土木工程材料
第四章 水泥混凝土及砂浆
混凝土工程混凝土空心砖
大体积空心混凝土工程大体积混凝土
桥基础结构用轻骨料混凝土拌合物
混凝土预制件彩色混凝土
彩色混凝土铺成的甬道围堰桥基混凝土工程
本章主要内容
1、普通混凝土的组成；
2、普通混凝土的主要技术性质；
3、普通混凝土的质量控制；
4、普通混凝土的配合比设计；
5、水泥混凝土技术发展；
混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造材料。
2、混凝土的分类
按胶凝材料的不同，可以分为无机混凝土和有机混凝土两大类。
普通混凝土常按其表观密度的大小进行分类，一般可分为：
⑴重混凝土，表观密度大于2600kg/m3；
⑵普通混凝土，表观密度为kg/m3；
⑶轻混凝土，表观密度小于1950kg/m3；它又可分为三类：①轻骨料混凝土，表观密度范围是800～1950kg/m3；②多孔混凝土，表观密度范围是300～1000kg/m3；
③大孔混凝土，其中普通大孔混凝土的表观密度范围是kg/m3；轻骨料大孔混凝土的表观密度范围是500～1500kg/m3；
⑷特种混凝土，如高强混凝土，流态及超流态混凝土、防水混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土和喷射混凝土等。
3、混凝土的特点
⑴可根据不同的要求配制不同性质的混凝土；
⑵具有良好的可塑性，可以浇制各种形状和大小的构件或结构物；
⑶与钢筋有牢固的粘结力和相近的线膨胀系数，能制作钢筋混凝土结构和构件；
⑷硬化后的抗压强度高，耐久性好；
⑸组成材料中的砂、石等地方材料占80%以上，符合就地取材和经济的原则，即经济性好；
⑹抗拉强度低，受拉时变形能力小，容易开裂，自重大。
4、对混凝土质量的基本要求
⑴具有符合设计要求的强度；
⑵具有与施工条件相适应的施工和易性；
⑶具有与工程环境相适应的耐久性。
第一节 普通混凝土的组成材料
普通混凝土是由水泥、砂、石和水所组成。为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外加剂和掺合料。
一、混凝土中各组成材料的作用
在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆。水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙；在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定和易性，便于施工；水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。
图4-1 混凝土的结构
加入适量的外加剂和掺合料，在硬化前能改善拌合物的和易性，而且现代施工工艺对拌合物的高和易性要求，只有加入适宜的外加剂才能满足。硬化后，能改善混凝土的物理力学性能和耐久性等，尤其是在配制高强度混凝土、高性能混凝土时，外加剂和掺合料是必不可少的。现代的混凝土工程常将外加剂和掺合料叫做混凝土的第五和第六组分。
二、混凝土组成材料的技术要求
1、水泥品种选择
配制混凝土一般可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。必要时可采用快硬硅酸盐水泥或其他水泥。采用何种水泥，应根据混凝土工程特点和所处的环境条件选择。
2、水泥强度等级选择
水泥强度等级选择应与混凝土的设计强度等级相适应。原则上是配制高强度等级的混凝土，选用高强度等级水泥；配制低强度等级混凝土，选用低强度等级水泥。对于普通混凝土来说，水泥标号一般是混凝土标号的1.5～2倍。
粒径在0.16～5mm之间的骨料为细骨料。一般采用天然砂，它是岩石风化后所形成的大小不等、由不同矿物颗粒组成的混合物，一般有河砂、海砂及山砂，但以使用河砂居多。
