混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院混凝土知识混凝土知识编制人：杨柳编制人：杨柳2011年年4月月混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院为什么要学习混凝土知识？混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院第一章 混凝土的分类及介绍第二章 普通混凝土的组成第三章 新拌混凝土的性能第四章 影响混凝土可泵性的因素第五章 高性能混凝土目目 录录混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 第一章第一章 混凝土的分类及介绍混凝土的分类及介绍混凝土混凝土作为泵送设备的工作对象，其质量作为泵送设备的工作对象，其质量和配合比直接影响着泵送工作效率和泵送和配合比直接影响着泵送工作效率和泵送性能，所以混凝土泵送设备的使用者必须性能，所以混凝土泵送设备的使用者必须对混凝土的基本知识有所了解，包括混凝对混凝土的基本知识有所了解，包括混凝土土组成材料的成份、配合比、品质及制备组成材料的成份、配合比、品质及制备质量要求质量要求等。等。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院一、一、 混凝土的分类混凝土的分类混凝土混凝土是由胶结料和骨料组成的混合物，通过搅拌、浇筑成形和养护硬化而成。通常胶结料有水泥、石膏、沥青、聚合物等材料；骨料有砂、石子等材料。混凝土的种类很多，分类方法也很多，例举分类如下：混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院按胶凝材料的品种分类 通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。 有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院按使用功能和特性分类按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院按坍落度的大小分类 根据坍落度的大小，可将混凝土拌合物分为:1、大流动性泥凝土(坍落度大于或等于)2、流动性混凝土(坍落度为)3、塑性混凝土(坍落度为)4、低塑性混凝土(坍落度为)。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院按是否凝固分类 根据是否已经凝固，混凝土分为已经凝固混凝土和尚未凝固混凝土。 已凝固混凝土的特性包含内容较多，通常用抗压强度来评判其质量标准；例：C40C40混凝土表混凝土表示凝固后其抗压强度为示凝固后其抗压强度为 40 MPa 40 MPa （N/mm2N/mm2）；已凝固混凝土的特性对施工来说尤为重要。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 对于泵送设备来说，则要求未凝固混凝土对于泵送设备来说，则要求未凝固混凝土既既可泵送，又不破坏凝固后混凝土的特性可泵送，又不破坏凝固后混凝土的特性。并非所有尚未凝固混凝土均可以泵送。一般在满足凝固后混凝土的特性的基础上，应尽可能提高可泵送性能。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 普通混凝土是指以水泥为普通混凝土是指以水泥为胶凝材料胶凝材料，砂子和石子为砂子和石子为骨料骨料，经加水搅拌、浇筑成，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的型、凝结固化成具有一定强度的“人工石人工石材材”，即水泥混凝土，是目前工程上最大，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品种。量使用的混凝土品种。“混凝土混凝土”一词通一词通常可简作常可简作“砼砼”。普通混凝土：普通混凝土：一般来讲，普通混凝土是指区一般来讲，普通混凝土是指区别于以下几种特殊混凝土而用于一般建筑工程、别于以下几种特殊混凝土而用于一般建筑工程、市政等方面的混凝土。市政等方面的混凝土。二、二、 普通混凝土介绍普通混凝土介绍混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院抗渗砼抗渗砼(抗渗等级P6)。用于工程基础、水利、特种工程等;抗冻砼抗冻砼(抗冻等级F50)。用于耐低温环境砼;高强砼高强砼(C50)。用于高层建筑;高性能砼高性能砼(耐振,耐久)。用于客运专线、高铁梁厂、隧道、无渣轨道基础等项目。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 从砼级配从砼级配 角度来讲，普通混凝土一般指角度来讲，普通混凝土一般指二级配二级配混凝土。混凝土。 砼级配砼级配是是按照粗骨料级配中最大骨料粒径按照粗骨料级配中最大骨料粒径来划来划分的。以三峡工程划分分类为例：分的。以三峡工程划分分类为例： 二级配二级配 小：中小：中40：60 三级配三级配 小：中：大小：中：大25：25：50 四级配四级配 小：中：大：特大小：中：大：特大20：20：30：30 其中，通常其中，通常小骨料粒径小骨料粒径 520mm, 中骨料中骨料2040mm, 大骨料大骨料4080mm, 特大特大80120mm。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院普通混凝土的基本组成一般是由普通混凝土的基本组成一般是由水泥、砂、水泥、砂、石料、水、外加剂石料、水、外加剂等组成。