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1、第四讲 掺合料及其他品种混凝土,4.1 混凝土掺和料 4.2 加掺合料混凝土 4.3 轻混凝土 4.4 防水混凝土 4.5 高强、高性能混凝土,4.1.1 掺合料的定义: 掺合料,亦称矿物掺合料或矿物外加剂,是指在配制混凝土时加入的能改变新拌混凝土和硬化混凝土性能的无机矿物细粉。它们掺量通常大于水泥用量的5%，细度与水泥细度相同或比水泥更细。掺合料与外加剂主要不同之处在于其参与了水泥的水化过程，对水化产物有所贡献。,4.1 混凝土掺合料,4.1.2 掺合料的分类: 根据其化学活性，矿物掺合料基本分为三类： 1.有胶凝性(或称潜在水硬性)的,如粒化高炉矿渣、高钙粉煤灰或增钙液态渣、沸腾炉（流化床
2、） 燃煤脱硫排放的废渣（固硫渣）等。 2.有火山灰活性的。火山灰活性是指本身没有或极少有胶凝性，但在有水存在时，能与Ca(OH)2在常温下发生反应，生成具有胶凝性的组分，如粉煤灰，硅灰等。 3.惰性掺合料，如细磨料石灰岩、石英砂等。,4.1 掺合料,标准:GB/T1596-2005 粉煤灰按其质量分为、三个等级。 掺粉煤灰的混凝土早期强度会降低(但后期强度较普通混凝土高些) ，因此，使用掺粉煤灰的混凝土时，最好同时掺加减水剂或早强剂。,4.1 .3 粉煤灰,4.1.4 粉煤灰的技术要求,4.1.5 F类粉煤灰和C类粉煤灰,粉煤灰按煤种分为F类粉煤灰(由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰)和C类粉煤灰
3、(由遏煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰) 。 C类粉煤灰氧化钙含量较高,有必要进行安定性的检测。 P42 例题：拌制混凝土和砂浆用粉煤灰的技术要求包括 （A、B、C、D）等。 A.细度 B.需水量 C.含水率 D.安定性,标准:GB/T18046-2008 以粒化高炉矿渣为主要原料，可掺加少量石膏磨制成一定细度的粉体，称作粒化高炉矿渣粉，简称矿粉（矿渣粉）。 矿粉按质量指标划为 S105，S95，S75 三个级别。,4.1 .6 矿粉,4.1.7 矿粉的主要技术指标,在混凝土中掺加一定量粉煤灰、矿粉等活性掺合料，可以改善混凝土性能、节约水泥、提高产品质量及降低产品成本。,4.2 加掺合料混凝土,4.
4、2.1 混凝土中的粉煤灰效应,粉煤灰在混凝土中的三种效应: 1.活性效应 2.颗粒形状效应 3.微骨料效应 粉煤灰可以改善混凝土拌合物的流动性、保水性、可泵性以及抹面性等性能，并能降低混凝土的水化热，以及抗化学侵蚀、抗渗、抑制碱骨料反应等耐久性能。,4.2.2混凝土中掺用粉煤灰方法,(1)等量取代法:以等质量的粉煤灰取代混凝土中水泥。主要适用于掺加级粉煤灰、混凝土超强以及大体积混凝土工程。 （2）超量取代法：粉煤灰的掺量超过取代水泥的质量，超量的粉煤灰取代部分细骨料。超量系数（粉煤灰掺入质量与取代水泥质量之比）应根据粉煤灰等级而定。 （3）外加法：在保持混凝土中水泥用量不变的情况下，外掺一定数
5、量的粉煤灰，其目的只是为了改善混凝土的和易性。 当粉煤灰取代水泥量过多时，混凝土的抗碳化耐久性将变差，所以粉煤灰取代水泥的量应适量。,4.1轻混凝土,凡表观密度小于1950kg/m3的混凝土统称为轻混凝土。 按其组成成分可分为轻骨料混凝土、多孔混凝土(如加气混凝土)和大孔混凝土(如无砂大孔混凝土)三种类型。,用轻质粗骨料、轻质细骨料(或普通砂)、水泥和水配制而成的，其干表观密度不大于1950 kg/m3的混凝土叫轻骨料混凝土。 轻骨料混凝土是一种轻质、高强、多功能的新型建筑材料，具有表观密度小、保温性好、抗震性强等优点。,4.1.1 轻骨料混凝土,(1)轻骨料的分类 凡粒径大于5mm，堆积密度
6、小于1000kg/m3的骨料，称为轻的粗骨料；粒径不大于5mm，堆积密度小于1200kg/m3的骨料，称为轻的细骨料。,轻骨料按其来源可分为3类： 天然轻骨料(浮石,火山渣,多孔凝灰岩) 人造轻骨料(膨胀珍珠岩,页岩陶粒,粘土陶粒) 工业废料(炉渣,粉煤灰陶粒),(2)轻骨料技术性能 轻骨料的技术性能主要包括堆积密度、强度、颗粒级配和吸水率等4项。此外，对耐久性、安定性、有害杂质含量也提出了要求。 堆积密度 轻骨料堆积密度的大小，将影响轻骨料混凝土的表观密度和性能。根据堆积密度大小，轻骨料可划分为若干密度等级(见表4.1)。,表4.1 轻骨料密度等级,轻骨料强度 用筒压强度及强度等级表示。 轻
