景观材料普通混凝土讲义.ppt

第二章 混凝土(concrete),内容：1.概述；2.普通混凝土的组成材料；3.其他品种混凝土。,第一节,正在施工的秦山核电站,一、混凝土的定义,混凝土 由胶凝材料、细骨料、粗骨料、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过胶凝材料凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久性的人造石材。普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、干体积密度为20002800kg/m3，具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为“混凝土”。工程上简称“砼”。,二、混凝土的分类,重混凝土,02800kg/m3,按生产和施工方法,商品混凝土，泵送混凝土，喷射混凝土，挤压混凝土，离心混凝土，碾压混凝土,按水泥用量,贫混凝土C 170 kg/m3富混凝土C 230 kg/m3,按抗压强度,低强混凝土，30MPa高强混凝土，60MPa超高强混凝土 100MPa,按拌合物的流动性分,干硬性混凝土塑性混凝土流态混凝土,按配筋情况分,素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土纤维混凝土,优点1原材料来源丰富，造价低廉。混凝上中砂、石集料约占 80，而砂、石为地方材料，到处可得，因此可就地取材，价格便宜。2混凝土拌合物具有良好的可塑性。可按工程结构要求浇筑成各种形状和任意尺寸的整体结构或预制构件。3配制灵活、适应性好。改变混凝土组成材料的品种及比例，可配制不同物理力学性能的混凝土，以满足各种工程的不同需要。4抗压强度高。适于作建筑结构材料。5与钢筋有牢固的粘结力。6生产能耗低,三、混凝土的特点,缺点:1 自重大，比强度(强度与体积密度之比)小。每m3 普通混凝土重达2400kg左右，致使在建筑工程中 形成肥梁、胖柱、厚基础，对高层、大跨度建筑不 利。2 抗拉强度低。一般其抗拉强度为抗压强度的1/10 1/20，因此受拉时易产生脆裂。3 导热系数大。普通混凝土导热系数为1.40W/(mK)为红砖的两倍，故保温隔热性能较差。4 硬化较慢，生产周期长。,现状：人均消费（1.6吨/人年），全世界100亿吨（2000年)1854年出现了混凝土，1867年又出现钢筋混凝上。混凝土和钢筋混凝土的出现，是世界上工程材料的巨大变革，特别是钢筋混凝土的诞生，它极大地扩展了混凝土的使用范围，被誉为是对混凝土的第一次革命。20世纪30年代，制成了预应力钢筋混凝土，第二次革命。70年代，混凝土外加剂的使用，尤其是减水剂的使用，可以使混凝土很容易达到60MPa以上，同时给混凝土改性提供了很好的手段，因此被公认为是第三次革命。趋势：为了适应将来的建筑向高层、超高层、大跨度、以及向地下和海洋发展，混凝土的发展方向是：轻质高强、高耐久、快硬、多功能、节能。例如：美国2000年时提出设想，常使用的混凝土将为135MPa，有望建筑达到600900m高，桥梁的跨度达到500600m。,四、混凝土的发展方向,砂子,水泥浆,石子,第二节 普通混凝土的组成材料普通混凝土的四种基本组成材料：一、水泥二、水三、砂子四、石子,混凝土体积构成水泥石25左右；砂和石子70以上；孔隙和自由水15%。,四种组成材料在混凝土中所起的作用：砂、石：骨架作用；抑制混凝土的收缩。水泥水水泥浆：水泥浆包裹在砂粒的表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包裹石子表面并填充石子间的空隙，形成混凝土。凝结硬化前：起填充、润滑、包裹的作用凝结硬化后：起胶结作用,砂子,水泥浆,石子,品种 根据工程特点、所处环境条件及施工条件，进行合理选择。,一、水泥,强度等级 原则：高强度等级的水泥配制高强度等级的混凝土。,C30C30,说明：,随着混凝土技术的不断发展，高强、高性能混凝土不受此比例限制。,(一)定义:粒径在0.154.75mm之间的岩石颗粒。细骨料主要采用天然砂和人工砂。