混凝土原材料

混凝土原材料之水泥侯永生2013年7月主要內(nèi)容一、水泥基本知識二、水泥的現(xiàn)代水平三、水泥的發(fā)展趨勢四、通用水泥性能特點五、水泥質(zhì)量對混凝土質(zhì)量的影響膠凝材料有機膠凝材料（樹脂、瀝青等）無機膠凝材料水硬性膠凝材料（水泥）氣硬性膠凝材料（石灰、石膏）二者有何區(qū)別？？？經(jīng)過一系列的物理和化學(xué)變化，能夠產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀或粉狀材料膠結(jié)起來，形成為一個整體的材料。一、水泥基本知識氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料的區(qū)別水硬性膠凝材料不僅可以在凝結(jié)硬化，還可以得到更好的凝結(jié)硬化。氣硬性膠凝材料在凝結(jié)硬化。只能空氣中空氣中在水中一、水泥基本知識一、水泥基本知識一、水泥基本知識一、水泥基本知識一、水泥基本知識一、水泥基本知識二、水泥的現(xiàn)代水平（1）、提高了早期強度從20世紀(jì)50年代，國外就致力于提高水泥及混凝土早期強度，到70年代初已提高近50％。早期強度高有利于多摻細粉填料，提前拆模板，減輕后期養(yǎng)護的負擔(dān)。美國從1920年到1999年，70年中水泥的7d抗壓強度增長了幾乎2.5倍。（2）、提高了硅酸三鈣含量

水泥早期強度提高的一個主要原因是提高了早強礦物含量，尤其硅酸三鈣含量。20世紀(jì)60年代水泥熟料C3S含量在45％左右，C2S含量29％左右。80年代C3S含量為49％，C2S含量21％。90年代末C3S含量60.0％，C2S含量18.4％。鋁酸三鈣60年代為7％，80年代為13％，90年代為12.8％。

（3）、重視水泥的合理顆粒分布

近年來，一方面水泥磨得更細了，勃氏比表面積都在300～350m2/kg以上，42.5、52.5以及礦渣水泥磨得更細，達到400m2/kg甚至600m2/kg以上，還有向更細方向發(fā)展的趨勢。二、水泥的現(xiàn)代水平另一方面則更加重視合理的顆粒分布，例如，自1992年歐洲公布水泥試行標(biāo)準(zhǔn)以來便正式允許在水泥中加入不超過5％的填充材料，又稱次要組分，其目的就是調(diào)整顆粒分布，增加細粉含量，改善砂漿和易性和保水性?，F(xiàn)在采取熟料與混合材分開粉磨再按不同配比混合的措施，其中一個目的也是控制合理的顆粒分布，包括水泥各主要組分的顆粒分布。（4）、更加合理的混合材摻入量

摻混合材的水泥已為各國所接受，摻量比例逐年上升，但對混合材的某些性能提出了更高的要求，對混合材摻量作了更細和統(tǒng)一劃分。這樣更有利于水泥品種的選用，混凝土中最低水泥或熟料含量的控制，使混合材的品種和用量更加符合混凝土設(shè)計要求。

二、水泥的現(xiàn)代水平（5）、用“標(biāo)準(zhǔn)熟料”配制特性水泥

由于粉磨技術(shù)的提高，以及對顆粒分布、混合材摻配、微細粉改性和外加劑等影響水泥性能問題的深入研究和發(fā)展，使得水泥廠可以大量生產(chǎn)所謂“標(biāo)準(zhǔn)熟料”，熟料和混合材分別粉磨成不同細度，分開存放，再根據(jù)客戶需要調(diào)配成不同品種和性能的水泥。標(biāo)準(zhǔn)熟料通常一種為高C3S和高C3A含量的早強型熟料，一種為高C2S的低熱型熟料，后者用來配制低熱水泥，前者用來配制不同品種、標(biāo)號及施工性能的通用水泥。同一品種標(biāo)號的水泥也可以根據(jù)混凝土工藝要求、季節(jié)氣候等條件變化配制出不同的施工性能。用“標(biāo)準(zhǔn)熟料”還可以配制出一些特種水泥，因為許多混凝土外加劑如早強劑、速凝劑等都含堿，對環(huán)保和混凝土耐久性不利。歐美等市場上已經(jīng)有許多不加和少加含堿外加劑的特種水泥，僅通過調(diào)整水泥化學(xué)成分、組分組成、控制顆粒分布、硫酸鹽最佳摻配、微粉改性及適當(dāng)外加劑便可生產(chǎn)出如快凝水泥、早強水泥、噴射水泥、抗硫酸鹽水泥及油井水泥等特性水泥。二、水泥的現(xiàn)代水平地下混凝土構(gòu)件,若侵蝕性水中含量≤1500mg/L時可以用粉煤灰水泥和在混凝土中摻粉煤灰代替抗硫酸鹽水泥。歐美一些國家也很少和不用專用的道路水泥，而是用通用水泥，通過對細度、早期強度、發(fā)熱量、堿含量等的限定控制混凝土路面開裂,通過提高混凝土強度等級達到耐磨要求。所以并非特種水泥所占比例越高就顯示技術(shù)水平高。三、水泥的發(fā)展趨勢A、提高早期強度不再主要依靠提高C3S含量

燒高C3S含量的熟料勢必增大能耗，因此有學(xué)者提出，熟料中C3S和C3A在現(xiàn)有高含量的基礎(chǔ)上可以適當(dāng)降低，今后提高早期強度不必主要依靠提高C3S，可以通過其它措施達到目的。

