高性能混凝土的原材料课件

高性能混凝土的原材料课件高性能混凝土高性能混凝土高性能混凝土的原材料课件第二章第二章 高性能混凝土的原材料高性能混凝土的原材料 高性能混凝土由于要满足多元组分优化配制、可泵性、高高性能混凝土由于要满足多元组分优化配制、可泵性、高强度、良好的耐久性等多方面的技术要求，故在原材料选择强度、良好的耐久性等多方面的技术要求，故在原材料选择上要比普通混凝土上要比普通混凝土严格、复杂得多严格、复杂得多。高性能混凝土高性能混凝土是指采用常规材料和生产工艺，能保证混凝是指采用常规材料和生产工艺，能保证混凝土结构所要求的各项土结构所要求的各项力学性能力学性能，并具有高，并具有高耐久性耐久性、高、高工作性工作性和高和高体积稳定性体积稳定性的混凝土。的混凝土。高性能混凝土的原材料课件 (1)原材料组成较复杂原材料组成较复杂 普通混凝土：水泥、水、砂、石普通混凝土：水泥、水、砂、石四元组分四元组分高性能混凝土：水泥、高性能混凝土：水泥、矿物掺合料、外加剂、矿物掺合料、外加剂、水、砂、石水、砂、石 多元组分多元组分磨细矿渣粉煤灰硅灰磨细钢渣等减水剂缓凝剂减缩剂膨胀剂等高性能混凝土的原材料课件(2)(2)对原材料有更严格的要求对原材料有更严格的要求如对粗集料最大粒径的要求如对粗集料最大粒径的要求普通混凝土：普通混凝土：GB50204-92有如下规定，粗集料最大粒径不得大有如下规定，粗集料最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的于结构截面最小尺寸的1/4，不得大于钢筋最小净距的，不得大于钢筋最小净距的3/4；对；对混凝土实心板，集料的最大粒径不宜超过板厚的混凝土实心板，集料的最大粒径不宜超过板厚的1/2，且不能超，且不能超过过50mm。高性能混凝土：除普通混凝土的要求以外，粗集料最大粒径还高性能混凝土：除普通混凝土的要求以外，粗集料最大粒径还受泵送高度、输送管径大小限制，还受混凝土设计强度限制。受泵送高度、输送管径大小限制，还受混凝土设计强度限制。高性能混凝土的原材料课件1.1.水泥水泥Cement Cement 水泥生产的主要原材料水泥生产的主要原材料粘土质原料：提供粘土质原料：提供Al质、质、Si质和部分质和部分Fe质组分，主要有如粘质组分，主要有如粘土、页岩、淤泥、污泥等。土、页岩、淤泥、污泥等。SiO2/(Al2O3+Fe2O3)约为约为2.53.5 Al2O3/Fe2O3 约为约为1.53.0石灰质原料：提供石灰质原料：提供Ca质组分，主要有如石灰石、电石渣等质组分，主要有如石灰石、电石渣等校正原料：当上述两种原材料按任何配比均达不到所要求的校正原料：当上述两种原材料按任何配比均达不到所要求的组成时，用其他原材料如组成时，用其他原材料如Fe粉等进行校正。粉等进行校正。调凝材料：主要是石膏调凝材料：主要是石膏高性能混凝土的原材料课件1.1.水泥水泥Cement Cement 水泥的生产过程水泥的生产过程简单地说，水泥的生产过程可以概括为简单地说，水泥的生产过程可以概括为“两磨一烧两磨一烧”，即生料的粉磨、熟料的烧成、熟料的粉磨。即生料的粉磨、熟料的烧成、熟料的粉磨。高性能混凝土的原材料课件1.1.水泥水泥Cement Cement 水泥品种水泥品种水泥品种众多，常用的有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、水泥品种众多，常用的有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥（矿渣掺量矿渣硅酸盐水泥（矿渣掺量20%70%）、火山灰质硅酸盐水）、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰掺量泥、粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰掺量20%40%），其差别在），其差别在于混合材料品种和掺量大小。于混合材料品种和掺量大小。另外，还有硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、另外，还有硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等等，与硅酸盐水泥的差别在于熟料矿物的不同。磷酸盐水泥等等，与硅酸盐水泥的差别在于熟料矿物的不同。可用于配制具有特殊性能的混凝土。可用于配制具有特殊性能的混凝土。特种硅酸盐水泥还包括道路硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、特种硅酸盐水泥还包括道路硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、低热微膨胀硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、油白色硅酸盐水泥、低热微膨胀硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、油井水泥等，可用于配制具有特殊性能的混凝土。井水泥等，可用于配制具有特殊性能的混凝土。高性能混凝土的原材料课件1.1.水泥水泥Cement Cement 水泥强度指标水泥强度指标品种品种强度等级强度等级抗压强度（抗压强度（MPa）抗折强度（抗折强度（MPa）3天天28天天3天天28天天硅酸盐水泥硅酸盐水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0普通、复合普通、复合硅酸盐水泥硅酸盐水泥32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0矿渣、火山矿渣、火山灰、粉煤灰灰、粉煤灰硅酸盐水泥硅酸盐水泥32.511.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0高性能混凝土的原材料课件1.1.水泥水泥cement cement 水泥的强度性能与混凝土的强度性能水泥的强度性能与混凝土的强度性能 混凝土强度在很大程度上取决于水泥强度及其性能。在我国，混凝土强度在很大程度上取决于水泥强度及其性能。