第五章混凝土課件

第五章混凝土（concrete）正在施工的秦山核電站一、混凝土的定義混凝土由膠凝材料、細(xì)骨料、粗骨料、水以及必要時(shí)摻入的化學(xué)外加劑組成，經(jīng)過膠凝材料凝結(jié)硬化后，形成具有一定強(qiáng)度和耐久性的人造石材。普通混凝土由水泥、砂、石子、水以及必要時(shí)摻入的化學(xué)外加劑組成，經(jīng)過水泥凝結(jié)硬化后形成的、干體積密度為2000～2800kg/m3，具有一定強(qiáng)度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土，簡(jiǎn)稱為“混凝土”。

三峽工程鋼筋混凝土重力壩二、混凝土的分類按表觀密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。輕混凝土ρ0＜2000kg/m3。

按膠凝材料分水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土等。按用途分結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、防輻射混凝土等。二、混凝土的分類按生產(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。按強(qiáng)度分普通混凝土＜C60。高強(qiáng)混凝土≥C60。超高強(qiáng)混凝土≥100MPa。按配筋情況分素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼纖維混凝土等。噴射混凝土施工水泥混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

◆有較高的抗壓強(qiáng)度:有一定的承載能力;

◆有較好的耐久性:用得越久,強(qiáng)度越高，可抵抗大多數(shù)環(huán)境破壞作用.

◆有較好的可塑性:可以澆筑成任意形狀、不同強(qiáng)度、不同性能的建筑物;

◆原材料來源廣泛，價(jià)格低廉.缺點(diǎn)：

◆抗拉強(qiáng)度低，受拉時(shí)容易受溫度變化而開裂

◆自重大

◆體積不穩(wěn)定

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——1％～5%。組成材料硬化前硬化后水泥+水潤滑作用膠結(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1.5～2.0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0.9~1.5倍。水泥強(qiáng)度等級(jí)（1）若水泥強(qiáng)度等級(jí)過低時(shí)，為滿足強(qiáng)度要求必然使水泥用量過大,不夠經(jīng)濟(jì);（2）若水泥強(qiáng)度等級(jí)過高時(shí),較少的水泥用量就可以滿足混凝土強(qiáng)度的要求.,但往往不能滿足混凝土拌和物和易性和混凝土耐久性的要求,為保證這些性質(zhì),還必須再增加水泥,因而也不經(jīng)濟(jì)。二、什么是礦物摻合料

1、定義活性氧化硅、氧化鋁和其它有效礦物為主要成分，在混凝土中可以代替部分水泥、改善混凝土綜合性能，且摻量一般不小于5%的具有火山灰活性或潛在水硬性的粉體材料。GB/T18736-2002《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》明確規(guī)定：用于改善混凝土耐久性能而加入的、磨細(xì)的各種礦物摻合料，又稱礦物外加劑，其主要特征是磨細(xì)礦物材料，細(xì)度比水泥顆粒小，主要用于改善混凝土的耐久性和工作性能。是混凝土的第六組分。常用的礦物摻合料有：粉煤灰、?；郀t礦渣粉、硅灰、沸石粉。2、礦物摻合料的歷史

自從工業(yè)鍋爐改為煤粉爐后,人們就開始對(duì)粉煤灰的火山灰性質(zhì)進(jìn)行了研究。最初,粉煤灰等工業(yè)廢渣只是被當(dāng)作節(jié)省水泥、降低成本的一種措施,在很長時(shí)間內(nèi)人們對(duì)其應(yīng)用都持一種消極的態(tài)度,甚至認(rèn)為礦物摻合料的摻入是以犧牲混凝土性能為代價(jià)的。

20世紀(jì)30年代,美國開始對(duì)粉煤灰摻入混凝土和砂漿進(jìn)行較完整的研究,而較早地把礦渣作為水泥混凝土摻合料的公開論文是德國學(xué)者R.Grun在1942年發(fā)表的“高爐礦渣在水泥工業(yè)中的應(yīng)用”。1948年,R.E.Davis成功地將粉煤灰大規(guī)模應(yīng)用于美國蒙大拿州的餓馬壩工程,為礦物摻合料的應(yīng)用樹立了典范。（1）第一階段（20世紀(jì)30～60年代）

直到20世紀(jì)70年代,能源危機(jī)、環(huán)境污染以及資源枯竭問題的出現(xiàn),才又強(qiáng)烈激發(fā)人們對(duì)粉煤灰、礦渣等工業(yè)廢渣進(jìn)行再利用的研究,為工業(yè)廢渣用作水泥混凝土摻合料開辟了新篇章。

（2）第二階段（20世紀(jì)70～80年代）

經(jīng)過一定的質(zhì)量控制或制備技術(shù)獲得的優(yōu)質(zhì)礦物摻合料,可明顯改善硅酸鹽水泥自身難以克服的組成和微結(jié)構(gòu)等方面的缺陷,包括劣化的界面區(qū)、耐久性不良的晶相結(jié)構(gòu)、高水化熱造成的微裂紋等,賦予了混凝土優(yōu)異的耐久性能和工作性,超越了傳統(tǒng)的降低成本和環(huán)境保護(hù)的意義,已成為混凝土材料一個(gè)不可或缺的組分,有人稱之為混凝土的第六組分。（3）第三階段（20世紀(jì)90年代～現(xiàn)在）3、礦物摻合料的分類1.根據(jù)來源分類類別品種天然類火山灰、凝灰?guī)r、沸石粉、硅質(zhì)頁巖等人工類水萃高爐礦渣、煅燒頁巖、偏高嶺土等工業(yè)廢料類粉煤灰、硅灰等礦物摻和料的分類2.根據(jù)化學(xué)活性有膠凝性（或稱潛在水硬活性）的，如礦渣、高鈣灰、固硫渣等有火山灰活性的，如粉煤灰、硅灰、硅藻土等惰性摻合料，如石灰石粉、石英粉等礦渣（Groundgranulatedblast-furnaceslag）CaO：38～46SiO2：26～42Al2O3：7～20Fe2O3：0.2～1MgO：4～13粉煤灰（Flyash）CaO：2～7SiO2：40～65Al2O3：15～40Fe2O3：4～20硅灰（Silicafume）CaO：0.5～1SiO2：90～92Al2O3：0.4～1Fe2O3：0.3～2

細(xì)度和比表面積約為水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。

火山灰（Naturalpozzolans）CaO：0.5～1SiO2：40～60Al2O3+Fe2O3：15～30CaO+MgO+R2O：15燒失量：10％左右石英粉（Quartz

powder）礦渣：冶煉生鐵的副產(chǎn)品，以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主

粉煤灰：熱電廠煤粉燃燒后的產(chǎn)物，以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主以工業(yè)廢渣為主的摻合料在混凝土中的大量應(yīng)用,首先它意味著混凝土的生產(chǎn)降低了工業(yè)廢渣自身的環(huán)境污染及土地資源浪費(fèi)；其次它減少了膠結(jié)材中水泥的用量而間接地減少了由于生產(chǎn)水泥而導(dǎo)致的能源、資源消耗及環(huán)境污染；另外由于它能在一定程度上提高混凝土的性能,延長了混凝土的使用壽命,減少了維護(hù)及重建所需的水泥及混凝土用量,也間接地節(jié)約了資源、能源,降低了環(huán)境污染。特性

（1）環(huán)保：綠色產(chǎn)品（2）摻合料在混凝土中的作用

礦物摻合料的化學(xué)組成與特點(diǎn)決定它們?cè)诨炷林胁粌H起到良好的填充密實(shí)作用及微集料作用，而且還具有不同的表面吸附作用及火山灰活性。這些功能可改善混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，影響混凝土膠凝組分的水化進(jìn)程，協(xié)調(diào)混凝土的強(qiáng)度發(fā)展，并能有效改善水化產(chǎn)物的組成及結(jié)構(gòu)，優(yōu)化混凝土內(nèi)界面過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)與性能，因而最終提高混凝土的綜合性能。礦物摻合料在混凝土中的作用一般可分為：①火山灰效應(yīng)②填充密實(shí)效應(yīng)③增塑效應(yīng)④提高耐久性效應(yīng)①火山灰效應(yīng)