B、水泥無需磨得更細

現(xiàn)在國外的水泥已經(jīng)夠細了，再提高細度又會加大能耗、鋼耗，多使用助磨劑和減水劑，對混凝土耐久性不利。今后提高水泥早期強度不一定要走細磨道路，可以通過調(diào)整水泥顆粒分布達到最佳堆積密度，適當(dāng)加入高效分散劑降低水膠比，使?jié){體中水泥顆粒靠得更緊密，同樣可以配制出高早期強度和高密實性的混凝土。

三、水泥的發(fā)展趨勢C、生產(chǎn)高活性貝利特水泥

國外自80年代初就有人研究通過離子活化、提高升溫和冷卻速度等方法生產(chǎn)高活性貝利特水泥。這種水泥煅燒溫度低，有利節(jié)能和環(huán)保，水泥中鋁酸鹽和鐵酸鹽礦物含量都在正常范圍內(nèi)，不影響提高混凝土耐久性。但由于技術(shù)和設(shè)備條件所限沒有大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。近幾年日本等國生產(chǎn)一些高C2S含量的水泥，今后有望在提高貝利特水泥活性方面取得更大進展，成為一種通用的大宗膠凝材料。

三、水泥的發(fā)展趨勢D、微粉改性與開發(fā)高效減水劑

微粉改性在配制高性能混凝土方面取得很大成功，在水泥改性方面將發(fā)揮作用，用少量高度磨細的活性或惰性混合材不僅可以提高水泥強度，還可以改善和易性、凝結(jié)硬化特性、抗蝕性等物理性能，這方面的研究與開發(fā)還處于起步階段。微粉改性要與高效減水劑相配合。加入細粉會加劇結(jié)團，降低砂漿和易性，減水劑多加對混凝土耐久性不利，所以必須開發(fā)高效的與水泥相容性要求不嚴(yán)的外加劑與微粉改性相配合，這方面還大有潛力可挖，將能獲得許多具有獨特性能的水泥。

三、水泥的發(fā)展趨勢另外還有一些新的成果和觀點，如日本開發(fā)出的圓粒水泥，因顆粒圓形度好，大小均齊，水泥砂漿用水量低，流動性好，強度也高。但這種水泥目前都是經(jīng)兩次粉磨工藝生產(chǎn)的，在對混凝土工藝與性能的影響和市場競爭力方面還有一段路要走。加拿大一學(xué)者還提出，今后也可以用礦化劑降低熟料煅燒溫度至1250～1300℃，以降低能耗和CO2排放量，與此有關(guān)的各種試驗還在進行中，尚未達到完全可靠、可以大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)和推廣的程度。20%40%四、通用水泥性能特點四、通用水泥性能特點品種標(biāo)準(zhǔn)代號標(biāo)號性能特點適用范圍不適用范圍硅酸鹽水泥P．I、P．II42.5,42.5R,52.5,52.5R,62.5,62.5R硬化快、早期強度高、水化熱較高、抗凍性能好、耐熱性較差、耐腐蝕性較差快硬早強的工程、配制高標(biāo)號混凝土、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件、地下工程的噴射里襯等大體積混凝土工程、受化學(xué)侵蝕水及海水侵蝕的工程、受水壓作用的工程普通硅酸鹽水泥P．O42.5,42.5R,52.5,52.5R早期強度較高、水化熱較高、耐凍性好、耐熱性較差、耐腐蝕性較差,耐水性較差一般土建工程中混凝土及預(yù)應(yīng)力構(gòu)件、受反復(fù)冰凍作用的結(jié)構(gòu)、拌制高強度混凝土大體積混凝土工程、受化學(xué)侵蝕水及海水侵蝕的工程、受水壓作用的工程礦渣硅酸鹽水泥P．S32.5,32.5R,42.5,42.5R,52．5,52．5R硬化慢、早期強度低、后期強度增長較快、水化熱較低、耐熱性較好、耐硫酸鹽侵蝕和耐水性較好、抗凍性差、易泌水、干縮較大高溫車間和有耐熱要求的混凝土結(jié)構(gòu)、大體積混凝土結(jié)構(gòu)、蒸養(yǎng)的混凝土構(gòu)件、地上地下和水中的一般混凝土結(jié)構(gòu)、有抗硫酸鹽侵蝕要求的一般工程早期強度要求較高的工程、嚴(yán)寒地區(qū)及處于水位升降范圍內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥P．P硬化慢、早期強度低、水化熱較低、耐熱性差、耐硫酸鹽侵蝕和耐水性較好、抗凍性差、易泌水、干縮較大地下及水小大體積混凝土結(jié)構(gòu)和有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)、蒸養(yǎng)的混凝土結(jié)構(gòu)、一般混凝土結(jié)構(gòu)、有抗硫酸鹽侵蝕要求的—般工程處于干燥環(huán)境的工程、有耐磨性要求的工程、其他同礦渣水泥粉煤灰硅酸鹽水泥P．F硬化慢、早期強度低、水化熱較低、耐熱性差、干縮較小、抗裂性較好、抗炭化能力差、耐硫酸鹽侵蝕和耐水性較好地上和地下及水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)、蒸養(yǎng)的混凝土結(jié)構(gòu)、一般混凝土結(jié)構(gòu)、有抗硫酸鹽侵蝕要求的一般工程有抗炭化要求的工程、其他同火山灰水泥五、水泥質(zhì)量對混凝土質(zhì)量的影響（1）、水泥強度波動對混凝土強度的影響當(dāng)水灰比(W/C)一定時，混凝土強度將隨水泥28d膠砂強度變化而變化，但不同等級混凝土（水灰比W/C不同）的強度變化率不一樣。當(dāng)水泥強度變化（Δfce）1MPa時，理論上各等級混凝土強度的變化值（Δfcu,o）在0.67～1.50MPa范圍內(nèi)變化。C40及以上高標(biāo)號混凝土的強度對水泥強度波動較為敏感，例如水泥強度每波動1Mpa，C60混凝土強度波動達1.5MPa；而對C40以下低標(biāo)號混凝土，水泥強度波動對混凝土強度的影響較小。一般，同一水泥廠的同一強度等級水泥的強度波動范圍在7—13MPa，其對C20～C60混凝土強度分別造成5.0～20MPa的波動幅度。五、水泥質(zhì)量對混凝土質(zhì)量的影響（2）、水泥需水性波動對混凝土性能的影響當(dāng)其他條件不變時，為達到一定的流動性（坍落度），混凝土用水量將隨水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的增大而增大。對普通混凝土，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量每增減1％，要維持混凝土坍落度不變，則每m3混凝土用水量相應(yīng)約增減6～8kg水。特別是對高標(biāo)號混凝土，水泥需水性對混凝土強度的影響愈發(fā)顯著，匡楚勝以水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為25％作為標(biāo)準(zhǔn)值，得出混凝土用水量隨水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增減而變化的經(jīng)驗公式：ΔW=C（N－0.25）×0.8，式中：ΔW——每m3混凝土用水量變化值，kg/m3；

