1、混凝土新材料1土木工程對混凝土的基本要求具有符合設計要求的強度： 抗壓強度、抗彎強度、抗拉強度等與施工條件相適應的和易性： 稠度（坍落度、維勃稠度）、可泵性等 與使用環境相適應的耐久性： 抗滲性、抗凍性、抗侵蝕性、碳化(中性化)、堿骨料反應、抗氯離子侵入性等 較好的體積穩定性： 自收縮、干燥收縮、徐變、溫度系數等 2混凝土改性的技術途徑 混凝土的性能主要決定于由膠凝材料硬化而成的水泥石的組成和結構，混凝土的改性途徑主要有： 在混凝土中摻入外加劑或（和）礦物摻合料。 在混凝土中摻入纖維或聚合物等。3混凝土外加劑4混凝土外加劑的定義 混凝土外加劑是一種在混凝土攪拌之前或拌制過程中加入、用以改善新拌

2、混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料；被稱為混凝土的第五組分。 5混凝土外加劑的分類按主要使用功能分為： 改善混凝土拌合物流變性能的外加劑 包括減水劑和泵送劑等。 調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑 包括緩凝劑、早強劑、速凝劑等。 改善混凝土耐久性的外加劑 包括引氣劑、阻銹劑和礦物外加劑等。 改善混凝土其他性能的外加劑 包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等。6常用的混凝土外加劑土木工程常用的外加劑有：普通減水劑及高效減水劑引氣劑及引起減水劑緩凝劑及緩凝（高效）減水劑早強劑及早強減水劑防凍劑膨脹劑泵送劑防水劑7普通減水劑及高效減水劑 在混凝土拌和物坍落度基本相同的條件下，能減少拌和用水量的外加劑稱為減水

3、劑。 根據減水率的不同分為普通減水劑和高效減水劑。 8 使用減水劑可取得的技術經濟效果： 混凝土中摻入減水劑，在不改變混凝土拌和用水量時，可大幅度提高新拌混凝土的流動性；當減水但不減少水泥用量時，可提高混凝土強度；若減水，同時適當減少水泥用量，則可節約水泥。同時混凝土的耐久性也能得到顯著改善。 9減水劑使用的注意事項使用前，應先做水泥適應性試驗，合格后方可使用。減水劑摻量應根據推薦摻量、氣溫高低、施工要求，通過試驗確定。與其他外加劑復合使用時，減水劑摻量應根據試驗確定。配制溶液時，如產生絮凝或沉淀等現象，應分別配制溶液并分別加入攪拌機內。某些減水劑會增加混凝土的早期自收縮和混凝土的干縮10引氣

4、劑及引氣減水劑 引氣劑是在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣劑與減水劑復合而成的為引氣減水劑。11摻入引氣劑對混凝土性能的主要影響： 一、改善混凝土拌合物的和易性： 引氣劑使混凝土拌合物內形成大量微小、封閉的球狀氣泡，這些微氣泡如同滾珠一樣，使混凝土拌合物的流動性增加。同時，由于水分均勻分布在大量氣泡的表面，使混凝土拌合物的泌水量減少，保水性、粘聚性提高。 12二、提高混凝土抗滲性和抗凍性： 引氣劑引入的封閉微氣泡能隔斷毛細管通道，并減少混凝土拌合物的泌水，使泌水造成的滲水孔隙減少，改變了混凝土的孔結構，使混凝土抗滲性顯著提高。同時，封閉微氣泡對由水結冰所產

5、生的膨脹有一定的緩沖作用，混凝土的抗凍性也顯著提高。13三、對混凝土強度影響： 由于大量微氣泡的存在，減少了混凝土的有效受力面積，使混凝土抗壓強度有所降低；混凝土中含氣量每增加1，抗壓強度降低46。由于減少內泌水，含氣量在一定范圍（3%6%）時，抗折強度變化不大。同時，含氣量增加，混凝土的彈性模量降低，對提高混凝土的抗裂有利。14緩凝劑及緩凝（高效）減水劑 緩凝劑是能延長混凝土凝結時間，而不影響混凝土后期強度的外加劑。由緩凝劑與高效減水劑復合而成的為緩凝高效減水劑。 15混凝土工程中可采用的緩凝劑主要有：糖類： 糖鈣、葡萄糖酸鹽等;木質素磺酸鹽類： 木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉等；羥基羧酸及其鹽

6、類： 檸檬酸、酒石酸鉀鈉等；無機鹽： 鋅鹽、磷酸鹽等；其他： 胺鹽及其衍生物、纖維素醚等。16緩凝劑的適用范圍：可用于大體積混凝土、碾壓混凝土、炎熱氣候條件下施工的混凝土、大面積澆筑的混凝土、避免冷縫產生的混凝土、需較長時間停放或長距離運輸的混凝土、自流平免振混凝土、滑模施工或拉模施工的混凝土及其他需要延緩凝結時間的混凝土。緩凝高效減水劑可制備高強高性能混凝土。宜用于日最低氣溫5以上施工的混凝土，不宜單獨用于有早強要求的混凝土及蒸養混凝土。17緩凝劑使用的注意事項摻檸檬酸及酒石酸鉀鈉等緩凝劑的混凝土泌水較大，不宜單獨用于水泥用量較低、水灰比較大的貧混凝土。摻用含有糖類及木質素磺酸鹽類物質的外加