等组成。 混凝土的性能在很大程度上取决于组成混凝土的性能在很大程度上取决于组成材料的性能。因此必须根据工程性质、设计材料的性能。因此必须根据工程性质、设计要求和施工现场条件合理选择原料的品种、要求和施工现场条件合理选择原料的品种、质量和用量。质量和用量。 要做到合理选择原材料，首先必须了解要做到合理选择原材料，首先必须了解组成材料的性质、作用原理和质量要求。组成材料的性质、作用原理和质量要求。第二章第二章 普通混凝土的组成普通混凝土的组成混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院一、水泥1、水泥品种的选择水泥是一种磨得很细的材料，按其组成成份可分为硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿碴水泥、火山灰水泥及复合水泥等。 通常制造混凝土采用最多的水硬性水泥是硅酸盐水泥。 水泥品种的选择主要根据工程结构特点、工程所处环境及施工条件确定。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院2、水泥强度等级的选择水泥强度等级的选择原则：混凝土设计强度等级越高，则水泥强度等级也宜越高；设计强度等级低，则水泥强度等级也相应低。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 水泥用量过多或过少水泥用量过多或过少水泥用量过多水泥用量过多（低强水泥配制高强度混凝土）：（低强水泥配制高强度混凝土）：成本增加、混凝土收缩增大，对耐久性不利。成本增加、混凝土收缩增大，对耐久性不利。水泥用量过少水泥用量过少（高强水泥配制低强度混凝土）：（高强水泥配制低强度混凝土）：混凝土的粘聚性变差，不易获得均匀密实的混混凝土的粘聚性变差，不易获得均匀密实的混凝土，严重影响混凝土的耐久性。凝土，严重影响混凝土的耐久性。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院二 、骨料 骨料是粒状材料，如砂、石料等，一般分为细骨料和粗骨料等。粗骨料是指骨料粒径大于5mm（4 号筛）的材料。细骨料是指骨料粒径小于5mm 而大于0.075mm（200 号筛）的材料。在混凝土中一般以砂子为细骨料（粒径在混凝土中一般以砂子为细骨料（粒径在在0.160.165mm 5mm 之间），石子为粗骨料之间），石子为粗骨料（粒径大于（粒径大于5mm5mm）。粗细骨料的总含量）。粗细骨料的总含量约占混凝土总体积的约占混凝土总体积的707080%80%。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院1 1、细骨料、细骨料 细骨料（即砂）分天然砂和人工砂。细骨料（即砂）分天然砂和人工砂。 天然砂又可分为河砂、山砂和海砂；天然砂又可分为河砂、山砂和海砂； 人工砂（也称机制砂）是将碎石继续破人工砂（也称机制砂）是将碎石继续破碎而成。碎而成。 细骨料按细度分可分为粗砂、中砂、细骨料按细度分可分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。细砂和特细砂。其中其中中砂可泵性最好。中砂可泵性最好。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院2 2、粗骨料、粗骨料 颗粒粒径大于颗粒粒径大于5mm5mm的骨料为粗骨料。混凝土的骨料为粗骨料。混凝土工程中常用的有工程中常用的有碎石和卵石碎石和卵石两大类。两大类。 碎石碎石为岩石（有时采用大块卵石，称为碎为岩石（有时采用大块卵石，称为碎卵石）经破碎、筛分而得；卵石）经破碎、筛分而得；卵石卵石多为自然形成的多为自然形成的河卵石经筛分而得。河卵石经筛分而得。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院粗集料形状对混凝土拌合物泵送性能的影响：粗集料形状对混凝土拌合物泵送性能的影响： 一般表面光滑的圆形或近似圆形的粗一般表面光滑的圆形或近似圆形的粗集料比尖锐扁平的要好，原因为后者集料比尖锐扁平的要好，原因为后者单位体单位体积的表面积积的表面积比前者大，也就需要更多的砂浆比前者大，也就需要更多的砂浆去包裹其表面。为此，针片状颗粒含量多和去包裹其表面。为此，针片状颗粒含量多和石子级配不好时，输送管道转弯处的管壁往石子级配不好时，输送管道转弯处的管壁往往易磨损，且针片状颗粒一旦横在输送管中，往易磨损，且针片状颗粒一旦横在输送管中，易造成输送管堵塞。易造成输送管堵塞。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院3、轻集料从世界范围来看，目前轻集料（含有孔隙）的应用日趋扩大，尤其在高层建筑中应用更有其优越性。 但轻集料混凝土拌合物的泵送，要比普通集料的混凝土困难得多。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 轻集料的空隙率较大轻集料的空隙率较大，约为50%左右，尤其是人工轻集料，其孔隙类似独立球状气泡，吸水速度慢，一天的吸水率大多小于10%。但它又具有压力吸水的特性压力吸水的特性，即在泵送压力作用下要增加吸水量，使拌合水渗入集料的空隙内，引起混凝土的坍落度明显下降，随之使混凝土拌合物的泵送性能明显变坏，易产生阻塞。而在压力消失后，这些水又会再放出来，影响混凝土凝结后的质量。因此尽管混凝土拌合物在泵送前后没有吸水差，但在通过输送管时，却发生相当数量的吸水和放水。