大坝混凝土.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,溪洛渡试验中心,水工混凝土原材料及工程应用,溪洛渡试验中心,1,、水 泥,2,、掺合料,3,、骨料,4,、外加剂,5,、混凝土拌和用水,1,、水 泥,2,、掺合料,3,、骨料,4,、外加剂,5,、混凝土拌和用水,1,、水泥,水泥是一种水硬性胶凝材料，与水混合后，能在空气中或水中硬化，可以把砂、石以及纤维等材料粘结在一起，承受一定的物理力学作用和化学作用而不发生破坏。水泥是极其重要的建筑材料和工程材料之一，和钢材、木材一起合称为基本建设的三大材料。它不但用于建筑、水利、道路、国防、石油开采、海洋开发等工程中，还可以用来制造铁路轨枕、坑木、水泥管、水泥桩等。,以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料称为通用硅酸盐水泥。,通用硅酸盐水泥,（,GB175-2007,）将通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。,一、硅酸盐水泥,（一）硅酸盐水泥的定义,硅酸盐水泥又称波特兰水泥，自,1824,年诞生至今，由于其具有丰富的原料资源，相对较低的生产成本和良好的胶凝性能，已成为最重要的建筑材料之一。,凡由硅酸盐水泥熟料和适量石膏，或者再加,0,5%,的石灰石粉或粒化高炉矿渣制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥熟料是指由主要含,CaO,、,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得，以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物含量（质量分数）不小于,66%,，氧化钙和氧化硅质量比不小于,2.0,。,硅酸盐水泥分为两种类型，不掺加混合材料的称为,P,型硅酸盐水泥。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过,5%,的粒化高炉矿渣或石灰石粉混合材料的，称为,P,型硅酸盐水泥。,（二）硅酸盐水泥的生产,硅酸盐水泥的生产技术分为生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个阶段，该生产工艺过程概括起来叫做“两磨一烧”，如图所示。,石灰质原料、粘土质原料与少量辅助原料经破碎后，按一定比例配合、磨细，并使各种原料充分混合均匀，称为生料制备；生料在水泥窑内煅烧至部分熔融得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，称为熟料煅烧；熟料加,2%,5%,天然石膏，有时还加适量混合材料或外加剂共同磨细为水泥，称为水泥粉磨。,硅酸盐水泥的生产过程,（三）硅酸盐水泥的矿物组成,硅酸盐水泥熟料矿物的组成主要是：硅酸三钙（,3CaOSiO,2,，简写为,C,3,S,），含量为,37%,60%,；硅酸二钙（,2CaOSiO,2,，简写为,C,2,S,），含量为,15%,37%,；铝酸三钙（,3CaOAl,2,O,3,，简写为,C,3,A,），含量为,7%,15%,；铁铝酸四钙（,4CaOAl,2,O,3,Fe,2,O,3,，简写为,C,4,AF,），含量为,10%,18%,。前两种矿物（,C,3,S,和,C,2,S,）称为硅酸盐矿物，一般占总量的,75%,82%,；后两种矿物称为熔剂矿物，一般占总量的,18%,25%,。,四种矿物成分的主要特征如下：,（,1,）,C,3,S,的水化速率较快，水化热较大且主要在水化反应早期释放。强度最高，并能随时间增长，是决定水泥强度等级高低的最主要矿物。,（,2,）,C,2,S,的水化速率最慢，水化热最小且主要在后期释放。早期强度不高，但后期强度增长率较高，是保证水泥后期强度增长的主要矿物。,（,3,）,C,3,A,的水化速率极快，水化热最大且主要在早期释放，硬化时体积减缩也最大。早期强度增长率很快，但强度不高，而且以后几乎不再增长，甚至降低，,C,3,A,是影响水泥凝结时间的主要矿物之一。,（,4,）,C,4,AF,的水化速率较快，仅次于,C,3,A,。水化热中等，强度较低。脆性较其它矿物小，但含量增多时，有助于水泥抗拉强度的提高。,除上述四种主要熟料矿物成分外，在硅酸盐水泥中尚有少量其它成分，对其性能影响比较大的有以下几种：,（,1,）氧化镁（,MgO,）它是一种影响水泥体积变形的成分，含量多时会使水泥安定性不良。