水泥混凝土及砂浆 .ppt

第四章 水泥混凝土及砂浆,第一节 普通混凝土的组成材料第二节 普通混凝土的主要技术性质第三节 普通混凝土的质量控制第四节 普通混凝土的配合比设计第五节 水泥混凝土技术进展第六节 砂浆,概 述,一、混凝土的概念：混凝土是由胶凝材料，水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。“混凝土”“砼”二、混凝土的分类：（一）按表观密度的大小分类：1、重混凝土干2600kg/m3 2、普通混凝土干=19502500kg/m3 3、轻混凝土干1950kg/m3,轻混凝土又分为：（1）轻骨料混凝土干=8001950kg/m3（2）多孔混凝土干=3001000kg/m3（3）大孔混凝土：普通大孔混凝土干=15001900kg/m3 轻骨料大孔砼干=5001500kg/m3（二）按混凝土的抗压强度的大小分类：1、普通混凝土 2、高强砼fcu 60MPa 3、超高强砼fcu 100MPa,（三）按砼生产和施工方法的不同可分为：泵送砼、喷射砼、碾压砼、压力灌浆砼及商品 砼等。（四）根据用途不同可分为：结构砼、防水混凝土、道路砼、水工砼、耐热砼、耐酸砼、防 射线砼、膨胀砼等。（五）根据所用胶凝材料的不同可分为：水泥 砼、沥青砼、石膏砼、水玻璃砼、硅酸盐砼及聚合物混凝土等。,三、混凝土的特点：,（一）混凝土的优点：1、原材料丰富、价格低廉、可就地取材。2、有良好的可塑性，易于塑制成型。3、易于配制不同性能的砼。4、具有较高的力学强度和良好的耐久性。5、可充分利用工业废料，有利于环境保护。（二）混凝土的缺点：1、自重大、比强度小。2、脆性大、易开裂。3、施工周期长，质量波动大。,第一节 普通混凝土的原材料,概述：普通混凝土的概念：普通混凝土是指采用水泥、砂、石和水配制而成的表观密度为21002500的人造石材。一、普通混凝土组成材料作用（一）水泥+水水泥浆 1、硬化前包裹和润滑。2、硬化后胶结和填充。,（二）粗、细集料：硬化前后主要起骨架作用，占混凝土总体积的7080%，所以又称粗细集料为“骨料”二、普通混凝土组成材料的技术要求（一）水泥 1、水泥品种的选择 根据混凝土工程性质与特点、工程所处环境及施工条件按所掌握的各种水泥特性进行合理选择。2、水泥强度等级的选择 水泥强度等级的选择应当与所设计混凝土的强度等级相适应,一般以水泥强度为混凝土强度的1.5倍左右为宜,对于高强度的混凝土可取1倍左右。,注意：工程中不正确观点一 六大通用水泥新标准与老标准的差异,仅是下降一级的强度等级,等同于水泥标号。原因：正确作法：我国水泥新标准是强制性的国家标准,必须贯彻执行。所以应熟知新、老标准间的不同点,并以新标准为准绳,指导水泥的生产和应用。,工程中不正确观点二：不同品种、等级的水泥混用原因：正确作法：不同品种的水泥具有不同的性能特点,理解水泥的特点是正确选择水泥品种的基础。在工程中通常按环境条件、工程特点、混凝土所处部位选择相应的水泥,通用水泥的特性和适用范围在一般的建筑材料教材中都有表格说明。,工 程 示 例,某施工队使用以煤渣掺量为30的火山灰水泥铺筑路面，见图。使用两年后，表面耐磨性差，已出现露石，且表面有微裂缝。对于水泥混凝土路面，“水泥可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。”所以说火山灰水泥铺筑路面是选用水泥不当。,(二)骨料,1.细骨料 粒径4.75 mm以下的骨料称为细骨料，俗称砂。(1)细骨料的种类及其特性：砂按产源分为天然砂、人工砂两类。A：天然砂：是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75 mm的岩石颗粒。根据产源不同，天然砂可分为：河砂、湖砂：其颗粒圆滑，比较洁净，产源广。,山砂：与河砂相比有棱角，表面粗糙，但 含泥量和有机杂质含量较多；淡化海砂：虽然有河砂的优点，但常混有贝壳碎片等杂质，另外盐分含量较多。一般工程上多使用河砂，如使用山砂和海砂应按技术要求进行检验。B：人工砂：是天然岩石由人工破碎得到的粒径经小于4.75 mm的岩石颗粒经除土处理的机制砂、混合砂的统称。国家标准GB/T 146842001建筑用砂规定了建筑用砂的技术要求。,（2）细骨料的技术性质：,颗粒级配及粗细程度、颗粒形状和表面特征、强度、坚固性、含泥量、泥块含量、有害物质及碱集料反应等。1：有害杂质：骨料除不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块、炉渣等杂物外，对卵石和碎石中的有机物、硫化物及硫酸盐作出限制，另还对砂中的云母、轻物质、氯化物作出限制。