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 过去在相当长的一段时期内，感到轻集料混过去在相当长的一段时期内，感到轻集料混凝土拌合物难以泵送，原因就在于凝土拌合物难以泵送，原因就在于未完全掌握其未完全掌握其压力吸水的特性压力吸水的特性。 为此，对泵送的轻集料混凝土的轻集料，为此，对泵送的轻集料混凝土的轻集料，要要进行预湿，预湿水量一般不小于进行预湿，预湿水量一般不小于15一一20%，否则，否则易引起输送管阻塞。易引起输送管阻塞。日本建筑学会规定，预湿水日本建筑学会规定，预湿水量为轻集料量为轻集料24h吸水量的吸水量的1.5倍。倍。 我国轻集料混凝土泵送施工尚不多，但过去我国轻集料混凝土泵送施工尚不多，但过去泵送过炉渣混凝土，由于对炉渣进行预湿，使其泵送过炉渣混凝土，由于对炉渣进行预湿，使其充分吸水，泵送效果大为改善。充分吸水，泵送效果大为改善。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院三、三、 拌合用水拌合用水水是混凝土拌合中重要的材料，它参与水是混凝土拌合中重要的材料，它参与水泥的水化反应，对混凝土的质量有影响。水泥的水化反应，对混凝土的质量有影响。 根据混凝土拌合用水标准根据混凝土拌合用水标准（JGJ6389）的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制各种混凝土。均可拌制各种混凝土。海水海水可拌制素混凝土，可拌制素混凝土，但不宜拌制有饰面要求的素混凝土，更但不宜拌制有饰面要求的素混凝土，更不得不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝土拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院四、四、 混合材料混合材料所谓混凝土的混合材料，是除去水、所谓混凝土的混合材料，是除去水、水泥、粗细集料四种主要材料之外，在搅拌水泥、粗细集料四种主要材料之外，在搅拌时所加入的其他材料。混合材一般分为时所加入的其他材料。混合材一般分为外加外加剂剂和和掺合料掺合料两大类。两大类。 用于泵送混凝土的外加剂，主要有用于泵送混凝土的外加剂，主要有减减水剂水剂和和引气剂引气剂两类，个别情况下，如对于大两类，个别情况下，如对于大体积混凝土，为防止产生收缩裂缝有时掺入体积混凝土，为防止产生收缩裂缝有时掺入适量的膨胀剂。适量的膨胀剂。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 减水剂减水剂是指掺入混凝土拌合物以后，是指掺入混凝土拌合物以后，能够在保持混凝土工作性能相同的情况下，能够在保持混凝土工作性能相同的情况下，显著地降低混凝土水灰比的外加剂。由于显著地降低混凝土水灰比的外加剂。由于水灰比的降低，混凝土硬化后的各种性能水灰比的降低，混凝土硬化后的各种性能( (强度、耐久性、抗渗强度、耐久性、抗渗) )等，亦能得到改善。等，亦能得到改善。 国内在泵送混凝土施工中，应用较多的国内在泵送混凝土施工中，应用较多的减水剂为减水剂为木质素磺酸钙木质素磺酸钙。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 引引气气剂剂是是一一种种表表面面活活性性剂剂，掺掺入入后后能能在在混混凝凝土土中中引引进进直直径径约约0.O50.O5的的微微细细气气泡泡。这这些些气气泡泡均均匀匀地地分分布布，在在砂砂粒粒周周围围附附着着时时，起起到到“滚滚珠珠”的的作作用用，使使混混凝凝土土拌拌合合物物的的流流动动性性显显著著增增加加。而而且且也也能能降降低低混混凝凝土土拌拌合合物物的的泌泌水水性性及及水水泥泥浆浆的的离离析现象，这对泵送混凝土是有利的。析现象，这对泵送混凝土是有利的。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 掺掺合合料料最最常常用用者者为为粉粉煤煤灰灰，它它是是一一种种具具有有活活性性的的水水硬硬性性材材料料。能能够够与与水水泥泥水水化化析析出出的的氢氢氧氧化化钙钙相相互互作作用用，形形成成较较强强且且较较稳稳定定的的胶结物质。胶结物质。 粉粉煤煤灰灰是是一一种种表表面面圆圆滑滑的的微微细细颗颗粒粒，掺掺入入混混凝凝土土拌拌合合物物后后，使使流流动动性性显显著著增增加加，且且能能减减少少混混凝凝土土拌拌合合物物的的泌泌水水和和干干缩缩程程度度，是是很很好好的的掺合料。掺合料。对对于于大大体体积积混混凝凝土土结结构构，掺掺加加一一定定量量的的粉粉煤煤灰灰，还还可可以以降降低低水水泥泥的的水水化化热热，有有利利于于裂裂缝缝的的控制。控制。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 根据我国大量工程实践证明，在根据我国大量工程实践证明，在泵送混凝土中同时掺加外加剂和粉煤泵送混凝土中同时掺加外加剂和粉煤灰灰(简称简称“双掺双掺”)，对提高混凝土拌，对提高混凝土拌合物的可泵性十分有利，同时还可节合物的可泵性十分有利，同时还可节约水泥，已经在一定程度上推广。约水泥，已经在一定程度上推广。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 第三章第三章 新拌混凝土的性能新拌混凝土的性能一、一、 混凝土的和易性混凝土的和易性 新拌混凝土的和易性，也称工作性，是新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。 通常用流动性、粘聚性和保水性三项内通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示。容表示。