国家标准规定：硅酸盐水泥中,MgO,的含量一般不超过,5%,。,（,2,）三氧化硫（,SO,3,）它主要是掺入石膏带来的，当石膏掺量合适时，既可以调节水泥的凝结时间，又可以提高水泥的性能，但当石膏掺入量超过一定值时，会使水泥的性能变差。国家标准规定：硅酸盐水泥中,SO,3,的含量不得超过,3.5%,。,（,3,）游离氧化钙（,fCaO,）它是在煅烧过程中未能反应结合而残存下来的过烧并呈游离态的,CaO,。如果,fCaO,的含量较高，则由于其滞后的水化，产生结晶膨胀而导致水泥石开裂，甚至破坏，即造成水泥安定性不良。通常熟料中,fCaO,的含量应严格控制在,1%,2%,以下。,此外，碱分（,K,2,O,、,Na,2,O,）可以增加,pH,值到,13.5,，对保护钢筋有利。然而，太高的碱含量会增加产生碱骨料反应的风险及引起浆体的收缩变形，因此，熟料中碱含量应加以限制。,（四）硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化,当硅酸盐水泥与水混合时，发生复杂的物理和化学反应，水泥颗粒表面的熟料矿物立即与水发生化学反应，生成含有水分的化合物，并释放出一定的热量，这一过程称为“水化”。水泥加水拌和后，最初形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去塑性，但尚未具有强度，这一过程称为“凝结”。随后产生明显的强度并逐渐发展成坚硬的石状物体,水泥石，这一过程称为水泥的“硬化”。水泥的凝结和硬化是人为划分的，实际上是一个连续的复杂的物理化学变化过程。,当水泥加水后，在水泥颗粒表面即发生水化反应，水化产物立即溶于水中，这时，水泥颗粒又暴露出一层新的表面，再继续与水反应，这种作用反复进行下去，使水泥颗粒周围的溶液很快成为水化产物的饱和溶液，当溶液达到过饱和以后，水泥继续水化所生成的水化产物就不能再继续溶解，而是以细分散状态的颗粒析出，附着在水泥粒子的表面，形成凝胶膜包裹层，而溶解度稍大的氢氧化钙等，则从水泥颗粒表面向液相迁移扩散，在原水泥颗粒之间的充水空间形成晶粒析出。,水化反应所形成的许多难溶的水化物从高度过饱和溶液中沉淀出来时，初期为胶体微粒，加之水化过程中的化学分散与物理分散作用，使浆体中颗粒的分散度提高，当水泥水化到一定程度时，水泥浆体系中胶体范围的粒子增多，胶体粒子的热运动致使粒子间相互碰撞，结果在粒子的某些少溶剂化区段，也是粘附力较大的区域，依靠分子引力互相吸附，形成介于稳定的凝聚网状结构。随着反应的继续进行，水化粒子大量生成，水化物粒子之间的距离逐步缩小，粒子进一步靠近，当粒子间距离小到一定程度时，结晶接触连生的可能性就发生了，此时的粒子间作用力由分子间作用力转化为化学键力。这就使介于稳定的凝,聚网状结构进一步强化，并逐步向结晶网状结构转变。由胶体状的水化产物在某些少溶剂化区段接触，构成结构疏松的凝聚网状结构，从而使浆体失去流动性和部分可塑性，这时属初凝阶段。当凝聚网状结构向结晶网状结构转变，并在网状结构内部被不断形成的新的水化物所充实加强后，水泥浆体具有一定的强度，这即为终凝阶段。继续水化，新的水化产物使结构致密，强度增加。,由此可见，水泥的水化、凝结硬化是一个连续过程。水化是水泥产生凝结硬化的前提，凝结硬化是水泥水化的结果。凝结标志着水泥浆失去流动性而具有一定的塑性强度，硬化则表示水泥浆固化后所建立起来的网状结构具有一定的机械强度。由于水泥颗粒的水化反应是由表及里进行的，所以硬化并不代表水泥水化反应的结束，只要养护条件合适，未水化的水泥颗粒还会吸水发生水化反应，形成水化物，填充于硬化了的水泥浆体孔隙中。因此，硬化水泥浆体是由水泥水化产物、未水化的水泥熟料颗粒、水及大小不同的孔隙组成的。,（,a,）水泥颗粒分散在水中；（,b,）颗粒表面形成水化膜层；,（,c,）膜层长厚并相互连接（凝结）；（,d,）水化继续，水化物填充毛细孔（硬化）,1-,水泥颗粒；,2-,水；,3-,凝胶；,4-,晶体；,5-,未水化水泥颗粒；,6-,毛细孔,二、中热硅酸盐水泥,（一）定义：以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥（简称中热水泥），代号,PMH,。,（二）矿物熟料,硅酸三钙（,3CaOSi0,2,）的含量应不超过,55%,，铝酸三钙（,3CaOAl,2,0,3,）的含量应不超过,6,，游离氧化钙的含量应不超过,1.0%,。