三、普通混凝土配合比設(shè)計
混凝土配合比,是指為配制有一定性能要求的混凝土,單位體積的混凝土中各組成材料的用量或其之間的比例關(guān)系;炷僚浜媳仍O(shè)計的任務(wù),就是在滿足混凝土操作性、強度和耐久性等技術(shù)要求的條件下,比較經(jīng)濟合理地確定水泥、水、砂和石子四種材料的用量比例關(guān)系;炷僚浜媳葢(yīng)根據(jù)原材料性能及對混凝土的技術(shù)要求進(jìn)行計算,并經(jīng)試驗室試配試驗,再進(jìn)行調(diào)整后確定。
(一)混凝土配合比設(shè)計計算步驟:
1.確定混凝土配制強度
2.確定水灰比(W/C)
3.確定單位用水量
4.確定水泥用量
5.確定砂率
6.確定粗骨料和細(xì)骨料用量
(1)重量法
(2)體積法
(二)混凝土配合比的試配、調(diào)整與確定
必須檢驗其和易性,并加以調(diào)整,使之符合設(shè)計要求,然后實測拌合物的表觀密度,計算出調(diào)整后的配合比(基準(zhǔn)配合比),再以此配合比復(fù)核強度,按規(guī)定方法確定混凝土設(shè)計配合比(通常稱實驗室配合比)。
(三)混凝土施工配合比換算
混凝土實驗室配合比計算用料是以干燥骨料為基準(zhǔn)的,實際工地使用的骨料常含有一定的水分,因此需根據(jù)工地石子和砂的實際含水率進(jìn)行換算。
四、輕混凝土
(一)輕骨料混凝土
用輕粗骨料、輕細(xì)骨料(或普通砂)、水泥和水配制干表觀密度≤1950kg/m3的混凝土,稱為輕骨料混凝土。若粗細(xì)骨料均采用輕骨料,則為全輕混凝土;若細(xì)骨料為部分或全部采用普通砂,則為砂輕混凝土。
1.輕骨料的種類及技術(shù)性質(zhì)
輕骨料按原材料來源可分為三類:
(1)天然輕骨料:如浮石、火山渣、輕砂等。
(2)工業(yè)廢料輕骨料:如粉煤灰陶粒、膨脹礦渣珠等。
(3)人工輕骨料:如粘土陶粒、頁巖陶粒、膨脹珍珠巖等。
輕粗骨料按粒型可分為圓球型、普通型以及碎石型三類。
輕骨料性質(zhì)直接影響混凝土的性質(zhì),各項技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。主要技術(shù)要求有堆積密度、強度(筒壓強度或強度標(biāo)號)、級配及吸水率等。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,1h吸水率粉煤灰陶!22%,粘土及頁巖陶!10%。
2.輕骨料混凝土的技術(shù)性質(zhì)
影響輕骨料混凝土強度的因素有水泥強度、水灰比、輕骨料的性質(zhì)與用量等。
輕骨料混凝土按其用途可分為三大類.
類別名稱 |
主要用途 |
保溫輕骨料混凝土 |
保溫的圍護(hù)結(jié)構(gòu)或熱工構(gòu)筑物 |
結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土 |
既承重又保溫的圍護(hù)結(jié)構(gòu) |
結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土 |
承重構(gòu)件或構(gòu)筑物 |
輕骨料混凝土的變形性比普通混凝土大,彈性模量較小,制成構(gòu)件的剛度較差,但因極限應(yīng)變大,有利于改善建筑物的抗震性能和抵抗動荷載的能力。
輕骨料混凝土的收縮與徐變分別比普通混凝土大20%~50%和30%~60%。
當(dāng)輕骨料混凝土表觀密度≤1000kg/m3時,其導(dǎo)熱系數(shù)≤0.28W/(m·K),具有較好的保溫性能。
(二)多孔混凝土
1.加氣混凝土
由硅質(zhì)材料(砂、粉煤灰、礦渣等)、鈣質(zhì)材料(水泥、石灰等)、發(fā)氣劑(鋁粉等)、經(jīng)攪拌、澆筑、切割、養(yǎng)護(hù)而成。
反應(yīng)生成的氫氣,在料漿中產(chǎn)生大量的氣泡而形成多孔結(jié)構(gòu)。
加氣混凝土表觀密度為400~700kg/m3,抗壓強度一般為0.5~1.5MPa。其制品有砌塊與條板兩種,條板可配有鋼筋。在建筑物中可作屋面板、墻體材料。
