第四章普通水泥混凝土.

1、建筑與測(cè)繪工程系建筑與測(cè)繪工程系土木工程土木工程第4章 普通水泥混凝土4.1 概 述混凝土的定義混凝土的定義 混凝土的定義：膠凝材料、集料、水及其混凝土的定義：膠凝材料、集料、水及其他材料為原料，按適當(dāng)比例配置而成的混合物，他材料為原料，按適當(dāng)比例配置而成的混合物，再經(jīng)硬化形成的復(fù)合材料。再經(jīng)硬化形成的復(fù)合材料。4.1.1 普通混凝土的分類及特點(diǎn)按密度分按強(qiáng)度分 低強(qiáng)混凝土 C30。普通混凝土 C30 fcuC60。高強(qiáng)混凝土 C60。超高強(qiáng)混凝土 100MPa。按生產(chǎn)和施工工藝分預(yù)拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、離心混凝土等。重砼 2600kg/m3普通砼 195

2、02600kg/m3輕砼 1950kg/m3 按膠按膠凝材凝材料的料的不同不同水泥混凝土水泥混凝土瀝青混凝土瀝青混凝土石膏混凝土石膏混凝土聚合物混凝土聚合物混凝土 按用途分類 結(jié)構(gòu)混凝土、水工混凝土、海洋混凝土、防水混凝土等。 按1m3混凝土中水泥用量（C）： C 170KG/m3 貧混凝土 C 230KG/m3 富混凝土 按混凝土流動(dòng)性 低塑性混凝土塑性混凝土流動(dòng)性混凝土大流動(dòng)性混凝土混凝土的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)原材料豐富、成本低；混凝土拌合物具有良好的可塑性；抗壓強(qiáng)度高、耐久、耐火、維修費(fèi)用低 ；混凝土與鋼筋粘結(jié)良好，一般不會(huì)銹蝕鋼筋 。缺點(diǎn)抗拉強(qiáng)度低（約為抗壓強(qiáng)度的1/101/20）、變形性能差，延

3、展性不高；導(dǎo)熱系數(shù)大約為1.8W/（mK）；體積密度大（約為2400kg/m3左右）；體積不穩(wěn)定性。對(duì)混凝土的基本要求對(duì)混凝土的基本要求滿足施工要求的和易性；滿足施工要求的和易性；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度與耐久性；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度與耐久性；成本較低；成本較低；能耗較小。能耗較小。第二節(jié) 普通混凝土組成材料混凝土的結(jié)構(gòu)混凝土的結(jié)構(gòu) 水泥+水水泥漿+砂水泥砂漿+石子混凝土拌合物硬化混凝土組成材料的作用粗集料細(xì)集料水泥漿孔 隙泌水形成的孔隙混凝土體積構(gòu)成水泥石25左右；砂和石子70以上；孔隙和自由水15%。 組成材料硬化前硬化后水泥+水潤(rùn)滑作用膠結(jié)作用砂+石子填充作用骨架作用一、水泥的選擇品種的選擇 配制普通混

4、凝土的水泥品種，應(yīng)根據(jù)混凝土的工程特點(diǎn)或所處的環(huán)境條件，結(jié)合水泥性能，且考慮當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的水泥品種情況等，進(jìn)行合理地選擇。 強(qiáng)度等級(jí)的選擇原則上，配制高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，選擇高強(qiáng)度等級(jí)的水泥；一般情況下，水泥強(qiáng)度等級(jí)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.52.0倍；配制高強(qiáng)混凝土?xí)r，可選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1倍左右。 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 定義 砂是指粒徑在4.75mm以下的顆粒。 分類按產(chǎn)源分按技術(shù)要求分 類 宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土； 類 用于強(qiáng)度等級(jí)為C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土； 類 宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑砂漿。 砂天然砂人工砂機(jī)制砂混合砂河砂、湖砂、山砂

5、和淡化海砂等二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求1.表觀密度、堆積密度及空隙率表觀密度s2500kg/m3；松散堆積密度so1350kg/m3；空隙率P47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉含量含泥量是指天然砂中粒徑小于75m的顆粒含量；泥塊含量是指粒徑大于1.18mm，經(jīng)水洗、手捏后小于600m的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于75m的顆粒含量。二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求項(xiàng) 目指 標(biāo)類類類含泥量（質(zhì)量計(jì)，%）1.03.05.0泥塊含量（質(zhì)量計(jì)，%）01.02.0天然砂含泥量和泥塊含量項(xiàng) 目指 標(biāo)類類類亞甲藍(lán)試驗(yàn)MB值1.40或合格石粉含量（%）3.05.07.0泥塊含量（%）01.02.0MB值1.40或不合格