7、骨料的筒压强度以“筒压法”测定。 轻粗骨料的筒压强度和强度等级应不低于表4.2规定。 轻骨料颗粒级配、最大粒径及粗细程度 其指标详见表4.3。,表4.2 轻粗骨料筒压强度及强度等级,表4.3 轻粗骨料级配,吸水率 测定轻骨料1h吸水率。规程规定，轻砂和天然轻粗骨料的吸水率不作规定；其他轻粗骨料的吸水率不应大于22%。 有害杂质含量及其他性能 轻骨料中严禁混入煅烧过的石灰石、白云石和硫酸盐、氯化物等。轻骨料的有害杂质含量和其他性能指标应不大于表4.4的规定。,表4.4 轻骨料有害物质含量及其他性能指标,(1)轻骨料混凝土的技术性能 和易性 强度与强度等级 轻骨料混凝土技术规程(JGJ 51200
8、2)规定，根据立方体抗压强度标准值，可将轻骨料混凝土划分为13个强度等级：LC5.0、LC7.5、LC10、LC15、LC20、LC25、LC30、LC35、LC40、LC45、LC50、LC55、LC60，其中结构轻骨料混凝土的强度标准值按表4.5采用。,4.1.1.1 轻骨料混凝土的技术性能与分类,表观密度 轻骨料混凝土按干燥状态下的表观密度划分为14个密度等级，见表4.6。 收缩与徐变 保温性能 轻骨料混凝土具有较好的保温性能，其表观密度为1000kg/m3、1400kg/m3、1800kg/m3的轻骨料混凝土导热系数分别为0.28W/(mK)、0.49W/(m.K)、0.87W/(m.
9、K)。,表4.5 结构轻骨料混凝土的强度标准值(JGJ 512002),表4.6 轻骨料混凝土的密度等级(JGJ 512002),(2)轻骨料混凝土的分类 按粗骨料种类可分为天然轻骨料混凝土、人造轻骨料混凝土和工业废料轻骨料混凝土。 按有无细骨料或细骨料的品种不同分为全轻混凝土、砂轻混凝土和大孔轻骨料混凝土。 按用途不同分保温、结构保温及结构轻骨料混凝土。,-,全轻混凝土细骨料全部用轻砂 砂轻混凝土细骨料全部或部分用普通砂 大孔轻骨料混凝土无细骨料,(1)应对轻粗骨料的含水率及堆积密度进行测定 (2)必须采用强制式搅拌机搅拌，防止轻骨料上浮或搅拌不均。 (3)拌合物在运输中应采取措施减少坍落度
10、损失和防止离析。 (4)轻骨料混凝土拌合物应采用机械振捣成型。 (5)轻骨料混凝土浇筑成型后应及时覆盖和喷水养护。,4.1.1.2 轻骨料混凝土的施工,防水混凝土分为普通防水混凝土、膨胀水泥防水混凝土和外加剂防水混凝土。 普通防水混凝土是以调整配合比的方法来提高自身密实度和抗渗性的一种混凝土。 膨胀水泥防水混凝土主要是利用膨胀水泥在水化过程中，形成大量体积增大的水化硫铝酸钙，在有约束的条件下，能改善混凝土的孔结构，使总孔隙率减少，孔径减小，从而提高混凝土抗渗性。,4.3 防水混凝土,外加剂防水混凝土种类较多，常见的有加气剂防水混凝土、膨胀剂防水混凝土及三乙醇胺防 水混凝土等。,目前许多国家工程
11、技术人员的习惯是把C10C50强度等级的混凝土称为普通强度混凝土，C60C90的混凝土称为高强混凝土，C100以上的混凝土称为超高强混凝土。 高强、超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。,4.4 高强、高性能混凝土,目前，国际上配制高强、超高强混凝土实用的技术路线是高品质通用水泥+高性能外加剂+特殊掺合料。配制高强、超高强混凝土时，应选用质量稳定、强度等级不低于42.5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。应掺用高效减水剂或缓凝高效减水剂。 高强、超高强混凝土配合比的计算方法和步骤与普通混凝土基本相同。,高性能混凝土定义的内涵主要包括以下几个方面： (1)高强度。 (2)高耐久性。 (3)高尺寸稳定性。 (4)高抗裂性。 (6)经济合理性。 要获得高性能混凝土就必须从原材料品质、配合比优化、施工工艺与质量控制等综合考虑。,.,