在我国，配制高强混凝土配制高强混凝土宜选用宜选用42.5或更高强度等级的硅酸盐水泥或普或更高强度等级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥通硅酸盐水泥。（1 1）混凝土强度与水泥强度等级的关系）混凝土强度与水泥强度等级的关系 水泥早期强度主要来源于水泥早期强度主要来源于C3S矿物的水化，矿物的水化，C3A矿物对水泥矿物对水泥早期强度也略有贡献，而早期强度也略有贡献，而C2S矿物对水泥的后期强度有贡献，矿物对水泥的后期强度有贡献，C4AF矿物对水泥强度性能贡献较小。相应地，使用的水泥矿物矿物对水泥强度性能贡献较小。相应地，使用的水泥矿物组成对混凝土的强度大小及其发展趋势有影响。组成对混凝土的强度大小及其发展趋势有影响。（2 2）混凝土强度与水泥矿物组成的关系）混凝土强度与水泥矿物组成的关系高性能混凝土的原材料课件1.1.水泥水泥cement cement 水泥的强度性能与混凝土的强度性能水泥的强度性能与混凝土的强度性能 通常而言，在总胶凝材料用量相同的情况下水泥用量越高通常而言，在总胶凝材料用量相同的情况下水泥用量越高强度越高，但这也并非绝对的事实，混凝土的强度影响因素强度越高，但这也并非绝对的事实，混凝土的强度影响因素众多，有时靠单纯增加水泥用量来提高混凝土强度甚至会适众多，有时靠单纯增加水泥用量来提高混凝土强度甚至会适得其反。得其反。（4 4）混凝土强度与水泥用量的关系）混凝土强度与水泥用量的关系高细度水泥早期强度增长很快，但后期强度很少增加，高细度水泥早期强度增长很快，但后期强度很少增加，而且水化热大，所以细度应合适。而且水化热大，所以细度应合适。（3 3）混凝土强度与水泥细度的关系）混凝土强度与水泥细度的关系此外，水泥的强度性能与其煅烧制度等也有关系。此外，水泥的强度性能与其煅烧制度等也有关系。高性能混凝土的原材料课件1.1.水泥水泥cement cement 水泥与高效减水剂的相容性水泥与高效减水剂的相容性问题的提出：问题的提出：在高性能混凝土当中，普通使用高效减水剂，而水泥与在高性能混凝土当中，普通使用高效减水剂，而水泥与高效减水剂之间存在相容性的问题，即：在水胶比很低的情况高效减水剂之间存在相容性的问题，即：在水胶比很低的情况下，并不是每一种符合国家标准的水泥在使用一定的高效减水下，并不是每一种符合国家标准的水泥在使用一定的高效减水剂时都有同样的流变性能；同样，也并不是每一种符合国家标剂时都有同样的流变性能；同样，也并不是每一种符合国家标准的超塑化剂对每一种水泥流变性能的影响都一样。准的超塑化剂对每一种水泥流变性能的影响都一样。高性能混凝土的原材料课件1.1.水泥水泥cement cement 一、根据工程的应用环境和外加剂的相容性，选择水泥的品种，通常水泥细度应适中，C3A含量应较低（8%以下），碱含量也较低；二、高标号水泥出厂后,应尽快使用,否则,强度损失较大;三、对于高强度的高性能混凝土,为了保证水泥质量的稳定,严禁使用立窑水泥;四、若没有相应的措施,最好不用早强型的水泥,以免影响混凝土的流变性能和后期强度的发展；五、刚出磨的水泥应降温后再使用，否则有可能对混凝土工作性能和内部温升造成严重影响。高性能混凝土对水泥的选择：高性能混凝土对水泥的选择：高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate集料集料（又称骨料）是混凝土的主要组成材料之一，占混凝土体积（又称骨料）是混凝土的主要组成材料之一，占混凝土体积比例比例70%80%左右。集料在混凝土中既有技术上的作用，又有经济左右。集料在混凝土中既有技术上的作用，又有经济上的意义。在技术上，集料的存在使混凝土比单纯的水泥浆具有更高上的意义。在技术上，集料的存在使混凝土比单纯的水泥浆具有更高的体积稳定性和更好的耐久性；在经济上它比水泥便宜很多，作为廉的体积稳定性和更好的耐久性；在经济上它比水泥便宜很多，作为廉价的填充材料，使得混凝土这种建筑材料成本低廉。价的填充材料，使得混凝土这种建筑材料成本低廉。高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate按混凝土集料粒径，可以将其分为粗集料和细集料。通常把按混凝土集料粒径，可以将其分为粗集料和细集料。通常把0.154.75mm粒径的集料称为细集料。把粒径的集料称为细集料。把4.75mm以上粒径的集料称以上粒径的集料称为粗集料。根据集料的密度，可分为普通集料，重质集料和轻集料。为粗集料。根据集料的密度，可分为普通集料，重质集料和轻集料。不同的集料，应用于要求不同的混凝土，如重质集料一般用于防辐射不同的集料，应用于要求不同的混凝土，如重质集料一般用于防辐射混凝土的配制，而轻集料则有利于减轻混凝土的自重和隔声等作用。混凝土的配制，而轻集料则有利于减轻混凝土的自重和隔声等作用。按集料的来源和加工方式不同可分为天然集料和人工集料两大类；而按集料的来源和加工方式不同可分为天然集料和人工集料两大类；而按集料的材质不同，又可分为石灰岩集料、花岗岩集料、砂岩集料、按集料的材质不同，又可分为石灰岩集料、花岗岩集料、砂岩集料、石英岩集料等。石英岩集料等。集料的分类集料的分类高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate细集料分类细集料分类细骨料一般为天然岩石长期风化等自然条件下形成的天然砂。根细骨料一般为天然岩石长期风化等自然条件下形成的天然砂。根据产源的不同，天然砂可分为河砂、海砂及山砂。也有天然岩石经人据产源的不同，天然砂可分为河砂、海砂及山砂。也有天然岩石经人工加工得到的机制砂，其定义为由机械破碎、筛分制成的，粒径小于工加工得到的机制砂，其定义为由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。而混合砂指由机制砂和天然砂混合制成的砂。而混合砂指由机制砂和天然砂混合制成的砂。高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate集料的级配集料的级配颗粒级配是指粒径大小不同的骨料相互搭配的情况。良好的级配颗粒级配是指粒径大小不同的骨料相互搭配的情况。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。因此，对较少，而且还可以提高混凝土的密实度、强度及其它性能。