唐 山 学 院
毕 业 设 计
设计题目：矿渣粉和减水剂对混凝土性能影响的研究
系 别：_________________________ 班 级：_________________________ 姓 名：_________________________ 指 导 教 师：_________________________
2012年
6月
8 日
朱晓丽 王永辉 08无机非金属材料（1）班 环境与化学工程系
矿渣粉和减水剂对混凝土性能影响的研究
摘要
本文主要研究了矿渣粉和减水剂对混凝土强度、和易性和耐久性的影响。首先对原材料进行了分析，然后进行混凝土和易性实验，试块的制备、养护与抗压强度，最后研究了矿渣粉对混凝土耐久性的影响。实验研究了胶凝材料对混凝土性能的影响规律，矿渣粉和减水剂对混凝土塌落度和耐久性的影响规律，结果表明：
1.掺加矿渣粉可以提高混凝土的塌落度，掺量超过30%时出现泌水现象。
2.矿渣粉代替水泥后，混凝土的3d抗压强度明显降低，28d抗压强度基本不变。
3.少量矿渣粉替代水泥提高混凝土的耐冻性，当矿粉替代水泥比例超过30%时抗冻性低于基准混凝土。
4.矿渣混凝土的抗碳化性能随着矿渣粉掺量的增加而下降，当矿渣粉掺量大于40%时，混凝土的碳化深度值上升速率明显加大。
关键词：矿渣粉塌落度泌水碳化
Study on the Effect of Slag Powder and Superplasticizer on the Concrete
Performance
Abstract
This paper mainly studies on influence of some components on concrete strength peaceability and durability. First the raw material is analysised,then concrete peaceability is tested,the concrete block formed, maintenance, and compressive strength tested.the concrete durability is tested in the end.The experimental study the law of cementitious material role in the concrete, slag and superplasticizer role in concrete durability.The results show that:
1．slag powder has a positive impact in the slump of concrete, added more than 30% ,concrete will emerge bleeding phenomenon.
2．When slag powder partically replace cement, concrete compressive strength of 3d decreased significantly and 28d unchanged.
3.Slag powder replace cement in small amount has a contribution to the concrete frost resistance, when the slag cement replacement ratio beyond 30%,slag concrete frost resistance will below baseline concrete frost resistance.
4. the carbonation resistance of concrete is decline as the slag powder dosage increases, when the amount of slag powder is greater than 40%, the rate of concrete carbonation depth significantly increased.
Key words:slag powder slump bleeding carbonation
目录
1 引言 (1)
1.1用于混凝土的粒化高炉矿渣 (1)
1.1.1粒化高炉矿渣简介 (1)
1.1.2粒化高炉矿渣对混凝土性能的影响 (1)
1.2用于混凝土的减水剂 (4)
1.2.1减水剂概述 (4)
1.2.2减水剂对硬化混凝土性能的影响 (4)
1.3 矿渣粉和减水剂对混凝土性能影响研究的意义 (5)
2 试验 (7)
2.1实验原料 (7)
2.1.1砂子分析 (7)
2.1.2石子分析 (8)
2.1.3矿渣粉分析 (8)
2.1.4水泥分析 (11)
2.2矿渣粉和减水剂对混凝土塌落度的影响 (17)
2.2.1实验目的 (17)
2.2.2实验过程 (17)
2.2.3结果与分析 (18)
2.3矿渣粉和减水剂对混凝土强度的影响 (18)
2.3.1 实验目的 (18)
2.3.2实验过程 (18)
2.2.3结果与分析 (21)
2.4矿渣粉对混凝土耐冻性的影响 (23)
2.3.1 实验目的 (23)
2.3.2实验过程 (23)
2.3.3实验结果与分析 (24)
2.5矿渣粉对混凝土抗碳化性能的研究 (26)
2.5.1 实验目的 (26)
2.5.2实验过程 (26)
2.5.3 试验结果与分析 (28)
3谢辞 (30)
参考文献 (31)
附录 (32)
外文资料 (33)
1 引言
1.1用于混凝土的粒化高炉矿渣
1.1.1粒化高炉矿渣简介
凡在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后，即为粒化高炉矿渣。它的矿相组成主要是含低钙的硅酸盐体系，C2S、C3S 约占30~60％，化学组成主要是：CaO、SiO2、AI2O3、MgO。由于矿石成分、熔剂种类和所炼生铁种类不同，高炉矿渣的化学成分可以在很大范围内波动[1]。
1.1.2粒化高炉矿渣对混凝土性能的影响
粒化高炉矿渣由于具有大量的玻璃体和活性矿物相因此具有潜在的活性，当矿渣受激发剂激发时，活性才能显示出来，与水泥相比，矿渣粉活性激发时的水化热较小。近年来矿渣微粉成为新兴的混凝土矿物掺合料，少量或等量取代水泥时，不仅达到较好的经济效益，而且还能显著地改善新拌混凝土的工作性能、降低混凝土水化热，提高混凝土的抗腐蚀、抗渗透等耐久性能[2-3]。
一、矿渣微粉品质差别及其对混凝土性能的影响
以混凝土配合比为基准,采用不同掺量矿粉替代水泥（替代率54.5%）进行混凝土试验。测定各混凝土的坍落度、不同龄期（3d/7d、28d、90d）的抗压强度，研究了不同矿粉对混凝土施工性能以及早中期强度的影响。结果表明从质量控制的角度来说，采用不掺其他组分的矿渣微粉的混凝土综合性能最佳[4]。
矿渣微粉的组成及颗粒级配对混凝土性能的影响
一般矿渣微粉比表面积控制在400~430m2/kg 之间，相对应的颗粒级配的特点是0~1μm之间的颗粒占总体积的17%左右，1~6μm之间的颗粒在25%左右波动，当矿渣微粉0~1μm之间的颗粒占总体积分别达到29.8%和27.9%，1~6μm之间的颗粒也分别占到31.2%和30.1%时，细粉含量明显偏高，结果表明混凝土的强度明显提高，但是塌落度反而降低。
1)不同矿粉对混凝土性能的影响
掺入普通矿渣微粉的混凝土能大大改善其抵抗氯离子渗透的性能，掺矿渣微粉氯离子渗透性能（库仑值）要比不掺矿渣微粉的混凝土低一半以上。但对于掺入早强组分的矿渣微粉来说，抗氯离子渗透性能不如未掺早强组分的矿渣微粉，这可能和矿渣微粉中掺入的石灰石水化晶体较大,微孔缺陷较多有关，或者是与掺入的石膏组分造成的钙矾石膨胀引起缺陷增多有关[5]。
2)不同品质矿粉对混凝土各龄期抗压强度的影响
在混凝土早期，矿渣微粉混凝土的强度发展较纯水泥混凝土慢，但28d 强度特别是后期强度要逐渐高过纯水泥混凝土,说明选取合理品质的矿渣微粉对混凝土最终力学性能有良好的影响；而掺早强剂的矿渣微粉混凝土的早期强度,如3d 和7d 强度发展十分迅速，但是后期强度比普通矿渣微粉混凝土强度反而要低,说明其强度发展的潜力被过早地激发了[6]。
结果表明：
①不同矿粉在水泥胶砂和混凝土中对强度发展的作用和该矿粉的比表面积、组分及颗粒级配有关。较高的比表面积、适当的化学组成及较好的颗粒级配对胶砂强度和混凝土强度均有好的贡献。
②在矿粉中掺入能改善其早期强度的组分如石灰石粉、水泥膨胀剂或其他化学添加剂等，在一定程度上可以改善矿粉的早期活性，有助于产品通过质量验收，但在后期很可能会产生强度倒缩及混凝土耐久性下降等问题，因此，单纯为了提高矿粉验收指标而在矿粉中加入活性早强组分可能会给混凝土中、后期质量带来严重的隐患。
③由于不同组分矿粉对混凝土质量影响较大，建议混凝土生产企业尽量使用不掺任何活性添加剂的―纯‖矿粉，以保证混凝土质量，降低混凝土中后期质量风险。
矿渣作为水泥混合材在我国已有40多年的历史，但20世纪90年代以前，大多数是将矿渣和水泥熟料一起粉磨，属粗放型应用。由于矿渣与水泥熟料的易磨性相差很大，与熟料混磨后的矿粉较粗，其比表面积为300m2/ kg左右，在水泥水化时矿渣的活性不能充分发挥。因此，掺混合材的水泥一般都是早期强度低，凝结时间长。如将矿渣经过单独粉磨得到矿渣粉，由于其比表面积达到400m2/ kg 以上，颗粒较细，则其活性可以得到充分发挥[7]。
