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1、混凝土組成材料混凝土組成材料1）骨料：粗骨料、細骨料骨料：粗骨料、細骨料2 2）膠凝材料：水泥）膠凝材料：水泥 3 3）水）水4 4）化學外加劑）化學外加劑5 5）礦物摻合料（輔助膠凝材料）礦物摻合料（輔助膠凝材料）混凝土的結構與性能混凝土的結構與性能大大顆粒粗骨料的間隙由小顆粒粗骨顆粒粗骨料的間隙由小顆粒粗骨料填充料填充小顆粒粗骨料的間隙由細骨料填充小顆粒粗骨料的間隙由細骨料填充漿體填充粗細骨料的間隙并包裹形漿體填充粗細骨料的間隙并包裹形成潤滑層，以滿足澆注成型時的工成潤滑層，以滿足澆注成型時的工作度要求作度要求漿體漿體大大顆粒粗骨料顆粒粗骨料小小顆粒粗骨料顆粒粗骨料細細骨料骨料骨料的空隙率2、越小，填充其空隙所需要的漿體越少。骨料的空隙率越小，填充其空隙所需要的漿體越少。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體體積積的的656580%80%，因因此此對對其其微微結結構構、性性能能和和經經濟濟性性都都有有十十分分重重要要的的影影響響。很很多多人人認認為為：粗粗骨骨料料最最大大粒粒徑徑越越大大、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。事事實實并并非非如如此此，骨骨料料最最大大粒粒徑徑雖雖大大，但但小小顆顆粒粒（510mm或或515mm)很很少少甚甚至至沒沒有有，填填充充其其空空隙隙需需要要的的砂砂漿漿量3、量并并不不能能減減少少，同同時時還還會會帶帶來來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離離析析、泌泌水水；硬硬化化混混凝凝土土耐耐沖沖擊擊和和疲疲勞勞強強度度降降低低，且且對對耐耐久久性性不不利利。因因此此在在選選用用時時需需要要權權衡衡利利弊弊，綜綜合考慮。合考慮。骨料的種類骨料的種類1）天然骨料（天然骨料（Naturalmineralaggregates)卵石（礫石）、砂、破碎天然巖石、卵石（礫石）、砂、破碎天然巖石、(人工砂）人工砂）2）人造骨料）人造骨料(Syntheticaggregates)頁巖、粘土燒制的輕骨料、重礦渣頁巖、粘土燒制的輕骨料、重礦渣3）再生骨料）再4、生骨料（aggregatefromrecycledconcreteandmunicipalwastes)破碎混凝土及市政廢棄物破碎混凝土及市政廢棄物骨料的特性骨料的特性1）取決孔隙率的特性取決孔隙率的特性：密度、吸水率、強度、硬密度、吸水率、強度、硬度、彈模和穩固性度、彈模和穩固性2 2）取決加工參數的特性：粒徑、粒形及表面構造）取決加工參數的特性：粒徑、粒形及表面構造3 3）取決化學和礦物組成的特性：強度、硬度、彈）取決化學和礦物組成的特性：強度、硬度、彈模及存在有害雜質模及存在有害雜質骨料表觀密度與堆積密度骨料表觀密度與堆積密度為了進行混凝土配合比設計，需要了解骨料為了進行混凝土配合比設計5、，需要了解骨料的真實密度和堆積密度。的真實密度和堆積密度。任何天然骨料都有一定的孔隙。例如火成巖任何天然骨料都有一定的孔隙。例如火成巖的孔隙率通常在的孔隙率通常在2%；密實沉積巖的可達；密實沉積巖的可達5%；而；而多孔的砂巖或石灰巖可高達多孔的砂巖或石灰巖可高達1040%。常用天然。常用天然骨料，如花崗巖、砂巖和密室石灰巖的表觀密度骨料，如花崗巖、砂巖和密室石灰巖的表觀密度為為2.602.70。常用天然骨料的堆積密度（填充單位體積的常用天然骨料的堆積密度（填充單位體積的骨料重）為骨料重）為13001750kg/m3。