硫化物、硫酸盐、有机物及云母等对水泥石有腐蚀作用，会降低混凝土的耐久性。,云母及轻物质（表观密度小于2.0 kg/m3），它们本身强度低，与水泥石黏结不牢，因而会降低混凝土强度及耐久性。氯离子对钢筋有腐蚀作用，当采用海砂配制钢筋混凝土时，海砂中氯离子含量不应大于0.06（以干砂的质量计），对预应力混凝土，则不宜用海砂。含泥量是指天然砂粒径小于75 m的颗粒含量。砂中的原粒径大于1.18 mm，经水浸洗、手捏后小于0.60 mm的颗粒含量称为砂的泥块含量。,2颗粒形状及表面特征：,集料的颗粒形状和表面特征对水泥混凝土和沥青混合料的性能有显著的影响。通常，集料颗粒有浑圆状、多棱角状、针状和片状四种类型的形状。其中，较好的是接近球体或立方体的浑圆状和多棱角状颗粒。而呈细长和扁平的针状和片状颗粒对水泥混凝土的和易性、强度和稳定性等性能有不良影响。,集料的表面特征又称表面结构，是指集料表面的粗糙程度及孔隙特征等。集料按表面特征分为光滑的、平整的和粗糙的颗粒表面。集料的表面特征主要影响混凝土的和易性和与胶结料的粘结力，表面粗糙的集料制作的混凝土的和易性较差，但与胶结料的粘结力较强；反之，表面光滑的集料制作的混凝土的和易性较好，一般与胶结料的粘结力较差。,3砂的颗粒级配及粗细程度,A：颗粒级配及粗细程度的概念：颗粒级配是指粒径大小不同的集料相互搭配的比例情况。,砂的粗细程度：是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度。B：筛分析试验：砂子的粗细程度和颗粒级配,通常采用筛分析的方法进行测定，所用筛子为孔径为 4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm的标准筛。,在具体计算时，Ai我们只取百分数的分子部分。,C：砂的颗粒级配、粗细程度的表证参数,A：砂的粗细程度的表证参数：细度模数f,B：砂的颗粒级配的表证参数：级配区和级配曲线,细骨料级配评定表,2.粗骨料,（1）粗骨料的种类及其特性 普通混凝土常用的粗骨料有碎石与卵石两种。（2）混凝土用碎石或卵石的质量要求建筑用碎石、卵石(GB/T14685-2001)普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法(JGJ53-92),有害物质含量 泥和泥块含量 泥：粒径小于0.075mm的颗粒。泥块：粒径大于4.75mm经水洗、手捏后小于2.36mm的颗粒。碱活性骨料：指含有活性SiO2的岩石颗粒。强度：工程中主要用骨料的压碎指标值的大小来表证骨料强度的大小。压碎指标,颗粒形状 针状颗粒：是指颗粒长度大于该颗粒所在粒级平均粒径 2.4 倍的颗粒。片状颗粒：是指颗粒厚度小于该颗粒所在粒级平均粒径 0.4 倍的颗粒。最大粒径 粗骨料公称粒级的上限 按混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204-2002)的规定,混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/4,且不得大于钢筋间最小净距的3/4。对于混凝土实心板,骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3,且不得超过40mm。,颗粒级配 标准筛的孔径为 2.36、4.75、9.5、16、19、26.5、31.5、37.5、53、63、75 及 90mm 等共 12 个筛。粗骨料的级配有连续级配和间断级配两种。连续级配是石子由小到大各粒级相连的级配。间断级配是指石子用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配,中间为不连续的级配，工程中不宜采用单一的单粒级配制混凝土,工程及生产中存在的问题,一：砂、石骨料有害杂质含量超标 二：用“体积”控制砂子的用量三：石子最大粒径、针、片状颗粒超标,（三）、混凝土拌合及养护用水,工程中有四类水不能用来拌制砼：1、海水2、富有有机杂质的沼泽水、含有腐植酸或其他酸、盐的污水和工业废水3、氢离子指数PH4的水4、影响砼物理力学性能的水具体工程中参照JGJ63-89的规定执行,根据JGJ63-89 的规定,对混凝土用水的质量要求是：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。,第二节 普通混凝土的主要技术性质,一、砼拌合物的和易性（一）、和易性的概念（二）、和易性的指标及检测方法 1、坍落度试验：A、试验方法 B、表征参数：坍落度 C、适用范围：适用于骨料最大粒径不超过40mm，坍落度值不小于10mm的混凝土拌合物流动性的测定。