1、混凝土组成材料混凝土组成材料1）骨料：粗骨料、细骨料骨料：粗骨料、细骨料2 2）胶凝材料：水泥）胶凝材料：水泥 3 3）水）水4 4）化学外加剂）化学外加剂5 5）矿物掺合料（辅助胶凝材料）矿物掺合料（辅助胶凝材料）混凝土的结构与性能混凝土的结构与性能大大颗粒粗骨料的间隙由小颗粒粗骨颗粒粗骨料的间隙由小颗粒粗骨料填充料填充小颗粒粗骨料的间隙由细骨料填充小颗粒粗骨料的间隙由细骨料填充浆体填充粗细骨料的间隙并包裹形浆体填充粗细骨料的间隙并包裹形成润滑层，以满足浇注成型时的工成润滑层，以满足浇注成型时的工作度要求作度要求浆体浆体大大颗粒粗骨料颗粒粗骨料小小颗粒粗骨料颗粒粗骨料细细骨料骨料骨料的空隙率2、越小，填充其空隙所需要的浆体越少。骨料的空隙率越小，填充其空隙所需要的浆体越少。1.1.1.1.骨料骨料骨料骨料 aggregateaggregate通通常常骨骨料料要要占占混混凝凝土土体体积积的的656580%80%，因因此此对对其其微微结结构构、性性能能和和经经济济性性都都有有十十分分重重要要的的影影响响。很很多多人人认认为为：粗粗骨骨料料最最大大粒粒径径越越大大、砂砂率率越越小小，所所配配制制的的混混凝凝土土越越好好。事事实实并并非非如如此此，骨骨料料最最大大粒粒径径虽虽大大，但但小小颗颗粒粒（510mm或或515mm)很很少少甚甚至至没没有有，填填充充其其空空隙隙需需要要的的砂砂浆浆量3、量并并不不能能减减少少，同同时时还还会会带带来来一一些些副副作作用用，如如新新拌拌混混凝凝土土易易于于离离析析、泌泌水水；硬硬化化混混凝凝土土耐耐冲冲击击和和疲疲劳劳强强度度降降低低，且且对对耐耐久久性性不不利利。因因此此在在选选用用时时需需要要权权衡衡利利弊弊，综综合考虑。合考虑。骨料的种类骨料的种类1）天然骨料（天然骨料（Naturalmineralaggregates)卵石（砾石）、砂、破碎天然岩石、卵石（砾石）、砂、破碎天然岩石、(人工砂）人工砂）2）人造骨料）人造骨料(Syntheticaggregates)页岩、粘土烧制的轻骨料、重矿渣页岩、粘土烧制的轻骨料、重矿渣3）再生骨料）再4、生骨料（aggregatefromrecycledconcreteandmunicipalwastes)破碎混凝土及市政废弃物破碎混凝土及市政废弃物骨料的特性骨料的特性1）取决孔隙率的特性取决孔隙率的特性：密度、吸水率、强度、硬密度、吸水率、强度、硬度、弹模和稳固性度、弹模和稳固性2 2）取决加工参数的特性：粒径、粒形及表面构造）取决加工参数的特性：粒径、粒形及表面构造3 3）取决化学和矿物组成的特性：强度、硬度、弹）取决化学和矿物组成的特性：强度、硬度、弹模及存在有害杂质模及存在有害杂质骨料表观密度与堆积密度骨料表观密度与堆积密度为了进行混凝土配合比设计，需要了解骨料为了进行混凝土配合比设计5、，需要了解骨料的真实密度和堆积密度。的真实密度和堆积密度。任何天然骨料都有一定的孔隙。例如火成岩任何天然骨料都有一定的孔隙。例如火成岩的孔隙率通常在的孔隙率通常在2%；密实沉积岩的可达；密实沉积岩的可达5%；而；而多孔的砂岩或石灰岩可高达多孔的砂岩或石灰岩可高达1040%。常用天然。常用天然骨料，如花岗岩、砂岩和密室石灰岩的表观密度骨料，如花岗岩、砂岩和密室石灰岩的表观密度为为2.602.70。常用天然骨料的堆积密度（填充单位体积的常用天然骨料的堆积密度（填充单位体积的骨料重）为骨料重）为13001750kg/m3。