因此，对于集料的级配，无论是商品混凝土生产企业还是施工单位，都应予以于集料的级配，无论是商品混凝土生产企业还是施工单位，都应予以重视。重视。高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate细集料的级配细集料的级配砂的级配通常用筛分法确定。砂的级配通常用筛分法确定。根据国家标准，筛孔尺寸有根据国家标准，筛孔尺寸有0.075mm0.15mm0.3mm0.6mm1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm这几个级别。这几个级别。高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate细集料的级配规定筛孔尺寸筛孔尺寸级配区级配区I区区II区区III区区累计筛余（累计筛余（%）9.50mm0004.75mm1001001002.36mm3552501501.18mm65355010250600m857170414016300m958092708555150150m100901009010090高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate细集料粗细程度表示方法细集料粗细程度表示方法2 2、细度模数法、细度模数法式中式中 i i累计筛余百分率，即该号筛与大于该号累计筛余百分率，即该号筛与大于该号筛的各筛分计筛余百分率之和。筛的各筛分计筛余百分率之和。高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径。石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表粒径。石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。配制即混凝土用水量和水泥用量都可减少。配制普通强度普通强度等级混凝土时等级混凝土时，在一定的范围内，石子最大粒径增大，在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。可因用水量的减少提高混凝土的强度。然而石子最大粒径过大时，则由于骨料与水泥砂然而石子最大粒径过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。对于对于C50C60混凝土，粗集料最大粒径宜不大于混凝土，粗集料最大粒径宜不大于25mm，对，对C60以上的混凝土宜小于以上的混凝土宜小于 20mm。高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。施工条件等方面的限制。另外：另外：1、粗集料粒径不得大于结构截面最小尺寸的、粗集料粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/4，不得大于钢筋间最，不得大于钢筋间最小净距小净距 的的3/4。2、对混凝土实心板，集料的最大粒径不宜超过板厚的、对混凝土实心板，集料的最大粒径不宜超过板厚的1/2，且不能，且不能超过超过50mm。高性能混凝土的原材料课件 粗集料粗集料5-25mm最佳级配图最佳级配图 粗集料粗集料5-40mm最佳级配图最佳级配图 高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate集料的粒形集料的粒形针片状仪针片状仪高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate集料的强度及坚固性集料的强度及坚固性高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate集料的强度及坚固性集料的强度及坚固性高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate集料的强度及坚固性集料的强度及坚固性 压碎指标压碎指标是将一定重量气干状态下是将一定重量气干状态下10102020的石子装入一的石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到 200200，卸荷后，卸荷后称取试样质量（称取试样质量（0 0），再用孔径为），再用孔径为2.362.36的筛子筛除被压碎的的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（细粒，称取试样的筛余量（m m1 1），用下式计算压碎指标：），用下式计算压碎指标：式中式中a a 压碎指标值，压碎指标值，%；0 0 试样质量，试样质量，g g；m m1 1 压碎试验后试样的筛余量，压碎试验后试样的筛余量，g g。压碎指标值越小，骨料的强度越高。压碎指标值越小，骨料的强度越高。高性能混凝土的原材料课件配制配制C60以上强度等级的高性能混凝土，应选择级配良好以上强度等级的高性能混凝土，应选择级配良好的玄武岩、石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石，岩石的抗压强度的玄武岩、石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石，岩石的抗压强度与混凝土的抗压强度等级之比不低于与混凝土的抗压强度等级之比不低于1.5，或其压碎值，或其压碎值Qa小于小于10%。高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate集料的强度及坚固性集料的强度及坚固性（2 2）骨料的坚固性）骨料的坚固性 骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用（如冻融循环作用）下骨料抗碎裂的能力。因素作用（如冻融循环作用）下骨料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定循环后，其质量损失应不超过规范的规定高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate集料的杂质含量集料的杂质含量 为保证混凝土的质量，砂中有害杂质的含量，应符合国家技术为保证混凝土的质量，砂中有害杂质的含量，应符合国家技术规范的规定。