C——每m3混凝土水泥用量，kg/m3；

N——水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，％。五、水泥質(zhì)量對混凝土質(zhì)量的影響水泥需水性波動除引起混凝土強度變化外，還將影響到混凝土的和易性和耐久性。當(dāng)水泥需水性增大時，混凝土的實際水灰比增大，混凝土容易產(chǎn)生離析、泌水現(xiàn)象，很容易造成混凝土輸送泵管堵塞。如果水泥需水性波動過大，由于水灰比的不均勻，混凝土凝結(jié)和收縮不一致，使混凝土的微觀缺陷增加，對混凝土的耐久性造成損害。五、水泥質(zhì)量對混凝土質(zhì)量的影響（3）、水泥凝結(jié)時間對混凝土性能的影響水泥的凝結(jié)時間是基于用凈漿、水灰比在0.24～0.27之間，且在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室養(yǎng)護等條件下測得的，而混凝土中既有砂石骨料，水灰比隨強度等級變化（一般均大于0.27），一般還摻有粉煤灰和緩凝劑，因此即使在同等養(yǎng)護條件下混凝土的凝結(jié)時間一般都大于水泥的凝結(jié)時間。單位體積混凝土中骨料含量越高、水灰比越大、粉煤灰摻量越大、緩凝劑用量越多，則混凝土的凝結(jié)時間越長。因此水泥凝結(jié)時間波動1h，配制混凝土后的凝結(jié)時間變化一般要大于1h，往往被“放大”到2—3個小時。而當(dāng)摻有緩凝劑后，初、終凝時間差均能達到5h—6.5h。?；炷猎牧现橇现饕獌?nèi)容一、骨料的種類二、細骨料的性能對混凝土的影響三、粗骨料的性質(zhì)對混凝土的影響四、骨料的發(fā)展趨勢五、骨料的標(biāo)準(zhǔn)體系六、骨料使用過程中的主意事項一、骨料的種類細骨料按其來源或按其細度模數(shù)分類分類法名稱說明按來源分人造砂天然砂如機制砂、混合砂海砂、河砂、山砂按細度模數(shù)分粗砂中砂細砂特細砂細度模數(shù)為3.7-3.1；平均粒徑大于0.5mm細度模數(shù)為3.0-2.3；平均粒徑為0.5-0.35mm細度模數(shù)為2.2-1.6；平均粒徑為0.35-0.25mm細度模數(shù)為1.5-0.7；平均粒徑小于0.25mm一、骨料的種類粗骨料可按粒型、石質(zhì)或級配分類。分類法類別說明按粒型分卵石天然水流沖刷而成碎石人力破碎，針片狀少；機械破碎，顎式破碎機破碎的，針片狀多按石質(zhì)分火成巖深火成巖（花崗巖、正長巖）噴出火成巖（玄武巖、輝綠巖）水成巖石灰?guī)r、砂巖變質(zhì)巖片麻巖、石英巖按級配分連續(xù)級配單粒級配二、細骨料的性能對混凝土的影響1、顆粒級配2、顆粒形狀3、含泥量4、泥塊含量5、有機物、硫化物、硫酸鹽含量6、云母含量7、堅固性二、細骨料的性能對混凝土的影響1、顆粒級配細度模數(shù)的大小主要影響混凝土的和易性與需水量。砂子的細度模數(shù)太大，混凝土干澀、容易泌水，這是因為砂子中粗顆粒含量多，造成砂子骨架孔隙大，混凝土流動阻力大、保水性差。細骨料中小于0.3mm顆粒含量對混凝土泵送性影響較大，小于15%含量的砂子不利于混凝土泵送。要改善混凝土的和易性，必須增加水泥或細粉摻合料的用量，這又會加大混凝土的成本。砂子的細度模數(shù)太小，混凝土發(fā)粘、需水量大，這是由于砂子細粒含量多，比表面積增大，需更多的水泥漿包裹砂子顆粒，引起混凝土用水量增加，而且顆粒越細，對水的吸附越強，保水性太好而增加混凝土的粘度。另外砂子偏細時，混凝土的坍落度保持更加困難，收縮也會增加，對混凝土抗裂不利。一般采用細度模數(shù)在2.4-3.0的砂子配制混凝土較為合適。二、細骨料的性能對混凝土的影響2、顆粒形狀河砂和海砂經(jīng)水流沖刷，顆粒多為近似球狀，且表面少棱角、較光滑，配制的混凝土流動性往往比山砂或機制砂好，但與水泥的粘結(jié)性能相對較差；山砂和機制砂表面較粗糙，多棱角，故混凝土拌合物流動性相對較差，但與水泥的粘結(jié)性能較好。水灰比相同時，山砂或機制砂配制的混凝土強度略高；而流動性相同時，因山砂和機制砂用水量較大，故混凝土強度相近。二、細骨料的性能對混凝土的影響3、含泥量砂子含泥量對新拌混凝土性能的影響表現(xiàn)在對混凝土用水量、坍落度的影響，砂子含泥量大，混凝土的需水量高，坍落度減少，坍落度損失加大，尤其是對聚羧酸高性能減水劑的影響更大，砂子對硬化混凝土性能的影響表現(xiàn)在強度和收縮性方面，一般砂子含泥量超過2%就會對混凝土強度產(chǎn)生不利影響。同時含泥量的增加會加大混凝土的干縮，降低混凝土的抗?jié)B性、抗凍性，這主要是由于含泥量會減弱各組分之間的粘結(jié)力，增加混凝土微小滲水通道的緣故二、細骨料的性能對混凝土的影響4、泥塊含量砂子中的泥塊在混凝土的拌合過程中有一部分會分散開變?yōu)楹嗔?，一部分在混凝土澆筑后因吸水膨脹會對混凝土產(chǎn)生脹裂破壞，對混凝土的危害程度更大。各種混凝土對砂子的泥塊含量都作出了比含泥量更嚴(yán)格的控制。二、細骨料的性能對混凝土的影響5、有機物、硫化物、硫酸鹽含量一些有機物、硫化物及硫酸鹽，對水泥有腐蝕作用，降低混凝土的耐久性。6、云母含量云母為表面光滑的層、片狀物質(zhì)，與水泥粘結(jié)性差，影響混凝土的強度和耐久性。7、堅固性堅固性不良的砂子在凍融或干濕循環(huán)作用下有可能繼續(xù)風(fēng)化，因此對某些重要工程或特殊環(huán)境下工作的混凝土用砂，應(yīng)做堅固性檢驗。三、粗骨料的性能對混凝土的影響1、強度與彈性模量2、最大粒徑3、顆粒級配4、針、片狀含量5、粗骨料用量對混凝土性能的影響三、粗骨料的性能對混凝土的影響1、強度與彈性模量粗骨料是混凝土的骨架，一般粗骨料的強度高于混凝土的強度，對低等級混凝土破壞時主要在水泥石與粗骨料的界面處破壞，但對高強度混凝土骨料本身與界面破壞同時存在，骨料的強度應(yīng)大于混凝土強度等級的1.5倍，且不小于45MPa（飽水）。