水泥、砂石、掺合料对混凝土性能的影响(张庚)

– 石膏的掺量也影响水泥与外加剂的适应性，掺 量少水泥易发生“快凝”成为废品，与外加剂 的适应性差，掺量多，水泥中SO3过高，影响 水泥强度，起安定性不良，影响水泥与外加剂 的适应性，为避免水泥外加剂的水相容，在水 化过程中，石膏的掺入量要足以满足C3A能够 在石膏、石灰的饱和溶液中生成钙钒石，适量 的SO3含量应根据水泥中C3A碱含量和比表面积 来确定
助磨剂的过量加入会使水泥颗粒更加集中，堆 积孔隙率增大，对混凝土结构不利
水泥
• 石膏
– 石膏的品种不同，其溶解度和溶解速度差别较 大，对水泥的缓凝作用不同，而对减水剂适应 性影响也不同。
– 天然的二水石膏与高效减水剂适应性好。 – 硬石膏、工业副产品石膏等，对水泥与减水剂
的影响较大。会出现假凝
水泥
砂、石
• 砂含泥量
– 随着砂含泥量的增加，混凝土的坍落度减小，且经时 损失明显
– 砂含泥量对混凝土强度的影响很大。随砂含泥量的增 加，混凝土强度降低，工作性能变差。在相同的含泥 量、混凝土强度和工作性的要求下要增加水泥用量和 用水量（或增加外加剂掺量），增大了混凝土的成本
– 砂含泥量大的混凝土，其早期碳化较为严重，对混凝 土的耐久性产生很大的影响
• 石膏含SO3
水泥
• 混合材
– 粉煤灰中烧失量对外加剂相溶性影响最大，烧 失量即粉煤灰中未燃尽的碳的含量，烧失量越 大，未燃尽碳含量越高，与外加剂相溶性越差。 未燃尽的碳为多孔颗粒，易吸水，在混凝土中 需水量高，溢出后更会增大混凝土的泌水，并 会增大混凝土收缩变形 ，还会影响水泥浆与集 料界面的粘结性能
– 水泥标准稠度需水量是衡量水泥建筑性能的重 要指标，因它影响混凝土的水灰比，因此影响 到混凝土的强度和其他性能
– 一般说来，水泥标准稠度用水量少，则混凝土 的单位需水量少，即水灰比小，混凝土较致密， 强度高，耐久性比较好
水泥
• 水泥的颗粒形貌和分布
– 一般来说水泥磨得越细(比表面积越高)，细颗 粒越多水泥水化越快，水化产物絮状结构形成 快，水泥浆体流动性差，水泥与减水济相容性 不好
– ≥C50 烧失量≤5.0%
水泥
– 粒化高炉矿渣除具有胶凝性和火山灰性，还具 有微填充效应。矿粉的细度（比表面积400500）比水泥（比表面积300～350）颗粒细， 在取代了部分水泥以后，这些小颗粒填充在水 泥颗粒间的空隙中，置换其间的填充水，因而 使料和物的表面水相应大量增加 ，促进了混凝 土流动性改善同时，由于矿粉的需水量低于水 泥，因而替代部份水泥后所形成的胶凝体系的 总需水量下降，富余的水分有利于提高混凝土 的流动性。
• 碱含量
– 水泥混凝土流动性随着碱含量的增加而提高，但是到 达一定量时，水泥会急剧水化，水泥浆流动性大幅度 下降,掺入减水剂后塑化效果也明显降低
– 减水剂用于商品混凝土及泵送混凝土，施工坍落度经 时率增大。主要原因是水泥中的碱对铝酸三钙的溶出 产生了促进作用，此时水泥在缓凝剂CaSO4·2H20参与 下很快形成了一定量的AFt晶体，并包裹在C3A的表面， 抑制了C3A直接水化，改善了水泥浆的流动性
– 将砂中的总含泥量控制在1%以内，其混凝土各项性能 均为稳定
砂、石
• 砂率
– 砂率对和易性的影响非常显著 – 对流动性的影响。在水泥用量和水灰比一定的条件下，
由于砂子与水泥浆组成的砂浆在粗骨料间起到润滑和 辊珠作用，可以减小粗骨料间的摩擦力，所以在一定 范围内，随砂率增大，混凝土流动性增大。另一方面， 由于砂子的比表面积比粗骨料大，随着砂率增加，粗 细骨料的总表积增大，在水泥浆用量一定的条件下， 骨料表面包裹的浆量减薄，润滑作用下降，使混凝土 流动性降低。所以砂率超过一定范围，流动性随砂率 增加而下降 砂率有范围
水泥
– 如果水泥中碱含量过高，必然会消耗大量的 CaSO4·2H20，加速了C3A的水化，增大了对外 加剂的吸附作用，反而使流动度下降，外加剂 用于水泥适应性必然会降低，主要表现在减水 率不够塑化效果差，坍落度经时损失率增大
一般水泥中可溶性碱最佳含量一般认为在 0.4％～0.6％之间。
水泥
• 水泥标准稠度用水量
砂、石
– 对粘聚性和保水性的影响。砂率减小，混凝土 的粘聚性和保水性均下降，易产生泌水、离析 和流浆现象。砂率增大，粘聚性和保水性增加。 但砂率过大，当水泥浆不足以包裹骨料表面时， 则粘聚性反而下降
• 水泥成分
– 水泥的主要成份为C3S、C2S、C3A及C4AF这些 矿物成份，其吸附活性顺序通常认为是 C3A>C4AF>C3S>C2S。其中C3A水化速度最快 的吸附量最大，而使溶液中的减水剂大大减少， 因此，在减水剂掺量一定时，混凝土流动性随 着C3A含量增大而降低，坍落度经时损失率也 随之增大，有人作多次试验，当水泥中C3A含 量超过8％时，减水剂的适应性差。
– 减水剂在相同掺量情况下，对细度大的水泥， 其塑化效果要差一些，同时，比表面积越高时， 水泥与水接触的面积越大，水泥颗粒表面形成 水膜所需水量就大，与外加剂相容性越差，水 化热越大，甚至开裂敏感性越大
水泥
– 从细颗粒的致密性作用角度出发： 开流磨>辊压机＋开流磨>闭路磨> 辊压
机＋闭路磨 – 使用助磨剂虽可以起到提产、节能的效果，但
水泥、砂石、掺合料 对混凝土性能的影响
• 水泥、砂石、掺பைடு நூலகம்料是混凝土中用量最大 的组分，其质量好坏对混凝土的各项性能 影响显著
水泥
• 近年来随着商品混凝土的发展，对水泥的 品质要求越来越高。除要求水泥（按国家 标准规定的检验项目，如强度、凝结时间、 安定性等）的性质稳定外，对水泥国标未 作规定的指标要求也越来越高。很多水泥 厂生产的水泥，虽完全满足水泥生产国家 标准，但在配制、浇筑混凝土过程中出现 很多问题，如凝结时间不正常、水泥用水 量变化大等等
水泥
• 水泥的存放时间及温度影响
– 水泥出磨存放时间较短的水泥称为“新鲜水 泥”，由于水泥存放时间短，水泥温度较高， 水泥水化速度极快，会造成石膏脱水，影响水 泥的正常凝结，加之由于水泥在研磨过程中产 生电荷颗粒之间相互吸附，影响了减水剂的分 散作用，增大了混凝土坍落度损失率
– 出磨水泥的时间越短，水泥颗粒间吸附、凝聚 的能力越强，因而致使外加剂的适应性变差.