究开发集团组织研究开发集团高耐久混凝土技术施工高耐久混凝土技术施工与应用为核心的成套施与应用为核心的成套施工技术集成，对新技术、工技术集成，对新技术、新产品、新工艺、新设新产品、新工艺、新设备进行开发，为集团的备进行开发，为集团的技术进步、产品更新和技术进步、产品更新和形成新的经济增长点提形成新的经济增长点提供技术支持。为集团的供技术支持。为集团的技术发展决策提供信息技术发展决策提供信息和服务；和服务； 海底隧道工程海底隧道工程 二、二、高耐久性高保坍节能型高耐久性高保坍节能型混凝土的研究过程混凝土的研究过程

12、 高耐久混凝土国内研究应用标准高耐久混凝土国内研究应用标准1 1、混凝土结构耐久性设计规范、混凝土结构耐久性设计规范 GB/T 504762008 GB/T 504762008 2 2、混凝土耐久性检验评定标准、混凝土耐久性检验评定标准 JG J/T 193-2009JG J/T 193-20093 3、水工混凝土耐久性技术规范、水工混凝土耐久性技术规范 DL/T 5241-2010DL/T 5241-2010 4 4、普通混凝土长期性能和耐久性能试、普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准验方法标准GB/T50082 2009GB/T50082 2009测外加剂凝结时间采用做对比实验的方法序

13、号序号1 12 23 34 45 56 6掺量初凝终凝测外加剂凝结时间结果 1测外加剂的减水率将试验所需剂量的外加剂完全溶于试验用水中, 加入搅拌锅，用水量固定为W1=105g。 称取水泥300g，倒入搅拌锅内，开始搅拌，直至水泥净浆搅拌机工作循环结束，取下搅拌锅。 将搅拌好的水泥净浆，快速注入圆模中，用刮刀刮平，玻璃板上尽量不要滴洒水泥净浆，将圆模按垂直方向提起，任水泥将在玻璃板上流淌30秒，然后用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为该次水泥净浆流动度。 清洗搅拌锅重复上述试验步骤,取三次试验的平均值,做为该掺量外加剂的水泥净浆流动度H。 测定要达到流动度H，不掺外加剂

14、时水泥净浆所需的用水量。 试验步骤与上述基本相同，区别在于不加外加剂，加入的水量为估计用水量，不同用水量配制的水流净浆不要重复使用。 实例分析 我们使用双峰海螺P.042.5水泥，高保坍高耐久减水剂，利用水泥净浆流动度检测减水率，试验数据如表一、表二。 由试验数据可以看出，不同的减水剂掺量，有不同的减水率，此结果用于配合比设计，能够准确地配制基准混凝土。外加剂流动性的检测采用海螺采用海螺P.O 42.5水泥水泥序号序号 名称名称水泥水泥水水外加剂外加剂流动性流动性123 水泥净浆搅拌过程中的加水水泥净浆搅拌过程中的加水 水泥净浆模具准备提起的瞬间水泥净浆模具准备提起的瞬间 水泥净浆模具提前的瞬

15、间水泥净浆模具提前的瞬间 对水泥净浆结果的探讨对水泥净浆结果的探讨 水泥净浆图片水泥净浆图片结果 1、混凝土泌水率检测混凝土泌水的原因1、混凝土水灰比 混凝土的水灰比越大，水泥凝结硬化的时间越长，自由水越多，水与水泥分离的时间越长，混凝土越容易泌水2、水泥 水泥作为混凝土中最重要的胶凝材料，与混凝土的泌水性能密切相关。3、骨料 细骨料偏粗，或者级配不合理，引起细颗粒空隙增大，自由水上升引起混凝土泌水，是混凝土产生泌水的主要原因。试验室对不同砂子细度下混凝土和易性做了试验，试验结果如下：混凝土泌水率检测试验室对现场施工拌和混凝土用砂进行不间断检测，对连续30组进行检测结果如下：细度模数最大为3.