不同岩种骨料的弹性模量与泊松比不同岩种骨料的弹性模量与泊松比岩石种类岩石种类 6、弹性模量弹性模量(GPa)泊松比泊松比()花岗岩花岗岩6.060.00.110.23闪长岩闪长岩60.080.00.25辉绿岩辉绿岩70.0110.0砂砂岩岩6.025.00.070.22凝灰岩凝灰岩2.020.00.11石灰岩石灰岩30.040.00.190.27大理岩大理岩50.080.00.250.28不同岩种骨料的线胀系数不同岩种骨料的线胀系数岩石种类岩石种类 线胀系数线胀系数(10-6/)花岗岩花岗岩1.811.9闪长岩闪长岩4.110.3辉绿岩辉绿岩3.69.7砂砂 岩岩4.313.9白云岩白云岩 6 6.78.6石灰岩石灰岩 0.912.2大理岩大理岩1.116.0Propert7、iesofConcrete A.M.Neville岩石种类岩石种类渗透系数渗透系数（cm/sec）渗透系数相同的渗透系数相同的水泥浆水泥浆W/C密实暗色岩密实暗色岩2.4710120.38石英闪长岩石英闪长岩8.2410120.42大理岩大理岩2.3910110.48大理岩大理岩5.771010 0.66花岗岩花岗岩5.35109 0.70砂岩砂岩1.23108 0.71花岗岩花岗岩1.56108 0.71骨料岩种与渗透性骨料岩种与渗透性Mehta.P.K.混凝土：结构、性能与材料混凝土：结构、性能与材料骨料的坚固性骨料的坚固性(soundness)坚固性以骨料在干湿交替或冻融循环作用下，体积8、坚固性以骨料在干湿交替或冻融循环作用下，体积变化对混凝土劣化的影响程度表征。有某些特征孔隙的变化对混凝土劣化的影响程度表征。有某些特征孔隙的骨料常呈现稳固性不良，如含有某些燧石、页岩、石灰骨料常呈现稳固性不良，如含有某些燧石、页岩、石灰岩、砂岩混凝土的骨料就易于受冻害和盐结晶损伤；但岩、砂岩混凝土的骨料就易于受冻害和盐结晶损伤；但不少骨料，如浮石和膨胀粘土吸水量大，坚固性却良好。不少骨料，如浮石和膨胀粘土吸水量大，坚固性却良好。所以骨料的坚固性在很大程度上与孔径分布有关：当一所以骨料的坚固性在很大程度上与孔径分布有关：当一种骨料受潮（或者冰冻后融化）时易被水饱和，而干燥种骨料受潮（或者冰冻后融9、化）时易被水饱和，而干燥（或冰冻）时水却难以流出，就会产生很高的静水压力（或冰冻）时水却难以流出，就会产生很高的静水压力而膨胀，使混凝土劣化。所以为潮湿与冻融环境的结构而膨胀，使混凝土劣化。所以为潮湿与冻融环境的结构混凝土选用骨料时，进行坚固性检验十分必要。混凝土选用骨料时，进行坚固性检验十分必要。级配与粒径级配与粒径Size and Grading级配就是将不同粒径分布的骨料颗粒混合，以级配就是将不同粒径分布的骨料颗粒混合，以尽量减小混凝土的空隙率，从而减少浆体用量；同尽量减小混凝土的空隙率，从而减少浆体用量；同时拌后的混凝土运送过程不易发生分离。时拌后的混凝土运送过程不易发生分离。简单的做10、法是控制简单的做法是控制Dmax:Dmin的比例：的比例：Dmax25mm25mm，Dmax:Dmin44；Dmax25mm 25mm，Dmax:Dmin22举例：举例：三级配：三级配：2.55mm；1025mm;2040mm;四级配：四级配：520mm;2040mm;4080mm;80150mm2.2.水泥水泥水泥水泥1）水泥的生产水泥的生产硅硅质质（黏土）（黏土）钙钙质质（石灰石）（石灰石）+煅烧煅烧1450粉磨粉磨铁质铁质石膏石膏石膏石膏熟料熟料水泥水泥生料生料100 我国水泥生产与供应的发展我国水泥生产与供应的发展我国水泥生产与供应的发展我国水泥生产与供应的发展1）熟料中熟料中C3S矿11、物含量增多矿物含量增多早强高早强高；2）粉磨细度加大（实行新标准后进一步加剧）粉磨细度加大（实行新标准后进一步加剧）水化迅速；水化迅速；3 3）散装水泥运输供应发展（储存期温度高）；）散装水泥运输供应发展（储存期温度高）；混混凝凝土土由由破破碎碎和和渗渗漏漏而而破破坏坏向向由由于于开开裂裂而而破破坏坏的的转转变变，是是始始于于水水泥泥生生产产向向细细度度和和C3S增增大大，该该论论点点被被1944年年对对混混凝凝土土结结构构调查的结果所证实。