配制混凝土时所采用的细骨料的质量要求有以下几个方面：
1、有害杂质
配制混凝土的细骨料要求清洁不含杂质，以保证混凝土的质量。砂中常含有一些有害杂质，如云母、粘土、淤泥、粉砂等，粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结，降低混凝土强度；同时还增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低抗冻性和抗渗性。一些有机杂质、硫化物及硫酸盐。这些杂质都对水泥有一定的腐蚀作用。重要工程应对砂进行碱活性检验；使用海砂时，其中的氯离子含量不应超过0.06%。
2、颗粒形状及表面特征
细骨料的颗粒形状及表面特征会影响其与水泥的粘结及混凝土拌合物的流动性。
山砂的颗粒多具有棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，用它拌制的混凝土强度较高，但拌合物的流动性较差；
河砂、海砂，其颗粒多呈圆形，表面光滑，与水泥的粘结较差，用来拌制混凝土，混凝土的强度则较低，但拌合物的流动性较好。
3、砂的颗粒级配及粗细程度
⑴颗粒级配
砂的颗粒级配，即表示砂的大小颗粒搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。如果是同样粗细的砂，空隙率大；两种粒径的砂搭配起来，空隙率就减小了；三种粒径的砂搭配，空隙率就更小些。
图4-2 骨料颗粒级配
⑵粗细程度
砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同质量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小，在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般用粗砂拌制混凝土比用细砂要节省水泥浆。
在拌制混凝土时，这两个因素应同时考虑，理想的砂是砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙率及总表面积均小，这样不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实性与强度。
砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。
式中，ai为用一套孔径为5、2.50、1.25、0.63、0.315和0.16mm的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得余留在各个筛上的砂的质量，并计算出各筛上的分计筛余百分率ai（各筛上的筛余量占砂样总量的百分率）及累计筛余百分率Ai。
细度模数愈大，表示砂愈粗。普通混凝土用砂的粗细程度按细度模数分为粗、中、细三级。细度模数范围：μf在3.7～3.1为粗砂；μf在3.0～2.3为中砂；μf在2.2～1.6为细砂。
根据0.63mm筛孔的累计筛余量分成三个级配区。混凝土用砂的颗粒级配应处于表4-2中的任何一个级配区以内。
砂的实际颗粒级配与表中所列的累计筛余百分率相比，除5mm和0.63mm筛号外，允许有超出分区界线，但其总量百分率不应大于5%。
筛孔尺寸（mm）
累计筛余（按质量计）（%）
图4―3 砂的1、2、3级配区曲线
泵送混凝土，细骨料宜采用中砂、细度模数为2.5～3.2、通过0.315mm筛孔的砂不应少于5%。混凝土拌合物之所以能在输送管中顺利流动，主要是由于粗骨料包裹在砂浆中，且粗骨料是悬浮于砂浆中的，由砂浆直接与管壁接触起到润滑作用。如含量过低，输送管容易阻塞，使拌合物难以泵送，但细砂过多以及粘土、粉尘含量太大会导致拌合物粘稠，泵送压力高。
图4―4 泵送混凝土细骨料最佳级配图
4、砂的坚固性
