NCYUYu-WenLiu混凝土掺料.PPT

第五章 混凝土摻料 5-1 摻料的發展與演變 5-2 摻料的種類 5-1摻料的發展與演變 1930 研發輸氣劑 1962 ASTM 494 提及化學摻劑 1970 減水劑問世 1980 飛灰、爐石、矽灰 成功應用 高強度Concrete (HFC) 高流動化(HFC) 高性能(HPC) 目前摻劑已是必定加入的材料 稱為混凝土的第四種基本材料 混凝土=水泥+粗骨材+細骨材+摻料 5-2摻料的種類 ASTM C125 混凝土中除水泥、砂、石、水 以外，摻加的材料稱為摻料(admixture) 用以改善材料新拌或硬固混凝土性質 摻料 化學摻料 礦物摻料 5-2摻料的種類 化學摻劑 凝結調整劑 減水劑 輸氣劑 礦物摻料 天然卜作嵐材料：火山岩、凝灰岩 人造卜作嵐材料：飛灰、爐石、矽灰 5-2-1化學摻劑 化學摻劑 有效的改良混凝土品質 強塑劑為近代新增的高性能摻劑，用於高性能混凝土 速凝劑(ASTM Type C) 早強 ( 特別適用於冷天) CaCl2 為最常見的速凝劑 用量限制在水泥重2%以下 高量使用可能造成 鋼筋腐蝕與緩凝 5-2-1化學摻劑 緩凝劑(ASTM Type C) 延緩混凝土凝結與硬化 降低水化速率，混凝土得以維持長時間的工作性，能夠連續澆置，避免發生冷縫 高溫32o 以上會增加混凝土的硬化率使澆置不易施作 適用於大型構造物，如橋墩、基礎 5-2-1化學摻劑 減水劑(ASTM Type A) 可減少混凝土拌合水量 減低水泥用量 改善工作性質 提高抗壓強度 獲得所需要的稠度 ㄧ般減水劑可減水5-7%，中效能者約12% 5-2-1化學摻劑 高效能減水劑 又稱強塑劑 可減水12%以上，甚至達20~30% 大幅增加混凝土坍度，(可至20cm以上) 是高性能混凝土之必要成分 降低w/c至0.35以下，仍維持高工作性 強塑劑的排斥與分散效果對混凝土流動性扮演重要的角色 5-2-1化學摻劑 強塑劑常用三種: 木質磺素鈉鹽 磺酸化三聚氰胺一甲醛系鈉鹽 磺酸化茶甲醛系鈉鹽 5-2-1化學摻劑 緩凝劑 加緩凝劑可減緩C3S的水化速率 延長混凝土的凝結時間 適用於熱天混凝土施工或連續大量澆置混凝土 目前緩凝劑常以減水緩凝劑的方式使用 5-2-1化學摻劑 輸氣劑 產生微小氣泡(0.01~1mm )分散於混凝土中，中斷連續的毛細孔隙，減少孔隙水結冰膨脹之內應力，從而具有抗凍融能力的耐久性 改善混凝土工作性 具有聚凝性可減少混凝土泌水和析離現象 有效輸氣量約混凝土體積之4-8%，輸氣愈多，抗凍融能力愈佳，但降低強度 5-2-1化學摻劑 輸氣量對抗壓強度及耐久性之影響 5-2-1化學摻劑 抗凍劑 在0℃以下施工時，新拌混凝土強度發展會延遲，且因凍融而受損 使用抗凍融劑可降低混凝土內孔隙的冰點減少混凝土內冰凍的形成，使水泥在低溫下仍能夠進行水化作用 5-2-2礦物摻料 礦物摻料 強塑劑 礦物摻料 天然卜作嵐材料:(Class N) 火山岩、頁岩、浮石、凝灰岩 人造卜作嵐材料(F、C級) ASTM C168 飛灰、高爐石 5-2-2礦物摻料 礦物材料可取代: 1)水泥+砂 2)水泥 卜作嵐材料含有:氧化矽(SiO2)+少量氧化鋁(Al2O3)，本身具有微小或完全沒有膠結性 其微細粉末與水共同存在時，常溫下會與水泥的水化產物CaOH起反應，形成具有膠結性的複合物 5-2-2礦物摻料 5-2-2礦物摻料 天然卜作嵐材料(Natural pozzolanic material) 浮石是最常用的天然卜作嵐材料 天然卜作嵐材料的性質變化相當大 大部分含有SiO2或石英(45~85%) 氧化鋁(10~20%) 、氧化鐵(2~10%) 、 石灰(3~10%) 5-2-2礦物摻料 卜作嵐反應 卜作嵐材料與石灰或氫氧化鈣(CaOH) 混合時，反應產生 矽酸鈣(C-S-H膠體) 、鋁酸鈣、矽鋁酸鈣 卜作嵐反應速率遠低於水泥水化反應 早期強度小於純混凝土 晚期強度大於純混凝土 5-2-2礦物摻料 天然卜作嵐材料使用前須烘乾，並研磨至與水泥相近之細度 用量約佔所有膠結性材料之15~35% 卜作嵐材料可製造出耐久、水密性好之混凝土 水化熱與縮收性低於一般混凝土 5-2-2礦物摻料 人造卜作嵐材料 飛灰(Fly ash) 主要由燃煤的火力發電廠燒粉煤產生的副產品， 以集塵系統收集得之 全世界每年由發電廠生產的飛灰約有8000萬噸，佔飛灰總量90%以上 自1940年末期，飛灰已經使用於混凝土工程與 海中結構 5-2-2礦物摻料－飛灰(Fly ash) 飛灰粒徑： 0.4~100 μm