调查的结果所证实。1944年年，美美国国公公共共道道路路管管理理局局对对加加州州等等4 4个个州州的的桥桥梁梁进进行行了了检检测测，检检查查的的目目的的在12、在于调查西部各州混凝土迅速瓦解的原因。于调查西部各州混凝土迅速瓦解的原因。BuildingDurableStructuresinThe21stCentury.CI.Mar,2001 检测了大约检测了大约200座结构，从小的、单座结构，从小的、单跨的桥梁，到大的、多跨桥梁，建成时间跨的桥梁，到大的、多跨桥梁，建成时间为为330年。年。有足够的证据表明：在有足够的证据表明：在19301930年年以后建造的混凝土结构使用寿命不如在那以后建造的混凝土结构使用寿命不如在那以前的。例如：检查时以前的。例如：检查时在在1930年以前建造年以前建造的桥梁的桥梁67%完好，而完好，而1930年后建造的仅年后建造13、的仅27%尚完好。由于施工技术仍然保持一样，尚完好。由于施工技术仍然保持一样，结论是：水泥的细度发生变化很可能是主结论是：水泥的细度发生变化很可能是主要原因。要原因。BuildingDurableStructuresinThe21stCentury.CI.Mar,2001水泥细度对混凝土性能的影响水泥细度对混凝土性能的影响作者作者19461956年间在垦务局工作时，用年间在垦务局工作时，用3种水泥，种水泥，每一种都磨到从每一种都磨到从220490m2/kg范围范围6种细度，用种细度，用于拌和、浇筑混凝土并观察其行为。于拌和、浇筑混凝土并观察其行为。所有混凝土都浇筑在一个农场里并观测了所有混凝土14、都浇筑在一个农场里并观测了10年。年。在细磨水泥混凝土风化、龟裂与开裂的同时，粗在细磨水泥混凝土风化、龟裂与开裂的同时，粗磨水泥（磨水泥（220m2/kg）对大气侵蚀的反应是无风化、）对大气侵蚀的反应是无风化、不起霜，也没有龟裂或裂缝。不起霜，也没有龟裂或裂缝。RichardW.Burrows.TheVisibleandInvisibleCrackingofConcrete 水泥美国国家标准局对美国国家标准局对199种水泥长达种水泥长达18年的研究最重要的发现，是含碱量和细年的研究最重要的发现，是含碱量和细度、度、C3A与与C4AF等参数都对水泥的抗裂等参数都对水泥的抗裂性有非常大影响。即使水15、泥的水化速率性有非常大影响。即使水泥的水化速率（强度发展）和自由收缩值相同，碱对（强度发展）和自由收缩值相同，碱对抗裂性的影响也是明显的，这表明低碱抗裂性的影响也是明显的，这表明低碱水泥固有抵抗开裂的能力水泥固有抵抗开裂的能力。RichardW.Burrows.TheVisibleandInvisibleCrackingofConcrete2 22 2）水泥的水化）水泥的水化）水泥的水化）水泥的水化Hydration of cementHydration of cement水化水化1水化水化2图3-35 硅酸盐水泥在一定温度下水化时的放热曲线初凝初凝终凝终凝硅酸盐水泥水化时的放热曲线硅酸盐水泥16、水化时的放热曲线1）C0.5H1.5HCH2（二水石膏）二水石膏）2）C3A+6HC3AH6（水化铝酸钙水化铝酸钙）3）C3A+3CH2+26HC3A3CH32（钙矾石钙矾石）水化反应水化反应闪凝与假凝闪凝与假凝水化反应水化反应2C3S+6HC3S2H3+3CH（快）（快）2C2S+4HC3S2H3+CH（慢）（慢）两种矿物水化都生成两种矿物水化都生成C-S-H，但反应速但反应速率不同，现代水泥率不同，现代水泥C3S含量高、粉磨细度大，含量高、粉磨细度大，水化迅速，不仅放热量大而且温升快。