混凝土材料

5）速凝剂
速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。 速凝剂产生速凝的原因是，速凝剂中的铝酸钠、碳酸
钠在碱溶液中迅速与水泥中的石膏反应生成硫酸钠，使石
膏丧失缓凝作用或迅速生成钙矾石。
5.2.4 外 加 剂
用于喷射混凝土的速凝剂主要起三种作用 ①抵抗喷射混凝土因重力而引起的脱落和空鼓；
②提高喷射混凝土的粘结力，缩短间隙时 间，增大一次喷射厚度，减少回弹率；
4）缓凝剂 缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，而不显著影响混 凝土后期强度的外加剂。 缓凝剂分为有机和无机两大类。有机类缓凝剂多为表 面活性剂，掺入混凝土中，能吸附在水泥颗粒表面，形成 同种电荷的亲水膜，使水泥颗粒相互排斥，阻碍水泥水化
产物粘连和凝结，起缓凝作用；无机类缓凝剂，一般是在
水泥颗粒表面形成一层难溶的薄膜，对水泥的正常水化起 阻碍作用，从而导致缓凝。 5.2.4 外 加 剂
改善混凝土其他性能的外加剂，如加气剂、膨胀剂、 防冻剂、着色剂、泵送剂、碱骨料反应抑制剂和道路抗折 剂等。
2.几种常用的混凝土外加剂
1）减水剂
5）速凝剂
2）早强剂
6）防冻剂
3）引气剂
7）膨胀剂
4）缓凝剂
8）防水剂
5.2.4 外 加 剂
1）减水剂
减水剂的主 要功能
（1 ）
配合比不变时显著提高流动性。
制构件、蒸汽养护等。早强剂的主要品种有氯盐、硫酸盐
和有机胺三大类，但更多使用的是它们的复合早强剂。 5.2.4 外 加 剂
常用早强剂
氯化钙早强剂
硫酸盐类早强剂
有机胺类早强剂
复合早强剂 5.2.4 外 加 剂
3）引气剂
引气剂是指在搅拌混凝土的过程中能引入大量均匀分 布、稳定而封闭的微小气泡(直径10～100 μ m）的外加剂
2.和易性的测定
评定混凝土拌和物和易性的方法是测定其流 动性，根据直观经验观察其黏聚性和保水性。混 凝土拌和物根据其坍落度和维勃稠度分级。坍落 度适用于流动性较大的混凝土拌和物，维勃稠 度适用于干硬的混凝土拌和物。
5.3.1 和 易 性
3.影响和易性的主要因素 1）
4）
2）
水泥浆的数量 和水胶比的影响
5.1 5.2
混凝土的概述
普通混凝土的组成材料 普通混凝土的技术性质 普通混凝土的配合比设计 混凝土外加剂
5.3
5.4 5.5 5.6 5.7
其他品种混凝土
混凝土性能检测
学习目标
1．熟练掌握混凝土各种组成材料的各项性质的要求、测定方法
及对混凝土性能的影响。 2．掌握混凝土拌和物的性质及其测定和调整方法。 3. 掌握硬化混凝土的力学性质、变形性质和耐久性质及其影响 因素。 4. 掌握普通混凝土的配合比设计方法。
5.3.3 耐 久 性
（1）
（2）
（3）
（4）
满足混凝 土结构设计 要求的强度 等级。
满足混凝 土施工所要 求的和易性 。
满足工程 所处环境对 混凝土的耐 久性要求。
在满足上 述要求的前 提下，考虑 经济原则， 节约水泥， 降低成本。
5.4.1 混 凝 土 配 合 比 设 计 的 基 本 要 求
掌握原材料的性能指标，包括水泥的品种、强度等级、密度；砂、
性和抗裂性。因此，膨胀剂常用于补偿收缩混凝土、填充
用膨胀混凝土、灌浆用膨胀砂浆和自应力混凝土。 5.2.4 外 加 剂
8）防水剂
无机化合物类
氯化铁、硅灰粉末、 锆化合物等。
有机化合物类
脂肪酸及其盐类、有机 硅表面活性剂、石蜡、 地沥青、橡胶及水溶性 树脂乳液等。
混合物类
无机类混合物、有机类 混合物、无机类与有机 类混合物。
5.3.1 和 易 性
1.混凝土强度
混凝土立方体 text1 抗压强度(fcu）
Subtitle