,2、维勃稠度试验 A、试验方法 B、表征参数 C、适用范围：适用于骨料最大粒径不超过40mm，维勃稠度在530s的混凝土拌合物流动性的测定。（三）和易性的选择：见课本P102表4-19,砼拌合物和易性实验设备,（四）、影响和易性的因素,1、水泥浆用量规律：在水灰比不变的情况下，单位体积拌合物内的水泥浆含量愈高，拌合物的流动性愈大（前提是拌合物未出现流浆现象。）2、水泥浆的稠度（亦即水灰比）规律：在水泥用量一定的情况下，水灰比愈小，水泥浆的稠度愈大，拌合物的流动性愈小。1、2归结为单位体积用水量对拌合物的影响。3、砂率 砂率指砼中砂的质量占砂、石总质量的百分比。影响规律见P105图4-11、12,合理砂率：是指在用水量及水泥用量定时，能使砼拌合物获得最大流动性，且粘聚性及保水性良好的砂率值。4、水泥品种和骨料的性质 5、外加剂 6、温度与时间 提高温度会使砼拌合物的坍落度减小，据测定，温度每增高10，坍落度大约减少2040mm 随着时间的延长，砼拌合物的坍落度也会逐渐降低,原因是由于拌合物的一些水被骨料吸收、一部分水蒸发损失以及化学反应等。坍落度随时间的减小称为坍落度损失，施工中应考虑到这个因素。,（五）改善和易性的措施,1、通过试验，采用合理砂率，并尽可能的采用较低的砂率。2、改善砂石的级配。3、在可能的条件下，尽量选用较粗的砂、石。4、有条件时尽量掺用外加剂。（六）砼拌合物和易性的调整原则：当砼拌合物坍落度太小时，保持水灰比不变，增加水泥浆的用量；当砼拌合物的坍落度太大时、粘聚性良好时，保持砂率不变，增加砂石用量。,二、普通混凝土的强度,1、砼立方体抗压强度 根据标准试验方法，规定以边长为150mm的立方体试件为标准试件，在标准养护条件（温度203、相对湿度90%以上）下，养护到28天，测定其抗压强度来确定。以fcu来表示。注：标准试验方法包括试件成型方法、试件破型时的加荷速度。,砼强度检验用实验设备,不同尺寸砼立方体试件抗压强度换算系数,100mm试件换算系数为0.95200mm试件换算系数为1.05,2、砼立方体抗压强度标准值：是指按标准试验方法测得的立方体抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5（亦即具有95保证率的立方体抗压强度）。3、砼强度等级：是指按照砼立方体抗压强度标准值划分出的不同的强度范围。C10、C15、C20、C25、C30、C25、C40、C45、C50、C55及C60等十二个等级。,4、混凝土的轴心抗压强度fcp（1）轴心抗压强度试验用标准试件尺寸：150 x150 x300mm（2）普通混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度间的换算关系：fcp=0.70.8fcu 5、混凝土的抗拉强度,6、混凝土的抗折强度,（1）标准试件尺寸：150 x150 x600（550）mm（2）混凝土抗折强度计算公式：,（3）尺寸换算系数与折算系数：100mm400mm为0.85；跨中单点加载再乘0.85,7、影响砼强度的因素,（1）、水泥强度等级和水灰比,A、B系数为经验系数，与粗骨料的品种有关：碎石：A=0.46 B=0.07 卵石：A=0.48 B=0.33,1由本公式得出的水泥强度等级、水灰比对砼立方体抗压强度的影响规律为：在水灰比一定的情况下，水泥的强度等级越高，混凝土的立方体抗压强度越大；在水泥的强度等级一定的情况下，水灰比越小，混凝土的立方体抗压强度越大。2保罗米公式在工程中的应用：A：已知配制混凝土用水泥的强度等级、水灰比，估算标准养护条件下混凝土28天的抗压强度。B：已知要求配制的混凝土的立方体抗压强度值、水泥的强度等级，计算配制混凝土时应采用的水灰比。C、已知要求配制的混凝土的立方体抗压强度值、拟采用的水灰比值，确定水泥的强度等级。,（2）、骨料的种类、质量及数量,（3）、养护条件与龄期A：养护条件-养护温度和湿度 规律：在保证水泥正常水化的前提下，养护温度越高，砼的强度发展速度（不是强度）越大。B：龄期-规律：在水泥正常水化前提下，养护龄期越长，砼的强度越高。,本公式的应用条件：1：配制砼用水泥为普通硅酸盐水泥 2：砼采用标准养护方式养护。3：龄期n不小于3。（4）、施工方法及施工质量（5）、试验条件 试验条件主要考虑：试件尺寸、加荷速度等。,8、提高混凝土强度的措施,提高强度的措施有以下五点；(1)、采用高等级水泥。(2)、减小水灰比，或采用用水量较少的干硬性砼。(3)、改进施工工艺、采用机械搅拌和机械振捣(4)、采用湿热处理。