1、混凝土基礎知識混凝土基礎知識X X X X 混混 凝凝 土土 有有 限限 公公 司司前前 言言v 混凝土是當今世界用量最大、用途最廣的的工程材料之一。隨著混凝土是當今世界用量最大、用途最廣的的工程材料之一。隨著21世紀混凝土工程的的大型化、多功能化、施工與應用環境的復雜化、世紀混凝土工程的的大型化、多功能化、施工與應用環境的復雜化、應用領域的擴大化以及資源與環境的優化，人們對傳統的混凝土及混應用領域的擴大化以及資源與環境的優化，人們對傳統的混凝土及混凝土材料提出了更高的要求，混凝土材料的高性能化和高功能化已成凝土材料提出了更高的要求，混凝土材料的高性能化和高功能化已成為為21世紀混凝土材料科學

2、與工程技術研究的重點和方向。世紀混凝土材料科學與工程技術研究的重點和方向。v 那么什么是混凝土呢？混凝土是有膠凝材料、骨料及水按適當比例配那么什么是混凝土呢？混凝土是有膠凝材料、骨料及水按適當比例配合，經拌合、成型和硬化而制成的一種人造石材，可縮寫為砼。混凝合，經拌合、成型和硬化而制成的一種人造石材，可縮寫為砼。混凝土在未凝結硬化以前稱為混凝土混合料（亦稱拌和物、拌和料、新拌土在未凝結硬化以前稱為混凝土混合料（亦稱拌和物、拌和料、新拌混凝土或新鮮混凝土）。通常用水泥、水、砂、石子以及外加劑等按混凝土或新鮮混凝土）。通常用水泥、水、砂、石子以及外加劑等按設計比例配制，經攪拌、成型、硬化而制成的水

3、泥混凝土，稱為普通設計比例配制，經攪拌、成型、硬化而制成的水泥混凝土，稱為普通混凝土，簡稱混凝土。混凝土，簡稱混凝土。目目 錄錄第一章第一章 混凝土原材料混凝土原材料 11水水 泥泥2砂砂3石石4水水 5外加劑外加劑6摻合料摻合料第一章第一章 混凝土實現高性能化的最重要技術途徑就混凝土實現高性能化的最重要技術途徑就是實現混凝土材料的高性能化。除了傳統的原是實現混凝土材料的高性能化。除了傳統的原材料外，使用優質的外加劑和礦物摻合料（亦材料外，使用優質的外加劑和礦物摻合料（亦稱為礦物外加劑）已成為混凝土工作者的共識稱為礦物外加劑）已成為混凝土工作者的共識。混凝土的原材料主要有水泥、砂、石、外加。混

4、凝土的原材料主要有水泥、砂、石、外加劑、水和摻合料等六種，原材料的質量直接影劑、水和摻合料等六種，原材料的質量直接影響混凝土的性能。響混凝土的性能。 1 1、按生產工藝：、按生產工藝：按生產工藝可分為回轉窯水按生產工藝可分為回轉窯水泥和立窯水泥。回轉窯的泥和立窯水泥。回轉窯的產量高產量高 ，產品質量較好，產品質量較好，所以在現代大型的水泥廠所以在現代大型的水泥廠中，普遍采用回轉窯。立中，普遍采用回轉窯。立窯由于燃燒不均勻，往往窯由于燃燒不均勻，往往有些產品的細度、強度達有些產品的細度、強度達不到技術指標要求，所以不到技術指標要求，所以一般地方小水泥廠采用。一般地方小水泥廠采用。 水泥是一種最常

5、用的水硬性膠凝材料。水泥呈粉末狀，水泥是一種最常用的水硬性膠凝材料。水泥呈粉末狀，與水混合后，成為塑性膠體，既能在空氣中硬化，又能在水與水混合后，成為塑性膠體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂石散狀材料牢固的膠結在一起。中硬化，并能將砂石散狀材料牢固的膠結在一起。 2 2、按礦物組成、按礦物組成 按礦物組成分為硅酸按礦物組成分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。這粉煤灰硅酸鹽水泥。這里主要介紹硅酸鹽水泥里主要介紹硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。和普通硅酸鹽水泥。 第一章第一章 1

6、1、水泥、水泥 （一）水泥分類：水泥可按生（一）水泥分類：水泥可按生產工藝和礦物組成分類。產工藝和礦物組成分類。 水泥的技術要求水泥的技術要求 定義定義 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 凡由硅酸鹽水泥熟料、05%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（即國外通稱的波特蘭水泥）。硅酸鹽水泥分為兩種類型，不摻加混合材料的稱類硅酸鹽水泥，代號P P 。在硅酸鹽水泥粉磨時摻加不超過水泥質量5%石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱型硅酸鹽水泥，代號PP。 普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥 凡由硅酸鹽水泥熟料、6%15%混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥（簡稱普通

7、水泥），代號POPO。強度等級強度等級 硅酸鹽水泥強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。普通水泥強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R。第一章第一章 1 1、水泥、水泥 技術要求技術要求 不溶物（不溶物（GB/T176GB/T176）型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過0.75%；型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過1.5%。 燒失量（燒失量（GB/T176GB/T176）型硅酸鹽水泥中燒失量不的大于3.0%，型硅酸鹽水泥燒失量不得大于3.5%。普通水泥中燒失量不得大于5.0%。 氧化鎂（氧化鎂（GB/T176GB/T176） 水泥中氧化鎂含量不宜大于5