混凝土轴心抗 压强度(fcp） 5.3.2 力 学 性 能
混凝土抗拉强度(ff）
水泥的强度等级 text1 和水胶比的影响 影响混凝 土强度的 Subtitle 因素
骨料的影响
养护温度及湿度的影响
5.3.2 力 学 性 能
7）膨胀剂 膨胀剂是指能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。 混凝土中采用的膨胀剂有硫铝酸钙类、氧化钙类和硫铝酸 钙氧化钙类三类。膨胀剂的膨胀源(钙矾石或Ca(OH) 2）不 仅使混凝土体积产生了适度的膨胀，减少了混凝土的收缩 ，而且能填充、堵塞和隔断混凝土中的毛细孔及其他孔隙 ，从而改善混凝土的孔结构，提高混凝土的密实度、抗渗
温度和时间
3）
砂率的影响 5.3.1 和 易 性
组成材料性质的影响
4.坍落度的选择
选择混凝土拌和物的坍落度，应 根据结构构件截面尺寸的大小、配筋 的疏密、施工捣实方法和环境温度来 确定。当构件截面尺寸较小或钢筋较 密，或采用人工插捣时，坍落度可选 择大些。 反之，如构件截 面尺寸较大或钢筋 较 疏，或者采用振动器振捣时， 坍落度可选择小些。
4
能使用。特别是某些污染严重的河道或池塘水，一般不得
5.2.3 拌 和 用 水
1.外加剂的分类 改善混凝土拌和物流变性能的外加 剂，如减水剂、引气剂和泵送剂等。 调节混凝土凝结时间和硬化性能 的外加剂，如缓凝剂、早强剂和速凝剂 等。
（1 ）
（2 ）
（4 ）
（3 ）
改善混凝土耐久性的外加剂，如引 气剂、防水剂、防冻剂和阻锈剂等。 5.2.4 外 加 剂
部分，称作残余变形。
5.3.2 力 学 性 能
1.耐久性的概念
耐久性是指材料 在各种自然因素及有 害介质的作用下，能 长久保持其使用性 能的性质。
5.3.3 耐 久 性
破坏作用包括 ： 环境温度、湿度交替变化，或者说冷热 、干湿、冻融等循环作用。
（1）物理作用
（2）化学作用
酸、碱、盐等物质的水溶液和气体对材 料产生的侵蚀作用（如：钢筋的锈蚀）。
（2 ）
流动性和水泥用量不变时，减少用 水量，降低水胶比，提高强度。
（4 ）
（3 ）
保持流动性和强度不变时，节约水泥 用量，降低成本。 5.2.4 外 加 剂
配置高强高性能混凝土。
减水剂提高混凝土拌和物流动性的作用机理主要包括分 散作用和润滑作用两方面。减水剂实际上为一种表面活性剂 ，长分子链的一端易溶于水——亲水基，另一端难溶于水— —憎水基，如图5-5所示。
2.混凝土的变形性 在非荷载作用下的变形 化学收缩
干湿变形
碳化收缩
温度变形
5.3.2 力 学 性 能
在短期荷载作用下的变形
②混凝土的弹性模量。 其σ-ε曲线的变化存在 以下的规律：在混凝土轴 心抗压强度的50%～70%的 应力水平下，反复加荷卸 荷，混凝土的塑性变形逐 渐增大，最后导致混凝土 产生疲劳破坏；而在轴心 抗压强度的30%～50%的应 5.3.2 力水平下，反复加荷卸荷， 力 混凝土的塑性变形的增量 学 却逐渐减少。 性 能
2.按胶凝材料的品种分类
5.1.1 混 凝 土 的 分 类
3.按使用功能和特性分类
5.1.1 混 凝 土 的 分 类
1.普通混凝土的主要优点
（3）
性能可根据需要设计调 整 5.1.2 普 通 混 凝 土 的 特 点
施工方便
（2）
（4） 抗压强度高
原材料来源丰 富
（1）
（5） 耐久性好
2.普通混凝土的主要缺点
石骨料的种类、表观密度、级配、最大粒径；拌和用水的水质情况； 外加剂的品种、性能、适宜掺量。
来自百度文库
了解工程所处环境对混凝土耐久性的要 求，以便确定所配制混凝土的最大水胶比和 最小水泥用量。 了解工程设计要求的混凝土强度 等级，以便确定混凝土配制强度。
（2）.