,（三）技术要求,序号,检验项目,指标,GB200-2003,1,比表面积,(m,2,/kg),250,2,氧化镁含量,(%),5.0,3,碱含量,(%),0.60,4,SO3,含量,(%),3.5,5,凝结时间,初凝,(min),60,终凝,(h),12,6,烧失量,(%),3.0,7,安定性,合格,8,抗压强度,(MPa),3d,12.0,7d,22.0,28d,42.5,9,抗折强度,(MPa),3d,3.0,7d,4.5,28d,6.5,10,水化热,(kJ/kg),3d,251,7d,293,表,1-,1,水泥品质检验项目与指标,三、工程应用,溪洛渡水电站主体工程主要采用,42.5,中热硅酸盐水泥，有两个生产厂家为工程提供,42.5,中热水泥。目前为工程供应,42.5,中热水泥约,151,万吨左右。,表,1-2,水泥熟料矿物组成及化学成分,序号,矿物组成与化学成分,指标,GB200-2003,工程标准,1,硅酸三钙,(%),55,55,2,铝酸三钙,(%),6.0,4.0,3,铁铝酸四钙,(%),/,15,4,游离氧化钙,(%),1.0,1.0,表,1-,3,水泥品质检验项目与指标,序号,检验项目,指标,备 注,GB200-2003,工程标准,1,比表面积,(m2/kg),250,250320,大于,320,的数量不得超过,15%,，最大值不超过,340,。,2,氧化镁含量,(%),5.0,4.25.0,3,碱含量,(%),0.60,0.55,4,SO3,含量,(%),3.5,3.5,5,凝结时间,初凝,(min),60,60,终凝,(h),12,12,6,烧失量,(%),3.0,3.0,7,安定性,合格,合格,8,抗压强度,(MPa),3d,12.0,12.0,不作为判定水泥品质是否合格的强制性控制指标。,7d,22.0,22.0,28d,42.5,493.5,9,抗折强度,(MPa),3d,3.0,3.0,不作为判定水泥品质是否合格的强制性控制指标。,7d,4.5,4.5,28d,6.5,7.5,10,水化热,(kJ/kg),3d,251,241,7d,293,283,表,1-4,矿物熟料及化学成分检测结果,生产厂家,矿物熟料及化学成分含量（,%,）,C,3,S,C,2,S,C,3,A,C,4,AF,f-CaO,华新厂,52.65,23.23,2.09,15.52,0.44,峨胜厂,50.25,26.94,0.45,16.20,0.24,表,1-5,中热水泥品质检测结果统计（,2011,年,1,月,-7,月）,生产厂家,统计项目,凝结时间,(h:min),比表面积,(m,2,/kg),loss,(%),MgO,(%),SO,3,(%),碱含量,(%),水化热,(kJ/kg),初凝,终凝,3d,7d,华新,P,MH42.5,检测次数,327,327,91,26,26,26,26,6,6,最大值,2:45,3:30,336,1.35,4.91,2.79,0.52,239,279,最小值,1:05,2:29,266,0.57,4.42,2.16,0.38,220,261,平均值,2:02,2:55,302,0.90,4.74,2.34,0.43,228,270,合格率,(%),100,100,93.4,100,100,100,100,100,100,峨眉山,P,MH42.5,检测次数,5,5,1,/,/,/,/,/,/,最大值,2:56,3:45,/,/,/,/,/,/,/,最小值,2:45,3:35,/,/,/,/,/,/,/,平均值,2:53,3:37,308,/,/,/,/,/,/,合格率,(%),100,100,100,/,/,/,/,/,/,CTGPC,XLD 01,60min,12h,250,320*,3.0,4.2,5.0,3.5,0.55,241,283,生产厂家,统计项目,抗压强度,(MPa),抗折强度,(MPa),3d,7d,28d,3d,7d,28d,昭通华新,P,MH42.5,检测次数,369,369,369,369,369,369,最大值,29.7,38.8,56.9,5.7,7.2,10.4,最小值,18.7,25.2,44.9,3.6,4.8,7.9,平均值,22.6,30.2,50.8,4.7,6.1,9.0,四川,峨眉山,P,MH42.5,检测次数,122,122,122,122,122,122,最大值,24.5,33.3,58.2,5.1,6.7,10,最小值,18.0,25.0,45.3,3.7,4.9,7.8,平均值,21.7,29.3,51.8,4.5,6.0,9.0,CTGPCXLD 01,12.0,22.0,493.5,3.0,4.5,7.5,胶砂搅拌机：主要用于水泥胶砂的搅拌,胶砂振实台：主要用于水泥胶砂强度试件成型,净浆搅拌机：主要用于水泥净浆搅拌,水泥养护箱：主要用于水泥胶砂强度试件养护,水化热测定仪：主要用于水泥水化热检测,水泥化学分析试验,1,、水 泥,2,、掺合料,3,、骨料,4,、外加剂,5,、混凝土拌和用水,2,、掺合料,随着混凝土技术的发展，混凝土掺合料的应用日益广泛。