8、.0%。如果水泥經壓蒸安定性試驗合格，則水泥中氧化鎂的含量允許放寬到6.0%。 三氧化硫（三氧化硫（GB/T176GB/T176） 水泥中三氧化硫的含量不得超過3.5%（礦渣水泥可放寬到4.0%）。第一章第一章 1 1、水泥、水泥 細度（細度（GB/T1345GB/T1345） 硅酸鹽水泥比表面積大于300m2/kg（GB/T8074），普通水泥80m方孔篩篩余不得超過10.0%。 凝結時間（凝結時間（GB/T1346GB/T1346） 硅酸鹽水泥初凝不得早于45min,終凝不得遲于6.5h。普通水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于10h。 安定性（安定性（GB/T1346GB/T1346

9、） 用沸煮法檢驗必須合格。 強度強度 水泥強度等級按規定齡期的抗壓強度和抗折強度來劃分，各強度等級水泥的各齡期強度不得低于下表數值。第一章第一章 1 1、水泥、水泥 第一章第一章 1 1、水泥、水泥 表11 MPa品種強度等級抗壓強度抗折強度3天28天3天28天硅酸鹽水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0普通水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.5

10、4.07.052.5R27.052.55.07.0第一章第一章 1 1、水泥、水泥 堿（GB/T176） 水泥中堿含量按Na2O+0.65K2O計算值來表示.若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中含堿量不得大于0.60%或由供需雙方商定。 4. 特點和適用范圍特點和適用范圍 表12為硅酸鹽水泥和普通水泥的主要特點和適用范圍。 表12水泥品種主要特點適用范圍不適用范圍硅酸鹽水泥1.早強快硬2.水化熱高3.耐凍性好4.耐熱性差5.耐腐蝕性差6.對外加劑作用比較敏感1.適用快硬早強工程2.配制強度等級較高的混凝土1.大體積混凝土工程2.受化學侵蝕水及壓力水作用的工程普通硅酸鹽水泥1.早強2.

11、水化熱較高3.耐凍性較好4.耐熱性較差5.耐腐蝕性較差6.低溫時凝結時間有所延長1.地上地下及水中的混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土結構，包括早期強度要求較高的工程2.配制建筑砂漿1.大體積混凝土工程2.受化學侵蝕水及壓力水作用的工程第一章第一章 1 1、水泥、水泥礦渣硅酸鹽水泥1.早期強度低，后期強度增長較快2.水化熱較低3.耐熱性較好4.抗硫酸鹽侵蝕較好5.抗凍性較差6.干縮性較大1.大體積工程2.配制耐熱混凝土3.蒸汽養護的構件4.一般地上地下的混凝土和鋼筋混凝土結構5.配制建筑砂漿1.早期強度要求較高的混凝土工程2.嚴寒地區并在水位升降范圍內的混凝土工程火山灰硅酸鹽水泥1.早期強度低后

12、期強度增長較快2.水化熱較低3.耐熱性較差4.抗硫酸鹽侵蝕性好5.抗凍性較差6.抗滲性較好7.干縮性較大1.大體積工程2.有抗滲要求的工程3.蒸汽養護的構件4.一般混凝土和鋼筋混凝土工程5.配制建筑砂漿1.早期強度要求較高的混凝土工程2.嚴寒地區并在水位升降范圍內的混凝土工程3.干燥環境中的混凝土工程4.有耐磨性要求的工程第一章第一章 1 1、水泥、水泥粉煤灰硅酸鹽水泥1.早期強度低，后期強度增長較快2.水化熱較低3.耐熱性較差4.抗硫酸鹽侵蝕性好5.抗凍性較差6.干縮性較小1.地上地下、水中和大體積混凝土工程2.蒸汽養護的構件3.一般混凝土工程4.配制建筑砂漿1.早期強度要求較高的混凝土工程

13、2.嚴寒地區并在水位升降范圍內的混凝土工程3.有抗碳化要求的工程第一章第一章 1 1、水泥、水泥第一章第一章 1 1、水泥、水泥 質量檢驗 1.檢驗標準檢驗標準 水泥質量檢驗標準主要有： 水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法（GB/T134689） 水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法） （GB/T1767199） 水泥細度檢驗方法（80m篩篩析法） （GB/T134591） 水泥比表面積測定方法（勃氏法） （GB807487）第一章第一章 2 2、砂、砂 （一） 砂的分類及其技術要求 1 砂的分類砂的分類 砂可按產源、細度模數和加工方法分類。 按產源不同分為河砂、海砂和山砂。 1） 河砂因

14、長期受流水沖洗，顆粒呈圓形，一般大工程都采用河砂。 2） 海砂因長期受海水沖刷，顆粒圓滑，較干凈，但常混有貝殼及其碎片,且氯鹽含量較高。 3） 山砂存在于山谷或舊河床中，顆粒多帶棱角，表面粗糙，石 粉含量較高。 按細度模數可分為粗砂、中砂、細砂和特細砂。 按其加工方法不同可分為天然砂和人工破碎砂兩大類。 1）不需要加工而直接使用的天然砂，包括河砂、海砂和山砂。 2）人工破碎砂則是將天然石材破碎而成的或加工粗骨料過程中的碎屑。第一章第一章 2 2、砂、砂 2 技術要求技術要求 依據普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法（JGJ522006），砂的技術要求有： 細度模數 1）粗砂 （f為3.73.1）