,二、细骨料,(二)分类:,河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等,颗粒表面光滑洁净，但海砂中常含有碎贝壳、可溶性盐等有害物质。,颗粒多具棱角，表面粗糙，含泥量及有机杂质多。,天然岩石用机械轧碎、筛分后制成,机制砂和天然砂混合而成。,砂按技术要求分为类、类、类。类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。,砂子技术性能,(三)技术要求,1.含泥量、石粉含量和泥块含量含泥量是指天然砂中粒径小于75m的颗粒含量；石粉含量是指人工砂中粒径小于75m的颗粒含量；泥块含量是指砂中原粒径大于1.18mm，经水浸洗、手捏后小于600m的颗粒含量。,天然砂的含泥量和泥块含量(GB/T 146842001),人工砂的石粉含量和泥块含量(GB/T 146842001),砂中有害物质含量（GB/T 146842001）,结论,砂中有害物含量过多时，应进行清洗或过筛，符合要求后方可使用。,2.有害物质含量,3.砂的粗细程度及颗粒级配,（1）颗粒级配,定义：,讨论与分析,是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。,结论,颗粒级配不良，空隙率较大，则需较多的水泥浆填充。颗粒级配良好，空隙率较小，需较少的水泥浆填充。,3.砂的粗细程度及颗粒级配,（1）颗粒级配,（2）粗细程度,定义：,讨论与分析,是指不同粒径的砂粒，混合在一起的总体粗细程度。,3.砂的粗细程度及颗粒级配,结论,在砂用量相同的条件下，粗颗粒表面积小，细颗粒表面积大。包裹颗粒用的水泥浆多少就会有所差别。,（2）粗细程度,3.砂的粗细程度及颗粒级配,3.砂的粗细程度及颗粒级配,综上所述：在拌制混凝土时，砂的粗细程度和颗粒级配应同时考虑的问题。当砂中含有较多的粗颗粒，以适当的中颗粒及少量的 细颗粒填充，则既有较小的空隙率又具有较小的总表面积，不仅水泥用量少，而且可提高混凝土的密实度与强度。,150m,300m,600m,1.18mm,2.36mm,4.75mm,9.50mm,（3）筛分析试验评定砂的颗粒级配和粗细程度,主要仪器：标准套筛、摇筛机、天平。,3.砂的粗细程度及颗粒级配,试验步骤：,（3）筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配,称取500g干砂，放于最上一只筛子。,将套筛装于摇筛机上，筛析10min。,取下套筛，逐个进行手筛。,称取各筛的筛余量，进行计算。,粗细程度的评定：,（3）筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配,计算细度模数 注意：Ai 在计算时不带。,评定标准：,【例题】用500g烘干砂进行筛分试验，其结果如下表所求。试分析该砂的粗细程度与颗粒级配。【解】计算细度模数Mx,表 砂样筛分结果（例题）,评定结果：将累计筛余百分率与表5.2作对照，或绘出级配曲线，此砂处于2区，级配良好；细度模数为2.66，属中砂。,颗粒级配的评定：方法一：用级配区评定；方法二：用级配曲线评定。,（3）筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配,方法一：用级配区评定,建筑用砂的颗粒级配(GB/T 146842001),注意：1）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除4.75mm和600m筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5。2）1区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10085，2区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10080，3区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10075。,评定标准：当砂的累计筛余均处于表中的任何一个级配区中，则颗粒级配合格，否则级配不合格。