学习情境五 单元8 应用于特殊场合的混凝土（课件）- 《建筑材料》同步教学（人民邮电版）

学习单元8 应用于特殊场合的混凝土 一、高强混凝土 高强混凝土是指强度等级为C60及其以上的混凝土。 由于高强混凝土强度高、变形小、耐久性好，因此高强混凝土在高层、超高层建筑、大跨度桥梁、高级公路等工程中得到了推广应用。 学习情境五 混凝土 点击此处结束放映 用于高强混凝土的粗骨料的性能，对混凝土的抗压强度和弹性模量起着主要制约作用。 （1）水泥应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 点击此处结束放映 （2）粗骨料宜采用连续级配，其最大公称粒径不宜大于25mm，粗骨料的针片状颗粒含量不应大于5.0%，含泥量和泥块含量不应大于0.5%和0.2%。 点击此处结束放映 （3）细骨料的细度模数宜为2.6～3.0，含泥量和泥块含量不应大于2.0%和0.5%。 （4）配制高强混凝土应采用减水率不小于25%的高效减水剂。 点击此处结束放映 （5）配制高强混凝土应掺用粒化高炉矿渣粉、粉煤灰和硅灰等矿物掺和料，粉煤灰等级不应低于Ⅱ级，对于强度等级不低于C80的高强混凝土宜掺用硅灰。 （6）高强混凝土的水胶比、胶凝材料用量和砂率可按表5-49选取，并应经试配确定。 点击此处结束放映 强度等级 水胶比 胶凝材料用量/（kg·m−3） 砂率/% ≥C60，<C80 0.28～0.34 480～560 35～42 ≥C80，<C100 0.26～0.28 520～580 C100 0.24～0.26 550～600 表5-49 水胶比、胶凝材料用量和砂率 点击此处结束放映 （7）高强混凝土的外加剂和矿物掺和料的品种、掺量，也应通过试验确定，矿物掺和量应为25%～40%；硅灰掺量不应大于10%；水泥用量不应大于500kg/m3。 （8）高强混凝土配合比的试配和确定步骤与普通混凝土相同。 点击此处结束放映 （9）高强混凝土设计配合比确定后，应用该配合比进行不少于3盘混凝土的重复试验，每盘混凝土应至少成型一组试件，每组混凝土的抗压强度不应低于配制强度。 （10）高强混凝土抗压强度测定应采用标准尺寸试件，使用非标准尺寸试件时，尺寸折算系数应经试验确定。 点击此处结束放映 二、轻混凝土 （一）轻骨料混凝土 1．轻骨料的种类 堆积密度不大于1 100kg/m3的轻粗骨料和堆积密度不大于1 200kg/m3的轻细骨料，总称为轻骨料。 点击此处结束放映 轻粗骨料按其性能分为3类：堆积密度不大于500kg/m3的保温用或结构保温用超轻骨料；堆积密度大于510kg/m3的轻骨料；强度等级不小于25MPa的结构用高强轻骨料。 点击此处结束放映 轻骨料按来源不同可分为3类。 （1）天然轻骨料。 （2）人造轻骨料。 （3）工业废料轻骨料。 点击此处结束放映 2．轻骨料的技术要求 轻骨料的技术要求主要有堆积密度、颗粒级配（细度模数）、粒型系数、筒压强度（高强轻粗骨料尚应检测强度等级）和吸水率等。 此外，软化系数、烧失量、有毒物质含量等也应符合有关规定。 点击此处结束放映 种类 类别 公称 粒径 /mm 各筛号的累计筛余（按质量计/%） 筛孔径/mm 40.0 31.5 20.0 16.0 10.0 5.00 2.50 1.25 0.630 0.315 0.160 细骨料 — 0～5 — — — — 0 0～10 0～35 20～60 30～80 65～90 75～100 粗骨料 连续 粒级 5～40 0～10 — 40～60 — 50～85 90～100 95～100 — — — — 5～31.5 0～5 0～10 — 40～75 — 90～100 95～100 — — — — 5～20 — 0～5 0～10 — 40～80 90～100 95～100 — — — — 5～16 — — 0～5 0～10 20～60 85～100 95～100 — — — — 5～10 — — — 0 0～15 80～100 95～100 — — — — 单粒级 10～16 — — 0 0～15 85～100 90～100 — — — — — 表5-50 轻骨料的颗粒级配 点击此处结束放映 轻骨料品种 密度等级 筒压强度/MPa 优等品 一等品 合格品 超轻骨料 黏土陶粒 页岩陶粒 粉煤灰陶粒 200 0.3 0.2 300 0.7 0.5 400 1.3 1.0 500 2.0 1.5 其他超轻粗骨料 ≤500 — 普 通 轻 骨 料 黏土陶粒 页岩陶粒 粉煤灰陶粒 