Portland水泥熟料礦物成分中，對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)大的是C3S和C2S，兩者水化后產(chǎn)生的水化產(chǎn)物主要是鈣硅比為1.6～1.9的高堿度水化硅酸鈣和氫氧化鈣。與高堿度水化硅酸鈣相比，低堿度水化硅酸鈣的強(qiáng)度要高的多，穩(wěn)定性也更高。這主要是由于當(dāng)摻入礦物摻合料后可以改善水泥石中膠凝物質(zhì)的組成，減少或消除氫氧化鈣，水化硅酸鈣膠凝物質(zhì)的質(zhì)量得到提高，膠凝物質(zhì)的數(shù)量大幅度增加，同時(shí)水泥石與集料的界面結(jié)構(gòu)也得到改善?；钚缘V物摻合料中的活性SiO2可以和氫氧化鈣及高堿度水化硅酸鈣發(fā)生二次反應(yīng)，生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)的低堿度水化硅酸鈣：

②填充密實(shí)效應(yīng)通常水泥的平均粒徑為20μm～30μm，小于10μm的粒子不足，因此水泥粒子的填充性不好。摻入超細(xì)礦物材料，如超細(xì)粉煤灰和超細(xì)礦渣的平均粒徑為3μm～6μm，可以填充水泥粒子之間的空隙之中，從而提高水泥石密實(shí)度。純粹從提高水泥粒子填充性方面提高了水泥石的強(qiáng)度和抗?jié)B性。如果摻入適量粒徑更細(xì)的硅灰（平均粒徑0.10μm～0.26μm），由于其平均粒徑比超細(xì)礦渣和超細(xì)粉煤灰又小一個(gè)數(shù)量級(jí)，故可以進(jìn)一步填充于超細(xì)粉煤灰或礦渣之間，使膠凝材料粒子的密實(shí)性進(jìn)一步提高，強(qiáng)度進(jìn)一步增加。③增塑效應(yīng)

由于超細(xì)礦物摻合料的粒徑遠(yuǎn)小于水泥粒子，它們?cè)谒囝w粒之間起到“滾珠”作用，使水泥漿體的流動(dòng)性增加；同時(shí)，在未摻入礦物摻合料的漿體中，因水泥粒子間的空隙未被固體顆粒填充，從而大量的拌合水填充于空隙中，當(dāng)摻入礦物摻合料后，填充于水泥顆粒之間的超細(xì)礦物摻合料可以將填充于空隙中的填充水置換出來，成為自由水，使粒子之間的間隔水層加厚，增大新拌混凝土的流動(dòng)性。此外，礦物摻合料的密度一般都小于水泥的密度，當(dāng)摻入水泥漿中，所形成的水泥漿體積比之前大，這也是提高混凝土塑性的原因之一。④提高耐久性效應(yīng)

當(dāng)硅酸鹽水泥混凝土處在有侵蝕介質(zhì)的環(huán)境中時(shí)，侵蝕性介質(zhì)與水泥石中的水化產(chǎn)物Ca(OH)2和C3AH6或C4AH13發(fā)生反應(yīng)，生成溶解型或膨脹型的物質(zhì)，使混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)混凝土的劣化或破壞往往出現(xiàn)在水泥石和集料界面處。

加入礦物摻合料后，一方面由于其稀釋效應(yīng)和火山灰效應(yīng)，減少了容易引起腐蝕、粗大結(jié)晶、強(qiáng)度薄弱的水化產(chǎn)物Ca(OH)2的數(shù)量，生成強(qiáng)度高、穩(wěn)定性更優(yōu)、數(shù)量更多的低堿度水化硅酸鈣，改善了水化膠凝物質(zhì)的組成，降低了Ca(OH)2在水泥石—集料界面過渡區(qū)上的富集和定向排列，從而優(yōu)化了水泥石—集料的界面結(jié)構(gòu)；

另一方面，礦物摻合料均勻分散在混凝土中，隨著水化進(jìn)行，由于其火山灰效應(yīng)與微粉填充密實(shí)效應(yīng)的發(fā)揮使水泥石結(jié)構(gòu)與界面結(jié)構(gòu)更致密，降低了混凝土內(nèi)部的孔隙率，改善了孔結(jié)構(gòu)，從而阻斷了可能形成的滲水通道，也阻礙了包括氯鹽在內(nèi)的侵蝕介質(zhì)的侵入，大大提高了混凝土的耐久性。2.1?；郀t礦渣（水淬礦渣）

礦渣又稱粒化高爐礦渣，是由高爐煉鐵產(chǎn)生的熔融礦渣驟冷時(shí)，來不及結(jié)晶而形成的玻璃態(tài)物質(zhì)。主要是由CaO、MgO、SiO2和Al2O3組成，共占礦渣總量的95％以上，且具有較高的潛在活性，在激發(fā)劑的作用下，可與水化合生成具水硬性的膠凝材料。過去礦渣是作為一種工業(yè)副產(chǎn)品（廢渣）而使用的。主要用于水泥生產(chǎn)中與水泥熟料共同粉磨制備礦渣水泥，從而基本解決了礦渣作為工業(yè)廢渣的綜合利用問題。2.1粒化高爐礦渣（水淬礦渣）

但19世紀(jì)80年代日本學(xué)者在研究中最早發(fā)現(xiàn)，由于礦渣易磨性差，與水泥熟料共同粉磨時(shí)細(xì)度往往偏粗而活性得不到有效發(fā)揮。如果將礦渣單獨(dú)粉磨，粉磨到預(yù)定細(xì)度后摻入到水泥中或在拌制混凝土?xí)r加入，則其活性可以得到充分的發(fā)揮。這種細(xì)度和顆粒細(xì)小的粉末礦渣就是磨細(xì)礦渣。磨細(xì)礦渣的化學(xué)成分和活性指標(biāo)見表。

表2磨細(xì)礦渣的化學(xué)成分

摻合料的細(xì)度（比表面積）大小直接影響摻合料的增強(qiáng)效果，原則上講磨細(xì)礦渣粉的細(xì)度越大則效果越好，但要求過細(xì)則粉磨困難，成本將大幅度提高。綜合考慮，磨細(xì)礦渣粉的細(xì)度（比表面積）以400～600㎡/kg為佳。高爐礦渣以玻璃體為主，活性較高，能磨細(xì)到比表面積600～800㎡/kg，將產(chǎn)生很高活性。結(jié)合我國?；郀t礦渣粉生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀，為規(guī)范?；郀t礦渣在水泥和混凝土中的使用，我國在2008年頒布實(shí)施了《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣微粉》（GB/T18046-2008）國家標(biāo)準(zhǔn)。2.2粉煤灰

粉煤灰是從燃燒煤粉的鍋爐煙氣中收集的粉狀灰粒，也稱飛灰（flyash）或磨細(xì)燃料灰，其顆粒非常細(xì)以致能在空氣中流動(dòng)并被特殊設(shè)備收集的粉狀物質(zhì)。粉煤灰是一種粘土類火山灰質(zhì)材料，具有潛在的水硬活性。將粉煤灰作為水泥生產(chǎn)用原材料用于水泥生產(chǎn)使粉煤灰變成一種有用的寶貴資源，不僅解決了粉煤灰本身對(duì)環(huán)境的污染和占地的問題，而且也減輕了水泥混凝土工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染，是水泥混凝土行業(yè)走持續(xù)發(fā)展道路的最好的途徑。

《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005

）國家標(biāo)準(zhǔn)給出粉煤灰的定義為：電廠煤粉爐煙道氣體中收集的粉末。按煤種可分為：F類和C類。F類粉煤灰——由無煙煤或煙煤燃燒收集的粉煤灰；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%粉煤灰按不同的技術(shù)要求可分為三個(gè)等級(jí)：Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)拌制混凝土和砂漿用粉煤灰的技術(shù)要求如下表所示：表5.1拌制混凝土和砂漿用粉煤灰技術(shù)要求

2.2粉煤灰的化學(xué)組成與性質(zhì)