砂的坚固性是指砂在气候、环境条件或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力。砂的坚固性用硫酸钠溶液检验。有抗疲劳、耐磨、抗冲击要求的混凝土用砂或有腐蚀介质作用、经常处于水位变化区的地下结构混凝土用砂，其质量损失应小于8%。
砂的坚固性指标 表4-3
混凝土所处的环境条件
循环后的质量损失（%）
在严寒及寒冷地区室外使用并经常处于潮湿或干湿交替状态下的混凝土
其他条件下使用的混凝土
普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石。由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得的，粒径大于5mm的岩石颗粒，称为碎石或碎卵石。岩石由于自然条件作用而形成的，粒径大于5mm的颗粒，称为卵石。
1、有害杂质
粗骨料中常含有一些有害杂质，如粘土、淤泥、细屑、硫酸盐、硫化物和有机杂质。它们的危害作用与在细骨料中的相同。重要工程的混凝土所使用的碎石或卵石应进行碱活性检验，含碱量应小于水泥或采用能抑制碱-骨料反应的掺合量的0.6%。
2、颗粒形状及表面特征
粗骨料的颗粒形状及表面特征同样会影响其与水泥的粘结及混凝土拌合物的流动性。
碎石具有棱角，表面粗糙，碎石拌制的混凝土流动性较差，但与水泥粘结较好，强度较高。
卵石多为圆形，表面光滑，在水泥用量和水用量相同的情况下，卵石拌制的混凝土比碎石拌制的混凝土流动性要好，但与水泥的粘结较差，强度较低。
粗骨料的颗粒形状还有属于针状和片状的，这种针、片状颗粒含量一般应符合表4-4中规定。
用于水泥混凝土路面的混凝土板的粗骨料，其针、片状颗粒含量也应符合上述规定。针、片状颗粒过多，对泵送混凝土拌合物，会使其泵送性能变差，因此针、片状颗粒含量不宜大于10%。
3、最大粒径及颗粒级配
⑴最大粒径
粗骨料中公称粒径的上限称为该粒级的最大粒径。当骨料粒径增大时，其比表面积随之减小。因此，保证一定厚度润滑层所需的水泥浆或砂浆的数量也相应减少，所以粗骨料的最大粒径应在允许条件下，尽量选用得大些。水泥用量少的混凝土中，采用大骨料是有利的。在普通配合比的结构混凝土中，骨料粒径大于40mm并没有好处。骨料最大粒径还受结构型式和配筋疏密的限制。
对于泵送混凝土，为防止混凝土泵送时管道堵塞，保证泵送顺利进行，其粗骨料的最大粒径与输送管的管径之比，应符合表4-5中要求。
粗骨料的最大粒径与输送管径之比 表4-5
泵送高度（m）
粗骨料最大粒径与输送管径比
⑵颗粒级配
在混凝土中石子的颗粒级配对其和易性有很大影响，特别是拌制高强度混凝土，石子级配更为重要。
石子的级配也通过筛分试验来确定。石子的标准筛有孔径2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80及100mm等12个筛子。
泵送混凝土的粗骨料应采用连续级配，常用的粗骨料级配曲线可按图4-5选用。图中粗实线为最佳级配线；最佳级配区宜尽可能接近两条虚线之间范围的中间区域。
图4-5 泵送混凝土粗骨料最佳级配图
为保证混凝土的强度要求，粗骨料都必须是质地致密、具有足够的强度。碎石或卵石的强度可用岩石立方体强度和压碎指标两种方法表示。
在实际工作中常用岩石立方体强度表示粗骨料强度。它是将岩石制成边长50mm的立方体试件，在水饱和状态下，其抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，作为碎石或碎卵石的强度指标，一般规定不小于1.5。
压碎指标是将一定质量气干状态下10～20mm的石子装入一定规格的圆筒内，在压力机上施加荷载到200kN，卸荷后称取试样质量（m0），用孔径为2.5mm的筛筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（m1）。