3)矿粉细度( 比表面积) 及其对混凝土强度的影响
磨细矿渣微粉磨到一定细度(比表面积),才能充分参与水化反应提高活性。矿粉细度大小直接影响矿粉的增强效果，原则上矿粉细度越大则效果越好，但要求过细则粉磨困难，成本大幅度增加。综合考虑矿粉的细度以400m2/ kg～600m2/ kg为佳。
但实际应用中，由于矿渣较难磨细，考虑到磨机效率，矿渣磨细到400m2/ kg～500m2/ kg 已经比较好了。从颁布执行的GB/ T18046 - 2000 标准来看，只要将矿渣比表面积控制在420m2/ kg～450m2/ kg 即可满足标准中S95级要求。这样，即可满足预拌混凝土公司配制≤C60 混凝土的要求。除非需配制C80 以上的混凝土，否则勿需耗费大量电能生产比表面积600m2/ kg 的磨细矿渣。另外，仅用比表面积作为矿渣粉的质量指标是不够严谨的，因为不同粉磨系统制备的磨细矿渣，即使比表面积相同，其活性指数(特别是7d 龄期时) 也不一定相同。矿粉降低水泥的水化热，混凝土在硬化过程中，水泥水化反应产生大量水化热。由于混凝土热阻很大，热量
聚集在内部不易散发，而表面散热较快，致使在混凝土内部和表面形成较大温差。这样会导致不均匀温度变形和温度应力，一旦拉应力超过混凝土即时抗拉强度，就会在混凝土内部或表面产生裂缝。这种温度裂缝是混凝土早期开裂的主要因素之一，往往是贯穿性的有害裂缝，对混凝土的耐久性十分不利[8]。
二、超细矿渣粉对混凝土性能影响的探究
1.改善混凝土的微结构。主要是通过改善混凝土细微颗粒的级配，即改善粉体材料在混凝土中的粒度分布，产生密实堆积填充效应，使混凝土的孔结构优化，即大孔数量减少，小孔数量增加，平均孔径降低，分布更为合理；空隙率降低，特别是水泥水化产物之间的空隙，微结构更为密实。
2.降低混凝土的拌合用水量（特别是游离态有害水的含量）。水泥的完全水化仅仅需要一小部分水，混凝土中的大部分水是为了满足其工作性而引入的。我们称之为游离态有害水。在混凝土施工和硬化中仅仅有一小部分游离态有害水可能会通过空气蒸发和模板渗出，但是大部分游离态有害水会在混凝土硬化后形成较大的空隙，从而给混凝土结构造成了永久的伤害。当混凝土的孔结构优化、空隙率降低时，其游离态有害水的含量可相应降低。
3.改善混凝土拌合物的和易性。由于超细矿渣粉是细微球状体，其表面光滑，且性能稳定，在混凝土中能够起到一种类似于轴承的微珠润滑作用，减少了摩擦阻力，有效改善了混凝土拌合物的和易性（即流动性、黏聚性、保水性等）。混凝土拌合物的和易性好，则坍落度经时损失小，工作性好（可泵性等）。
4.提高混凝土的强度。其一是改善混凝土的微结构，增加密实度，以提高混凝土的强度。其二，超细矿渣粉中含有丰富的活性SiO2等，能够与水泥的水化产物Ca(OH)2进行二次水化反应，生成密实度更高的硅酸凝胶[9]。
5.降低混凝土的水泥用量和水化热。国家标准规定：混凝土中心温度与表面温度的温差不得超过25℃。在混凝土强度一定的情况下，掺加超细矿渣粉，可大幅降低水泥用量，同时可推迟热峰的出现时间。
6.提高混凝土的抗渗性。采用试验编号为05、06的混凝土抗渗试件，分别在2.5MPa压力下恒压48h。结果是其试件上端面无一渗水。劈开试件，测量其最大渗水高度。结果如下：编号为05的试件最大渗水高度为3cm；编号为06的试件最大渗水高度为1.8cm。
7.提高混凝土的抗冻性。大量研究表明：混凝土的胶凝材料用量、水胶比、引气性能等是影响混凝土抗冻性的主要因素。混凝土水胶比大时，其游离态有害水多，硬化后内部孔结构差、空隙率大，则受冻融循环破坏的几率大。当在混凝土中引入大量的、细微的、均匀的气泡时，这些细微气泡即细微空间可以作为体积膨胀的―缓
冲阀‖，降低和避免其他物理和化学反应引起的破坏。经试验表明，掺入超细矿渣粉的混凝土，其抗冻性明显高于普通混凝土。
8.提高混凝土的抗裂性。混凝土在硬化过程中，由于化学减缩、冷缩和干缩等原因会引起体积收缩，其收缩值为自生体积的0.04%左右。这些收缩会给混凝土的体积稳定性带来很大的危害。经试验表明，掺入超细矿渣粉的混凝土，会产生适度的微膨胀。在钢筋和骨料的约束下，可产生一定的预压应力，以抵消混凝土在硬化过程产生的拉应力，补偿部分水化热引起的温度应力，减少和避免混凝土裂缝的产生[10]。
9.提高混凝土的耐腐蚀性。超细矿渣粉中含有丰富的活性SiO2等，能够与水泥的水化产物Ca(OH)2进行二次水化反应，从而降低了混凝土硬化后水泥胶体与SO42-反应生成钙矾石的机会，一定程度上抑制了SO42-等离子的侵蚀破坏。这种钙矾石，由于体积膨胀产生的应力受到了硬化后混凝土的约束，因此，其破坏力最强。另外，超细矿渣粉的掺加减少了水泥用量，即减少了水泥引入的碱含量，从而降低混凝土发生碱-集料反应的破坏的可能性。
10.延长混凝土结构的使用寿命。Mehta整体论模型指出：―一个不透水但存在微裂缝且多孔的混凝土→经侵蚀冷热循环、干湿循环→混凝土结构微裂缝增加、相连→水的渗入，有害物质侵蚀→混凝土膨胀、钢筋锈蚀、碱骨料反应、水结冰、硫酸盐侵蚀使混凝土强度和刚度降低→开裂破坏与整体性丧失。‖
1.2用于混凝土的减水剂
1.2.1减水剂概述
减水剂是混凝土外加剂中应用最广泛、效果最显著的一种掺拌材料，它的主要作用是改善混凝土拌和物的流变性能。在混凝土中添加减水剂，能够减少用水量，提高混凝土强度，增大混凝土的流变性，同时还能节约水泥用量。
聚羧酸盐系高效减水剂是直接用有机化工原料通过接酯共聚反应合成的高分子表面活性剂，它不仅能吸附在水泥颗粒表面上，使水泥颗粒表面带电而互相排斥，而且还因具有支链的位阻作用，从而对水泥分散的作用更强、更持久.因此，聚羧酸盐系减水剂被认为是目前最高效的新一代减水剂。
萘系减水剂对混凝土凝结时间的影响因高效减水剂的品种而异，蔡萘磺酸甲醛缩合物和三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物基本上不影响混凝土的凝结时间;氨基磺酸盐甲醛缩合物和聚梭酸类高效减水剂则对混凝土有缓凝作用，能提高混凝土的抗渗抗冻融及耐腐蚀性，增强耐久性[11]。
1.2.2减水剂对硬化混凝土性能的影响
1）对强度的影响
a.强度
而改善水泥的水化程度。二者综合效果是显著提高混凝土各个龄期的强度。掺高效减水剂的混凝土的抗压强度、抗弯强度和静态弹性模量较之空白混凝土都有不同程度的提高。
b.收缩和徐变
高效减水剂用于减少混凝土用水量而提高强度或节约水泥时，混凝土收缩值小于空白混凝土;用于增加坍落度而改善和易性时，收缩值略高于或等于空白混凝土，但也不会超过技术标准规定限值l×10-4。高效减水剂对混凝土徐变的影响与对收缩影响的规律相同，只是当掺高效减水剂而不节约水泥，抗压强度明显提高时，徐变显著减小。
2）对混凝土耐久性的影响
a.冻融性
高效减水剂由于减水率高和微量的引气性，使得混凝土的抗冻融性有显著提高。
b.硫酸盐侵蚀
Brooks和Colepardi[12]研究了掺加了高效减水剂的混凝土和空白混凝土在硫酸镁溶液中放置800d后的某些性能(重量、长度、静态模量)变化，实验结果显示，塑化混凝土的抗硫酸盐侵蚀的能力与空白混凝土相比并不逊色。
3）对钢筋混凝土性能的影响
a.对钢筋和混凝土粘接力的影响
Collepardi和Corradi[13-14]研究了高效减水剂对钢筋和混凝土粘接力的影响，得出高效减水剂的加入可显著提高钢筋和混凝土间的粘接力，可使普通混凝土中直滑钢筋和混凝土7d的粘接力由1.2MPa提高到8.5MPa,弯曲钢筋和混凝土7d的粘接力由15.0MPa提高到27.5MPa。
b.对钢筋锈蚀的影响
将掺加高效减水剂的塑化钢筋混凝土在水中放置一年，然后在室外放置4年后，研究钢筋的锈蚀情况，实验结果显示高效减水剂的加人几乎抑制了钢筋的锈蚀[15]。
1.3 矿渣粉和减水剂对混凝土性能影响研究的意义
混凝土的制备主要是搅拌站生产，另外也有人工配制的。搅拌站配制是将水泥、砂子、石子、水、外加剂按照一定的配比混合拌制，制备出符合工程要求的混凝土，人工配制主要是有经验的工人按着粗略的配合比将各种组分混合拌制而成。矿渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，同时也是很好的混凝土掺合料，将矿渣大量运用于
混凝土中即使钢厂节约了大量土地，也使搅拌站节约了成本。减水剂是现代混凝土常用外加剂的一种，由于减水剂的成分多样性和水泥水化的特殊性，使得减水剂的加入不影响水泥的水化成为搅拌站考虑的一个问题，在我国减水剂与水泥相容性的研究相对较少，本文研究试图研究矿渣粉和减水剂与水泥的相容性，希望为搅拌站拌制混凝土有所帮助。混凝土的耐久性和抗碳化性能是人们关注的重点，本文研究了矿渣粉的加入对混凝土耐久性和抗碳化性的影响规律，力求找到矿渣粉在混凝土的最佳加入比例，提高现在混凝土的耐久性和抗碳化性能。
由于水泥初凝与终凝的性质，使得新拌制的混凝土必须在一定的时间内用完，当新拌制的混凝土不符合客户要求被退回时，往往需要加入某种组分进行调灰，本文从矿粉的加入对混凝土性能的影响入手，揭示矿渣粉对混凝土强度和塌落度的影响，使搅拌站调灰有一定的参考。
2 试验
2.1实验原料
2.1.1砂子分析