使用混凝土掺合料不但能代替部分水泥，改善工作性，改善混凝土的各种性能，而且还能降低造价，节约工程投资，同时由于混凝土掺合料多为工业粉尘，对节省能源、保护环境也大有好处。,一、掺合料的定义及分类,（一）掺合料的定义,掺合料是指用于拌制水泥混凝土和砂浆时，掺入的粉煤灰等混合材料。,（二）掺合料的分类,掺合料按来源可分为两类，一类为工业副产品，比如燃煤发电厂排放的粉煤灰，炼铁排放的高炉矿渣，铁合金厂排放的硅粉等；另一类为天然矿物材料，像沸石、火山灰、硅藻石、蛋白石等。按掺合料的活性，将其分为活性掺合料和非活性掺合料。,（,1,）活性掺合料,活性掺合料是指某些自身具有水硬性的材料，如碱性粒化高炉矿渣、增钙液态渣、烧页岩灰等。或者某些自身不具有水硬性，但经磨细与石灰和石膏拌和在一起，加水后能在常温下具有胶凝性的水化产物，既能在水中又能在空气中硬化，这种材料称为具有活性水硬性材料，如酸性粒化高炉矿渣、硅粉、沸石粉、粉煤灰、烧页岩，以及火山灰质材料，如火山灰、浮石、凝灰岩、硅藻土、蛋白石等。,（,2,）非活性掺合料,非活性掺合料是指某些不具有水硬性或活性甚低的人造或天然矿物材料，一般与水泥不起化学反应或反应很小，掺入混凝土中主要起填充作用和改善混凝土的和易性，如磨细石英砂、石灰石、粘土等。,二、粉煤灰的基本性质,（一）定义及分类,电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰。其主要化学成分为氧化硅（,SiO,2,）及氧化铝（,Al,2,O,3,），这两种成分的总含量一般在,60%,以上，它们是粉煤灰活性的主要来源。除此之外还有少量的氧化铁（,Fe,2,O,3,）、氧化钙（,CaO,）、氧化镁（,MgO,）及三氧化硫（,SO,3,）和部分碳。,按其排放方式的不同，分为干排灰和湿排灰两种。湿排灰含水量大，活性降低较多，质量不如干排灰。干排灰按收集方法的不同，有静电收尘灰和机械收尘灰两种。静电收尘灰颗粒细、质量好；机械收尘灰的颗粒较粗、质量较差。为改善粉煤灰的品质，可对粉煤灰进行再加工，采用风选处理的，称为风选灰；经磨细处理的称为磨细灰；未经加工的称为原状灰。,按所燃煤种不同，分为,F,类及,C,类。,F,类粉煤灰是由燃烧无烟煤或烟煤的烟气中收集的粉煤灰；,C,类粉煤灰是由燃烧褐煤或次烟煤的烟气中收集的粉煤灰，灰中氧化钙的含量较高，一般大于,10%,。,（二）基本性质,粉煤灰在混凝土中产生形态效应、火山灰效应和微集料效应三种效应。粉煤灰粒径很小，多呈球形，表面比较光滑，这种球形小颗粒通称为微珠，掺入混凝土中，可提高混凝土的和易性，减少用水量。虽然粉煤灰的,CaO,含量较低，其自身所能产生的水化作用是微不足道的，当受到水泥水化生成的,Ca(OH),2,的激发，粉煤灰会逐渐发生水化作用，并产生力学强度。粉煤灰的颗粒一般都很小，在混凝土中可起微集料作用，充填在微小的孔隙中，可使混凝土更加致密。,（三）粉煤灰对混凝土性能的影响,（,1,）对混凝土拌和物性能的影响,混凝土中掺加粉煤灰后，粉煤灰含有的微小球形颗粒如同“滚珠作用”，能够减少混凝土中骨料间的摩阻力，使混凝土用水量降低。同时，粉煤灰的微小颗粒也能改善混凝土内部结构，可提高混凝土的和易性和稳定性。但由于粉煤灰中多孔的炭粒具有较强的吸附能力，能减减少拌和物中的含气量，使达到相同含气量时混凝土引气剂的掺量增加。另外掺加粉煤灰会延长混凝土的凝结时间。,（,2,）对混凝土强度的影响,粉煤灰对混凝土强度的影响取决于其减水效果和火山灰效应。由于粉煤灰自身的胶凝性比水泥小，须与水泥水化产物,Ca(OH),2,产生二次水化反应，因此掺加粉煤灰的混凝土早期强度发展缓慢，后期增长率高。这对水工混凝土建筑物来说，能充分利用其后期强度的发展，有利于改善和提高混凝土性能。,（,3,）对混凝土温升的影响,在等量取代水泥时，随粉煤灰掺量增加水泥水化热降低，即降低了混凝土温升。粉煤灰还能削减温峰和推迟最高温升出现的时间，这对大体积水工混凝土防裂和抗裂有利。,（,4,）对混凝土变形性能的影响,掺粉煤灰混凝土早龄期由于水化反应较低，混凝土的极限拉伸值、抗压弹性模量较低，徐变较大。随着龄期增长，粉煤灰水化速度加快，极限拉伸值也在发展，其增长率要比不掺的混凝土高。