不同巖種骨料的彈性模量與泊松比不同巖種骨料的彈性模量與泊松比巖石種類巖石種類 6、彈性模量彈性模量(GPa)泊松比泊松比()花崗巖花崗巖6.060.00.110.23閃長巖閃長巖60.080.00.25輝綠巖輝綠巖70.0110.0砂砂巖巖6.025.00.070.22凝灰巖凝灰巖2.020.00.11石灰巖石灰巖30.040.00.190.27大理巖大理巖50.080.00.250.28不同巖種骨料的線脹系數不同巖種骨料的線脹系數巖石種類巖石種類 線脹系數線脹系數(10-6/)花崗巖花崗巖1.811.9閃長巖閃長巖4.110.3輝綠巖輝綠巖3.69.7砂砂 巖巖4.313.9白云巖白云巖 6 6.78.6石灰巖石灰巖 0.912.2大理巖大理巖1.116.0Propert7、iesofConcrete A.M.Neville巖石種類巖石種類滲透系數滲透系數（cm/sec）滲透系數相同的滲透系數相同的水泥漿水泥漿W/C密實暗色巖密實暗色巖2.4710120.38石英閃長巖石英閃長巖8.2410120.42大理巖大理巖2.3910110.48大理巖大理巖5.771010 0.66花崗巖花崗巖5.35109 0.70砂巖砂巖1.23108 0.71花崗巖花崗巖1.56108 0.71骨料巖種與滲透性骨料巖種與滲透性Mehta.P.K.混凝土：結構、性能與材料混凝土：結構、性能與材料骨料的堅固性骨料的堅固性(soundness)堅固性以骨料在干濕交替或凍融循環作用下，體積8、堅固性以骨料在干濕交替或凍融循環作用下，體積變化對混凝土劣化的影響程度表征。有某些特征孔隙的變化對混凝土劣化的影響程度表征。有某些特征孔隙的骨料常呈現穩固性不良，如含有某些燧石、頁巖、石灰骨料常呈現穩固性不良，如含有某些燧石、頁巖、石灰巖、砂巖混凝土的骨料就易于受凍害和鹽結晶損傷；但巖、砂巖混凝土的骨料就易于受凍害和鹽結晶損傷；但不少骨料，如浮石和膨脹粘土吸水量大，堅固性卻良好。不少骨料，如浮石和膨脹粘土吸水量大，堅固性卻良好。所以骨料的堅固性在很大程度上與孔徑分布有關：當一所以骨料的堅固性在很大程度上與孔徑分布有關：當一種骨料受潮（或者冰凍后融化）時易被水飽和，而干燥種骨料受潮（或者冰凍后融9、化）時易被水飽和，而干燥（或冰凍）時水卻難以流出，就會產生很高的靜水壓力（或冰凍）時水卻難以流出，就會產生很高的靜水壓力而膨脹，使混凝土劣化。所以為潮濕與凍融環境的結構而膨脹，使混凝土劣化。所以為潮濕與凍融環境的結構混凝土選用骨料時，進行堅固性檢驗十分必要。混凝土選用骨料時，進行堅固性檢驗十分必要。級配與粒徑級配與粒徑Size and Grading級配就是將不同粒徑分布的骨料顆粒混合，以級配就是將不同粒徑分布的骨料顆粒混合，以盡量減小混凝土的空隙率，從而減少漿體用量；同盡量減小混凝土的空隙率，從而減少漿體用量；同時拌后的混凝土運送過程不易發生分離。時拌后的混凝土運送過程不易發生分離。簡單的做10、法是控制簡單的做法是控制Dmax:Dmin的比例：的比例：Dmax25mm25mm，Dmax:Dmin44；Dmax25mm 25mm，Dmax:Dmin22舉例：舉例：三級配：三級配：2.55mm；1025mm;2040mm;四級配：四級配：520mm;2040mm;4080mm;80150mm2.2.