6、石粉含量（%）1.03.05.0泥塊含量（%）01.02.0人工砂石粉含量和泥塊含量二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求3.有害物質(zhì)含量 砂中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物，有害物質(zhì)主要是云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽、氯化物等。見下表。項(xiàng) 目指 標(biāo)類類類云母（%)（質(zhì)量計(jì)）1.02.02.0輕物質(zhì)（%)（質(zhì)量計(jì)）1.01.01.0有機(jī)物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸鹽（SO3質(zhì)量計(jì)）0.50.50.5氯化物（氯離子質(zhì)量計(jì)）0.010.020.06二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求4.堿活性集料 水泥中含有較多的強(qiáng)堿物質(zhì)時(shí)，可能與含有活性二氧化硅的物質(zhì)的集料反應(yīng)，這種反應(yīng)成為堿集料反應(yīng)，其結(jié)果可能導(dǎo)致混凝土

7、內(nèi)部局部體積膨脹，甚至使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生膨脹性破壞。 因此，要嚴(yán)格控制混凝土中含有活性二氧化硅等物質(zhì)的活性集料。二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求5.砂子的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配 （1）砂子的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的平均粗細(xì)程度。（2）顆粒級(jí)配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況。篩析法：一套標(biāo)準(zhǔn)篩（方孔）篩析法：一套標(biāo)準(zhǔn)篩（方孔）砂總量砂總量500g500g二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求有關(guān)有關(guān)細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配的三個(gè)重要參數(shù)的三個(gè)重要參數(shù)分計(jì)篩余百分率分計(jì)篩余百分率aiai ：某號(hào)篩上的篩余量占試樣總質(zhì)量：某號(hào)篩上的篩余量占試樣總質(zhì)量 的百分率的百分率累計(jì)篩余百分率累計(jì)篩余百分率Ai Ai

8、 ：某號(hào)篩的分計(jì)篩余百分率和大于：某號(hào)篩的分計(jì)篩余百分率和大于 某號(hào)篩的各篩的分計(jì)篩余百分率某號(hào)篩的各篩的分計(jì)篩余百分率 之總和之總和 通過百分率通過百分率Pi Pi ：通過某號(hào)篩的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量：通過某號(hào)篩的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量 的百分率的百分率 Pi=100Pi=100AiAi細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配1 1、定義：粗度是評(píng)價(jià)砂粗細(xì)程度的一種指標(biāo)，通常用、定義：粗度是評(píng)價(jià)砂粗細(xì)程度的一種指標(biāo)，通常用 細(xì)度模數(shù)表示（細(xì)度模數(shù)又稱為細(xì)度模量）細(xì)度模數(shù)表示（細(xì)度模數(shù)又稱為細(xì)度模量）2 2、計(jì)算方法：、計(jì)算方法：3 3、結(jié)論：細(xì)度模數(shù)越大，表示細(xì)集料越粗、結(jié)論：細(xì)度模數(shù)越大，表示細(xì)

9、集料越粗 規(guī)定：砂的粗度按照細(xì)度模數(shù)可以分為下列三級(jí)：規(guī)定：砂的粗度按照細(xì)度模數(shù)可以分為下列三級(jí)： Mx=3.73.1 Mx=3.73.1 為粗砂為粗砂 Mx=3.02.3 Mx=3.02.3 為中砂為中砂 Mx=2.21.6 Mx=2.21.6 為細(xì)砂為細(xì)砂 Mx=1.50.7 Mx=1.50.7 為特細(xì)砂為特細(xì)砂粗細(xì)程度粗細(xì)程度0.150.300.61.182.364.75x4.75() 5M100AAAAAAA“”不帶入計(jì)不帶入計(jì)算算 在用砂量相同的情況下，細(xì)砂的總表面積在用砂量相同的情況下，細(xì)砂的總表面積大大，粗砂，粗砂的總表面積較的總表面積較小小。 分析：分析： 細(xì)集料粒徑過小表面積

10、大，浪費(fèi)水泥細(xì)集料粒徑過小表面積大，浪費(fèi)水泥 粒徑大，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以穩(wěn)定。粒徑大，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以穩(wěn)定。粗細(xì)程度粗細(xì)程度顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配：是指砂中不同粒徑顆粒的組配情況。顆粒級(jí)配：是指砂中不同粒徑顆粒的組配情況。砂的顆粒級(jí)配砂的顆粒級(jí)配 級(jí)級(jí)配區(qū)配區(qū) 篩孔尺寸（篩孔尺寸（mmmm）9.59.5 4.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.15累計(jì)篩余（累計(jì)篩余（% %）（粗）（粗）0 010100 035355 56565353585857171959580801001009090（中）（中）0 010100 025250 05050101