7、劑時，應先做水泥適應性試驗。緩凝劑宜根據溫度選擇品種并調整摻量。緩凝劑摻加時計量必須正確，難溶和不溶物較多的應采用干摻法并延長混凝土攪拌時間30s。18早強劑及早強減水劑 能加速混凝土早期強度發展的外加劑，稱為早強劑。由早強劑與減水劑復合而成的為早強減水劑。19早強劑的適用范圍適用于蒸養混凝土及常溫、低溫和最低溫不低于5環境中施工的有早強要求的混凝土工程。炎熱環境條件下不宜使用早強劑、早強減水劑。20防凍劑 能使混凝土在負溫下硬化，并在規定養護條件下達到預期性能的外加劑稱為防凍劑。 防凍劑按其成分可分為強電解質無機鹽類（氯鹽類、氯鹽阻銹類、無氯鹽類）、水溶性有機化合物類、有機化合物與無機鹽復合

8、類、復合型防凍劑。 21防凍劑的選用 在日最低氣溫為05，混凝土采用塑料薄膜和保溫材料覆蓋養護時，可采用早強劑或早強減水劑。在日最低氣溫為510、1015、1520，采用以上保溫措施時，宜分別采用規定溫度為5、10、15的防凍劑。2223摻防凍劑混凝土的配合 比宜選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥?；炷了冶炔灰顺^0.6，水泥用量不宜低于300kg/m3，重要承重結構、薄壁結構的混凝土水泥用量可增加10%，大體積混凝土的最少水泥用量應根據實際情況而定。含引氣組分的防凍劑混凝土的砂率，比不摻外加劑混凝土的砂率可降低23。 24摻防凍劑混凝土的攪拌和澆筑摻防凍劑混凝土拌合物的入模溫度，嚴寒地區不得

9、低于10，寒冷地區不得低于5摻防凍劑混凝土采用的原材料，應進行加熱，攪拌時間應比常溫延長50%。 摻防凍劑混凝土拌合物的出機溫度，嚴寒地區不得低于15；寒冷地區不得低于10。25摻防凍劑混凝土的養護 在負溫條件下養護時，不得澆水，混凝土澆筑后，應立即用塑料薄膜及保溫材料覆蓋，嚴寒地區應加強保溫措施。 初期養護溫度不得低于規定溫度。 當混凝土溫度降到規定溫度時，混凝土強度必須達到受凍臨界強度； 最低氣溫不低于（） ：10；15；20 抗壓強度不小于（Mpa）： 3.5； 4.0； 5.0 拆模后混凝土的表面溫度與環境溫度之差大于20時，應采用保溫材料覆蓋養護。26膨 脹 劑 混凝土膨脹劑是與水泥

10、、水拌和后經水化反應生成鈣礬石、鈣礬石和氫氧化鈣或氫氧化鈣，使混凝土產生膨脹的外加劑。 常用的膨脹劑有硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、硫鋁酸鈣氧化鈣類和復合膨脹劑。27鈣礬石(局部視圖）28膨脹劑的適用范圍 用 途適 用 范 圍補償收縮混凝土地下、水中、海水中、隧道等構筑物，大體積混凝土（除大壩外），配筋路面和板、屋面與廁浴間防水、構件補強、滲漏修補、預應力混凝土、回填槽等。填充用膨脹混凝土結構后澆帶、隧洞堵頭、鋼管與隧道之間的填充等。灌漿用膨脹砂漿機械設備的底座灌漿、地腳螺栓的固定、梁柱接頭、構件補強、加固等。自應力混凝土僅用于常溫下使用的自應力鋼筋混凝土壓力管。29摻膨脹劑混凝土應用的注意事項含硫鋁

11、酸鈣類、硫鋁酸鈣氧化鈣類膨脹劑的混凝土（砂漿）不得用于長期環境溫度為80以上的工程。含氧化鈣類膨脹劑的混凝土（砂漿）不得用于海水或有侵蝕性水的工程。摻膨脹劑混凝土（砂漿）的限制膨脹率、限制干縮率等技術性能應符合要求摻膨脹劑的補償收縮混凝土應在限制條件下使用，構造（溫度）鋼筋和特殊部位的附加筋，應符合混凝土結構設計規范（GB 50010）的規定。 30泵送劑 混凝土泵送劑是能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。 混凝土泵送劑通常由普通（高效）減水劑、引氣劑、緩凝劑和保塑劑等復合而成。 31泵送劑的適用范圍： 泵送劑適用于工業與民用建筑及其他構筑物的泵送施工的混凝土；特別適用于大體積混凝土、高層建筑