压碎指标表示了石子抵抗压碎的能力，间接地推测其相应的强度。
卵石的压碎指标值 表4-8
混凝土强度等级
压碎指标值
有抗冻要求的混凝土所用粗骨料，要求测定其坚固性，其测试方法与细骨料相同。
碎石或卵石的坚固性指标 表4-9
混凝土所处的环境条件
循环后的质量损失（%）
在严寒及寒冷地区室外使用，并经常处于潮湿或干湿交替状态下的混凝土
在其他条件下使用的混凝土
㈣骨料的含水状态及饱和面干吸水率
图4-6 骨料的含水状态
(a)全干状态;(b)气干状态;(c)饱和面干状态;(d)湿润状态
骨料含水率等于或接近零时称干燥状态；
含水率与大气湿度平衡时称气干状态；
骨料表面干燥而内部孔隙含水达饱和时称饱和面干状态；
此时的含水率叫作饱和面干含水率；
骨料内部孔隙水饱和且表面还附有一层水时称湿润状态。
一般在大型水利工程、道路工程中，在计算混凝土各项材料的配合比时，常以饱和面干骨料为基准，不会影响混凝土和骨料用量；
而在一般工业与民用建筑工程中混凝土配合比设计常以干燥状态骨料为基准。
㈤混凝土拌合及养护用水
对混凝土拌合及养护用水的质量要求是：
不得影响混凝土的和易性及凝结；
不得有损于混凝土强度发展；
不得降低混凝土的耐久性、加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断；
不得污染混凝土表面。
㈥混凝土外加剂
混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的用以改善混凝土性能的物质，其掺量一般不大于水泥质量的5%。
1、混凝土外加剂的分类
按化学成分可分为三类：
⑴无机化合物，多为电解质盐类；
⑵有机化合物，多为具有表面活性的有机高分子处理剂；
⑶有机和无机的复合物。
按功能分为五类：
⑴改善拌合物流变性能的外加剂，如减水剂、泵送剂等；
⑵调节凝结时间和硬化性能的外加剂，如早强剂、缓凝剂、速凝剂等；
⑶调节气体含量的外加剂，如引气剂、加气剂、泡沫剂等；
⑷改善耐久性的外加剂，如引气剂、防冻剂、阻锈剂、防水剂等
⑸改善其他性能的外加剂，如引气剂、膨胀剂、防水剂、碱骨料反应抑制剂等。
2、常用的混凝土外加剂
减水剂是指在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂，减水剂一般为表面活性剂，按功能分为：普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂和引气减水剂等。
⑴减水剂的作用机理
图4-7 水泥浆的絮凝结构
图4-8 减水剂作用简图
⑵减水剂的主要作用
①维持用水量和水灰比不变的条件下，可增大混凝土拌合物的流动性；
②在维持拌合物流动性和水泥用量不变的条件下，可减少用水量，从而降低了水灰比，可提高混凝土强度；
③显著改善了混凝土的孔结构，提高了密实度，从而可提高混凝土的耐久性；
④保持流动性及水灰比不变的条件下，在减少用水量的同时，相应减少了水泥用量，即节约了水泥。
⑤减水剂的加入还有减少混凝土拌合物泌水、离析现象；
⑥延缓拌合物的凝结时间和降低水化放热速度等效果。
⑶减水剂的掺入方法
①先掺法：将减水剂与水泥混合后再与骨料和水一起搅拌，其优点是使用方便，缺点是影响质量和搅拌时间长，不常采用；
②同掺法：将减水剂先溶于水形成溶液后再加入拌合物中一起搅拌。优点是计量准且易搅拌均匀，使用方便，缺点是增加了溶解和储存工序，此法常用；
③后掺法：将混凝土拌合物运到浇筑地点后，才加入减水剂再次搅拌均匀进行浇筑。优点是可避免混凝土在运输过程中的分层、离析和坍落度损失，提高减水剂的使用效果，缺点是需多次搅拌。此品适用于商品混凝土；
④滞水法：在搅拌过程中减水剂滞后1～3min加入。优点是能提高减水剂使用效果，缺点是搅拌时间长，生产效率低。一般不常用。
⑷常用的减水剂