16、02，最小为2.50，平均值为2.82。对右砂系统拌和的混凝土进行泌水率检测，检测结果如下：最大泌水率13.4%，最小4.5%，平均为7.0%，试验检测仍在不间断进行。通过人工配制成级配良好的砂子。测得泌水结果为最大泌水率1.91%，最小泌水率0.41%。砂子级配及颗粒下表。可见骨料对混凝土泌水起着主要因素。混凝土泌水率检测试验混凝土的泌水一般出现在混凝土浇注后2小时左右。测外加剂中氯离子含量抗氯离子渗透试验抗裂实验刀口法配合比对混凝土性能的影响 项项配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量KGKG中砂中砂KGKG卵石级卵石级配配卵石卵石量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸K

17、GKG粉煤粉煤灰灰KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC10-2AC10P.O42.51508055-31.51.0901753.09060SFIC20-2AC20P.O42.52008005-31.511001655.55555SFIC30-2AC30P.O42.52527705-31.511051567.24256SFIC40-2AC40P.O42.53106905-31.5112015011.05269SFIC50-2AC50P.O42.53606405-31.5114013315.55565 2013年11月2013年12月做混凝土配合比实验2013年年11月月2013年年12月，用压力机做

18、混凝月，用压力机做混凝土力学实验土力学实验 砼等级砼等级水灰比水灰比受力情况受力情况C100.59266KNC200.55540KNC300.47837KNC400.371107KNC500.311395KN混凝土抗折实验配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量KGKG中砂中砂KGKG卵石级卵石级配配卵石卵石量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸KGKG粉煤粉煤灰灰KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC30-2AC30P.O42.52527705-31.511051567.24256SFIC40-2AC40P.O42.53106905-31.5112015011.05269SFIC5

19、0-2AC50P.O42.53606405-31.5114013315.55565 2013年11月2013年12月做混凝土配合比实验砼等级砼等级水灰比水灰比受力情况受力情况C300.47KNC400.37KNC500.31KN做做C30混凝土抗折实验混凝土抗折实验研究混凝土中的合理砂率研究混凝土中的合理砂率研究混凝土中的合理砂率研究混凝土中的合理砂率砂的细度模砂的细度模数数（MxMx）混凝土中胶凝材料用量混凝土中胶凝材料用量/Kg/m3/Kg/m3420-470470-520520-570570-6203.1-3.742-4040-3838-36-36-343.0-2.340-3838-36

20、36-3434-332.2-1.638-3636-3434-3332-31 一般说，胶结料用量越多，砂率应适当减小；砂的细数模数越大，砂率则应相应增大。对泵送高强混凝土，砂率的选用要考虑可泵性要求，一般为34%44%，在满足施工工艺和施工和易性要求时，砂率宜尽量选小些，以降低水泥用量。从原则上来说，砂率宜通过试验确定最优砂率。配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量KGKG中砂中砂KGKG卵石级卵石级配配卵石卵石量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸KGKG粉煤粉煤灰灰KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC20-2AC20P.O42.52008005-31.511001655.555

21、55SFIC25-2AC25P.O42.52287905-31.511051587.23959SFIC30-2AC30P.O42.52527705-31.511051567.24256SFIC35-2AC35P.O42.52827305-31.511101569.24652 2013年11月2013年12月做混凝土配合比实验养护温度对混凝土强度的影响养护温度对混凝土强度的影响 恒温恒温21 恒温恒温38养护温度对混凝土强度的影响养护温度对混凝土强度的影响结果 混凝土浇筑后强度的增长速率是随着养护温度的增高而加快的，也是随着龄期的增长而渐减的。温度对混凝土强度的影响主要是在形成强度的前10d左右

22、的时间，而对混凝土在28天后的强度影响比较小。配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量KGKG中砂中砂KGKG卵石级卵石级配配卵石卵石量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸KGKG粉煤粉煤灰灰KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC40-2AC40P.O42.53106905-31.5112015011.05269 2013年11月2013年12月做混凝土配合比实验温度对坍落度的影响温度对坍落度的影响砼相同配方，温度砼相同配方，温度20、40对对坍落度的影响坍落度的影响温度对坍落度的影响温度对坍落度的影响温度：温度：20初始：初始：225mm1 h: 195mm温度：温度：40初始：初