11、070704141929270701001009090（細(xì)）（細(xì)）0 010100 015150 025250 040401616858555551001009090說明：說明：區(qū)砂屬于粗砂區(qū)砂屬于粗砂采用較采用較區(qū)大的砂率（不易搗實(shí)）區(qū)大的砂率（不易搗實(shí)） 區(qū)砂屬于中砂區(qū)砂屬于中砂由中砂和一部分偏粗砂的細(xì)砂組成由中砂和一部分偏粗砂的細(xì)砂組成 區(qū)砂屬于細(xì)砂區(qū)砂屬于細(xì)砂采用較采用較區(qū)小的砂率（易搗實(shí)）區(qū)小的砂率（易搗實(shí)） 砂子級(jí)配好砂子級(jí)配好密實(shí)密實(shí)耐久性好耐久性好強(qiáng)度高。強(qiáng)度高。區(qū)砂區(qū)砂下限下限上限上限砂樣砂樣區(qū)砂區(qū)砂砂子類別確定砂子類別確定步驟：步驟： 計(jì)算兩個(gè)重要參數(shù)：計(jì)算兩個(gè)重要參數(shù)：

12、分計(jì)篩余百分率分計(jì)篩余百分率 累計(jì)篩余百分率累計(jì)篩余百分率 計(jì)算細(xì)度模數(shù)（結(jié)果）計(jì)算細(xì)度模數(shù)（結(jié)果） 用標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配確定砂子的級(jí)配范圍（結(jié)果）用標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配確定砂子的級(jí)配范圍（結(jié)果） 結(jié)論（根據(jù)細(xì)度模數(shù)和級(jí)配范圍）結(jié)論（根據(jù)細(xì)度模數(shù)和級(jí)配范圍）用用500g500g烘干砂進(jìn)行篩分析試驗(yàn)，各篩上的篩余量見下表，試分烘干砂進(jìn)行篩分析試驗(yàn)，各篩上的篩余量見下表，試分析此砂樣的粗細(xì)程度和級(jí)配情況。析此砂樣的粗細(xì)程度和級(jí)配情況。砂樣分析結(jié)果分計(jì)篩余百分率：各篩上篩余量占砂樣總質(zhì)量的百分率，用分計(jì)篩余百分率：各篩上篩余量占砂樣總質(zhì)量的百分率，用a1a6表示。表示。累計(jì)篩余百分率：各篩和比該篩粗的所有分計(jì)篩余百分率之

13、和。用累計(jì)篩余百分率：各篩和比該篩粗的所有分計(jì)篩余百分率之和。用A1A6表示。表示。11654321005)(AAAAAAAMx細(xì)度模數(shù)：細(xì)度模數(shù)：67. 2310035)9676523218(屬于中砂屬于中砂600m累計(jì)百分率為累計(jì)百分率為52 ，屬于，屬于區(qū)（區(qū)（7041）砂的堅(jiān)固性砂對(duì)環(huán)境破壞作用的抵抗能力。將天然砂試樣在飽和硫酸鈉溶液中經(jīng)歷5次循環(huán)浸漬，依據(jù)質(zhì)量損失來評(píng)定。人工砂采用壓碎指標(biāo)試驗(yàn)法檢測(cè)。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求定義 粒徑大于4.75mm的骨料稱為粗骨料。分類按產(chǎn)源分：卵石和碎石按技術(shù)要求分： 類 宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土； 類 用于強(qiáng)度等級(jí)為C30C60及抗凍、抗

14、滲或其他要求的混凝土； 類 宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑砂漿。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求1.表觀密度、堆積密度及空隙率表觀密度g2500kg/m3；松散堆積密度go1350kg/m3；空隙率P47%。2.含泥量、泥塊含量含泥量是指粒徑小于0.075mm的顆粒含量；泥塊含量是指卵石、碎石中粒徑大于4.75mm經(jīng)水洗手捏后小于2.36mm的顆粒含量。具體指標(biāo)見表。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求3、粗集料的堿活性用巖相法檢驗(yàn)其粗集料的堿活性種類及嚴(yán)重程度具有堿碳酸反應(yīng)危害，不宜使用；具有堿硅酸反應(yīng)危害，采取相應(yīng)措施。項(xiàng) 目指 標(biāo)類類類含泥量（質(zhì)量計(jì)，%）0.51.01.5泥塊含量（質(zhì)量計(jì)，%）00.5