早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。早强剂主要有氯盐类、硫酸盐、有机胺三类以及它们组成的复合早强剂。
②常用早强剂的作用机理
1）氯化钙产生早强的作用机理
CaCl2能与水泥中的C3A作用，生成几乎不溶于水和溶液的水化氯铝酸钙，又能与水化产物Ca(OH)2反应，生成溶解度极小的氧氯化钙。水化氯铝酸钙和氧氯化钙的固相在早期析出，并形成骨架，加速水泥浆体结构的形成；同时，由于水泥浆中Ca(OH)2浓度的不断降低，加速了C3S水化反应的进行，因此加速了混凝土的早期强度。
2）硫酸钠产生早强的作用机理
生成的CaSO4均匀分布在混凝土中，并且与C3A反应，迅速生成水化硫铝酸钙，此反应的发生能加速C3S的水化，大大加快了硬化速度，提高了早期强度。
3）三乙醇胺产生早强的作用机理：
三乙醇胺是一种络合剂，在水泥水化的碱性溶液中，能与Fe3+和Al3+等离子形成较稳定的络离子，这种络离子与水泥的水化物作用生成溶解度很小的络盐并析出，有利于早期骨架的形成，从而使混凝土早期强度提高。
③早强剂的掺入方法
含有硫酸钠粉状的早强剂在使用时，应加入水泥中，不能先与潮湿的砂石混合。含有粉煤灰等不溶物及溶解度较小的早强剂、早强型减水剂应以粉剂掺入，并要适当延长搅拌时间。
在搅拌混凝土的过程中引入大量均匀分布的、稳定而封闭的微小气泡的外加剂，称为引气剂。松香热聚物是最常使用的引气剂。
①引气剂的作用机理
与泡沫剂的发泡原理相同
②引气剂的使用方法
③引气剂掺入混凝土中对混凝土性能的影响
1）改善混凝土拌合物的和易性；
2）提高混凝土的耐久性；
3）降低混凝土强度、耐磨性和弹性模量，有利于提高混凝土的抗裂性。
④引气剂的掺量
引气剂的掺量应根据混凝土的含气量确定。一般松香热聚物引气剂的适宜掺量为0.006～0.012%。
能延长混凝土凝结时间而不显著降低混凝土后期强度的外加剂，称为缓凝剂。主要种类有羟基羧酸及其盐类、含糖碳水化合物、无机盐类和木质素磺酸盐类等。最常用的是糖蜜和木质素磺酸钙，糖蜜的效果最好。
①常用的缓凝剂
常用缓凝剂 表4-13
掺量（占水泥质量%）
延缓凝结时间（h）
0.2～0.5（水剂）
0.1～0.3（粉剂）
木质素磺酸盐类
木质素磺酸钙（钠）等
羟基羧酸盐类
柠檬酸、就是酸钾
锌盐、硼酸盐、磷酸盐等
②缓凝剂的作用机理
有机类缓凝剂多为表面活性剂，掺入混凝土中，能吸附在水泥颗粒表面，形成同种电荷的亲水膜，使水泥颗粒相互排斥，阻碍水泥水化产物凝聚，起到缓凝作用；无机类缓凝剂，往往是在水泥颗粒表面形成一层难溶的薄膜，对水泥颗粒的正常水化起阻碍作用，从而导致缓凝。
③缓凝剂的掺入方法
缓凝剂及缓凝减水剂应配制成适当浓度的溶液加入拌合水中使用。
当缓凝剂与其他外加剂复合使用时，必须是共溶的才能事先混合，否则应分别掺入。
能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，称速凝剂。主要种类有无机盐类和有机物类。常用的是无机盐类。
①常用速凝剂
②速凝剂的作用机理
速凝剂加入混凝土后，其主要成分中的铝酸钠、碳酸钠在碱性溶液中迅速与水泥中的石膏反应生成硫酸钠，使石膏丧失其原有的缓凝作用，从而导致铝酸钙矿物C3A迅速水化，并在溶液中析出其水化产物晶体，致使水泥混凝土迅速凝结。
③速凝剂的使用方法
喷射混凝土施工工艺分干、湿两种工艺。采用干法喷射时，是将速凝剂按一定比例与水泥、砂、石一起干拌均匀后，用压缩空气通过胶管将材料送到喷射机的喷嘴中，在喷嘴里，引入高压水，与干拌料拌制成混凝土拌合料，喷射到建筑物或构筑物上，硬化后形成一层结构物。采用湿法喷射时，是在搅拌机中按水泥、砂、石、速凝剂和水按比例拌成混凝土后，再由喷射机通过胶管从喷嘴喷出。
防冻剂是能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。
①常用防冻剂
