第一讲_新型混凝土[课堂课资].ppt

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1、新型混凝土,1,章节内容,一.轻混凝土,体积密度2000kg/m,3,轻骨料混凝土 大孔混凝土 多孔混凝土,分类,特点：轻质，热工性能良好，力学性能良好，耐火，抗渗，抗冻，易于加工,1.轻骨料混凝土,工业废料轻骨料（粉煤灰，煤渣） 天然轻骨料（火山渣，浮石） 人工轻骨料（页岩陶粒，粘土陶粒）,（1）轻骨 料种类,2,章节内容,（2）轻骨料混凝土分类及强度等级,全轻混凝土（粗细骨料均为轻骨料） 砂轻混凝土（细骨料全部或部分为普通砂）,所用细骨料,保温轻骨料混凝土 结构保温轻骨料混凝土 结构轻骨料混凝土,用途,强度等级,CL5.0;CL7.5;CL10;CL15; CL20;CL25;CL30;C

2、L35; CL40;CL45;CL50,密度8001900 12个等级,3,章节内容,（3）轻骨料混凝土的应用,优点：体积密度比普通混凝土减小1/41/3，绝热性能改善，结构尺寸减小，增加使用面积,降低基础费用和材料运输费用，综合效益良好。 用途：多层和高层建筑，软土地基，大跨度结构，抗震结构，耐火等级要求高的结构，要求节能以及旧建筑加层等。 实例：南京长江大桥采用轻骨料混凝土桥板；天津北京采用轻骨料混凝土做墙体和屋面板,4,章节内容,2.大孔混凝土,（1）,粗骨料 水泥 水,成分,无砂混凝土,分类,普通大孔混凝土 轻骨料大孔混凝土,（少砂混凝土）,（2）大孔混凝土的特性和应用,普通大孔混凝土

3、密度15001950 强度3.510MPa 轻骨料大孔混凝土密度500 1500强度1.51.75MPa,5,章节内容,特点：导热率小，保温性能好，吸湿性小，收缩小，抗冻性1525次冻融循环，水泥用量低。 用途：用于制作墙体用的小型空心砌块和各种板材，也可用于浇注墙体。 3.多孔混凝土 定义：不用粗骨料，内部分布着大量小气孔的轻质混凝土。 特点：p可达85，体积密度3001000，导热率0.0810.17W/(mk)兼具有结构及保温的功能，容易切割，易于施工。 用途：制成砌块，墙体，屋面板及 保温制品，广泛应用于工业与民用建筑及保温工程中。,加气混凝土 泡沫混凝土,气孔产生方法,6,章节内容,

4、加气混凝土,含钙材料 含硅材料 加气剂,磨细，配料，搅拌，浇注,成形，切割，压蒸养护,加气混凝土,原理：铝粉（加气剂）氢氧化钙,氢气,强度:1.0MPa 2.5MPa 3.5MPa 5.0MPa 7.5MPa 密度:300 400 500 600 700 800(kg/m ),3,砌块分类,砌块 条板,预制成,7,章节内容,泡沫混凝土,加气混凝土砌块适用于承重和非承重的内墙和外墙。 加气混凝土条板可用于工业与民用建筑中，做承重和保温合一的屋面板和墙板。条板均配有钢筋，钢筋必须先经防锈处理。另外还可用加气混凝土和普通混凝土预制成复合墙板，用作外墙板。 注：蒸压加气混凝土的吸水率高，且强度较低，所

5、以其所用砌筑砂浆及抹面砂浆与砌筑砖墙湿不同，需专门配置。墙体外表必须做饰面处理。,8,章节内容,定义：由水泥等拌制的浆料与引气剂搅拌造成的泡沫混合，再经浇注、养护硬化而成的多孔混凝土 常用松香胶、松香热聚物、天然水溶性树脂、蛋白活性物型等做发泡剂。 用法：与同体积密度的加气混凝土基本相同，可在现场直接浇注，用作屋面保温层。,9,章节内容,3.防水混凝土 定义：通过各种方法提高混凝土抗渗性，当其抗渗等级=p6时又称抗渗混凝土。 混凝土抗渗等级的选择：,普通防水混凝土 外加剂防水混凝土 膨胀水泥防水混凝土,防渗措施,10,章节内容,（1）普通防水混凝土（富水泥浆混凝土）,原理：通过调整配合比来提高