水泥水泥水泥水泥1）水泥的生產水泥的生產硅硅質質（黏土）（黏土）鈣鈣質質（石灰石）（石灰石）+煅燒煅燒1450粉磨粉磨鐵質鐵質石膏石膏石膏石膏熟料熟料水泥水泥生料生料100 我國水泥生產與供應的發展我國水泥生產與供應的發展我國水泥生產與供應的發展我國水泥生產與供應的發展1）熟料中熟料中C3S礦11、物含量增多礦物含量增多早強高早強高；2）粉磨細度加大（實行新標準后進一步加劇）粉磨細度加大（實行新標準后進一步加劇）水化迅速；水化迅速；3 3）散裝水泥運輸供應發展（儲存期溫度高）；）散裝水泥運輸供應發展（儲存期溫度高）；混混凝凝土土由由破破碎碎和和滲滲漏漏而而破破壞壞向向由由于于開開裂裂而而破破壞壞的的轉轉變變，是是始始于于水水泥泥生生產產向向細細度度和和C3S增增大大，該該論論點點被被1944年年對對混混凝凝土土結結構構調查的結果所證實。調查的結果所證實。1944年年，美美國國公公共共道道路路管管理理局局對對加加州州等等4 4個個州州的的橋橋梁梁進進行行了了檢檢測測，檢檢查查的的目目的的在12、在于調查西部各州混凝土迅速瓦解的原因。于調查西部各州混凝土迅速瓦解的原因。BuildingDurableStructuresinThe21stCentury.CI.Mar,2001 檢測了大約檢測了大約200座結構，從小的、單座結構，從小的、單跨的橋梁，到大的、多跨橋梁，建成時間跨的橋梁，到大的、多跨橋梁，建成時間為為330年。年。有足夠的證據表明：在有足夠的證據表明：在19301930年年以后建造的混凝土結構使用壽命不如在那以后建造的混凝土結構使用壽命不如在那以前的。例如：檢查時以前的。例如：檢查時在在1930年以前建造年以前建造的橋梁的橋梁67%完好，而完好，而1930年后建造的僅年后建造13、的僅27%尚完好。由于施工技術仍然保持一樣，尚完好。由于施工技術仍然保持一樣，結論是：水泥的細度發生變化很可能是主結論是：水泥的細度發生變化很可能是主要原因。要原因。BuildingDurableStructuresinThe21stCentury.CI.Mar,2001水泥細度對混凝土性能的影響水泥細度對混凝土性能的影響作者作者19461956年間在墾務局工作時，用年間在墾務局工作時，用3種水泥，種水泥，每一種都磨到從每一種都磨到從220490m2/kg范圍范圍6種細度，用種細度，用于拌和、澆筑混凝土并觀察其行為。于拌和、澆筑混凝土并觀察其行為。所有混凝土都澆筑在一個農場里并觀測了所有混凝土14、都澆筑在一個農場里并觀測了10年。年。在細磨水泥混凝土風化、龜裂與開裂的同時，粗在細磨水泥混凝土風化、龜裂與開裂的同時，粗磨水泥（磨水泥（220m2/kg）對大氣侵蝕的反應是無風化、）對大氣侵蝕的反應是無風化、不起霜，也沒有龜裂或裂縫。不起霜，也沒有龜裂或裂縫。RichardW.Burrows.TheVisibleandInvisibleCrackingofConcrete 水泥美國國家標準局對美國國家標準局對199種水泥長達種水泥長達18年的研究最重要的發現，是含堿量和細年的研究最重要的發現，是含堿量和細度、度、C3A與與C4AF等參數都對水泥的抗裂等參數都對水泥的抗裂性有非常大影響。即使水15、泥的水化速率性有非常大影響。即使水泥的水化速率（強度發展）和自由收縮值相同，堿對（強度發展）和自由收縮值相同，堿對抗裂性的影響也是明顯的，這表明低堿抗裂性的影響也是明顯的，這表明低堿水泥固有抵抗開裂的能力水泥固有抵抗開裂的能力。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圖3-35 硅酸鹽水泥在一定溫度下水化時的放熱曲線初凝初凝終凝終凝硅酸鹽水泥水化時的放熱曲線硅酸鹽水泥16、水化時的放熱曲線1）C0.5H1.5HCH2（二水石膏）二水石膏）2）C3A+6HC3AH6（水化鋁酸鈣水化鋁酸鈣）3）C3A+3CH2+26HC3A3CH32（鈣礬石鈣礬石）水化反應水化反應閃凝與假凝閃凝與假凝水化反應水化反應2C3S+6HC3S2H3+3CH（快）（快）2C2S+4HC3S2H3+CH（慢）（慢）兩種礦物水化都生成兩種礦物水化都生成C-S-H，但反應速但反應速率不同，現代水泥率不同，現代水泥C3S含量高、粉磨細度大，含量高、粉磨細度大，水化迅速，不僅放熱量大而且溫升快。