23、始：225mm1 h: 105mm配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量KGKG中砂中砂KGKG卵石级卵石级配配卵石卵石量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸KGKG粉煤粉煤灰灰KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC50-2A C50P.O42.53606405-31.5114013315.55565SFIC50-2A C50P.O42.53606405-31.5114013315.55565 砂含泥量 2% ， 砂含泥量 5% 2013年11月2013年12月做混凝土配合比实验砂含泥量对砼流动性的影响砂含泥量对砼流动性的影响温度对坍落度的影响 温度升高也会使混凝土坍落度损失加大，

24、这是水化速度加快的结果。 温度对混凝土坍落度损失的影响要特别关注。炎热的夏季气温大于25或30以上时，相对于20时的混凝土坍落度损失要加快50%以上，当气温低于+5时，混凝土坍落度损失又很小或不损失。因此，泵送混凝土生产和施工时，要密切关注气温对混凝土坍落度的影响。砂含泥量对砼流动性的影响砂含泥量对砼流动性的影响SFIC50-2A SFIC50-2A 流动性：流动性：470470SFIC50-2A SFIC50-2A 流动性：流动性：350350砂含泥量对砼流动性的影响 随着含泥量的增加，混凝土的初始坍落度愈来愈低，当含泥量达到13%时，在相同材料的情况，混凝土拌合物初始坍落度为0；这说明，随

25、着含泥量的升高，泥含量对外加剂及水的吸附越来越大，使得混凝土的用水量要加大才能保证要求的流动性。随含泥量的增高，混凝土的保坍性能也越来越差。在试验中发现，用含泥量为3%以上砂的混凝土，为了保证初始坍落度能达到180，需增加用水量调整，其1h坍落度损失远超过含泥量为1%的混凝土。不同骨料对砼含气量的影响配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量KGKG中砂中砂KGKG卵石级卵石级配配石子石子量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸KGKG粉煤粉煤灰灰KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC30-2AC30P.O42.52527705-31.51105卵石1567.24256SFIC30-2A

26、C30P.O42.525207705-31.51105碎石1567.24256 2013年11月2013年12月做混凝土配合比实验一般在水泥用量和塌落度不一般在水泥用量和塌落度不变的情况下，含气量每增加变的情况下，含气量每增加1%1%，2828天强度降低天强度降低2%3%2%3%；若保；若保持水灰比不变，每增加持水灰比不变，每增加1%1%，2828天强度降低天强度降低5%6%5%6%。参加。参加引气减水剂，由于碱水作用跟引气减水剂，由于碱水作用跟引起作用抵消，混凝土强度可引起作用抵消，混凝土强度可以不降低或略有提高。以不降低或略有提高。 抗渗配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量K

27、GKG中砂中砂KGKG卵石级卵石级配配卵石卵石量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸KGKG膨胀膨胀剂剂KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC30-2AP6C30P.O42.52527705-31.511051567.22650SFIC40-2AP10C40P.O42.53106905-31.5112015011.04377SFIC50-2AP14C50P.O42.53606405-31.5114013315.55572 2013年11月2013年12月做混凝土配合比实验 混凝土抗渗性实验混凝土抗渗性实验设备：设备： 调节压力调节压力试件试件分组分组试件渗试件渗透最终透最终压力压力MPAMPA

28、试件试件最终最终抗渗抗渗等级等级试件渗透高度/mm1号2号3号4号5号6号A0.6P615315151545B1.2P12025012043C1.4P140080110 渗透结果渗透结果粉煤灰的掺入与抗压强度的关系粉煤灰的掺入与抗压强度的关系胶凝材料组成胶凝材料组成坍落度（坍落度（mmmm）抗压强度抗压强度MPaMPa水泥%粉煤灰%初始40min90min120min3d28d100018516513512040.449.5901019518516014539.252.3802022521519519034.555.8703023022020519531.953.460402402302152

29、0029.647.1 粉煤灰的掺入延长混凝土凝结时间作用，从而使坍落度损失粉煤灰的掺入延长混凝土凝结时间作用，从而使坍落度损失减少，同时，粉煤灰颗粒表面部分覆盖着易于溶解的汽化沉淀减少，同时，粉煤灰颗粒表面部分覆盖着易于溶解的汽化沉淀形成的碱性硫酸盐，由于水泥中的石膏溶解度较低。而硫酸根形成的碱性硫酸盐，由于水泥中的石膏溶解度较低。而硫酸根离子在水化初期能有效延缓铝酸盐的水化。从而有效的抑制混离子在水化初期能有效延缓铝酸盐的水化。从而有效的抑制混凝土拌合物坍落度损失。凝土拌合物坍落度损失。 但是，掺入粉煤灰时，也要注意掺入量。因为掺入粉煤灰会但是，掺入粉煤灰时，也要注意掺入量。因为掺入粉煤灰会

