土木工程材料课件砼4)
湖南高速铁路职业技术学院
教 案
授课日期 2012-11-6 2012-11-7 计划序号
第 十六 讲
授课班级
城轨1103
城轨1104
室主任审阅
课 题： 第3章 水泥混凝土与砂浆 3.2.4 混凝土用矿物掺合料；3.2.5 混凝土用外加剂能力目标
知识目标
目标
要求
掌握混凝土用矿物掺合料和外加剂的应用 了解混凝土用矿物掺合料和外加剂的种类及特点
教学重点：混凝土用矿物掺合料和外加剂的应用 教学难点：混凝土用矿物掺合料和外加剂的应用
教学组织设计（分教学步骤列出内容、时间安排、教学方法、训练项目、素材等） 1、复习上两节课所讲的内容 10′
2、3.2.4 混凝土用矿物掺合料的技术要求及应用 30′
3、3.2.5 混凝土用外加剂的特性及应用 50′
模 具
现场参观 挂 图 现场演练 电视录像、电影
上机训练 C A I 听力训练 教学手段采用:打“√”
录 音
其 他
√
作业布置
参考资料
《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2005、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046-2008、《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T 27690-2011、《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T 18736-2002、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011、《混凝土外加剂》GB 8076-2008、《聚羧系高性能减水剂》JG/T 223-2007、《喷射混凝土用速凝剂》JC 477-2005
课后记要
3.2.4 混凝土用矿物掺合料的技术要求及应用
混凝土矿物掺合料又称混凝土矿物外加剂。是指在混凝土搅拌过程中加入的，具有一定细度和活性的，用于改善新拌和硬化混凝土性能(特别是混凝土耐久性)的某些矿物类的产品。
在混凝土拌合物中加入适量的活性矿物掺合料，可达到节约水泥、改善混凝土的和易性和耐久性、调节混凝土强度等目的。混凝土用活性矿物掺合料主要有粉煤灰、矿渣粉、硅灰等。其质量应分别符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2005、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046-2008、《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T 27690-2011、《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T 18736-2002及《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010和《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011的有关规定。具体在使用过程中应经试验确定。
1．粉煤灰
粉煤灰是电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。为富含玻璃体的实心或空心球状颗粒，颗粒直径一般为0.001～0.05mm，表面结构致密。其主要成分是氧化硅、氧化铝和少量的氧化钙，具有较高的活性。
按收集方式分为干排灰和湿排灰两种。湿排灰的活性较干排灰低。
按煤种分为F类和C类。F类粉煤灰是由无烟煤或烟煤煅烧收集的；C类粉煤灰是由褐煤或次烟煤煅烧收集的，其CaO含量一般大于10%。
(1) 技术要求
用于混凝土和砂浆中的粉煤灰的技术要求与质量标准见表3-13：
用于混凝土和砂浆中的粉煤灰的技术要求 表3-13
技术要求(GB/T 1596-2005) 技术要求(TB10424-2010、JTG/T F50-2011) 项目
Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级＜C50 ≥C50
细度(0.045mm方
≤12.0% ≤25.0% ≤45.0% ≤25.0% (20.0%) ≤12.0%
孔筛筛余)
需水量比≤95% ≤105% ≤115% ≤105% ≤95% (100%)
含水率≤1.0%(干排灰) ≤1.0%(干排灰)
烧失量≤5.0% ≤8.0% ≤15.0% ≤8.0% (5.0%) ≤5.0% (3.0%)
SO3含量≤3.0% ≤3.0%
CaO含量-≤10%
游离CaO含量≤1.0%(F类)；≤4.0%(C类) ≤1.0% [≤1.0%(F类)；≤4.0%(C类)]
氯离子含量- ≤0.02%
安定性(雷氏法) 雷氏夹沸煮后增加距离≤5.0mm(C类) 雷氏夹沸煮后增加距离≤5.0mm(C类)
注：表中括号中的数字为JTG/T F50-2011的要求。
(2) 应用
粉煤灰可用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料，并成为水泥、混凝土的组分。粉煤灰可作为原料代替粘土生产水泥熟料的原料，也可用于制造烧结砖、蒸压加气混凝土、泡沫混凝土、空心砌块、烧结或非烧结陶粒。从粉煤灰中可分选漂珠、微珠、铁精粉、碳、铝等有用物质，其中漂珠、微珠可分别用作保温材料、耐火材料、塑料、橡胶填料等。
在混凝土中掺入粉煤灰，可节约水泥和细骨料，减少用水量，改善混凝土拌和物的和易性，