另外粗骨料的變形特性（一般以彈性模量表示）對混凝土的應(yīng)力應(yīng)變情況也有較大影響，一般應(yīng)與水泥砂漿的變形特性盡量接近，使兩者受力、變形情況一致較為有利。三、粗骨料的性能對混凝土的影響2、最大粒徑粗骨料的公稱粒級上限稱為最大粒徑。對低強度等級的混凝土，骨料粒徑越大，其表面積越小，通?？障堵室蚕鄳?yīng)減小，因此所需的水泥漿或砂漿數(shù)量也可相應(yīng)減少，有利于節(jié)約水泥、降低成本，并改善混凝土性能。但隨著粗骨料最大粒徑的增加，顆粒與水泥漿的粘結(jié)力下降，顆粒內(nèi)部的微裂縫幾率也增加，對配制高強度等級的混凝土不利，一般規(guī)定高強度混凝土用粗骨料最大粒徑不大于25mm。三、粗骨料的性能對混凝土的影響3、顆粒級配粗骨料顆粒級配是否合適，直接影響水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)和經(jīng)濟效果，因而粗集料級配的選定是保證混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。具有良好級配的骨料，能夠最大限度地減少孔隙率，降低水泥砂漿的用量，從而節(jié)約水泥，降低成本。而水泥用量的降低又可以減小混凝土的干縮，降低水化熱。除此之外，良好的顆粒級配，還可以在用水量相同的情況下，提高混凝土的和易性，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟效果。三、粗骨料的性能對混凝土的影響4、針、片狀含量針狀是指長度大于該顆粒所屬粒級平均粒徑的2.4倍的顆粒；片狀是指厚度小于平均粒徑0.4倍的顆粒。粗骨料中的針、片狀顆粒，使骨料的空隙率增大，并降低混凝土的和易性、強度（特別是抗折強度）及抗凍性。三、粗骨料的性能對混凝土的影響5、粗骨料用量對混凝土性能的影響粗骨料在混凝土中存在一個最優(yōu)用量問題。一定條件下，增加粗骨料用量，可以降低混凝土單位成本，減小混凝土收縮徐變，并增強抗腐蝕能力，從而提高混凝土的耐久性。同時，由于粗骨料本身具有比砂漿更高的強度，在一定體積含量范圍內(nèi)還能相應(yīng)提高混凝土強度。但骨料含量也不能太高，否則會使?jié){、骨料界面粘結(jié)質(zhì)量降低，混凝土整體性減弱，從而降低混凝土強度與抗?jié)B、抗凍性能。一般認為，普通混凝土中粗骨料的最優(yōu)含量約為50％，高強混凝土中該值稍高，可達60％左右。四、骨料的發(fā)展趨勢1、人造骨料2、用海沙取代山沙和河沙3、廢棄混凝土的再利用4、利用尾礦制作骨料四、骨料的發(fā)展趨勢1、人造骨料人造骨料就是以一些天然材料或工業(yè)廢渣、城市垃圾等為原材料制得的混凝土骨料，它對環(huán)境保護有著非常積極的作用。生產(chǎn)人造骨料的工業(yè)廢料很多，高爐礦渣、電爐氧化礦渣、銅渣、粉煤灰等。日本已經(jīng)開發(fā)利用城市下水道污泥生產(chǎn)骨料的技術(shù)四、骨料的發(fā)展趨勢2、用海沙取代山沙和河沙用海沙取代山沙和河沙，作混凝土的細骨料，是解決混凝土細骨料資源問題的有效方法，因為海沙的資源很豐富。但是海沙中含有鹽分、氯離子，容易使鋼筋銹蝕，硫酸根離子對混凝土也有很強的侵蝕作用。此外，海沙顆粒較細，且粒度分布均一，很難形成級配；有些海沙往往混入較多的貝殼類輕物質(zhì)。目前已經(jīng)開發(fā)出一些對海沙中鹽分的處理方法，例如散水自然清洗法、機械清洗法、自然放置法。對于海沙的級配問題，主要采取摻入粗粒砂的辦法進行調(diào)整，使之滿足級配要求。四、骨料的發(fā)展趨勢3、廢棄混凝土的再利用廢棄混凝土的再利用最早開始于歐洲，1976年，以當(dāng)時的西德、比利時和荷蘭為主成立了“混凝土解體與再利用委員會”，開始將混凝土廢棄物作為混凝土的粗、細骨料，后日本也相繼開始了對廢棄混凝土再生利用的研究。四、骨料的發(fā)展趨勢4、利用尾礦制作骨料選礦過程中，尾礦顆粒不斷經(jīng)水沖刷，表面較干凈，無塵屑、無淤泥等有害物質(zhì)，其新鮮表面粗糙、具有梭角。尾礦顆?？刹槐丶庸せ蚪?jīng)過適當(dāng)?shù)募庸?，得到不同的粒級，作為混凝土的粗細骨料使用，所配制的混凝土具有較高的強度和較好的耐久性。五、骨料的標(biāo)準(zhǔn)體系1、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)2、混凝土原材料標(biāo)準(zhǔn)3、專項標(biāo)準(zhǔn)五、骨料的標(biāo)準(zhǔn)體系1、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T14684-2011建筑用砂GB/T14685-2011建筑用卵石、碎石五、骨料的標(biāo)準(zhǔn)體系2、混凝土原材料標(biāo)準(zhǔn)JGJ52-2006普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)五、骨料的標(biāo)準(zhǔn)體系3、專項標(biāo)準(zhǔn)CECS48：93砂石堿活性快速試驗方法TB/T2922.1-1998鐵路混凝土用骨料堿活性試驗方法巖相法TB/T2922.2-1998鐵路混凝土用骨料堿活性試驗方法化學(xué)法TB/T2922.3-1998鐵路混凝土用骨料堿活性試驗方法砂漿棒法TB/T2922.4-1998鐵路混凝土用骨料堿活性試驗方法巖石柱法