15、0.7碎石、卵石含泥量和泥塊含量三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求4.有害物質(zhì)含量 卵石、碎石中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。見下表。項(xiàng) 目指 標(biāo)類類類有機(jī)物合格合格合格硫化物及硫酸鹽（%） （SO3質(zhì)量計(jì)）0.51.01.0工程實(shí)例分析1現(xiàn)象：某中學(xué)一磚混結(jié)構(gòu)教學(xué)樓，在結(jié)構(gòu)完工、進(jìn)行屋面施工時(shí)，屋面局部倒塌。審查設(shè)計(jì)方面，未發(fā)現(xiàn)任何問題。對(duì)施工方面審查發(fā)現(xiàn)：所設(shè)計(jì)為C20的混凝土，施工時(shí)未留試塊，事后鑒定其強(qiáng)度僅C7.5左右，在斷口處可清楚看出砂石未洗凈，集料中混有鴿蛋大小的粘土塊和樹葉等雜質(zhì)。此外梁主筋偏于一側(cè)，受拉區(qū)1/3寬度內(nèi)幾乎無鋼筋。原因分析：集料的雜質(zhì)對(duì)混凝土強(qiáng)度有重大的

16、影響，必須嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量。樹葉等雜質(zhì)固然會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度，而泥粘附在集料的表面，妨礙水泥石與集料的粘結(jié)，降低混凝土強(qiáng)度，還會(huì)增加拌合用水量，加大混凝土的干縮，降低抗?jié)B性和抗凍性。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求5.強(qiáng)度采用巖石抗壓強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)兩種檢驗(yàn)： 巖石抗壓強(qiáng)度是將母巖制成50mm50mm50mm立方體試件，在水飽和狀態(tài)下測(cè)定其極限抗壓強(qiáng)度值。 壓碎指標(biāo)是將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下9.5019.0mm的顆粒裝入標(biāo)準(zhǔn)圓模內(nèi)，在壓力機(jī)上按1kN/s速度均勻加荷至200kN并穩(wěn)定，卸荷后用2.36mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粉，稱出篩余量。按下式計(jì)算： 式中：Qc壓碎指標(biāo)值 ； G1試樣的質(zhì)量 ，g； G2壓碎

17、后的篩余量，g。%100121cGGGQ 三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求項(xiàng) 目指 標(biāo)類類類碎石壓碎指標(biāo)（%）102030卵石壓碎指標(biāo)（%）121616碎石、卵石的壓碎指標(biāo)6、粗集料的堅(jiān)固性 粗集料在自然風(fēng)化和其他外界物理、化學(xué)因素作用下抵抗碎裂的能力。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求7.針片狀顆粒含量針狀顆粒是指顆粒長(zhǎng)度大于該顆粒所屬粒級(jí)的平均粒徑2.4倍者；片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會(huì)增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強(qiáng)度降低。見表項(xiàng) 目指 標(biāo)類類類針、片狀顆粒（%）（質(zhì)量計(jì)）51525碎石、卵石針片狀顆粒含量三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求8.顆粒級(jí)配為減少空隙率

18、，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的強(qiáng)度，粗骨料也要求有良好的顆粒級(jí)配。粗骨料的顆粒級(jí)配有連續(xù)級(jí)配與間斷級(jí)配兩種。 連續(xù)級(jí)配是石子由小到大連續(xù)分級(jí)； 間斷級(jí)配是指用小顆粒的粒級(jí)直接和大顆粒的粒級(jí)相配，中間為不連續(xù)的級(jí)配，由于易產(chǎn)生離析，應(yīng)用較少。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求9.最大粒徑粗骨料公稱粒級(jí)的上限稱為該粒級(jí)的的最大粒徑。從結(jié)構(gòu)上考慮 根據(jù)規(guī)定，混凝土用粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4；對(duì)混凝土實(shí)心板，不宜超過板厚的1/2，且不得超過50mm。從施工上考慮 對(duì)泵送混凝土，粗骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5

19、，高層建筑宜在1:31:4，超高層建筑宜在1:41:5。從經(jīng)濟(jì)上考慮 當(dāng)最大粒徑小于80mm時(shí)，水泥用量隨最大粒徑減小而增加， 當(dāng)大于150mm后，節(jié)約水泥的效果卻不明顯。10、骨料的含水狀態(tài) 干燥狀態(tài)：含水率等于或接近于干燥狀態(tài)：含水率等于或接近于0。 氣干狀態(tài)：含水率與大氣濕度相平衡。（未飽和）氣干狀態(tài)：含水率與大氣濕度相平衡。（未飽和） 飽和面干狀態(tài)：內(nèi)部孔隙含水達(dá)到飽和，而其表面干燥。飽和面干狀態(tài)：內(nèi)部孔隙含水達(dá)到飽和，而其表面干燥。 濕潤(rùn)狀態(tài)：內(nèi)部孔隙含水達(dá)到飽和，表面還附有自由水。濕潤(rùn)狀態(tài)：內(nèi)部孔隙含水達(dá)到飽和，表面還附有自由水。建筑工程建筑工程中：普通混凝土配合比計(jì)算以干燥狀態(tài)干