（3）
（1）
5.4.2 混 凝 土 配 合 比 设 计 的 资 料 准 备
（ 1） 自重大。
（ 3） 收缩变形大。
（ 2） 抗拉强度低，抗 裂性差。
5.1.2 普 通 混 凝 土 的 特 点
5
高性能化
循环利用工业和建筑垃圾 来提高混凝土的绿色度
（1）
以工业废料代 （4） 替水泥以实现 节能减排 5.1.3 混 凝 土 的 发 展 方 向
（2）
智能化
（3）
混凝土虽然拥有众多优势， 但其对环境的影响却不能 忽视
1.细骨料的种类及其特性
河砂 —— 圆滑、坚固，杂质少，
属上等砂；
天然砂
海砂 —— 含贝壳碎片、可溶性盐
类等；
按产源分
山砂 —— 多棱角，粘聚性比河砂
好， 含泥土和有机杂
质
人工砂 ——
较多。 碎石经机械轧碎筛选而成， 富棱角， 杂质少，但细粉多 。同时加工成本较高。
按细度模数分
—— 粗砂、中砂、细砂
5.2.1 细 骨 料
2.细骨料的技术要求
坚固性 颗粒形状及表面特征
3) 2) 4)
粗细程度与颗粒级配
1)
有害杂质含量
5)
砂的含水状态
5.2.1 细 骨 料
颗粒粒径大于4.75 mm的骨 料为粗骨料。混凝土工程中常用 的有碎石和卵石两大类。碎石为 岩石（有时采用大块卵石，称 为碎卵石）经破碎、筛分而得； 卵石多为自然形成的河卵石经筛 分而得。
1.水胶比的 确定 2.砂率的确 定 3.单位用水 量的确定
5.4.3 混 凝 土 配 合 比 设 计 的 基 本 参 数
5.2.2 粗 骨 料
卵石与碎石示意图
5.2.2 粗 骨 料
根据《混凝土用水标准》（JGJ 63—2006）的规定， 凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制各种混凝土。海 水可拌制素混凝土，但不宜拌制有饰面要求的素混凝土， 更不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。值得注意的是， 在野外或山区施工采用天然水拌制混凝土时，均应对水的 有机质、Cl— 用于拌制混凝土。 SO2- 含量等进行检测，检测合格后方
①混凝土的弹塑性变形。 混凝土是一种弹塑性体， 静力受压时，既产生弹性 变形，又产生塑性变形， 其应力(σ）与应变(ε） 的关系是一条曲线，卸荷 后弹性变形ε弹恢复了， 而残留下塑性变形ε塑。
（2）在长期荷载作用下的变形 混凝土在长期荷载作用下会发生徐变。所谓徐变是指 混凝土在长期恒载作用下，随着时间的延长，沿作用力方 向发生的变形，即随时间而发展的变形。混凝土的徐变在 加荷早期增长较快，然后逐渐减慢，2～3 年才趋于稳定。 当混凝土卸载后，一部分变形瞬时恢复，另一部分要过一 段时间才能恢复(称为徐变恢复），剩余的变形是不可恢复
③提高早期强度，及时发挥结构的承载能力。 5.2.4 外 加 剂
6）防冻剂
防冻组分
降低混凝土中液相的冰点， 使负温下的混凝土内部仍 有液相存在，水泥能继续 水化。
引气组分
作用是在混凝土中引入适 量的封闭微小气泡，减小 冰胀应力。
早强组分
提高混凝土早期强度，增 强混凝土抵抗冰冻的破坏 能力。
减水组分 减少混凝土拌和用水量， 以减少混凝土内的成冰 5.2.4 量，并使冰晶粒度细小 外 且均匀分散，减小对混 加 凝土的膨胀应力。 剂
复合类 上述各类与引气剂、减水 5.2.4 剂、调凝剂等外加剂复合 外 的复合型防水剂。 加 剂
1.和易性的含义
和易性是指混凝土拌 和物在施工中能保持其成 分均匀，不分层离析，无 泌水现象的性能，是一项 综合技术性能。
5.3.1 和 易 性
（ 1） 流动性
（ 2） 黏聚性
（ 3） 保水性
5.3.1 和 易 性
5.3.3 耐 久 性
（3）生物作用
有些昆虫、菌类对材料产生的蛀蚀、腐 蚀等作用（如：木材的腐烂）。
（4）机械作用
荷载的连续作用，包括冲击、震动、磨 损及交变荷载引起的材料疲劳。
5.3.3 耐 久 性
2.提高耐久性的措施
（1）掺入高效减水剂。
（2）掺入高效活性矿物掺料。 （3）消除混凝土自身
（4）保证混凝土的 强度。
混凝土是由胶凝材料、粗骨料、细骨 料和水(或不加水）按适当的比例配合、 拌和制成混合物，经一定时间后硬化而成的人 造石材。目前，混凝土技术正朝着超高强、轻 质、高耐久性、多功能和智能化方向发展。
1.按表观密度分类
重混凝土 text1
Subtitle
普通混凝土 5.1.1 混 凝 土 的 分 类
轻混凝土
5.2.4 外 加 剂
常用减水剂
木质素系减水剂
萘磺酸盐系减水剂
树脂系减水剂
树脂系减水剂 5.2.4 外 加 剂
2）早强剂
早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂，主 要作用机理是加速水泥水化速度，加速水化产物的早期结
晶和沉淀。其主要功能是缩短混凝土施工养护期、加快施
工进度、提高模板的周转率，适用于有早强要求的混凝土 工程及低温、负温施工混凝土、有防冻要求的混凝土、预
。混凝土引气剂有松香树脂类、烷基苯磺酸盐类、脂肪醇
磺酸盐类、蛋白质盐及石油磺酸盐等几种。其中以松香树 脂类应用最为广泛，这类引气剂的主要品种有松香热聚物
和松香皂两种。
5.2.4 外 加 剂
改善混凝土拌 text1 和物的和易性
作用 Subtitle
提高混凝土的 抗渗性和抗冻性
混凝土强度有所降低
5.2.4 外 加 剂