2.泡沫混凝土
由水泥漿與泡沫拌合后硬化而成。泡沫劑常用松香泡沫劑等,在機械攪拌作用下產(chǎn)生大量穩(wěn)定的氣泡。
(三)大孔混凝土(又稱無砂混凝土)
由水泥、水、粗集料配制而成。有時也加入少量砂子以提高混凝土強度。水泥用量少、強度較低、保溫性能好,可制作小型空心砌塊和板材,用于非承重的墻體。
五、防水混凝土
抗?jié)B性能以抗?jié)B等級表示,應(yīng)根據(jù)最大作用水頭(即該處在自由水面以下的垂直深度)與建筑物最小壁厚的比值來選擇抗?jié)B等級,通常該比值越大,則混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)該越高。
防水混凝土按配制方法不同可分為以下幾種:
(一)骨料級配法防水混凝土
特點是砂石混合級配滿足混凝土最大密實度的要求,提高抗?jié)B性能,達(dá)到防水目的。
(二)普通防水混凝土(富水泥漿防水混凝土)
特點是密實度高,具體要求是:水泥用量不小于320kg/m3,水泥強度等級不宜小于42.5;水灰比不大于0.6;砂率35%~40%為宜;灰砂比1:2.0~1:2.5為宜;粗骨料最大粒徑不宜大于40mm,使用自然級配;坍落度一般為30~50mm等。
(三)外加劑防水混凝土
外加劑防水混凝土是在混凝土中摻入外加劑,用以隔斷或堵塞混凝土中各種孔隙、裂縫及滲水通路,以達(dá)到抗?jié)B要求。常用的外加劑有引氣劑、減水劑、三乙醇胺、氯化鐵防水劑及氫氧化鐵、密實劑等。
(四)膨脹水泥防水混凝土
由于膨脹水泥在水化過程中形成大量的水化硫鋁酸鈣,產(chǎn)生一定的膨脹,在有約束的條件下,改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu),降低了孔隙率,從而提高了混凝土的抗?jié)B性。
防水混凝土施工時澆水保濕不應(yīng)少于14d,測試用28d齡期的圓臺體標(biāo)準(zhǔn)試件。
六、聚合物混凝土
可分為聚合物水泥混凝土(PCC)、聚合物浸漬混凝土(PIC)及聚合物膠結(jié)混凝土(PC)三種。
聚合物混凝土具有強度高(如聚合物浸漬混凝土抗壓強度可達(dá)200MPa以上)。抗?jié)B性好、抗凍性好、耐蝕性好、耐磨性好以及抗沖擊性好等特點。
七、耐熱混凝土
耐熱混凝土又稱耐火混凝土,是一種能長期經(jīng)受900℃以上(有的可達(dá)1800℃)的高溫作用并在高溫下保持所需要的物理力學(xué)性能的混凝土。同耐火磚相比,具有工藝簡單、使用方便、成本低廉等優(yōu)點,而且具有可塑性和整體性,便于復(fù)雜制品的成型,其使用壽命有的與耐火磚相近,有的比耐火磚長。耐熱混凝土是由膠凝材料、耐熱粗細(xì)骨料(有時摻入礦粉)和水按比例配制而成,主要用于工業(yè)窯爐上。耐熱混凝土可用硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥以及水玻璃等膠凝材料配制。
八、耐酸混凝土
耐酸混凝土由水玻璃(加硅氟酸鈉促硬劑)、耐酸骨料及耐酸粉料按比例配合而成。能抵抗各種酸(氫氟酸、300℃以上的熱磷酸等除外)和大部分腐蝕性氣體(氯氣、二氧化硫、三氧化硫等)的侵蝕,不耐高級脂肪酸或油酸的侵蝕。
水玻璃耐酸混凝土的施工要點:①環(huán)境溫度應(yīng)在10℃以上;②施工及養(yǎng)護(hù)期間,嚴(yán)禁與水或水蒸氣直接接觸,并防止烈日曝曬;③嚴(yán)禁直接鋪設(shè)在水泥砂漿或普通混凝土的基層上;④施工后必須經(jīng)過養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)后還需進(jìn)行酸化處理。
水玻璃耐酸混凝土抗壓強度一般為15~20MPa。
九、纖維混凝土
纖維混凝土以普通混凝土為基體,外摻各種纖維材料而成。摻入纖維目的是提高混凝土的抗拉強度與降低其脆性。常用的纖維有鋼纖維、聚丙烯纖維等,通常最優(yōu)含纖體積率在0.1%~3%之間。鋼纖維混凝土現(xiàn)已用在飛機跑道、高速公路路面、斷面較薄的輕型結(jié)構(gòu)、壓力管道等處。