1.依据《建筑用砂》（GB/T14684）对砂子进行含泥量和颗粒级配的测定。
2.实验结果
砂子的含泥量如2-1表所示
表2-1 砂子含泥量
名称中砂
实验前质量/g 200 200
实验后质量/g 194.0 194.2
含泥量/% 2.9 3.0
平均值/% 3.0 砂子的颗粒级配如表2-2所示
表2-2砂子的颗粒级配
2.1.2石子分析
1.依据《建筑用碎石卵石》（GB/T14685）对石子进行坚固性和颗粒级配的测定。
2.实验结果
石子的颗粒级配如表2-3
表2-3石子的颗粒级配
筛孔直径/mm 2.36 4.75 9.50 16.0 19.0 分记筛余/kg 0.010 1.720 8.179 3.302 2.229 累计筛余/kg 15.44 15.43 13.71 5.531 2.229 百分含量/% 0.06 11.1 52.97 21.4 14.4 石子的坚固性数据记录如表2-4
表2-4石子的坚固性
筛孔直径/mm 9.50 16.0 19.0
压前质量/kg 2.545 2.512 2.262
压后质量/kg 2.320 2.348 2.107
各级质量损失/% 8.8 6.5 6.9
试样总质量损失/% 7.9
2.1.3矿渣粉分析
一、矿渣的活性指数
1）实验仪器
电子天平型号LT5KA
行星式水泥胶砂搅拌机型号JJ-5
水泥胶砂成型振实台型号JT-96(ISO)4-R9
恒应力加荷压力试验机型号HY-200
2）实验样品
对比水泥
符合GB175规定的强度等级为42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
实验样品
由对比水泥和矿渣粉按比例1:1组成。
3)实验方法及计算
①砂浆配比
对比砂浆和实验砂浆配比如表2-5所示。
表2-5矿粉活性指数配比
②砂浆搅拌程序
按GB/T17671进行。
③矿渣粉活性指数实验及计算
矿渣粉7d活性指数按式（A.1）计算，计算结果保留至整数：
式中：
A7—矿渣粉7d活性指数，%；
R07—对比胶砂7d抗压强度，单位为兆帕（MPa）；
R7—实验胶砂7d抗压强度，单位为兆帕（MPa）。
矿渣粉28d活性指数按式（A.2）式计算，计算结果保留至整数：
式中：
A28—矿渣粉28d活性指数，%；
R028—对比胶砂28d抗压强度，单位为兆帕（MPa）；
R28—实验胶砂28d抗压强度，单位为兆帕（MPa）。
④数据记录与处理
水泥强度实验数据如表2-6所示：
表2-6矿渣粉活性指数实验
二、矿粉的流动度比
1）实验仪器
水泥胶砂流动度测定仪
水泥胶砂搅拌机
试模由锥形圆模和模套组成。
捣棒直径为20mm±0.5mm，长度约200mm。
卡尺量程不小于300mm，分度值不大于0.5mm。
天平量程500g，感重0.1g
2）实验方法
胶砂制备按GB/T17671有关规定进行。在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭跳桌台面、试模内壁、捣棒以及与胶砂接触的用具，将试模放在跳桌台面中央并用潮湿棉布覆盖。
将拌好的胶砂分两层迅速装入试模，第一层装至截锥圆模约三分之二处，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，再用捣棒由边缘至中心均与捣实15次；随后，装第二层胶砂，装至高出截锥圆模约20mm，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，再用捣棒由边缘至中心均与捣实10次。捣压后胶砂应略高于试模。捣压深度，第一层捣至胶砂高度的二分之一，第二层捣实不超过已捣实底层表面。装胶砂和捣压时，用手扶稳试模，不要使其移动。
捣实完毕，取下模套，将小刀倾斜，从中间向边缘分两次以近水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂，并擦去落在桌面上的胶砂。将截锥圆模垂直向上轻轻提起。立刻开动跳桌，以每秒钟一次的频率，在25s±1s内完成25次跳动。
3）结果计算
跳动完毕，用卡尺测量胶砂地面相互垂直的两个方向直径，计算平均值，取整
数，单位为毫米。该平均值即为该水量的水泥胶砂流动度。
4）数据记录与处理
矿渣粉的流动度比数据如表2-7所示
表2-7矿渣粉的流动度比
2.1.4水泥分析
一、水泥细度
1）实验仪器
天平量程500g，感重0.1g；
负压筛析仪型号FSY-150D。
2）实验步骤
①用四分法取样，然后将试样放在干燥箱中于（105±5）℃下烘干恒重，放在干燥器中冷却至室温；
②用天平准确称取25g试样，然后放入方孔筛中，盖上盖；
③开启负压筛洗仪，使压力保持在50MPa左右，筛析2分钟；
④取下方孔筛，用天平称量筛上水泥的质量。
3）结果计算
水泥细度按式3-1计算：结果保留两位小数：
式中：
A—筛余百分数，%；
P—筛后筛上量，单位克（g）；
P0—筛前试样量，单位克（g）。
细度取两次筛余百分数的平均值。
4）数据记录与处理
水泥细度数据如表2-8
表2-8水泥细度
样品量/g 25.00 25.00
筛余量/g 0.18 0.20
筛余百分数/% 0.72 0.80
细度/% 0.76
二、水泥密度
1）实验仪器
李氏瓶最高刻度标记与磨口玻璃塞最低点之间的间距至少为10mm。
无水煤油符合GB253的要求。
恒温水槽
2）实验步骤
①将无水煤油注入李氏瓶中到０至１mL刻度线后（以弯月面下部为准），盖上瓶塞放入恒温水槽内，使刻度部分浸入水中（水温应控制在李氏瓶刻度时的温度），恒温30min，记下初始（第一次）读数。
②从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分仔细擦干净。
③水泥试样应预先通过0.90mm方孔筛，在110±5℃温度下干燥1h，并在干燥器内冷却至室温。称取水泥60g，称准至0.01g。
④用小匙将水泥样品一点点的装入6.1条的李氏瓶中，反复摇动（亦可用超声波震动），至没有气泡排出，再次将李氏瓶静置于恒温水槽中，恒温30min，记下第二次读数。
⑤第一次读数和第二次读数时，恒温水槽的温度差不大于0.2℃。
3）结果计算
①水泥体积应为第二次读数减去初始（第一次）读数，即水泥所排开的无水煤油的体积（mL）。
②水泥密度ρ(g/cm3)按下式计算：
水泥密度ρ＝水泥质量(g)/排开的体积(cm)
结果计算到小数第三位，且取整数到0.01g/cm，试验结果取两次测定结果的算术平均值，两次测定结果之差不得超过0.02g/cm。
③数据记录与处理
水泥密度数据记录如表2-9
表2-9水泥密度
试样量/g 60 60
首次读数/mL 0.8 0.2
二次读数/mL 22.0 21.3
试样密度/ g/cm3 2.83 2.84
平均值/ g/cm3 2.84
三、水泥比表面积
1）实验仪器
附件盒、料勺、镊子、毛刷、胶塞、圆筒座、推杆、透气板、透气圆筒、捣器2）实验步骤
①将经110℃±5℃下烘干，冷却至室温的标准试样，倒入100ml的密闭瓶内用力摇动2 min，将结块成团的试样振碎，使试样松散，静置2 min后，打开瓶盖，轻轻搅拌，使在松散过程中沉到表面的细粉，分布到整个试样中去。
②水泥试样应先通过0.9mm的方孔筛，再在110℃±5℃下烘干，冷却至室温。
③确定试样量：校正试验用标准试样重量和测定水泥的重量，应达到制备的试料层中空隙率
为0.500±0.005，计算式为：
W=ρv（1-ε）（1）
式中：W—需要的试样量；
ρ—试样密度（g/cm3）；
V—按4.1.2节测定的试料层体积（cm3）；
ε—试料层空隙率。
④试料层制备：将穿孔板放入透气圆筒的凸缘上，带记号的一面朝下，用推杆把一片滤纸送到穿孔板上，边缘压紧。称取按式（1）确定的水泥量，精确到0.0001g 倒入圆筒，轻敲圆筒的边，使水泥层表面平坦，再放入一片滤纸，用捣器均匀捣实试料直至捣器的支持环紧紧接触圆筒顶边，旋转两周，慢慢取出捣器，制备试样应将透气圆筒插在筒座上进行操作。
⑤透气试验：
a把装有试料层的透气圆筒连接到压力计上，要保证紧密连接，不漏气，并不能再振动所制备的试料层；
b先关闭压力计臂上之旋塞，开动抽气泵，慢慢打开旋塞平稳地从U型管压力计一臂中抽出空气，直至液面升到最上面的一条刻线时关闭旋塞和抽气泵。当压力计的液体的凹月面达到第二条刻线时开始计时，当液体的凹月面达到第三条刻线时
停止计时，记录液体通过第二、第三条刻线时的秒数并记下试验的温度；
c．水泥比表面积应由两次试验结果的平均值确定，如两次试验结果相差平均值的1 %以上时，应重新试验。计算应精确到10 cm2/g，10 cm2/g以下的数值按四舍五入计；
d．以cm2/g为单位算得的比表面积值换算为m2/kg为单位的比表面积值，需乘以系数0.10。
四、水泥强度
1）实验仪器
电子天平型号LT5KA
行星式水泥胶砂搅拌机型号JJ-5
水泥胶砂成型振实台型号JT-96(ISO)4-R9
抗折试验机型号DKZ-5000
恒应力加荷压力试验机型号HY-200
试模由三个水平的
2）胶砂制备
①配合比
胶砂的质量配合比应为一份水泥三分标准砂和半分水。一锅胶砂成三条试体，每锅需材料量为：
水泥：450g、标准砂1350g，水225g。
②配料
水泥、砂、水和实验用具的温度与实验室相同，称量用的天平精度应为±1g。当用自动滴管加225mL水时，滴管精度应达到±1mL.