20、燥狀態(tài)骨料為準(zhǔn)。四、拌合用水的技術(shù)質(zhì)量要求混凝土拌合和養(yǎng)護(hù)用水按水源不同分為飲用水、地表水、地下水和經(jīng)適當(dāng)處理的工業(yè)用水。拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土宜采用飲用水，當(dāng)采用其它來源水時(shí)，應(yīng)符合混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)（JGJ631989）的規(guī)定。工程實(shí)例2現(xiàn)象：某糖廠建宿舍，以自來水拌制混凝土，澆筑后用曾裝過食糖的麻袋覆蓋于混凝土表面，再淋水養(yǎng)護(hù)。后來發(fā)現(xiàn)該水泥混凝土兩天仍未凝結(jié)，而水泥經(jīng)檢驗(yàn)無質(zhì)量問題。原因分析：由于養(yǎng)護(hù)水淋于曾裝過食糖的麻袋，養(yǎng)護(hù)水已成糖水，而含糖的水對(duì)水泥的凝結(jié)有抑制作用，故使混凝土凝結(jié)異常。4.2.5 混凝土外加劑 Admixtures for Concrete一、外加劑及其分類v定義定義

21、 混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質(zhì)。一般情況摻量不超過水泥質(zhì)量的5%。v意義意義 外加劑的使用是混凝土技術(shù)的重大突破。隨著混凝土工程技術(shù)的發(fā)外加劑的使用是混凝土技術(shù)的重大突破。隨著混凝土工程技術(shù)的發(fā) 展，展，對(duì)混凝土性能提出了許多新的要求。如對(duì)混凝土性能提出了許多新的要求。如 泵送混凝土要求高的流動(dòng)性；泵送混凝土要求高的流動(dòng)性； 冬季施工要求高的早期強(qiáng)度；冬季施工要求高的早期強(qiáng)度； 高層建筑、海洋結(jié)構(gòu)要求高強(qiáng)、高耐久性高層建筑、海洋結(jié)構(gòu)要求高強(qiáng)、高耐久性。 這些性能的實(shí)現(xiàn)，需要應(yīng)用高性能外加劑。由于外加劑對(duì)混凝土技術(shù)性這些性能的實(shí)現(xiàn)，需要應(yīng)用高性能外加劑。由于

22、外加劑對(duì)混凝土技術(shù)性能的改善，它在工程中應(yīng)用的比例越來越大，不少國(guó)家使用摻外加劑的能的改善，它在工程中應(yīng)用的比例越來越大，不少國(guó)家使用摻外加劑的混凝土已占混凝土總量的混凝土已占混凝土總量的60609090。因此，外加劑也就逐漸成為混。因此，外加劑也就逐漸成為混凝土中的第五種成分。凝土中的第五種成分?；炷镣饧觿┑陌l(fā)展 1885 氯化鈣(促凝劑)的專利 1925 水密性外加劑 1930 鋁 粉(發(fā)泡劑) 1932 萘磺酸甲醛縮合物(減水劑) 1938 引氣劑 1938 早強(qiáng)劑與緩凝劑 1939 木質(zhì)磺酸鹽(減水劑) 1950 消泡劑 1955 冰點(diǎn)降低劑 1960 密胺樹脂(減水劑) 1993

23、聚丙烯酸(減水劑) 1997 聚羧酸脂(減水劑)v 混凝土外加劑種類繁多，根據(jù)混凝土外加劑種類繁多，根據(jù)混凝土外加劑的分類、命名與定混凝土外加劑的分類、命名與定義義(GB8075)(GB8075)的規(guī)定，混凝土外加劑按其主要功能的規(guī)定，混凝土外加劑按其主要功能分為四類：分為四類： 1)1)改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。和泵送劑等。 2)2)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強(qiáng)劑調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等。和速凝劑等。 3)3)改善混凝土耐久性的

24、外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑、減改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑、減縮劑等?？s劑等。 4)4)改善混凝土其他性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、改善混凝土其他性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。著色劑、防水劑和泵送劑等。v 目前，在工程中常用的外加劑主要有減水劑、引氣劑、早強(qiáng)劑目前，在工程中常用的外加劑主要有減水劑、引氣劑、早強(qiáng)劑 、緩凝劑、防凍劑等。緩凝劑、防凍劑等。一、外加劑及其分類二、減水劑 混凝土減水劑是指在保持混凝土拌合物和易性一定的混凝土減水劑是指在保持混凝土拌合物和易性一定的條件下，具有顯著減水作用的外加劑，又稱為條