15、2）中砂 （f為3.02.3） 3）細砂 （f為2.21.6） 4）特細砂（ f為1.50.7） 類別 砂按GB/T14684建筑用砂技術要求分為類、類、類。 用途 類用于強度等級大于C60的混凝土；類宜用于強度等級C30-C60抗凍、抗滲或其他要求的混凝土；類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。 第一章第一章 2 2、砂、砂級配區累計篩余（%）公稱直徑）區區區5.00mm1001001002.50mm3552501501.25mm65355010250630m857170414016315m958092708555160m100901009010090 顆粒級配 砂的顆粒級配應處于下

16、表21中的任何一個區內。配制混凝土時宜優先選用區砂。當采用區砂時，應提高砂率，并保持足夠的水泥用量，滿足混凝土的和易性；當采用區砂時，就反之。 含泥量和泥塊含量含泥量和泥塊含量應符合表22的規定。 表22第一章第一章 2 2、砂、砂強度含量%項目C60C55C30C25含泥量含泥量2.03.05.0泥塊含量泥塊含量0.51.02.0混凝土強度等級混凝土強度等級C40C35C30C25C15貝殼的含量（按質量計，貝殼的含量（按質量計，%）358第一章第一章 2 2、砂、砂注： 對有抗凍、抗滲要求的混凝土用砂，其含泥量不應大于 3%。 對C10級和低于C10級的混凝土用砂，其含泥量可酌情放寬。 重

17、要工程的混凝土所使用的砂，應采用化學法和砂漿長度法進行骨料的堿活性檢驗。 采用海砂配制混凝土時，其氯離子含量應符合有關規定。1）對素混凝土，海砂中氯離子含量不予限制。 2）對鋼筋混凝土，海砂中氯離子含量不應大于0.06%（以干砂的百分率計，下同）。3）對預應力混凝土不宜用海砂。若必須使用海砂時，則應經淡水沖洗，其氯離子含量不得大于0.02%。 表觀密度、堆積密度、空隙率砂的表觀密度大于2500Kg/m3；堆積密度大于1350 Kg/m3；空隙率小于47%。（二） 特點及適用范圍 表23為砂的主要特點和適用范圍。 表23第一章第一章 2 2、砂、砂品種規格特點適用范圍粗砂砂中粗顆粒過多，保水性差

18、配制水泥用量較多或低流動性混凝土中砂粗細適宜，級配好配制各類混凝土細砂配制的混凝土拌合物的粘聚性稍差保水性好，但硬化后干縮較大，表面宜產生裂縫（三） 質量檢驗 砂的質量檢驗標準主要有普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法（JGJ52 2006）。每驗收批至少應進行顆粒級配、含泥量、泥塊含量檢驗。如為海砂，還應檢驗其氯離子含量。對重要工程或特別工程應根據工程要求，可增加檢測項目。泵送混凝土用的砂，對0.315mm篩孔的通過量不應少于15%，對0.16mm篩孔的通過量不應少于5%。第一章第一章 2 2、砂、砂第一章第一章 3 3、石、石（一）石的分類 1. 石的分類 石可按石的形狀和級配不同分類。 按生

19、產工藝不同分為碎石和卵石。 按石子級配不同分為連續粒級和單粒級兩種。 2. 類別類別 按卵石、碎石按GB/T14684建筑用砂技術要求分為類、類、類。（二） 石的技術要求 顆粒級配 碎石和卵石的顆粒級配應符合表31的規定。 第一章第一章 3 3、石、石方孔篩累計篩余%公稱粒徑mm表31第一章第一章 3 3、石、石 含泥量、泥塊含量和針片狀含量應符合下表32的規定。 項目指標C60C55C30C25含泥量（按質量計），% 0.5 1.0 2.0泥塊含量（按質量計），% 0.2 0.5 0.7針片狀顆粒（按質量計），% 8 15 25表 3-2第一章第一章 3 3、石、石 碎石的壓碎指標值 碎石的

20、壓碎指標值應符合表33的規定。巖石品種混凝土強度等級碎石壓碎指標值（%）沉積巖C60C40C351016變質巖或深成的火成巖C60C40C351220噴出的火成巖C60C40C351330表33注:沉積巖包括石灰巖、砂巖等;變質巖包括片麻巖石英巖等;深成的火成巖包括花崗巖、正長巖、閃長巖和橄欖巖等；噴出的火成包括玄武巖和輝綠巖等。第一章第一章 3 3、石、石 表觀密度、堆積密度、空隙率 表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規定：表觀密度大于2500Kg/m3；松散堆積密度大于1350 Kg/m3；空隙率小于47%。 普通混凝土所用的碎石除符合國家現行標準外，還應符合下列要求： 1） 不得大于混

21、凝土結構截面最小尺寸的1/4，并不得大于鋼筋最小凈距的3/4；對于混凝土實心板，其最大粒徑不宜大于板厚的1/2，并不得超過50mm； 2） 泵送混凝土用的碎石，不應大于輸送管內徑的1/3，卵石不應大于輸送管內徑的2/5；（我們現行的泵送輸送管內徑為我們現行的泵送輸送管內徑為125mm） 3） 對含有活性二氧化硅或其他活性成分的骨料，應進行專門檢測，待驗證確認對混凝土質量無有害影響時，方可使用。第一章第一章 3 3、石、石4） 控制粗骨料最大粒徑與輸送管之比，主要是防止混凝土泵送時管道堵塞。泵送高度在50m以下碎石不應大于1 3，卵石不宜大于1 2.5 是根據國家現行標準混凝土結構工程施工及驗收