如果是海砂，还要考虑氯离子的含量。规范的规定。如果是海砂，还要考虑氯离子的含量。混凝土强度等级混凝土强度等级C30C30C30C30含泥量（按质量计），含泥量（按质量计），3.05.0含泥块量（按质量计），含泥块量（按质量计），1.02.0硫化物及硫酸盐含量（折算成硫化物及硫酸盐含量（折算成SOSO3 3，按，按质量计），）质量计），）1.0云母含量（按质量计），云母含量（按质量计），2.0轻物质含量（按质量计），轻物质含量（按质量计），1.0 高性能混凝土用的粗细集料含泥量宜控制在高性能混凝土用的粗细集料含泥量宜控制在1%1%以下，达不到时以下，达不到时应采取冲洗或其他措施进行处理。应采取冲洗或其他措施进行处理。高性能混凝土的原材料课件2.2.集料集料 AggregateAggregate集料性质对混凝土性质的影响混凝土的性质混凝土的性质相应集料的性质相应集料的性质耐久性耐久性抗冻性抗冻性抗干湿性抗干湿性抗冷热性抗冷热性耐磨性耐磨性碱碱-集料反应集料反应稳定性，孔隙率，孔结构，渗透性，饱和度，抗拉强度，黏土矿物稳定性，孔隙率，孔结构，渗透性，饱和度，抗拉强度，黏土矿物孔结构，弹性模量孔结构，弹性模量热膨胀系数热膨胀系数硬度硬度存在异常的硅质成分存在异常的硅质成分强度强度强度，表面状态，清洁度，颗粒形状，最大粒径强度，表面状态，清洁度，颗粒形状，最大粒径收缩和徐变收缩和徐变弹性模量，颗粒级配，颗粒形状，清洁度，最大粒径，黏土矿物弹性模量，颗粒级配，颗粒形状，清洁度，最大粒径，黏土矿物耐磨性耐磨性硬度硬度热膨胀系数热膨胀系数热膨胀系数，弹性模量热膨胀系数，弹性模量热导率热导率热导率热导率比热容比热容比热容比热容容重容重相对密度，颗粒形状，级配，最大粒径相对密度，颗粒形状，级配，最大粒径弹性模量弹性模量弹性模量，泊松比弹性模量，泊松比经济性经济性颗粒形状，级配，最大粒径，需要的加工量，可获得量颗粒形状，级配，最大粒径，需要的加工量，可获得量高性能混凝土的原材料课件3.3.高性能混凝土的原材料课件 减水剂是指能保持混凝土的和易性不变，而显著减水剂是指能保持混凝土的和易性不变，而显著减少其拌合用水量的外加剂。由于拌合屋中加入减水减少其拌合用水量的外加剂。由于拌合屋中加入减水剂后，如不改变单位用水量，可明显地改善其和易性，剂后，如不改变单位用水量，可明显地改善其和易性，因此减水剂又称为塑化剂。因此减水剂又称为塑化剂。3.13.1减水剂减水剂3.3.高性能混凝土的原材料课件 减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成，当两种物质接触时（如水基团和憎水基团组成，当两种物质接触时（如水水泥，水泥，水水油，水油，水气），表面活性剂的亲水基团指向水，憎气），表面活性剂的亲水基团指向水，憎水基团朝向水泥颗粒（油或气）。减水剂能提高混凝土水基团朝向水泥颗粒（油或气）。减水剂能提高混凝土拌合物和易性及混凝土强度的原因，是由于其表面活性拌合物和易性及混凝土强度的原因，是由于其表面活性物质间的吸附一分散作用、润滑、湿润作用所致。物质间的吸附一分散作用、润滑、湿润作用所致。3.3.高性能混凝土的原材料课件 水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子引力的作用，水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子引力的作用，产生许多絮状物而形成产生许多絮状物而形成絮凝结构絮凝结构，使，使10103030的拌合的拌合水（游离水）被包裹在其中，从而降低了混凝土拌合物水（游离水）被包裹在其中，从而降低了混凝土拌合物的流动性。的流动性。当加入适量减水剂后，减水剂分子定向吸附于水泥当加入适量减水剂后，减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基端指向水溶液。由于亲水基团的电离颗粒表面，亲水基端指向水溶液。由于亲水基团的电离作用，作用，使水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，使水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，产生静电产生静电斥力，致使水泥颗粒相互分散，导致絮凝结构解体，释斥力，致使水泥颗粒相互分散，导致絮凝结构解体，释放出游离水，从而有效地增大了混凝土拌合物的流动性。放出游离水，从而有效地增大了混凝土拌合物的流动性。3.3.高性能混凝土的原材料课件 另外，阴离子表面活性剂类减水剂，其亲水基团极性另外，阴离子表面活性剂类减水剂，其亲水基团极性很强，易与水分子以氢键形式结合，在水泥颗粒表面形很强，易与水分子以氢键形式结合，在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水是很好的润滑剂，有成一层稳定的溶剂化水膜，这层水是很好的润滑剂，有利于水泥颗粒的滑动，从而使混凝土流动性进一步提高。利于水泥颗粒的滑动，从而使混凝土流动性进一步提高。减水剂还能使水泥更好地被水湿润，也有利于和易性的减水剂还能使水泥更好地被水湿润，也有利于和易性的改善。改善。3.3.高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 Admixture 在保持和易性不变，也不减少水泥用量时，可减少拌在保持和易性不变，也不减少水泥用量时，可减少拌合水用量合水用量5 525%25%或更多。或更多。在保持原来配合比不变的情况下，可使拌合物的坍落在保持原来配合比不变的情况下，可使拌合物的坍落度大幅度提高。度大幅度提高。若保持强度及和易性不变，可节约水泥若保持强度及和易性不变，可节约水泥101020%20%。由于拌合水量减少，拌合物的泌水、离析现象得以改由于拌合水量减少，拌合物的泌水、离析现象得以改善，可提高混凝土的抗冻性、抗渗性。善，可提高混凝土的抗冻性、抗渗性。高性能混凝土的原材料课件 木质素系减水剂木质素系减水剂 主要有木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木主要有木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）和木质素磺酸镁（木镁），其中以木钙使用最多，钠）和木质素磺酸镁（木镁），其中以木钙使用最多，简称剂，它属于阴离子表面活性剂。