組成材料的技術要求
普通混凝土主要是由水泥、水和天然的砂、石骨料所組成的復合材料,通常還摻入一定量的摻合料和外加劑;炷两M成材料中,砂、石是骨料,對混凝土起骨架作用,同時起抑制收縮的作用。水泥和水形成水泥漿體,包裹在粗、細骨料的表面并填充骨料之間的空隙。在混凝土凝結、硬化以前,水泥漿體起著潤滑作用,賦予混凝土拌合物流動性,便于施工;在混凝土硬化以后,水泥漿體起著膠粘劑作用,將砂、石骨料粘結成為一個整體,使混凝土產(chǎn)生強度,成為堅硬的人造材料。
(一)細骨料:粒徑小于4.75mm的骨料
普通混凝土用細骨料的質(zhì)量要求,主要應該控制以下幾個指標:
1、顆粒級配與粗細程度:選擇良好級配的砂,可使空隙率和總表面積都較小,可減少水泥漿量,并提高混凝土的密實度和強度。
砂的粗細程度,以細度模數(shù)表示,細度模數(shù)通常采用篩分析法進行測定。砂的粗細程度以細度模數(shù)表示,細度模數(shù)為1.5~0.7的是特細砂,2.2~1.6為細砂,3.0~2.3為中砂,3.7~3.1為粗砂。
砂的顆粒級配用級配區(qū)或級配曲線表示。
2、含泥量和泥塊含量。
砂的含泥量是指砂中含有粒徑小于0.075mm的粘土、淤泥與巖屑的質(zhì)量總和占砂總質(zhì)量的百分率;泥塊含量則是指經(jīng)過水浸后,粒徑大于0.63mm的塊狀粘土的質(zhì)量總和占砂總質(zhì)量的百分率。二者嚴重影響砂的質(zhì)量,從而影響混凝土的性能。
3、有害雜質(zhì)含量:云母、輕物質(zhì)、硫化物與硫酸鹽、有機物及氯化物。
(二)粗骨料:粒徑大于4.75mm的骨料
種類:碎石(表面粗糙、有棱角,與水泥漿粘結較好)、卵石(表面光滑,與水泥漿粘結較差)在相同水泥和水量時,碎石配制混凝土強度較好,流動性較小。
1、最大粒徑和顆粒級配。
粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。粗骨料最大粒徑增大時,骨料總表面積減小,因此包裹其表面所需水泥漿量減少,可以節(jié)約水泥,并且在一定和易性及水泥用量條件下,能降低用水量而提高混凝土強度。一般,在可能情況下,混凝土應盡量選用大粒徑的粗骨料。但是最大粒徑的選擇,還要受到混凝土結構截面尺寸及配筋間距的限制以及泵送管徑的尺寸。
粗骨料顆粒級配的原理與細骨料相同,要求大小粒徑的石子組配適當,使粗骨料的空隙率和總表面積均比較小,這樣拌制的混凝土水泥用量少、密實度較好,有利于改善混凝土和易性,并提高強度。
粗骨料的顆粒級配也是通過篩分析試驗測定。
2、強度和堅固性。
碎石的強度可用其母巖巖石的立方體抗壓強度或碎石的壓碎指標來表示,而卵石的強度就用壓碎指標來表示。堅固性采用硫酸鈉溶液浸泡試驗。
3、有害雜質(zhì):硫化物與硫酸鹽、有機物。
4、含泥量和泥塊含量。
5、顆粒形狀:為近似立方體或球形,控制針片狀顆粒(即長度大于平均粒徑4倍為針狀,片狀指厚度小于平均粒徑的0.4)。
6、骨料堿活性:堿骨料反應是影響混凝土耐久性的重要原因,它對建筑物的破壞可造成巨大的經(jīng)濟損失。
(三)水:不含影響水泥正常凝結和硬化的物質(zhì)
(四)外加劑:是指在混凝土拌制過程中摻入的,用以改善混凝土性能的物質(zhì)。
1、減水劑:是使混凝土拌合物達到同樣坍落度時,用水量明顯減少的外加劑。
減水劑的作用:
、僭诒3趾鸵仔圆蛔兊那闆r下,摻減水劑可使混凝土的單位用水量減少50~30%,有效地降低了水灰比,從而可能較大幅度地提高混凝土的早期或后期強度,也提高了混凝土的密度性和耐久性。
、谠诒3钟盟坎蛔兊那闆r下,摻減水劑可使混凝土坍落度增大10~20cm,使困難的澆筑變得方便容易,從而滿足混凝土工程大模板施工、升板施工、泵送等新工藝的要求。
、墼诒3只炷翉姸炔蛔円约昂鸵仔圆蛔兊那闆r下,摻減水劑在減少用水量的同時按水灰比不變的原則,減少水泥用量,從而節(jié)約水泥。一般可以節(jié)約水泥5%~20%。
2、早強劑:加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑。分為氯化物系、硫酸鹽系、三乙醇胺,用于搶修或冬季施工的混凝土工程中。
3、速凝劑:能使混凝土迅速凝結硬化的外加劑,主要包括無機鹽類和有機物類。用于噴射混凝土。
4、緩凝劑:能延長混凝土凝結時間的外加劑。
緩凝劑主要用于高溫季節(jié)混凝土、大體積混凝土、泵送和滑;炷潦┕ひ约斑h距離運輸?shù)纳唐坊炷痢>從齽┎灰擞糜谌兆畹蜌鉁?℃以下施工的混凝土,也不宜用于有早強要求的混凝土和蒸養(yǎng)混凝土。
5、引氣劑:在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。
引氣劑可改善混凝土拌合物的和易性、提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性,但是會使混凝土的強度降低。
(五)摻合料:也稱為礦物外加劑,用于混凝土中代替部分水泥,降低成本,還可以改善混凝土的性能,如降低水化熱,改善和易性,提高耐久性等。
常用的摻合料是活性礦物材料,如粒化高爐礦渣粉、粉煤灰、硅灰等。
1、硅灰:由于硅灰活性很高,價格較貴,只用于C80以上的高強混凝土中。
2、粉煤灰:由于粉煤灰的活性較低,摻入混凝土中,可以顯著降低水化熱,還可以提高抗侵蝕性。
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