商品混凝土知识讲座

1商品混凝土知识讲座原材料对混凝土性能的影响(2课时)新拌混凝土的性能(1课时)硬化混凝土的性能(1课时)商品混凝土的制备(0.5课时)混凝土的养护(0.5课时)商品混凝土日常质量控制要求(2课时)商品混凝土质量问题案例(2课时)商品混凝土施工养护注意事项(1课时)施工工艺质量引起的裂缝(0.5课时)原材料对混凝土性能的影响—水泥（1）我国目前经常使用的水泥品种有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等六大类。这六大水泥种类，都是硅酸盐系列水泥，只是混合材品种和掺量不同而已。硅酸盐水泥通常主要由硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸四钙和铝酸三钙四大矿物组成，水化后产生C—S—H胶凝及其结晶相。硅酸盐系列水泥常见混合材种类有：石灰石、矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料、炉渣、窑灰。硅酸盐系列水泥主要品质指标有：抗压强度、抗折强度、安定性、Cl-含量、MgO含量、SO3含量、初凝时间、终凝时间，此外硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥对烧失量都有限制，硅酸盐水泥对不溶物还有限制。GB175—2007《通用硅酸盐水泥》标准中对上述水泥品质指标有明确的规定。原材料对混凝土性能的影响—水泥（2）GB50164—92《混凝土质量控制标准》规定对所用水泥必须检验其强度和安定性。水泥强度是水泥胶结能力的表现，是混凝土强度的根本来源。一般来说，同一配合比，相同质量矿物掺合料、外加剂、砂石料，水泥强度每增加1MPa，混凝土强度增加1MPa。混凝土强度水泥强度主要由熟料的矿物组成和矿物结构、混合材的质量与掺量、粉磨细度、石膏掺量等因素决定。影响水泥安定性的主要因素有熟料中的游离氧化钙（fCaO）、氧化镁（MgO）含量和水泥中的三氧化硫（SO3）含量。1、水泥组分中影响混凝土的坍落度损失的主要因素：采用现场制备混凝土时，混凝土从加水搅拌到正常使用完毕，通常只需要很短的时间。在这段时间里，混凝土的坍落度损失一般很小，通常不予考虑。采用商品原材料对混凝土性能的影响—水泥（3）混凝土时，新拌混凝土从出搅拌站到浇筑完毕，需要较长一段时间，因此不得不考虑混凝土的坍落度损失。如果混凝土的坍落度损失太大，即便所配置的混凝土流动性再好，也很难保证正常施工。一般来说，水泥凝结时间越快，混凝土坍落度损失越快。对水泥凝结时间影响最为显著是2C3A含量和石膏掺量。C3A含量高的水泥凝结快，有可能引起较快的坍落度损失。C3A含量与石膏掺量应该有一个匹配关系。当C3A含量与石膏掺量都较低时，水泥浆体需要较长的时间才能凝结。当C3A含量与石膏掺量都较高时，水泥浆体也能有一个正常的凝结时间。当C3A含量高石膏掺量低或C3A含量低石膏掺量高的水泥，水泥浆体则表现为较快的凝结。原材料对混凝土性能的影响—水泥（4）2、水泥组分中影响混凝土收缩的的主要因素：混凝土在凝结硬化过程中体积一般表现为收缩。质量好的砂、石料体积稳定性好，对混凝土收缩变形影响不大，造成混凝土收缩变形的主要原因是水泥石的收缩变形。对水泥石自生收缩影响较大的有：C3A含量、石膏掺量、碱含量、水泥粉磨细度、颗粒分布、混合材品种。C3A的收缩变形是较大的，当有石膏存在时，C3A不仅与水反应，更重要的是与石膏反应。生成水化硫铝酸钙，因而可能产生膨胀，而不是收缩。水泥的碱含量越高，所形成的水泥石的干缩变形也将越大。一般来说，水泥颗粒较细，或者水泥的颗粒分布较窄时，水泥基材料的干缩变形较大。矿渣硅酸盐水泥的干缩变形是较大的，在使用矿渣硅酸盐水泥，尤其注意早期养护，如养护不当，很容易产生裂缝。而粉煤灰水泥的干缩变形则较小。原材料对混凝土性能的影响—水泥（5）3、水泥组分中影响混凝土泌水的主要因素：水与固体颗粒的分离称为泌水。当泌水严重时，表面混凝土含水量较大，硬化后表面混凝土强度明显低于下面混凝土的强度，甚至在表面产生大量容易剥落的“粉尘”。