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1、混凝土基本性质混凝土是由胶凝材料、粗细骨料按适当的比例配合、拌制成拌合物，经一定的时间硬化而成的人造石材。土木建筑工程对混凝土质量的基本要求是： 符合设计要求的强度，与施工条件相适应的和易性，与环境相适应的耐久性，经济性。第一节 普通混凝土的组成材料普通混凝土（简称混凝土）是以水泥为胶结材料，以天然砂、石为骨料加水拌合，经过浇筑成型、凝结硬化形成的固体材料。为了改善混凝土拌合物或硬化混凝土的性能，还可在其中加入各种外加剂和掺合料。一、水泥配制混凝土时，应根据工程性质、部位、施工条件、环境状况等，按各品种水泥的特性合理选择水泥的品种。水泥强度等级的选择，应与混凝土的设计强度等级相适应。二、骨料普
2、通混凝土所用骨料按粒径大小分为两种，粒径大于5mm的称为粗骨料，粒径小于5mm的称为细骨料。细骨料有河砂、海砂和山砂，粗骨料有碎石和卵石。普通混凝土用砂、石的质量要求有： 泥和泥块含量、有害物质含量、坚固性、碱活性、级配和粗细程度。砂石的颗粒级配、含泥量和泥块含量是必检项目，石子的还必须检验针、片状颗粒含量。1泥和泥块含量骨料中泥和泥块含量较多时，对混凝土的抗拉、抗渗、抗冻及收缩性能均会显著下降。泥遇水成浆状，胶结在骨料表面，不易分离，影响到骨料与水泥石的粘结。泥块在混凝土中成为薄弱环节，对混凝土质量影响极大。2有害物质含量下列有害物质在骨料中都应限量：妨碍水泥水化的有机物，易解理的云母，强度
3、极低的轻物质，导致混凝土膨胀开裂的硫化物和硫酸盐，促进钢筋锈蚀的氯盐。3坚固性坚固性是指骨料在气候、外力或其它外界因素作用下抵抗破碎的能力。通常用快速简便的硫酸钠饱和溶液浸泡法间接地判断骨料的坚固性。4碱活性骨料中若含有活性氧化硅，会与水泥中的碱发生碱骨料反应，产生膨胀并导致混凝土开裂。当用于重要工程或对骨料有怀疑时，可采用化学法或砂浆长度法对骨料进行碱活性检验。5颗粒级配和粗细程度骨料的级配指骨料中不同粒径颗粒的分布情况，用筛分析法测定。良好的级配应当能使骨料的空隙率和总表面积均较小，从而不仅使所需水泥浆量较少，而且还可以提高混凝土的密实度、强度及其它性能。骨料的粗细程度指不同粒径的颗粒混在
4、一起的平均粗细程度。相同数量的骨料，粒径大，则总表面积小，因而需包裹其表面的水泥浆量就少；或相同的水泥浆量，包裹在大粒径骨料表面的水泥浆层就厚，便能减小骨料间的摩擦。砂的筛分析方法是用一套标准筛，将抽样所得500g干砂，由粗到细依次过筛，然后称得留在各筛上砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率（各筛上的筛余量占砂样总重量的百分率）及累计筛余百分率（参见表8.。砂级配按0.630mm筛孔的累计筛余百分率计划分成三个级配区，土木工程用砂的级配应符合三个级配区中的任何一个。表8.1 分计筛余合累计筛余的计算（G为试样总量）筛孔尺寸mm 分计筛余 累计筛余g 5.00 g1 a1g1G100 A1a
5、12.50 g2 a2g2G100 A2a1+ a21.25 g3 a3g3G100 A3a1+ a2+ a30.63 g4 a4g4G100 A4a1+ a2+ a3+ a40.315 g5 a5g5G100 A5a1+ a2+ a3+ a4+ a50.160 g6 a6g6G100 A6a1+ a2+ a3+ a4+ a5+ a6砂的粗细程度用细度模数Mx表示，Mx（A243A4AsA6）5A1/(100A。根据细度模数的大小，将砂分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。三个级配区中，区砂的粗细适中，应优先选用；区砂较粗，区砂较细，使用时应适当调整混凝土的配合比。石子的级配分为六种连续粒级和五种单粒
6、级。连续粒级可以直接用于配制混凝土；单粒级宜用于组合成连续粒级，也可与连续粒级混合使用，不宜用单一的单粒级配制混凝土。粗骨料公称粒级的上限称为最大粒径，可用来衡量粗骨料的粗细程度。为节约水泥，最大粒径应尽量用得大些；但最大粒径大于40mm时，有可能造成骨料混凝土强度下降。 6. 骨料的形状和表面特征骨料的颗粒形状近似球状或立方体形，且表面光滑时，表面积较小，对混凝土流动性有利，然而表面光滑的骨料与水泥石粘结较差。石子中的针状颗粒是指长度大于该颗粒所属粒级平均粒径（该粒级上、下限粒径的平均值）的2.4倍者；而片状颗粒是指其厚度小于平均粒径0.4倍者。针、片状颗粒不仅受力时易折断，而且会增加骨料间