增强混凝土的可泵性，减少水化热，减少混凝土的徐变，提高混凝土抗渗能力，增加混凝土的
修饰性。
适用于配制泵送混凝土及大流动性混凝土；适用于地上、地下和水中大体积混凝土工程；适用
于蒸汽养护混凝土构件；适用于抗硫酸盐侵蚀的混凝土工程及有抗裂要求的混凝土工程和砂浆。使
用时应按照有关设计、施工等标准的有关规定经试验确定。
2. 矿渣粉
矿渣粉是在高炉冶炼生铁时，得到的以硅酸钙与铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬冷成粒后，
再经磨细而成的粉末材料。
矿渣粉按其28d强度活性指数分为S105、S95和S75型。S后面的数字表示掺矿渣粉和不掺矿
渣粉28d水泥胶砂强度的百分比。
(1) 技术要求
用于混凝土和砂浆中的矿渣粉的技术要求与质量标准见表3-14：
用于混凝土和砂浆中的矿渣粉的技术要求 表3-14
技术要求(GB/T 18046-2008)
技术要求(TB10424-2010、JTG/T F50-2011)
项目
S105 S95 S75
密度，g/cm3，≥≥2.8 2.8 比表面积，m2/kg，≥500 400 300 350～500(350～450)
流动度比，%，≥95 95 含水率，%，≤ 1.0 1.0 烧失量，%，≤ 3.0 3.0 SO3含量，%，≤ 4.0 4.0 MgO含量，%，≤14 14 氯离子含量，%，≤0.06 0.06(0.02) 7d活性指数，%，≥95 75 55 75
28d活性指数，%，≥105 95 75 95
注：表中括号中的数字为JTG F10-2006的要求。
(2) 应用
矿渣粉可用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料，并成为水泥、混凝土的组分。
在混凝土和砂浆中掺入矿渣粉，可节约水泥用量；可显著减少混凝土的泌水量，改善混凝土的
和易性，减少离析和泌水，减少坍落度损失，提高混凝土的可泵性；能够显著降低混凝土的水化热，
减少大体积混凝土温差变化及内应力，抑制因温差而产生裂纹；能有效提高混凝土抗海水、淡水及
硫酸盐的侵蚀；能够抑制碱-骨料反应，显著提高混凝土抗碱-骨料反应的能力；能提高混凝土耐高温
性能。
适用于配制泵送混凝土及大流动性混凝土；适用于大体积混凝土工程、抗海水混凝土工程、抗
硫酸盐混凝土工程、地下工程、高强度混凝土和预应力混凝土工程、高温车间和有耐热耐火要求的
混凝土工程及蒸汽养护混凝土结构。使用时应按照有关设计、施工等标准的有关规定经试验确定。
3. 硅灰
硅灰是冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道排出的粉尘，经收集得到的以无定形SiO2为主要成分的粉体材料。外观为灰色或灰白色粉末﹑耐火温度＞16000C；硅灰中小于1m
μ的颗粒占80%以上，平均粒径在0.1～0.3m
μ。其细度和比表面积约为水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。
硅灰在形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大，活性很高的火山灰物质。
(1) 技术要求
用于混凝土和砂浆中的硅灰的技术要求与质量标准见表3-15：
用于混凝土和砂浆中的硅灰的技术要求 表3-15
项目技术要求(GB/T 27690-2011) 技术要求(TB10424-2010、JTG/T F50-2011)
比表面积(BET法)，m2/g ≥15 ≥18
需水量比，% ≤125 ≤125
含水率，% ≤3.0 ≤3.0
烧失量，% ≤4.0 ≤6.0
SiO2含量，% ≥85.0 ≥85.0
氯离子含量，% - ≤0.02
28d活性指数，% ≥105(7d快速法) ≥85
(2) 应用
微硅粉能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。在水泥基的混凝土、砂浆与耐火材料浇注料中，掺入适量的硅灰可起到如下作用：
①可显著提高抗压、抗折强度，是高强混凝土的必要成份。
②可显著提高抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。
③具有保水、防止离析、泌水、大幅降低混凝土泵送阻力的作用。
④可显著延长混凝土的使用寿命。特别是在氯盐侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使混凝土的耐久性提高一倍甚至数倍。
⑤可大幅度降低喷射混凝土和浇注料的落地灰，提高单次喷层厚度。
⑥具有约5倍水泥的功效，在普通混凝土和低水泥浇注料中应用，可降低成本，提高耐久性。
⑦可有效防止发生混凝土碱-骨料反应。
⑧可提高浇注型耐火材料的致密性。在与Al2O3并存时，更易生成莫来石相，使其高温强度及抗热振性增强。
适用于商品混凝土、高强度混凝土、自流平混凝土、不定形耐火材料、干混(预拌)砂浆、高强度无收缩灌浆料、耐磨工业地坪、修补砂浆、聚合物砂浆、保温砂浆、抗渗混凝土；可作为混凝土密实剂、混凝土防腐剂、水泥基聚合物防水剂的生产原料；可作为橡胶、塑料、不饱合聚酯、油漆、涂料以及其它高分子材料的补强，陶瓷制品的改性等。使用时应按照有关设计、施
工等标准的有关规定经试验确定。
备 课 纸
备 课 纸
备 课 纸
备 课 纸
备 课 纸
土木工程材料课件砼4)