TB/T2922.5-2002鐵路混凝土用骨料堿活性試驗方法快速砂漿棒法六、骨料使用中的主意事項1、堿活性2、堅固性3、含泥量、石粉含量4、骨料粒形5、骨料級配混凝土原材料之水主要內(nèi)容一、水在混凝土中的作用二、水對混凝土性能的影響三、混凝土用水的質(zhì)量要求一、水在混凝土中的作用1、水化作用

2、潤滑作用

3、養(yǎng)護作用一、水在混凝土中的作用1、水化作用

提供膠凝材料水化反應(yīng)所需水，這部分水在混凝土總用水量中所占比例較少，一般為水泥用量的17%左右

一、水在混凝土中的作用2、潤滑作用

是混凝土形成可施工性的關(guān)鍵，該部分水量的多少與所要求的坍落度等施工性能有直接關(guān)系，而且，各種原材料的種類、用量、需水性大小以及外加劑、纖維摻加與否關(guān)系較大。起潤滑作用的水在混凝土澆筑振搗完成后逐步向混凝土表面滲透蒸發(fā)掉，而在混凝土結(jié)構(gòu)中形成大大小小的滲水通道，這些滲水通道是混凝土在工作狀態(tài)中遭受環(huán)境介質(zhì)侵害的根本性原因，它的狀況直接關(guān)系到混凝土的強度與耐久性

一、水在混凝土中的作用3、養(yǎng)護作用混凝土的水化是一個長期而漫長的過程，而水化必須在水分充足的情況下才能正常進行。二、水對混凝土性能的影響1、水灰比2、水中有害雜質(zhì)3、水的活性

二、水對混凝土性能的影響1、水灰比水灰比反應(yīng)水的“量”對混凝土性能的影響，眾所周知，混凝土的強度主要取決于水泥的強度和水灰比，水灰比越大，混凝土強度越低。而當(dāng)水泥進場后水泥強度已經(jīng)確定，水灰比就成了影響混凝土強度最主要的因素了，可見水灰比對混凝土的質(zhì)量至關(guān)重要。水灰比不僅影響混凝土的強度，而且也直接影響著混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗蝕性和抗碳化性能等耐久性。水灰比對混凝土強度、耐久性的影響其根本原因是水灰比影響混凝土的孔結(jié)構(gòu)。