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院流动性是指混凝土拌合物在本身自重或流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。并均匀密实地填满模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中，粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中，其组成材料之间有一定的粘聚力，不致其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层离析的现象。产生分层离析的现象。 保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重的具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。泌水现象。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 通常情况下，混凝土拌合物的流动性通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和粘聚性越差，反之亦然，越大，则保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之间存在一定矛盾。相互之间存在一定矛盾。 和易性良好的混凝土是指既具有满足和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性。和保水性。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院1 1）单位用水量）单位用水量 单位用水量是混凝土流动性的决定因素。用水单位用水量是混凝土流动性的决定因素。用水量增大，流动性随之增大。但用水量大带来的不利量增大，流动性随之增大。但用水量大带来的不利影响是保水性和粘聚性变差，易产生泌水分层离析，影响是保水性和粘聚性变差，易产生泌水分层离析，从而影响混凝土的匀质性、强度和耐久性。从而影响混凝土的匀质性、强度和耐久性。在原材料品质一定的条件下，单位用水量一旦在原材料品质一定的条件下，单位用水量一旦选定，单位水泥用量增减选定，单位水泥用量增减5050100kg/m3100kg/m3，混凝土，混凝土的流动性基本保持不变，这一规律称为固定用水量的流动性基本保持不变，这一规律称为固定用水量定则。定则。 1、 影响和易性的主要因素。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 混混凝凝土土固固定定用用水水量量定定则则对对普普通通混混凝凝土土的的配配合合比比设设计计带带来来极极大大便便利利，即即可可通通过过固固定定用用水水量量保保证证混混凝凝土土坍坍落落度度的的同同时时，调调整整水水泥泥用用量量，即即调调整整水水灰灰比比，来来满满足足强强度度和耐久性要求。和耐久性要求。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院2）浆骨比）浆骨比 浆骨比指水泥浆用量与砂石用量浆骨比指水泥浆用量与砂石用量之比值。在混凝土凝结硬化之前，水泥之比值。在混凝土凝结硬化之前，水泥浆主要赋予流动性；在混凝土凝结硬化浆主要赋予流动性；在混凝土凝结硬化以后，主要赋予粘结强度。在水灰比一以后，主要赋予粘结强度。在水灰比一定的前提下，浆骨比越大，即水泥浆量定的前提下，浆骨比越大，即水泥浆量越大，混凝土流动性越大。通过调整浆越大，混凝土流动性越大。通过调整浆骨比大小，既可以满足流动性要求，又骨比大小，既可以满足流动性要求，又能保证良好的粘聚性和保水性。能保证良好的粘聚性和保水性。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 3 3）水灰比）水灰比 水灰比即水用量与水泥用量之比（水灰比即水用量与水泥用量之比（W/CW/C） 。在水泥用量和骨料用量不变的情况下，水灰比增在水泥用量和骨料用量不变的情况下，水灰比增大，相当于单位用水量增大，水泥浆很稀，拌合大，相当于单位用水量增大，水泥浆很稀，拌合物流动性也随之增大，反之亦然。物流动性也随之增大，反之亦然。 用水量增大带来的负面影响是严重降低混凝用水量增大带来的负面影响是严重降低混凝土的保水性，增大泌水，同时使粘聚性也下降。土的保水性，增大泌水，同时使粘聚性也下降。 水灰比不宜太小，否则因流动性过低影响混水灰比不宜太小，否则因流动性过低影响混凝土振捣密实，易产生麻面和空洞。合理的水灰凝土振捣密实，易产生麻面和空洞。合理的水灰比是混凝土拌合物流动性、保水性和粘聚性的重比是混凝土拌合物流动性、保水性和粘聚性的重要保证。要保证。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院4）砂率）砂率砂率是指砂率是指砂子占砂石砂子占砂石总重量的百分率，一般控总重量的百分率，一般控制在制在38%45%之间之间 。5）水泥品种及细度）水泥品种及细度 水泥品种不同时，达到相同流动性的需水量水泥品种不同时，达到相同流动性的需水量也不同，从而影响混凝土流动性。另一方面，也不同，从而影响混凝土流动性。另一方面，不同水泥品种对水的吸附作用往往不等，从而不同水泥品种对水的吸附作用往往不等，从而影响混凝土的保水性和粘聚性。影响混凝土的保水性和粘聚性。 同品种水泥越细，流动性越差，但粘聚性和同品种水泥越细，流动性越差，但粘聚性和保水性越好。保水性越好。