掺粉煤灰混凝土的弹性模量与普通混凝土相当，其徐变随龄期增长而变小。掺优质粉煤灰可以减少干缩。,（,5,）对混凝土耐久性的影响,粉煤灰对混凝土抗渗性影响的规律是：在粉煤灰掺量,30%,情况下，,28d,抗渗性低于不掺粉煤灰混凝土，随后到,90d,时抗渗性逐步提高，,180d,粉煤灰混凝土抗渗性有较大的改善。,粉煤灰对混凝土抗冻性的影响，一般认为在保证掺粉煤灰混凝土含气量的条件下，其抗冻性与不掺粉煤灰的混凝土大致相当。中国水利水电科学研究院对粉煤灰混凝土的抗冻性做过系统的研究，证明了在等量取代的条件下，粉煤灰掺量为,15%,时，混凝土抗冻性可得到改善，但当粉煤灰掺量超过一定范围时，将使混凝土的抗冻性受到影响。,三、硅粉的基本性质,（一）定义及成分,硅粉也称硅灰，呈灰白色，是在冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道排出的硅蒸气氧化后，经收尘器收集得到的无定形二氧化硅（,SiO,2,）为主要成分的产品。其无定形,SiO,2,含量一般为,85%,96%,，并含有较少量的,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,等。,（二）基本性质,硅粉的粒径为,0.1,1.0m,，是水泥粒径的,1/50,1/100,，比表面积为,20103,25103 m,2,/kg,密度为,2.1,2.2g/cm,3,，松散堆积密度为,250,300kg/m,3,。,表,2-1,硅粉技术要求,试验项目,指 标,烧失量,/%,6,氯离子,/%,0.02,二氧化硅,/%,85,比表面积,/m,2,/kg,15000,含水率,/%,3.0,需水量比,/%,125,活性指数,28d/%,85,（三）硅粉对混凝土性能的影响,（,1,）对混凝土拌和物的影响,由于硅粉颗粒极细，比表面积大，其需水量为普通水泥的,130%,150%,，故混凝土流动性随硅粉掺量增加而降低。为了保持混凝土流动性，必须掺用高效减水剂。硅粉的掺入，显著地改善混凝土粘聚性及保水性。,（,2,）对硬化混凝土的影响,（,a,）对混凝土强度的影响。由于硅粉是一种高活性火山灰质材料，其比表面积很大，所以早期就具有较强的火山灰效应，可显著提高混凝土强度，适用于配制高强度（如,C60,甚至,C100,）混凝土。,（,b,）混凝土耐久性的影响。硅粉掺入混凝土中使其内部结构发生变化，微小颗粒及火山灰反应，大大地改善了混凝土孔结构，降低了孔隙率，增加了密实性，但是硅粉掺入后，对引气剂有吸附作用，达到要求含气量时会使引气剂掺量增加。,硅粉混凝土的干缩要比不掺硅粉混凝土大一些。,硅粉混凝土具有较高的抗硫酸盐和氯盐的侵蚀性。,硅粉对抑制混凝土碱骨料反应是有效的。,硅粉混凝土具有较高的抗冲磨性。,四、粉煤灰的应用,（,1,）掺粉煤灰混凝土的设计强度等级、强度保证率和标准差等指标，应与不掺粉煤灰的混凝土相同，按有关规定取值。,（,2,）掺粉煤灰混凝土的强度、抗渗、抗冻等设计龄期，应根据建筑物类型和承载时间确定，宜采用较长的设计龄期。,（,3,）永久建筑物水工混凝土宜采用,级粉煤灰或,级粉煤灰，坝体内部混凝土、小型工程和临时建筑物的混凝土，经试验论证后也可采用,级粉煤灰。,（,4,）永久建筑物水工混凝土粉煤灰（,F,类）的最大掺量依据施工规范进行掺用。,（,5,）水工混凝土掺,C,类粉煤灰时，掺量应通过试验论证确定。,（,6,）掺粉煤灰混凝土的胶凝材料用量，应符合,水工碾压混凝土施工规范,（,DL/T 5112-2009,）及,水工混凝土施工规范,（,DL/T 5144-2001,）的规定。,（,7,）掺粉煤灰混凝土的配合比设计，按,水工混凝土配合比设计规程,（,DL/T 5330-2005,）执行。,（,8,）粉煤灰与水泥、外加剂的适应性应通过试验论证。,（,9,）掺粉煤灰混凝土的拌和物应搅拌均匀，搅拌时间应通过试验确定。,（,10,）掺粉煤灰混凝土浇筑时不应漏振或过振，振捣后的混凝土表面不得出现明显的粉煤灰浮浆层。,（,11,）掺粉煤灰混凝土的暴露面应潮湿养护，应适当延长养护时间。,（,12,）掺粉煤灰混凝土在低温施工时应采取表面保温措施，拆模时间应适当延长。,五、工程应用,溪洛渡水电站主体工程主要采用,级粉煤灰，为工程供应粉煤灰的厂家有近,10,家。目前为工程供应,级粉煤灰约,74,万吨左右。