600 3.0 2.0 — 700 4.0 3.0 — 800 5.0 4.0 — 900 6.0 5.0 — 浮石 火山渣 煤渣 600 — 1.0 0.8 700 — 1.2 1.0 800 — 1.5 1.2 900 — 1.8 1.5 自燃煤矸石 膨胀矿渣珠 900 — 3.5 3.0 1 000 — 4.0 3.5 1 100 — 4.5 4.0 表5-51 轻粗骨料筒压强度 点击此处结束放映 密度等级 筒压强度/MPa 强度等级/MPa 600 4.0 25 700 5.0 30 800 6.0 35 900 6.5 40 表5-52 高强轻粗骨料的筒压强度及强度等级 点击此处结束放映 轻骨料粒型 平均粒型系数 优等品 一等品 合格品 圆球型≤ 1.2 1.4 1.6 普通型≤ 1.4 1.6 2.0 碎石型≤ — 2.0 2.5 表5-53 轻粗骨料粒型系数 点击此处结束放映 3．轻骨料混凝土的施工要点及应用 轻骨料颗粒轻、表面粗糙、吸水率大，因此施工时应注意以下几点。 （1）采用干燥骨料拌制混凝土时，应考虑附加用水量。骨料露天堆放，含水率受气候的影响较大，施工时要及时测含水率和调整加水量。 点击此处结束放映 （2）搅拌时应采用强制式搅拌机，并适当延长搅拌时间，防止轻骨料上浮或不均匀。 （3）浇筑成型时，采用加压振捣。振捣时间应适宜，防止轻骨料上浮，造成分层现象。 点击此处结束放映 （4）轻骨料混凝土的表观密度比普通混凝土小，对和易性相同的拌和物，轻骨料混凝土从外观上显得干稠，施工时应防止外观判断上的错觉而随意增加用水量。 点击此处结束放映 （5）轻骨料混凝土容易产生干缩裂缝，早期应加强养护。当采用蒸汽养护时，静停时间不宜少于1.5～2.0h。 点击此处结束放映 （二）多孔混凝土 多孔混凝土是一种内部充满大量细小封闭气孔的混凝土。 多孔混凝土具有孔隙率大、体积密度小、导热系数低等特点，是一种轻质材料，兼有结构及保温隔热等功能。 点击此处结束放映 1．加气混凝土 加气混凝土是用含钙材料（水泥、石灰）、含硅材料（石英砂、粉煤灰、尾矿粉、粒化高炉矿渣等）和发气剂（铝粉等）等原料，经磨细、配料、搅拌、浇注、发气、静停、切割、压蒸养护等工序生产而成的。 点击此处结束放映 2．泡沫混凝土 泡沫混凝土是将水泥净浆与泡沫剂拌和后经浇筑成型、养护而成的一种多孔混凝土。 泡沫剂是泡沫混凝土中的主要成分，泡沫剂常采用松香胶和水解牲血。 泡沫剂可用水稀释，经强力搅拌可形成稳定的泡沫。 点击此处结束放映 （三）大孔混凝土 大孔混凝土又称无砂混凝土，是以粗骨料、水泥和水配制而成的一种轻混凝土。 按所用粗骨料品种不同，大孔混凝土分为普通大孔混凝土（用碎石、卵石）和轻骨料大孔混凝土（用陶粒、浮石等）。 点击此处结束放映 大孔混凝土的强度和表观密度与骨料的品种、级配有关。 大孔混凝土可制作墙体用的各种小型空心砌块和板材，也可用于现浇墙体。 普通大孔混凝土可广泛用于市政工程，如滤水管、滤水板等。 点击此处结束放映 三、防水混凝土 防水混凝土是指抗渗等级等于或大于P6级的混凝土，具有质地密实、孔隙率小的特性，主要用于有抗渗要求的水工工程、给水排水工程和地下构筑物。 点击此处结束放映 （一）富水泥浆法 富水泥浆法是通过采用较小的水胶比、较高的水泥用量和砂率，提高水泥浆的质量和数量，使混凝土更密实。 点击此处结束放映 （二）骨料级配法 骨料级配法是通过改善骨料级配，使骨料本身达到最大密实程度的堆积状态。 点击此处结束放映 （三）掺外加剂法 掺外加剂法与前面两种方法比较，施工简单，造价低廉，质量可靠，被广泛采用。 它是在混凝土中掺入适当品种的外加剂，改善混凝土内的孔结构，隔断或堵塞混凝土中各种孔隙、裂缝、渗水通道等，以达到改善混凝土抗渗性的目的。 点击此处结束放映 （四）采用特殊水泥 采用无收缩不透水水泥、膨胀水泥等来拌制混凝土，能够改善混凝土内的孔结构，有效地提高混凝土的密实度和抗渗能力。 点击此处结束放映 四、流态混凝土和泵送混凝土 （一）流态混凝土 流态混凝土（亦称大流动性混凝土）是指混凝土拌和物坍落度大于或等于160mm、呈高度流动状态的混凝土，主要应用于不便振捣施工、用普通塑性混凝土难以浇筑密实的部位，可自动流满模板并呈密实状态，因此也称为自密实混凝土。 点击此处结束放映 流态混凝土是在拌和物中加入硫化剂（即高效减水剂）配制而成的。 点击此处结束放映 （二）泵送混凝土 泵送混凝土是指混凝土拌和物坍落度不低于100mm并用泵送施工的混凝土。 