简称剂，它属于阴离子表面活性剂。剂是以生产纸浆或纤维浆的亚硫酸木浆废液为原剂是以生产纸浆或纤维浆的亚硫酸木浆废液为原料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制成，为棕黄色粉状物。剂因原料丰富，价雾干燥而制成，为棕黄色粉状物。剂因原料丰富，价格低廉，并具有较好的塑化效果，故目前应用较多。格低廉，并具有较好的塑化效果，故目前应用较多。剂为普通减水剂，其适宜掺量为剂为普通减水剂，其适宜掺量为0.20.3，减水，减水率率10左右；有缓凝作用，一般缓凝左右；有缓凝作用，一般缓凝13。3.3.高性能混凝土的原材料课件 萘系减水剂萘系减水剂 萘系减水剂为高效减水剂，它是以工业萘或由煤焦油萘系减水剂为高效减水剂，它是以工业萘或由煤焦油中分熘出的含萘及萘的同系物熘分为原料，经磺化、水解、中分熘出的含萘及萘的同系物熘分为原料，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成，为棕色粉末，主要成分缩合、中和、过滤、干燥而制成，为棕色粉末，主要成分为为一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有、这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有、MF、等。萘系减水剂适、等。萘系减水剂适宜掺量为宜掺量为0.51.0，其减水率较大，为，其减水率较大，为1025%，增，增强效果显著，缓凝性很小，大多为非引气型。适用于日最强效果显著，缓凝性很小，大多为非引气型。适用于日最低气温低气温以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、早强、流态等混凝土。早强、流态等混凝土。3.3.高性能混凝土的原材料课件 树脂类减水剂树脂类减水剂 此类减水剂为水溶性树脂，主要为磺化三聚氰胺甲醛此类减水剂为水溶性树脂，主要为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，简称密胺树脂减水剂。它是由三聚氰胺、甲树脂减水剂，简称密胺树脂减水剂。它是由三聚氰胺、甲醛、亚硫酸钠按适当比例、在一定条件下经磺化、缩聚而醛、亚硫酸钠按适当比例、在一定条件下经磺化、缩聚而成，为阴离子表面活性剂。成，为阴离子表面活性剂。我国产品有树脂减水剂，为非引气型早强高效减我国产品有树脂减水剂，为非引气型早强高效减水剂，其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。适宜水剂，其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。适宜掺量为掺量为05.，减水率达。对，减水率达。对混凝土早强与增强效果显著，能使混凝土混凝土早强与增强效果显著，能使混凝土1d 强度提高一强度提高一倍以上，强度即可达空白混凝土倍以上，强度即可达空白混凝土d的强度，长期的强度，长期强度亦明显提高，并可提高混凝土的抗渗、抗冻性能及弹强度亦明显提高，并可提高混凝土的抗渗、抗冻性能及弹性模量。性模量。3.3.高性能混凝土的原材料课件 糖蜜类减水剂糖蜜类减水剂 糖蜜类减水剂为普通减水剂，它是以制糖工业的糖糖蜜类减水剂为普通减水剂，它是以制糖工业的糖渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或糊状物，其中含糖较多，属非离子表面活性剂。国内产糊状物，其中含糖较多，属非离子表面活性剂。国内产品粉状有品粉状有TF、ST、3FG等，糊状有糖蜜。等，糊状有糖蜜。糖蜜减水剂适宜掺量为糖蜜减水剂适宜掺量为0.20.3，减水率，减水率10左左右，属缓凝减水剂。右，属缓凝减水剂。3.3.高性能混凝土的原材料课件 聚羧酸系高效减水剂 聚羧酸盐系高效减水剂的特点是采用接枝共聚方法合聚羧酸盐系高效减水剂的特点是采用接枝共聚方法合成，主要原料为：丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯酸、成，主要原料为：丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯等。丙烯酸羟乙酯等。与常用的奈系和糖蜜类减水剂相比，聚羧酸系高效减与常用的奈系和糖蜜类减水剂相比，聚羧酸系高效减水剂具有掺量低、增强效果好、坍落度保持性好、与水剂具有掺量低、增强效果好、坍落度保持性好、与水泥适应性更好等特点。水泥适应性更好等特点。聚羧酸系减水剂掺量很小，一般为聚羧酸系减水剂掺量很小，一般为(0.1%(0.1%0.2%),0.2%),减水率在减水率在25%25%左右，并且具有优良的缓凝、早强左右，并且具有优良的缓凝、早强或保持坍落度的作用或保持坍落度的作用3.3.高性能混凝土的原材料课件（1 1）减水剂选择的一般原则）减水剂选择的一般原则 a a、选用的减水剂减水增强效果好，坍落度损失小，不、选用的减水剂减水增强效果好，坍落度损失小，不应使混凝土拌合物产生泌水、离析现象，要具有良好的和应使混凝土拌合物产生泌水、离析现象，要具有良好的和易性及可泵性；易性及可泵性；b b、要按工程特点来选、要按工程特点来选:大体积混凝土、高强度等级砼大体积混凝土、高强度等级砼 c c、要按施工时的环境温度来选：夏季、冬季、要按施工时的环境温度来选：夏季、冬季 d d、要考虑到材料来源及价格。、要考虑到材料来源及价格。3.3.3.1.43.1.4减水剂的选择原则减水剂的选择原则高性能混凝土的原材料课件（2 2）强度要求）强度要求如混凝土强度等级如混凝土强度等级C50C50，则一般可选用普通减水剂或引，则一般可选用普通减水剂或引气减水剂（引气性大的高效减水剂有气减水剂（引气性大的高效减水剂有MFMF，建，建1 1和和AFAF等）；等）；如混凝土强度等级如混凝土强度等级C50C50，则一般应选用非引气性的高效，则一般应选用非引气性的高效减水剂，如国产的减水剂，如国产的FDNFDN，NFNF，UNFUNF，SN-2SN-2及及SMSM等型号的高效减等型号的高效减水剂；水剂；如有早强要求，则宜掺入早强剂或早强减水剂如有早强要求，则宜掺入早强剂或早强减水剂 3.3.