22、規范確定的，泵送高度在50100m宜在1 31 4，泵送高度在100m以上宜在1 41 5；針片狀顆粒含量對混凝土可泵性影響很大。當針片狀顆粒含量多和石子級配不好時，輸送管道彎頭處的管壁往往易磨損或劈裂。針片狀顆粒一旦橫在輸送管道中，即造成輸送管堵塞，按日本工業標準（JIS）規范控制針片狀顆粒含量小于10%，混凝土能順利泵送，故控制針片狀顆粒含量不宜大于10%。 第一章第一章 4 4、水、水 （一）拌合用水的分類及技術要求 1、 拌合用水的分類拌合用水的分類 按其來源不同混凝土拌合用水包括飲用水、地表水、地下水、再生水、海水以及混凝土企業的洗刷水經適當處理或處置后的工業廢水。 飲用水 符合國家

23、標準的生活飲用水是最常使用的混凝土拌合水，可以用來拌制素混凝土、鋼筋混凝土及預應力混凝土，不需要進行檢測。 地表水和地下水地表水隨季節等因素變化較大，有的受到污染。由于地表水、地下水情況復雜，因此，首次用作混凝土拌合水必須進行適用性檢測，合格的才允許使用。 海水 海水含鹽量較多，用它拌制混凝土會降低混凝土后期強度，促使鋼筋銹蝕和混凝土表面風化。因此，海水只允許用來拌制素混凝土， 未經處理的海水不宜拌制有飾面要求的混凝土、耐久性要求較高的混凝土、大體積混凝土和特種混凝土，不得拌制鋼筋混凝土和預應力混凝土。第一章第一章 4 4、水、水 洗刷水 混凝土生產廠及商品混凝土廠設備的洗刷水，可用作拌合混凝

24、土的部分部分用水。但要注意洗刷水所含水泥和外加劑品種對所拌混凝土的影響，且最終拌合水中氯化物、硫化物及硫酸鹽含量應滿足表41的質量要求。 2、 質量要求質量要求 有害物質含量 混凝土拌合用水中的有害物質主要包括不溶物、可溶物、氯化物、硫酸鹽和硫化物，其含量應符合表41的規定。第一章第一章 4 4、水、水 拌合用水所含物質對混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土不產生以下危害作用 1） 影響混凝土的和易性和凝結； 2） 有損于混凝土強度的發展； 3） 降低混凝土耐久性，加快鋼筋銹蝕及導致預應力鋼筋脆斷； 4） 污染混凝土表面。 對凝結時間的影響 用待檢測水和蒸餾水（或符合國家標準的生活飲用水）進行水泥

25、凝結時間實驗，兩者的初凝時間差及終凝時間差不得大于30min。 對抗壓強度的影響 用待檢測水配制水泥砂漿或混凝土的28d抗壓強度（若有早強抗壓強度要求時，需增加7d抗壓強度）不應低于用蒸餾水（或符合國家標準的生活飲用水）拌制的相應砂漿或混凝土抗壓強度的90%。第一章第一章 4 4、水、水項目預應力混凝土鋼筋混凝土素混凝土PH值mg/L5.0 4.5 4不溶物mg/L2000 2000 5000可溶物 2000 5000 10000氯化物（以cl-計）mg/L 500 1000 3500硫酸鹽（以SO42-計）mg/L 600 2000 2700堿含量(mg/L) 150015001500表41

26、 5、 外加劑外加劑 在混凝土拌合過程中摻入的，并能按要求改善混凝土性能的，一般不超過水泥重量5%的材料稱為混凝土外加劑。 （一）外加劑的分類及技術要求 1、混凝土外加劑可按其主要功能分類、混凝土外加劑可按其主要功能分類 改善混凝土拌合物流動性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑。 調節混凝土凝結時間、硬化功能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。 改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。 改善混凝土其他性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、防水劑和泵送劑等。 2、外加劑的技術要求、外加劑的技術要求 外加劑的主要技術要求請參照GB80761997和GB/T80778

27、7。 （二）使用外加劑的主要目的 改善新拌混凝土的工作性能 減少拌合物的用水量，提高混凝土拌合物的流動性，改善混凝土拌合物的和易性，保持混凝土拌合物不離析、不泌水，易于澆注、泵送和密實成型。調節混凝土的初凝、終凝時間，推遲水化熱峰值出現的時間和降低峰值的大小。 第一章第一章 5 5、外加劑、外加劑 提高硬化混凝土的物理力學性能和改善混凝土的耐久性提高混凝土各齡期強度、彈性模量和極限拉伸應變。減少收縮、徐變或補償收縮，提高混凝土體積穩定性。增加混凝土密實性，改善混凝土內部結構，提高混凝土抗滲性、抗凍溶性和抗碳化能力。 可獲得良好的經濟效益可減少單方混凝土水泥用量。 （三）特點和適用范圍（表51）

28、 外加劑的主要特點和適用范圍 表51第一章第一章 5 5、外加劑、外加劑外加劑類型主要特點適用范圍普通減水劑1.在保證混凝土工作性及強度不變的條件下，可節約水泥2.在保證混凝土工作性及水泥用量不變條件下，可減少用水量，提高混凝土強度3.在保證混凝土用水量及水泥用量不變的條件下，可增大混凝土的流動性。1.用于日最低氣溫5oC以上的混凝土施工2.各種預制及現澆混凝土、鋼筋混凝土及預應力混凝土3.大模板施工、滑模施工、大體積混凝土、泵送混凝土以及流動性混凝土高效減水劑1.在保證混凝土工作性及水泥用量不變條件下，可大幅度減少用水量，可制備早強、高強混凝土2. 在保證混凝土工作性及水泥用量不變條件下，可