③搅拌
每锅胶砂用搅拌机进行机械搅拌。先使搅拌机处于待工作状态，然后按一下的程序进行操作：把水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。
然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀的将沙子加入。当各级砂是分装时，从最粗料级开始，依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30s。停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间。在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在±1s内。
④成型
胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在震实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装人试模，装第一层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器（见图3)垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次。再装人第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。移走模套，从振实台
上取下试模，用一金属直尺以近似90。的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。在试模上作标记或加字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置。
⑤用振动台成型
当使用代用的振动台成型时，操作如下：
在搅拌胶砂的同时将试模和下料漏斗卡紧在振动台的中心。将搅拌好的全部胶砂均匀地装人下料漏斗中，开动振动台，胶砂通过漏斗流人试模。振动120s±5s停车。振动完毕，取下试模，用刮平尺以国标规定的刮平手法刮去其高出试模的胶砂并抹平。接着在试模上作标记或用字条表明试件编号。
⑥试件的养护
⑦脱模前的处理和养护
去掉留在模子四周的胶砂，立即将作好标记的试模放人雾室或湿箱的水平架子上养护，湿空气应能与试模各边接触。养护时不应将试模放在其他试模上。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号和做其他标记，二个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的三条试体分在二个以上龄期内。
a．脱模
脱模应非常小心，试样成型后24h脱模。
b．水中养护
将做好标记的试件立即水平或竖直放在20℃士1℃水中养护，水平放置时刮平面应朝上。试件放在不易腐烂的蓖子上，并彼此间保持一定间距，以让水与试件的六个面接触。养护期间试件之间间隔或试体上表面的水深不得小于5mm。
⑧抗折强度测定
将试体一个侧面放在试验机支撑圆柱上，试体长轴垂直于支撑圆柱，通过加荷圆柱以50N/s±l0N/s的速率均匀地将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断。保持两个半截棱柱体处于潮湿状态直至抗压试验。
抗折强度R f以牛顿每平方毫米（MPa)表示，按式(2)进行计算
R f=1.5 F f L/b3（2)
式中
F f—折断时施加于棱柱体中部的荷载，N；
L—支撑圆柱之间的距离，mm；
ｂ—棱柱体正方形截面的边长，mm。
⑨抗压强度测定
抗压强度试验通过恒应力加荷压力试验机（HY-200），在半截棱柱体的侧面上进行。半截棱柱体中心与压力机压板受压中心差应在±0.5mm内，棱柱体露在压板外的部分约有l0mm，在整个加荷过程中以2400N/s±200N/s的加荷速率均匀地加荷直至破坏。
抗压强度Rc以牛顿每平方毫米(MPa)为单位，按式(3)进行计算：
R c= Fc/A (3)
式中：Fc—破坏时的最大荷载，N；
A—受压部分面积，mm2（40mm±40mm±1600mm 2）。
⑩数据记录
水泥试块强度如表2-10所示
表2-10开发水泥各龄期强度
五、水泥化学分析
水泥化学分析依据GB176-2008进行测定。
水泥化学分析结果如表2-11所示
表2-11水泥化学分析
六、水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性
水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性依据GB1346-2001进行测定。
水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性结果如表2-12所示
表2-12水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性
注：安定性采用雷氏法。
浅谈影响型钢混凝土结构抗震性能的因素 浅谈影响型钢混凝土结构抗震性能的因素 摘要：由于型钢混凝土具有刚度大，防火、防腐性能好及重量轻、延性好等优点，因此在土木工程中具有广阔的应用前景。从抗震性能来讲，型钢混凝土结构适用于抗震烈度为6度至9度的多层、高层和一般构筑物。本文总结出了影响型钢混凝土结构抗震性能的六大因素：轴压比、剪跨比、型钢含量和型钢形式、 配箍率、混凝土强度、型钢的锚固形式。 关键字：型钢混凝土；轴压比；剪跨比；配箍率；型钢的锚固形式 中图分类号：TU528文献标识码： A 文章编号： 型钢混凝土组合结构是一种优于钢结构和钢筋混凝土结构的新 型结构，它分别继承了钢结构和钢筋混凝土结构的优点，克服了两者的缺点而产生的一种新型结构体系。型钢混凝土结构充分利用钢（抗拉性能好）和混凝土（抗压性能好）的特点，按照最佳几何尺寸，组成最优的组合构件，这种组合构件具有刚度大的特点，与钢结构相比，防火、防腐性能好，具有较大的抗扭和抗倾覆能力，而且，与钢筋混凝土结构相比，具有重量轻，构件延性好，增加净空高度和使用面积，同时缩短施工期，节约模板，特别是在高层和超高层建筑及桥梁结构中使用组合构件，更加体现了它的承载能力高和能克服混凝土结构施工困难的特点。 由于型钢混凝土结构具有上述特点，因此在土木工程中具有广阔的应用前景。从抗震角度来讲，型钢混凝土结构适用于抗震烈度为6度至9度的多层、高层和一般构筑物。 通过实验，总结出了影响型钢混凝土抗震性能的主要因素为： 1、轴压比 实验和工程实践表明，轴压比是影响型钢混凝土偏心受压构件破坏形式、延性、变形能力和抗震性能的最重要因素。当轴压比超过一定限值时，无论配箍率如何提高，框架柱的延性都不能得到明显改善，
混凝土强度等级对照表 混凝土的抗压强度是通过试验得出的，我国最新标准C60强度以下的采用边长为150mm的立方体试件作为混凝土抗压强度的标准尺寸试件。按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002，制作边长为150mm的立方体在标准养护（温度20±2℃、相对湿度在95%以上）条件下，养护至28d龄期，用标准试验方法测得的极限抗压强度，称为混凝土标准立方体抗压强度，以fcu表示。按照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定，在立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%强度保证率的立方体试件抗压强度，称为混凝土立方体抗压强度标准值（以MPa计），用fcu 表示。 依照标准实验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土强度等级。 按照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定，普通混凝土划分为十四个等级，即：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80。例如，强度等级为C30的混凝土是指30M Pa≤fcu<35MPa 影响混凝土强度等级的因素主要与水泥等级和水灰比、骨料、龄期、
养护温度和湿度等有关。 混凝土质量的主要指标之一是抗压强度，从混凝土强度表达式不难看出，混凝土抗压强度与混凝土用水泥的强度成正比，按公式计算，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。一般来说，水灰比与混凝土强度成反比，水灰比不变时，用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的，此时只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。 所以说，影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥质量和混凝土的水灰比两个主要环节。此外，影响混凝土强度还有其它不可忽视的因素。 粗骨料对混凝土强度也有一定影响，所以，工程开工时，首先由技术负责人现场确定粗骨料，当石质强度相等时，碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结性比卵石强，当水灰比相等或配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度比卵石高。 因此我们一般对混凝土的粗骨料粒径控制与不同的工程部位相适应；细骨料品种对混凝土强度影响程度比粗骨料小，但砂的质量对混凝土质量也有一定的影响，施工中，严格控制砂的含泥量在3%以内，因此，砂石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。
减水剂的作用及用途 一、减水剂的作用 减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。与普通减水剂相比，减水及增强作用都较强。 1)静电斥力理论 水泥水化后，由于离子间的范德华力作用以及水泥水化矿物、水泥主要矿物在水化过程中带不同电荷而产生凝聚，导致了混凝土产生絮凝结构。减水剂大多属阴离子型表面活性剂，掺入到混凝土中后，减水剂中的负离子-SO—、-COO—就会在水泥粒子的正电荷Ca2+矿的作用下而吸附于水泥粒子上，形成扩散双电层(Zel。a电位)的离子分布，在表面形成 2)立体位阻效应 掺有减水剂的水泥浆中，减水剂的有机分子长链实际上在水泥微粒表面是呈现各种吸附状态的。不同的吸附态是因为高效减水剂分子链结构的不同所致，它直接影响到掺有该类减水剂混凝土的坍落度的经时变化。有研究表明萘系和三聚氰胺系减水剂的吸附状态是棒状链，因而是平直的吸附，静电排斥作用较弱。其结果是Zeta电位降低很快，静电衡容易随着水泥水化进程的发展受到破坏，使范德华引力占主导，坍落度经时变化大。 3)润滑作用 减水剂的极性亲水基团定向吸附于水泥颗粒表面，多以氢键形式与水分子缔合，再加上水分子之问的氢键缔合，构成了水泥微粒表面的一层稳定的水膜，阻止水泥颗粒问的直接接触，增加了水泥颗 粒间的滑动能力，起到润滑作用，从而进一步提高浆体的流动性。水泥浆巾的微小气泡，同样对减水剂分的定向吸附极性基团所包裹，使气泡与气泡及气泡。