粉煤灰是一種火山灰質(zhì)混合材料，它本身略有或不具備水硬膠凝性能，但當(dāng)以粉狀及有水存在時(shí)，能在常溫，特別是在水熱（蒸汽養(yǎng)護(hù)）條件下，與氫氧化鈣或其它堿金屬氫氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有水硬膠凝性能的化合物，成為一種增加強(qiáng)度和耐久性的材料。粉煤灰的主要化學(xué)成分是氧化硅、氧化鋁和氧化鐵，這三種氧化物的含量一般占70％以上，不同的地區(qū)的粉煤灰的化學(xué)組成相差很大。粉煤灰的活性包括：①物理活性如：粉煤灰的顆粒效應(yīng)、微集料效應(yīng)②化學(xué)活性如：火山灰反應(yīng)、自硬性

①物理活性物理活性是粉煤灰顆粒效應(yīng)、微集料效應(yīng)的總和，是一切與自身化學(xué)元素性質(zhì)無關(guān)，又能促進(jìn)制品膠凝活性和改善制品性能（如強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐磨性）的各種物理效應(yīng)的總稱，它是粉煤灰能夠充分被利用的最有價(jià)值的活性，是早期活性的主要來源。

優(yōu)質(zhì)粉煤灰顆粒比水泥還細(xì)，且含有大量的球狀玻璃珠，作為集料摻入砂漿中能使微細(xì)集料級(jí)配更趨合理。但是它與一般惰性礦物質(zhì)粉料的填充行為不同，粉煤灰還有一個(gè)特點(diǎn)是活性填充行為。粉煤灰的活性填充行為即粉煤灰活性顆粒的水化反應(yīng)，從微觀結(jié)構(gòu)看，粉煤灰顆粒與水泥漿體的界面膠合，在漿體和集料的界面起到致密作用和置換空氣作用，減少含氣量，填充效果因而更為強(qiáng)化。但是粉煤灰的活性填充行為到砂漿后期才能充分發(fā)揮出來。在硬化發(fā)展階段，硬化前期，主要發(fā)揮了物理充填料的作用;在硬化后期，又發(fā)揮了活性充填料的作用。由于粉煤灰的填充行為，能使砂漿減少內(nèi)部孔隙，特別是漿體中的毛細(xì)孔的通道，這對(duì)提高砂漿的抗?jié)B性能十分有利。有些學(xué)者把這種填充致密作用稱之為“孔隙細(xì)化”的“微粒作用”，它是提高混凝土耐久性的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。

②化學(xué)活性粉煤灰具有火山灰活性和自硬性，其火山灰活性反應(yīng)的方程式主要是：反應(yīng)過程主要是受擴(kuò)散控制的溶解反應(yīng)，早期粉煤灰顆粒表面溶解，反應(yīng)生成物沉淀在顆粒的表面上，后期鈣離子繼續(xù)通過表層和沉淀的水化產(chǎn)物層向芯部擴(kuò)散，與活性SiO2發(fā)生反應(yīng)。水泥顆粒水化反應(yīng)在先，粉煤灰活性物質(zhì)反應(yīng)在后，因此稱這類反應(yīng)為二次反應(yīng)，在砂漿中這兩類水化反應(yīng)交替進(jìn)行，相輔相成，互相制約。

2.3硅灰

冶煉硅鐵合金時(shí)，以石英巖碎石、生鐵為原料，焦炭為還原劑，在電爐中近2000℃的高溫下，石英成分還原成硅，隨即與鐵生成硅鐵合金。此時(shí)，約有10%-15%的硅化為蒸汽進(jìn)入煙道，并隨氣流上升遇氧結(jié)合成一氧化硅(SiO)逸出爐外，與冷空氣中的氧結(jié)合成(SiO2)煙霧，受冷凝結(jié)為細(xì)小的球狀微珠，以粉塵形式從煙囪排入大氣，或用適當(dāng)收塵設(shè)施收集起來。這種粉塵即為硅粉。硅粉具有獨(dú)特細(xì)度，平均粒徑僅為水泥顆粒的1/100，比表面積約為15～20m2/g，具有極強(qiáng)的火山灰活性。硅灰的比重為22～25g/cm3，松散容重為200~300kg/m3。2.3硅灰的性能硅粉具有極強(qiáng)的火山灰活性性能，硅粉摻入砂漿中后，硅粉顆粒和水接觸，部分小顆粒迅速溶解，溶液中富SiO2貧Ca2+的凝膠在硅粉粒子表面形成附著層，經(jīng)過一定時(shí)間后，富SiO2貧Ca2+凝膠附著層開始溶解，和水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣反應(yīng)生成C-S-H（水化硅酸鈣）凝膠。硅粉的火山灰反應(yīng)結(jié)果是改變了漿體的孔結(jié)構(gòu)，使大孔（大于0.1微米）減少，小孔（小于0.05微米）增加，使孔變細(xì)，還使?jié){體中的Ca(OH)2減少，結(jié)晶細(xì)化。并使其定向程度變?nèi)?，?xì)顆粒的硅粉，填充在水泥顆粒空隙間，也使?jié){體更加密實(shí)。此外，由于火山灰的反應(yīng)和減少泌水，界面處漿體密實(shí)，Ca(OH)2晶體細(xì)化，定向程度減弱，致使過渡區(qū)變薄，增加漿體與骨料界面的粘結(jié)，從而改變過渡區(qū)分布態(tài)。2.3硅灰的作用①在新拌砂漿方面，硅粉具有增加用水量，增加砂漿的粘聚性，增加塑性收縮而易產(chǎn)生裂縫，減少泌水量，減少離析，延遲凝結(jié)時(shí)間，減少水化升溫，降低砂漿中空氣含量等性能；②在力學(xué)方面，硅粉具有提高粘結(jié)性能，增加抗壓強(qiáng)度，增加彈性模量等性能；③在耐久性方面，硅粉具有提高砂漿抗?jié)B性，提高抗化學(xué)侵蝕的能力，抗堿骨料反應(yīng)，防鋼筋銹蝕，提高砂漿的抗沖耐磨性等性能。參考資料及大量試驗(yàn)表明，在提高砂漿抗沖耐磨性能方面，硅粉的摻量應(yīng)不超過10%。

總之，硅灰之所以可以作為一種輔助性膠凝材料改善硬化水泥漿體的微結(jié)構(gòu)，首先是因?yàn)楣璺劬哂泻芨叩幕鹕交一钚?。雖然硅粉本身基本上與水不發(fā)生水化作用，但它能夠在水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2及其它一些化合物的激發(fā)作用下發(fā)生二次水化反應(yīng)而生成具有膠凝性的產(chǎn)物，且硅粉均勻分散在水泥漿中時(shí)可在水泥水化過程中起到類似“晶核效應(yīng)”作用。

一方面減少Ca(OH)2總數(shù)量而形成C-S-H凝膠，另一方面使Ca(OH)2單晶體和凝膠細(xì)?；愃平饘俨牧系暮辖鹪鼐Я＜?xì)化，使水化產(chǎn)物在整個(gè)漿體內(nèi)部分布趨于均勻；其次是因?yàn)楣璺鄣奈⒓咸匦裕粌H自身可以填充硬化水泥漿體中的有害孔，其二次水化產(chǎn)物也可以填充硬化水泥漿體中的有害孔。

三、細(xì)骨料(砂)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Ⅰ類宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強(qiáng)度等級(jí)為C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ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、和淡化海砂等三、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ρs′＞2500kg/m3；松散堆積密度ρso′＞1350kg/m3；空隙率P′＜47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉含量含泥量是指粒徑小于0.075mm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600μm的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量。具體指標(biāo)見表。三、砂的技術(shù)質(zhì)量要求項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質(zhì)量計(jì)，%）＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（質(zhì)量計(jì)，%）0＜1.0＜2.0天然砂含泥量和泥塊含量項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類亞甲藍(lán)試驗(yàn)MB值＜1.40或合格石粉含量（%）＜3.0＜5.0＜7.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0MB值≥1.40或不合格石粉含量（%）＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（%）0＜1.0＜2.0人工砂石粉含量和泥塊含量三、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)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類云母（%)（質(zhì)量計(jì)）＜1.0＜2.0＜2.0輕物質(zhì)（%)（質(zhì)量計(jì)）＜1.0＜1.0＜1.0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)）＜0.5＜0.5＜0.5氯化物（氯離子質(zhì)量計(jì)）＜0.01＜0.02＜0.064.堿集料反應(yīng)（AAR，alkali-aggregatereaction）