25、件下，具有顯著減水作用的外加劑，又稱為“塑化塑化劑劑”，高效減水劑又稱為，高效減水劑又稱為“超塑化劑超塑化劑”。 1.1.減水劑的作用機(jī)理減水劑的作用機(jī)理減水劑多屬于表面活性劑，它的分子結(jié)構(gòu)是由親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)組成；摻入減水劑前摻入減水劑前： 當(dāng)水泥加水拌合形成水泥漿的過程中，水泥顆粒把一部分水包裹在顆粒之間而形成絮凝狀結(jié)構(gòu)，水的作用不能充分發(fā)揮； 二、減水劑摻入減水劑后摻入減水劑后：表面活性劑在水泥顆粒表面作定向排列使水泥顆粒表面帶有同種電荷，這種排斥力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水泥顆粒之間的分子引力，使水泥顆粒分散，絮凝狀結(jié)構(gòu)中的水分釋放出來，混凝土拌合用水的作用得到充分的發(fā)揮，拌合物的流動(dòng)性明顯提高；表

26、面活性劑的極性基與水分子產(chǎn)生締合作用，使水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，阻止了水泥顆粒之間直接接觸，起到潤(rùn)滑作用，改善了拌合物的流動(dòng)性。 游離水水泥顆粒電性斥力減水劑水泥顆粒游離水溶劑化水膜水泥顆粒絮凝狀結(jié)構(gòu)減水劑分散水泥的機(jī)理 加減水劑前 加減水劑后絮 凝分 散沒加減水劑的水泥漿加減水劑后的水泥漿 3) 減水劑的作用效果 通過濕潤(rùn)、潤(rùn)滑、分散、塑化等作用，能使水泥漿變稀、混凝土拌和流動(dòng)性增大，從而，取得下列效果：在保持用水量不變的條件下，增大坍落度，改善和易性，使混凝土易于澆注、成型密實(shí)；在保持坍落度不變的條件下，減少用水量，降低水灰比(水膠比) ，提高混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性；在保持混凝土強(qiáng)度和

27、和易性，在減少用水量的同時(shí)減少水泥用量。坍落度坍落度(inch)(inch)減水劑摻量減水劑摻量(水泥質(zhì)量的水泥質(zhì)量的)減水劑對(duì)混凝土拌合物坍落度的影響 當(dāng)水灰比一定時(shí)，混凝土拌合物的坍落度隨著減水劑摻量的增加而增大水灰比水灰比減水劑摻量減水劑摻量(水泥質(zhì)量的水泥質(zhì)量的)減水劑摻量對(duì)水灰比的影響 當(dāng)坍落度恒定時(shí)，新拌混凝土的水灰比隨著減水劑摻量的增加而減小測(cè)量坍落度值二、減水劑3.3.常用的減水劑常用的減水劑 （1） 木質(zhì)素系減水劑（M型）木質(zhì)素系減水劑主要使用木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣），屬于陰離子表面活性劑，為普通減水劑，其適宜摻量為0.20.3，減水率10左右。 對(duì)混凝土有緩凝作用，一般緩凝。（

28、2）萘系減水劑高效減水劑，其主要成分為一萘磺酸鹽甲醛縮合物，屬陰離子表面活性劑。這類減水劑品種很多，目前我國(guó)生產(chǎn)的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建型等。 萘系減水劑適宜摻量為0.51.0，其減水率較大，為1025%增強(qiáng)效果顯著，緩凝性很小，大多為非引氣型。適用于日最低氣溫以上的所有混凝土工程，尤其適用于配制高強(qiáng)、早強(qiáng)、流態(tài)等混凝土。（結(jié)合80頁表4.16）二、減水劑（3）樹脂類減水劑為水溶性樹脂，主要為磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑，簡(jiǎn)稱密胺樹脂減水劑，為陰離子表面活性劑。我國(guó)產(chǎn)品有SM樹脂減水劑，為非引氣型早強(qiáng)高效減水劑，其各項(xiàng)功能與效果均比萘系減水劑還好。SM適宜摻量為0.52.0