30、过大不仅会降低混凝土的强度，同时在掺入大量粉煤灰的时候过大不仅会降低混凝土的强度，同时在掺入大量粉煤灰的时候还会带来混凝土的初凝时间会延长的问题。研究表明，随着粉还会带来混凝土的初凝时间会延长的问题。研究表明，随着粉煤灰掺入量增加，煤灰掺入量增加，3d强度不断下降，强度不断下降，28d的强度先增加后减少。的强度先增加后减少。数据可以看出粉煤灰在占胶凝材料数据可以看出粉煤灰在占胶凝材料20%-30%是最好的。是最好的。结果结果1原材料对混凝土性能的影响原材料对混凝土性能的影响 1 1水泥水泥 水泥是混凝土中的活性组分水泥是混凝土中的活性组分, , 其强度的大小直接影响着混其强度的大小直接影响着混

31、凝土强度的高低。实际应用时凝土强度的高低。实际应用时, , 应根据混凝土工程特点或所处应根据混凝土工程特点或所处环境条件环境条件, , 选用合适的水泥。选用合适的水泥。 水泥的品种通常选水泥的品种通常选用绿色硅酸盐水泥和绿用绿色硅酸盐水泥和绿色普通水泥，也可采用色普通水泥，也可采用绿色矿渣水泥等。强度绿色矿渣水泥等。强度等级选择一般为：等级选择一般为：C50C50C80C80混凝土宜用强混凝土宜用强度等级度等级42.542.5；C80C80以上以上选用更高强度的水泥。选用更高强度的水泥。1m31m3混凝土中的水泥用混凝土中的水泥用量要控制在量要控制在500kg500kg以内，以内，且尽可能降低

32、水泥用量。且尽可能降低水泥用量。二、二、高耐久性高保坍节能型混凝土高耐久性高保坍节能型混凝土 的研究过程的研究过程 高耐久混凝土国内外研究应用现状高耐久混凝土国内外研究应用现状 骨料骨料 粗骨料的强度高低对混凝土强粗骨料的强度高低对混凝土强度的影响比较明显。要使混凝土获度的影响比较明显。要使混凝土获得高的强度得高的强度, ,就必须使就必须使粗骨料具备足够高的强度粗骨料具备足够高的强度, ,一般粗骨一般粗骨料强度应为混凝土强度的料强度应为混凝土强度的1.51.52 2倍倍或控制压碎指标值或控制压碎指标值10%10%。 骨料的针片状骨料的针片状骨料形骨料形状状正常正常针状针状片状片状百分比%856

33、9 卵石、碎石坚固性检测卵石、碎石坚固性检测卵石、碎石坚固性检测检测要点1、取3Kg试样 2、用10-20#筛 3、稳压200KN ,稳定5s 4、称取4.75mm筛以上石子检测结果：MX=6.0-15之间波动。正常情况碎石的坚固性，要比卵石好 研究不同骨料的级配研究不同骨料的级配 粗骨料的颗粒级配可分为连续级配和单粒级配，混凝土用石应采用连续粒级。连续粒级具有堆积紧密，空隙小，比表面积小等特点，用其配制的混凝土具有良好的和易性。单粒级宜用于组合成满足要求的连续粒级；也可与连续粒级混合使用，以改善其级配或配成较大粒度的连续级配。好的级配可使孔隙率和总比表面积均较小，用它来配制混凝土一是可以减少

34、水泥浆的用量，降低成本提高效益；二是水泥浆用量的减少可以降低水化热，减少混凝土的干缩；三是降低用水量可以提高混凝土的密实度、强度和其它的一些性能；四是具有良好的工作性，浇筑成型后，可获得密实均匀、强度高的混凝土。 检验砂的细度模数检验砂的细度模数 骨料的针片状骨料的针片状筛孔筛孔4.75mm4.75mm2.36mm2.36mm1.18mm1.18mm0.6mm0.6mm0.3mm0.3mm0.15mm0.15mm底盘底盘质量39.853.157.996.0175.584.21.2百分比7.9610.6211.5817.235.116.84MX=2.6 用四分法，称取砂用四分法，称取砂500g5