点击此处结束放映 五、耐酸混凝土 硅酸盐水泥水化后呈碱性，在酸性介质作用 下会遭受腐蚀，因此水泥混凝土是不耐酸的。 耐酸混凝土则必须采用其他耐酸的胶凝材料 与耐酸骨料配制。 常用的耐酸胶凝材料有水玻璃、硫黄、沥青 等；常用的耐酸骨料有石英砂、铸石粉、石英石、 花岗石等。 点击此处结束放映 水玻璃耐酸混凝土的主要组成材料为水玻璃，耐酸填料，耐酸粗、细骨料和氟硅酸钠。 点击此处结束放映 六、纤维混凝土 纤维混凝土是以普通混凝土为基材，掺各种纤维材料而组成的复合材料。 在纤维混凝土中，纤维的含量、几何形状以及在混凝土中的分布情况，对于纤维混凝土的性能有着重要影响。 钢纤维按外形分为平直、薄板、大头针、弯钩、波形纤维等。 点击此处结束放映 七、聚合物混凝土 聚合物混凝土由聚合物与水泥混凝土配制而成。 点击此处结束放映 （一）聚合物浸渍混凝土 聚合物浸渍混凝土是将已硬化并干燥的混凝土浸入有机单体液体（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂）中，经加热或辐射，使渗入混凝土孔隙的单体进行聚合，形成坚硬的整体。 点击此处结束放映 浸渍混凝土主要用于强度和耐久性要求高的特殊工程，如高压输气管、水工构筑物等特殊构件。 点击此处结束放映 （二）聚合物水泥混凝土 聚合物水泥混凝土是在水泥拌和物中掺入聚合物乳液，以水泥和聚合物共同作为胶凝材料，并将粗骨料胶结成为整体混凝土。 常用的聚合物有聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚丙酸乙烯等。 点击此处结束放映 聚合物水泥混凝土和易性好、强度高，由于形成了聚合物薄膜，抗渗性、抗冻性提高，吸水性降低，耐腐蚀、抗冲击、抗磨性好。 聚合物水泥混凝土制作工艺简便、成本低，主要用于铺筑无缝地面、耐腐蚀地面及修补工程。 点击此处结束放映 （三）聚合物混凝土 聚合物混凝土是用聚合物代替水泥作胶结料，与砂石骨料结合而成的混凝土。 由于生产成本高，目前聚合物混凝土仅用于要求高强、高耐腐蚀的特殊工程。 点击此处结束放映 八、防辐射混凝土 能屏蔽X、γ射线或中子辐射的混凝土，称为防辐射混凝土。 对于X、γ射线，高密度的物质具有较好的防御能力，因此配制防辐射混凝土采用重骨料。 点击此处结束放映 九、喷射混凝土 喷射混凝土是将预先配好的水泥、砂、石和速凝剂装入喷射机，利用压缩空气经管道混合输送到喷头与高压水混合后，以很高的速度喷射到岩石或混凝土的表面，迅速硬化形成的混凝土。 点击此处结束放映 喷射混凝土具有较高的强度，与岩石的黏结力较好，可形成整体，施工速度快，已广泛应用于岩石地下工程、隧道衬砌和矿井支护工程。 点击此处结束放映 十、大体积混凝土 （1）大体积混凝土配合比设计除应符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）第3、4、5、6章的规定外，还应符合本节的规定。 （2）大体积混凝土所用的原材料应符合下列规定。 点击此处结束放映 ① 大体积混凝土宜采用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，水泥的3d和7d水化热应符合标准规定；当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时应掺加矿物掺和料，胶凝材料的3d和7d水化热分别不宜大于240kJ/kg和270kJ/kg。水化热试验方法应按现行国家标准《水泥水化热测定方法》（GB/T 12959—2008）执行。 点击此处结束放映 ② 粗集料宜为连续级配，最大公称粒径不宜小于31.5mm，含泥量不应大于1.0%；细集料宜采用中砂，含泥量不应大于3.0%。 ③ 宜掺用矿物掺和料和缓凝型减水剂。 点击此处结束放映 （3）当设计采用混凝土60d或90d龄期强度时，宜采用标准试件进行抗压强度试验。 （4）大体积混凝土配合比应符合下列规定。 点击此处结束放映 ① 水胶比不宜大于0.55，用水量不宜大于175kg/m3。 ② 在保证混凝土性能要求的前提下，宜提高每立方米混凝土中的粗集料用量；砂率宜为38%～42%。 点击此处结束放映 ③ 在保证混凝土性能要求的前提下，应减少胶凝材料中的水泥用量，提高矿物掺和料掺量，混凝土中矿物掺和料掺量应符合表5-56的规定。 