湿热处理有两种方法。(5)、掺入砼外加剂、掺合料,工程中存在的问题,混凝土抗压强度值等同于强度等级,三、混凝土的变形性能,1、化学收缩：2、干湿变形：A-湿涨 B-干缩3、温度变形：注意砼的温度膨胀系数 10X10-54、在荷载作用下的变形：（1）在短期荷载作用下的变形 1）混凝土的弹塑性变形 2）混凝土的变形模量-静力弹性模量,（2）徐变 A：概念砼在长期荷载作用下，沿作用力方向产生的随时间而增长的变形。B：徐变的特点在荷载不变的情况下，随时间的增加而增长；早期增长快，后期增长速度变慢；不可完全恢复。C：徐变产生的机理：10渗出假说：20粘性流动学说：D：徐变的影响因素：10环境湿度，20水泥和水灰比，30骨料和骨料体积率，40尺寸效应，50应力状态，60温度。,四、普通混凝土的耐久性,A：耐久性的概念：混凝土的耐久性是指混凝土在所处环境及使用条件下经久耐用的性能。（一）混凝土的抗渗性 A、概念：B、表征参数：a-抗渗系数 b-抗渗等级,（二）抗冻性 A、概念：B、表征参数：抗冻等级(三)抗侵蚀性(四)混凝土的碳化 1碳化及其对混凝土性质的影响 Ca(OH)2+C02+nH20 CaC03+(n+1)H2O 碳化过程是空气中的CO2由表及里向混凝土内部扩散的过程。碳化对混凝土性质有明显影响，主要有以下三方面：,(1)混凝土的碱度降低，减弱了对钢筋的保护作用.(2)混凝土收缩显著增加(3)混凝土抗压强度有所提高 2、影响混凝土碳化速度的主要因素（6项）(1)水泥品种和混合材料掺量(2)水灰比(3)碳化时间(4)环境的湿度(5)环境中CO2的浓度(6)外加剂,(五)碱骨料反应(Alkali-Aggregate.Reaction简称AAR),1、碱骨料反应的概念：碱骨料反应是指混凝土内水泥中的碱性氧化物(此处专指氧化钠和氧化钾)含量较高时，碱会与骨料中所含的活性二氧化硅发生化学反应，并在骨料表面生成一层复杂的碱硅酸凝胶，其反应式如下；Na20+SiO2+n H2ONa20Si02nH2O,这种凝胶吸水后，会产生很大的体积膨胀（约增大3倍以上），而且膨胀是无限的（即指不断吸水、不断肿胀），从而导致混凝土胀裂，这种现象称为碱骨料反应。,2、混凝土发生碱骨料反应必须同时具备以下三个条件,(1)水泥中含碱量（K20+Na2O）0.6(折算成Na2O)；(2)砂、石骨料中夹杂有非晶质的活性二氧化硅矿物，如蛋白石、玉髓、鳞石英和燧石等，它们常存在于流纹岩、安山岩、凝灰岩等天然岩石中。(3)有水存在。,3、预防碱骨料反应的措施,(1)采用含碱量小于0.6的水泥(2)在水泥中掺加火山灰质混合材料，如沸石岩、粉煤灰、火山灰等(3)加强骨料生产的质量控制(4)适当掺入引气型外加剂,B、提高混凝土耐久性的途径,(1)合理选择水泥品种和强度等级(2)选用品质良好的骨料 如骨料的坚固性、有害杂质含量、级配等都应考虑。(3)提高混凝土的密实度(4)改善混凝土的孔隙特征以减少大的开孔(5)采用机械施工以保证搅拌均匀、振捣密实，同时加强养护，特别是早期养护。,第四节 普通混凝土配合比设计,混凝土的配合比通常是指混凝土中水泥、水、砂、石子四种主要组成材料用量之间的比例关系。常用的表示方法有两种：一种是以每m3混凝土中各材料的用量（kg）来表示的，例如水泥300kg、水180kg、砂720kg、石子1200kg；另一种是以水泥为1，表示出各材料用量之间的比例关系，如上述数据可写成为水泥：砂：石子1：2.40：4.0 0，水灰比0.60。,一、配合比设计的一般要求,(1)混凝土拌合物具有良好的和易性，以满足施工要求；(2)满足结构设计及施工进度要求的强度；(3)满足具体要求的抗渗、抗冻等方面的耐久性；(4)在满足上述要求的前提下，做到尽量节约水泥，合理地使用材料和降低成本。（经济）,二、配合比设计参数的确定原则,设计参数：水灰比、砂率、单位体积用水量水灰比砼强度、耐久性砂率在保证混凝土拌合物和易性的前提下，尽量选用较小的砂率，以满足经济性的要求。单位体积用水量要尽量小一些，以降低水泥浆的用量，满足和易性和经济性的要求,三、配合比设计的基本资料,(1)混凝土强度设计要求 混凝土强度等级。(2)混凝土耐久性要求 混凝土所处环境条件或要求的抗冻等级及抗渗等级。(3)原材料情况：(4)施工条件及工程性质,四、混凝土配合比设计程序,(1)初步配合比的计算(2)试配确定基准配合比(3)检验强度确定试验室配合比(4)施工配合比的换算,五、配合比的设计步骤,(一)确定初步配合比 1确定混凝土配制强度(fcu.0),的取值：10查表（课本表4-30）20由施工单位的原始资料计算：,2、初步确定水灰比（W/C）及耐久性复核 10计算水灰比：,20耐久性复核：查表4-25（P126）进行耐久性复核，要求W/C 不大于表中规定的最大值。