当代混凝土对水泥品质的需要.ppt

当代混凝土对水泥品质的需要 廉慧珍 清华大学土木工程系 思维方法和观念的转变比技术更重要 当代混凝土的特点 水泥品质对混凝土质量的影响 当代混凝土对水泥的要求 矿物掺和料由谁来掺好？ 思维方法和观念的转变比技术更重要 正确的技术决策取决于正确的观念 正确的观念取决于正确的思维方法 树立正确的思维方法才能不断更新知识 不断更新知识才会有真正的技术进步  知识是人对客观世界及其河自己关系的认识，是人类生存和发展的源泉 “人不能两次踏进同一河流”──客观世界永远是发展的 “经验是一条我们曾经沿着它到达今天的道路，可是世界在昨天早晨变了，经验还会是通往明天的阶梯吗？”——人类对客观世界的认识必须是发展的 混凝土是什么？ 混凝土是用最简单的工艺制作的最复杂的体系 工艺必须简单──否则不能成为最大宗的土木工程材料： 原材料来源广泛 制作工艺简单──混合、搅拌、成型 比其他结构材料（钢材、木材）耐久 体系必然复杂： 原材料不能提炼，成分波动 微结构形成的环境和时间的依赖性——对温度、湿度的敏感性；水化不断进行造成动态的微结构。因此造成性能的不确定性 性能随微结构的发展而发展,而微结构具有不同层次(宏观层次、亚微观层次、微观层次)的多相(固相、液相、气相)，非均质性(依配合比不同而离散) 微结构的不确知性——水泥水化形成复杂的凝胶，在目前技术水平下难以测定； 因此： 混凝土属于混沌体系（非线性体系），具有“蝴蝶效应”──事物发展的结果对初始条件具有极为敏感的依赖性.初始条件极小的偏差将会引起结果的巨大差异。 越是简单的工艺，越有管理和控制的难度； 工业化、集约化是社会生产发展的趋势，促使了现代混凝土的发展。 当代混凝土的特点 当代混凝土是以高效减水剂大规模使用和矿物掺和料的使用为特征，与时代特点有关。 实用混凝土强度范围很宽，从C20(极少量C15)到C80 混凝土和水泥强度之间不再有线性关系，32.5的水泥可以配制C60的混凝土，却配不出C20混凝土 严酷环境的工程增加，使耐久性要求日益突现 以预拌混凝土、泵送为主流。拌和料的流变性能成为重要问题 在水泥水化热增大、强度提高的同时结构尺度增大，改变了大体积混凝土的概念 劳动力素质、管理水平与质量要求的矛盾 水泥现状对现代混凝土的不适应问题 片面追求强度而使比表面积太大、早期强度太高而长期增长率低甚至倒缩、实际强度浮动幅度太大； 太细的水泥 提高水泥的放热速率，降低与外加剂的相容性、增加混凝土需水量，不利于混凝土长期性能的发展，后期水化无发展余地，使结构失去自愈的能力 不控制含碱量、氯离子含量，不检测开裂敏感性、无法提供在现代混凝土中与外加剂的相容性 水泥出厂温度太高，造成混凝土浇筑温度过高，温度应力增大，早期开裂问题普遍 水泥强度和混凝土强度的关系 ——什么是水泥和混凝土的强度 任何水泥基材料的强度主要取决于水灰比 按现有标准的水泥强度检验水灰比：0.5 当前用量最大的混凝土水灰比：＜0.5 不仅相同强度的水泥能配出不同强度的混凝土，而且不同强度的水泥能配出相同强度的混凝土 不必盲目追求水泥的高强，32.5的水泥能配制出C60混凝土 在相同水灰比下，混凝土强度和水泥强度仍然有关，高强度水泥可用于象C80、C100这样的高强的混凝土，但是用量很少； 高强混凝土不一定耐久；像任何事物一样，高强混凝土也是有利也有弊； 工程对混凝土强度的要求是有限的 目前配制C80、C100的混凝土并不困难，难的却是是配不出合格的C20混凝土 外加剂与掺和料使用技术发展改变了对水泥强度和混凝土强度的关系的认识 如何看待混合材料水泥/复合水泥的强度 矿物掺和料对混凝土强度的贡献随水灰比的减小而增大的幅度大于水泥对强度的贡献随水灰比减小而增大的幅度，因此掺用掺和料的混凝土必须降低水胶比 粉煤灰体积比为1∶ 1的不同水胶比浆体中粉煤灰和水泥在不同龄期时对强度的贡献 强度—粉煤灰掺量—水胶比关系 不同厂家生产的相同品种、相同强度硅酸盐水泥在混凝土中的不同表现 B厂水泥在半绝热条件下收缩的约束应力是A厂的3倍 什么是好的水泥？ 混凝土高强的利和弊—— 利： 在相同荷载作用下，减小构件断面、减少用钢量，适用于高耸、大跨、重载等结构 增加构件刚度 弊：高强不一定耐久: 强度越高，抗拉与抗压强度比越小，构件延性比小；水灰比低，自收缩大；水泥用量大，温升大；早期弹性模量大，徐变小，收缩应力大；因此早期开裂倾向大； 由于稳定的要求，结构物对强度的需要是有限的 强度和开裂的关系 混凝土抗拉强度和抗压强度比值随抗压强度的提高而下降 当前混凝土早期开裂的根本原因及其后果 柱子的主要可能破坏形式 当代混凝土对水泥的要求 具有低的开裂敏感性、良