堿骨料反應(yīng)是混凝土原材料中的水泥、外加劑、混合材料和水中的堿(Na2O或K2O)與骨料中的活性成分反應(yīng)，在混凝土澆筑成型后若干年(數(shù)年至二、三十年)逐漸反應(yīng)，反應(yīng)生成物吸水膨脹,使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，膨脹開裂、導(dǎo)致混凝土失去設(shè)計(jì)性能。由于活性骨料經(jīng)攪拌后大體上呈均勻分布。所以一旦發(fā)生堿骨料反應(yīng)、混凝土內(nèi)各部分均產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，將混凝土自身脹裂、發(fā)展嚴(yán)重的只能拆除，無法補(bǔ)救，因而被稱為混凝土的癌癥。

1940年美國加利尼亞州公路局的斯坦敦，首先發(fā)現(xiàn)堿骨料反應(yīng)問題，引起全世界混凝土工程界的重視，這種反應(yīng)就是堿硅酸反應(yīng)。堿硅酸反應(yīng)是水泥中的堿與骨料中的活性氧化硅成分反應(yīng)產(chǎn)生堿硅酸鹽凝膠或稱堿硅凝膠，堿硅凝膠固體體積大于反應(yīng)前的體積，而且有強(qiáng)烈的吸水性，吸水后膨脹引起混凝土內(nèi)部膨脹應(yīng)力，而且堿硅凝膠吸水后進(jìn)一步促進(jìn)堿骨料反應(yīng)的發(fā)展、使混凝土內(nèi)部膨脹應(yīng)力增大，

導(dǎo)致混凝土開裂。發(fā)展嚴(yán)重的會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)崩潰。

能與堿發(fā)生反應(yīng)的活性氧化硅礦物有蛋白石、玉

髓、鱗石英、方英石、火山玻璃及結(jié)晶有缺欠的石英

以及微晶、

隱晶石英等，而這些活性礦物廣泛存在于多種巖石中．因而迄今為止世界各國發(fā)生的堿料反應(yīng)絕大多數(shù)為堿硅酸反應(yīng)。三、砂的技術(shù)質(zhì)量要求5.顆粒級(jí)配（1）顆粒級(jí)配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況。（2）級(jí)配良好的砂，不同粒徑顆粒搭配比例適當(dāng)，其空隙率小，且總表面積小，可以節(jié)約水泥或改善混凝土拌合物的和易性。（3）顆粒級(jí)配采用篩分法確定，詳見實(shí)驗(yàn)部分。（4）顆粒級(jí)配的指標(biāo)級(jí)配區(qū)按600μm篩的累計(jì)篩余率的大小，可分為1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)共三個(gè)級(jí)配區(qū)。詳見下頁表。級(jí)配合格判定砂的實(shí)際級(jí)配全部在任一級(jí)配區(qū)規(guī)定范圍內(nèi)；除4.75mm和600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應(yīng)小于5％。三、砂的技術(shù)質(zhì)量要求方篩孔累計(jì)篩余率，％1區(qū)2區(qū)3區(qū)9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm010～035～565～3585～7195～80100～90010～025～050～1070～4192～70100～90010～015～025～040～1685～55100～901）砂的實(shí)際顆粒級(jí)配與表中所列數(shù)字相比，除4.75mm和600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應(yīng)小于5％。2）1區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計(jì)篩余可以放寬到100～85，2區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計(jì)篩余可以放寬到100～80，3區(qū)人工砂中150μm篩孔的累計(jì)篩余可以放寬到100～75。砂的顆粒級(jí)配區(qū)砂總量500g篩底（0.075mm)三、砂的技術(shù)質(zhì)量要求（5）級(jí)配的選擇宜優(yōu)先選擇級(jí)配在2區(qū)的砂；當(dāng)采用1區(qū)砂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高砂率；當(dāng)采用3區(qū)砂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小砂率。6.規(guī)格砂按細(xì)度模數(shù)大小分為粗砂、中砂、細(xì)砂：粗砂Mx=3.7～3.1；中砂Mx=3.0～2.3；細(xì)砂

Mx=2.2～1.6。細(xì)度模數(shù)按下式計(jì)算：式中：Mx——細(xì)度模數(shù)；

A1、A2、A3、A4、A5、A6——分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm篩的累計(jì)篩余百分率，％。7.砂的堅(jiān)固性定義

是指砂在氣候、環(huán)境或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用硫酸鈉溶液檢驗(yàn)，砂樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應(yīng)符合書中表5.6的規(guī)定.三、粗骨料的技術(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：Ⅰ類宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強(qiáng)度等級(jí)為C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑砂漿。三、粗骨料的技術(shù)質(zhì)量要求1.表觀密度、堆積密度及空隙率表觀密度ρg′＞2500kg/m3；松散堆積密度ρgo′＞1350kg/m3；空隙率P′＜47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉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、粗骨料的技術(shù)質(zhì)量要求3.針片狀顆粒含量針狀顆粒是指顆粒長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)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（質(zhì)量計(jì)，%）＜0.5＜1.0＜2.0泥塊含量（質(zhì)量計(jì)，%）＜0.2＜0.5＜0.7碎石、卵石含泥量和泥塊含量三、粗骨料的技術(shù)質(zhì)量要求項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類針、片狀顆粒（%）（質(zhì)量計(jì)）＜5＜15＜25碎石、卵石針片狀顆粒含量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)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類有機(jī)物合格合格合格硫化物及硫酸鹽（%）（SO3質(zhì)量計(jì)）＜0.5＜1.0＜1.0三、粗骨料的技術(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50mm×50mm×50mm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)量風(fēng)干狀態(tài)下10.0~20.0mm的顆粒裝入標(biāo)準(zhǔn)圓筒內(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2.5mm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——壓碎后的篩余量，g。6.顆粒級(jí)配為減少空隙率，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、粗骨料的技術(shù)質(zhì)量要求項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類碎石壓碎指標(biāo)（%）＜10＜20＜30卵石壓碎指標(biāo)（%）＜12＜16＜16碎石、卵石的壓碎指標(biāo)三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求7.最大粒徑粗骨料公稱粒級(jí)的上限稱為該粒級(jí)的最大粒級(jí)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1/3，且不得超過40mm。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，高層建筑宜在1：3～1：4，超高層建筑宜在1：4～1：5。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。骨料最大粒徑(Dmax)1.定義:

粗骨料公稱粒級(jí)的上限稱為該粒級(jí)的最大粒徑.2.

最大粒級(jí)徑的大小表示骨料的粗細(xì)程度,粗骨料粒徑增大時(shí),骨料的總表面積減小,因而可使水泥漿用量減小,這不僅能節(jié)約水泥,而且有助于提高混凝土的密實(shí)度,減少發(fā)熱量及混凝土的收縮,因此在條件允許的情況下,當(dāng)配置中等強(qiáng)度等級(jí)以下的混凝土?xí)r,應(yīng)盡量采用最大粒徑粗骨料.