常用防冻剂是由多组分复合而成，其主要组分有防冻组分、减水组分、引气组分和早强组分等。防冻组分可分为三类：氯盐类、氯盐阻锈类和无氯盐类。
②防冻剂的作用机理
防冻剂中的防冻组分可改变混凝土液相浓度，降低冰点，保证了混凝土在负温下有液相存在，使水泥仍能继续水化；减水组分可减少混凝土拌合时的用水量，从而减少了混凝土中的成冰量，并使冰晶粒度细小且均匀分散，减小对混凝土的破坏应力；引气组分是引入一定量的微小封闭气泡，减缓冻胀应力；早强组分是能提高混凝土早期强度，增强混凝土抵抗冰冻的破坏能力。因此防冻剂的综合效果是能显著提高混凝土的抗冻性。
膨胀剂是能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。在混凝土工程中经常采用的膨胀剂种类有硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类、氧化钙类等。
①常用膨胀剂
硫铝酸钙类有明矾石膨胀剂、CSA膨胀剂、U型膨胀剂等。
氧化钙类有多种制备方法。其主要成分为石灰，再加入石膏与水淬矿渣或硬脂酸或石膏与粘土，经一定的煅烧或混磨而成。
硫铝酸钙-氧化钙类为复合膨胀剂。
②膨胀剂的作用机理
硫铝酸钙类膨胀剂加入混凝土后，自身中无水硫铝酸钙水化，也可能直接参与水泥矿物的水化或与水泥水化产物反应，生成三硫型水化硫铝酸钙，使固相体积大为增加，而导致体积膨胀。氧化钙类膨胀剂的膨胀作用主要由氧化钙晶体水化生成氢氧化钙晶体，导致了体积的增大。
③膨胀剂掺量的确定方法
膨胀剂掺量以胶凝材料（水泥+膨胀剂或水泥+膨胀剂+掺合料）总量（B）为基数，按表4-15替代胶凝材料，即膨胀剂（E）%=E/B。膨胀剂的掺量与水泥及掺合料的活性大小有关，应通过试验确定。
膨胀剂推荐掺量范围 表4-15
膨胀混凝土种类
推荐掺量（内掺法）%
补偿收缩混凝土
填充用混凝土
自应力混凝土
④膨胀剂的使用
粉状膨胀剂应与混凝土其他原料一起投入搅拌机，拌合时间应比普通混凝土延长30s。膨胀剂可与其他外加剂复合使用，但必须有良好的适应性。掺膨胀剂的混凝土不得采用硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥和高铝水泥。
泵送剂是指能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。
泵送剂一般分为非引气型和引气型两类。个别情况下，对大体积混凝土，为防止收缩裂缝，可掺入适量的膨胀剂。木钙减水剂除可使拌合物的流动性显著增大外，还能减少泌水，延缓水泥的凝结，延缓水泥水化热的释放速度，这对泵送的大体积混凝土是十分重要。引气剂能使拌合物的流动性显著增加，而且也能降低拌合物的泌水性及水泥浆的离析现象，这对泵送混凝土的和易性和可泵性是非常有利的。
3.外加剂的质量要求与检验
混凝土外加剂的质量，应符合国家现行标准《混凝土外加剂》、《混凝土外加剂应用技术规范》及相关的外加剂行业标准的有关规定。为了检验外加剂质量，应对基准混凝土与所用外加剂配制的混凝土拌合物进行坍落度、含气量、泌水率及凝结时间试验；对硬化混凝土检验其抗压强度、耐久性、收缩性。
㈦混凝土掺合料
为了节约水泥、改善混凝土性能，在拌制混凝土时掺入的矿物粉状材料，称为掺合料。常用的有粉煤灰、硅粉、磨细矿渣粉、烧粘土、天然火山灰质材料及磨细自然煤矸石，其中粉煤灰的应用最为普遍。
粉煤灰是从煤粉炉排出的烟气中收集到的细粉末。按其排放方式的不同，分为干排灰和湿排灰两种；按收集方式的不同，分静电收尘灰和机械收尘灰两种。
粉煤灰水泥纤维复合板粉煤灰砖
⑴粉煤灰的质量要求
粉煤灰有高钙质和低钙质之分，由褐煤燃烧形成粉煤灰呈褐黄色，为高钙质，具有一定的水硬性；由烟煤和无烟煤燃烧形成的粉煤灰呈灰色或深灰色，为低钙质，具有火山灰活性。