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院6 6）骨料的品种和粗细程度）骨料的品种和粗细程度 卵石表面光滑，碎石粗糙且多棱角，因此卵石表面光滑，碎石粗糙且多棱角，因此卵石配制的混凝土流动性较好，但粘聚性和保卵石配制的混凝土流动性较好，但粘聚性和保水性则相对较差。水性则相对较差。 河砂与山砂的差异与上述相似。河砂与山砂的差异与上述相似。 对级配符合要求的砂石料，粗骨料粒径越对级配符合要求的砂石料，粗骨料粒径越大，砂子的细度模数越大，则流动性越大，但大，砂子的细度模数越大，则流动性越大，但粘聚性和保水性有所下降，特别是砂的粗细，粘聚性和保水性有所下降，特别是砂的粗细，在砂率不变的情况下，影响更加显著。在砂率不变的情况下，影响更加显著。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院7）外加剂）外加剂 改善混凝土和易性的外加剂主要有减水改善混凝土和易性的外加剂主要有减水剂和引气剂。它们能使混凝土在不增加用水剂和引气剂。它们能使混凝土在不增加用水量的条件下增加流动性，并具有良好的粘聚量的条件下增加流动性，并具有良好的粘聚性和保水性。性和保水性。8）时间、气候条件）时间、气候条件 随着水泥水化和水分蒸发，混凝土的流随着水泥水化和水分蒸发，混凝土的流动性将随着时间的延长而下降。气温高、湿动性将随着时间的延长而下降。气温高、湿度小、风速大将加速流动性的损失。度小、风速大将加速流动性的损失。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院二、二、 混凝土的凝结时间混凝土的凝结时间混凝土的凝结时间与水泥的凝结时间有混凝土的凝结时间与水泥的凝结时间有相似之处，但由于骨料的掺入，水灰比的变相似之处，但由于骨料的掺入，水灰比的变动及外加剂的应用，又存在一定的差异。水动及外加剂的应用，又存在一定的差异。水灰比增大，凝结时间延长；早强剂、速凝剂灰比增大，凝结时间延长；早强剂、速凝剂使凝结时间缩短；缓凝剂则使凝结时间大大使凝结时间缩短；缓凝剂则使凝结时间大大延长。延长。 混凝土的凝结时间分初凝和终凝。混凝土的凝结时间分初凝和终凝。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院初凝指混凝土加水至失去塑性所经历的时初凝指混凝土加水至失去塑性所经历的时间，亦即表示施工操作的时间极限；间，亦即表示施工操作的时间极限；终凝指混凝土加水到产生强度所经历时间。终凝指混凝土加水到产生强度所经历时间。初凝时间希望适当长，以便于施工操作；初凝时间希望适当长，以便于施工操作；终凝与初凝的时间差则越短越好。终凝与初凝的时间差则越短越好。 混凝土凝结时间的测定通常采用贯入混凝土凝结时间的测定通常采用贯入阻力法。影响混凝土实际凝结时间的因素阻力法。影响混凝土实际凝结时间的因素主要有水灰比、水泥品种、水泥细度、外主要有水灰比、水泥品种、水泥细度、外加剂、掺合料和气候条件等等。加剂、掺合料和气候条件等等。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院三、三、 混凝土和易性的测量混凝土和易性的测量目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，通常是用坍落度试验测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 第四章第四章 影响混凝土可泵性的因素影响混凝土可泵性的因素 泵送混凝土是指混凝土泵推动混凝土拌合物沿输泵送混凝土是指混凝土泵推动混凝土拌合物沿输送管进行输送和浇筑。送管进行输送和浇筑。 泵送混凝土应满足的要求：泵送混凝土应满足的要求： 1)满足设计规定的强度、耐久性等要求；满足设计规定的强度、耐久性等要求； 2)满足管道输送对混凝土拌合物的要求，即要求满足管道输送对混凝土拌合物的要求，即要求混凝土拌合物有较好的可泵性。混凝土拌合物有较好的可泵性。 可泵性是指混凝土拌合物具有能顺利通过管道、可泵性是指混凝土拌合物具有能顺利通过管道、摩擦阻力小、不离析、不堵塞和粘塑性良好的性能。摩擦阻力小、不离析、不堵塞和粘塑性良好的性能。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院影响混凝土可泵送性的因素 可泵送混凝土的决定因素是合适的配合比。 合适的配合比包括三大要素： 水泥含量、混凝土的稠度、骨料级配水泥含量、混凝土的稠度、骨料级配。 三大要素往往相互交叉起作用。 理想的混凝土可由不同配比组成: 粗骨料的空隙由中骨料填冲，它们之间空隙由小骨料和细骨料填充，余留的空隙由粘合剂填充并结合成一个整体。 在泵送过程中，混凝土形成柱塞状流体（宾汉姆体Bingham）。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 (a)牛顿液体 (b)宾哈姆体 一般流体和宾哈姆体流动速度区别：一般流体和宾哈姆体流动速度区别： 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院一、水泥对可泵性的影响一、水泥对可泵性的影响水泥在泵送过程中的作用水泥的作用有两方面，一是胶结作用胶结作用，使混凝土中的骨料始终保持悬浮状况，泵送过程中维持固相物质被液相物质包裹的状态；二是润滑作用润滑作用，使混凝土同泵的机械部分、输送管道及混凝土内部的磨擦阻力减小而具有良好的流动性。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院水泥品种水泥品种 水泥应具有良好的保水性能，使混凝水泥应具有良好的保水性能，使混凝土在泵送过程中不易泌水。普通硅酸盐水土在泵送过程中不易泌水。