,级配曲线,方法二用级配曲线评定,级配曲线,级配曲线,筛孔尺寸（mm）,累计筛余百分率,0.30,0.60,1.18,2.36,4.75,9.50,0.15,80,60,40,20,0,100,思考题：特制砼采用河砂，取砂样烘干，特取500g，按规定步骤进行了筛分，称得各筛号上的筛余量如下表。,求：（1）该砂的细度模数；（2）判断该砂的级配合格否？（3）绘制筛分曲线图。,坚固性指标(GB/T 146842001),4.砂的坚固性,天然砂的坚固性是将试样在饱和硫酸钠溶液经5次浸渍后，检验其质量损失，以此判定砂的坚固性。,（1）天然砂,4.砂的坚固性,（2）人工砂,人工砂采用压碎指标试验法进行检测。,各粒级试样质量损失百分率Pi式中：Pi各粒级试样质量损失百分率(%)；G1各粒级试样试验前的质量(g)；G2各粒级试样试验后的筛余量(g)。,压碎指标(GB/T 146842001),（2）人工砂,小结,(一)定义:粒径在4.75mm的岩石颗粒。粗骨料常用碎石和卵石两种。,三、粗骨料,三、粗骨料,碎石：多棱角，粘结性好，流动性差 粗糙，混凝土强度高。卵石:椭球形，流动性好，节约水泥 光滑 粘结性差，混凝土强度低。配制高强混凝土时易采用碎石,对于W/C0.65的混凝土，二者相差不多,卵石、碎石按技术要求分为、类。类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类宜用于强度等级小于C30混凝土。,2007.5.15,(二)技术要求,1.含泥量、泥块含量及有害物含量含泥量是指粒径小于75m的颗粒含量；泥块含量是指粒径大于4.75mm，经水洗、手捏后小于2.36mm的颗粒含量。有害物含量指有机物、硫化物、硫酸盐等，且不得混有草根、树叶等杂物。,道理同砂子,2.强度,（1）岩石立方体抗压强度,岩石抗压强度是将石子的母岩制成50mm50mm50mm立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度值。,（2）压碎指标值,式中：Qc压碎指标值；G1试样的质量，g；G2压碎后的筛余量，g。,碎石、卵石的压碎指标,3.颗粒形状及表面特征,颗粒形状以三维长度相等（接近立方体或球形）为好。针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者；片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径0.4倍者。针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。,（1）颗粒形状,针片状颗粒易折断，且会增大骨料的空隙率和总表面积，使混凝土拌合物的和易性、强度、耐久性降低。,针片状颗粒含量(GB/T 146852001),（2）表面特征,碎石表面粗糙且多棱角，与水泥浆粘结力强；卵石表面光滑少棱角，与水泥浆粘结能力差。,4.粗骨料的最大粒径与颗粒级配,为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。粗骨料的颗粒级配有连续粒级与单粒级两种。连续级配是石子由小到大连续分级，且相邻粒径比值小于2；单粒级是从1/2最大粒径到最大粒径，粒径大小差别小，一般不单独使用。,（1）颗粒级配,粗骨料的颗粒级配,（2）最大粒径,粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒级的最大粒径。从结构上考虑,b为结构截面最小尺寸,L为钢筋最小净间距；,H为实心板厚；,从施工上考虑,当最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径减小而增加，当大于150mm后，节约水泥的效果却不明显。,卵石,碎石,高层建筑,超高层建筑,从经济上考虑,外加剂的定义：在混凝土拌和时或拌合前掺入的、掺量不大于水泥质量5%(特殊情况下除外)并能将混凝土性能按要求而改善的物质。混凝土外加剂的使用是混凝土技术的重大突破。外加剂掺量虽然很小，但能显着改善混凝土的某些性能，如提高强度，改善和易性，提高耐久性及节约水泥等。由于应用外加剂工程 技术经济效益显著，因此越来越受到国内外工程界的普遍重视，近几十年外加剂发展很快，品种愈来愈多，已成为混凝土第五种组分。