35、00g 测砂的含水率测砂的含水率湿基湿基干基干基结果结果5004657.5%二、二、高耐久性高保坍节能型混凝土高耐久性高保坍节能型混凝土 的研究过程的研究过程 石子的最大粒径。石子的最大粒径。粗骨料最大粒径的控制对混凝土粗骨料最大粒径的控制对混凝土的性能也具有较大的影响。一般的性能也具有较大的影响。一般来讲来讲, ,粗骨料最大粒径越大粗骨料最大粒径越大, ,混凝混凝土的强度越低。这是因为土的强度越低。这是因为, ,较小粒较小粒径的粗骨料径的粗骨料, ,其内部产生缺陷的几率减小其内部产生缺陷的几率减小, ,与砂浆的粘结面积增大与砂浆的粘结面积增大, ,且界面力较均匀。我国高强混凝土委员会且界面力

36、较均匀。我国高强混凝土委员会制定的高强混凝土结构设计与施工指南规定制定的高强混凝土结构设计与施工指南规定,C60,C60C80C80混凝土混凝土所用石子的最大粒径应所用石子的最大粒径应25mm25mm。二、二、高耐久性高保坍节能型混凝土高耐久性高保坍节能型混凝土 的研究过程的研究过程 配制混凝土应该采用洁净的、配制混凝土应该采用洁净的、 颗粒接近圆形的中粗天然的颗粒接近圆形的中粗天然的河砂河砂, ,细度模数应在细度模数应在2.62.63.13.1之间最好。因为如果细度模之间最好。因为如果细度模数低数低, ,于于2.52.5时时, ,新拌混凝土的新拌混凝土的工作度非常差难于振捣密实。工作度非常差

37、难于振捣密实。细度模数约等于细度模数约等于3.03.0时混凝土时混凝土的工作性最好的工作性最好, ,抗压强度最高。抗压强度最高。振动对混凝土密实度的影响配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量KGKG中砂中砂KGKG卵石级卵石级配配卵石卵石量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸KGKG粉煤粉煤灰灰KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC10-2AC10P.O42.51508055-31.51.0901753.09060SFIC20-2AC20P.O42.52008005-31.511001655.55555SFIC30-2AC30P.O42.52527705-31.511051567.

38、24256SFIC40-2AC40P.O42.53106905-31.5112015011.05269SFIC50-2AC50P.O42.53606405-31.5114013315.55565 2013年11月2013年12月做混凝土配合比实验砼做模过程 振动对混凝土密实度的影响振动对混凝土密实度的影响1结果 振捣是配制混凝土的一个重要的工艺过程。振捣的目的是施加某种外力, 抵消混凝土混合物的内聚力, 制各种材料互相贴近渗透, 排除空气, 使之形成均匀密实的混凝土构件或构筑物, 以期达到最高的强度。如果振幅过小, 难以达到密实, 振幅过大则发生振动不和谐。呈乱状态, 这会导致混凝土的分层现象

39、。由此可见, 只要振幅保持在一个适当的范围之内, 振频对混凝土的实起主要作用。 二、二、高耐久性高保坍节能型混凝土高耐久性高保坍节能型混凝土 的研究过程的研究过程 通常矿渣磨细到比表面通常矿渣磨细到比表面积积350m2/kg以上，从而以上，从而具有优异的早期强度和具有优异的早期强度和耐久性。掺量一般控制耐久性。掺量一般控制在在20%50%之间。矿之间。矿粉的细度越大，其活性粉的细度越大，其活性越高，增强作用越显著，越高，增强作用越显著，但粉磨成本也大大增加。但粉磨成本也大大增加。 S95 S95矿粉矿粉二、二、高耐久性高保坍节能型混凝土高耐久性高保坍节能型混凝土 的研究过程的研究过程 一般选用