水化迅速，不仅放热量大而且温升快。硅酸盐水泥的品种及矿物含量硅酸盐水泥的品种及矿物含量C3S486531417、2C2S24114034C3A138122C4AF991215水泥水泥A水泥水泥B水泥水泥C水泥水泥D普通普通 早强早强 低热低热 抗硫酸盐抗硫酸盐影响水泥水化的因素影响水泥水化的因素影响水泥水化的因素影响水泥水化的因素1）矿物组成及其含量；矿物组成及其含量；2 2）粉磨细度）粉磨细度(影响需水量）影响需水量）；3 3）温度温度；4 4）水灰比。）水灰比。新拌水泥浆新拌水泥浆硬化水泥浆硬化水泥浆影响水泥水化的因素影响水泥水化的因素组分及其含量、粉磨细度、温度、水灰比和龄期组分及其含量、粉磨细度、温度、水灰比和龄期R(t)=f(C3S)f(fineness)f(T)f(W/C)f(t)当混凝土温18、度升高时，水化加快，放热速率加速，当混凝土温度升高时，水化加快，放热速率加速，升温并膨胀，凝结硬化形成的微结构体积较大，相对升温并膨胀，凝结硬化形成的微结构体积较大，相对疏松，且在随后的降温期间，或受干燥环境作用收缩疏松，且在随后的降温期间，或受干燥环境作用收缩变形时产生大量微裂缝，致使结构混凝土强度与渗透变形时产生大量微裂缝，致使结构混凝土强度与渗透性（耐久性）受到严重影响。性（耐久性）受到严重影响。其他品种水泥其他品种水泥1）铝酸盐水泥：硬化、强度发展非常迅速，适用于抢修铝酸盐水泥：硬化、强度发展非常迅速，适用于抢修工程和耐火材料，但当温度高于工程和耐火材料，但当温度高于3030时，存在强19、度倒缩时，存在强度倒缩明显的问题；明显的问题；2）硫铝酸盐与铁铝酸盐水泥：我国发明；具有硬化较快、硫铝酸盐与铁铝酸盐水泥：我国发明；具有硬化较快、早期强度高、微膨胀、碱性低等特点，适用于低温施工、早期强度高、微膨胀、碱性低等特点，适用于低温施工、特殊工程或环境中使用。已用于配制特殊工程或环境中使用。已用于配制C80混凝土应用在混凝土应用在高层建筑等工程的建设。高层建筑等工程的建设。3）低热硅酸盐水泥：）低热硅酸盐水泥：C2S占占50以上，以上，C3A约约4，需水，需水量较小，后期强度增长幅度较大，适用于配制高强混凝量较小，后期强度增长幅度较大，适用于配制高强混凝土等。土等。水泥的技术性质水泥的20、技术性质水泥的技术性质水泥的技术性质1）密度与表观密度密度与表观密度 2 2）细度细度 3 3）标准稠度用水量）标准稠度用水量 4 4）凝结时间）凝结时间 5 5）体积安定性）体积安定性6 6）强度）强度7 7）水化热）水化热 3.3.外加剂外加剂外加剂外加剂 （1 1）减水剂）减水剂（2 2）早强剂）早强剂（3 3）缓凝剂）缓凝剂（4 4）引气剂）引气剂（5 5）膨胀剂与减缩剂）膨胀剂与减缩剂（6 6）其它外加剂）其它外加剂（11）减水剂）减水剂）减水剂）减水剂WaterReducerWaterReducer1)普通减水剂普通减水剂 减水率小于减水率小于10%10%掺量掺量0.100.30%21、；单价较低；单价较低；2)2)高效减水剂高效减水剂 也称超塑化剂也称超塑化剂(HighRangeWaterReducer；Superplasticizer)减水率大于减水率大于12%12%，有的达，有的达30%30%以上；以上；掺量掺量0.501.50%；单价较高。；单价较高。为什么加入减水剂后水泥浆变稀？为什么加入减水剂后水泥浆变稀？