,四、混凝土外加剂,通过应用泵送剂和泵送技术将混凝土一泵到顶,投资5.6亿美元88层420.5米世界第三、中国第一高楼,金茂大厦,三峡大坝,以百年耐久性设计为目标的举世瞩目的工程,青藏铁路,自然条件严酷的青藏铁路顺利施工,外加剂优质工程必不可少的新材料,高难混凝土技术的实现都离不开混凝土外加剂；几乎所有重要的混凝土工程、所有的混凝土搅拌站均使用各类外加剂。,节约资源，保护环境,外加剂、掺合料促进了工业副产品（如磨细矿渣、粉煤灰、硅灰、钢渣等）的应用；节约水泥1015%，即少用2045kg/m3，一个工程可以节约成千上万吨的水泥。,卢沟桥畔300万t钢渣堆场,木质素磺酸盐减水剂环保作用,每生产1吨木质素磺酸盐减水剂可以消纳2.5吨造纸废液（浓度40%）避免了废液直接排入江河中造成环境污染在取得良好经济效益的同时，为保护环境做出了突出的贡献。,外加剂在商品混凝土中使用,在改善和提高混凝土各种物理性能，延长建筑工程的使用寿命的同时，减少了混凝土现场搅拌时产生的粉尘污染和施工噪音，改善了现场施工环境。,外加剂的分类：按其主要功能分为五类.能改善混凝土拌合物流变性能的外加剂：减水剂、引气剂、泵送剂等.能调节混凝土凝结和硬化时间的外加剂：缓凝剂、速凝剂、早强剂等3.能改善混凝土耐久性的外加剂：引气剂、防水剂、阻锈剂等4.能改善混凝土其它性能的外加剂：加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂等,1、减水剂 在不影响混凝土拌合物和易性的条件下，具有减水及增强作用的外加 剂，或在不改变单位用水量的条件下，可改善混凝土的工作性的外加剂。（一）表面活性剂的基本知识1.表面活性剂定义：可溶于水并定向排列于液体表面或两相界面 上，从 而显著降低表面张力或界面张力的物质；或能起到湿 润、分散、乳化、润滑、起泡等作用的物质。表面活性剂按其亲水基团在水溶液中能否离解，以及离解出的离子种类，可分为如下几种：（1）阴离子表面活性剂（2）阳离子表面活性剂（3）两性表面活性剂（4）非离子表面活性物质,2.主要技术经济效果(1)用水量不变时，可提高混凝土拌合物的流动性；(2)在混凝土流动性及水泥用量不变的条件下，可减 水l0%20%，提高强度l0%30%。(3)在强度不变的条件下，可减水10%20%，节约水泥10%20%。(4)可降低混凝土成本（三）常用品种与效果 1.木质素磺酸钙（普通、缓凝、引气型减水剂）（1）组成：木质素磺酸钙（2）掺量：0.2%0.3%；,（3）效果：可减少用水量10%，28d强度提高10%20%；并可以使混凝土的抗冻性、抗渗性等耐久性有明显提高；在用水量不变时，可提高坍落度50100mm；可节省水泥10%；可延缓凝结时间13h；（4）用途：一般的混凝土工程，尤其适用于具有缓凝要求的混凝土（大模板、大体积浇注、滑模施工，泵送混凝土及夏季施工等），但使用M型减水剂不利于低温（小于5）季节施工，也不宜蒸汽养护。注意：（1）严格控制掺量，掺量过多，缓凝严重，强度下降。（2）冬季施工或低温（小于5）季节施工，要与早强剂复 合使用。（3）若采用蒸汽养护，应适当延长静停时间，或与早强剂复合使用。,2.萘系减水剂（高效、早强）（1）组成：以萘及萘的同系物经磺化与甲醛缩合而成的萘磺酸甲醛聚合物。萘系减水剂一般为棕色粉末状固体，也有制成棕色粘稠液体的，在使用液体减水剂时，应注意其有效成份含量。萘系减水剂对不同品种水泥的适应性都较强。（2）主要品种：FDN、UNF、NF、NNO、MF、建I、JN（3）适宜掺量：0.2%1.0%；（4）效果：在减水、增强、改善耐久性等效果均优于木质素系，属于高效减水剂，可减水12%25%，大部分品种属于非引气型，或引气量小于2。早强显著，l3d强度提高50%左右，28d强度提高10%30%，可节省水泥12%20%，坍落度提高l00150mm。,（5）用途：配制高强混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、早强混凝土、冬季施工混凝土、蒸汽养护混凝土及防水混凝土等。3.水溶性树脂系减水剂（高效、早强、非引气，是目前效果最好的减水剂）（1）组成：将三聚氰胺与甲醛反应生成三羟甲基三聚氰胺，然后用亚硫酸氢钠磺化而成。