6、混凝土自身的密实度，从而提高混凝土的抗渗性 配合比设计规定见表327 特点：抗渗等级一般可达P6P12施工简便，性能稳定但施工质量要求比普通混凝土严格。 用途：地上、地下要求防水抗渗的工程,11,章节内容,（2）外加剂防水混凝土,定义：利用外加剂的功能，使混凝土显著提高密实性或改变孔结构，从而达到抗渗的目的,常用外加剂,引气剂（松香热聚物等）含气量35 密实剂（氢氧化铁，氢氧化铝）堵塞内部渗水通路。造价高。 防水剂（氯化铁）与氢氧化钙作用生成氢氧化铁胶体， 填充孔 隙。,（3）膨胀水泥防水混凝土,定义：采用膨胀水泥配置而成的。 原理：在水化过程中，能形成大量的钙矾石，产生一定的体积膨胀，在有约

7、束的条件下能改变孔结构，使毛细孔径减小，提高密实度，抗渗性（使用温度应小于60度）,12,章节内容,防水混凝土的施工,严格控制质量，采用机拌机振 浇注时应一次完成，尽量不留施工缝 加强保湿养护，至少14d 不得过早脱模，脱模后更要即使充分浇水养护，以免出现干缩裂缝,13,章节内容,5.耐热混凝土,普通混凝土不耐高温，若在高温下使用，其强度会下降，甚至崩溃。 耐热混凝土是指长期再高温作用下保持其所要求的物理和力学性能的特种混凝土。,采用原因,组成,胶凝材料 耐热粗细骨料 水（或不加水）,不同,硅酸盐水泥耐热混凝土 铝酸盐水泥耐热混凝土 水玻璃耐热混凝土 磷酸盐耐热混凝土,14,章节内容,（1）硅

8、酸盐水泥耐热混凝土,组成,胶凝材料 耐热粗、细骨料 掺合料 适量水,普通水泥或矿渣水泥,粘土、碎砖、玄武岩、铬铁矿、重矿渣等,粘土、砖粉、磨细石英砂,骨料不同，耐热度不同,粘土、碎砖 铬铁,耐900度高温，用于热工设备基础和墙,耐1600度高温，用于高炉基础和隧道窑等,15,章节内容,（2）铝酸盐水泥耐热混凝土,组成,高铝水泥或低钙硅酸盐水泥 耐热粗、细骨料（碎镁砖、烧结镁砂、钒土、镁铁矿、烧结土） 高耐火度磨细掺合料 水,极限使用温度为1300度,16,章节内容,（3）水玻璃耐热混凝土,组成,水玻璃（掺入氟硅酸钠作促硬剂） 耐热粗、细骨料（碎铬铁矿、镁砖、铬镁矿、滑石、焦宝石等） 磨细掺合料

9、（烧粘土、镁矿粉、滑石粉等）,极限使用温度为1200度,注：施工时，混凝土搅拌不加水，养护混凝土时禁止浇水，应在干燥环境中养护硬化。多用于有酸介质作用的热工设备,17,章节内容,（4）磷酸盐耐热混凝土,组成,由磷酸铝和以高铝质耐火材料或锆英石等制备的粗细骨料及磨细掺合料配置而成。,特点：高温韧性强、耐磨性好、耐火度高。极限使用温度为15001700度 注：硬化需在150度以上烘干，总干燥时间不少于24h，硬化过程不允许浇水。 用途：高炉基础，焦炉基础、热工设备基础及维护结构、炉衬、烟囱等。,18,章节内容,6.纤维混凝土,定义：在普通混凝土的基础上外掺各种纤维材料而制成的复合材料。,纤维材料,