减水剂的作用减水剂的作用减水剂的作用减水剂的作用1 1）降低水灰比（水胶比），提高混降低水灰比（水胶比），提高混凝土强度；凝土强度；2 2）增大工作度，使混凝土易于浇注、）增大工作度，使混凝土易于浇注、成型密实；成型密实；3 3）不改变混凝土强度和工作度，在）不22、改变混凝土强度和工作度，在减少用水量的同时降低水泥用量。减少用水量的同时降低水泥用量。能否同时兼顾？为什么？能否同时兼顾？为什么？减减水水剂剂分分散散水水泥泥的的机机理理加减水剂前加减水剂前加减水剂后加减水剂后絮凝絮凝分散分散没加减水剂的水泥浆没加减水剂的水泥浆加加减水剂后的水泥浆减水剂后的水泥浆高效减水剂高效减水剂高效减水剂高效减水剂高高效效减减水水剂剂的的应应用用，成成为为混混凝凝土土技技术术发发展展里里程程一一个个重重要要的的里里程程碑碑，应应用用它它可可以以配配制制出出流流动动性性满满足足施施工工需需要要且且水水灰灰比比低低，因因此此强强度度很很高高的的高高强强混混凝凝土土、可可以以自23、自行行流流动动成成型型密密实实的的自自密密实实混混凝凝土土，以以及及充充分分满满足足不不同同工工程程特特定定性性能能需需要和匀质性良好的高性能混凝土。要和匀质性良好的高性能混凝土。高效减水剂的发展高效减水剂的发展高效减水剂的发展高效减水剂的发展第一代：坍落度损失较快（第一代：坍落度损失较快（3045分）；分）；第二代：与缓凝减水剂复合以延缓损失速率第二代：与缓凝减水剂复合以延缓损失速率（90分以上），控制有困难；分以上），控制有困难；第三代：新品种；可保持几小时基本不损失。第三代：新品种；可保持几小时基本不损失。聚羧酸脂系高效减水剂的作用机理聚羧酸脂系高效减水剂的作用机理(缓释、空间位阻缓释、24、空间位阻）20世纪混凝土技术发展史上的里程碑世纪混凝土技术发展史上的里程碑1 1）水灰比定则（）水灰比定则（1918年，年，Abrams），），为为配合比设计奠基；配合比设计奠基；2 2）引气剂（）引气剂（5050年代）应用，使混凝土抵抗年代）应用，使混凝土抵抗冻融能力大大提高；冻融能力大大提高；3 3）高效减水剂（）高效减水剂（6060年代），使水泥分散，年代），使水泥分散，水灰比得以降低，提高强度和耐久性。水灰比得以降低，提高强度和耐久性。（22）早强剂）早强剂）早强剂）早强剂AcceleratorAccelerator早强剂能加速拌合物凝固和硬化混凝土早强剂能加速拌合物凝固和硬化混凝土的25、强度发展的强度发展，适于在低温施工时使用。在负适于在低温施工时使用。在负温下使用的早强剂称为防冻剂或防冻早强剂，温下使用的早强剂称为防冻剂或防冻早强剂，它能够降低冰点，使拌合物中的水分不会很它能够降低冰点，使拌合物中的水分不会很快结冰，使水泥继续水化，达到抵抗冰体膨快结冰，使水泥继续水化，达到抵抗冰体膨胀的临界强度。胀的临界强度。（33）缓凝剂）缓凝剂）缓凝剂）缓凝剂RetarderRetarder缓凝剂主要用于抵消因环境温度高（热缓凝剂主要用于抵消因环境温度高（热天），混凝土凝结硬化加快的影响，使其在天），混凝土凝结硬化加快的影响，使其在浇注期间保持工作度，并消除由于模板弯沉浇注期间保持工作26、度，并消除由于模板弯沉引起的开裂。它还用于分层浇注时保持工作引起的开裂。它还用于分层浇注时保持工作度，以避免冷缝或结构不连续问题的出现。度，以避免冷缝或结构不连续问题的出现。缓凝剂减小坍落度损失的效果，取决与水泥缓凝剂减小坍落度损失的效果，取决与水泥和其它外加剂的搭配。和其它外加剂的搭配。