40、一般选用IlIl级粉煤灰，利用其内含的级粉煤灰，利用其内含的玻璃微珠润滑作用，降低水灰比，玻璃微珠润滑作用，降低水灰比，以及细粉末填充效应和火山灰活以及细粉末填充效应和火山灰活性效应，提高混凝土强度和改善性效应，提高混凝土强度和改善综合性能。掺量一般控制在综合性能。掺量一般控制在20%20%30%30%之间。之间。 IlIl级粉煤灰级粉煤灰二、二、高耐久性高保坍节能型混凝土高耐久性高保坍节能型混凝土 的研究过程的研究过程 减水剂减水剂高效减水剂是混凝土最常用的高效减水剂是混凝土最常用的外加剂品种，减水率一般要求外加剂品种，减水率一般要求大于大于20%，以最大限度降低水，以最大限度降低水灰比，提

41、高强度。为改善混凝灰比，提高强度。为改善混凝土的施工和易性及提供其它特土的施工和易性及提供其它特殊性能，掺量可根据不同品种殊性能，掺量可根据不同品种和要求根据需要选用。和要求根据需要选用。 外加剂的添加量对流动性的影响外加剂的添加量对流动性的影响二、二、高耐久性高保坍节能型混凝土高耐久性高保坍节能型混凝土 的研究过程的研究过程 项目项目 预应力混凝土预应力混凝土 钢筋混凝土钢筋混凝土 素混凝土素混凝土pH值值 5.0 4.5 4.5 不溶物不溶物(mgL) 2000 2000 5000 可溶物可溶物(mgL) 2000 5000 10000CI一一(mgL) 500 1000 3500S042

42、一一(mgL) 600 2000 2700 碱含量碱含量(ragL) 1500 1500 1500注：碱含量按注：碱含量按Na20+0658K20计算值来表示。采用非碱活性骨料计算值来表示。采用非碱活性骨料时，可不检验碱含量。时，可不检验碱含量。设计因素设计因素 结构的设计形状与构造型式、结构的设计形状与构造型式、结构的保护层厚度、混凝土的设结构的保护层厚度、混凝土的设计水灰比及混凝土的强度等。计水灰比及混凝土的强度等。施工因素施工因素 施工过程是确保混凝土结构施工过程是确保混凝土结构耐久性的重要环节，正确合理耐久性的重要环节，正确合理的拌制、浇筑、震捣、养护对的拌制、浇筑、震捣、养护对混凝上

43、结构的耐久性十分有利。混凝上结构的耐久性十分有利。首先，严格控制施工中的拌制首先，严格控制施工中的拌制过程可以使骨料之间结合更加过程可以使骨料之间结合更加紧密，骨料间的粘结作用是耐紧密，骨料间的粘结作用是耐久性得以改善的有力保障久性得以改善的有力保障: : 施工因素施工因素其次，适当的浇筑设备和震捣程序能保证混凝土高度密实而不离析，这一点对混凝土的保护层尤为重要;最后，适当的养护工艺可以降低混凝土的渗透性并使水泥充分水化而增加其耐久性。混凝土的设计水灰比 加强混凝土配比设计以降低混凝土水胶比，而不是片面强调水泥的高强、早强为选用原则。减小水胶比是改善混凝土耐久性的重要方法， 同时，还应加强混凝

44、土组分中粗、细骨料的均质性；稳定性；较好的骨料粒型（针片状叫少）；级配合理；强调不同组分之间的相容性和超叠效应，而不是单个组分的品质；水泥和高效减水剂之间必须要做相容性实验。长沙地铁混凝土长沙地铁混凝土C40配合比配合比配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量KGKG中砂中砂KGKG卵石级卵石级配配卵石卵石量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸KGKG粉煤粉煤灰灰KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC40-2AC40P.O42.53156905-31.5112015011.05264浇筑浇筑、加强养护，控制早期裂缝 混凝土的裂缝与混凝土的收缩有关。试验表明，干缩在浇筑天收缩，三个月收