3、单位体积用水量的确定（W0）查表4-21（P104）4、计算水泥用量（C0）,5、选取合理的砂率值：参考P105表4-22选取6、混凝土中粗骨料和细骨料用量的确定 1）绝对体积法：假设混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积和所含空气体积之和,2）假定表观密度法：单位体积砼各材料用量之和在数值上等于砼的表观密度。表观密度oh的假定值根据砼强度等级的大小确定，一般情况下可以假定为：强度等级C15，oh取2380kg/m3；C15C20，oh取2400kg/m3；C25C35，oh取2420kg/m3；C40C50，oh取2450kg/m3。,（二）混凝土基准配合比的确定,以上求出的混凝土各组成材料用量,是借助于一些经验公式和数据计算出来的,因而与工程实际不一定相符,必须采用工程中选用的材料,通过试拌调整，使混凝土拌合物的和易性满足要求为止,然后提出供检验混凝土强度用的基准配合比。和易性调整的方法:按工程提供的原材料初步计算得到的配合比,称取材料进行试拌。,试拌时,每盘混凝土的最小搅拌量应符合下表的规定,假定试拌得到和易性合格的拌合物后，各原材料的用量分别为：水泥C拌，水C拌，细骨料S拌，粗骨料G拌，砼实测表观密度为h，基准配合比可由下列公式计算得到。,基准配合比计算公式：,（三）混凝土试验室配合比的确定,经过和易性调整后得到的基准配合比,其水灰比不一定选得恰当,即混凝土的强度不一定符合设计要求,所以还应检验混凝土的强度。进行强度检验应采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比,另外两个配合比的水灰比值,较基准配合比分别增加及减少0.05，这两个配合比的用水量与基准配合比相同。,三个配合比的确定,配合比一：水泥C，水W，细骨料S，粗骨料G 水灰比=W/C配合比二：水灰比=（W/C）+0.05 细骨料=S 水=W，水泥用量=1/（W/C）+0.05 W 粗骨料=G+C-1/（W/C）+0.05 W配合比三：水灰比=（W/C）-0.05 细骨料=S 水=W，水泥用量=1/（W/C）-0.05 W 粗骨料=G-1/（W/C）-0.05 W+C,每个配合比应至少制作一组(三块)试件，标准养护28d 试压。在制作混凝土强度试块时,尚需检验混凝土拌合物的和易性及表观密度,并以此结果作为代表这一配合比的混凝土拌合物的性能。假定由三个不同的配比配制的砼的立方体抗压强度分别为：配合比一为fcu1,配合比二为fcu2，配合比三为fcu3，通过作图可以找出与试配强度对应的灰水比值。,灰水比,fcu,3,1,2,fcu2,fcu1,fcu3,fcu,0,（满足试配强度的灰水比）,通过试验,在三个配合比中选出满足强度、和易性要求,并且水泥用量最少的配合比做为试验室配合比；也可以绘制出三个配合比的灰水比与强度对应关系曲线,求出试配强度(fcu.0)所对应的灰水比,再计算出试验室配合比。其中用水量，取基准混凝土配合比中的用水量；水泥用量以选定出来的灰水比乘以用水量进行计算；粗、细骨料用量取基准配合比中粗、细骨料用量，并按选定的灰水比进行调整。,（四）混凝土施工配合比的确定,试验室配合比是以干燥材料为基准的,而实际工程中使用的材料如砂、石都含有一定水分,并且经常变化,所以应按现场材料的实际含水情况对配合比进行修正。修正后的配合比为施工配合比,施工配合比才可供工程直接使用。,现假定工地存放的砂的含水率为%、石子的含水率为b%，试验室配合与施工配合比的换算可按下式进行：mc=mc ms=ms(1+%)mg=mg(1+b%)mw=mwms%mgb%,实际工程中存在的问题,一、用计算方法求得“合理含砂率”二、混凝土的最大水灰比和最小水泥用量超过限值三、不用试验室的混凝土配合比,随意套用经验配合比,第五节 水泥混凝土技术进展,一、高性能混凝土 高性能混凝土是在1990年，美国NIST和ACI召开的一次国际会议上首先提出来的，并立即得到各国学者和工程技术人员的积极响应。但对高性能混凝土国内外尚无统一的认识和定义。根据一般的理解，对高性能混凝土有以下几点共识：（1）混凝土的使用寿命要长；（2）混凝土应具有较高的体积稳定性；（3）高性能混凝土应具有良好的施工性能；,（4）具有一定的强度和密实度，但不一定是高强，亦可以是中、低强度高性能。混凝土达到高性能最重要的技术手段是使用新型外加剂和超细矿物质掺合料（超细粉），降低水灰比、增大坍落度和控制坍落度损失，给予混凝土高的密实度和优异的施工性能，填充胶凝材料的空隙，保证胶凝材料的水化体积安定性，改善混凝土的界面结构，提高混凝土的强度和耐久性。