缓缓凝凝剂剂对对水水泥泥浆浆凝凝结结时时间间的的影影响响（4）引气剂引气剂airentrainingadmixture是一类表面活性剂，是一类表面活性剂，通过吸附于气泡表通过吸附于气泡表面，减小表面能（表面张力）使其稳定，从面，减小表面能（表面张力）使其稳定，从而可以大幅度改善混凝土抵抗冻融循环的能而可以大幅27、度改善混凝土抵抗冻融循环的能力。此外，引气剂还有改善混凝土拌合物工力。此外，引气剂还有改善混凝土拌合物工作度和泵送性能的优点，但也有影响硬化混作度和泵送性能的优点，但也有影响硬化混凝土抗压强度的副作用。凝土抗压强度的副作用。亲水亲水基团基团憎水憎水组分组分气泡气泡引气剂稳泡作用的机理引气剂稳泡作用的机理气孔间距系数气孔间距系数L（m）次次冻冻融融循循环环后后的的长长度度变变化化300(m/m)（5）膨胀剂与减缩剂）膨胀剂与减缩剂expansive and shrinkage reducing admixture1）膨胀剂：膨胀源分别有钙矾石、氧化钙和氧化镁膨胀剂：膨胀源分别有钙矾石、氧化钙和氧28、化镁：Al2O3+3Ca(OH)2+3CaSO4+26H2OC3A3CaSO432H2OCaO(MgO)H2OCa(OH)2Mg(OH)2其中，掺加其中，掺加MgOMgO类膨胀剂（类膨胀剂（MgOMgO含量较高的水泥含量较高的水泥)，用用于水工大坝工程的施工，是我国首创，以减少混凝土大坝于水工大坝工程的施工，是我国首创，以减少混凝土大坝的开裂为目的。由于应用和评价方法存在一些问题，掺膨的开裂为目的。由于应用和评价方法存在一些问题，掺膨胀剂有时效果并不显著，甚至出现加剧开裂等现象。胀剂有时效果并不显著，甚至出现加剧开裂等现象。22）减缩剂）减缩剂）减缩剂）减缩剂使用目的与膨胀剂有类似之处，即减少29、混凝使用目的与膨胀剂有类似之处，即减少混凝土因收缩变形受约束引起的开裂现象。但两者的土因收缩变形受约束引起的开裂现象。但两者的作用机理完全不同，前者通过受约束膨胀产生预作用机理完全不同，前者通过受约束膨胀产生预压应力（储存膨胀能）起作用；后者则通过改变压应力（储存膨胀能）起作用；后者则通过改变混凝土内水分的表面活性，影响其迁移，从而减混凝土内水分的表面活性，影响其迁移，从而减小混凝土的收缩（包括干缩和自生收缩，但对温小混凝土的收缩（包括干缩和自生收缩，但对温度收缩没有作用）。度收缩没有作用）。（66）其它外加剂其它外加剂其它外加剂其它外加剂1）其它功能的外加剂：如防水剂、泵送剂、）其它功能的外30、加剂：如防水剂、泵送剂、速凝剂等；速凝剂等；2）复合功能的外加剂：如早强减水剂、缓凝）复合功能的外加剂：如早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、减水膨胀剂、膨胀防水减水剂、引气减水剂、减水膨胀剂、膨胀防水剂等；剂等；4.4.矿物掺合料矿物掺合料矿物掺合料矿物掺合料 早期在混凝土里掺用主要为两个目的：早期在混凝土里掺用主要为两个目的：一为节约水泥，获取经济效益；二为减小大一为节约水泥，获取经济效益；二为减小大体积混凝土温升，避免温度裂缝。体积混凝土温升，避免温度裂缝。今天用矿物掺合料为今天用矿物掺合料为改善混凝土的微结改善混凝土的微结构和许多重要性能，而且还具有节约能源、构和许多重要性能，而且还具31、有节约能源、保护资源和减小环境污染等多重意义。保护资源和减小环境污染等多重意义。（11）火山灰性质火山灰性质火山灰性质火山灰性质 一部分矿物掺合料含有玻璃态或者无定一部分矿物掺合料含有玻璃态或者无定形的氧化硅，本身没有胶凝性，但是以细粉形的氧化硅，本身没有胶凝性，但是以细粉末状态存在时，能够与氢氧化钙和水在常温末状态存在时，能够与氢氧化钙和水在常温下起化学反应，生成有胶凝性产物的性质。下起化学反应，生成有胶凝性产物的性质。