水化迅速，不僅放熱量大而且溫升快。硅酸鹽水泥的品種及礦物含量硅酸鹽水泥的品種及礦物含量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 早強早強 低熱低熱 抗硫酸鹽抗硫酸鹽影響水泥水化的因素影響水泥水化的因素影響水泥水化的因素影響水泥水化的因素1）礦物組成及其含量；礦物組成及其含量；2 2）粉磨細度）粉磨細度(影響需水量）影響需水量）；3 3）溫度溫度；4 4）水灰比。）水灰比。新拌水泥漿新拌水泥漿硬化水泥漿硬化水泥漿影響水泥水化的因素影響水泥水化的因素組分及其含量、粉磨細度、溫度、水灰比和齡期組分及其含量、粉磨細度、溫度、水灰比和齡期R(t)=f(C3S)f(fineness)f(T)f(W/C)f(t)當混凝土溫18、度升高時，水化加快，放熱速率加速，當混凝土溫度升高時，水化加快，放熱速率加速，升溫并膨脹，凝結硬化形成的微結構體積較大，相對升溫并膨脹，凝結硬化形成的微結構體積較大，相對疏松，且在隨后的降溫期間，或受干燥環境作用收縮疏松，且在隨后的降溫期間，或受干燥環境作用收縮變形時產生大量微裂縫，致使結構混凝土強度與滲透變形時產生大量微裂縫，致使結構混凝土強度與滲透性（耐久性）受到嚴重影響。性（耐久性）受到嚴重影響。其他品種水泥其他品種水泥1）鋁酸鹽水泥：硬化、強度發展非常迅速，適用于搶修鋁酸鹽水泥：硬化、強度發展非常迅速，適用于搶修工程和耐火材料，但當溫度高于工程和耐火材料，但當溫度高于3030時，存在強19、度倒縮時，存在強度倒縮明顯的問題；明顯的問題；2）硫鋁酸鹽與鐵鋁酸鹽水泥：我國發明；具有硬化較快、硫鋁酸鹽與鐵鋁酸鹽水泥：我國發明；具有硬化較快、早期強度高、微膨脹、堿性低等特點，適用于低溫施工、早期強度高、微膨脹、堿性低等特點，適用于低溫施工、特殊工程或環境中使用。已用于配制特殊工程或環境中使用。已用于配制C80混凝土應用在混凝土應用在高層建筑等工程的建設。高層建筑等工程的建設。3）低熱硅酸鹽水泥：）低熱硅酸鹽水泥：C2S占占50以上，以上，C3A約約4，需水，需水量較小，后期強度增長幅度較大，適用于配制高強混凝量較小，后期強度增長幅度較大，適用于配制高強混凝土等。土等。水泥的技術性質水泥的20、技術性質水泥的技術性質水泥的技術性質1）密度與表觀密度密度與表觀密度 2 2）細度細度 3 3）標準稠度用水量）標準稠度用水量 4 4）凝結時間）凝結時間 5 5）體積安定性）體積安定性6 6）強度）強度7 7）水化熱）水化熱 3.3.外加劑外加劑外加劑外加劑 （1 1）減水劑）減水劑（2 2）早強劑）早強劑（3 3）緩凝劑）緩凝劑（4 4）引氣劑）引氣劑（5 5）膨脹劑與減縮劑）膨脹劑與減縮劑（6 6）其它外加劑）其它外加劑（11）減水劑）減水劑）減水劑）減水劑WaterReducerWaterReducer1)普通減水劑普通減水劑 減水率小于減水率小于10%10%摻量摻量0.100.30%21、；單價較低；單價較低；2)2)高效減水劑高效減水劑 也稱超塑化劑也稱超塑化劑(HighRangeWaterReducer；Superplasticizer)減水率大于減水率大于12%12%，有的達，有的達30%30%以上；以上；摻量摻量0.501.50%；單價較高。；單價較高。為什么加入減水劑后水泥漿變稀？為什么加入減水劑后水泥漿變稀？