普通硅酸盐水泥、火山灰水泥的保水性较好，而矿渣水泥、火山灰水泥的保水性较好，而矿渣水泥的保水性差，用粉煤灰水泥，混凝土流泥的保水性差，用粉煤灰水泥，混凝土流动性好，但早期泌水性较大。因此，采用动性好，但早期泌水性较大。因此，采用后两种水泥时，需加大水泥用量，并采用后两种水泥时，需加大水泥用量，并采用较低的混凝土坍落度，且尽可能地连续泵较低的混凝土坍落度，且尽可能地连续泵送，以防止混凝土出现离析和泌水现象。送，以防止混凝土出现离析和泌水现象。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院水泥用量水泥用量水泥用量一般也存在一个最佳值。若水水泥用量一般也存在一个最佳值。若水泥用量不足，将严重影响泵的吸入性能，泥用量不足，将严重影响泵的吸入性能，同时使泵送阻力明显增加，并且混凝土同时使泵送阻力明显增加，并且混凝土保水性很差，容易泌水、离析和发生堵保水性很差，容易泌水、离析和发生堵管；若水泥用量过大，则会使混凝土粘管；若水泥用量过大，则会使混凝土粘性过大，增大泵送阻力。性过大，增大泵送阻力。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院(4)混凝土外加剂 混凝土的配合比是影响泵送性能的关混凝土的配合比是影响泵送性能的关键因素，较严格的骨料级配，较高的水泥键因素，较严格的骨料级配，较高的水泥用量意味着泵送混凝土成本的提高，但提用量意味着泵送混凝土成本的提高，但提高水灰比和含砂率又会影响混凝土强度。高水灰比和含砂率又会影响混凝土强度。一个比较经济而有效的办法是采用外加剂一个比较经济而有效的办法是采用外加剂来改善混凝土的可泵性。外加剂的种类很来改善混凝土的可泵性。外加剂的种类很多，其中能改善混凝土可泵性的外加剂有多，其中能改善混凝土可泵性的外加剂有加气剂、早强减水剂、超塑化剂、缓凝剂加气剂、早强减水剂、超塑化剂、缓凝剂及泵送剂。及泵送剂。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院二、混凝土的稠度（坍落度）二、混凝土的稠度（坍落度）所谓混凝土的稠度就是我们通常所说的干和稀，工程用语为混凝土坍落度。 混凝土坍落度决定了未凝固混凝土的使用性和变形能力。它主要取决于混凝土中的水泥量、骨料成分、细料的比例、用水量等，但主要影响但主要影响因素是混凝土的水灰比。因素是混凝土的水灰比。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院（1 1）坍落度与泵送压力的关系）坍落度与泵送压力的关系 混凝土坍落度的大小反映其流动混凝土坍落度的大小反映其流动性能好坏，因此混凝土的输送阻力随性能好坏，因此混凝土的输送阻力随着坍落度的增加而减小。换言之，坍着坍落度的增加而减小。换言之，坍落度越小，泵送压力越大。落度越小，泵送压力越大。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院（2）普通泵送混凝土的坍落度范围）普通泵送混凝土的坍落度范围根据经验可知，可泵送混凝土坍落度坍落度范围为623cm,一般控制在818cm,高层和长距离泵送一般控制在15cm左右。（坍落度过小，阻力增加，易堵管，泵送压力高；坍落度过大，混凝土易离析也易堵管。）混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院三、骨料的级配三、骨料的级配（1 1）细骨料）细骨料 混凝土拌合物所以能在输送管中顺利流动，混凝土拌合物所以能在输送管中顺利流动，是由于砂浆润滑管壁和粗集料悬浮在砂浆中的缘是由于砂浆润滑管壁和粗集料悬浮在砂浆中的缘故。因而要求细集料有良好的级配。故。因而要求细集料有良好的级配。细骨料的品质和质量细骨料的品质和质量 河砂作为细骨料可泵性最好，人工砂表面粗河砂作为细骨料可泵性最好，人工砂表面粗糙，可泵性较差，但其保水性较好。糙，可泵性较差，但其保水性较好。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院细骨料的粒度要求细骨料的粒度要求( ( 细骨料最佳级配曲细骨料最佳级配曲线线) ) 细骨料可分为粗砂、中砂、细砂三类，其细骨料可分为粗砂、中砂、细砂三类，其中中砂可泵性最好；使用细砂，中中砂可泵性最好；使用细砂， 需要增加混凝需要增加混凝土中水泥和水用量，加速泵机磨损；用粗砂容土中水泥和水用量，加速泵机磨损；用粗砂容易产生离析，导致管道堵塞。易产生离析，导致管道堵塞。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院图4-1细骨料最佳级配曲线 我国现行我国现行“混凝土混凝土泵送施工技术规程泵送施工技术规程”提提供的细集料最佳级配下供的细集料最佳级配下图所示。图中粗线为最图所示。图中粗线为最佳级配线，两条虚线之佳级配线，两条虚线之间区域为适宜泵送区。间区域为适宜泵送区。我国的规程亦规定，通我国的规程亦规定，通过过0.3150.315筛孔的砂，筛孔的砂，其数量不应少于其数量不应少于15%15%。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院细骨料的用量细骨料的用量 在泵送混凝土中，细骨料的用量同粗骨料的细骨料的用量同粗骨料的空隙率有很大关系空隙率有很大关系，水泥砂浆必须充满粗骨料的间隙，这样不容易离析。如果含砂率偏低，空隙要由水泥来填充，这样必须增大水泥的用量，且混凝土易泌水和离析；如果含砂率过大，则水泥砂浆的流动性大大降低，泵送阻力显著增加。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院注意：含砂率最小应不低于注意：含砂率最小应不低于4040，否，否则泵送困难。