在混凝土掺加减水剂后，伴随水化反应进行，减水剂分子分散于分散系，均匀吸附在水泥颗粒表面，破坏水泥颗粒的团聚，使得水泥颗粒由于减水剂分子存在的特殊作用处于高度分散安定状态。在低含水量时就具有较高流动性。对于高性能减水剂在水泥颗粒表面的吸附状态及分散作用机理的研究有许多，其中较为着名的有立体效应理论、空位稳定型理论、D-L-V-O理论等。 二、减水剂的用途 1.在不改变各种原材料配比（除水泥）及混凝土强度的情况下，可以减少水泥的用量，掺加水泥质量%~%的混凝土减水剂，可以节省水泥量的15~30%以上。 2.在不改变各种原材料配比（除水）及混凝土的坍落度的情况下，减少水的用量，可以大大提高混凝土的强度，早强和后期强度分别比不加减水剂的混凝土提高60%及20%以上，通过减水，可以实现浇筑C100标号的高强混凝土。 3.在不改变各种原材料配比的情况下，可以大幅度提高混凝土的流变性及可塑性，使得混凝土施工可以采用自流、泵送、无需振动等方式进行施工，提高施工速度、降低施工能耗。 4.掺加混凝土高效减水剂，可以提高混凝土的寿命一倍以上，即使建筑物的正常使用寿命延长一倍以上。 5、减少混凝土凝固的收缩率，防止混凝土构件产生裂纹；提高抗冻性，有利于冬季施工。 引气剂 使混凝土拌合物在搅拌时引入空气而形成微小气泡的外加剂。绝大部分引气剂的成分为松香衍生物以及各种磺酸盐，如烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠，常用掺量是水泥重量的50～500ppm。引气剂主要用于抗冻性要求高的结构，如混凝土大坝、路面、桥面、飞机场道面等大面积易受冻的部位。 1、气泡结构好，气泡半径小，抗冻指标高，用于高耐久性的混凝土结构，如水坝、高等级公路、热电站冷却塔、水池水工、港口等。 2、撒除冰盐的混凝土公路及桥梁。
影响混凝土强度的主要因素 硬化后的混凝土在未受到外力作用之前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩引起砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了分布极不均匀的拉应力，从而导致界面上形成了许多微细的裂缝。另外，还因为混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水分为粗骨料颗粒所阻止，因而聚集于粗骨料的下缘，混凝土硬化后就成为界面裂缝。当混凝土受力时，这些预存的界面裂缝会逐渐扩大、延长并汇合连通起来，形成可见的裂缝，致使混凝土结构丧失连续性而遭到完全破坏。强度试验也证实，正常配比的混凝土破坏主要是骨料与水泥石的粘结界面发生破坏。所以，混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与骨料的粘结强度。而粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料的性质有密切关系，此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。 1）水灰比 水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素。也是决定性因素。 水泥是混凝土中的活性组成，在水灰比不变时，水泥强度等级愈高，则硬化水泥石的强度愈大，对骨料的胶结力就愈强，配制成的混凝土强度也就愈高。如常用的塑性混凝土，其水灰比均在0．4～0．8之间。当混凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中或蒸发后形成气孔或通道，大大减小了混凝土抵抗荷载的有效断面，而且可能在孔隙周围引起应力集中。因此，在水泥强度等级相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度也愈高。但是，如果水灰比过小，拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝、孔洞，将导致混凝土强度严重下降。参见图３—１。 图３—１混凝土强度与水灰比的关系 a)强度与水灰比的关系 b)强度与灰水比的关系 2）骨料的影响 当骨料级配良好、砂率适当时，由于组成了坚强密实的骨架，有利于混凝土强度的提高。如果混凝土骨料中有害杂质较多，品质低，级配不好时，会降低混凝土的强度。 由于碎石表面粗糙有棱角，提高了骨料与水泥砂浆之间的机械啮合力和粘结力，所以在原材料、坍落度相同的条件下，用碎石拌制的混凝土比用卵石拌制的混凝土的强度要高。 骨料的强度影响混凝土的强度。一般骨料强度越高，所配制的混凝土强度越高，这在低水灰比和配制高强度混凝土时， 特别明显。骨料粒形以三维长度相等或相近的球形或立方体
影响混凝土强度的主要因素 1.影响混凝土强度的因素很多，从内因来说主要有水泥强度、水灰比和骨料质量。 水泥强度和水灰比： 混凝土的强度主要来自水泥石以及与骨料之间的粘结强度。水泥强度越高，则水泥石自身强度及与骨料的粘结强度就越高，混凝土强度也越高。试验证明，混凝土与水泥强度成正比关系。水泥完全水化的理论需水量约为水泥重的23%左右，但实际拌制混凝土时，为获得良好的和易性，水灰比大约在0.40--0.65之间，多余水分蒸发后，在混凝土内部留下孔隙，且水灰比越大，留下的孔隙越大，使有效承压面积减少，混凝土强度也就越小。另一方面，多余水分在混凝土内的迁移过程中遇到粗骨料时，由于受到粗骨料的阻碍，水分往往在其底部积聚，形成水泡，极大地削弱砂浆与骨料的粘结强度，使混凝土强度下降。因此，在水泥强度和其他条件相同的情况下，水灰比越小，混凝土强度越高，水灰比越大，混凝土强度越低。但水灰比太小，混凝土过于干稠，使得不能保证振捣均匀密实，强度反而降低。试验证明，在相同的情况下，混凝土的强度( Mpa)与水灰比呈有规律的曲线关系，而与灰水比则成线性关系。 2 影响强度的其它因素
为了使混凝土能达到预定的强度，还必须在施工中搅拌均匀、捣固密实，养护良好并使之达到规定的龄期。 （一）施工条件的影响：施工条件是确保混凝土结构均匀密实、硬化正常、达到设计要求强度的基本条件。在施工过程中必须把拌合物搅拌均匀，浇注后必须捣固密实，且经良好的养护才能使混凝土硬化后达到预定的强度。采用机械搅拌比人工搅拌的拌合物更均匀，同时采用机械捣固的混凝土更密实，因此机械捣固可适用于更低水灰比的拌合物；能获得更高的强度。改进施工工艺性能也能提高混凝土强度，如采用分次投料搅拌工艺、高速搅拌机搅拌、高频或多频振捣器振捣、二次振捣工艺都会有效的提高混凝土的强度。 （二）养护条件的影响：为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后必须在一定的养护条件下（包括养护温度）进行养护，目的是保证水泥水化的正常进行，以达到预定的强度和其他性能。周围环境湿度是保证水泥正常水化、混凝土顺利成型的一个重要条件。在适当的湿度下，水泥能正常水化，使混凝土强度充分发展。如果湿度不足，混凝土表面会发生失水干燥现象，迫使内部水分向表面迁移，造成混凝土结构疏松、干裂，不但降低强度，而且还将影响混凝土的耐久性能。环境温度对水泥水化作用的影响是显著的。养护温度高，可以加快水泥水化速度，混凝土早期强度高；反之，混凝土在低温下强度发展相应迟缓，尤其温度在冰点以下
减水剂的作用机理 高效减水剂有效地减少了混凝土的的塌落度损失，改善混凝土的工作度，提高流动性，在高性能混凝土中发挥重要的作用，只是至今为止仍旧没有一个完美的理论来解释高效减水剂的作用机理，但有几个理论为大家普遍认同。 静电斥力理论 水泥水化后，由于离子间的德华力作用以及水泥水化矿物、水泥主要矿物在水化过程中带不同电荷而产生凝聚，导致了混凝土产生絮凝结构。高效减水剂大多属阴离子型表面活性剂，掺入到混凝土中后，减水剂中的负离子-SO—、-COO—就会在水泥粒子的正电荷Ca2+矿的作用下而吸附于水泥粒子上，形成扩散双电层(Zel。a电位)的离子分布，在表面形成 扩散双电层的离子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，把水泥水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水释放出来，使混凝土流动化。Zeta电位的绝对值越大，减水效果就越好。随着水泥的进一步水化，电性被中和，静电斥力随之降低，德华力的作用变成主导，对于萘系、三聚氰胺系高效减水剂的混凝土，水泥浆又开始凝聚，塌落度经时损失比较大，所以掺入这两类减水剂的混凝土所形成的分散是不稳定的。而对于氨基磺酸、多羧酸系高效减水剂，由于其与水泥的吸附模型不同，粒子间吸附层的作用力不同于前两类，其发挥分散作用的主导因素不是Zeta电位，而是一种稳定的分散。 立体位阻效应
掺有高效减水剂的水泥浆中，高效减水剂的有机分子长链实际上在水泥微粒表面是呈现各种吸附状态的。不同的吸附态是因为高效减水剂分子链结构的不同所致，它直接影响到掺有该类减水剂混凝土的坍落度的经时变化。有研究表明萘系和三聚氰胺系减水剂的吸附状态是棒状链，因而是平直的吸附，静电排斥作用较弱。其结果是Z eta电位降低很快，静电衡容易随着水泥水化进程的发展受到破坏，使德华引力占主导，坍落度经时变化大。而氨基磺酸类高效减水剂分子在水泥微粒表面呈环状、引线状和齿轮状吸附，它使水泥颗粒之问的静电斥力呈现立体的交错纵横式，立体的静电斥力的Zeta电位经时变化小，宏观表现为分散性更好，坍落度经时变化小。而多羧酸系接枝共聚物高效减水剂大分子在水泥颗粒表面的吸附状态多呈齿形。这种减水剂不但具有对水泥微粒极好的分散性而且能保持坍落度经时变化很小。原因有三：其一是由于接枝共聚物有大量羧基存在．具有一定的螫合能力，加之链的立体静电斥力构成对粒子问凝聚作用的阻碍；其二是因为在强碱性介质例如水泥浆体中，接枝共聚链逐渐断裂开，释放出羧酸分子，使上述第一个效应不断得以重视；其三是接枝共聚物Zeta电位绝对值比萘系和三聚氰胺系减水剂的低，因此要达到相同的分散状态时，所需要的电荷总量也不如萘系和三聚氰胺系减水剂那样多。对于有侧链的聚羧酸减水剂和氨基磺酸盐系高效减水剂，通过这种立体排斥力，能保持分散系统的稳定性。 润滑作用