減水劑的作用減水劑的作用減水劑的作用減水劑的作用1 1）降低水灰比（水膠比），提高混降低水灰比（水膠比），提高混凝土強度；凝土強度；2 2）增大工作度，使混凝土易于澆注、）增大工作度，使混凝土易于澆注、成型密實；成型密實；3 3）不改變混凝土強度和工作度，在）不22、改變混凝土強度和工作度，在減少用水量的同時降低水泥用量。減少用水量的同時降低水泥用量。能否同時兼顧？為什么？能否同時兼顧？為什么？減減水水劑劑分分散散水水泥泥的的機機理理加減水劑前加減水劑前加減水劑后加減水劑后絮凝絮凝分散分散沒加減水劑的水泥漿沒加減水劑的水泥漿加加減水劑后的水泥漿減水劑后的水泥漿高效減水劑高效減水劑高效減水劑高效減水劑高高效效減減水水劑劑的的應應用用，成成為為混混凝凝土土技技術術發發展展里里程程一一個個重重要要的的里里程程碑碑，應應用用它它可可以以配配制制出出流流動動性性滿滿足足施施工工需需要要且且水水灰灰比比低低，因因此此強強度度很很高高的的高高強強混混凝凝土土、可可以以自23、自行行流流動動成成型型密密實實的的自自密密實實混混凝凝土土，以以及及充充分分滿滿足足不不同同工工程程特特定定性性能能需需要和勻質性良好的高性能混凝土。要和勻質性良好的高性能混凝土。高效減水劑的發展高效減水劑的發展高效減水劑的發展高效減水劑的發展第一代：坍落度損失較快（第一代：坍落度損失較快（3045分）；分）；第二代：與緩凝減水劑復合以延緩損失速率第二代：與緩凝減水劑復合以延緩損失速率（90分以上），控制有困難；分以上），控制有困難；第三代：新品種；可保持幾小時基本不損失。第三代：新品種；可保持幾小時基本不損失。聚羧酸脂系高效減水劑的作用機理聚羧酸脂系高效減水劑的作用機理(緩釋、空間位阻緩釋、24、空間位阻）20世紀混凝土技術發展史上的里程碑世紀混凝土技術發展史上的里程碑1 1）水灰比定則（）水灰比定則（1918年，年，Abrams），），為為配合比設計奠基；配合比設計奠基；2 2）引氣劑（）引氣劑（5050年代）應用，使混凝土抵抗年代）應用，使混凝土抵抗凍融能力大大提高；凍融能力大大提高；3 3）高效減水劑（）高效減水劑（6060年代），使水泥分散，年代），使水泥分散，水灰比得以降低，提高強度和耐久性。水灰比得以降低，提高強度和耐久性。（22）早強劑）早強劑）早強劑）早強劑AcceleratorAccelerator早強劑能加速拌合物凝固和硬化混凝土早強劑能加速拌合物凝固和硬化混凝土的25、強度發展的強度發展，適于在低溫施工時使用。在負適于在低溫施工時使用。在負溫下使用的早強劑稱為防凍劑或防凍早強劑，溫下使用的早強劑稱為防凍劑或防凍早強劑，它能夠降低冰點，使拌合物中的水分不會很它能夠降低冰點，使拌合物中的水分不會很快結冰，使水泥繼續水化，達到抵抗冰體膨快結冰，使水泥繼續水化，達到抵抗冰體膨脹的臨界強度。脹的臨界強度。（33）緩凝劑）緩凝劑）緩凝劑）緩凝劑RetarderRetarder緩凝劑主要用于抵消因環境溫度高（熱緩凝劑主要用于抵消因環境溫度高（熱天），混凝土凝結硬化加快的影響，使其在天），混凝土凝結硬化加快的影響，使其在澆注期間保持工作度，并消除由于模板彎沉澆注期間保持工作26、度，并消除由于模板彎沉引起的開裂。它還用于分層澆注時保持工作引起的開裂。它還用于分層澆注時保持工作度，以避免冷縫或結構不連續問題的出現。度，以避免冷縫或結構不連續問題的出現。緩凝劑減小坍落度損失的效果，取決與水泥緩凝劑減小坍落度損失的效果，取決與水泥和其它外加劑的搭配。和其它外加劑的搭配。緩緩凝凝劑劑對對水水泥泥漿漿凝凝結結時時間間的的影影響響（4）引氣劑引氣劑airentrainingadmixture是一類表面活性劑，是一類表面活性劑，通過吸附于氣泡表通過吸附于氣泡表面，減小表面能（表面張力）使其穩定，從面，減小表面能（表面張力）使其穩定，從而可以大幅度改善混凝土抵抗凍融循環的能而可以大幅27、度改善混凝土抵抗凍融循環的能力。