29、，減水率達(dá)2027。（4）糖蜜類減水劑普通減水劑。它是以制糖工業(yè)的糖渣、廢蜜為原料，采用石灰中和而成，為棕色粉狀物或糊狀物，其中含糖較多，屬非離子表面活性劑。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品粉狀有TF、ST、3FG等。適宜摻量0.20.3，減水率10左右，屬緩凝減水劑。三、引氣劑引氣劑引氣劑：是指在混凝土攪拌過程中，能引入大量分布均勻的封閉小氣是指在混凝土攪拌過程中，能引入大量分布均勻的封閉小氣泡，以減少混凝土拌合物的泌水、離析，改善和易性，并能顯著提泡，以減少混凝土拌合物的泌水、離析，改善和易性，并能顯著提高硬化混凝土抗凍性、耐久性的外加劑。高硬化混凝土抗凍性、耐久性的外加劑。 目前，應(yīng)用較多的引氣劑為松香熱聚物、

30、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。目前，應(yīng)用較多的引氣劑為松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。 松香熱聚物是松香與苯酚、硫酸、氫氧化鈉以一定配比經(jīng)加熱縮聚松香熱聚物是松香與苯酚、硫酸、氫氧化鈉以一定配比經(jīng)加熱縮聚而成。松香皂是由松香經(jīng)氫氧化鈉皂化而成。松香熱聚物的適宜摻而成。松香皂是由松香經(jīng)氫氧化鈉皂化而成。松香熱聚物的適宜摻量為水泥質(zhì)量的量為水泥質(zhì)量的0 00050050 00202，混凝土的含氣量為，混凝土的含氣量為3 35 5，減水率為減水率為8 8左右。左右。 引氣劑屬憎水性表面活性劑，使水溶液在攪拌過程中極易產(chǎn)生許多引氣劑屬憎水性表面活性劑，使水溶液在攪拌過程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡

31、直徑多在微小的封閉氣泡，氣泡直徑多在202010001000 m m。同時(shí)，因引氣劑定向。同時(shí)，因引氣劑定向吸附在氣泡表面，形成較為牢固的液膜，使氣泡穩(wěn)定而不破裂吸附在氣泡表面，形成較為牢固的液膜，使氣泡穩(wěn)定而不破裂。三、引氣劑u (1)(1)改善混凝土拌合物的和易性改善混凝土拌合物的和易性 。 u (2)(2)顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性：顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性：u 大量均勻分布的封閉氣泡有較大的彈性變形能力，對(duì)由水結(jié)冰所大量均勻分布的封閉氣泡有較大的彈性變形能力，對(duì)由水結(jié)冰所產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力有一定的緩沖作用，因而混凝土的抗凍性得到提產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力有一定的緩沖作用，因而混凝土的抗凍性

32、得到提高。大量微小氣泡占據(jù)于混凝土的孔隙，切斷毛細(xì)管通道，使抗高。大量微小氣泡占據(jù)于混凝土的孔隙，切斷毛細(xì)管通道，使抗?jié)B性得到改善。滲性得到改善。u (3)(3)降低混凝土強(qiáng)度，變形能力有所增大。降低混凝土強(qiáng)度，變形能力有所增大。u 一般混凝土的含氣量每增加一般混凝土的含氣量每增加1 1時(shí)，其抗壓強(qiáng)度將降低時(shí)，其抗壓強(qiáng)度將降低4 46 6，抗折強(qiáng)度降低抗折強(qiáng)度降低2 23 3。 引氣劑可用于抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、抗硫酸鹽侵蝕混凝土、泌引氣劑可用于抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、抗硫酸鹽侵蝕混凝土、泌水嚴(yán)重的混凝土、貧混凝土、輕混凝土，以及對(duì)飾面有要求的混水嚴(yán)重的混凝土、貧混凝土、輕混凝土，以及對(duì)飾面

33、有要求的混凝土等，但引氣劑不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土。凝土等，但引氣劑不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土。四、早強(qiáng)劑早強(qiáng)劑是指摻入混凝土中能夠提高混凝土早期強(qiáng)度，對(duì)后期強(qiáng)度無明顯影響的外加劑。 種 類無機(jī)鹽類早強(qiáng)劑有機(jī)物類早強(qiáng)劑復(fù)合早強(qiáng)劑主要品種氯化鈣、硫酸鈉三乙醇胺、三異丙醇胺、尿素等二水石膏+亞硝酸鈉+三乙醇胺適宜摻量氯化鈣12；硫酸鈉0.520.020.052二水石膏+1亞硝酸鈉+0.05三乙醇胺作用效果氯化鈣：可使2d3d強(qiáng)度提高40100，7d強(qiáng)度提高25能使3d強(qiáng)度提高70注意事項(xiàng)氯鹽會(huì)銹蝕鋼筋，摻量必須符合有關(guān)規(guī)定對(duì)鋼筋無銹蝕作對(duì)鋼筋無銹蝕作用用早強(qiáng)效果顯著，適用于早強(qiáng)效果顯