45、缩，六个月收缩，干缩与浆骨比有关，当浆骨比一定是与水胶比有关。由于现代硅酸盐水泥发热量大，细度细，混凝土早期强度高，早期裂缝为，所以控制早期裂缝由为重要。采取的措施就是及时养护，拆模时间要以混凝土的内外温差来定，不能随意，尤其不能在拆模后才开始浇水养护因为那样会造成混凝土因解除束缚，而内外温差大造成开裂。耐久性常见的破坏因素破坏因素破坏因素破坏机理破坏机理主要破坏因素主要破坏因素工程评定指标工程评定指标危害程度危害程度碳化化学CO2,H2OCO2,H2O碳化深度一般较常见钢筋锈蚀物理化学CO2,H2OCO2,H2O、CL-CL-钢筋锈蚀率严重常见碱骨料反应物理化学H2O、R2O活性骨料膨胀率灾

46、难性，较少见渗透物理压力水渗透系数常见于梁板冻融物理水、温度抗冻系数较严重，常见于北方寒冷地区化学侵蚀化学酸、碱、盐及其溶液开裂情况及强度变化严重，常见于广场区及其附近高温物理高温参考变形情况及强度对预应力结果尤为严重环境类别环境类别条件条件一室内正常环境A室内潮湿环境，非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境B严寒的寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境三使用除冰盐的环境，严寒和寒冷地区冬季水位变化的环境，病害室外环境四海水环境五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境研究混凝土碳化条件配方号强强度度等等级级水泥水泥等级等级水泥水泥量量KGKG中砂中砂KGK

47、G卵石级卵石级配配卵石卵石量量KGKG用水用水量量KGKG聚羧聚羧酸酸KGKG膨胀膨胀剂剂KGKG矿粉矿粉KGKGSFIC30-2AP6C30P.O42.52527705-31.511051567.22650SFIC40-2AP10C40P.O42.53106905-31.5112015011.04377SFIC50-2AP14C50P.O42.53606405-31.5114013315.55572 2013年11月2013年12月做混凝土配合比实验 混凝土的碳化是指空气中的混凝土的碳化是指空气中的CO2CO2 渗入渗入混凝土的孔隙和毛细孔中混凝土的孔隙和毛细孔中, ,溶于孔中液体溶于孔中液

48、体, ,与水泥的水化作用产物氢氧化钙、硅酸钙与水泥的水化作用产物氢氧化钙、硅酸钙等作用形成碳酸钙等。碳化本身对混凝土等作用形成碳酸钙等。碳化本身对混凝土并无危害并无危害, ,甚至会提高混凝土的密实性和甚至会提高混凝土的密实性和强度强度, ,其主要危害是由于混凝土碱性降低其主要危害是由于混凝土碱性降低使钢筋表面在高碱环境下形成对钢筋起保使钢筋表面在高碱环境下形成对钢筋起保护作用的致密氧化膜遭到破坏。碳化的混护作用的致密氧化膜遭到破坏。碳化的混凝土还会加剧收缩变形凝土还会加剧收缩变形, ,导致裂缝的出现导致裂缝的出现, ,粘结力下降粘结力下降, ,甚至钢筋保护层剥落。甚至钢筋保护层剥落。 混凝土碳

49、化混凝土碳化 用用1%1%酚酞酒精溶液检测，未碳酚酞酒精溶液检测，未碳 化区混凝土变为紫红色。化区混凝土变为紫红色。探讨混凝土碳化的因素钢筋锈蚀钢筋锈蚀 钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因结构耐久性和使用寿命的重要因素。钢筋锈蚀后就会发生体积膨素。钢筋锈蚀后就会发生体积膨胀胀, ,而使混凝土出现沿钢筋纵向的而使混凝土出现沿钢筋纵向的裂缝裂缝, ,造成钢筋与混凝土握裹粘结造成钢筋与混凝土握裹粘结力的破坏力的破坏, ,钢筋的有效截面积减少钢筋的有效截面积减少, ,结构构件的承载力降低。随着时结构构件的承载力降低。随着时间的推移间的推移, ,变形和裂缝会继续增大变形和裂缝会继续增大, ,最终可能导致结构的完全破坏。最终可能导致结构的完全破坏。1 测混凝土中钢筋的锈蚀测混凝土中钢筋的锈蚀冻融循环冻融循环 混凝土的冻融破坏混凝土的冻融破坏 外界水可以外界水可以通过毛细作用进入混凝土的内部。通过毛细作用进入混凝土的内部。水在低温下结冰水在低温下结冰, ,体积膨胀约体积膨胀约9 9 %