29、增大混凝土拌合物的流動性，可制備大流動性混凝土1.用于日最低氣溫0oC以上的混凝土施工2.用于鋼筋密集、截面復雜、空間窄小及混凝土不易振搗的部位3.凡普通減水劑適用的范圍高效減水劑亦適用4.制備早強、高強混凝土以及流動性混凝土早強劑及早強減水劑1.縮短混凝土熱蒸養的時間2.加速自然養護混凝土的硬化1.用于日最低氣溫-3oC以上時，自然氣溫正負交替的亞寒地區的混凝土施工2.用于蒸養混凝土、早強混凝土引氣劑及引氣減水劑1.改善混凝土拌合物的工作性，減少混凝土泌水離析2.提高硬化混凝土的抗凍溶性1.有抗凍溶要求的混凝土，如公路路面、飛機跑道2.骨料質量差以及輕骨料混凝土3.提高混凝土抗滲性，可用于防

30、水混凝土4.改善混凝土的抹光性5.泵送混凝土緩凝劑及緩凝減水劑降低熱峰值及推遲熱峰出現的時間1.大體積混凝土2.夏季和炎熱地區的混凝土施工3.用于日最低氣溫5oC以上的混凝土施工第一章第一章 5 5、外加劑、外加劑表51 這里主要介紹減水劑。 1. 減水劑中的表面活性劑減水劑中的表面活性劑 表面活性劑是分子中帶有性質不同的親水基和疏水基的兩親結構化合物，少量使用即可使表面或界面的一些性質（如乳化、增溶、分散、潤濕、滲透）發生顯著變化的物質，是一種功能性精細化工產品。減水劑是一種典型的表面活性劑，對于任何一種減水劑，有如下特點： 極性基 吸附在水泥顆粒表面減水劑分子結構 非極性基 使礦物成分呈現

31、疏水性1） 極性基主要決定減水劑分子對水泥顆粒礦物成分的親和能力。2） 非極性基對減水劑性能的影響，主要有以下幾方面。 減水劑分子（或離子）定向吸附于水泥礦物表面時，非極性基朝外，形成疏水膜層，故影響其疏水性的大小。 也決定對水泥粒子的親固力。減水劑分子在水泥顆粒表面吸附時，非極性基間也會相互吸引締合，所以當減水劑分子自顆粒表面解吸時，不僅要克服極性基的親固力，還要克服非極性基間的締合力。 第一章第一章 5 5、外加劑、外加劑第一章第一章 5 5、外加劑、外加劑 2、表面活性劑分子結構中常見的極性基團對水泥水化的影響、表面活性劑分子結構中常見的極性基團對水泥水化的影響 羥基 （OH） 羥基化合

32、物的緩凝作用可作如下解釋： 1）羥基與水泥粒子表面的O2-形成氫鍵（OHO）抑制水泥繼續水化； 2）羥基被水泥表面的Ca2+吸附形成吸附膜層阻礙水化。 磺酸鹽 （SO3M）磺酸鹽型的表面活性劑是典型的陰離子表面活性劑。由于水化初期水泥粒子表面帶正電荷，有利于陰離子表面活性劑的吸附，從而起著延緩水泥水化反應的作用，這也可以看成是分散性提高了。 3、減水劑對新拌混凝土會產生哪些作用、減水劑對新拌混凝土會產生哪些作用 1）減水作用在保持混凝土流變性不變的情況下，摻入減水劑可顯著的降低水灰比。在拌合過程中，加入減水劑，抑制水泥絮狀結構的發生或將已包裹的水分釋放出來，混凝土的拌合用水將大大減少。減水劑加

33、入混凝土后，將離解成大分子陰離子和金屬陽離子。呈現較強表面活性的大分子陰離子吸附在水泥粒子的表面，使水泥粒子帶負電荷，由于相同電荷相互排斥使水泥粒子分散。同時，由于減水劑是親水性的，吸附層在水泥粒子周圍是溶劑化的膜，也能阻礙水泥凝聚，因此使水泥粒子和二次凝聚粒子分散開來，釋放出絮狀凝聚體中所含的水和空氣，從而達到減水之目的。 2）潤滑作用減水劑分子中的極性親水基團定向吸附于水泥顆粒表面，很容易和水分子以氫鍵形式締合。這種氫鍵的締合作用的作用力遠遠大于水分子與水泥顆粒間的分子引力。當水泥顆粒吸附足夠的外加劑后，借助于RSO3與水分子間的氫鍵的締合，使水泥顆粒表面形成一層穩定的溶劑化水膜，這種膜起

34、到了空間保護作用，阻礙了水泥顆粒間的直接接觸，在顆粒間起到潤滑作用。第一章第一章 5 5、外加劑、外加劑第一章第一章 5 5、外加劑、外加劑 3）調凝作用 減水劑加入水泥水體系中后，使整個體系的穩定時間延長，同時，離子吸附膜及由氫鍵締合作用所產生的水膜也會阻礙水泥顆粒與水之間的接觸，減緩水化作用，因而起到緩凝作用。 4、減水劑對硬化混凝土結構的影響、減水劑對硬化混凝土結構的影響 減水劑對混凝土結構的影響主要體現在對水泥石結構的影響，著重表現在以下兩個方面： 1）網絡結構更加致密 水泥漿中加入適量減水劑，一方面能使水泥漿早期的水化產物生長速度有所延緩，這種延緩作用將促使其水化產物生長的更加充分、