,表,2-2,混凝土用粉煤灰的技术要求,序号,检测项目,级,级,1,细度（,45,m,方孔筛筛余，,%,）,12,25,2,需水量比（,%,）,95,100,3,烧失量（,%,）,5.0,5.0,4,含水量（,%,）,1.0,1.0,5,三氧化硫（,%,）,3.0,3.0,6,游离氧化钙,(%),1.0,1.0,7,碱含量,(,以钠当量计,)(%),2.7,2.7,表,2-3,粉煤灰品质检测结果,粉煤灰厂家,统计项目,细度,(%),需水量比,(%),烧失量,(%),三氧化硫,(%),含水量,(%),碱含量,(%),游离氧化钙,(%),华珞电厂,检测次数,707,707,707,39,39,39,39,最大值,12.0,94,4.54,1.96,0.24,1.91,0.36,最小值,3.5,90,1.33,0.72,0.06,0.85,0.10,平均值,8.1,91,2.47,0.97,0.10,1.74,0.19,合格率,(%),100,100,100,100,100,100,100,CTGPC,XLD 02,级灰,12.0,95,5.0,3.0,1.0,2.7,1.0,宣威,级灰,华珞,级灰,3500,倍,2100,倍,1050,倍,宣威,级灰,表,2-4,硅粉品质检测结果,硅灰,厂家,统计,项目,细度,(%),密度,(g/cm,3,),SiO,2,(%),Cl,-,(%),含水率,(%),烧失量,(%),活性指数,(%),需水量比,(%),重庆富祥,检测次数,1,2,2,2,2,2,1,2,最大值,/,2.17,95.3,0.006,2.66,3.66,/,116,最小值,/,2.12,95.1,0.003,1.42,2.28,/,114,平均值,1.1,2.14,95.2,0.004,2.04,2.97,97,115,溪洛渡水电站混凝土用硅粉技术要求,10,5,85,0.02,3,6,90,125,跳桌：主要用于胶砂流动度试验,负压筛析仪：主要用于粉煤灰、水泥细度试验,高温炉：主要用于烧失量试验,火焰光度计：主要用于碱含量测定,1,、水 泥,2,、掺合料,3,、骨料,4,、外加剂,5,、混凝土拌和用水,3,、骨料,骨料是混凝土的主要组成材料，在混凝土中，骨料占其总体积的,3/4,以上。混凝土所用砂石骨料按粒径分为细骨料和粗骨料。凡颗粒粒径在小于,5.00mm,的岩石颗粒称为细骨料，又称砂子；颗粒粒径大于,5.00mm,的岩石颗粒称为粗骨料，又称为石子。,一、细骨料,（一）细骨料的分类,砂按其生产工艺和方法的不同分为天然砂和人工砂两类。天然砂是由自然条件作用而形成的，公称粒径小于,5.00mm,的岩石颗粒。按其产源不同，可分为河砂、海砂、山砂。人工砂是岩石经除土开采、机械破碎、筛分而成的，公称粒径小于,5.00mm,的岩石颗粒。,按细度模数大小，砂可分为粗砂（细度模数,FM,为,3.7,3.1,）、中砂（,FM,为,3.0,2.3,）、细砂（,FM,为,2,1.6,）、特细砂（,FM,为,1.5,0.7,）。,（二）细骨料的基本性质,砂的颗粒级配合理与否直接影响到混凝土拌和物的稠度。合理的砂子级配，可以减少拌和物的用水量，节约水泥，并得到流动性、均匀性及密实性均较佳的混凝土。,另外砂的粗细对混凝土的性能尤其是拌和物性能也影响较大。采用粗砂拌制的混凝土和易性较差，拌和物易分离，混凝土泌水性较大。而采用细砂或特细砂配制的混凝土虽然混凝土和易性好，但其比表面积大，使混凝土用水量及水泥用量增加，混凝土易开裂。,表,3-1,砂颗粒级配区,筛孔尺寸,（,mm,）,级 配 区,一 区,二 区,三 区,累 计 筛 余（,%,）,10.0,0,0,0,5.00,100,100,100,2.50,355,250,150,1.25,6535,5010,250,0.63,8571,7041,4016,0.315,9580,9270,8555,0.16,10090,10090,10090,砂颗粒级配区,二、粗骨料,（一）粗骨料的分类,混凝土中常用的粗骨料有卵石和碎石两种。,卵石是由自然条件作用形成的，公称粒径大于,5.0mm,的岩石颗粒。,碎石是由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得的，公称粒径大于,5.0mm,的岩石颗粒。,（二）粗骨料的基本性质,粗骨料公称粒径的上限值，称为骨料最大粒径。粗骨料最大粒径增大时，骨料的空隙率及表面积都减小，在水胶比及混凝土流动性相同的条件下，可使水泥用量减少，且有助于提高混凝土的密实性、减少混凝土的发热量及混凝土的收缩。,骨料的最大粒径与结构物断面、钢筋疏密及施工条件的有关。规范规定，粗骨料中的最大粒径不应超过钢筋净距的,2/3,、构件断面最小边长的,1/4,、素混凝土板厚的,1/2,。