例如天然火山灰例如天然火山灰 。火山灰反应火山灰反应：SiO2+Ca(OH)2+H2OC-S-H火火山山灰灰反反应应二二次次反反应应的的产产物物与与水水泥泥水水化化的的产产物32、物一一样样是是C-S-H。而而且且因因为为消消耗耗了了部部分分硅硅酸酸盐盐水水泥泥水水化化放放出出的的氢氢氧氧化化钙钙，加加强强了了过过渡渡区区的的微微结结构构，因因而而可可以以提提高高混混凝凝土土的的抗抗渗渗透透性性能能和和强强度度（主主要要是是后后期期强强度度），改改善耐久性能。善耐久性能。火山灰反应火山灰反应火山灰反应火山灰反应骨料骨料过渡区过渡区水泥石本体水泥石本体C-S-HCH钙矾石钙矾石骨料骨料氢氧化钙氢氧化钙裂缝扩展的裂缝扩展的路径和方向路径和方向骨料骨料水泥石水泥石骨料骨料周围周围的过的过渡区渡区普通混凝土普通混凝土的微结构的微结构1 1）粉煤灰）粉煤灰 煤粉在锅炉中燃烧后的灰33、份；煤粉在锅炉中燃烧后的灰份；2 2）粒粒状状高高炉炉矿矿渣渣 高高炉炉炼炼铁铁排排出出的的废废渣渣，经经水水淬并粉磨后使用；淬并粉磨后使用；3 3）硅硅粉粉 生生产产硅硅铁铁合合金金排排出出的的烟烟气气冷冷凝凝形形成成微细的粉末；微细的粉末；4 4）沸石粉、稻壳灰、石灰石粉、偏高岭土等）沸石粉、稻壳灰、石灰石粉、偏高岭土等。（2）主要的矿物掺合料种类主要的矿物掺合料种类（33）主要矿物掺合料的组成主要矿物掺合料的组成主要矿物掺合料的组成主要矿物掺合料的组成氧化物氧化物粉煤灰粉煤灰磨细矿渣磨细矿渣硅粉硅粉水泥水泥低钙低钙高钙高钙SiO24840369720Al2O32718925Fe2O39834、10.14MgO24110.11CaO3204064Na2O10.2K2O40.5矿物掺合料的物理性质矿物掺合料的物理性质粉煤灰粉煤灰 磨细矿渣磨细矿渣 硅粉硅粉 水泥水泥密度密度2.12.92.23.15粒径粒径(m)115032000.010.50.1100比表面积比表面积(m2/kg)35040015000350粉煤灰粉煤灰FlyAsh煤煤粉粉+-电收尘器电收尘器锅炉锅炉炉底灰炉底灰粉煤灰粉煤灰烟囱烟囱应用应用磨细高炉矿渣磨细高炉矿渣铁水铁水熔融矿渣熔融矿渣高炉高炉水池水池水淬水淬烘干、粉磨烘干、粉磨球磨机球磨机硅硅粉粉SilicaFume硅铁合金厂硅铁合金厂硅硅冶炼厂冶炼厂烟罩烟罩冷凝35、硅粉冷凝硅粉加密加密200300kg/m3500600kg/m35.5.纤维纤维1 1）聚丙烯、维尼伦和尼龙纤维（主要保护新）聚丙烯、维尼伦和尼龙纤维（主要保护新浇注的混凝土免于塑性收缩开裂）；浇注的混凝土免于塑性收缩开裂）；2 2）钢纤维和碳纤维（弹性模量比混凝土高数）钢纤维和碳纤维（弹性模量比混凝土高数倍，主要用于改善混凝土的断裂韧性，但费用倍，主要用于改善混凝土的断裂韧性，但费用较高）；较高）；3 3）玻璃纤维（弹性模量高，掺用费用低，但）玻璃纤维（弹性模量高，掺用费用低，但因为不耐碱，应用受到限制）。因为不耐碱，应用受到限制）。超叠效应超叠效应超叠效应超叠效应SynergicEffectSynergicEffect指根据需要，将不同类型化学外加剂和指根据需要，将不同类型化学外加剂和/或矿物掺合料复合使用时，效果通常要优于或矿物掺合料复合使用时，效果通常要优于二者或多者分别作用的简单叠加。二者或多者分别作用的简单叠加。但是，多种组分的复合给配合比设计和但是，多种组分的复合给配合比设计和生产时的储存与计量带来复杂性。同时水泥、生产时的储存与计量带来复杂性。同时水泥、外加剂和掺合料之间存在相容性外加剂和掺合料之间存在相容性（compatibility)，需要通过试验评价。需要通过试验评价。