35、完整，從而使硬化水泥石的網絡結構更加的致密；另一方面減水作用帶來的游離水的減少也會減少混凝土內部充水空間，使內部空隙減少而致密，抗壓強度提高。 2）改善孔結構 研究表明，摻加減水劑的水泥石，對強度和耐久性無害的凝膠孔增加，而對強度和耐久性不利的毛細孔、粗孔減少，所以孔徑分布狀況得以改善。第一章第一章 6 6、摻合料、摻合料 6 摻合料摻合料 在混凝土拌合物制備時，為了節約水泥、改善混凝土性能、調節混凝土強度等級，而加入的天然或人造的礦物材料，統稱為混凝土摻合料。 （一） 摻合料的分類 摻合料可按其品種分類 （1）粉煤灰 （2）高鈣粉煤灰 （3）粒化高爐礦渣微粉 （二）摻合料的技術要求 1、粉煤

36、灰 1.1 分類 按煤種分為F類和C類。 1.1.1 . F類粉煤灰由無煙煤或煙煤煅燒收集的粉煤灰； 1.1.2 C類粉煤灰由褐煤或次煙煤煅燒收集的粉煤灰，其氧化鈣含量一 般大于10%。 1.2 等級 拌制混凝土和砂漿用粉煤灰分為三個等級：級、級、級。 1.3技術要求 1.1.3 拌制混凝土和砂漿用粉煤灰應符合 表61的規定。第一章第一章 6 6、摻合料、摻合料表6-1 拌制混凝土和砂漿用粉煤灰技術要求項目技術要求（不大于/ %）I級II級III級細度（45um方孔篩篩余），（不大于/ %）F類粉煤灰12.0 25.0 45.0 C類粉煤灰需水量比，不大于/ %F類粉煤灰95.0 105.0

37、115.0 C類粉煤灰燒矢量，不大于/ %F類粉煤灰5.0 8.0 15.0 C類粉煤灰含水量，不大于/ %F類粉煤灰1.0 C類粉煤灰三氧化硫，不大于/ %F類粉煤灰3.0 C類粉煤灰游離氧化鈣，不大于/ %F類粉煤灰1.0 C類粉煤灰4.0 安定性 （雷氏夾沸煮后增加距離），不大于/ mmF類粉煤灰5.0 C類粉煤灰第一章第一章 6 6、摻合料、摻合料1.1.4 水泥活性混合材料用粉煤灰應符合表6-2中技術要求表6-2水泥活性混合材料用粉煤灰技術要求項目技術要求燒矢量，不大于/ %F類粉煤灰80C類粉煤灰含水量，不大于/ %F類粉煤灰10C類粉煤灰三氧化硫，不大于/ %F類粉煤灰35C類粉

38、煤灰游離氧化鈣，不大于/ %F類粉煤灰1.0 C類粉煤灰4.0安定性（雷氏夾沸煮后增加距離），不大于/ mmC類粉煤灰5.0 強度活性指數，不大于/ %F類粉煤灰70.0 C類粉煤灰第一章第一章 6 6、摻合料、摻合料 1.1.5 放射性 合格。 1.1.6 堿含量 粉煤灰中的堿含量按Na2O+0.658K2O計算值表示，當粉煤灰用于 活性骨料混凝土，要限制摻合料的堿含量時，由買賣雙方協商確定。 1.1.7 均勻性以細度（45um方孔篩篩余）為考核依據，單一樣品的細度不應超過前10個樣品細度平均值的最大偏差，最大偏差范圍由買賣雙方協商確定。第一章第一章 6 6、摻合料、摻合料表63摻合料種類特

39、點應用范圍粉煤灰改善混凝土拌合物的和易性，降低混凝土水化熱，提高混凝土的抗滲性和抗硫酸鹽的性能，早期強度較低大體積混凝土、泵送混凝土、商品混凝土 特點和適用范圍： 表63為粉煤灰的主要特點和適用范圍。2、粒化高爐礦渣微粉粒化高爐礦渣微粉（簡稱礦渣微粉）是粒化高爐礦渣經干燥、粉磨達到規定細度的粉體。礦渣微粉可按品質分為S115、S105、S95三個等級。（1） 技術要求：礦渣微粉的技術要求應符合表64的規定。 第一章第一章 6 6、摻合料、摻合料表61序號質量指標級 別S115S105S951密度 （g/cm3）2.82.82.82比表面積 (m2/kg)5804803803活性指數（%）7d9

40、5807028d115105954流動度比 （%）9095955氧化鎂 （%）13.06三氧化硫 （%）4.07氯離子 （%）0.028燒失量 （%）3.0表64第一章第一章 6 6、摻合料、摻合料第一章第一章 6 6、摻合料、摻合料摻合料種類特點應用范圍礦渣微粉礦粉混凝土后期強度增長率較高，收縮值較小。大摻量礦粉混凝土可降低水化熱峰值。早期強度有所降低、礦粉對混凝土有一定的緩凝作用，低溫時影響更為明顯大體積混凝土、泵送混凝土、商品混凝土表62（2） 特點和適用范圍 表62為粒化高爐礦渣的主要特點和適用范圍。 第二章第二章 預拌混凝土性質預拌混凝土性質2目目 錄錄12混混 凝凝 土土 的的 強