二、水對混凝土性能的影響2、水中有害雜質(zhì)水中有害雜質(zhì)反應(yīng)水的“質(zhì)”對混凝土的影響。水中的雜質(zhì)有不溶于水的，也有溶于水的，對混凝土有害的物質(zhì)主要是泥土等懸浮物、氯鹽、硫酸鹽、堿物質(zhì)。氯鹽可引起混凝土中鋼筋銹蝕，硫酸鹽含量影響混凝土的體積穩(wěn)定性，對鋼筋和混凝土都有侵蝕性破壞，當(dāng)混凝土使用骨料具有堿活性時，水中的堿性物質(zhì)可使混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)破壞。水中這些物質(zhì)對混凝土的破壞作用與水泥等其他材料中所含相應(yīng)物質(zhì)的影響是一致的，

二、水對混凝土性能的影響3、水的活性

水的活性對混凝土的強度、耐久性具有較大的影響，目前，改變水活性簡便易行的方法是磁化。用磁化水拌制混凝土，可節(jié)約水泥10%，提高混凝土的強度10%-25%，提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性。磁化水提高混凝土性能的實現(xiàn)與水的礦物質(zhì)組成、磁場強度、流速、磁化時間等有關(guān)。

三、混凝土用水的質(zhì)量要求

《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-2006規(guī)定，凡符合國家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749的生活飲用水可不經(jīng)檢驗作為混凝土用水。當(dāng)采用地表水，地下水或再生水時，除了檢驗其放射性應(yīng)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749外，還應(yīng)檢驗PH值、不容物、可溶物、氯離子含量、硫酸鹽含量、堿含量以及凝結(jié)時間、抗壓強度比、外觀色澤、氣味等指標(biāo)與觀感。

三、混凝土用水的質(zhì)量要求1、拌和用水應(yīng)不影響混凝土的和易性及凝結(jié)；不影響混凝土強度的發(fā)展；不降低混凝土的耐久性；不加快鋼筋的銹蝕及導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷；不污染混凝土表面。2、用拌和用水與飲用水樣進行水泥凝結(jié)時間對比試驗，對比試驗的水泥初凝時間差及終凝時間差均不得大于30min，且其初凝與終凝時間尚應(yīng)符合GB175水泥標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3、用拌和用水與飲用水樣進行水泥膠砂強度對比試驗，拌合用水配制的水泥膠砂3天和28天強度不得低于用飲用水配制的水泥膠砂3天和28天強度的90%。4、拌合用水不應(yīng)有漂浮明顯的油脂和泡沫，不應(yīng)有明顯的顏色和異味。5、拌和用水的PH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸鹽及堿含量的含量應(yīng)符合下表規(guī)定。

三、混凝土用水的質(zhì)量要求項目預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋混凝土素混凝土項目預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋混凝土素混凝土PH值≥5.0≥4.5≥4.5cl-≤500≤1000≤3500不溶物≤2000≤2000≤5000so42-≤600≤2000≤2700可溶物≤2000≤5000≤10000堿含量≤1500≤1500≤1500注：采用非堿活性骨料時，可不檢驗堿含量。對于設(shè)計使用年限為100年的結(jié)構(gòu)混凝土，cl-含量不得超過500mg/L?；炷猎牧现畵胶狭现饕獌?nèi)容一、摻合料的作用機理二、粉煤灰三、硅灰四、礦渣粉五、沸石粉六、偏高嶺土七、摻合料的復(fù)摻一、摻合料的作用機理1、改善硬化混凝土力學(xué)行為機理2、改善混凝土和易性機理3、改善混凝土耐久性機理一、摻合料的作用機理1、改善硬化混凝土力學(xué)行為機理（1）火山灰效應(yīng)摻合料和礦物外加劑的化學(xué)成份中含有大量活性SiO2及Al2O3，與水泥水化產(chǎn)物Ca（OH）2等堿性物質(zhì)發(fā)生二次水化化學(xué)反應(yīng)，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)增強混凝土的力學(xué)性能，同時摻合料和礦物外加劑消耗掉部分粘結(jié)力薄弱對水泥石強度發(fā)展不利的Ca（OH）2，堵塞混凝土中的毛細組織，改善混凝土中水泥石結(jié)構(gòu)，提高混凝土強度與抗腐蝕能力（2）自緊密堆積效應(yīng)摻合料的粒徑多在10μm左右，可起到填充水泥顆粒間隙的微集料作用，使混凝土形成微觀層次的自緊密體系。實驗結(jié)果表明：摻礦物摻合料混凝土容重較未摻礦物摻合料的基準(zhǔn)混凝土大。（3）形狀因子效應(yīng)摻合料顆粒的形狀和表面粗糙度對緊密堆積及界面粘結(jié)強度有密切的關(guān)系。兩方面物理和化學(xué)的綜合作用，使摻摻合料的混凝土具有致密的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的界面粘結(jié)性能，一、摻合料的作用機理2、改善混凝土和易性機理（1）輔助減水機理流變學(xué)實驗研究表明：水泥漿的流動性與其屈服應(yīng)力τ0

密切相關(guān)，屈服應(yīng)力τ0

愈小，流動性愈好，表現(xiàn)為新拌混凝土坍落度大。摻合料可顯著降低水泥漿屈服應(yīng)力，因此可改善混凝土的和易性，增大水泥漿的流動性。（2）改善坍落度損失機理①摻合料可顯著降低水泥漿的屈服應(yīng)力τ0，由于初始τ0亦較小，使τ0值在較長的時間內(nèi)維持在較低的水平上，使水泥漿處于良好的流動狀態(tài)②混凝土坍落度損失原因之一是由于水分蒸發(fā)，摻摻合料的新拌混凝土具有良好的黏聚性，且泌水性很弱，減緩了水分的蒸發(fā)速率，因此有效地抑制了混凝土坍落度損失。③混凝土坍落度損失與水泥水化動力學(xué)有關(guān)；摻合料在改善混凝土性能的前提下，可等量替代水泥30％-50％配制混凝土，大幅度降低了水泥用量。減緩了膠凝體系的凝聚速率，從而可使新拌混凝土的坍落度損失獲得抑制。