细度是评定粉煤灰品质的重要指标之一。粉煤灰中实心微珠颗粒最细、表面光滑，是粉煤灰中需水量最小、活性最高的成分，如果粉煤灰中实心颗粒含量较多、未燃尽碳及不规则的粗粒含量较少时，粉煤灰就较细，品质较好。未燃尽的碳粒，颗粒较粗，可降低粉煤灰的活性，增大需水性，是有害成分，可用烧失量来评定。
根据《用于水泥混凝土中的粉煤灰》（GB1596-91）规定，粉煤灰分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，其质量指标见表4-17。
按《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ146 -90）规定：Ⅰ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6m的预应力钢筋混凝土；Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土；Ⅲ级粉煤灰主要用于无筋混凝土。对强度等级≥C30的无筋粉煤灰混凝土，宜采用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰。
粉煤灰等级与质量指标 表4-17
粉煤灰等级
细度（0.045mm方孔筛筛余%）不大于
烧失量（%）不大于
需水量比（%）不大于
三氧化硫（%）不大于
含水量（%）不大于
⑵粉煤灰掺入混凝土中的作用与效果。
①粉煤灰掺入混凝土中的作用
粉煤灰在混凝土中，具有火山灰活性作用，它的活性成分SiO2和Al2O3与水泥水化产物Ca（OH）2反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，成为胶凝材料的一部分；微珠球状颗粒，具有增大混凝土（砂浆）的流动性、减少泌水、改善和易性的作用；若保持流动性不变，则可起到减水作用；其微细颗粒均匀分布在水泥浆中，填充孔隙，改善混凝土孔结构，提高混凝土的密实度，从而使混凝土的耐久性得到提高。同时还可降低水化热、抑制碱-骨料反应。
②粉煤灰掺入混凝土中的效果
混凝土中掺入粉煤灰的效果，与粉煤灰的掺入方法有关。常用的方法有：等量取代法、超量取代法和外加法。
1）等量取代法：指以等质量粉煤灰取代混凝土中的水泥。可节约水泥并减少混凝土发热量，改善混凝土和易性，提高混凝土抗渗性。
2）超量取代法：指掺入的粉煤灰量超过取代的水泥量，超出的粉煤灰取代同体积的砂，其超量系数按规定选用。目的是保持混凝土28d强度及和易性不变。
3）外加法：指在保持混凝土中水泥用量不变的情况下，外掺一定数量的粉煤灰。其目的是为了改善混凝土拌合物的和易性。
混凝土中掺入粉煤灰时，常与减水剂或引气剂等外加剂同时掺用，称为双掺技术。减水剂的掺入可克服某些粉煤灰增大混凝土需水量的缺点；引气剂的掺入，可解决粉煤灰混凝土抗冻性较差的问题。
硅粉又称硅灰，是从生产硅铁合金或硅钢等所排放的烟气中收集的颗粒极细的烟尘，呈浅灰色。
由于硅粉具有高比表面积，因而其需水量很大，将其作为混凝土掺合料配以高效减水剂方可保证混凝土的和易性。
硅粉掺入混凝土中，可取得以下几方面的效果：
⑴改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性。
⑵提高混凝土强度。
⑶改善混凝土的孔结构，提高抗渗性、抗冻性、抗溶出性及抗硫酸盐腐蚀性等耐久性。
沸石粉是天然的沸石岩磨细而成，颜色为白色。沸石是一种经天然燃烧后的火山灰质铝硅酸盐产物。
沸石粉掺入混凝土后有以下几方面的效果：
⑴改善混凝土拌合物的和易性；
⑵提高混凝土强度。
4.其他混凝土拌合料
除了上述介绍的几种混凝土拌合料外，常用的拌合料还有粒化高炉矿渣粉、磨细自燃煤矸石粉。
采用超细粉的品种、细度和掺量的不同，其效果也不同，一般有以下几方面效果：
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