三、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)》（JGJ63—2006）的規(guī)定。四、混凝土外加劑外加劑及其分類定義

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%。按主要功能的分類（1）改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。（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)劑和速凝劑等。（3）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。（4）改善混凝土其它性能的外加劑，包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。一、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條件下，具有減水和增強(qiáng)作用的外加劑，又稱為“塑化劑”，高效減水劑又稱為“超塑化劑”。1.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：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；一、減水劑摻入減水劑后：

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，起到潤滑作用，改善了拌合物的流動(dòng)性。絮凝狀結(jié)構(gòu)2.減水劑的作用效果（1）減少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的強(qiáng)度。

在混凝土拌合物坍落度基本一定的情況下，減少混凝土的單位用水量5％～25％（普通型5％～15％，高效型10％～30％）。（2）提高混凝土拌合物的流動(dòng)性。在用水量和強(qiáng)度一定的條件下，坍落度可提高100～200mm。（3）節(jié)約水泥。在混凝土拌合物坍落度、強(qiáng)度一定的情況下，可節(jié)約水泥5％～20％。（4）改善混凝土拌合物的性能。摻入減水劑可以減少混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象；延緩拌合物的凝結(jié)時(shí)間；減緩水泥水化放熱速度；顯著提高混凝土硬化后的抗?jié)B性和抗凍性。3.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0.2～0.3％，減水率10％左右。對(duì)混凝土有緩凝作用，一般緩凝１～３ｈ。（2）萘系減水劑高效減水劑，其主要成分為β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，目前我國生產(chǎn)的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建Ⅰ型等。萘系減水劑適宜摻量為0.5％～1.0％，其減水率較大，為10％～25%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０℃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。（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0.5％～2.0％，減水率達(dá)20％～27％。（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。國內(nèi)產(chǎn)品粉狀有TF、ST、3FG等。適宜摻量0.2％～0.3％，減水率10％左右，屬緩凝減水劑。二、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1％～2％；硫酸鈉0.5％～2％0.02％～0.05％2％二水石膏+1％亞硝酸鈉+0.05％三乙醇胺作用效果氯化鈣：可使2d～3d強(qiáng)度提高40％～100％，7d強(qiáng)度提高25％能使3d強(qiáng)度提高50％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)鋼筋無銹蝕作用早強(qiáng)效果顯著，適用于嚴(yán)格禁止使用氯鹽的鋼筋混凝土常用早強(qiáng)劑的品種、摻量及作用效果3.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。緩凝劑主要有四類：糖類，如糖蜜；木質(zhì)素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉；羥基羧酸及其鹽類，如檸檬酸、酒石酸；無機(jī)鹽類，如鋅鹽、硼酸鹽等常用的緩凝劑是木鈣和糖蜜，其中糖蜜的緩凝效果最好。4.引氣劑

引氣劑是指在混凝土攪拌過程中，能引人大量分布均勻的微小氣泡，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、松香皂烷基苯磺酸鹽等。引氣劑對(duì)混凝土性能的影響(1)改善混凝土拌合物的和易性由于大量微小封閉球狀氣泡在混凝土拌合物內(nèi)形成，如同滾珠一樣，減少了顆粒間的摩擦阻力，使混凝土拌合物流動(dòng)性增加。同時(shí)，由于水分均勻分布在大量氣泡的表面，使能自由移動(dòng)的水量減少，混凝土拌合物的保水性、粘聚性也隨之提高。(2)顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性大量均勻分布的封閉氣泡切斷了混凝土中的毛細(xì)管滲水通道，改變了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土抗?jié)B性顯著提高。同時(shí)，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高。(3)降低混凝土強(qiáng)度由于大量氣泡存在，減少了混凝土的有效受力面積，使混凝土強(qiáng)度有所降低。

5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)期性能的外加劑。常用的防凍劑有氯鹽類(氯化鈣、氯化鈉)、氯鹽阻銹類(以氯鹽與亞硝酸鈉阻銹劑復(fù)合而成)鹽類(以硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽、乙酸鈉或尿素復(fù)合而成)。防凍劑用于負(fù)溫條件下施工的混凝土。目前，國產(chǎn)防凍劑品種適用于0～一15℃的氣溫，當(dāng)在更低氣溫下施工時(shí)，應(yīng)增加其他混凝土冬季施工措施，如暖棚法、原料(砂、石、水)預(yù)熱法等。防凍劑的作用：①防凍劑中的防凍組分具有降低冰點(diǎn)的作用。②防凍劑中的減水組分可減小混凝土的水灰比或拌合用水量。③防凍劑中的某些成分可使低溫下孔隙水結(jié)冰時(shí)形成的冰晶粒度變得細(xì)小且分散均勻。④防凍劑中的早強(qiáng)組分具有促進(jìn)水泥在較低溫度下水化速度的作用。⑤防凍劑中的引氣組分通過引入大量均勻分布的微小封閉氣泡，可以緩解充水孔隙的局部?jī)雒?，降低其凍脹?yīng)力。6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。速凝劑摻入混凝土后，能使混凝土在5min內(nèi)初凝，10min內(nèi)終凝，1h就可產(chǎn)生強(qiáng)度，1d強(qiáng)度提高2～3倍，但后期強(qiáng)度會(huì)下降，28d強(qiáng)度為不摻時(shí)的80％～90％。速凝劑的速凝早強(qiáng)作用機(jī)理，是使水泥中的石膏變成Na2S04，失去緩凝作用，從而促使C3A迅速水化，并在溶液中析出其水化產(chǎn)物晶體，導(dǎo)致水泥漿迅速凝固。速凝劑主要用于礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞、地下工程以及噴錨支護(hù)時(shí)的噴射混凝土或噴射砂漿工程中。7外加劑性能指標(biāo)外加劑的質(zhì)量必須均勻、穩(wěn)定、性能良好。根據(jù)我國《混凝土外加劑》(GB8076)規(guī)定，對(duì)用于混凝土的各類外加劑產(chǎn)品須經(jīng)過檢測(cè)，其勻質(zhì)性指標(biāo)及摻外加劑混凝土性能指標(biāo)均應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求。§5－3混凝土拌合物的和易性5.3混凝土拌合物的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.1混凝土拌合物的和易性1和易性的概念

和易性——混凝土拌合物的和易性又稱工作性，它是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面的含義。

流動(dòng)性——指混凝土拌合物在自重力或機(jī)械振動(dòng)力作用下易于產(chǎn)生流動(dòng)、易于輸送和易于充滿混凝土模板的性質(zhì)。粘聚性——混凝土拌合物在施工過程中保持整體均勻一致的能力。粘聚性好可保證混凝土拌合物在輸送、澆灌、成型等過程中，不發(fā)生分層、離析，即保證硬化后混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻。

保水性——混凝土拌合物在施工過程中保持水分的能力。保水性好可保證混凝土拌合物在輸送、成型及凝結(jié)過程中，不發(fā)生大的或嚴(yán)重的泌水，既可避免由于泌水產(chǎn)生的大量的連通毛細(xì)孔隙，又可避免由于泌水，使水在粗骨料和鋼筋下部聚積所造成的界面粘結(jié)缺陷。保水性對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性有較大的影響。一、和易性（工作性）的概念

混凝土拌合物便于施工操作，能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)均勻、成型密實(shí)的性能。和易性主要包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性：和易性粘聚性保水性流動(dòng)性易達(dá)結(jié)構(gòu)均勻易成型密實(shí)好好在本身自重或施工機(jī)械振搗作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)并且均勻密實(shí)地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運(yùn)輸和澆注過程中不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)象的性質(zhì)。具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。保證混凝土硬化后的質(zhì)量二、和易性的評(píng)定定量測(cè)定拌合物的流動(dòng)性、輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。

1.坍落度法測(cè)定混凝土拌合物在自重作用下產(chǎn)生的變形值——坍落度（單位mm）。適用范圍：集料最大粒徑不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。

2.和易性測(cè)定方法及指標(biāo)

目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物和易性的測(cè)定方法。在工地和試驗(yàn)室，通常是做坍落度試驗(yàn)測(cè)定拌合物的流動(dòng)性，并輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。測(cè)定流動(dòng)性的方法是：將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入標(biāo)準(zhǔn)圓錐坍落度筒(無底)內(nèi)，并按一定方式振搗，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(huì)產(chǎn)生坍落現(xiàn)象。然后量出向下坍落的尺寸(mm)就叫做坍落度，作為流動(dòng)性指標(biāo)。坍落度愈大表示流動(dòng)性愈大。當(dāng)混凝土拌和物的坍落度大于220mm時(shí)，用鋼尺測(cè)量混凝土擴(kuò)展后最終的最大直徑和最小直徑，在這兩個(gè)直徑之差小于50mm的條件下，用其算術(shù)平均值作為坍落擴(kuò)展度值否則，此次試驗(yàn)無效?；炷潦┕r(shí)坍落度的選擇