7、的空隙，对针、片状颗粒含量的限量要求。碎石和卵石的强度用压碎指标衡量，其值越小，说明粗骨料抵抗受压破碎能力越强。三、混凝土用水混凝土用水的基本质量要求是： 不影响混凝土的凝结和硬化；无损于混凝土强度发展及耐久性；不加快钢筋锈蚀；不引起预应力钢筋脆断；不污染混凝土表面。四、外加剂混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的用以改善混凝土性能的物质，其掺量一般不大于水泥重量的5%。外加剂按其主要功能分为五大类： 改善新拌混凝土流变性能、调节混凝土凝结硬化性能、调节混凝土气体含量、改善混凝土耐久性、为混凝土提供特殊性能。1常用外加剂 减水剂减水剂属于表面活性剂，它由亲水基团和憎水基团两部分组成。当水泥加
8、水拌合后，由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，包裹了一部分拌合水，降低了混凝土拌合物的流动性。如在水泥浆中加入减水剂，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有相同的电荷。在电性斥力作用下，水泥颗粒分开，从而将絮凝结构内的游离水释放出来。减水剂的这种分散作用使混凝土拌合物在减少用水量的情况下，仍可达到原来的流动性，因而得名。有些减水剂常伴有副作用，如早强、缓凝或引气，因而相应称为早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂。减水剂的主要种类有： 木质素系减水剂、多环芳香族磺酸盐系减水剂、水溶性树脂系减水剂。 引气剂引气剂是一种表面活性剂，在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀
9、分布，稳定而封闭的微小气泡。引气剂可提高混凝土的抗渗性、抗冻性，改善和易性，降低混凝土的强度。 早强剂早强剂指能加速混凝土早期强度发展的外加剂，适用于冬季施工、紧急抢修工程或加快模板的周转率。常用的有氯化物早强剂，硫酸盐早强剂和三乙醇胺早强剂。 缓凝剂缓凝剂是能够延缓水泥水化和浆体结构形成的外加剂，能延缓混凝土凝结时间和水泥水化热释放速度，多用于大体积混凝土、泵送及滑模混凝土施工、高温炎热气候下远距离运输的混凝土及分层浇灌混凝土防止出现冷缝。常用品种为木质磺酸钙及糖蜜。 其它外加剂泵送剂是改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂；速凝剂是使混凝土急速凝结、硬化的外加剂；阻锈剂是能阻止或减小混凝土中钢筋
10、锈蚀的外加剂；防冻剂是能使新拌混凝土在负温下免于冻坏，并在规定时间内达到足够强度的外加剂；膨胀剂是能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨胀以补偿收缩，或少量剩余膨胀使体积更为致密的外加剂；防水剂（抗渗剂）是能提高混凝土在静水压力下抗渗性的外加剂。2外加剂的选用混凝土类型 适宜的外加剂高强混凝土 高效减水剂早强混凝土 非引气型（或低引气型）高效减水剂、复合早强减水剂流态混凝土 高效减水剂泵送混凝土 减水剂（低坍落度损失）、.膨胀剂大体积混凝土 缓凝型减水剂、缓凝剂、引气剂防水混凝土 减水剂及引气减水剂、膨胀剂、防水剂蒸汽养护混凝土 复合早强减水剂、高效减水剂、早强剂自然养护的预制混凝土 普通减水剂
11、、早强型减水剂、高效减水剂设备安装二次灌浆料 高效减水剂和膨胀剂复合使用商品（预拌）混凝土 减水剂；夏季及运输距离长时，宜用缓凝减水剂耐冻融混凝土 引气减水剂、引气剂、减水剂补偿收缩混凝土 膨胀剂夏季施工用混凝土 缓凝减水剂、缓凝剂冬季施工用混凝土 负温地区 早强减水剂、早强剂正温地区 防冻剂、早强剂+防冻剂、引气减水剂+早强剂+防冻剂3外加剂的掺入方法外加剂的掺入方法对其作用效果有时影响颇大。 先掺法 将粉状外加剂先与水泥混合，然后与粗、细骨料和水一起搅拌。先掺法适用于减水剂、膨胀剂、早强剂、防冻剂。 同掺法 将外加剂预先溶解成一定浓度的溶液，然后在搅拌时同水一起掺入。同掺法适用于采用减水剂