此外，引氣劑還有改善混凝土拌合物工力。此外，引氣劑還有改善混凝土拌合物工作度和泵送性能的優點，但也有影響硬化混作度和泵送性能的優點，但也有影響硬化混凝土抗壓強度的副作用。凝土抗壓強度的副作用。親水親水基團基團憎水憎水組分組分氣泡氣泡引氣劑穩泡作用的機理引氣劑穩泡作用的機理氣孔間距系數氣孔間距系數L（m）次次凍凍融融循循環環后后的的長長度度變變化化300(m/m)（5）膨脹劑與減縮劑）膨脹劑與減縮劑expansive and shrinkage reducing admixture1）膨脹劑：膨脹源分別有鈣礬石、氧化鈣和氧化鎂膨脹劑：膨脹源分別有鈣礬石、氧化鈣和氧28、化鎂：Al2O3+3Ca(OH)2+3CaSO4+26H2OC3A3CaSO432H2OCaO(MgO)H2OCa(OH)2Mg(OH)2其中，摻加其中，摻加MgOMgO類膨脹劑（類膨脹劑（MgOMgO含量較高的水泥含量較高的水泥)，用用于水工大壩工程的施工，是我國首創，以減少混凝土大壩于水工大壩工程的施工，是我國首創，以減少混凝土大壩的開裂為目的。由于應用和評價方法存在一些問題，摻膨的開裂為目的。由于應用和評價方法存在一些問題，摻膨脹劑有時效果并不顯著，甚至出現加劇開裂等現象。脹劑有時效果并不顯著，甚至出現加劇開裂等現象。22）減縮劑）減縮劑）減縮劑）減縮劑使用目的與膨脹劑有類似之處，即減少29、混凝使用目的與膨脹劑有類似之處，即減少混凝土因收縮變形受約束引起的開裂現象。但兩者的土因收縮變形受約束引起的開裂現象。但兩者的作用機理完全不同，前者通過受約束膨脹產生預作用機理完全不同，前者通過受約束膨脹產生預壓應力（儲存膨脹能）起作用；后者則通過改變壓應力（儲存膨脹能）起作用；后者則通過改變混凝土內水分的表面活性，影響其遷移，從而減混凝土內水分的表面活性，影響其遷移，從而減小混凝土的收縮（包括干縮和自生收縮，但對溫小混凝土的收縮（包括干縮和自生收縮，但對溫度收縮沒有作用）。度收縮沒有作用）。（66）其它外加劑其它外加劑其它外加劑其它外加劑1）其它功能的外加劑：如防水劑、泵送劑、）其它功能的外30、加劑：如防水劑、泵送劑、速凝劑等；速凝劑等；2）復合功能的外加劑：如早強減水劑、緩凝）復合功能的外加劑：如早強減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑、減水膨脹劑、膨脹防水減水劑、引氣減水劑、減水膨脹劑、膨脹防水劑等；劑等；4.4.礦物摻合料礦物摻合料礦物摻合料礦物摻合料 早期在混凝土里摻用主要為兩個目的：早期在混凝土里摻用主要為兩個目的：一為節約水泥，獲取經濟效益；二為減小大一為節約水泥，獲取經濟效益；二為減小大體積混凝土溫升，避免溫度裂縫。體積混凝土溫升，避免溫度裂縫。今天用礦物摻合料為今天用礦物摻合料為改善混凝土的微結改善混凝土的微結構和許多重要性能，而且還具有節約能源、構和許多重要性能，而且還具31、有節約能源、保護資源和減小環境污染等多重意義。保護資源和減小環境污染等多重意義。（11）火山灰性質火山灰性質火山灰性質火山灰性質 一部分礦物摻合料含有玻璃態或者無定一部分礦物摻合料含有玻璃態或者無定形的氧化硅，本身沒有膠凝性，但是以細粉形的氧化硅，本身沒有膠凝性，但是以細粉末狀態存在時，能夠與氫氧化鈣和水在常溫末狀態存在時，能夠與氫氧化鈣和水在常溫下起化學反應，生成有膠凝性產物的性質。下起化學反應，生成有膠凝性產物的性質。例如天然火山灰例如天然火山灰 。