混凝土拌合物坍落度的選擇，應(yīng)根據(jù)施工條件、構(gòu)件截面尺寸、配筋情況、施工方法等來確定。見下表。結(jié)構(gòu)種類坍落度，mm基礎(chǔ)或地面等的墊層，無配筋的大體積結(jié)構(gòu)（擋土墻、基礎(chǔ)等）或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的結(jié)構(gòu)（如薄壁、斗倉、筒倉、細(xì)柱等）50～70配筋特密的結(jié)構(gòu)70～90VBR-1型維勃稠度儀:用于集料粒徑不大于40mm,維勃稠度值在5~30s間的干硬性混凝土的測(cè)定。

二、和易性的評(píng)定2.維勃稠度法測(cè)定使拌合物密實(shí)所需要的時(shí)間，s。適用范圍粗骨料最大粒徑不大于40mm；坍落度小于10mm，維勃稠度在5s～30s之間的干硬性混凝土?；炷涟韬衔锇戳鲃?dòng)性的分類

按《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50164）的規(guī)定，塑性混凝土、干硬性混凝土分別按坍落度、維勃稠度分為四級(jí)。見下表。名稱代號(hào)指標(biāo)混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度≥10mm）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T1T2T3T410mm～40mm50mm～90mm100mm～150mm≥160mm干硬性混凝土（坍落度＜10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土V0V1V2V3＞31s30s～21s20s～11s10s～5s和易性的影響因素有：水泥漿量、水泥漿的稠度、水灰比、砂率、骨料的品種、規(guī)格和質(zhì)量、外加劑、溫度和時(shí)間及其他影響因素。

（1）水泥漿量——水泥漿量是指混凝土中水泥及水的總量?；炷涟韬衔镏械乃酀{，賦予混凝土拌合物以一定的流動(dòng)性。在水灰比不變的情況下，如果水泥漿越多，則拌合物的流動(dòng)性越大。但若水泥漿過多，使拌合物的粘聚性變差。3.影響和易性的主要因素(2)水泥漿的稠度水泥漿的稠度是由水灰比所決定的。在水泥用量不變的情況下，水灰比愈小水泥漿就愈稠，混凝土拌合物的流動(dòng)性便愈小。當(dāng)水灰比過小時(shí)，水泥漿干稠，混凝土拌合物的流動(dòng)性過低，會(huì)使施工困難，不能保證混凝土的密實(shí)性。增加水灰比會(huì)使流動(dòng)性加大。如果水灰比過大，又會(huì)造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象，并嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度。所以水灰比不能過大或過小。一般應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度和耐久性要求合理地選用。但應(yīng)指出，在試拌混凝土?xí)r，卻不能用單純改變用水量的辦法來調(diào)整混凝土拌合物的流動(dòng)性。因單純加大用水量會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。因此，應(yīng)該在保持水灰比不變的條件下用調(diào)整水泥漿量的辦法來調(diào)整混凝土拌合物的流動(dòng)性。（3）砂率——砂率是指砂用量與砂、石總用量的質(zhì)量百分比，它表示混凝土中砂、石的組合或配合程度。砂影響混凝土拌合物流動(dòng)性有兩個(gè)方面：1.是砂形成的砂漿可減少粗骨料之間的摩擦力，在拌合物中起潤滑作用，所以在一定的砂率范圍內(nèi)隨砂率增大，潤滑作用愈加顯著，流動(dòng)性可以提高；2.在砂率增大的同時(shí)，骨料的總表面積隨之增大，包裹集料的水泥漿層變薄，拌合物流動(dòng)性降低。另外，砂率不宜過小，否則還會(huì)使拌合物粘聚性和保水性變差，產(chǎn)生離析、流漿等現(xiàn)象。砂率對(duì)混凝土拌合物的和易性有重要影響。（4）水泥品種和骨料的性質(zhì)

用礦渣水泥和某些火山灰水泥時(shí)，拌合物的坍落度一般較用普通水泥時(shí)為小，而且礦渣水泥將使拌合物的泌水性顯著增加。從前面對(duì)骨料的分析可知，一般卵石拌制的混凝土拌合物比碎石拌制的流動(dòng)性好。河砂拌制的混凝土拌合物比山砂拌制的流動(dòng)性好。骨料級(jí)配好的混凝土拌合物的流動(dòng)性也好。

(5)外加劑在拌制混凝土?xí)r，加入很少量的減水劑能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的條件下，獲得很好的和易性，增大流動(dòng)性和改善粘聚性、降低泌水性。并且由于改變了混凝土結(jié)構(gòu)，尚能提高混凝土的耐久性。因此這種方法也是常用的。通常配制坍落度很大的流態(tài)混凝土，是依靠摻入流化劑（高效減水劑），這樣單位用水量較少，可保證混凝土硬化后具有良好的性能。

（6）時(shí)間和溫度拌合物拌制后，隨時(shí)間的延長而逐漸變得干稠，流動(dòng)性減小，原因是有一部分水供水泥水化，一部分水被骨料吸收，一部分水蒸發(fā)以及凝聚結(jié)構(gòu)的逐漸形成，致使混凝土拌合物的流動(dòng)性變差。拌合物的和易性也受溫度的影響，因?yàn)榄h(huán)境溫度的升高，水分蒸發(fā)及水泥水化反應(yīng)加快，拌合物它的流動(dòng)性變差，而且坍落度損失也變快。4.改善和易性的措施(1)盡可能降低砂率，通過試驗(yàn)，采用合理砂率。有利于提高混凝土的質(zhì)量和節(jié)約水泥。(2)改善砂、石(特別是石子)的級(jí)配，好處同上，但要增加備料工作。(3)盡量采用較粗的砂、石。(4)當(dāng)混凝土拌合物坍落度太小時(shí)，維持水灰比不變，適當(dāng)增加水泥和水的用量，或者加入外加劑等，當(dāng)拌合物坍落度太大，但粘結(jié)性良好時(shí)，可保持砂率不變，適當(dāng)增加砂、石?！?－4硬化混凝土的強(qiáng)度一、混凝土的強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度的種類混凝土強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度握裹強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度一、混凝土的強(qiáng)度1.立方體抗壓強(qiáng)度

以邊長為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在溫度為20±2℃，相對(duì)濕度為95％以上的潮濕條件下或者在Ca（OH）2飽和溶液中養(yǎng)護(hù)，經(jīng)28d齡期，采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓極限強(qiáng)度。用fcc表示。當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)試件時(shí)，須乘以換算系數(shù)，見下表：標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是指《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》（GB/T50081－2002），詳見實(shí)驗(yàn)部分。試件種類試件尺寸，mm粗骨料最大粒徑，mm換算系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)試件150×150×150401.00非標(biāo)準(zhǔn)試件100×100×100300.95200×200×200601.05一、混凝土的強(qiáng)度2.混凝土強(qiáng)度等級(jí)按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的級(jí)別。以“C”和混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80，C85，C90，C95，C100等十九個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k

），是立方體抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過5%。強(qiáng)度等級(jí)表示的含義：強(qiáng)度的范圍：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa；某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保證率為95%。C30“C”代表“混凝土”?！?0”代表fcu,k＝30.0MPa；一、混凝土的強(qiáng)度3.軸心抗壓強(qiáng)度采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強(qiáng)度為10～50MPa范圍內(nèi)fcp=（0.7～0.8）fcc。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，一般取fcp＝0.67fcc。非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm×100mm和200mm×200mm，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值應(yīng)分別乘以換算系數(shù)0.95和1.05。FF

棱柱體試件的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度低于立方體試件的抗壓強(qiáng)度，棱柱體試件的抗壓強(qiáng)度與其高寬（徑）比有關(guān)，高寬（徑）比越大，抗壓強(qiáng)度越小?