一、摻合料的作用機理3、改善混凝土耐久性機理摻合料對混凝土耐久性的改善主要得益于摻合料對混凝土密實度的提高，因為摻加摻合料的混凝土可形成比較致密的結(jié)構(gòu)，而且顯著改善了新拌混凝土的泌水性，避免形成連通的毛細孔，因此摻合料可改善混凝土的抗?jié)B性。同理，由于水泥石結(jié)構(gòu)致密，二氧化碳難以侵入混凝土內(nèi)部，所以，摻合料混凝土具有優(yōu)良的抗碳化性能。二、粉煤灰1、粉煤灰的標(biāo)準(zhǔn)體系2、粉煤灰的資源化特征

3、粉煤灰對混凝土性能的影響

4、粉煤灰在混凝土中的效應(yīng)與作用5、粉煤灰應(yīng)用中的注意事項6、粉煤灰在混凝土中發(fā)揮作用的有利條件二、粉煤灰1、粉煤灰的標(biāo)準(zhǔn)體系（1）摻合料標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GBJ146-1990（2）礦物外加劑標(biāo)準(zhǔn)《高強高性能混凝土用礦物外加劑》二、粉煤灰2、粉煤灰的資源化特征

（1）粉煤灰的化學(xué)組成粉煤灰中硅的含量最高，其次是鋁，以復(fù)雜的復(fù)鹽形式存在，酸溶性較差。鐵含量相對較低，以氧化物形式存在，酸溶性好。此外還有未燃盡的炭粒、CaO

和少量的MgO、Na2O、K2O、SO3以及其他微量元素。（2）粉煤灰的顆粒組成按照粉煤灰顆粒形貌，可將粉煤灰顆粒分為三類：①玻璃微珠；②海綿狀玻璃體（包括顆粒較小、較密實、孔隙小的玻璃體和顆粒較大、疏松多孔的玻璃體）；③炭粒。（3）粉煤灰的反應(yīng)動力學(xué)特性粉煤灰——Ca(OH)2漿體的強度與粉煤灰反應(yīng)速率之間存在著顯著的相關(guān)性，但由于粉煤灰表面的釉質(zhì)不利于粉煤灰——Ca(OH)2漿體強度的形成，該反應(yīng)對早期強度的貢獻較小，在反應(yīng)程度超過6%-7%時，漿體強度才開始急劇提高。二、粉煤灰3、粉煤灰對混凝土性能的影響

（1）抗?jié)B透性（2）抗凍融性（3）抗碳化性（4）抗氯離子滲透能力（5）抗硫酸鹽能力（6）抗堿一骨料反應(yīng)能力（7）抗鋼筋銹蝕能力二、粉煤灰3、粉煤灰對混凝土性能的影響

（1）抗?jié)B透性向混凝土中摻入粉煤灰，能夠改善新拌混凝土的和易性，從而改善混凝土的界面結(jié)構(gòu)，使其滲透通道比基準(zhǔn)混凝土的彎曲；粉煤灰中活性成分火山灰反應(yīng)生成的水化硅酸鈣C-S-H凝膠能填塞水泥石中的毛細孔隙，堵塞滲透通道，增強了混凝土的密實度，增大了滲透阻力；同時其孔徑分布與基準(zhǔn)混凝土也不同，摻粉煤灰混凝土大孔數(shù)量較少，其滲透系數(shù)也較小，具有良好的抗?jié)B能力。二、粉煤灰3、粉煤灰對混凝土性能的影響

（2）抗凍融性摻粉煤灰混凝土具有良好的抗凍融性能。其對混凝土抗凍融性的影響有以下3個方面：①火山灰活性效應(yīng)固定了氫氧化鈣，使之不致于因浸析而擴大冰凍劣化所產(chǎn)生的孔隙。②形態(tài)效應(yīng)能使混凝土用水量減少，明顯有利于減少孔隙和毛細孔。③填充效應(yīng)可使截留空氣量和泌水量減少，并使孔隙細化，有助于使引氣劑產(chǎn)生的微細氣孔分布均勻，從而大大改善了混凝土的抗凍性能。二、粉煤灰3、粉煤灰對混凝土性能的影響

（3）抗碳化性對混凝土的碳化作用有兩方面的影響。①如用粉煤灰取代部分水泥，使得混凝土中水泥熟料的含量降低，析出的氫氧化鈣數(shù)量必然減少，同時粉煤灰二次水化反應(yīng)(主要吸收Ca(OH)2生成水化硅酸鈣)，均導(dǎo)致混凝土堿度降低，亦即混凝土抗碳化性能降低，這是不利的一方面。②粉煤灰的微集料填充效應(yīng)，能使混凝土孔隙細化，結(jié)構(gòu)致密，在一定程度上能延緩碳化的程度二、粉煤灰3、粉煤灰對混凝土性能的影響

（4）抗氯離子滲透能力摻粉煤灰混凝土有較強的抗氯離子滲透能力?；炷林袚饺敕勖夯遥軌蚋纳扑嗍慕缑娼Y(jié)構(gòu)，粉煤灰中活性成分發(fā)生火山灰反應(yīng)生成的水化硅酸鈣C-S-H凝膠填塞了水泥石中毛細孔隙，堵塞滲透通道，增強了混凝土的密實度，且C-S-H凝膠會吸附氯化物于其中，因而提高了混凝土的抗氯離子滲透能力。二、粉煤灰3、粉煤灰對混凝土性能的影響