高性能混凝土的原材料课件（3 3）其他要求）其他要求a a、普通减水剂，不宜单独用于蒸养混凝土；、普通减水剂，不宜单独用于蒸养混凝土；b b、引气剂及引气减水剂，不宜用于预应力混凝土、引气剂及引气减水剂，不宜用于预应力混凝土、蒸养混凝土；蒸养混凝土；c c、缓凝剂及缓凝减水剂，不宜用于日最低气温、缓凝剂及缓凝减水剂，不宜用于日最低气温5 5 C C以以下的混凝土，不宜单独用于水泥用量低、水灰比大的贫混下的混凝土，不宜单独用于水泥用量低、水灰比大的贫混凝土，且不宜单独用于早强混凝土、蒸养混凝土；凝土，且不宜单独用于早强混凝土、蒸养混凝土；d d、氯盐、含氯盐外加剂不得用于易引起钢筋锈蚀的混、氯盐、含氯盐外加剂不得用于易引起钢筋锈蚀的混凝土工程；凝土工程；e e、氯盐、含氯盐外加剂宜与阻锈剂复合使用；、氯盐、含氯盐外加剂宜与阻锈剂复合使用；f f、若外掺硅灰，则必须用高效减水剂；、若外掺硅灰，则必须用高效减水剂；3.3.高性能混凝土的原材料课件SEM图像 20,000高性能混凝土的原材料课件 20,000SEM图像高性能混凝土的原材料课件 20,000SEM图像高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 Admixture 先掺法先掺法后掺法后掺法分次掺加法分次掺加法高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 Admixture 全球外加剂销售额：约全球外加剂销售额：约80亿欧元亿欧元外加剂品牌众多，品质不一。外加剂品牌众多，品质不一。高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 Admixture 缓凝剂缓凝剂促凝剂促凝剂速凝剂速凝剂什么是凝结？什么是凝结？为什么要调凝？为什么要调凝？调凝剂有哪些类别？调凝剂有哪些类别？高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 Admixture 缓凝剂类别缓凝剂类别类别类别品种品种掺量（占水泥量）掺量（占水泥量）木质素磺酸盐木质素磺酸盐木质素磺酸盐木质素磺酸盐0.30.5羟基羧酸羟基羧酸柠檬酸柠檬酸0.030.10酒石酸酒石酸0.030.10葡萄糖酸葡萄糖酸0.030.10糖类及碳水化合物糖类及碳水化合物蜜糖蜜糖0.100.30淀粉淀粉0.100.30无机盐无机盐锌盐、硼酸盐、磷酸盐锌盐、硼酸盐、磷酸盐0.100.2高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 Admixture 缓凝剂作用机理缓凝剂作用机理缓凝剂的作用机理解释主要有：缓凝剂的作用机理解释主要有：吸附理论吸附理论、生成络盐理论生成络盐理论、沉淀理论沉淀理论和和控制氢氧化钙结晶生长控制氢氧化钙结晶生长理论。理论。高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 Admixture 可溶性无机盐类可溶性无机盐类可溶性有机化合物可溶性有机化合物其他固体物质其他固体物质目前学者对速凝剂的促凝机理尚无统一定论目前学者对速凝剂的促凝机理尚无统一定论高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 AdmixtureAdmixture 混凝土减缩剂（混凝土减缩剂（SRA)SRA)一般为聚醚或聚醇类有机物及一般为聚醚或聚醇类有机物及他们的衍生物，按组分不同分为单一组分减缩剂和他们的衍生物，按组分不同分为单一组分减缩剂和多组分减缩剂，其中单一减缩剂分为：多组分减缩剂，其中单一减缩剂分为：醇类减缩剂醇类减缩剂 聚氧乙烯类减缩剂聚氧乙烯类减缩剂 其他类型减缩剂其他类型减缩剂3.43.4减缩剂减缩剂3.4.13.4.1减缩剂的种类减缩剂的种类高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 AdmixtureAdmixture 减缩剂作为一种减少混凝土孔隙中液相的表面张减缩剂作为一种减少混凝土孔隙中液相的表面张力的有机化合物，其主要作用机理就是降低混凝力的有机化合物，其主要作用机理就是降低混凝土毛细管中液相的表面张力，使毛细管负压下降，土毛细管中液相的表面张力，使毛细管负压下降，减小收缩应力。显然，当水泥石中孔隙液相的表减小收缩应力。显然，当水泥石中孔隙液相的表面张力降低时，在蒸发或者是消耗相同的水分的面张力降低时，在蒸发或者是消耗相同的水分的条件下，引起水泥石收缩的宏观应力下降，从而条件下，引起水泥石收缩的宏观应力下降，从而减小收缩。水泥石中孔隙液的表面张力下降得越减小收缩。水泥石中孔隙液的表面张力下降得越多，其收缩越小多，其收缩越小。3.4.23.4.2减缩剂的减缩机理减缩剂的减缩机理高性能混凝土的原材料课件3.5 3.5 膨胀剂膨胀剂混凝土膨胀剂是在膨胀水泥基础上发展起来的一种混混凝土膨胀剂是在膨胀水泥基础上发展起来的一种混凝土外加剂。混凝土膨胀剂按化学成分可以分为凝土外加剂。混凝土膨胀剂按化学成分可以分为5 5类：类：硫铝酸钙类膨胀剂硫铝酸钙类膨胀剂 氧化镁类膨胀剂氧化镁类膨胀剂 石灰类膨胀剂石灰类膨胀剂 氧化铁类膨胀剂氧化铁类膨胀剂 复合类膨胀剂复合类膨胀剂3.3.外加剂外加剂 AdmixtureAdmixture3.5.13.5.1膨胀剂的分类膨胀剂的分类高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 AdmixtureAdmixture3.5 3.5 膨胀剂膨胀剂3.5.23.5.2膨胀剂的作用机理膨胀剂的作用机理（1 1）硫铝酸钙类膨胀剂）硫铝酸钙类膨胀剂作用机理作用机理:硫铝酸盐系膨胀剂是工程中最常见的膨胀硫铝酸盐系膨胀剂是工程中最常见的膨胀剂剂,其品种很多其品种很多,主要包括主要包括CSACSA膨胀剂和明矾石膨胀剂膨胀剂和明矾石膨胀剂,产生膨胀能的原因是由于硫铝酸钙水化物产生膨胀能的原因是由于硫铝酸钙水化物(钙矾石钙矾石)的的生成生成,其反应通式为其反应通式为:6CaO+3Al2O3+3SO3+96H2O3CaOAlO2O33CaSO432H2O对钙矾石的膨胀机理对钙矾石的膨胀机理,主要存在两种理论主要存在两种理论:即结晶膨胀即结晶膨胀和胶体吸水膨胀。