（2）掺量：0.5%2.0%，（3）效果：可减水20%27%，1d强度提高30%100%，7d强度提高30%70%(可达基准28d强度)，28d 强度提高30%60%，可节省水泥25%左右。（4）用途：适用于特殊工程，如高强混凝土、早强混凝土、流态混凝土及耐火混凝土等。,4.糖蜜系减水剂（缓凝型减水剂）（1）组成：糖钙、蔗糖钙，是非离子型表面活性剂（2）掺量：0.1%0.3%，（3）效果：糖蜜系减水剂与M剂相似，减水610，提高坍落度50mm，28d强度提高1020，抗冻性、抗渗性等耐久性有所提高，节省水泥10，凝结时间延缓3h以上，对钢筋无锈蚀作用。（4）用途：大体积混凝土、夏季施工混凝土、水工混凝土，一般工程使用时，常与早强剂复合作用。注意：单独使用时，应严格控制其掺量且不宜蒸汽养护。,（四）减水剂的适应性与掺加方法 1.减水剂的适应性 同一种减水剂用于不同品种水泥或不同生产厂的水泥时，其效果可能相差很大，即减水剂对水泥有一定的适应性。因此使用减水剂时，通过试验来确定减水剂的品种。2.减水剂的掺加方法 先掺法、同掺法、滞水法、后掺法。工程中主要使用同掺法和后掺法。,二、早强剂（一）定义：早强剂是指能提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。（二）主要品种 1.氯盐系：氯化钠、氯化钙、氯化铁、氯化铝 2.硫酸盐系：硫酸钠(又称元明粉)、硫代硫酸钠、硫酸 钙、硫酸铝钾(又称明矾)3.有机早强剂类：三乙醇胺(简称TEA)、三异丙醇胺(简 称 TP)、乙酸钠、甲酸钙等 4.复合早强剂：是有机无机早强剂复合或早强剂与其他 外加复合使用。,(三)早强剂主要特性1.提高早期强度，而对后期强度无不利影响。2.改变混凝土的抗硫酸盐侵蚀性。氯化钙会降低混凝土抗硫酸盐性，而硫酸钠则能提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性。3.含氯盐早强剂会加速混凝土中钢筋的锈蚀，因此掺量不宜过大。氯化钙的掺量一般为12，掺量超过4会引起快凝。为了阻止氯盐对钢筋的锈蚀，除了根据不同场合限制混凝土氯盐掺量外，一般将氯盐与阻锈剂复合使用。4.含硫酸钠的早强剂掺入到含有活性集料(蛋白石等)的混凝土中，会加速碱集料反应，导致混凝土破坏。硫酸钠对钢筋无锈蚀作用。其适宜掺量为0.52.0。5.使用早强剂可使混凝土在短期内具有拆模强度；早强剂可加速混凝土硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。,(四)早强剂作用机理:不同的早强刑具有不同的早强作用机理 1.氯化钙产生早强作用机理：氯化钙水溶液与水泥中C3A反应：生成水化氯铝酸钙(3CaOA12033CaCl232H2O)，同时还与氢氧化钙作用生成氧氯化钙(CaCl23Ca(OH)212H2O和CaCl2Ca(OH)2H2O)。氯铝酸钙为不溶性复盐，氧氯化钙亦不溶，因此增加了水泥浆中固相的比例形成坚强的骨架，有助于水泥浆结构的形成，最终表现为硬化快、早期强度高。2.硫酸钠产生早强作用机理：硫酸钠掺人混凝土中后，会迅速与水泥水化生成的氢氧化钙发生反应：Na2SO4十Ca(OH)2十2H2OCaSO4 2H20十2NaOH,此时生成的二水石膏有高度分散性，均匀分布于混凝土中，它与C3A的反应比外掺石膏更快，更迅速生成水化硫铝酸钙，大大加快了混凝土的硬化过程，起早强作用3.三乙醇胺类产生早强作用机理：三乙醇胺的早强作用机理与前两种早强剂的不同，它不参与水化反应，不改变水泥的水 化产物。它是一种表面活性剂，能降低水溶液的表面张力，使水泥颗粒更易于润湿，且可增加 水泥的分散程度，因而加快了水泥的水化速度，对水泥的水化起到催化作用。水化产物增多，使水泥石的早期强度提高。,（五）常用早强剂1.氯盐(CaCl2和NaCl)（1）掺量：为1%2%（2）效果：1d强度提高70%140%，3d强度提高40%70%；后期强度影响较小，且可提高防冻性；对钢筋有锈蚀作用。（3）用途：氯化钙主要适宜于冬季施工混凝土、早强混 凝土。（4）注意事项：在钢筋混凝土中，氯化钙掺量1%，在无筋混凝土中，掺量3%；在使用冷拉或冷拔低碳钢丝混凝土结构及预应力混凝土结构中，不允许掺入氯盐早强剂。不适宜于蒸汽养护混凝土。,2.