（5）抗硫酸鹽能力抗壓強度或其它情況相同時，混凝土的粉煤灰含量越高，其抗硫酸鹽的能力越強。①能減少水泥用量，既減少了由水泥帶入的C3A含量，也減少了水泥水化生成的Ca(0H)2量，從而減少了與侵蝕溶液中侵蝕介質(zhì)反應(yīng)的Ca(OH)2量②粉煤灰中活性成分的火山灰反應(yīng)，減少了混凝土水化物中的游離Ca(OH)2量，使得形成具有膨脹破壞作用的鈣磯石反應(yīng)也相應(yīng)減少，同時反應(yīng)生成的水化硅酸鈣填塞了水泥石中毛細孔隙，增強了混凝土的密實度，也降低了硫酸鹽侵蝕介質(zhì)的侵入與腐蝕速度。二、粉煤灰3、粉煤灰對混凝土性能的影響

（6）抗堿一骨料反應(yīng)能力摻粉煤灰能降低混凝土的堿性，有效抑制堿一骨料反應(yīng)。有關(guān)試驗研究表明，高摻量粉煤灰混凝土浸泡在1M的NaOH

溶液中的膨脹量比相同條件下普通混凝土明顯要低。其機理不僅是對混凝土中堿的稀釋作用減少了水泥水化生成的Ca(OH)2量，而且摻合料的存在促使了堿固定于C-S-H中。二、粉煤灰3、粉煤灰對混凝土性能的影響

（7）抗鋼筋銹蝕能力同濟大學(xué)的賀鴻珠、陳志源等人在青島小麥島試驗區(qū)海水中混凝土構(gòu)件長達11年的暴露實驗發(fā)現(xiàn)，摻粉煤灰后混凝土的抗鋼筋銹蝕能力明顯提高。這與先前普遍認為在混凝土中摻加粉煤灰會對鋼筋造成不良影響的觀點剛好相反!二、粉煤灰4、粉煤灰在混凝土中的效應(yīng)與作用（1）溫峰削減和形貌效應(yīng)（2）火山灰活性效應(yīng)和吸附作用（3）微集料填充效應(yīng)二、粉煤灰5、粉煤灰應(yīng)用中的注意事項（1）碳化性能（2）攪拌時間（3）細度問題（4）養(yǎng)護問題二、粉煤灰6、粉煤灰在混凝土中發(fā)揮作用的有利條件（1）水膠比在高水膠比的水泥漿里，水泥顆粒被水分隔開（水所占體積約為水泥的兩倍），水化環(huán)境優(yōu)異，可以迅速地生成表面積增大1000倍的水化物，有良好地填充漿體內(nèi)空隙的能力。粉煤灰雖然從顆粒形狀來說，易于堆積得較為密實，但是它水化緩慢，生成的凝膠量少，難以填充密實顆粒周圍的空隙，所以摻粉煤灰水泥漿的強度和其他性能總是隨摻量增大（水泥用量減少）呈下降趨勢。二、粉煤灰6、粉煤灰在混凝土中發(fā)揮作用的有利條件（1）水膠比在低水膠比的水泥漿里，不摻粉煤灰時，高活性的水泥因水化環(huán)境較差，即缺水而不能充分水化，所以隨水灰比下降，未水化水泥的內(nèi)芯增大，生成產(chǎn)物量下降，但由于顆粒間的距離減小，要填充的空隙也同時減小，因此混凝土強度得到迅速提高。這種情況下用粉煤灰代替部分水泥，在低水膠比條件下（一般認為不大于0.4），水泥的水化條件相對改善，因為粉煤灰水化緩慢，使混凝土實際的“水灰比”增大，水泥的水化因而加快，這種作用機理隨著粉煤灰的摻量增大愈加明顯（例如摻量為50%左右，初期實際水灰比則接近水膠比的2倍），水泥水化程度的改善，則有利于粉煤灰作用的發(fā)揮，然而與此同時，需要粉煤灰水化產(chǎn)物填充的空隙已經(jīng)大大減小，所以其水化能力差的弱點在低水膠比條件下被掩蓋，而它降低溫升等其它優(yōu)點則依然起著有利于混凝土性能的作用。當(dāng)然，粉煤灰代替水泥用量大了，由于起激發(fā)作用的氫氧化鈣含量減少，使粉煤灰的水化條件劣化，所以在不同條件下存在一最佳粉煤灰摻量，并不是越大越好。二、粉煤灰6、粉煤灰在混凝土中發(fā)揮作用的有利條件（2）溫度溫度升高時水泥水化的速率會顯著加快。溫度從20℃升高到30℃時硅酸鹽水泥的水化速率要加快一倍。與水泥相比，粉煤灰受溫度影響更為顯著，即溫度升高時它的水化明顯加快。所以當(dāng)混凝土澆注時環(huán)境溫度與混凝土體溫度較高時，對純水泥混凝土來說，由于溫升帶來不利的影響，而對摻粉煤灰混凝土來說，則不僅溫升下降，減小了混凝土因溫度開裂的危險，（3）摻量問題增大粉煤灰摻量，可提高砂漿潤滑層，降低溫升，但太大的摻量也帶來適應(yīng)性的問題、對材料高質(zhì)量的要求、碳化問題等，并不是越大越好。三、硅灰1、提高混凝土早期強度和最終強度2、增加密實度3、改善混凝土離析和泌水性能4、提高混凝土的抗?jié)B性、抗化學(xué)腐蝕性和比電阻5、微硅粉混凝土可以提高工程的抗磨蝕能力6、微硅粉混凝土可以提高工程的抗裂性能，但必須注意收縮的因素和養(yǎng)護的問題。四、礦渣粉1、礦