建筑材料课本第四章 混凝土

1、第四章 混凝土,第一节 普通混凝土组成 材料及其作用,重庆轻轨砼墩,泵送混凝土,定义：由胶凝材、水、粗细骨料按适应的比 例配合、拌制成混合物，硬化而成的 人造石材。 分类： 按胶结材：水泥砼、硅酸盐砼、沥青砼、聚合物砼 重砼 oh2600kg/m3 按表观密度分：普砼 oh=19002500kg/m3 轻砼 oh不同力学性能； 、砼拌和物具有可塑性，现场浇筑成不同形状； 、就地取材，成本低； 、与钢筋组合铪（热膨胀同一级别）。 混凝土缺点： 、脆，韧性差 l /a=1/81/20； 、重，19002500kg/m3； 、施工对砼质量影响大（如材质、操作技术、养 护中温、湿度等）。,一、混凝土的

2、组成,水泥+水+砂+石+外加剂+掺合料,（一）水泥 品种：由使用环境定 等级：=1.52.5砼等级 （普通砼） =0.91.5砼等级 （高强或超高强） （二）骨料 4.75mm 粗骨料 1、分类: 粒径d =4.750.15mm 细骨料 表面积=包裹水泥浆量 2 Dmax40mm，分层离析，不均质。 3 Dmax满足： 结构截面最小尺寸1/4; 钢筋净距3/4; 砼实心板厚1/3(同时40mm),某转换梁混凝土下部浇筑不密实,骨料粒径太大使转换梁浇筑不密实,强度（粗骨料）,粗骨料起骨架作用，应具有一定强度。 测试方法及指标: C60级及以上混凝土（高强混凝土必须用碎石）用的母岩石材测试强度：

3、标准强度 f饱水1.5 f砼 试件：555cm 或者 55cm 压碎指标,耐久性,测试方法及指标： 坚固性: 日晒、风吹、雨淋环境作用下的抗 风化的性能 评定：Na2SO4溶液中干湿环循5次，质量损失G规定的要求. 成份控制：不含硫酸盐，不含活性SiO2，不含 软弱颗粒，并对含泥量、有机物等含量控制。, 颗粒形状、表面特征,对混凝土性质的影响： 碎石、山砂有棱角、表面粗糙、粘结强。 卵石、河砂椭圆形、表面光滑、流动性好。 对于粗骨料控制针片状含量: C30混凝土: 针、片状颗 粒25% C30混凝土: 针、片状颗 粒15% 骨料含水状态 完全干燥、气干、饱和面干、含水润湿,（三）混凝土用水,1

4、、不含有害物质 2、符合混凝土拌合用水标准（JGJ63）,(四) 砼的外加剂,定义：掺入5%水泥重，能使砼按要求改性的物 质。 功能：改善和易性，提高早强，调节凝结时间， 提高耐久性（抗渗性等）钢筋防锈等。 常用外加剂：减水剂、早强剂、加气剂、缓凝 剂、速凝剂等。,A、减水剂,1、定义：掺入后能在不改变砼工作性能的情况 下，显著降低W/C比，减少用水量或不 减水显著增加流动性的外加剂。 2、特点：分子结构不对称，当溶解于液体时，从 溶液中向界面富集，作定向排列，吸附 在界面上，形成单分子吸附膜层，降低 了溶液中表面能。,3、减水剂的作用机理： 分子形态：憎水基团碳氢链 亲水基团-离解出各种盐类

5、 吸附分散作用 熟料为异性电荷，相 吸引形成水泥絮凝结构， 包裹水。加减水剂后，同 性相斥，分开，释放出包裹的水 （如后图）,润滑与塑化效应 水泥表面形成一层溶剂化膜（水膜），增加水泥质点间的滑动能力，起润滑塑化作用。 0 R-S-0 H20 0 H20 微气泡作用 无论引气或非引气减水剂，都会引入少量气泡-滚珠轴承作用,4、减水剂的技术经济效果 W不变，h(100200mm) W/C不变，WC ( 和易性相同) C不变，WR W减少泌水，抗渗 调节水化放热速度,5、常用品种： 品种 掺量 减水率 M 0.20.3% 10% （木钙） NNO 0.21% 1418% （萘系） MF 0.50.

6、7% 1522% （萘系） FDN 0.51% 1025% （萘系） SM 0.52% 2027% （密胺树脂） ST 0.20.3% 611% （糖密） 6、应用时注意事项： 选择品种； 掺量适中； 坍落度损失：后掺法，滞水渗入法。,减水剂生产和品种图片,FDN-H 缓凝高效减水剂,主要成分： - 萘磺酸甲醛缩合物钠盐与 缓凝组分复合 特点： 1、 减水率18% ，坍落度可由 3-5cm 提高至 16-24cm。 2、 缓凝性好，初凝时间延长 4-6h 。 3、 增强显著， 3 天 30%-60% ， 28 天仍提高 20-30% 。在保持强度不 变的条件下，可节约水泥 10%- 15% 。