对于少筋或无筋混凝土结构，应选用较大的粗骨料粒径。,为了获得密实的混凝土，要求砂石骨料具有良好的级配，但是工程实际中粗骨料的天然级配很难达到良好级配，为此，通常将粗骨料按最大粒径分成二级、三级或四级，分别堆放，拌制混凝土时按各级粗骨料所占比例掺配使用。,粗骨料几种粒径组合为：,当最大粒径为,40mm,时，分成,D20,、,D40,二级；,当最大粒径为,80mm,时，分成,D20,、,D40,、,D80,三级；,当最大粒径为,150,（,120,）,mm,时，分成,D20,、,D40,、,D80,、,D150,（,D120,）四级。,三、骨料的碱活性,（,1,）概述,碱骨料反应（又称碱,-,活性骨料反应）是指混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱与骨料中的某些碱活性成分发生化学反应，在混凝土浇筑成型后若干年逐渐反应（碱骨料反应时间较为缓慢，短则几年，长则几十年才能被发现），反应生成物吸水膨胀，使混凝土产生内部应力，膨胀开裂，导致混凝土失去设计性能。由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布，所以一旦发生碱骨料反应，混凝土内各部分均产生膨胀应力，发展严重的只能拆除，无法补救，因而被称为混凝土的癌症。,（,2,）碱骨料反应的机理,根据国际、国内土建工程在潜在性碱骨料反应的研究成果，目前可能发生潜在性碱骨料反应的有碱,-,硅反应和碱,-,碳酸反应两种形式。,碱,-,硅反应是指混凝土原材料中的碱（,K+,、,Na+,离子）与某些硅质组分反应，生成碱硅凝胶，在活性骨料界面上发生膨胀而导致混凝土局部膨胀而发生的破坏，在世界范围发生的碱,-,硅反应的工程实例较多，但碱,-,硅反应可以通过采取非碱活性骨料、低碱水泥和控制每方混凝土总碱量、掺加活性掺合料和外加剂等措施进行抑制和预防。,碱,-,碳酸反应是在碳酸盐（主要是石灰岩）骨料中可能发生的，混凝土原材料中的碱（,K+,、,Na+,离子）与微晶质或隐晶质碳酸盐骨料发生去白云石化反应，生成粘土矿物发生膨胀而导致的破坏。在世界范围发生的碱,-,碳酸反应的工程实例较少，目前我国还没有碱,-,碳酸反应的工程实例。但碱,-,碳酸反应目前尚无有效的抑制措施，因此，如果石灰岩骨料被判为潜在性碱,-,碳酸反应活性骨料，这种骨料将会被废弃，不能在混凝土工程中使用。,可能发生碱骨料反应的前提是：首先要有碱活性骨料，混凝土中有足够的碱（,K+,、,Na+,离子），及适宜碱骨料反应的温度和湿度条件。,（,3,）抑制碱骨料反应的方法,对经常与水接触或处于潮湿状态下的混凝土,所用骨料必须取有代表性的样品进行骨料的碱活性检验，为活性骨料时,应尽量避免使用。如果必须采用此类骨料时，应采用以下方法抑制碱骨料反应：,必须选用低碱水泥（碱当量小于,0.6%,），并限制混凝土的碱含量,在混凝土中适量掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料，如掺用粉煤灰、矿渣粉等,因为掺入活性掺合料一方面可以减少水泥带入的碱，一方面活性掺合料可以将大量的碱滞留，减少与活性骨料反应的碱，从而抑制碱骨料反应。,掺用引气剂：混凝土掺引气后有两个重要作用，它使砂浆中含有大量均匀分布的微小气泡，可以减轻碱骨料反应引起的膨胀压和渗透压；它截断了砂浆内部相互联通的毛细管，增强了混凝土的抗渗性，阻止或减少了水分的渗入，可减缓碱骨料反应的危害程度。,掺用减水剂：掺用减水剂可以减少混凝土单位用水量，减少胶凝材料的用量，可以减轻反应的危害程度。,碱骨料反应要有水分，如果没有水分，反应就会大为减少乃至停止，因此重视建筑物的排水，避免混凝土表面积水或接缝存水，可以减轻反应的危害程度。,四、骨料的选择使用,骨料的使用应根据优质、经济、就地取材的原则，可选用天然骨料、人工骨料，或两者相互补充。应充分利用符合质量要求的工程开挖料加工骨料。当选用人工骨料时，有条件的地方宜选用石灰岩质的料源。使用天然骨料级配不合理时，应制定使用平衡计划，尽量减少弃料。,在大体积混凝土工程中选择骨料时，除考虑软弱颗粒含量外，也要考虑骨料的弹性性质。因为混凝土的弹性模数一般取决于所用骨料的性质，骨料的弹性模数越高，则由这种骨料制成的混凝土的弹性模数也越高。另外骨料弹性模数的高低直接影响由这种骨料制成的混凝土极限拉伸值的,高低及徐变变形的大小，对混凝土的干缩性质也有影响。一般情况下，砂石骨料弹性模数越高，混凝土的极限拉伸值和徐变变形越小，混凝土的干缩变形值也越小。