和胶体吸水膨胀。高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 AdmixtureAdmixture3.5 3.5 膨胀剂膨胀剂3.5.23.5.2膨胀剂的作用机理膨胀剂的作用机理（2 2）氧化镁类膨胀剂）氧化镁类膨胀剂 氧化镁系膨胀剂主要是通过氧化镁水化生成氧化镁系膨胀剂主要是通过氧化镁水化生成氢氧化镁结晶氢氧化镁结晶(方镁石方镁石)而产生膨胀而产生膨胀,体积可增加体积可增加940%940%1238%1238%反应式为反应式为:MgO+H:MgO+H2 2OMg(OH)OMg(OH)2 2特性特性:由于方镁石在常温下的水化反应时间相对由于方镁石在常温下的水化反应时间相对较长较长,膨胀效应发挥较慢膨胀效应发挥较慢,因此被用来补偿由于温因此被用来补偿由于温度变化引起的收缩和后期收缩。度变化引起的收缩和后期收缩。高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 AdmixtureAdmixture3.5 3.5 膨胀剂膨胀剂3.5.23.5.2膨胀剂的作用机理膨胀剂的作用机理（3 3）石灰系膨胀剂）石灰系膨胀剂 石灰系膨胀剂主要是通过氧化钙遇水发生反应生成石灰系膨胀剂主要是通过氧化钙遇水发生反应生成氢氧化钙而产生膨胀氢氧化钙而产生膨胀,水化产物体积可增加将近水化产物体积可增加将近1 1倍，倍，反应式为反应式为:CaO+H:CaO+H2 2OCa(OH)OCa(OH)2 2特性特性:石灰系膨胀剂由于膨胀速率对温度、湿度等环境石灰系膨胀剂由于膨胀速率对温度、湿度等环境影响十分敏感而难于控制影响十分敏感而难于控制,生产及使用时间不能间隔过生产及使用时间不能间隔过长长,保质期短而较少用于一般混凝土的补偿收缩保质期短而较少用于一般混凝土的补偿收缩,目前目前主要用于设备灌浆主要用于设备灌浆,职称灌浆料职称灌浆料,用于大用于大高性能混凝土的原材料课件3.3.外加剂外加剂 AdmixtureAdmixture3.5 3.5 膨胀剂膨胀剂3.5.23.5.2膨胀剂的作用机理膨胀剂的作用机理（4 4）氧化铁系膨胀剂）氧化铁系膨胀剂 氧化铁系膨胀剂是在铁粉中掺加适量的氧化剂和催化氧化铁系膨胀剂是在铁粉中掺加适量的氧化剂和催化剂，使铁氧化，然后利用氧化铁与碱的作用生成氢氧化铁剂，使铁氧化，然后利用氧化铁与碱的作用生成氢氧化铁、氢氧化亚铁而使混凝土体积膨胀，反应式为、氢氧化亚铁而使混凝土体积膨胀，反应式为:Fe+Rxn+H2OFeXn+R(OH)n+H2FeXn+R(OH)nFe(OH)n+RXn 式中式中RX为离子型催化剂。为离子型催化剂。特性特性:此类膨胀剂的主要特点是膨胀稳定期较早、耐热性此类膨胀剂的主要特点是膨胀稳定期较早、耐热性好，适用于干热高温环境，但膨胀量不太大，主要作为好，适用于干热高温环境，但膨胀量不太大，主要作为收缩补偿剂使用。收缩补偿剂使用。高性能混凝土的原材料课件-8-6-4-202468137142128425690时间（天）时间（天）自由膨胀率（自由膨胀率（0.0001）基准基准1#（含无水硫铝酸钙）（含无水硫铝酸钙）2#BEA3#（含熟明矾）（含熟明矾）（UEA）203水中养护水中养护203、RH=（605）%恒温恒湿养护恒温恒湿养护1）未掺膨胀剂的基准样，）未掺膨胀剂的基准样，21d已出现较大的收缩；已出现较大的收缩；2）1#早期膨胀能大，但膨胀落差大，在早期膨胀能大，但膨胀落差大，在90d龄期已出现收缩；龄期已出现收缩；3）3#及掺及掺UEA样，早期膨胀能较小，且在样，早期膨胀能较小，且在90d龄期已出现收缩；龄期已出现收缩；4）2#掺掺BEA样，早期膨胀能大，且膨胀落差小，在样，早期膨胀能大，且膨胀落差小，在90d龄期仍有较大的膨胀率，龄期仍有较大的膨胀率，持续稳定膨胀。通过持续稳定膨胀。通过BEA组分的设计，可进行膨胀量的精确控制。组分的设计，可进行膨胀量的精确控制。3.3.外加剂外加剂 AdmixtureAdmixture高性能混凝土的原材料课件SEM高性能混凝土的原材料课件4.4.拌合水拌合水Water 有可能用于搅拌混凝土的水：有可能用于搅拌混凝土的水：（1 1）自来水；）自来水；（2 2）地表水（河水、湖水）；）地表水（河水、湖水）；（3 3）地下水；）地下水；（4 4）伏流水；）伏流水；（5 5）工业用水；）工业用水；（6 6）回收水；）回收水；（7 7）海水。）海水。根据研究结果和经验，除含有根据研究结果和经验，除含有酸类、酸类、糖类、洗涤剂糖类、洗涤剂以外，即使使用污水，混凝以外，即使使用污水，混凝土的强度也未必有显著的影响。一般以强土的强度也未必有显著的影响。一般以强度比是否达到度比是否达到85%85%作为评判有害无害的界作为评判有害无害的界限。限。高性能混凝土的原材料课件5.矿物掺合料矿物掺合料Mineral Admixture高性能混凝土的原材料课件5.矿物掺合料矿物掺合料 Mineral admixture5.1 粉煤灰Fly ash 粉煤灰作为一种掺合料应用于混凝土已有五六十年的历史了。美国加粉煤灰作为一种掺合料应用于混凝土已有五六十年的历史了。美国加州理工学院的州理工学院的R.E.Davis于于1933年开始发表关于粉煤灰用于混凝土中的研究报年开始发表关于粉煤灰用于混凝土中的研究报告。但在工程结构中的应用只是在告。但在工程结构中的应用只是在70年代以后才有了较大的发展。随着混凝年代以后才有了较大的发展。随着混凝土科学技术的发展，粉煤灰混凝土技术也越来越成熟。土科学技术的发展，粉煤灰混凝土技术也越来越成熟。150um的玻璃的玻璃球球高性能混凝土的原材料课件5.矿物掺合料矿物掺合料 Mineral admixture 粉煤灰是火力发电站燃烧煤时排出的飞灰。粉煤灰中含有大量的球状粉煤灰是火力发电站燃烧煤时排出的飞灰。粉煤灰中含有大量的球状玻璃珠，其细度一般比水泥还细。玻璃珠，其细度一般比水泥还细。粉煤灰的化学成分是由原煤的化学成分和燃烧条件而定。通过对我国粉煤灰的化学成分是由原煤的化学成分和燃烧条件而定。通过对我国40个大型电厂的资料分析，粉煤灰的化学成分变动如下表。个大型电厂的资料分析，粉煤灰的化学成分变动如下表。