硫酸钠（1）掺量：0.5%2.0%（2）效果：可使3d强度提高20%40%，28d后的强度无影响；对钢筋无锈蚀作用。（3）用途：可用于多种有早强要求的混凝土。注意事项：掺量较大时，易产生碱集料反应。3.三乙醇胺（1）掺量：0.02%0.05%（2）效果：可使3d强度提高20%40%，对后期强度影响较小。对钢筋无锈蚀作用。（3）用途：可用于多种有早强要求的混凝土,上述三种早强剂在使用时，通常复合使用效果更佳。复合组成中，按有无氯盐，分为“甲型”和“乙型”两种，甲型适用于一般混凝 土和钢筋混凝土，乙型适用于蒸汽养护混凝土、预应力混凝土及不允许掺加氯盐的钢筋混凝 土。此外，掺早强剂的混凝土早期强度提高幅度很大，但后期强度提高幅度很小，甚至稍有下降。若将早强剂与减水剂复合使用，既可进一步提高早期强度，又可使后期强度增长，并可改 善混凝土的施工性质。因此，早强剂与减水剂的复合使用，特别是无氯盐早强剂与减水剂的 复合早强减水剂发展迅速。如硫酸纳与木钙、糖钙及高效减水剂等的复合早强减水剂广泛得 到应用。,三、引气剂 在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡的外加剂。（一）主要品种：松香树脂、烷基苯磺酸盐及脂肪醇磺酸盐等三类，其中松香树脂类应用最广，其主要品种有松香热聚物和松香皂两种，其中又以松香热聚物效果最好。（二）作用机理：引气剂属憎水性表面活性剂，这与亲水性表面活性剂不同，其活性作用主要发生在水气界面上。1.溶于水中的引气剂掺入混凝土拌合物中后，能显著降低水的面张力，使水在搅 拌作用下，容易引入空气形成许多微小的气泡。2.由于引气剂分子定向排列在气泡表面 形成一层保护膜，可阻止气泡膜上水分流动并使气泡膜坚固不易破裂而稳定存在.3.水泥中的微细颗粒以及氢氧化钙与引气剂反应生成的钙皂，被吸附在气泡膜壁上，使气泡的稳定性进一步提高，因此可在混凝土中形成稳定的封闭球型气泡。,（三）掺量：0.5/万1.5/万（四）效果：含气量增加，达到3%6%，气泡直径为0.051.0mm1.改善混凝土拌合物的和易性;大量微小、独立封闭的气泡在混凝土中起着滚珠轴承的作用，减小了拌合物流动时的滑 移阻力，从而大大提高混凝土拌合物的流动性。在保持流动性不变时，可减水10或节约水泥8%。同时由于大量微气泡的存在，阻滞了固体颗粒的沉降和水分的上升，加之气泡薄膜 形成时消耗了部分水分、减少了能够自由流动的水量，从而使混凝土拌合物的保水性得到改 善，泌水率显著降低，粘聚性较好。2.显著提高混凝土的抗渗性和抗冻性;混凝土中大量微小气泡的存在，堵塞和隔断了混凝土中毛细管的渗水通道，并且由于保 水性的提高，也减少了混凝土内因泌水造成的孔隙，故能显著提高混凝土的抗渗性。,同时，因 气泡有较大的弹性变形能力，能缓冲结冰产生的膨胀破坏力，故混凝土的抗冻性也得到提高。3.强度有所下降、变形能力增大;由于大量气泡的存在，减少了混凝土有效受力面积，使混凝土强度有所降低。一般，混凝 土含气量每增加1，其抗压强度下降46，抗折强度降低23。为防止混凝土强 度下降过多，施工时应严格控制引气剂的含量。掺引气剂混凝土含气量的限值可由粗集料最 大粒径来控制。粗骨料最大粒径越大，相应的适宜含气量越小。掺入引气剂产生的大量气泡，还增大了混凝土的弹性变形，使弹性模量略有降低，这对 提高混凝土的抗裂性有利。此外，掺引气剂的混凝土干缩变形也略有增加。,强度不降低的措施：严格控制引气剂的掺量 减少拌合用水量 加入引气减水剂（五）应用：引气剂适宜于配制抗冻混凝土、泵送混凝土、港口混凝土、防水混凝土、轻集料混凝土以及集料质量差、泌水严重的混凝土，不适宜蒸汽养护混凝土。使用引气剂时，含气量控制在36为宜。否则，含气量太小时，对混凝土耐久性改善不大；含气量太大时，使混凝土强度下降过多。,四、缓凝剂：能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂，称为缓凝剂。机理：表面活性剂吸附在 水泥颗粒表面，并在水泥颗粒表面形成一层较厚的溶剂化水膜，因此起到缓凝作用。特别是 台糖分较多的缓凝剂，糖分的亲水性很强，溶剂化水膜厚，缓凝性更强，故糖钙缓凝效果更好。品种：木钙、糖钙及柠檬酸等掺量：0.10.3作用：缓凝1h5h，降低初期水化热，还具有增强作用应用：配制大体积混凝土、水工混凝土、夏季施工混凝 土、远距离运输的混凝土 拌合物及夏季滑施工混凝土。