10、钢纤维（应用较广） 玻璃纤维（应用广） 炭纤维 芳香族聚酰胺纤维,玻璃纤维、芳纶纤维与碳纤维制品：,19,章节内容,钢纤维直径为0.350.7mm,长径比5080，适宜参加体积率为1%2%,配合比特点,1.砂率大，一般为4560 2.水泥用量较多，可达400500kg尽量采用高强度等级水泥 3.粗骨料粒径=20mm，以1016mm为宜 4.W/c在0.40 0.55之间 5.常掺入粉煤灰、高效减水剂等,与普通混凝土相比抗拉强度提高两倍左右，抗完强度提高1.52.5倍，冲击韧性提高510倍，抗压强度提高不大，但其受压破坏时不崩裂或成碎块 应用：路面，桥面，飞机跑道，水坝覆面 ，管道，屋面板等要求

11、高耐磨，高抗冲、抗裂的部位及构件。而且已采用喷射施工技术，可对表面不规则或坡度很抖的山岩岸坡及隧洞等提供良好的加固保护层。,20,章节内容,钢纤维混凝土(抗折强度为8.6MPa)加固的停机坪,21,章节内容,喷射混凝土,22,章节内容,23,章节内容,喷射混凝土,24,章节内容,7.聚合物混凝土,组成,聚合物 无机胶凝材料 骨料,特点：弥补了普通混凝土抗拉强度低、抗裂性差、脆性大、抗化学腐蚀性差的缺点，,分类,聚合物浸渍混凝土 PIC 聚合物水泥混凝土PCC 树脂混凝土REC,25,章节内容,(1)聚合物浸渍混凝土PIC,定义：将已硬化的普通混凝土（基材），经干燥后浸入有机单体中，再用加热或辐

12、射的方法使浸入混凝土孔隙内的单体进行聚合而成。 优点：高强、低渗、耐腐蚀及高的抗、抗冲、耐磨等特性，其抗压强度可提高24倍，一般为100150Mpa,最高可达到260Mpa以上，抗拉强度可以提高到1020Mpa，最高能达到240Mpa以上。 原因：聚合物渗填于混凝土内部孔隙后，提高了混凝土的密实度，也增加了水泥石与骨料之间的粘结力。 用途：要求高强度，高耐久性的特殊结构工程，如高压输气管、高压输液管、高压容器、海洋构筑物、原子能反应堆等工程。,26,章节内容,（2）聚合物水泥混凝土PCC,定义：用聚合物乳液拌合水泥及粗、细骨料而制得的一种有机无机复合的混凝土材料。（其中聚合物的硬化和水泥的水化

13、、凝结硬化同时进行，最后二者相互胶合和填充，并与骨料胶结成为整体。）,常用聚合物,聚氯乙稀 聚醋酸乙烯 苯乙烯等,聚合物的加入，使得混凝土的密实度有所提高，水泥石与骨料的粘结有所加强，其强度远不及浸渍混凝土那样显著，但与普通混凝土相比，在耐腐蚀性、耐磨性、耐冲击性等方面均有一定程度的改善。,用途：铺筑无缝地面、路面以及修补工程,27,章节内容,（3）树脂混凝土REC,成分：由合成树脂、粉料及天然砂、石配置而成。 原理：用树脂代替硅酸盐水泥，是谋求胶凝材料的强化及胶凝材料与骨料之间界面粘结力的提高。 性能：与普通混凝土相比，树脂混凝土具有强度高，耐化学腐蚀、耐磨、抗冻性好等有点，但硬化时收缩大，