混凝土外加剂种类及作用 1.按主要功能分为四类： (1) 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，包括普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、引气剂、引气减水剂和泵送剂等。(2) 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、早强剂、早强减水剂和速凝剂等。 (3) 改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、引气减水剂、防水剂和阻锈剂、矿物外加剂等。 (4) 改善混凝土其他性能的外加剂，包括防冻剂、膨胀剂、养护剂、着色剂、水下浇筑混凝土抗分散剂、砂浆外加剂、脱模剂、混凝土表面缓凝剂、混凝土界面处理剂、大掺量掺合料专用混凝土外加剂等。 2.混凝土添加剂的种类及作用 (1) 普通减水剂:混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量。 (2) 高效减水剂:混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅减少拌合用水量，或在用水量相同的条件下，能大幅提高混凝土流动性的外加剂。 (3) 早强剂:加速混凝土早期强度发展。 (4) 缓凝剂:延长混凝土凝结时间。 (5) 引气剂:在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡且能保留在硬化混凝土中的外加剂。 (6) 速凝剂:能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。 (7) 早强减水剂:兼有早强和减水功能。 (8) 缓凝减水剂:有缓凝和减水功能。 (9) 缓凝高效减水剂：兼有缓凝和大幅减少的功能。 (10) 引气减水剂:兼有引气和减水功能。 (11) 防水剂:能提高水泥砂浆、混凝土抗渗性能，降低混凝土在静水压力下的透水性。 (12) 阻锈剂:抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀。
(13) 加气剂:混凝土制备过程中因发生化学反应，放出气体，而使混凝土中形成大量气孔。 (14) 膨胀剂:使混凝土产生一定体积膨胀。 (15) 防冻剂:使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻、强度。 (16) 着色剂:制备具有稳定色彩混凝土。 (17) 泵送剂:改善混凝土拌合物泵送性能的。 (18) 保水剂：能增强混凝土保水能力的外加剂。 (19) 保凝剂：能缩短拌合物凝结时间的外加剂。 (20) 絮凝剂：在水中施工时，能增强混凝土粘稠性，抗水泥和集料分离的外加剂。 (21) 减缩剂：减少混凝土收缩的外加剂。 (22) 保塑剂：在一定时间内，减少混凝土塌落度损失的外加剂。 (23) 增稠剂：能提高混凝土拌合物黏度的外加剂。 3.外加剂的作用 （1）改善混凝土、砂浆、和水泥浆塑性阶段的性能 ①在不增加用水量的情况下提高新拌混凝土的和易性，或在和易性相同时减少用水量； ②降低沁水率； ③增加黏聚性，减少离析； ④增加含气量； ⑤降低坍落度经时损失； ⑥提高可泵性； ⑦改善在水下浇筑时的抗分散性； （2）改善混凝土、砂浆和水泥浆在凝结硬化阶段的性能 ①缩短或延长凝结时间； ②延缓水化或减少水化热，降低水化温升速度和温峰高度； ③加强早期强度增长速度；
常用外加剂之减水剂原理及特性 减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一种，根据其功能分为：普通减水剂(在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂)；高效减水剂 (在保持混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度减少用水量的外加剂)；引气减水剂(兼有引气和减水功能的外加剂)；缓凝减水剂(兼有缓凝和减水功能的外加剂)；早强减水剂(兼有早强和减水功能的外加剂)。 减水剂按其主要化学成分为：木质素磺酸盐系；多环芳香族磺酸盐系；水溶性树脂磺酸盐系；糖钙等。 1．常用减水剂 (1)木质素磺酸盐系减水剂。这类减水剂根据其所带阳离子的不同，有木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)、木质素磺酸镁(木镁)等。其中木钙减水剂(又称M型减水剂)使用较多。木钙减水剂是由生产纸浆或纤维浆的废液，经生物发酵提取酒精后的残渣，再用石灰乳中和、过滤、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末。木钙减水剂的掺量，一般为水泥质量的0．2％～O．3％，当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减水率为10％～15％，混凝土28d抗压强度提高 10％～20％；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节省水泥用量10％左右；若保持混凝土的配合比不变，则可提高混凝土坍落度80～100mm。木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低，使用时应注意。木钙减水剂是引气型减水剂，掺用后可改善混凝土的抗渗性、抗冻性、降低泌水性。木钙减水剂可用于一般混凝土工程，尤其适用于大模板、大体积浇注、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。木钙减水剂不宜单独用于冬季施工，在日最低气温低于5℃时，应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土。
高效减水剂的作用及原理 时间:2009-07-20 00:04来源:砼建外加剂网作者:砼建公司点击:151次 高效减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。与普通减水剂相比，减水及增强作用都较强。 高效减水剂的作用可以有效地减少了混凝土的的塌落度损失，改善混凝土的工作度，提高流动性，在高性能混凝土中发挥重要的作用，只是至今为止仍旧没有一个完美的理论来解释高效减水剂的作用机理，但有几个理论为大家普遍认同。 1)静电斥力理论 水泥水化后，由于离子间的范德华力作用以及水泥水化矿物、水泥主要矿物在水化过程中带不同电荷而产生凝聚，导致了混凝土产生絮凝结构。高效减水剂大多属阴离子型表面活性剂，掺入到混凝土中后，减水剂中的负离子-SO—、-COO—就会在水泥粒子的正电荷Ca2+矿的作用下而吸附于水泥粒子上，形成扩散双电层(Zel。a电位)的离子分布，在表面形成 扩散双电层的离子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，把水泥水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水释放出来，使混凝土流动化。Zeta电位的绝对值越大，减水效果就越好。随着水泥的进一步水化，电性被中和，静电斥力随之降低，范德华力的作用变成主导，对于萘系、三聚氰胺系高效减水剂的混凝土，水泥浆又开始凝聚，塌落度经时损失比较大，所以掺入这两类减水剂的混凝土所形成的分散是不稳定的。而对于氨基磺酸、多羧酸系高效减水剂，由于其与水泥的吸附模型不同，粒子间吸附层的作用力不用于前两类，其发挥分散作用的主导因素不是Zeta电位，而是一种稳定的分散。 2)立体位阻效应 掺有高效减水剂的水泥浆中，高效减水剂的有机分子长链实际上在水泥微粒表面是呈现各种吸附状态的。不同的吸附态是因为高效减水剂分子链结构的不同所致，它直接影响到掺有该类减水剂混凝土的坍落度的经时变化。有研究表明萘系和三聚氰胺系减水剂的吸附状态是棒状链，因而是平直的吸附，静电排斥作用较弱。其结果是Zeta电位降低很快，静电衡容易随着水泥水化进程的发展受到破坏，使范德华引力占主导，坍落度经时变化大。而氨基磺酸类高效减水剂分子在水泥微粒表面呈环状、引线状和齿轮状吸附，它使水泥颗粒之问的静电斥力呈现立体的交错纵横式，立体的静电斥力的Zeta电位经时变化小，宏观表现为分散性更好，坍落度经时变化小。而多羧酸系接枝共聚物高效减水剂大分子在水泥颗粒表面的吸附状态多呈齿形。这种减水剂不但具有对水泥微粒极好的分散性而且能保持坍落度经时变化很小。原因有三：其一是由于接枝共聚物有大量羧基存在．具有一定的螫合能力，加之链的立体静电斥力构成对粒子问凝聚作用的阻碍；其二是因为在强碱性介质例如水泥浆体中，接枝共聚链逐渐断裂开，释放出羧酸分子，使上述第一个效应不断得以重视；其三是接枝共聚物Zeta电位绝对值比萘系和三聚氰胺系减水剂的低，因此要达到相同的分散状态时，所需要的电荷总量也不如萘系和三聚氰胺系减水剂那样多。对于有侧链的聚羧酸减水剂和氨基磺酸盐系高效减水剂，通过这种立体排斥力，能保持分散系统的稳定性。 3)润滑作用 高效减水剂的极性亲水基团定向吸附于水泥颗粒表面，多以氢键形式与水分子缔合，再加上水分子之问的氢键缔合，构成了水泥微粒表面的一层稳定的水膜，阻止水泥颗粒问的直接接触，增加了水泥颗粒间的滑动能力，起到润滑作用，从而进一步提高浆体的流动性。水泥浆巾的微小气泡，同样对减水剂分的定向吸附极性基团所包裹，使气泡与气泡及气泡 与水泥颗粒问也因同电性相斥而类似在水泥微粒间加入许多微珠，亦起到润滑作用，提高流动性。 2 与水泥的适应性问题
随着科学技术和生产力的发展,高性能混凝土应用越来越广泛,如高速铁路、高层建筑,跨海大桥、海底隧道等,高性能混凝土具有独特的优越性,高工作性、高耐久性,在工程中安全使用寿命、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益。 高性能混凝土的工作性能主要是保证混凝土结构成型时无原始缺陷,从而保证混凝土的耐久性。良好的工作性能是使混凝土质量均匀、获得高性能,从而安全可靠的前提。 高性能混凝土的工作性能主要包括三部分内容: 1. 流动性:表征拌和物流动的难易程度。 2. 粘聚性:拌和物在搅拌、运输、泵送、浇注、振实过程中不容易出现泌水和离析分层的性能。 3. 可泵性:拌和物在泵压下在管道中移动摩擦阻力和弯头阻力之和的倒数。 影响高性能混凝土的工作性能的因素: 一、砂 砂的粗细程度、细颗粒含量、级配均严重影响高性能混凝土的工作性,高性能混凝土应采用细度模数在 2.6-3.0之间的 II 区砂, 细颗粒含量 0.315mm 筛以下达到15%, 含泥量控制在 2%以下。往往受资源的局限不容易找到上述要求的砂,偃师西梁场使用的砂细度模数在 2.8-3.3之间满足Ⅰ区和Ⅱ区颗粒级配,但 0.315mm 筛以下颗粒含量在 5%以内,混凝土施工过程中经常出现堵管、爆管现象。在保证混凝土的抗压强度、弹性模量、耐久性的前提下,通过提高砂率和细砂与粗砂掺配的方法,满足了混凝土的工作性。二、碎石 碎石的粒径、形状、级配对混凝土所需的水泥浆量有重大影响,从而影响混凝土的工作性能。高性能混凝土应选择针片状含量少、级配良好、石粉含量少的碎石。颗粒级配良好可以减少混凝土所需水泥浆量。高性能混凝土碎石中的泥和石