,五、速凝剂：能使混凝土在短时间内凝结硬化，而后期 强度又不明显降低的外加剂。品种：711型和红星I型，以及8604型和8604-2型。掺量：2.5%4.0%效果：可在5min内初凝，10min内终凝，1h产生强度但28d强度较不掺时下降20%25%。应用：喷射混凝土、堵漏及紧急抢修工程等。,六、防冻剂：是能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。品种：亚硝酸钠、亚硝酸钙、氯化钙、氯化钠、氯化馁、碳酸钾及尿素等。作用：降低水的冰点，使水泥在负温下仍能继续水化，提高混凝土早期强度，以抵抗水结冰产生的膨胀压 力，起到 防冻作用。掺量：亚硝酸钠 和亚硝酸钙的适宜掺量为1.08.0（阻锈）；氯化钙和氯化钠 的适宜掺量为0.51.0（对钢筋有锈蚀作用）。应用：冬季施工(5以下)。为提高防冻剂的防冻效果，防冻剂多与减水剂、早 强剂及引气剂等复合，使其具有更好的防冻性。,为提高防冻剂的防冻效果，防冻剂多与减水剂、早强剂及引气剂等复合，使其具有更好的防冻性。目前，工程上使用的都是复合防冻剂七、阻锈剂：是指能抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀的外加剂。品种：含氧化性离子的盐类，有亚硝酸钠、硫代硫酸钠及铁盐等。掺量：为1.08.0（效果同上）。应用：当外加剂中含有氯盐时，常加入阻锈剂，以保护钢筋。,八、膨胀剂：指其在混凝土拌制过程中与水泥、水拌合后经水化反应生成钙矾石或氢氧化钙等，使混凝土产生膨胀的外加剂。品种：U型(明矾石型)膨胀剂掺量：(内掺，即等量替代水泥)1015效果：混凝土膨胀率达0.050.10，28d强度提高10%30%，抗渗性提高23倍，或自应 力值达0.20.6MPa，且对钢筋无锈蚀作用，并使抗裂性大幅度提高。应用：防水混凝土、补偿收缩混凝土、接缝、地脚螺丝灌浆料、自应力混凝土。,九、防水剂：指能降低砂浆或混凝土在静水压力下的透水性的外加剂。品种：引气剂、引气减水剂、膨胀剂、氯化铁、氯化铝、三乙醇胺等作用：混凝土是一种非均质材料，体内分布着大小不同的孔隙(凝胶孔、毛细孔和大孔)。防水 剂的主要作用是要减少混凝土内部的孔隙，提高密实度或改变孔隙特征以及堵塞渗水通路，以提高混凝土的抗渗性。应用：用于抗渗性要求较高的混凝土。,十、泵送剂：指能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。主要成分：高效减水剂，为保证混凝土拌合物的保水性，也含有适量的引气剂或引气减水剂。作用：可保证混凝土拌合物在管道内输送时不发生严重的离析、泌水，从而保证畅通无阻。应用：主要用于泵送混凝土。,(1)外加剂品种的选择 选择外加剂时，应根据工程需要、现场条件及产品说明书进行全面考虑。(2)外加剂掺量的选择 外加剂品种选定后，还要认真确定外加剂的掺量。(3)外加剂的掺入方法 一般外加剂不能直接加入混凝土搅拌机内。,外加剂的选择和使用,第四节 硬化混凝土的物理力学性质,一、混凝土的强度,混凝土强度的种类,混凝土强度,抗拉强度,抗剪强度,抗压强度,握裹强度,轴心抗压强度,立方体抗压强度,钢筋与混凝土的粘结强度,一、混凝土的强度,1.立方体抗压强度 以边长为150mm的标准立方体试件，在温度为202，相对湿度为95以上的潮湿条件下或者在Ca（OH）2饱和溶液中养护，经28d龄期，采用标准试验方法测得的抗压极限强度。用fcu表示。当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表：,一、混凝土的强度,2.混凝土强度等级按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“C”和混凝土立方体抗压强度标准值（fcu,k）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五个强度等级。强度等级表示的含义：强度的范围：某混凝土，其fcu30.034.9MPa；某混凝土，其fcu30.0MPa的保证率为95%。,C30,“C”代表“混凝土”。,“30”代表fcu,k30.0MPa；,