14、耐久性差。 用途：由于树脂成本高，目前仅用于特殊工程，如耐腐蚀性工程，修补混凝土构件及堵漏材料等。此外树脂混凝土因其美观的外表，又称人造大理石，可以制成桌面、地面砖、浴缸等。,28,章节内容,8.防辐射混凝土,防辐射混凝土能屏蔽x射线、r射线或中子辐射 组成：水泥、重骨料（重晶石、褐铁矿、磁铁矿等）、水配制而成。 特点：体积密度一般在3000以上，对防中子辐射，除需要混凝土质量很大以外，还需要足够多的氢元素。 用途：原子能工业以及应用放射性同位素的装置中，如做反应堆、加速器、放射化学装置等的防护结构,29,章节内容,9.补偿收缩混凝土,定义：由膨胀水泥，粗、细骨料及水配置而成的具有适度膨胀性的

15、混凝土。,普通混凝土硬化过程中会形成微裂缝，体积收缩，这种收缩引起的混凝土开裂是混凝土质量的通病。 补偿收缩用限定条件下的膨胀来抵消这种收缩，从而减免裂缝的发生与发展。,用途：用于地下工程、楼地面、基础后浇带等特殊要求的工程中。,30,章节内容,大体积混凝土,31,章节内容,是指混凝土结构物实体的最小尺寸等于或大于0.8m，或预计会因水泥水化热引起混凝土的内外温差过大而导致裂缝的混凝土。 大型水坝、桥墩、高层建筑的基础等工程所用混凝土，应按大体积混凝土设计和施工，为了减少由于水化热引起的温度应力，在混凝土配合比设计时，应选用水化热低和凝结时间长的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、矿渣

16、硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等；当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，应采取相应措施延缓水化热的释放；大体积混凝土应掺用缓凝剂、减水剂和能减少水泥水化热的掺合料。 在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低每立方米混凝土的水泥用量。粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。,32,章节内容,新型混凝土的发展,1.高性能混凝土HPC与高强混凝土（HSC）,定义：以耐久性和混凝土材料的可持续发展为基本要求，并适合工业化生产和施工的新一代混凝土。,高强混凝土缺点,脆性，易开裂和突然破坏 由于水灰比小带来流动性、可泵性、均匀性差 单位水泥用量大带来稳定性和经

17、济性问题 体积稳定性带来耐久性问题,33,章节内容,HPC,工作性，耐久性与强度并重 根据工程要求，突出一、两种性能,配比特征,低用水量 低用水泥量 以矿物掺合料和化学外加剂作为必须成分,HPC路线,掺用矿物掺合料，降低水泥用量 使用高效减水剂和其他外加剂，降低水胶比 优选骨料 因其组分多，拌合物粘稠，需用强制式搅拌机，并延长搅拌时间，严禁在现场加水，加强养护,用途：高层、大跨度、大荷载、特殊使用条件和严酷使用环境以及对建设速度、经济、节能等有更高要求的工程建设中,34,章节内容,高强混凝土(HSC) 高强混凝土并没有确切而固定的含义，不同国家、不同地区因混凝土技术发展水平不同而有差异，一般是

18、指强度等级为C60及C60以上的混凝土。 高强混凝土的特点是强度高、耐久性好、变形小，能适应现代工程结构向大跨度、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要。使用高强混凝土可获得显著的工程效益和经济效益。高效减水剂及超细掺合料的使用，使在普通施工条件下制得高强混凝土成为可能。但高强混凝土的脆性比普通混凝土大，强度的拉压比降低。 配制高强混凝土时，应选用质量稳定、强度等级不低于425级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。应掺用活性较好的矿物掺合料，且宜复合使用矿物掺合料。混凝土的水泥用量不应大于550kgm3；水泥和矿物掺合料的总量不应大于600kgm3。配制混凝土时，应掺用高效减水剂或缓凝高效减水剂。,

19、35,章节内容,对强度等级为C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于315mm，对强度等级高于C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于25mm；其中，针、片状颗粒含量不宜大于50；含泥量不应大于05，泥块含量不宜大于02；其他质量指标应符合现行建筑用碎石、卵石(GBT146852001)的规定。 细骨料的细度模数以2.7-3.1为宜，含泥量不应大于20，泥块含量不应大于05。其他质量指标也应符合现行标准的规定。 高强混凝土配合比的计算方法和步骤可按普通混凝土配合比设计规程中(JGJ552000)的有关规定进行。,36,章节内容,2.环保型混凝土,混凝土材料的负面影响,消耗大量自然资源和