混凝土試件在壓力機(jī)上受壓時(shí)，在沿加荷方向發(fā)生縱向變形的同時(shí)，也按泊松比效應(yīng)產(chǎn)生橫向膨脹。而鋼制壓板的橫向膨脹較混凝土小，因而在壓板與混凝土試件受壓面形成磨擦力，對(duì)試件的橫向膨脹起著約束作用，這種約束作用稱為"環(huán)箍效應(yīng)".一、混凝土的強(qiáng)度4.影響抗壓強(qiáng)度的因素（1）水泥的強(qiáng)度和水灰比式中：fcu——混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度值，MPa；

fce——水泥28d抗壓強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值，MPa；

——混凝土灰水比，即水灰比的倒數(shù)；

αa、αb——回歸系數(shù)。當(dāng)混凝土水灰比值在0.40～0.80之間時(shí)越大，則混凝土的強(qiáng)度越低；水泥強(qiáng)度越高，則混凝土強(qiáng)度越高。4.影響混凝土強(qiáng)度的因素

(1)水灰比和水泥強(qiáng)度等級(jí)——決定混凝土強(qiáng)度的主要因素水泥是混凝土中的活性組分，其強(qiáng)度的大小直接影響著混凝土強(qiáng)度的高低。在配合比相同的條件下，所用的水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。當(dāng)用同一種水泥(品種及強(qiáng)度等級(jí)相同)時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要決定于水灰比。

水泥水化時(shí)所需的結(jié)合水，一般只占水泥質(zhì)量的23％左右，但在拌制混凝土拌合物時(shí)，為了獲得必要的流動(dòng)性，常需用較多的水(約占水泥質(zhì)量的40％一70％)，也即較大的水灰比。當(dāng)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(fā)后形成氣孔，大大地減少了混凝土抵抗荷載的實(shí)際有效斷面，而且可能在孔隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中。

在水泥強(qiáng)度等級(jí)相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強(qiáng)度愈高，與骨料粘結(jié)力也愈大，混凝土的強(qiáng)度就愈高。但應(yīng)說明：如果加水太少(水灰比太小)，拌合物過于干硬，在一定的搗實(shí)成型條件下，無法保證澆注質(zhì)量，混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，強(qiáng)度也將下降。試驗(yàn)證明，混凝土強(qiáng)度，隨水灰比的增大而降低，呈曲線關(guān)系，而混凝土強(qiáng)度和灰水比的關(guān)系，則呈直線關(guān)系(圖5.11)。一、混凝土的強(qiáng)度（2）粗集料的品種碎石形狀不規(guī)則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度較高；卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度較低。在水泥石強(qiáng)度及其它條件相同時(shí)，碎石混凝土的強(qiáng)度高于卵石混凝土的強(qiáng)度。

（3）養(yǎng)護(hù)條件在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結(jié)硬化速度越快，早期強(qiáng)度越高；低溫時(shí)水泥混凝土硬化比較緩慢，當(dāng)溫度低至0℃以下時(shí)，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險(xiǎn)?；炷翝仓戤吅?，必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?，以保證混凝土不斷地凝結(jié)硬化。養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響混凝土有四種養(yǎng)護(hù)方式：

A.標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)——是指將混凝土制品在溫度為20±2℃，相當(dāng)濕度大于95％的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行的養(yǎng)護(hù)。評(píng)定強(qiáng)度等級(jí)時(shí)需采用該養(yǎng)護(hù)條件。

B.自然養(yǎng)護(hù)——是指對(duì)在自然條件（或氣候條件）下的混凝土制品適當(dāng)?shù)牟扇∫欢ǖ谋?、保濕措施，并定時(shí)定量向混凝土澆水，保證混凝土材料強(qiáng)度能正常發(fā)展的一種養(yǎng)護(hù)方式。C.蒸汽養(yǎng)護(hù)——是將混凝土材料在小于100℃的高溫水蒸汽中進(jìn)行的一種養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)可提高混凝土的早期強(qiáng)度，縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間。D.壓蒸養(yǎng)護(hù)——是將混凝土材料在8～16大氣壓下，175～203℃的水蒸汽中進(jìn)行的一種養(yǎng)護(hù)。壓蒸養(yǎng)護(hù)可大大提高混凝土材料的早期強(qiáng)度。但壓蒸、養(yǎng)護(hù)需要的蒸壓釜設(shè)備比較龐大。僅在生產(chǎn)硅酸鹽混凝土制品時(shí)應(yīng)用。一、混凝土的強(qiáng)度（4）齡期齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時(shí)間。在正常的養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加而不斷發(fā)展，在7～14d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后逐漸減慢，28d后強(qiáng)度發(fā)展更慢。由于水泥水化的原因，混凝土的強(qiáng)度發(fā)展可持續(xù)數(shù)十年。當(dāng)采用普通水泥拌制的、中等強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的抗壓強(qiáng)度與其齡期的對(duì)數(shù)成正

式中：fn、f28——分別為n、28天齡期的抗壓強(qiáng)度，MPa。（5）外加劑n≥3一、混凝土的強(qiáng)度(6).提高混凝土抗壓強(qiáng)度的措施（1）采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥；（2）采用單位用水量較小、水灰比較小的干硬性混凝土；（3）采用合理砂率，以及級(jí)配合格、強(qiáng)度較高、質(zhì)量良好的碎石；（4）改進(jìn)施工工藝，加強(qiáng)攪拌和振搗；（5）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期強(qiáng)度；（6）在混凝土拌合時(shí)摻入減水劑或早強(qiáng)劑。第五節(jié)混凝土的耐久性一、混凝土耐久性的概念

混凝土的耐久性是混凝土在使用環(huán)境下抵抗各種物理和化學(xué)作用破壞的能力?；炷恋哪途眯灾苯佑绊懡Y(jié)構(gòu)物的安全性和使用性能。耐久性包括抗?jié)B性、抗凍性、化學(xué)侵蝕和堿集料反應(yīng)等。腐蝕氯離子腐蝕酸雨腐蝕第五節(jié)、混凝土的耐久性2.耐久性的主要內(nèi)容（1）抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B等級(jí)表示。是以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按規(guī)定方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)所能承受的最大靜水壓力來確定?？煞譃镻4、P6、P8、P10、P12和﹥P12等六個(gè)等級(jí)，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的靜水壓力而不發(fā)生滲透。（2）抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。用抗凍等級(jí)表示?？箖龅燃?jí)是以28d齡期的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，在飽和水狀態(tài)下，強(qiáng)度損失不超過25％，且質(zhì)量損失不超過5％時(shí)，所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示，有D50、D100、D150、D200和﹥D200等五個(gè)等級(jí)。

二、混凝土的耐久性（3）抗侵蝕性混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵蝕性。合理選擇水泥品種、提高混凝土制品的密實(shí)度均可以提高抗侵蝕性。（4）抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。混凝土碳化，使其堿度降低，從而使混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用降低，鋼筋易銹蝕；引起混凝土表面產(chǎn)生收縮而開裂。（5）堿集料反應(yīng)堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開裂破壞的膨脹反應(yīng)。應(yīng)嚴(yán)格控制水泥中堿的含量和集料中堿活性物質(zhì)的含量。二、混凝土的耐久性2.提高混凝土耐久性的措施

（1）合理選擇混凝土的組成材料根據(jù)混凝土工程特點(diǎn)或所處環(huán)境條件，選擇水泥品種；選擇質(zhì)量良好、技術(shù)要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密實(shí)度嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和水泥用量。見下頁表。選擇級(jí)配良好的骨料及合理砂率，保證混凝土的密實(shí)度。摻入適量減水劑，提高混凝土的密實(shí)度。嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工操作。（3）改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)在混凝土中摻入適量引氣劑，可改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，封閉孔隙的存在，可以提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及抗侵蝕性。

二、混凝土的耐久性環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土1.干燥環(huán)境正常的居住或辦公用房屋內(nèi)不作規(guī)定0.650.602002603002.潮濕環(huán)境無凍害高濕度的室內(nèi)部件室外部件在非侵蝕性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有凍害經(jīng)受凍害的室外部件在非侵蝕性土和（或）水中且經(jīng)受凍害的部件高濕度且經(jīng)受凍害的室內(nèi)部件0.550.550.552502803003.有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境經(jīng)受凍害和除冰劑作用的室內(nèi)和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定（JGJ55－2000）混凝土孔結(jié)構(gòu)對(duì)耐久性的影響