12、、引气剂、缓凝剂。 滞水法 搅拌过程中减水剂滞后13min加入。 后掺法 减水剂不是在搅拌站搅拌时加入，而是在运输途中或施工现场分几次或一次加入，再经搅拌。后掺法适用于运输距离较远、混凝土的坍落度较大的情况。五、掺合料在混凝土拌合物制备时，为了节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级，而加入的天然的或者人造的矿物材料，统称为混凝土掺合料。用于混凝土中的掺合料可分为活性矿物掺合料和非活性矿物掺合料两大类。非活性矿物掺合料一般与水泥组分不起化学作用，或化学作用很小，如磨细石英砂、石灰石、硬矿渣之类材料。活性矿物掺合料虽然本身不硬化或硬化速度很慢，但能与水泥水化生成的Ca(OH)2，生成具有水硬
13、性的胶凝材料。如粒化高炉矿渣、火山灰质材料、粉煤灰、硅灰等。粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。硅灰又称硅粉或硅烟灰，是从生产硅铁合金或硅钢等所排放的烟气中收集到的颗粒极细的烟尘。硅灰有很高的火山灰活性，可配制高强、超高强混凝土。粒化高炉矿渣粉是指将粒化高炉矿渣经干燥、磨细达到相当细度的粉状材料。第二节 混凝土的性能一、新拌混凝土的性能新拌混凝土是由混凝土的组成材料拌合而成的尚未凝固的混合物，也称为混凝土拌合物。新拌混凝土的性能必须与工程性质、施工条件相适应，否则将影响到硬化混凝土的性能。 新拌混凝土的和易性1和易性的概念新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指
14、混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇注、振捣）并获得质量均匀、成型密实的性能。和易性包括流动性、粘聚性和保水性三项独立的性能。流动性是指混凝土拌合物在自重或机械（振捣）力作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物各组成材料之间有一定的粘聚力，不致在施工过程中产生分层和离析的现象。保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力，不致在施工过程中出现严重的泌水现象。2和易性的测定方法目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。通常是测定混凝土拌合物的流动性，最常用的有坍落度试验和维勃稠度试验。坍落度试验是将混凝土拌合物按一定方法装满坍落度筒后，平稳地向上提起坍落
15、度简，量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差（mm），即坍落度值。进行坍落度试验时应同时考察混凝土的粘聚性及保水性。坍落度法适用于骨料最大粒径不大于40mm，坍落度值大于10mm的塑性、流动性混凝土。对于坍落度值小于10mm的干硬性混凝土拌合物，通常采用维勃稠度仪测定其维勃稠度。试验时将混凝土拌合物按一定方法装入坍落度筒内，按一定方式捣实，待装满刮平后，将坍落度筒垂直向上提起，把透明盘转到混凝土圆台体顶台，开启振动台，并同时用秒表计时，当振动到透明圆盘的底面被水泥浆布满的瞬间停表计时，并关闭振动台，所读秒数即为该混凝土拌合物的维勃稠度值。3影响和易性的主要因素水泥浆数量、水灰比和单位用水量水泥浆数量、水灰比和单位用水量这三个因素相互关联，只有两个可以独立变化。水泥浆在新拌混凝土中起着润滑和粘聚的双重作用。在水泥浆一定的情况下，水灰比越小，水泥浆越粘稠，混凝土的流动性越小；反之，则混凝土流动性越大。若水泥浆过稀，则易造成混凝土保水性不良。混凝土中水泥浆包括填充骨料空隙和包裹骨料表面两部分。水泥浆用量越多，则包裹层越厚，从而骨料内摩擦力越小，混凝土流动性越大。混凝土拌合物单位用水量增大，其流动性随之增大。根据实验，在采用一定的骨料情况下