对水泥泌水影响较大的有：C3A含量、粉磨细度、水泥颗粒亲水性、混合材品种。C3A含量高的水泥保水性强，泌水少；提高粉磨细度有助于提高水泥的保水性能，减少泌水；矿渣水泥的保水性通常比其它水泥差，用矿渣水泥配制混凝土，较容易产生泌水；而在水泥中掺加粉煤灰有助于减少泌水。原材料对混凝土性能的影响—粉煤灰（1）粉煤灰主要品质指标有：细度、烧失量、SO3含量、fCaO含量、需水量比、含水量。按上述品质指标将能用于混凝土和砂浆的粉煤灰分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。GB/T1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中对粉煤灰上述品质指标有明确的规定。粉煤灰在水泥基材料中的作用主要有：形态效应、活性效应、微集料效应。粉煤灰的形态效应主要表现为填充作用和润滑作用；粉煤灰的活性效应是指混凝土中粉煤灰的活性成分所产生的化学效应。如将粉煤灰用作胶凝组分，则这种效应自然就是最重要的基本效应，活性效应的高低取决于反映的能力、速度及其反应产物的数量、结构和性质等因素。粉煤灰的微集料效应是指粉煤灰微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中，就像微细的集料一样。在水泥浆体中掺加矿物质粉料，可取代部分水泥熟料，混凝土的硬化过程及其结构和性质的形成，不仅取决于水泥，而且还取决于微集料。原材料对混凝土性能的影响—粉煤灰（2）1、粉煤灰细度对混凝土性能的影响：粉煤灰的细度对混凝土的性能有着重要的影响，这种影响主要体现在两个方面：一是影响粉煤灰的活性，粉煤灰越细，火山灰反应能力越强；二是影响需水性，一般来说原状粉煤灰越粗，3需水性越大。在混凝土中，用水量是影响其结构和性能的最敏感因素，通过机械粉磨，可以提高粉煤灰的细度，但通常不能够降低粉煤灰的需水量。2、粉煤灰烧失量对混凝土性能的影响：粉煤灰中未燃尽的碳粉都可以按烧失量来估量。碳粒是对混凝土有害的物质，它能使混凝土的用水量增加，粉煤灰中的含碳量越高，它的需水量也就越多。随着含碳量的变化，粉煤灰的颜色可以从乳白色变到黑色，高钙粉煤灰往往呈原材料对混凝土性能的影响—粉煤灰（3）浅黄色，含铁量较高的粉煤灰也有可能呈现出较深的颜色。原状粉煤灰通常颜色较浅，机械粉磨作用将这些颗粒打破，使得一些未燃烧的炭露出来，因此，磨细粉煤灰常常呈现出较黑的颜色。3、粉煤灰fCaO含量对混凝土性能的影响：在低钙粉煤灰中CaO绝大部分结合在玻璃体中，在高钙粉煤灰中，除大部分被结合外，还有一部分是游离的。“死烧”状态的游离CaO具有利于激发活性和不利于安定性的双重作用，因此必须重视高钙粉煤灰的安定性问题。4、粉煤灰SO3含量对混凝土性能的影响：SO3过高会产生破坏性的钙矾石，我国规范规定为粉煤灰中SO3含量必须不大于3%。原材料对混凝土性能的影响—粉煤灰（4）5、粉煤灰的碱含量较高，也会导致硬化水泥石产生较大的干缩变形，这对混凝土的抗裂性能也是不利的。另外，使用优质粉煤灰，其掺量越大，减水效果越显著。反之，使用劣质粉煤灰，其掺量越大，混凝土的用水量增加也越多。粉煤灰与氢氧化钙结合，会使混凝土碱度有所降低这些都是粉煤灰化学稳定行为带来的副作用。原材料对混凝土性能的影响—磨细矿粉（1）磨细矿粉主要品质指标：活性指数、细度与比表面积、流动度比。细度与比表面积：在矿物成分不变的情况下，细度越细，其活性越好。磨细矿粉的活性：磨细矿粉的活性与化学组成有一定的关系。一般来说，碱性系数越大，活性系数越大，矿粉活性越好。活性系数是指磨细矿粉中氧化铝含量（%）与二氧化硅含量（%）之比，即：活性系数=Al2O3/SiO2碱性系数是指磨细矿粉中碱性氧化物含量（%）与酸性氧化物含量（%）之比，即：碱性系数K=（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）碱性系数和活性系数仅仅是从化学组成上反映了矿粉的活性，但矿粉的活性不仅取决于化学组成，还与冷却速度、粉磨细度有着密切的关系。4原材料对混凝土性能的影响—磨细矿粉（2）流动度比：流动度比反映的是矿粉的需水量问题。