二、高强混凝土 强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强混凝土。,高强混凝土的特点是强度高、变形小、耐久性好，能适应现代工程结构向高耸、大跨和重载方向发展。能承受恶劣环境的条件，应用中有较好的综合经济效益。高强混凝土抗压强度高，可使钢筋混凝土柱子、拱壳等受压构件大大增加承载能力，在相同荷载作用下则可减小构件截面，对于钢筋混凝土受弯构件，能降低截面受压区的混凝士高度，允许有较高配筋率来提高受弯构件的能力或降低构件的截面高度。由于变形小，可提高构件的刚度，对于预应力混凝土构件，可施加更大的预应力，由于徐变小而减少预应力损失。高强混凝土的抗渗、抗冻均优于普通混凝土，对于露天受海水侵蚀的，受高速冲刷的的构筑物，均宜采用高强混凝土。,三、泵送混凝土 泵送混凝土是指混凝土拌合物的坍落度不低于100 mm并用泵送施工的混凝土。其要求具有一定的强度和耐久性指标，这是与普通混凝土的相同点，不同点是泵送混凝土必须有相应的流动性和稳定性，其所采用的原材料应符合下列要求：1、泵送混凝土应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。2、粗骨料宜采用连续级配，其针片状颗粒含量不宜大于10；粗骨料的最大粒径与输送管径之比宜符合P84表45规定；,3、泵送混凝土宜采用中砂，其通过0.300 mm筛孔的颗粒含量不应小于15；4、泵送混凝土应掺用泵送剂或减水剂，并宜掺用粉煤灰或其他活性矿物掺合料，其质量应符合国家现行有关标准的规定。泵送混凝土适用范围：适用各种需要采用泵送工艺的混凝土用于高层建筑。超缓凝泵送剂用于大体积混凝土，含防冻组分的泵送剂适用于冬季施工混凝土。泵送混凝土配合比的计算和试配步骤除应遵照普通混凝土的配制规范外，尚应符合下列规定：1、泵送混凝土的用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大于0.60；,2、泵送混凝土的水泥和矿物掺合料的总量不宜小于300 kg/m3；3、泵送混凝土的砂率宜为3545；4、掺用引气型外加剂时，其混凝土含气量不宜大于4。,工程中存在的问题,一：使用混凝土外加剂，不通过试配选择“最佳掺量”二：忽视外加剂与水泥的相容性问题(适应性问题),第六节 砂浆,一、砂浆的分类、组成材料及技术性质（一）砂浆的分类：1、按所用的胶凝材料分类：水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆、聚合物砂浆等。2、按功能分类：砌筑砂浆、抹面砂浆、装饰砂浆、绝热砂浆、防水砂浆等。,（二）、砂浆的组成材料 建筑砂浆的组成材料主要有：胶结材料、砂、掺加料、水和外加剂等 1、胶结材料建筑砂浆常用的胶结材料有：水泥、石灰、石膏等。在选用时应根据使用环境、用途等合理选择。在干燥条件下使用的砂浆即可选用气硬性胶凝材料（石灰、石膏），也可选用水硬性胶凝材料（水泥）；若在潮湿环境或水中使用的砂浆则必须选用水泥作为胶结材料。2、砂建筑砂浆用砂，应符合混凝土用砂的技术要求。对于砌筑砂浆用砂，优先选用中砂，即可满足和易性要求，又可节约水泥。毛石砌体宜选用粗砂。,3、掺加料掺加料是指为改善砂浆和易性而加入的无机材料，例如:石灰膏、电石膏、粘土膏、粉煤灰等。掺加料对砂浆强度无直接贡献。它们都需要经孔径不大于3 mm3 mm的网过滤后方可使用。A.石灰膏为了保证砂浆质量，需将生石灰熟化成石灰膏后，方可使用。生石灰熟化成石灰膏时，熟化时间不得少于7 d；磨细生石灰粉的熟化时间不得小于2 d。严禁使用脱水硬化的石灰膏，因为脱水硬化的石灰膏不但起不到塑化作用，还会影响砂浆强度。消石灰粉是未充分熟化的石灰，颗粒太粗，起不到改善砂浆和易性的作用。因而，消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。,B.粘土膏粘土膏必须达到所需的细度，才能起到塑化作用。粘土中有机物含量过高会降低砂浆质量，因此，用比色法鉴定粘土中的有机物含量时应浅于标准色。C.电石膏电石膏应加热至70并保持20 min，经检验没有乙炔气味后，方可使用。为了使膏类（石灰膏、粘土膏、电石膏等）物质的含水率有一个统一可比的标准，砌筑砂浆配合比设计规程(JGJ 98-2000)规定：石灰膏、粘土膏和电石膏试配时的稠度，应为1205 mm。4、水对水质的要求，与混凝土的要求基本相同。,5、外加剂砂浆掺入外加剂是发展方向。