火山灰反應火山灰反應：SiO2+Ca(OH)2+H2OC-S-H火火山山灰灰反反應應二二次次反反應應的的產產物物與與水水泥泥水水化化的的產產物32、物一一樣樣是是C-S-H。而而且且因因為為消消耗耗了了部部分分硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥水水化化放放出出的的氫氫氧氧化化鈣鈣，加加強強了了過過渡渡區區的的微微結結構構，因因而而可可以以提提高高混混凝凝土土的的抗抗滲滲透透性性能能和和強強度度（主主要要是是后后期期強強度度），改改善耐久性能。善耐久性能。火山灰反應火山灰反應火山灰反應火山灰反應骨料骨料過渡區過渡區水泥石本體水泥石本體C-S-HCH鈣礬石鈣礬石骨料骨料氫氧化鈣氫氧化鈣裂縫擴展的裂縫擴展的路徑和方向路徑和方向骨料骨料水泥石水泥石骨料骨料周圍周圍的過的過渡區渡區普通混凝土普通混凝土的微結構的微結構1 1）粉煤灰）粉煤灰 煤粉在鍋爐中燃燒后的灰33、份；煤粉在鍋爐中燃燒后的灰份；2 2）粒粒狀狀高高爐爐礦礦渣渣 高高爐爐煉煉鐵鐵排排出出的的廢廢渣渣，經經水水淬并粉磨后使用；淬并粉磨后使用；3 3）硅硅粉粉 生生產產硅硅鐵鐵合合金金排排出出的的煙煙氣氣冷冷凝凝形形成成微細的粉末；微細的粉末；4 4）沸石粉、稻殼灰、石灰石粉、偏高嶺土等）沸石粉、稻殼灰、石灰石粉、偏高嶺土等。（2）主要的礦物摻合料種類主要的礦物摻合料種類（33）主要礦物摻合料的組成主要礦物摻合料的組成主要礦物摻合料的組成主要礦物摻合料的組成氧化物氧化物粉煤灰粉煤灰磨細礦渣磨細礦渣硅粉硅粉水泥水泥低鈣低鈣高鈣高鈣SiO24840369720Al2O32718925Fe2O39834、10.14MgO24110.11CaO3204064Na2O10.2K2O40.5礦物摻合料的物理性質礦物摻合料的物理性質粉煤灰粉煤灰 磨細礦渣磨細礦渣 硅粉硅粉 水泥水泥密度密度2.12.92.23.15粒徑粒徑(m)115032000.010.50.1100比表面積比表面積(m2/kg)35040015000350粉煤灰粉煤灰FlyAsh煤煤粉粉+-電收塵器電收塵器鍋爐鍋爐爐底灰爐底灰粉煤灰粉煤灰煙囪煙囪應用應用磨細高爐礦渣磨細高爐礦渣鐵水鐵水熔融礦渣熔融礦渣高爐高爐水池水池水淬水淬烘干、粉磨烘干、粉磨球磨機球磨機硅硅粉粉SilicaFume硅鐵合金廠硅鐵合金廠硅硅冶煉廠冶煉廠煙罩煙罩冷凝35、硅粉冷凝硅粉加密加密200300kg/m3500600kg/m35.5.纖維纖維1 1）聚丙烯、維尼倫和尼龍纖維（主要保護新）聚丙烯、維尼倫和尼龍纖維（主要保護新澆注的混凝土免于塑性收縮開裂）；澆注的混凝土免于塑性收縮開裂）；2 2）鋼纖維和碳纖維（彈性模量比混凝土高數）鋼纖維和碳纖維（彈性模量比混凝土高數倍，主要用于改善混凝土的斷裂韌性，但費用倍，主要用于改善混凝土的斷裂韌性，但費用較高）；較高）；3 3）玻璃纖維（彈性模量高，摻用費用低，但）玻璃纖維（彈性模量高，摻用費用低，但因為不耐堿，應用受到限制）。因為不耐堿，應用受到限制）。超疊效應超疊效應超疊效應超疊效應SynergicEffectSynergicEffect指根據需要，將不同類型化學外加劑和指根據需要，將不同類型化學外加劑和/或礦物摻合料復合使用時，效果通常要優于或礦物摻合料復合使用時，效果通常要優于二者或多者分別作用的簡單疊加。二者或多者分別作用的簡單疊加。但是，多種組分的復合給配合比設計和但是，多種組分的復合給配合比設計和生產時的儲存與計量帶來復雜性。同時水泥、生產時的儲存與計量帶來復雜性。同時水泥、外加劑和摻合料之間存在相容性外加劑和摻合料之間存在相容性（compatibility)，需要通過試驗評價。需要通過試驗評價。