磨细矿粉不具有减水的功能，当比表面积较大或颗粒级配不合理时，还有可能使需水量增加。随着磨细矿粉等级的提高，对活性指数的要求也提高，但对流动度比的要求则是降低的。采用等级较高的磨细矿粉时，混凝土的用水量可能要加大。原材料对混凝土性能的影响—磨细矿粉和粉煤灰的比较磨细矿粉和粉煤灰的比较：磨细矿粉的保水性能远不及优质的粉煤灰，掺入一些级配不好的磨细矿粉常常出现较严重的泌水现象，这是磨细矿粉的负面作用。磨细矿粉是以非常高的活性行为和胶凝性为特色。磨细矿粉的缺点表现为较差的体积稳定性。优质粉煤灰是以减水作用和较好的体积稳定作用为特色。粉煤灰的缺点表现在较差的活性方面。原材料对混凝土性能的影响—集料根据集料大小分可分为粗集料和细集料。一般将0.15~4.75ｍｍ的集料称为细集料，又叫做砂；4.75ｍｍ以上的集料称为粗集料，又叫做石子。根据集料的形成过程分可分为天然集料和人工集料。根据集料的容重或密度分，可将集料分为普通集料、轻集料和重集料。混凝土是由集料和硬化水泥石两个部分组成，这两个部分必须互相配合、共同作用，才能使得混凝土具有较好的性能。原材料对混凝土性能的影响—砂（1）细集料主要品质指标有：颗粒级配、细度模数、含泥量、有害物质含量、坚固性指标。砂的颗粒级配和细度模数：砂的粗细用细度模数来表示，细度模数越大，表示砂越粗。我国标准将砂的级配划分三个区段。Ⅰ区相当于细度摸数为2.8～3.7范围，属于粗砂或中粗砂；Ⅱ区相当于细数模数为2.1～3.2范围，基本上属于中砂；Ⅲ区相当于细度摸数为1.6～2.4范围，基本上属于细砂。原材料对混凝土性能的影响—砂（2）粗砂需水量较小，但容易离析。在低水胶比富水泥浆拌和物中由于水胶比较低，水泥浆较粘稠，可以有效的防止离析。在这一类拌合物中，胶凝材料用量较大的矛盾比较突出，而它需水量较小的特点也有助于减少胶凝材料的用量。因此，粗砂适宜用于这一类拌和物。细砂的保水性较好，但需水量较大。在高水胶比低水泥搅拌和物中，泌水问题较突出，细砂的保水性好的特点有助于减少泌水，且细砂中细小颗粒较多，可弥补这一类拌合物中胶凝材料过少的缺陷。砂中云母含量：某些细集料中含有一定数量的云母，这种物质一般呈薄片状，表面光滑，强度很低，且易沿解理面错裂，因而与水泥浆黏结很差。一般来说，当这种物质含量较多时，会明显使混凝土的强度降低，使混凝土的抗渗性能、抗磨损性能变差。原材料对混凝土性能的影响—石子（1）5粗集料主要品质指标有：级配、颗粒形状与表面状态、强度。1、粗集料级配要求①较小的空隙率采取合理的级配使得集料具有较小的空隙率，可以减少混凝土中水泥浆体的量。②较小的总表面积集料的表面积越小，所需要的胶凝材料量也越少。③较好的连续性集料的连续性是新拌混凝土稳定性的保证。原材料对混凝土性能的影响—石子（2）2、粗集料颗粒形状与表面状态集料颗粒的表面状态主要是指粗糙程度和孔的特征。a、集料颗粒形状与表面状态影响新拌混凝土的流动性能，卵石混凝土就比碎石混凝土易于移动。b、集料的颗粒形状越接近球形，堆实程度越高；球形颗粒含量越多，堆实程度也越高。c、集料颗粒形状与表面状态影响集料与硬化水泥石黏结，集料和硬化水泥石之间应具有较好的黏结。集料与硬化水泥石之间的接口常常是混凝土中最薄弱的环节，如不处理好这一环节，集料许多优越的性能就不能得到有效的发挥。原材料对混凝土性能的影响—石子（3）表面粗糙的集料与硬化水泥石有较好的齿合力，但采用表面粗糙的集料时，混凝土的用水量通常较大。3、粗集料强度集料的强度可用抗压强度和压碎指标来表示，一般来说，混凝土标号越高，对集料的强度也要求越高。原材料对混凝土性能的影响—集料中有害杂质三、集料中有害杂质的影响集料中的有害杂质有三类：①妨碍水泥水化的物质；②妨碍集料与水泥浆很好的黏结的物质；③集料中本身性能较差或不安定的颗粒。1、含泥量泥粒在集料中有三种存在形式：包裹型、松散型、团块型。在这三种形式中，团块型对混凝土性能危害最大，其次是包裹型，松散型对混凝土性能危害最小。集料含泥量对混凝土性能的影响：需水量增加，抗压强度下降；抗拉强度下降更多；增大混凝土的干缩。2、有机杂质天然集料中可能含有妨碍水泥水化反映的有机杂质。集料中的