砂浆中掺入的砂浆外加剂，应具有法定检测机构出具的该产品砌体强度型式检验报告，并经砂浆性能试验合格后，方可使用。应用于建筑砂浆的常用外加剂是引气剂。（三）砂浆的技术性质 1、砂浆的和易性砂浆的和易性包括流动性和保水性。砂浆的流动性也叫稠度，是指在自重或外力作用下流动的性能，用砂浆稠度测定仪测定，以沉入度（mm）表示。沉入度越大，流动性越好。,砂浆的保水性是指新拌纱浆保持其内部水分不泌出流失的能力。保水性不良的砂浆在存放、运输和施工过程中容易产生离析泌水现象。砂浆的保水性用砂浆分层度测量仪来测量，以分层度（mm）表示，分层度大的砂浆保水性差，不利于施工。,2、砂浆强度等级砂浆强度等级是以边长为7.07 cm的立方体试块，按标准条件(在（203）温度和相对湿度为6080的条件下或相对湿度为90以上的条件)下养护至28d的抗压强度值确定。砂浆的强度等级分为M2.5、M5、M75、M10、M15、M20等6个等级。对于特别重要的砌体和有较高耐久性要求的工程，宜用强度等级高于M10的砂浆。影响砂浆抗压强度的因素很多，很难用简单的公式表达砂浆的抗压强度与其组成之间的关系。因此，在实际工程中，对于具体的组成材料，大多根据经验和通过试配，经试验确定砂浆的配合比。,用于不吸水底面(如密实的石材)的砂浆抗压强度，与混凝土相似，主要取决于水泥强度和水灰比。关系式如下：,用于吸水底面(如砖或其他多孔材料)的砂浆，即使用水量不同，但因底面吸水且砂浆具有一定的保水性，经底面吸水后，所保留在砂浆中的水分几乎是相同的，因此砂浆的抗压强度主要取决于水泥强度及水泥用量，而与砌筑前砂浆中的水灰比基本无关。其关系式如下：,3、收缩性能收缩性能是指砂浆因物理化学作用而产生的体积缩小现象。其表现形式为由于水分散失和湿度下降而引起的干缩、由于内部热量的散失和温度下降而引起的冷缩、由于水泥水化而引起的减缩和由于砂颗粒沉降而引起的沉缩。4、粘结力砂浆的粘结力主要是指砂浆与基体的粘结强度的大小。砂浆的粘结力是影响砌体抗剪强度、耐久性和稳定性，乃至建筑物抗震能力和抗裂性的基本因素之一。通常，砂浆的抗压强度越高粘结力越大。,二、砌筑砂浆的配合比设计,1、砌筑砂浆的技术条件将砖、石及砌块粘结成为砌体的砂浆称为砌筑砂浆。它起着粘结砖、石及砌块构成砌体，传递荷载，并使应力的分布较为均匀，协调变形的作用。按国家行业标准JGJ 98-2000砌筑砂浆配合比设计规程规定，砌筑砂浆需符合以下技术条件：砌筑砂浆的强度等级宜采用M20，M15，M10，M7.5，M5，M2.5。水泥砂浆拌合物的密度不宜小于1 900 kg/m3；水泥混合砂浆拌合物的密度不宜小于1800 kg/m3。,砌筑砂浆稠度、分层度、试配抗压强度必须同时符合要求。砌筑砂浆的稠度应按表443规定选用。砌筑砂浆的分层度不得大于30 mm。水泥砂浆中水泥用量不应小于200 kg/m3；水泥混合砂浆中水泥和拌加料总量宜为300350 kg/m3。具有冻融循环次数要求的砌筑砂浆，经冻融试验后，质量损失率不得大于5，抗压强度损失率不得大于25。2、砌筑砂浆配合比设计步骤（水泥混合砂浆）计算砂浆试配强度fm,0(MPa),计算出每立方米砂浆中的水泥用量Qc(kg)按水泥用量Qc计算每立方米砂浆掺加料用量QD(kg)；确定每立方米砂浆砂用量Qs(kg)；按砂浆稠度选用每立方米砂浆用水量QW(kg)；对于水泥砂浆，其配合比的确定是用查表法。具体见P166表4-46进行砂浆试配 配合比确定。,三、抹面砂浆,（一）抹面砂浆的定义及其特点抹面砂浆是指涂抹在基底材料的表面，兼有保护基层和增加美观作用的砂浆。与砌筑砂浆相比，抹面砂浆具有以下特点：抹面层不承受荷载；抹面层与基底层要有足够的粘结强度，使其在施工中或长期自重和环境作用下不脱落、不开裂；抹面层多为薄层，并分层涂抹，面层要求平整、光洁、细致、美观；多用于干燥环境，大面积暴露在空气中,（二）、抹面砂浆的分类、性能及应用根据其功能不同，抹面砂浆一般可分为普通抹面砂浆和特殊用途砂浆（具有防水、耐酸、绝热、吸声及装饰等用途的砂浆）。常用的普通抹面砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆、麻刀石灰砂浆（简称麻刀灰）、纸筋石灰砂浆（纸筋灰）等。抹面砂浆应用与基面牢固地粘合，因此要求砂浆应有良好的和易性及较高的粘结力。抹面砂浆常分两层或三层进行施工。底层砂浆的作用是使砂浆与基层能牢固地粘结，应有良好的保水性。中层主要是为了找平，有时可省去不做。面层主要为了获得平整、光洁地表面效果。,各层抹会面的作用和要求不同，每层所选用的砂浆也不一样。同时，基底材料的特性和工程部位不同，对砂浆技术性能要求不同，这也是选择砂浆种类的主要依据。