7、 4、 对水泥适应性好，不含氯盐，对钢筋 无锈蚀。,高效混凝土减水剂UNF 属非引气型萘系减水剂，硫酸盐含量低，减水率达25-30%，适用于配制高流动性、高抗渗性商品混凝土，大体积混凝土，泵送混凝土等。,聚羧酸盐高性能减水剂(粉剂),高减水率：当h为80mm时，减水率 25%；当h为200mm 时，减水率33%； 低坍落度损失：1小时坍落度损失 小于30mm； 早强高强：早强70%，2840% 以上，特别适用于高 掺量粉煤灰混凝土。,B、早强剂,（调节凝结硬化速度的外加剂） 定义：能提高砼早期强度的外加剂（主要指7天） 分类：无机盐类、有机物类、复合类 1、CaCl2 迅速生成复盐，形成骨架；

8、 加速C3S，C2S水化， 消耗H2O，凝结快。 注意： Cl-锈蚀钢筋。铪1%，无筋砼3%， 预应力铪不准使用。,2、三乙醇胺 机理：在水泥水化中起催化作用，加速水化。 3、硫酸盐 主要品种：元明粉（Na2SO4） （快速形成C6SA3H31 骨架） 掺量要适中，否则对砼强度破坏严重。,NF-型复合早强剂 1d3050%，3d3050%， 7d2030%，28d1020%.,C、膨胀剂,定义：掺入混凝土后能起抗裂防渗作用，它的膨胀性能可补偿混凝土硬化过程中的收缩，在限制条件下成为自应力混凝土,“芙蓉山牌”CAS混凝土膨胀剂产品,以氧化铝、硫酸钙等无机物制成，内掺10-20%，补偿混凝的自收缩

9、、干缩、冷缩， 大大提高混凝土结构的抗裂防渗能力和耐久性。,D、速凝剂,（调节凝结硬化速度的外加剂） 定义：速凝剂是调节混凝土(或砂浆)凝结和硬化速度的外加剂,它能加速水泥的水化作用，显著缩短凝结时间,“芙蓉山牌”速凝剂 主要成分：铝酸钠 特性：凝结快，早强高，收缩小 用途：用于隧道、涵洞、边坡等 锚喷支护。,E、缓凝剂,定义：缓凝剂是延长混凝土凝结时间的外 加剂 缓凝剂主要产品： 1、糖钙、糖密： 2、羟基酸 ：主要产品有：柠檬酸、洒石酸、葡葡糖酸,F、引气剂,定义：引气剂是一种搅拌时能够在砂浆和混凝土 中引入大量均匀分布的、封闭的微小气 泡，而且硬化后小气泡能保持在其中的一 种外加剂。 作

10、用：引气减水剂是兼有引气和减水两种功能的 外加剂，主要功能是提高耐久性。 种类：松香热聚合物、皂甙类。 问题：掺量少：0.21.2/万，易错。,（五）混凝土的矿物外加剂（掺合料）,1、粉煤灰 2、硅灰 3、浮石粉 4、超细矿物外加剂 比表面积大于500m2/kg。可以等量取代水泥 1550%，甚至70%。用以配制C50C100高性能混 凝土。,第二节 新拌砼和易性,商品混凝土供应站,（一）和易性含义,在一定施工条件下，利于施工操作，并能获得 均匀，密实砼的性能。 流动性 包括内容： 粘聚性 保水性,流动性：自重或施工机械振捣作用，产生流动并 填满模板的性能。 粘聚性：在运输及浇筑过程中，不致出

11、现分层 “离析”，使砼保持整体均匀。 保水性：拌合物保水能力，施工过程不严重“泌 水”。 保水性不足的危害：透水通路；薄弱夹层；与骨料、钢筋胶结力,(二) 和易性指标,流动性用坍落度测定 坍落度方法原理：受力-变形 1）塑性砼坍落度（h) 1040mm， 低塑性砼 50 90mm， 塑性砼 100 150mm，流动性砼 160mm， 大流动性砼 坍落度法适用范围： Dmax40mm 坍落度 值10mm,坍落度的测定,坍落度的测定,2）干硬性砼维勃稠度 条件：坍落度值10mm时 原理：变形-做功 维勃稠度适用范围： Dmax40mm 维勃稠度在530秒之间,(三) 流动性选择 构件种类：构件截面尺寸、钢筋疏密 施工方法：输送方式、振捣方法 原则：保证砼均匀、密实，防止出现蜂窝、麻 面、分层离析等。 (四) 影响和易性的主要因素 (1)原材料 水泥品种: 粉煤灰水泥和易性好，火山灰水 泥流动性差,但保水性好； 骨料： 表面、形状级配、粗细 外加剂： 减水剂、引气剂、泵送剂等,（2）配合比 用水量：恒定用W法则 -材料相同时，C 用量在一定范围内，达到同一h， 所需W的数量是一定值。 水泥浆用量：水泥浆数量=流动性, 过 大流浆，过小流动性差。 W/C （水泥浆稠度） a、若C不变，W/CW，流动性 b、若W不变，W/C仅C，流动性变化不大 （需注意：W/C变化会引起强度变化）,砂