20、能源 排放二氧化碳等有害物质 生产于施工过程造成城市公害 视觉和触觉效果差 循环利用难度大,环保型混凝土的特点,比传统混凝土更高的强度和耐久性 与自然环境的协调性 良好的使用功能,37,章节内容,环保混凝土的分类,减轻环境负荷的混凝土（在混凝土生产，使用直到解体全过程中能够减轻给地球环境造成的负担。） 生态型混凝土（能够适应动、植物生长，对调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然的协调具有积极作用的混凝土）,38,章节内容,3.透水性混凝土,与自然环境相比，混凝土路面存在的问题,a.能渗入地下的雨水明显减少，地下水位急剧下降，土地中水分不足，缺氧，地温升高，影响地表植物正常生长。 b.不透气

21、的路面难与空气进行热量于湿度的交换，对城市空间的温度、湿度等气候条件调节能力下降，产生“热岛现象”。 c.短时暴雨时，由于大量雨水不能及时渗入地表，只能通过排水系统排入河流，加大了排水设施的负担，容易洪水泛滥，道路淹没交通瘫痪。,39,章节内容,透水混凝土又称多孔混凝土，其是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料， 由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构， 故具有透气、透水和重量轻的特点，也可称排水混凝土。 其由欧美、日本等国家针对原城市道路的路面的缺陷，开发使用的一种能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等等的一些城市环境

22、问题。并能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害；同时，是保护自然、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良的铺装材料；其有利于人类生存环境的良性发展及城市雨水管理与水污染防治等工作上，具有特殊的重要意义,40,章节内容,透水性混凝土种类,水泥透水性混凝土（以硅酸盐类水泥位凝胶材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配制的无砂、多孔混凝土。） 高分子透水性混凝土（采用单一粒级的粗骨料，以沥青或高分子树脂为胶凝材料配制的透水混凝土） 烧结透水性混凝土（以废弃的瓷砖、长石、高岭土、粘土等矿物的粒状物和浆体拌合，压制成胚体，经高温煅烧，形成具有多孔结构的块状材料）,应用：透水性混凝土强度较

23、低，主要应用在强度要求不太高，而要求具有较高透水效果的场合：公园内的道路，人行道，轻量级道路，停车场，地下建筑工程，各种体育场的。,41,章节内容,42,章节内容,43,章节内容,4.绿化混凝土,定义：能够适应植物生长，进行绿色植被的混凝土及其制品。 应用：城市道路两侧及中央隔离带、水边护坡、屋顶、停车场等部位。,类型,孔洞型绿化混凝土块体材料 多孔连续型绿化混凝土 孔洞型多层结构绿化混凝土块体材料,44,章节内容,植物根系穿过10cm厚混凝土板块情况,主导21世纪的环保产品,天津市水利科学研究所,45,章节内容,外环河护砌现场没有长草前的情景,主导21世纪的环保产品,天津市水利科学研究所,4

24、6,章节内容,47,章节内容,48,章节内容,49,章节内容,50,章节内容,51,章节内容,5.吸音混凝土,特点：具有连续、多孔的内部结构。具有较大的那表面积，与普通的密实混凝土组成复合材料。 用途：机场、高速公路、高速铁路两侧、地铁等产生恒定噪音的场所。,52,章节内容,53,章节内容,54,章节内容,自密实混凝土,Self-Compacted Concrete,55,章节内容,56,章节内容,自密实混凝土,57,章节内容,自密实混凝土,58,章节内容,59,章节内容,60,章节内容,61,章节内容,62,章节内容,63,章节内容,64,章节内容,65,章节内容,66,章节内容,200吨压力试验机,67,章节内容,混凝土试件受压,68,章节内容,69,章节内容,