水泥砂浆宜用于潮湿或强度要求较高的部位；混合砂浆多用于室内底层或中层或面层抹灰；石灰砂浆、麻刀灰、纸筋灰多用于室内中层或面层抹灰。对混凝土基面多用水泥石灰混合砂浆。对于木板条基底及面层，多用纤维材料增加其抗拉强度，以防止开裂。,（四）、混凝土外加剂：,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,其掺量不大于水泥质量的5%（特殊情况除外）混凝土外加剂在混凝土中的主要有以下功能：(1)改善混凝土拌合物的和易性；(2)提高混凝土的强度和耐久性；(3)节约水泥用量；(4)调节混凝土的凝结硬化速度；,(5)调节混凝土的含气量；(6)降低水泥的初期水化热或延缓水泥水化放热速度；(7)改善混凝土的毛细孔结构；(8)提高骨料与水泥石界面的粘结力；(9)提高混凝土与钢筋的握裹力；(10)阻止钢筋锈蚀。工程中常用的外加剂种类：1、减水剂 2、早强剂3、缓凝剂 4、引气剂,一、减水剂,（一）减水剂的概念：减水剂是指在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。（二）减水剂的作用效果：1、维持用水量和水灰比不变的条件下，可增大混凝土拌 合物的流动性；2、在维持拌合物流动性和水泥用量不变的条件下，可减少用水量，从而降低了水灰比，可提高混凝土强度；,3、显著改善了混凝土的孑L结构，提高了密实度，从而可提高混凝土的耐久性；4、保持流动性及水灰比不变的条件下，在减少用水量的同时，相应减少了水泥用量，即节约了水泥。此外，减水剂的加入还有减少混凝土拌合物泌水、离析现象；延缓拌合物的凝结时间和降低水化放热速度等效果。（三）减水剂的作用机理：当水泥加水拌合后，由于水泥分子间的引力、水泥颗粒 在溶液中的热运动互相碰撞、水泥矿物在水化过程中带有异性电荷、水泥矿物水 化后的溶剂化水膜产生某些缔合作用，使水泥浆形成絮凝结构,在絮凝 结构中包裹了许多拌合水(游离水)，使水泥颗粒表面不能充分与水接触，浆体显 得较干稠，流动性较小。当在水泥浆体中加人减水剂后，由于减水剂的表面活性作用，其憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基因指向水溶液，在水泥颗粒 表面形成一层吸附膜，使水泥颗粒表面带有相同电荷，在电性斥力作用下，使水泥颗粒互相分开，絮凝结构解体，一方面游离水被释放出来，增大了水泥颗粒与 水的接触表面，从而增大了拌合物的流动性；另一方面不但水泥水化可更充分，有利于提高强度，而且由于水泥颗粒表面形成的溶剂化水膜的增厚，增加了水泥颗粒间的滑动能力，这就是减水剂的吸附分散、润湿、润滑作用的结果。,（四）减水剂的类型及常见品种：1、减水剂的分类：减水剂按其功能分为：普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂和引气减水剂等。2、减水剂常见品种：减水剂是使用最广泛、效果最显著的一种外加剂，按化学成分有以下几类。,(1)木质素系减水剂 木质素系减水剂的主要品种是木质素磺酸钙(又称M型减水剂)。是1935年在美国研制成的一种普通型减水剂。M型减水剂的原料是生产纸浆或纤维浆的木质废液，经发酵处理、脱糖、浓缩、干燥、喷雾而制成的粉状物质，故又称木钙粉。M型减水剂的掺量，一般为水泥质量的0.20.3。在保持配合比不变的条件下，掺用后坍落度可提高100 mm左右；保持混凝土抗压强度和坍落度不变，一般可节约水泥810；保持混凝土坍落度和水泥用量不变，其减水率为10左右，抗压强度提高1015。,M型减水剂对混凝土有缓凝作用，当掺量为0.25时，一般缓凝13h，低温时缓凝现象更显著。缓凝作用使水化热释放速度延缓，推迟放热高峰的出现，有利于大体积混凝土的夏季施工。但减水剂掺量不能过多，否则除产生严重的缓凝外，还能使混凝土强度下降。M型减水剂是引气型减水剂，它使混凝土的含气量由不掺时的22.5增为3.66，并对混凝土强度有影响。掺用M型减水剂，可提高混凝土的抗渗性及抗冻性，改善混凝土拌合物的工作性，减少泌水现象，故适用于大模板施工、大体积浇筑施工、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。但不利于冬季施工，也不宜蒸汽养护。,（2）萘系减水剂 萘系减水剂是1962年由日本开发的一种高效减水剂。它是以煤焦油中分馏出的萘及萘的同系物为原料，经磺化、水解、缩聚、中和等工序提取，再经过滤、干燥而制成的产品。目前我国生产的萘系减水剂品种较多，常用的有NF、NNO、FDN、UNF、MF、建1、JN、HN等。萘系减水剂对水泥有强烈的分散作用，故其减水、增强、提高耐久性效果