则泵送困难。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院（2 2）、粗骨料）、粗骨料粗骨料的品种粗骨料的品种和质量和质量 泵送混凝土可以采用卵石、碎石或卵石和碎泵送混凝土可以采用卵石、碎石或卵石和碎石混合骨料。卵石骨料混凝土的可泵送性最好，石混合骨料。卵石骨料混凝土的可泵送性最好，混合骨料次之，碎石稍差。混合骨料次之，碎石稍差。 碎石中针片状骨料含量过大泵送性能差，一碎石中针片状骨料含量过大泵送性能差，一般针片状碎石含量控制在般针片状碎石含量控制在5%5%以内。另外，孔隙率以内。另外，孔隙率较大的碎石（如火山石、多孔骨料）泵送性也差，较大的碎石（如火山石、多孔骨料）泵送性也差，在泵送过程中，泌水较严重，容易出现堵管现象。在泵送过程中，泌水较严重，容易出现堵管现象。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院粗骨料的颗粒级配粗骨料的颗粒级配 泵送混凝土粗骨料级配以最小空隙为原泵送混凝土粗骨料级配以最小空隙为原则，较小的空隙才能以较小的水泥及砂用则，较小的空隙才能以较小的水泥及砂用量获得较好的可泵性。混凝土的可泵性对量获得较好的可泵性。混凝土的可泵性对粗骨料级配间断或不均匀的反应十分敏感，粗骨料级配间断或不均匀的反应十分敏感，特别是在大高度长距离泵送时，粗骨料的特别是在大高度长距离泵送时，粗骨料的级配至关重要，多加水泥和多加水都是无级配至关重要，多加水泥和多加水都是无用的，因此，不要误认为粗骨料粒径越小用的，因此，不要误认为粗骨料粒径越小越好，也不要误认为小粒径骨料越多越好，越好，也不要误认为小粒径骨料越多越好，最重要的是粗骨料的合理级配。最重要的是粗骨料的合理级配。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院级配不合理(阻力大)级配合理(阻力小)混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院第五章高性能混凝土第五章高性能混凝土 近年来,作为现代城市建设显著特征的高层、超高层建筑不断涌现，同时由于人们对建筑耐久性的要求不断提升，这就使高强高性能混凝土的应用日益广泛起来。而高强高性能混凝土的超高泵送，正逐渐成为混凝土泵送领域中一个必须面对和克服的难题。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院阿联酋迪拜塔混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院广州西塔建成效果图广州西塔建成效果图 在建的广州西塔在建的广州西塔混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院一、概念1、高性能混凝土（HPC） 我国著名的混凝土科学家、中国工程院院士吴中伟教授对高性能混凝土的定义为:高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,是以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途的要求,有重点对耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性予以重点保证。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院2、高强度混凝土（HSC） 一般来说，高强度混凝土（HSC）指28d 抗压强度超过50MPa的混凝土。 我国通常使用的混凝土强度等级为C20至C40。而且大量使用的是C20和C30。但在城市里建设垂直城市（大厦）、大跨度的桥梁和栈桥、海洋深处建筑物等需要C60 C80 及更高强度的混凝土。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院高性能混凝土(HPC)的特性为满足强度、工作性、耐久性三项基本要求，并应根据工程的特殊要求，具有某种特殊性能。高强混凝土是以强度的大小来表征或确定其何谓普通混凝土、高强混凝土与超高强混凝土,而且其强度指标会随着混凝土技术的进步而不断有所变化和提高。因此高性能混凝土应包括高强度混凝土，但高性能混凝土并不一定必须是高强度混凝土。3、高性能混凝土与高强混凝土的关系、高性能混凝土与高强混凝土的关系混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院二、二、 高性能混凝土的特点及泵送高性能混凝土的特点及泵送1 1、高性能混凝土的特点、高性能混凝土的特点 与普通混凝土相比，高性能混凝土（与普通混凝土相比，高性能混凝土（HPCHPC）强度）强度高、耐久性好；粗骨料粒一般较小；单高、耐久性好；粗骨料粒一般较小；单位体积的水泥用量较多，在施工中产生水化热较位体积的水泥用量较多，在施工中产生水化热较大，混凝土温度较高；随着混凝土强度等级的增大，混凝土温度较高；随着混凝土强度等级的增加，单位用水量也逐渐较少（水胶比一般加，单位用水量也逐渐较少（水胶比一般0.2-0.2-0.350.35）; ;含砂率降低，为提高混凝土的和易性，含砂率降低，为提高混凝土的和易性，减少其终凝后的收缩徐变，以消除裂缝的产生，减少其终凝后的收缩徐变，以消除裂缝的产生，通常采用添加外加剂的方法。通常采用添加外加剂的方法。