湖南高速铁路职业技术学院 教 案 授课日期 2012-11-6 2012-11-7 计划序号 第 十六 讲 授课班级 城轨1103 城轨1104 室主任审阅 课 题： 第3章 水泥混凝土与砂浆 3.2.4 混凝土用矿物掺合料；3.2.5 混凝土用外加剂能力目标 知识目标 目标 要求 掌握混凝土用矿物掺合料和外加剂的应用 了解混凝土用矿物掺合料和外加剂的种类及特点 教学重点：混凝土用矿物掺合料和外加剂的应用 教学难点：混凝土用矿物掺合料和外加剂的应用 教学组织设计（分教学步骤列出内容、时间安排、教学方法、训练项目、素材等） 1、复习上两节课所讲的内容 10′ 2、3.2.4 混凝土用矿物掺合料的技术要求及应用 30′ 3、3.2.5 混凝土用外加剂的特性及应用 50′ 模 具 现场参观 挂 图 现场演练 电视录像、电影 上机训练 C A I 听力训练 教学手段采用:打“√” 录 音 其 他 √ 作业布置 参考资料 《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2005、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046-2008、《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T 27690-2011、《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T 18736-2002、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011、《混凝土外加剂》GB 8076-2008、《聚羧系高性能减水剂》JG/T 223-2007、《喷射混凝土用速凝剂》JC 477-2005 课后记要
3.2.4 混凝土用矿物掺合料的技术要求及应用 混凝土矿物掺合料又称混凝土矿物外加剂。是指在混凝土搅拌过程中加入的，具有一定细度和活性的，用于改善新拌和硬化混凝土性能(特别是混凝土耐久性)的某些矿物类的产品。 在混凝土拌合物中加入适量的活性矿物掺合料，可达到节约水泥、改善混凝土的和易性和耐久性、调节混凝土强度等目的。混凝土用活性矿物掺合料主要有粉煤灰、矿渣粉、硅灰等。其质量应分别符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2005、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046-2008、《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T 27690-2011、《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T 18736-2002及《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010和《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011的有关规定。具体在使用过程中应经试验确定。 1．粉煤灰 粉煤灰是电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。为富含玻璃体的实心或空心球状颗粒，颗粒直径一般为0.001～0.05mm，表面结构致密。其主要成分是氧化硅、氧化铝和少量的氧化钙，具有较高的活性。 按收集方式分为干排灰和湿排灰两种。湿排灰的活性较干排灰低。 按煤种分为F类和C类。F类粉煤灰是由无烟煤或烟煤煅烧收集的；C类粉煤灰是由褐煤或次烟煤煅烧收集的，其CaO含量一般大于10%。 (1) 技术要求 用于混凝土和砂浆中的粉煤灰的技术要求与质量标准见表3-13： 用于混凝土和砂浆中的粉煤灰的技术要求 表3-13 技术要求(GB/T 1596-2005) 技术要求(TB10424-2010、JTG/T F50-2011) 项目 Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级＜C50 ≥C50 细度(0.045mm方 ≤12.0% ≤25.0% ≤45.0% ≤25.0% (20.0%) ≤12.0% 孔筛筛余) 需水量比≤95% ≤105% ≤115% ≤105% ≤95% (100%) 含水率≤1.0%(干排灰) ≤1.0%(干排灰) 烧失量≤5.0% ≤8.0% ≤15.0% ≤8.0% (5.0%) ≤5.0% (3.0%) SO3含量≤3.0% ≤3.0% CaO含量-≤10% 游离CaO含量≤1.0%(F类)；≤4.0%(C类) ≤1.0% [≤1.0%(F类)；≤4.0%(C类)] 氯离子含量- ≤0.02% 安定性(雷氏法) 雷氏夹沸煮后增加距离≤5.0mm(C类) 雷氏夹沸煮后增加距离≤5.0mm(C类) 注：表中括号中的数字为JTG/T F50-2011的要求。 (2) 应用 粉煤灰可用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料，并成为水泥、混凝土的组分。粉煤灰可作为原料代替粘土生产水泥熟料的原料，也可用于制造烧结砖、蒸压加气混凝土、泡沫混凝土、空心砌块、烧结或非烧结陶粒。从粉煤灰中可分选漂珠、微珠、铁精粉、碳、铝等有用物质，其中漂珠、微珠可分别用作保温材料、耐火材料、塑料、橡胶填料等。 在混凝土中掺入粉煤灰，可节约水泥和细骨料，减少用水量，改善混凝土拌和物的和易性， 增强混凝土的可泵性，减少水化热，减少混凝土的徐变，提高混凝土抗渗能力，增加混凝土的