绪论 混凝土是一类量大面广、历史悠久的传统材料，广泛应用于土木、建筑、水利等工程。建筑业的迅速发展，对混凝土的性能提出了新的要求，如提高混凝土的强度、耐久性，改善新拌混凝土的流动性，减少混凝土在运输中的塌落度损失等。普通混凝土已经不能满足现行的施工工艺要求。国内外的生产实践证明，应用外加剂是混凝土技术进步的主要途径，能使混凝土满足各种不同的施工要求，具有投资少、见效快、推广应用较容易、技术经济效益显著等优点。 混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入的用以改善混凝土性能的物质，赋予新拌混泥土和硬化混泥土以优良性能的化学外加剂，掺量通常不大于水泥（或胶凝材料）质量的5%，它是混泥土的第五组分。混泥土外加剂是生产各种高性能混泥土和特种混泥土不可缺少的部分。 混泥土外加剂可以改进混泥土内部结构和工艺过程，应用混泥土外加剂的目的在于改善混泥土的和易性和硬化混泥土的性能，同时获得节省水泥、节省能源、提高强度、缩短工期、加快模板周转等多种经济技术效果。以减水剂的发展为核心，矿物外加剂的应用离不开化学外加剂，各种复合外加剂一般都包括减水剂成分。在混泥土中掺入外加剂后，许多性能如微观结构、孔隙率、吸附性、硬化速度、强度等将发生改变，水泥矿物水化和水泥本身的一些性能也会受到影响[1]。 在混凝土外加剂中，减水剂是目前应用最广的一种外加剂。减水剂又称为分散剂或塑化剂。减水剂对混泥土的影响主要表现为：一是：保持混泥土用水量不变，提高拌合物流动性；二是：保持流动性和水泥用量不变，可减少用水量，降低水灰比，提高混泥土的强度；三是：保证强
度和流动性不变，在减水的同时减少水泥用量，可节约水泥[2]。
高效减水剂的作用及原理 时间：2010-08-08 21:50 来源：互联网作者：未知点击：997次 高效减水剂：是指在砼和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高砼强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。与普通减水剂相比，减水及增强作用都较强。 高效减水剂的作用:可以有效地减少了砼的的塌落度损失，改善混凝土的工作度，提高流动性，在高性能砼中发挥重要的作用，只是至今为止仍旧没有一个完美的理论来解释高效减水剂的作用机理，但有几个理论为大家普遍认同。 1)静电斥力理论： 水泥水化后，由于离子间的范德华力作用以及水泥水化矿物、水泥主要矿物在水化过程中带不同电荷而产生凝聚，导致了砼产生絮凝结构。高效减水剂大多属阴离子型表面活性剂，掺入到砼中后，减水剂中的负离子-SO—、-COO—就会在水泥粒子的正电荷Ca2+矿的作用下而吸附于水泥粒子上，形成扩散双电层(Zel。a电位)的离子分布，在表面形成扩散双电层的离子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，把水泥水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水释放出来，使砼流动化。Zeta电位的绝对值越大，减水效果就越好。随着水泥的进一步水化，电性被中和，静电斥力随之降低，范德华力的作用变成主导，对于萘系、三聚氰胺系高效减水剂的砼，水泥浆又开始凝聚，塌落度经时损失比较大，所以掺入这两类减水剂的砼所形成的分散是不稳定的。而对于氨基磺酸、多羧酸系高效减水剂，由于其与水泥的
吸附模型不同，粒子间吸附层的作用力不用于前两类，其发挥分散作用的主导因素不是Zeta电位，而是一种稳定的分散。 2)立体位阻效应： 掺有高效减水剂的水泥浆中，高效减水剂的有机分子长链实际上在水泥微粒表面是呈现各种吸附状态的。不同的吸附态是因为高效减水剂分子链结构的不同所致，它直接影响到掺有该类减水剂砼的坍落度的经时变化。有研究表明萘系和三聚氰胺系减水剂的吸附状态是棒状链，因而是平直的吸附，静电排斥作用较弱。其结果是Zeta电位降低很快，静电衡容易随着水泥水化进程的发展受到破坏，使范德华引力占主导，坍落度经时变化大。而氨基磺酸类高效减水剂分子在水泥微粒表面呈环状、引线状和齿轮状吸附，它使水泥颗粒之问的静电斥力呈现立体的交错纵横式，立体的静电斥力的Zeta电位经时变化小，宏观表现为分散性更好，坍落度经时变化小。而聚羧酸系接枝共聚物高效减水剂大分子在水泥颗粒表面的吸附状态多呈齿形。这种减水剂不但具有对水泥微粒极好的分散性而且能保持坍落度经时变化很小。原因有三：（其一）：是由于接枝共聚物有大量羧基存在．具有一定的螫合能力，加之链的立体静电斥力构成对粒子问凝聚作用的阻碍；（其二）：是因为在强碱性介质例如水泥浆体中，接枝共聚链逐渐断裂开，释放出羧酸分子，使上述第一个效应不断得以重视；（其三）：是接枝共聚物Zeta电位绝对值比萘系和三聚氰胺系减水剂的低，因此要达到相同的分散状态时，所需要的电荷总量也不如萘系和三聚氰
影响混凝土和易性的主要因素 作者：李春芳 摘要：和易性是指混凝土易于搅拌、运输、浇筑、捣实等施工作业，并能获得质量均匀和密实的混凝土性能。和易性为一综合技术性能，它包括流动性、黏聚性、保水性三方面的含义，和易性有时也称工作性。 Abstract:workability refers to the concrete mixing easily, transportation, casting, ramming construction work, performance of concrete and to obtain uniform quality and dense. And as a comprehensive technical performance, including liquidity, cohesiveness, water retention of three aspects, and is also sometimes referred to the work of. 关键词：和易性、流动性、粘聚性、保水性 1）水泥浆的数量 混凝土拌合物水泥浆赋予混凝土拌合物一定的流动性。在水灰比不变的情况下，单位体积拌合物内，如果水泥浆愈多，则拌合物的流动性愈大。若水泥浆过多，将会出现流浆现象，使拌合物粘聚性变差，同时对混凝土耐久性也会产生一定影响，且水泥用量也大。水泥浆过少，不能填满骨料空隙或不能很好地包裹骨料表面时，就会产生崩坍现象，粘聚性变差。混凝土拌合物水泥浆的含量应以满足流动性要求为度，不宜过量。 2）水泥浆的稠度 水泥浆的稠度是由水灰比决定的。保持混凝土拌合物的水灰比不变增加用水量，这种情况下拌合物中的水泥浆增多，当水泥浆增加量在一定范围内时，骨料周围水泥浆润滑作用增强，减少了骨料间的摩擦力，使拌合物流动性增大，可以改善混凝土的和易性。但是，当水泥浆增加量过多时，骨料用量必然相对减少，这时混凝土拌合物就会出现流浆及泌水现象，致使黏聚性和保水性变差，反而使混凝土的和易性变坏。 保持混凝土的水泥用量不变增加用水量，当用水量增加不太多时，混凝土拌合物的黏聚性和保水性不受影响，流动性增大，这时混凝土的和易性得到改善。但当加水量过多时，拌合物的水灰比过大，水泥浆过稀，这时混凝土的流动性虽然增大，但将会产生严重的分层离析和泌水现象，致使混凝土的和易性变差，并严重影响混凝土的
浅析影响混凝土强度的几个主要因素 本钢建设公司混凝土分公司梅晓东 [摘要]：混凝土强度的控制对保证工程质量有着重要的作用。影响混凝土强度的因素颇多，本文主要从用水量、砂率、原材料等方面分析其对强度的影响，以便科学、合理的控制混凝土工程质量。 [关键词]：混凝土强度用水量砂率原材料 混凝土作为目前使用最广泛的结构材料之一，它的质量直接关系到工程的质量、使用寿命以及人民的生命、财产的安全。我国正处于基础设施建设的高峰期，如果在生产过程中对混凝土质量不够重视，将会导致沉重的代价。混凝土生产供应是一个连续过程，供应到现场的混凝土又是一种半成品，不能够马上由后续检验工作完全证实是否合格，而就要被立即浇筑使用的产品。生产过程中众多方面的影响因素均会使生产出的混凝土质量产生变异。为了切实、有效地改善试验配合比、提高混凝土强度质量，笔者对一些影响因素进行分析、研究，以供参考。 1、用水量对混凝土强度的影响 在完全密实的情况下，普通混凝土的强度主要取决于其内部起胶结作用的水泥石质量，而水泥石的质量又取决于所采用的水泥特性和水灰比。 当水泥用量一定时，用水量小则水灰比小。水灰比过小会使混凝土干涩，成型质量难以保证，混凝土成品中会出现孔洞（蜂窝）较多，麻面等现象。这不但影响美观，还会降低混凝土的密实度和强度，使工程的耐久性变差。 在生产中，假设混凝土试验室配合比为： 水泥：砂：石子：水=1：1.51：2.83：0.46 现场测定砂的含水率为3%，则每机一次下料量为： 水泥：100kg 砂：100×1.51×（1＋3%）=155.5kg 石子：283kg 水：100×0.46－100×1.51×3%=41.5kg 如果此水泥的实际强度为47MPa，粗骨料采用碎石（表面特征新系数A=0.46，B=0.52），按此配合比配制的混凝土其28天可达到的强度R为： R=A·fce·（C/W－B）=0.46×47×〔100/（100×0.46）－0.52〕=35.8MPa 情形一：若因误差而多加1kg的水，则水灰比（W/C）' 为： （W/C）'=（100×0.46＋1）/100=0.47 这样配制的混凝土28天可达到的强度R'为： R'=0.46×47×〔100/（100×0.47）－0.52〕=34.8MPa 由于多加1kg水而引起的强度损失为： R－R'=35.8－34.8=1MPa 由此可见，用水量的变化对混凝土强度的影响是很大的，因此出场的混凝土必须制止随意加水。 情形二：若在施工中遇到下雨，雨后测得砂含水率为7%，石子含水率为3%，此时每机一次下料应为： 水泥：100kg 石子：100×2.83×（1＋3%）=291.49kg 砂：100×1.51×（1＋7%）=161.57kg 水：100×0.46－100×1.51×7%－100×2.83×3%=26.94kg 按此配合比显然是科学的，保证了水灰比为0.46，混凝土28天强度可达到设计要求（仍为