34、著，適用于嚴(yán)格禁止使用氯鹽的鋼嚴(yán)格禁止使用氯鹽的鋼筋混凝土筋混凝土常用早強(qiáng)劑的品種、摻量及作用效果 五、其他外加劑1 1、緩凝劑、緩凝劑 是指能延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，并對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展無不利影響的外加劑。2 2、速凝劑、速凝劑 是指能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。速凝劑主要有無機(jī)鹽類和有機(jī)物類兩類。我國(guó)常用的速凝劑是無機(jī)鹽類，主要有紅星I型、711型、728型、8604型等。在滿足施工要求的前提下，以最小摻量為宜。 五、其他外加劑3 3、防凍劑、防凍劑 是能使混凝土在負(fù)溫下硬化，并在規(guī)定養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到預(yù)期足夠防凍強(qiáng)度的外加劑。4 4、減縮劑與膨脹劑、減縮劑與膨脹劑 混凝土很大的一個(gè)缺點(diǎn)是在干

35、燥條件下產(chǎn)生收縮，這種收縮導(dǎo)致了硬化混凝土的開裂和其他缺陷的形成和發(fā)展，使混凝土的使用壽命大大下降。在混凝土中加入減縮劑能大大降低混凝土的干燥收縮，典型性的能使混凝土的28d收縮值減少5080，最終收縮值減少2550。 膨脹劑是指摻入混凝土后能使其產(chǎn)生補(bǔ)償收縮或微膨脹的外加劑。5 5、泵送劑、泵送劑 新拌混凝土在泵送過程中能顯著改善其泵送性能的外加劑 。在混凝土中摻用外加劑，若選擇和使用不當(dāng)，會(huì)造成質(zhì)量事故。因此，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1外加劑品種的選擇外加劑品種的選擇 外加劑品種、品牌很多，效果各異，特別是對(duì)不同品種水泥效果不同。在選擇外加劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程需要，現(xiàn)場(chǎng)的材料條件，參考有關(guān)資料，通過

36、試驗(yàn)確定。 2外加劑摻量的確定外加劑摻量的確定 混凝土外加劑均有適宜摻量。摻量過小，往往達(dá)不到預(yù)期效果；摻量過大，則會(huì)影響混凝土質(zhì)量，甚至造成質(zhì)量事故。因此，應(yīng)通過試驗(yàn)試配，確定最佳摻量。六、外加劑的選擇和使用 3外加劑的摻加方法外加劑的摻加方法 外加劑的摻量很少，必須保證其均勻分散，一般不能直接加入混凝土攪拌機(jī)內(nèi)。摻入方法會(huì)因外加劑不同而異，其效果也會(huì)因摻入方法不同而存在差異。故應(yīng)嚴(yán)格按產(chǎn)品技術(shù)說明操作。如：減水劑有同摻法、后滲法、分摻法等三種方法。 a. 同摻法，為減水劑在混凝土攪拌時(shí)一起摻入； b. 后摻法，是攪拌好混凝土后間隔一定時(shí)間，然后再摻入： c. 分摻法，是一部分減水劑在混凝土

37、攪拌時(shí)摻入，另一部分在間隔一段時(shí)間后再摻入。 而實(shí)踐證明，后摻法最好，能充分發(fā)揮減水劑的功能。六、外加劑的選擇和使用 4外加劑的儲(chǔ)運(yùn)保管外加劑的儲(chǔ)運(yùn)保管 混凝土外加劑大多為表面活性物質(zhì)或電解質(zhì)鹽類，具有 較強(qiáng)的反應(yīng)能力，敏感性較高，對(duì)混凝土性能影響很 大，所以在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中應(yīng)加強(qiáng)管理。 失效的、不合格的、長(zhǎng)期存放、質(zhì)量未經(jīng)明確的禁止使用； 不同品種類別的外加劑應(yīng)分別儲(chǔ)存運(yùn)輸； 應(yīng)注意防潮、防水、避免受潮后影響功效； 有毒的外加劑必須單獨(dú)存放，專人管理； 有強(qiáng)氧化性外加劑必須進(jìn)行密封儲(chǔ)存； 同時(shí)還必須注意儲(chǔ)存期不得超過外加劑的有效期。六、外加劑的選擇和使用 工程實(shí)例3北京某旅館的一層鋼筋混凝土工程在冬季施工，為使混凝土防凍，在澆筑混凝土?xí)r摻入水泥用量3%的氯鹽。建成使用兩年后，在A柱柱頂附近掉下一塊直接約40mm的混凝土碎塊。停業(yè)