41、強 度度 3混混 凝凝 土土 的的 耐耐 久久 性性 混混 凝凝 土土 的的 和和 易易 性性第二章第二章 摘要： 混凝土在未凝結硬化之前，稱為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的灌注質量，混凝土拌合物凝結硬化以后，應具有足夠的強度，以保證建筑物能安全地承受設計荷載；并應具有必要的耐久性。因此混凝土質量檢驗十分重要，質量檢驗不僅能夠判定混凝土是否合格、能否使用，同時也是對原材料質量、混凝土配合比設計和生產過程質量的全面檢查。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性流動性流動性粘聚性粘聚性 保水性保水性第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性

42、 一、和易性一、和易性 （一）和易性概念 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運輸、澆灌、搗實）并能獲得質量均勻、成型密實的性能。和易性是一項綜合的技術性質，包括有流動性、粘聚性和保水性等三個方面的含義。 流動性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下，能產生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。 粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產生分層和離析的現象。 保水性是指混凝土拌合物在施工過程中，具有一定的保水能力，不致產生嚴重的泌水現象。發生泌水現象的混凝土拌合物，由于水分泌出來會形成容易透水的孔隙，而影響混凝土的密實性，降低質量。第二章第二章 1 1、

43、混凝土的和易性、混凝土的和易性 （二）和易性的測定方法 這里主要介紹坍落度測定。 目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物和易性的測定方法。在工地和實驗室，通常是做坍落度實驗測定拌合物的流動性，并輔以直觀經驗評定粘聚性和保水性。 測定流動性的方法是：將混凝土拌合物按規定方法裝入標準圓錐坍落度筒（無底）內，裝滿刮平后，垂直向上將筒提起，移到一旁，混凝土拌合物由于自重將會產生坍落現象。然后量出向下坍落的尺寸（mm）就叫坍落度，作為流動性的指標。坍落度越大表示流動性越大。 在做坍落度實驗的同時，應觀察混凝土拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情況，以更全面地評定混凝土拌合物的和易性。泵送混凝土的坍落度還要考慮

44、可泵性。拌合物坍落度過小，泵送時吸入混凝土缸較困難，即活塞后退汲吸混凝土時，進入缸內的數量少，也就使充盈系數小，影響泵送的效率。這種拌合物進行泵送時的摩擦阻力也大，要求用較高的泵送壓力，使混凝土泵機件的磨損增加，甚至產生阻塞，造成施工困難；如坍落度過大，拌合物在管道中滯留時間長，則泌水就多，容易產生離析而形成阻塞。 （三） 影響和易性的因素 混凝土拌合物在自重或外力作用下產生流動的大小，與水泥漿的流變性能及骨料顆粒間的內摩擦力有關。骨料間的內摩擦力除了取決于骨料的顆粒形狀和表面特征外，還與顆粒表面水泥漿層厚度有關；水泥漿的流變性能又與水泥漿的稠度密切相關。因此影響混凝土拌合物的和易性的主要因素

45、有以下幾方面： 水泥漿的數量 混凝土拌合物中的水泥漿，賦予混凝土拌合物一定的流動性。在水灰比不變的情況下，單位體積拌合物內，如果水泥漿愈多，則拌合物的流動性愈大。但若水泥漿過多，將會出現流漿現象，則拌合物粘聚性變差，同時對混凝土的強度和耐久性也有一定影響，且水泥用量也大。水泥漿過少，致使不能填滿骨料空隙或不能包裹骨料表面時，就會產生崩塌現象，粘聚性變差。因此，混凝土拌合物中水泥漿數量應以滿足流動度要求為度，不宜過量。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性 對于泵送混凝土而言，水泥漿體既是其強度來源，又是混凝土具有可泵性的必要條件。因為它能使混凝土拌合物稠化，提高石子在混凝土拌合物

46、中均勻分散的穩定性。它在泵送過程中形成潤滑層，與輸送管內壁起著濕潤作用，當拌合物所受到的壓力超過輸送管內壁與砂漿之間存在的摩擦阻力時，混凝土即向前流動。為了形成一個好的潤滑層，以保證混凝土泵送能夠順利進行，混凝土拌合物中必須要有足夠的水泥漿量，它除了能夠填充骨料間的所有空隙并能將石子分開，尚有富余量使混凝土在輸送管內壁形成薄漿層。混凝土在泵送過程中，水泥漿具有承受壓力和傳遞壓力的作用，如果漿量不夠，石子相互分開的不夠，則泵的壓力將會經過石質骨架進行傳遞，造成石子被卡住或被擠碎，阻力急劇增加并形成阻塞。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性 水泥漿的稠度 水泥漿的稠度有水灰比所決定

47、的。在水泥用量不變的情況下，水灰比愈小，水泥漿就愈稠，混凝土拌合物流動性就愈小。當水灰比過小時，水泥漿干稠，混凝土拌合物流動性過低，會使施工困難，不能保證混凝土密實。增大水灰比會使流動性加大。如果水灰比過大，又會造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而產生流漿、離析現象，并嚴重影響混凝土強度。所以水灰比不能過大或過小。 無論是水泥漿的多少，還是水泥漿的稠度。實際上對混凝土拌合物流動性起決定作用的是用水量的多少。因此無論是提高水灰比或增加水泥漿用量最終都表現為混凝土用水量的增加。在試拌混凝土時，卻不能單純改變用水量的辦法來調整混凝土拌合物的流動性，應該在保持水灰比不變的情況下調整水泥漿量的辦法來