DG-2减水剂的作用 混凝土拌合物流变性能主要体现为混凝土的和易性，它是混凝土混合物在拌合、输送、浇筑、捣实、抹平一系列操作过程中，在消耗一定能量情况下，能使混凝土达到稳定和密实的一种性能。混凝土和易性（或工作性）直接决定了混凝土施工的难易程度及其硬化后的力学性能、耐久性的好坏。 外加剂（如减水剂、硫化剂等）对混凝土的和易性有很大的影响。少量的外加剂能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的条件下，获得良好的和易性。不仅流动性显著增加，还有效地改善拌合物的黏聚性和保水性，同时能提高混凝土的强度和耐久性。根据混凝土外加剂的物理化学特性，减水剂能在以下几方面发挥作用。 （1）减水剂能在不同程度上对水泥颗粒有分散作用。它能使水泥遇水凝聚成的絮状块破碎，加上许多类减水剂多多少少有一些引气作用，使水泥浆的黏度下降，流动性增高，能使混凝土在所有配合比完全不改变的条件下，拌合物的流动性大大增加。这种作用有利于操作、便于机械化施工。 （2）在适当的改变水灰比、微调骨料的配合比例及较低水灰比的条件下就能使混凝土拌合物有与不掺减水剂时相近似的 流动性。由于水灰比减小，硬化混凝土的强度将有明显的提高。使用高效减水剂而能较多减少用水量时，使用相当低的水灰比
（低于0.3）就可以配制出高强度的混凝土。例如使用625#的水泥掺加高效减水剂后可以配置1000#左右的超高强混凝土。在提高了混凝土强度的同时，对混凝土的其他性能，如密实性、抗渗性、耐久性等也有不同程度的改善。 （3）在不改变拌合物的流动性、也不改变硬化混凝土强度时可适当节约水泥。因为掺入减水剂后，由强度的要求则可改变水灰比，而减水剂已使拌合物流动性加大了，因此可以使用较少的单位体积混凝土中的水泥用量，就能到达工程所需的流动性及后期强度，这就使混凝土的水泥用量减少了，即起了节约水泥的作用。一般减水剂，使用好时可节约水泥5%～10%，高效减水剂节约得更多些。 （4）除了以上的直接作用外，由于减水剂的分散作用，有利于水泥石微细结构的生长，并不同程度地改变水泥石的孔分布情况，使大孔减少，生成更多的较小的孔，此外还可使结晶生长更密实等，因此减水剂使混凝土的一些物理、力学性能有所改善，使其耐久性提高、耐化学侵蚀能力有所增强，对混凝土的收缩、徐变等也有一些影响。 （5）高效减水剂为分子量为1000～100000的水溶性、带电荷的有机聚集合物，在水泥浆体中这些分子发挥的作用，可认为是产生了“物理和化学”效果。在“惰性”矿物（石灰石粉、二氧化铁）稠料浆中科观察到这些物理作用的效果：在这些料浆中，高效减水剂的分子在水量不变时，能发挥强烈的流化作用，或在
浅谈混凝土性能的影响因素 发表时间：2020-04-15T06:58:02.942Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年1期作者：王仕华[导读] 混凝土是建筑技术中最常用、最常用的建筑材料之一。 天元建设集团有限公司山东临沂 276000摘要：混凝土是建筑技术中最常用、最常用的建筑材料之一。发展趋势是实力不断提高，然而，耐久性不足给未来公司带来了沉重的负担，本文分析了影响高性能混凝土耐久性的因素，提出了提高高性能混凝土耐久性的相应措施。 关键词：高性能混凝土；耐久性；影响因素 1.高性能混凝剂介绍及材料 它需要耐久性作为设计的主要指标。根据不同用途的要求，它保证了以下服务：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和盈利性，因此，高性能混凝土在配置上具有结合率低、原材料优质、数量充足等特点补充混合物（矿物细混合物）和高效混合物。 高性能混凝土是指能够满足综合统一特种服务要求的混凝土。这种混凝土不能通过传统的混凝土建筑材料和普通的搅拌、浇铸和硬化方法获得。 高性能混凝土（HPC）是利用常规材料和工艺生产的一种新型高技术混凝土，它具有混凝土结构所需的各种力学性能，高耐久性，高工作能力和高体积稳定性。 2影响高性能混凝土耐久性的主要原因 2.1.内因 普通水泥混凝土完成的工程不能满足耐久性（超耐久性）要求的主要原因在于混凝土本身的内部结构，一是混凝土的孔隙率很高，满足混凝土施工的要求，也就是说，要满足水泥石总体积的25%左右的高耗水量和高水灰比，特别是作为水通道的孔隙、各种侵蚀剂、氧气、二氧化碳等有害物质进入混凝土，二是水泥水化物的稳定性不够，硅酸盐水泥水化后的主要成分是高碱性水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化硫酸钙，此外，水化物中还含有大量游离CaO强度很低，稳定性差。在侵蚀的条件下，首先要侵蚀混凝土，为了提高混凝土的耐久性，必须减少或消除这些稳定性差的构件，特别是游离CaO。 2.2.外部原因 混凝土结构的环境条件和防护措施是影响混凝土结构耐久性的外部因素，外部环境因素对混凝土结构的破坏是环境因素对混凝土结构物化作用的结果。具体如下： 冻结过程中的循环损伤；（2）氯离子侵蚀；（3）碳化损伤；（4）碱集料反应；（5）磨损损伤；（6）钢腐蚀。 3.提高高性能混凝土耐久性的措施研究 3.1合理施工 混凝土结构施工时，应根据结构的侵蚀环境进行适当的耐久性。还应考虑结构在长期使用过程中，由于环境影响对结构的安全性和适用性造成的承载力要求和材料性能恶化的影响。已保存，必须有助于减少环境对结构的影响，避免水、水蒸气和污染物在混凝土表面积聚，并有助于在施工期间对混凝土进行捣固和维护，混凝土结构的连接应避开最不利的环境，混凝土保护层垫块的强度和密实度不得低于结构混凝土的强度和密实度。 3.2优质原材料的选择 混凝土的耐久性首先取决于混凝土的组成，提高混凝土的耐久性可以有效地防止腐蚀介质的侵入，这是解决混凝土结构耐久性的前提和基础。 3.2.1水泥 水泥应选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水泥混合料应为矿渣或灰渣，除符合有关标准和规定外，水泥不宜过细。如果水泥太细，水泥熟料中铝酸三钙含量增加，水泥水化速度过快，水化热释放过强，说明混凝土收缩增大，内外温差过大，抗裂性降低，不利于耐久性，水泥中的高碱含量不仅会引起混凝土整体的碱反应，还会增加混凝土的开裂，所以一般不要使用高碱含量的水泥。 3.2.2.矿物混合物
影响混凝土强度的因素 影响商品混凝土强度的因素很多，主要有组成原材料的影响，包括原材料的特征和各材料之间的组成比例等内因，以及养护条件和试验测试条件等外因。 1.集料对商品混凝土强度影响 采用碎石拌制的商品混凝土,其形成的强度要比采用的卵石拌制的商品混凝土强度高,因为粗糙的表面和较多的棱角,可使碎石在提高与水泥及其水化产物的黏附性和胶结程度的同时,也加大了拌和物内部摩擦阻力的缘故.在古骨料中夹杂着针偏状颗粒给施工带来了不利影响,并引起商品混凝土空隙率的提高,所以商品混凝土用的骨料要限制针片状含量. 骨料的最大粒径对商品混凝土抗压强度和抗折强度均有影响,一方面随着粗集料径增大，单位用水量相应减少，在固定的用水量和水灰比条件下，加大最大粒径，可获得较好工作性，或减少水灰比来提高商品混凝土强度和耐久性；另一面随着粗集料最大粒径的增加，将会减少泥浆与集料接触面积，是强度降底，同时还会由于振捣不密而降低商品混凝土强度。所以骨料过大会带来双重影响，在工程中多用；16mm-31.5mmm、10mm-20mm、5mm-10mm. 2.水泥强度和水灰比对商品混凝土的影响 水泥强度的高低是直接影响商品混凝土强度的直接因素。试验表明，水泥的强度愈高，水化反应后形成的水泥石强度就愈高，从而使所配制的商品混凝土强度也就愈高。当水泥的强度确定时，商品混凝土的强度主要取决于水灰比的大小，在一定范围内，强度随水灰比的减少而有规律地提高。影响商品混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好商品混凝土质量，最重要的是控制好水泥和商品混凝土的水灰比两个主要环节。此外，影响商品混凝土强度还有其它不可忽视的因素。粗骨料对商品混凝土强度也有一定影响，当石质强度相等时，碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结性比卵石强，当水灰比相等或配
减水剂对混凝土性能影响的研究 1 引言 混凝土外加剂是在混凝土、水泥净桨或砂浆拌合时、拌合前或额外拌合中掺入，用以改善混凝土性能的化学物质。非特殊情况，加入量一般不超过水泥质量的5％。目前，针对混凝土工程的各种特殊要求，已经研制出了许多种能满足各式各样要求的外加剂，将它们以适当方式加到混凝土中就可以达到一些预期的效果。根据这些外加剂的作用，可分为减水剂、速凝剂、缓凝剂、引气利、防水剂、粘结剂、膨胀剂、阻锈剂、消泡剂、脱模剂、着色剂、防潮剂等等。 这些混凝土外加剂按其主要功能可分为四类： (1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，包括减水剂、引气剂和泵送剂等。 (2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 (3)改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。 (4)改善混凝土其它性能的外加剂，包括粘结剂、膨胀剂、阻锈剂、消泡剂、脱模剂、着色剂、防潮剂等等。 本文先介绍几种常用的外加剂，再着重对混凝土减水剂的分类、作用机理、现状及发展加以阐述。此外，本文还针对目前常用的几种检测混凝土初终凝时间的方法，分析了其优点和不足。并提出了一种新的检测方法——收缩率测定法。 ２混凝土外加剂 2.1外加剂的分类 对外加剂可按其功能和化学成分分类。
按功能分类，有改善混凝土拌和物流变性能的，有调节混凝土凝结时间和硬化性能的，有改善混凝土耐久性能的;按化学成分分类，有无机类、有机类、有机无机复合类共三类。2．1．1 混凝土减水剂 减水剂能在不影响和易性的条件下使给定混凝土的拌和用水量减少，在不影响用水量的条件下使混凝土拌和物的和易性增加。此类减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。 ①普通减水剂:要求减水率>5%，龄期为3-7天的混凝土抗压强度提高10%，龄期为28天的混凝土抗压强度提高5%以上。常用的普通减水剂有木质素磺酸钙减水剂。 ②高效减水剂:能大幅度地减少拌和用水量或显著提高混凝土的流动度。要求减水率>10% ,龄期为3天的混凝土抗压强度提高25%以上，龄期为28天的混凝土抗压强度提高巧%以上。目前常用的有聚烷基芳基磺酸盐类和密胺类减水剂。 减水剂对新拌棍凝土性能的影响主要有和易性的改善，拌和用水量的减水以及含气量有所增加，凝结时间有所延长和水泥水化放热速度减缓。 减水剂对硬化混凝土性能的影响主要有强度的提高，变形能力的增强，抗渗能力的提高和耐冻融性能的提高，且对钢筋无危害，有减缓混凝土中钢筋锈蚀的作用。 2．1．2 缓凝剂 缓凝剂的种类: ①普通缓凝剂:能延长混凝土凝结时间的外加剂。 ②缓凝减水剂:兼有缓凝和减水功能的外加剂。 ③缓凝高效减水剂:兼有缓凝和显著减水功能的外加剂。 ④缓凝引气减水剂:兼有缓凝、引气和减水功能的外加剂。 ⑤缓凝引气高效减水剂:兼有缓凝、引气和显著减水功能的外加剂。