12、和超高層建筑；適用于滑模施工等；也適用于水下灌注樁混凝土。 32混凝土第六組分礦物摻合料33混凝土礦物摻合料（外加劑）的定義 在拌制混凝土過程中摻入的、具有一定細度和水硬性的、用以改善混凝土拌合物和硬化混凝土性能（特別是耐久性）的某些礦物類產品，稱為礦物摻合料或礦物外加劑。被譽為混凝土的第六組份。 34常用的礦物摻合料 礦物摻合料能顯著改善混凝土的和易性，提高混凝土的密實度、抗滲性、耐腐蝕性和強度等，應用十分普遍。土木工程中常用的礦物摻合料有： 粉煤灰或磨細粉煤灰 磨細礦渣 硅灰 磨細天然沸石 復合礦物摻合料35粉 煤 灰 粉煤灰是由燃燒煤粉的鍋爐煙氣中收集到的細粉末，其顆粒多呈球形，表面光滑

13、。 按煤種粉煤灰分為F類和C類： F類粉煤灰: 由無煙煤或煙煤煅燒收集的粉煤灰 C類粉煤灰: 由褐煤或次煙煤煅燒收集的粉煤灰， 其氧化鈣含量一般大于10%36粉煤灰37拌制混凝土和砂漿用粉煤灰技術要求項目技術要求細度（45m方孔篩篩余），不大于/%F類12.025.045.0C類需水量比 ，不大于/ F類95105115C類燒失量，不大于/ F類5.08.015C類含水量，不大于/F類1.0 C類三氧化硫，不大于/ F類3.0 C類游離氧化鈣，不大于/% F類1.0 C類4.0安定性雷氏夾沸煮后增加距離，不大于/mmC類5.038 其中，F類粉煤灰的來源廣泛，是當前用量最大、使用范圍最廣的混凝

14、土摻合料。摻入混凝土不僅可節約水泥，還能改善混凝土拌和物的和易性、可泵性和抹面性；降低水化熱；減小收縮；提高混凝土的抗滲性、抗硫酸鹽腐蝕性；抑制堿骨料反應。 粉煤灰主要用于泵送混凝土、大體積混凝土、抗滲混凝土、抗硫酸鹽和抗軟水侵蝕混凝土、蒸養混凝土、輕骨料混凝土、地下和水下工程混凝土、碾壓混凝土等 39摻粉煤灰混凝土的注意事項摻粉煤灰的混凝土早期強度較低，后期強度有增長，不適宜于早期受荷的混凝土。粉煤灰的密度較小，施工中應避免過振，防止出現分層離析。粉煤灰的摻量應符合有關規范的要求當采用摻粉煤灰的方法降低水化熱時，粉煤灰的摻量宜取上限值。40粉煤灰取代水泥的最大限量 混凝土種類粉煤灰取代水泥的

15、最大限量/%硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥預應力鋼筋混凝土251510鋼筋混凝土高強度混凝土高抗凍混凝土蒸養混凝土30252015中、低強度混凝土泵送混凝土大體積混凝土水下混凝土地下混凝土壓漿混凝土50403020碾壓混凝土655545354142磨細礦渣 磨細礦渣是將?；郀t礦渣經干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）達到相當細度且符合相應活性指數的粉體。礦渣粉磨時允許加入助磨劑，加入量不得大于礦渣粉質量的1%。43 磨細礦渣可以等量取代水泥，并降低水化熱、提高抗滲性和耐蝕性、擬制堿骨料反應和提高長期強度等。磨細礦渣可用于鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土工程。大摻量粒化高爐礦渣粉混凝土特別適

16、用于大體積混凝土、地下和水下混凝土、耐硫酸鹽混凝土等。還可用于高強混凝土、高性能混凝土和預拌混凝土等。 44用于混凝土中的?；郀t礦渣粉技術要求項 目級 別S105S95S75密度，g/cm3 不小于2.8比表面積，m2/kg 不小于350活性指數，% 不小于7d95755528d1059575流動度比，% 不小于859095含水量，% 不大于1.0三氧化硫，% 不大于4.0氯離子，% 不大于0.02燒失量，% 不大于3.045磨細天然沸石粉 磨細天然沸石粉是天然的沸石巖磨細而成的一種火山灰質鋁硅酸鹽礦物摻合料。含有一定量活性二氧化硅和三氧化鋁，能與水泥水化生成的氫氧化鈣反應，生成膠凝物質。沸

17、石粉用作混凝土摻合料可改善混凝土和易性，提高混凝土強度、抗滲性和抗凍性，抑制堿骨料反應。可用于配制高強混凝土、高性能混凝土、流態混凝土及泵送混凝土 46硅灰 硅灰又稱硅粉，是從生產硅鐵或硅鋼時排放的煙氣中收集到的顆粒極細的煙塵。硅灰的顆粒極細，呈玻璃球體，主要成分為SiO2,其粒徑為0.11.0m，是水泥粒徑的l/501/100，比表面積為18.520m2/g。 硅灰用作混凝土摻合料，可提高混凝土強度，改善混凝土的孔結構，提高混凝土抗滲性、抗凍性及抗腐蝕性，抑制堿骨料反應。由于比表面積高，需水量大，使用時必須與減水劑配合使用，才能保證混凝土的和易性。硅灰具有很高的火山灰活性，可配制高強、超高強混凝土和高性能、超高性能混凝土 。47硅灰的粒形48 硅灰的粒徑 水泥 硅灰49高強高性能混凝