点击此处结束放映 矿物掺和料种类 水胶比 最大掺量/% 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 粉煤灰 ≤0.40 ≤45 ≤35 >0.40 ≤40 ≤30 粒化高炉矿渣粉 ≤0.40 ≤65 ≤55 >0.40 ≤55 ≤45 钢渣粉 — ≤30 ≤20 磷渣粉 — ≤30 ≤20 硅灰 — ≤10 ≤10 复合掺和料 ≤0.40 ≤60 ≤50 >0.40 ≤50 ≤40 注：① 采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺和料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺和料用量之和。 ② 对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺和料的最大掺量可增加5%。 ③ 复合掺和料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。 表5-56 钢筋混凝土中矿物掺和料最大掺量 点击此处结束放映 （5）在配合比试配和调整时，控制混凝土绝热温升不宜大于50℃。 （6）大体积混凝土配合比应满足施工对混凝土凝结时间的要求。 点击此处结束放映 十一、抗冻混凝土 （1）抗冻混凝土配合比设计除应符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）第3、4、5、6章的规定外，还应符合本节的规定。 （2）抗冻混凝土的原材料应符合下列规定。 点击此处结束放映 ① 应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 ② 宜选用连续级配的粗集料，其含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%。 ③ 细集料含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%。 点击此处结束放映 ④ 粗、细集料均应进行坚固性试验，并应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ 52—2006）的规定。 ⑤ 钢筋混凝土和预应力混凝土不应掺用含有氯盐的外加剂。 点击此处结束放映 （3）抗冻混凝土配合比应符合下列规定。 ① 最大水胶比和最小胶凝材料用量应符合表5-57的规定。 ② 复合矿物掺和料掺量应符合表5-58的规定。 点击此处结束放映 ③ 抗冻混凝土宜掺用引气剂，掺用引气剂的混凝土最小含气量应符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）第3.0.7条的规定。 点击此处结束放映 设计抗冻等级 最大水胶比 最小胶凝 材料用量（kg/m3） 无引气剂时 掺引气剂时 F50 0.55 0.60 300 F100 0.50 0.55 320 不低于F150 — 0.50 350 表5-57 抗冻混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量 点击此处结束放映 矿物掺和料种类 水胶比 对应不同水泥品种的矿物掺和料掺量 硅酸盐水泥/% 普通硅酸盐水泥/% 复合矿物掺和料 ≤0.40 60 50 ＞0.40 50 40 注：① 采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和复合矿物掺和料用量之和应不大于普通硅酸盐水泥（混合材掺量按20%计）混凝土中水泥混合材和复合矿物掺和料用量之和。 ② 复合矿物掺和料中各矿物掺和料组分的掺量不宜超过表5-46中单掺时的限量。 表5-58 抗冻混凝土中复合矿物掺和料掺量限值 点击此处结束放映 情境小结 （1）普通混凝土是将水泥、粗细骨料、水、外加剂和掺和剂按一定的比例配制而成的。 （2）普通混凝土的主要技术性质包括混凝土拌和物的和易性，硬化混凝土的强度、变形性能和耐久性。 点击此处结束放映 （3）混凝土配合比设计的目的是在满足工程对混凝土的基本要求的情况下，找出混凝土组成材料间最合理的比例，以便生产出优质而经济的混凝土。混凝土配合比设计包括配合比的计算、试配和调整。 点击此处结束放映 （4）为保证结构安全，能可靠地使用，必须对混凝土的生产和合格性进行控制。生产控制是对混凝土生产过程的各个环节进行有效质量控制，以保证产品质量的可靠。合格性控制是对混凝土质量进行准确判断，目前采用的方法是用数理统计的方法，通过混凝土强度的检验评定来完成。 点击此处结束放映 $$