A、B兩混凝土采用相同的水泥、砂、石，A摻用了引氣劑，并降低了水灰比，其抗?jié)B性優(yōu)于B請(qǐng)觀察兩混凝土斷面的孔結(jié)構(gòu)，如圖1。并討論如何可提高混凝土抗?jié)B性。

AB

圖1混凝土斷面的孔結(jié)構(gòu)

A混凝土雖有較多氣泡，但這些氣泡是不連通的，截?cái)嗔嗣?xì)管通道，從而提高了抗?jié)B性。且其減少了水灰比，使其它部分更為致密?？梢?，改善混凝土孔結(jié)構(gòu)，提高混凝土密實(shí)度，可提高混凝土抗?jié)B性。第六節(jié)混凝土的變形

混凝土在硬化和使用過程中，由于受物理、化學(xué)等因素的作用，會(huì)產(chǎn)生各種變形，這些變形是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂紋的主要原因之一，從而進(jìn)一步影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。(1)化學(xué)變形

混凝土在硬化過程中，由于水泥水化產(chǎn)物的體積小于反應(yīng)物（水泥與水）的體積，導(dǎo)致混凝土在硬化時(shí)產(chǎn)生收縮，稱為化學(xué)收縮。

混凝土的化學(xué)收縮是不可恢復(fù)的，收縮量隨混凝土的硬化齡期的延長而增加，一般在40d內(nèi)逐漸趨向穩(wěn)定。(2)干濕變形

混凝土在環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生干縮濕脹變形。水泥石內(nèi)吸附水和毛細(xì)孔水蒸發(fā)時(shí)，會(huì)引起凝膠體緊縮和毛細(xì)孔負(fù)壓，從而使混凝土產(chǎn)生收縮。當(dāng)混凝土吸濕時(shí)，由于毛細(xì)孔負(fù)壓減小或消失而產(chǎn)生膨脹。影響混凝土干濕變形有多種因素。（1）混凝土的干燥收縮不能完全恢復(fù)。（2）干燥收縮和水泥品種、水泥用量、用水量有關(guān)系。（3）砂、石可以抵抗收縮。（4）水中養(yǎng)護(hù)可以減少收縮。

(3)溫度變形

對(duì)大體積混凝土工程，在凝結(jié)硬化初期，由于水泥水化放出的水化熱不易散發(fā)而聚集在內(nèi)部，造成混凝土內(nèi)外溫差很大，有時(shí)可達(dá)40～50℃以上，從而導(dǎo)致混凝土表面開裂。

混凝土在正常使用條件下也會(huì)隨溫度的變化而產(chǎn)生熱脹冷縮變形?；炷恋臒崤蛎浵禂?shù)與混凝土的組成材料及用量有關(guān)，但影響不大。混凝土的熱膨脹系數(shù)一般為（0.6～1.2）×10－5/℃。(4)荷載作用下的變形①混凝土在短期荷載作用下的變形

混凝土是一種非均質(zhì)材料屬于彈塑性體。在外力作用下，既產(chǎn)生彈性變形，又產(chǎn)生塑性變形，即混凝土的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系不是直線而是曲線?；炷恋乃苄宰冃问莾?nèi)部微裂紋產(chǎn)生、增多、擴(kuò)展與匯合等的結(jié)果。②混凝土在長期荷載作用下的變形——徐變

混凝土在長期不變荷載作用下，沿作用力方向隨時(shí)間而產(chǎn)生的塑性變形稱為混凝土的徐變。一般要延續(xù)2～3年才趨于穩(wěn)定。

混凝土徐變，一般認(rèn)為是由于水泥石凝膠體在長期荷載作用下的粘性流動(dòng)，并向毛細(xì)孔中移動(dòng)，同時(shí)吸附在凝膠粒子上的吸附水因荷載應(yīng)力而向毛細(xì)孔遷移滲透的結(jié)果。第七節(jié)混凝土的質(zhì)量控制與強(qiáng)度評(píng)定加強(qiáng)混凝土質(zhì)量控制，是為了保證生產(chǎn)的混凝土其技術(shù)性能能滿足設(shè)計(jì)要求。質(zhì)量控制宜貫徹于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工及成品檢驗(yàn)的全過程，即：

(1)控制與檢驗(yàn)混凝土組成材料的質(zhì)量、配合比的設(shè)計(jì)與調(diào)整情況，混凝土拌合物的水灰比、稠度、均勻性、含氣量及生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)試與人員配備等。

(2)生產(chǎn)全過程各工序，如計(jì)量、攪拌、運(yùn)輸、澆注、養(yǎng)護(hù)等的檢驗(yàn)與控制。

(3)混凝土成品合格性的控制與判定等。1混凝土強(qiáng)度的質(zhì)量控制由于混凝土質(zhì)量的波動(dòng)將直接反映到其最終的強(qiáng)度上，而混凝土的抗壓強(qiáng)度與其他性能有較好的相關(guān)性，因此，在混凝土生產(chǎn)質(zhì)量管理中，常以混凝土的抗壓強(qiáng)度作為評(píng)定和控制其貢量的主要指標(biāo)。如必要時(shí)，也需進(jìn)行其他力學(xué)性能及抗凍、抗?jié)B等試驗(yàn)檢定。(1)混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律在混凝土生產(chǎn)中，每一種組成材料性能的變異、工藝過程變動(dòng)及試件制作和試驗(yàn)操作等誤差，都會(huì)使混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生波動(dòng)，即使在完全相同的條件下做出的混凝土也不會(huì)完全一致。這說明混凝土的強(qiáng)度數(shù)據(jù)具有波動(dòng)性。但這種波動(dòng)是具有某種規(guī)律性的，我們可以利用這種規(guī)律性，對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制和判斷。實(shí)踐結(jié)果證明，同一等級(jí)的混凝土，在施工條件基本一致的情況下，其強(qiáng)度的波動(dòng)是服從正態(tài)分布規(guī)律的。正態(tài)分布是一形狀如鐘形的曲線，以平均三變?yōu)閷?duì)稱軸，距離對(duì)稱軸越遠(yuǎn)，強(qiáng)度概率值越小。2混凝土強(qiáng)度的評(píng)定

根據(jù)規(guī)定,混凝土強(qiáng)度評(píng)定可分為統(tǒng)計(jì)方法及非統(tǒng)計(jì)方法

1)統(tǒng)計(jì)方法.第八節(jié)普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)一、混凝土配合比設(shè)計(jì)基本要求

混凝土配合比是指1m3混凝土中各組成材料的用量，或各組成材料之質(zhì)量比。配合比設(shè)計(jì)的目的是滿足四個(gè)基本要求：

1．滿足施工要求的和易性

2．滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)，并具有95%的保證率

3．滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土的耐久性要求

4．經(jīng)濟(jì)合理，最大限度節(jié)約水泥，降低混凝土成本第五章混凝土二、配合比設(shè)計(jì)中的三個(gè)基本參數(shù)

為了達(dá)到混凝土配合設(shè)計(jì)的四項(xiàng)基本要求，關(guān)鍵是要控制好水膠比、單位用水量和砂率三個(gè)基本參數(shù)。

1．水膠比水膠比根據(jù)設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度和耐久性確定。確定原則為：在滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和耐久性的基礎(chǔ)上，選用較大水膠比，以節(jié)約水泥，降低混凝土成本。第五章混凝土

2．單位用水量

單位用水量主要根據(jù)坍落度要求和粗骨料品種、最大粒徑確定。確定原則為：在滿足施工和易性的基礎(chǔ)上，盡量選用較小的單位用水量，以節(jié)約水泥。因當(dāng)W/B一定時(shí)，用水量越大，所需水泥用量也越大。

3．砂率

合理砂率的確定原則為：砂子的用量填滿石子的空隙略有富余。砂率對(duì)混凝土和易性、強(qiáng)度和耐久性影響很大，也直接影響水泥用量，故應(yīng)盡可能選用最優(yōu)砂率，并根據(jù)砂子細(xì)度模數(shù)、坍落度要求等加以調(diào)整，有條件時(shí)宜通過試驗(yàn)確定。第五章混凝土三、混凝土配合比設(shè)計(jì)中方法和原理

混凝土