48、調整混凝土拌合物的流動性。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性 砂率 砂率是指混凝土中砂的質量占砂、石總量的百分率。砂率的變動會使骨料的空隙率和骨料的總表面積有顯著的改變，因而對混凝土拌合物的和易性產生顯著影響。 砂率過大時，骨料的總表面積及空隙率都會增加，在水泥漿數量不變的情況下，相對的水泥漿顯得少了，減弱了水泥漿的潤滑作用，因而混凝土拌合物的流動性減小。如砂率過小，又不能保證在骨料之間有足夠的砂漿層，也會降低混凝土拌合物的流動性，而且會嚴重影響其粘聚性和保水性，容易造成離析、流漿等現象。因此砂率有一個合理值。 外加劑 在拌制混凝土時，加入少量的減水劑能使混凝土拌合物在不增加

49、水泥用量的條件下，獲得很好的和易性，增大流動性和改善粘聚性、降低泌水性。并且由于改變了混凝土結構，尚能提高混凝土的耐久性。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性 （四） 改善和易性的措施 以上討論的混凝土拌合物和易性的變化規律，目的是為了能運用這些規律去能動地調整混凝土拌合物的和易性，以適應具體的結構和施工條件。在實際工作中調整拌合物的和易性，可采取如下措施： 盡可能的降低砂率。通過實驗，采用合理砂率。有利于提高 混凝土的質量和節約水泥。 改善砂、石（特別是石子）的級配。 盡量采用較粗的砂、石。 當混凝土拌合物的坍落度太小時，維持水灰比不變，適當增加水泥或水的用量，或者加入外加劑

50、等；當拌合物坍落度太大時，但粘聚性良好時，可保持砂率不變，適當增加砂、石。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性 （五） 新拌混凝土的凝結時間 水泥的水化反應是混凝土產生凝結的主要原因，但是混凝土的凝結時間與配制該混凝土的水泥的凝結時間并不一致，因為水泥漿體的凝結和硬化過程要受到水化產物在空間填充情況的影響。因此水灰比的大小會影響其凝結時間，水灰比越大，凝結時間越長。一般配制混凝土所用的水灰比與測定水泥凝結時間規定的水灰比是不同的，所以這兩者的凝結時間便有所不同。而且混凝土的凝結時間，還受到其它各種因素的影響，例如環境溫度的變化、混凝土中摻入某些外加劑等等將會明顯影響混凝土的凝結

51、時間。第二章第二章 1 1、混凝土的和易性、混凝土的和易性 二、混凝土的強度二、混凝土的強度 （ 一） 混凝土的強度理論混凝土的強度理論分細觀力學理論和宏觀力學理論。細觀力學理論，是根據細觀非勻質性的特征，研究各組成材料對混凝土強度所起的作用。宏觀力學理論，則是假定混凝土為宏觀勻質且各向同性的材料，研究混凝土在復雜應力作用下的破壞條件。前者應為混凝土材料設計的主要理論依據之一，而后者對混凝土結構設計則很重要。 細觀力學強度理論的基本概念，是把水泥石性能作為影響混凝土強度的最主要因素，并建立了一系列的水泥石孔隙率或密實度與混凝土強度之間的關系。第二章第二章 2 2、混凝土的強度、混凝土的強度（

52、二） 影響混凝土強度的因素普通混凝土受力破壞一般出現在骨料和水泥石的分界面上，當水泥石強度較低時，水泥石本身破壞也是常見的形式。在普通混凝土中，骨料最先破壞的可能性小，因為骨料強度經常大大超過水泥石和粘結面的強度。所以混凝土的強度主要決定于水泥石強度及其與骨料表面的粘結強度。而水泥石強度及其與骨料的粘結強度又與水泥標號、水灰比及骨料的性質有密切關系。此外，混凝土強度還受施工質量，養護條件及齡期的影響。 水灰比和水泥強度等級決定混凝土強度的主要因素 水泥是混凝土中的活性組分，其強度大小直接影響混凝土強度的高低。在配合比相同的情況下，所用的水泥強度等級越高，制成的混凝土強度也越高。當用同一種水泥（

53、品種和強度等級相同）時，混凝土的強度主要決定于水灰比。因為水泥水化時所需要的結合水，一般只占水泥質量的23%左右，但在拌制混凝土拌合物時，為了獲得必要的流動性，常需用較多的水，也即較大的水灰比。當混凝土硬化后，多余的水分就殘留在混凝土中形成水泡或蒸發后形成氣孔，大大的減少了混凝土抵抗荷載的實際有效斷面，而且可能在孔隙周圍產生應力集中。因此，可以認為，在水泥標號相同的情況下，水灰比愈小，水泥石強度愈高，與骨料的粘結力也愈大，混凝土強度就愈高。第二章第二章 2 2、混凝土的強度、混凝土的強度 養護的溫度和濕度 混凝土的硬化，原因在于水泥的水化作用。周圍環境的溫度對水化作用進行的速度有顯著的影響。養護溫度高可以增大初期水化速度，混凝土初期強度也高，但急劇的初期水化會導致水化物分布不均勻，水化物稠密程度渡的區域將成為水泥石中的薄弱點，從而降低整體的強度；水化物稠密程度高的區域，水化物包裹在水泥粒子周圍，會妨礙水化反應的繼續進行，對后期強度發展不利。而在養護溫度較低的情況下，由于水化緩慢，具有充分的擴散時間，從而使水化物早期水泥石中均勻分布，有利于后期強度的發展。 周圍環境的濕度對水泥的水化作用能否正常進行有顯著的影響：濕度適當，水泥水化便能順利進行，是混凝土強度得到充分發展。如果濕度不夠，混凝土會失水干燥而影響水泥水化作用的正常進行，甚至停止水化。因為水泥水化只能在為水填充的毛細管