,选择水工混凝土砂石骨料时，应选择既能提高抗裂能力又能满足强度、抗冻、抗侵蚀以及抗风化等性能的骨料，需进行技术经济综合考虑。风化的砂石，如未通过试验充分论证，一般不能作为水工混凝土的骨料应用。,砂石骨料的热学性质对混凝土的热学性能有很大影响，在砂石骨料中由于矿物含量的不同，线膨胀系数变化较大，石英岩和其它含硅质的骨料一般有较高的线膨胀系数，某些花岗岩、石灰岩、大理石有较低的线膨胀系数，选用线膨胀系数较低的砂石骨料对防止混凝土裂缝有利。,五、工程应用,溪洛渡水电站大坝工程采用玄武岩粗骨料、灰岩细骨料；地厂工程在不同时段分别采用全玄、全灰粗细骨料。,表,3-2,混凝土用细骨料品质检验项目和指标,序号,项 目,指标,备注,1,细度模数,2.60.2,2,石粉含量,(,粒径,0.16mm)(%),10,15,3,泥块含量,(%),不允许,4,硫化物及硫酸盐含量（按,SO,3,质量计,(%),）,0.5,5,坚固性,(%),有抗冻要求的混凝土,8,无抗冻要求的混凝土,10,6,有机质含量,不允许,7,表观密度,(kg/m,3,),2500,8,云母含量,(%),2,9,饱和面干表面含水率,(%),6,合格率不得低于,85%,；最大含水率,7%,表,3-3,粗骨料品质检测项目和指标,序号,检测项目,指 标,1,含泥量（,%,）,(,粒径,0.08mm,颗粒含量,),D20,、,D40,粒径级,1.0,D80,、,D150(D120),粒径级,0.5,2,泥块含量（,%,）,不允许,3,坚固性（,%,）,5,4,硫化物及硫酸盐含量（按,SO,3,质量计）（,%,）,0.5,5,有机质含量,浅于标准色,6,表观密度（,kg/m,3,）,2550,7,吸水率（,%,）,1.5,8,针片状颗粒含量（,%,）,15,9,压碎指标（,%,）,12,10,超径含量（,%,）,5(,方孔筛,),11,逊径含量（,%,）,10(,方孔筛,),表,3-4,细骨料品质检测结果统计,细骨料,品种,产地,统计项目,细度模数,石粉含量,(%),坚固性,(%),有机质,含量,表观密度,(kg/m,3,),云母,含量,(%),吸水率,(%),0.08mm,颗粒含量,(%),灰岩砂,葛洲坝,马家河坝料场,检测次数,37,37,3,3,3,3,3,33,最大值,2.76,16.8,2.0,/,2710,/,0.8,7.6,最小值,2.49,11.6,1.0,/,2690,/,0.8,4.6,平均值,2.64,13.5,1.3,合格,2700,0,0.8,6.3,合格率,(%),100,94.6,100,100,100,100,/,/,玄武岩,水电八局中心场,料场,检测次数,19,17,8,3,4,3,5,16,最大值,2.79,15.6,2.0,/,2920,/,1.20,7.6,最小值,2.50,11.6,1.0,/,2910,/,0.80,4.2,平均值,2.68,13.5,1.1,合格,2920,0,0.98,5.7,合格率,(%),100,94.1,100,100,100,100,/,/,玄武岩,武警水电黄桷堡,料场,检测次数,8,8,2,2,2,2,2,8,最大值,2.73,15.4,0,/,2910,0,1.2,8.2,最小值,2.40,13.0,0,/,2900,0,0.9,5.6,平均值,2.58,15.4,0,合格,2905,0,1.1,7.3,合格率,(%),100,87.5,100,100,100,100,/,/,CTGPC,XLD 04,2.6,0.2,10,15,8,不允许,2500,2,/,/,大坝细化指标,2.5,2.7,/,/,/,/,/,/,/,表,3-5,拌和楼抽取,粗骨料品质检测结果统计,拌和,系统,粒径,(mm),统计值,含泥量,(%),超径,(%),逊径,(%),中径筛,筛余量,(%),针片状,(%),高线拌和楼,(,塘房坪料场,),5,20,检测次数,21,21,21,21,1,最大值,0.4,18,5,87,/,最小值,0.1,2,1,47,/,平均值,0.2,7,3,63,6,合格率,(%),100,52.4,100,71.1,100,20,40,检测次数,21,21,21,21,1,最大值,0.4,19,9,71,/,最小值,0.1,4,1,42,/,平均值,0.2,11,4,55,3,合格率,(%),100,19.0,100,95.2,100,40,80,检测次数,17,20,20,20,/,最大值,0.2,21,6,67,/,最小值,0.1,0,0,31,/,平均值,0.1,4,3,45,/,合格率,(%),70.0,55.0,100,7