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 高高性性能能混混凝凝土土的的单单位位用用水水量量一一般般很很低低，在在150150以以下下，其其流流动动性性的的产产生生主主要要依依靠靠高高效效减减水水剂剂的的强强吸吸附附分分散散作作用用，致使混凝土拌合物的粘性极大。致使混凝土拌合物的粘性极大。 资资料料显显示示，水水灰灰比比为为0.3850.385时时, ,粘粘着着力力为为0.01MPa0.01MPa，水水灰灰比比为为0.280.28时时, ,粘粘着着力力为为0.04MPa0.04MPa，系前者的，系前者的4 4倍。倍。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院2 2、高性能混凝土的泵送、高性能混凝土的泵送（1 1）新拌高性能混凝土的塑性粘度）新拌高性能混凝土的塑性粘度 高高 性性 能能 混混 凝凝 土土 （ HPCHPC） 与与 普普 通通 混混 凝凝 土土（NSCNSC）相相比比，水水灰灰比比低低，粘粘性性大大。特特别别是是W/C0.30W/C0.30的的HPCHPC，水泥浆的粘性更大。，水泥浆的粘性更大。 HPCHPC的的流流动动特特性性属属宾宾汉汉姆姆体体，当当作作用用外外力力超超过过屈屈服服值值时时才才产产生生流流动动，而而流流动动的的快快慢慢则则与与塑塑性粘度有关。性粘度有关。 混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院高性能混凝土（高性能混凝土（HPCHPC）与普通混凝土的区别：）与普通混凝土的区别： 1 1） 普通混凝土一般用坍落度评价其工作性；但普通混凝土一般用坍落度评价其工作性；但对对HPCHPC来说不能仅用坍落度指标来评定流动性。来说不能仅用坍落度指标来评定流动性。2)2)而对于而对于HPCHPC，在测定坍落度时还应同时测量扩，在测定坍落度时还应同时测量扩展度所需用时间。展度所需用时间。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院西塔项目西塔项目C70C70高强高性能混凝土的坍落度、扩展度测量高强高性能混凝土的坍落度、扩展度测量坍落度测量坍落度测量扩展度测量扩展度测量混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院 在日本，测定了坍落度流动值到50cm所需的时间。在我国进一步演变为倒坍落度筒混凝土流下的时间（秒）。一般情况下，倒坍落度流下的时间在1020秒范围内，HPC可泵送性能是好的。倒坍落度混凝土流下的时间，反映出混凝土与泵送管道壁剪切抵抗之间的关系。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院（2 2）高性能混凝土粘度的测量）高性能混凝土粘度的测量 对对于于HPCHPC，由由于于其其粘粘度度大大，流流动动速速度度慢慢，用用单单一一的坍落度测量方法已不能全面反映其流变特性。的坍落度测量方法已不能全面反映其流变特性。 常用的测度高性能混凝土粘度的方法有：常用的测度高性能混凝土粘度的方法有：1 1）L L型流动测定仪法型流动测定仪法L型流动仪型流动仪混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院2 2）倒塌（坍）落度法）倒塌（坍）落度法 高性能混凝土拌合高性能混凝土拌合物在不发生离析的情物在不发生离析的情况下，受自重作用从况下，受自重作用从筒中全部流出，流出筒中全部流出，流出的速度受拌合物粘度的速度受拌合物粘度的的影影响响，测测定定竖竖筒筒中中混混凝凝土土全全部部流流出出的的时时间间，除除以以装装料料的的混混凝凝土土体体积积，得得出出混混凝凝土土拌拌合合物物所所城贩流出速度，速度值越大，则粘度越小。城贩流出速度，速度值越大，则粘度越小。倒塌落度法倒塌落度法 一般情况下，倒坍落度流下的时间在1020秒范围内，HPC可泵送性能较好。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院三、高性能混凝土的泵送经验三、高性能混凝土的泵送经验 1、优选原材料。、优选原材料。 根据工程实际选用合适的水泥品种；控制粗根据工程实际选用合适的水泥品种；控制粗骨料最大粒径与输送管径之比，防止混凝土泵骨料最大粒径与输送管径之比，防止混凝土泵送时堵塞管道；细骨料宜选用中砂；掺用优质送时堵塞管道；细骨料宜选用中砂；掺用优质外加剂和粉煤灰。外加剂和粉煤灰。2、优选混凝土配合比。、优选混凝土配合比。 应考虑混凝土在泵压作用下管道输送的特点，应考虑混凝土在泵压作用下管道输送的特点，通过控制混凝土的坍落度、扩展度、倒坍落度通过控制混凝土的坍落度、扩展度、倒坍落度筒流出时间、压力泌水率、含气量和粘度等工筒流出时间、压力泌水率、含气量和粘度等工作性指标，优选混凝土配合比。作性指标，优选混凝土配合比。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院3、混凝土泵的选型及泵管布置。、混凝土泵的选型及泵管布置。 应根据工程实际混凝土输送量要求及压力要应根据工程实际混凝土输送量要求及压力要求选用合适的混凝土泵，其最大泵送能力应有求选用合适的混凝土泵，其最大泵送能力应有一定的储备。一定的储备。 管道布置应尽可能避免短、弯、锥管，弯管管道布置应尽可能避免短、弯、锥管，弯管角度尽可能大，以减小输送阻力，且应保证各角度尽可能大，以减小输送阻力，且应保证各管卡接头处密封可靠。管卡接头处密封可靠。4、必要的施工工艺措施。、必要的施工工艺措施。 如合理控制高性能混凝土温度措施；减小混如合理控制高性能混凝土温度措施；减小混凝土拌合物坍落度损失问题措施等。凝土拌合物坍落度损失问题措施等。混凝土机械分公司研究院混凝土机械分公司研究院END