成分成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3烧失烧失量量变动变动范围范围206210403191450.25 0.0240.641我国粉煤灰的化学成分（质量百分数，我国粉煤灰的化学成分（质量百分数，%）高性能混凝土的原材料课件（1 1）粉煤灰品质）粉煤灰品质 由于不同热电厂的煤源、燃烧热历史、收尘方式等不同，粉煤灰的品由于不同热电厂的煤源、燃烧热历史、收尘方式等不同，粉煤灰的品质存在很大的差异，对混凝土的性能将会产生不同的影响。因此，在选用质存在很大的差异，对混凝土的性能将会产生不同的影响。因此，在选用粉煤灰时必须考虑其品质好坏。粉煤灰时必须考虑其品质好坏。在我国，根据粉煤灰的细度、烧失量、需水量、三氧化硫和含水率等在我国，根据粉煤灰的细度、烧失量、需水量、三氧化硫和含水率等几项指标，将其分为几项指标，将其分为、级级。HPC的的FA应符合应符合GBJ146粉煤灰混凝土应用技术规范粉煤灰混凝土应用技术规范，且宜选用，且宜选用级粉煤灰级粉煤灰；若采用；若采用级粉煤灰应先通过试验，证明能达到所要求的性能指标级粉煤灰应先通过试验，证明能达到所要求的性能指标后方可采用。后方可采用。高性能混凝土的原材料课件（2 2）粉煤灰的作用机理粉煤灰的作用机理 粉煤灰有粉煤灰有火山灰材料具有的特性：消耗了水泥水火山灰材料具有的特性：消耗了水泥水化时生成薄弱的、而其往往富集在过渡区的氢氧化化时生成薄弱的、而其往往富集在过渡区的氢氧化钙片状结晶，但由于水化缓慢，只在后期才生成少钙片状结晶，但由于水化缓慢，只在后期才生成少量量C-S-HC-S-H凝胶，填充于水泥水化生成物的隙，使其凝胶，填充于水泥水化生成物的隙，使其更加密实。除此外优质的粉煤灰还具有：更加密实。除此外优质的粉煤灰还具有：a a形态效应；形态效应；b b填充效应；填充效应；c c微集料效应微集料效应高性能混凝土的原材料课件（3 3）粉煤灰的活性及其激发）粉煤灰的活性及其激发 a.化学激发方法化学激发方法b.机械力激发方法机械力激发方法高性能混凝土的原材料课件（4 4）粉煤灰的掺量）粉煤灰的掺量 在混凝土生产中，应用粉煤灰可采用在混凝土生产中，应用粉煤灰可采用外掺法外掺法、等量取代等量取代法法和和超量取代法超量取代法等三种方法。从实践来看，这三种方法中以等三种方法。从实践来看，这三种方法中以超量取代法效果最佳。超量取代法效果最佳。我国我国JGJ 28-86对粉煤灰的超量系数对粉煤灰的超量系数K作出如下规定：作出如下规定：采用采用级灰时，级灰时，=1.01.4；采用；采用级灰时，级灰时，K=1.21.7；采用采用级灰时，级灰时，K=1.52.0，并规定强度等级高的混凝土取，并规定强度等级高的混凝土取上限，强度等级低的混凝土取下限。上限，强度等级低的混凝土取下限。在高性能混凝土配比设计规程征求稿中规定在高性能混凝土配比设计规程征求稿中规定粉煤灰取粉煤灰取代水泥的最大用量宜代水泥的最大用量宜30%。高性能混凝土的原材料课件（5 5）粉煤灰混凝土的性能粉煤灰混凝土的性能 a a、新拌和混凝土的性能、新拌和混凝土的性能(1)工作度工作度 粉煤灰置换部分水泥使用时，获得相同稠度下，粉煤灰置换部分水泥使用时，获得相同稠度下，单方混凝土用水量可以降低。粉煤灰细度越大，烧失量越单方混凝土用水量可以降低。粉煤灰细度越大，烧失量越低，达到相同稠度下，单方混凝土用水量降低就越多。低，达到相同稠度下，单方混凝土用水量降低就越多。(2)水化热水化热 粉煤灰可以和水泥水化生成的粉煤灰可以和水泥水化生成的Ca(OH)2反应，速反应，速率与水泥相比相当小，水化热也小。因此，以粉煤灰置换率与水泥相比相当小，水化热也小。因此，以粉煤灰置换一部分水泥后，水化热放出的速度减缓了。通过粉煤灰抑一部分水泥后，水化热放出的速度减缓了。通过粉煤灰抑制混凝土的升温，可有效缓和混凝土的开裂。制混凝土的升温，可有效缓和混凝土的开裂。高性能混凝土的原材料课件（5 5）粉煤灰混凝土的性能粉煤灰混凝土的性能 b b、粉煤灰对硬化混凝土性能的影响、粉煤灰对硬化混凝土性能的影响(1)强度强度 以粉煤灰置换部分水泥后，混凝土的强度与基准混以粉煤灰置换部分水泥后，混凝土的强度与基准混凝土相比，早期强度偏低，但长期强度增加。凝土相比，早期强度偏低，但长期强度增加。(2)抗渗性抗渗性 以粉煤灰置换部分水泥后，混凝土的抗渗水性和以粉煤灰置换部分水泥后，混凝土的抗渗水性和抗氯离子渗透能力显著提高。主要是因为粉煤灰的火山灰抗氯离子渗透能力显著提高。主要是因为粉煤灰的火山灰特性还有填充效应提高了混凝土的密实度。特性还有填充效应提高了混凝土的密实度。(3)中性化（抗碳化性能）中性化（抗碳化性能）有观点认为含粉煤灰混凝土的碳有观点认为含粉煤灰混凝土的碳化速度要快。但是粉煤灰混凝土抗碳化性能与水灰比、用化速度要快。但是粉煤灰混凝土抗碳化性能与水灰比、用水量、粉煤灰掺量等有密切关系。水量、粉煤灰掺量等有密切关系。(4)体积稳定性体积稳定性 掺入粉煤灰的混凝土，干燥收缩率降低，掺入粉煤灰的混凝土，干燥收缩率降低，而其随着对水泥置换率加大，越明显。而其随着对水泥置换率加大，越明显。高性能混凝土的原材料课件5.矿物掺合料矿物掺合料 Mineral admixture5.2 矿渣粉Slag 矿渣是冶炼生铁时由铁矿石中的矿渣是冶炼生铁时由铁矿石中的硅铝组分硅铝组分与造渣矿物与造渣矿物石灰和氧石灰和氧化镁等化镁等熔融、冷却后得到的副产品。熔融、冷却后得到的副产品。高性能混凝土的原材料课件（1 1）磨细矿渣粉的活性及其影响因素）磨细矿渣粉的活性及其影响因素3d28d矿渣活性影响因素：矿渣活性影响因素：化学组成化学组成 细度细度a.热历史热历史高性能混凝土的原材料课件（2 2）磨细矿渣粉的活性评价方法）磨细矿渣粉的活性评价方法碱度：碱度：b=(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2：碱度越大，活性越大；：碱度越大，活性越大；XRD分析：分析：XRD测定矿渣的结晶比率并计算矿渣玻璃化率：玻璃化率测定矿渣的结晶比率并计算矿渣玻璃化率：玻璃化率=（1结晶比率）结晶比率）100%，玻璃化率越大，活性越大；，玻璃化率越大，活性越大；比表面积：比表面积：用勃氏法或激光粒度仪测定，比表面积越大，活性越大；用勃氏法或激光粒度仪测定，比表面积越大，活性越大；活性指数：活性指数：我国分为我国分为S105、