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    建筑材料3
       編輯:管理員   瀏覽:975  時間:2017-06-16 
    ——混凝土(含外加劑)的技術性能和應用
    普通混凝土(以下簡稱混凝土)一般是由水泥、砂、石和水所組成。為改善混凝土的某些性能,還常加入適量的外加劑和摻合料。
    一、混凝土的技術性能
       (一)混凝土拌合物的和易性
         和易性是指混凝土拌合物易于施工操作(攪拌、運輸、澆筑、搗實)并能獲得質量均勻、成型密實的性能,又稱工作性。和易性是一項綜合的技術性質,包括流動性、黏聚性和保水性三方面的含義。
         用坍落度試驗來測定混凝土拌合物的坍落度或擴展度,作為流動性指標,坍落度或坍落擴展度愈大表示流動性愈大。對坍落度值小于10mm的干硬性混凝土拌合物,則用維勃稠度試驗測定其稠度作為流動性指標,稠度(s)值愈大表示流動性愈小;炷涟韬衔锏酿ぞ坌院捅K灾饕ㄟ^目測結合經驗進行評定。
    影響混凝土拌合物和易性的主要因素包括單位體積用水量、砂率、組成材料的性質、時間和溫度等。單位體積用水量決定水泥漿的數量和稠度,它是影響混凝土和易性的最主要因素。砂率是指混凝土中砂的質量占砂、石總質量的百分率。組成材料的性質包括水泥的需水量和泌水性、骨料的特性、外加劑和摻合料的特性等幾方面。
    (二)混凝土的強度
    1、混凝土立方體抗壓強度
    按國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T50081-2002,制作邊長為150mm的立方體試件,在標準條件(溫度20±2℃,相對濕度95%以上)下,養護到28d齡期,測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度,以ƒcu表示,單位為N/mm2或MPa。
    2、混凝土立方體抗壓標準強度與強度等級
    混凝土立方體抗壓標準強度(或稱立方體抗壓強度標準值)是按標準方法制作和養護的邊長為150mm的立方體試件,在28d齡期,用標準試驗方法測得的抗壓強度總體分布中具有不低于95%保證率的抗壓強度值,以ƒcu,k表示。
    混凝土強度等級是按混凝土立方體抗壓標準強度來劃分的,采用符號C與立方體抗壓強度標準值(單位為MPa)表示。普通混凝土劃分為C15、C20、C325、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80共14個等級,C30即表示混凝土立方體抗壓強度標準值30MPa≤ƒcu,k<35MPa;炷翉姸鹊燃壥腔炷两Y構設計、施工質量控制和工程驗收的重要依據。
    3、混凝土的軸心抗壓強度
    軸心抗壓強度的測定采用150mm×150mm×300mm棱柱體作為標準試件。試驗表明,在立方體抗壓強度ƒcu=10~55MPa的范圍內,軸心抗壓強度ƒc =(0.70~0.80)ƒcu 。
    結構設計中,混凝土受壓構件的計算采用混凝土的軸心抗壓強度,更加符合工程實際。
    4、混凝土的抗拉強度
    混凝土抗拉強度只有抗壓強度的1/10~1/20,且隨著混凝土強度等級的提高,比值有所降低。在結構設計中抗強度是確定混凝土抗裂度的重要指標,有時也用它來間接衡量混凝土與鋼筋的粘結強度等。我國采用立方體的劈裂抗拉試驗來測定混凝土的劈裂抗拉強度ƒts ,并可換算得到混凝土的軸心抗拉強度ƒt。
    5、影響混凝土強度的因素
    影響混凝土強度的因素主要有原材料及生產工藝方面的因素。原材料方面的因素包括:水泥強度與水灰比,骨料的種類、質量和數量,外加劑和摻合料;生產工藝方面的因素包括:攪拌與振搗,養護的溫度和濕度,齡期。
    (三)混凝土的耐久性
      混凝土的耐久性是指混凝土抵抗環境介質作用并長期保持其良好使用性能和外觀完整性的能力。它是一個綜合性概念,包括抗摻、抗凍、抗侵蝕、碳化、堿骨料反應及混凝土中的鋼筋銹蝕等性能,這些性能均決定著混凝土經久耐用的程度,故稱為耐久性。
    (1)抗滲性;炷恋目節B性直接影響到混凝土的抗凍性和抗侵蝕性;炷恋目節B性用抗滲等級表示,分P4、P6、P8、P10、P12、>P12共六個等級;炷恋目節B性主要與其密實度及內部空隙的大小和構造有關。
    (2)抗凍性;炷恋目箖鲂杂每箖龅燃壉硎,分F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400、>F400共九個等級?箖龅燃塅50以上的混凝土簡稱抗凍混凝土。
    (3)抗侵蝕性。當混凝土所處環境中含有侵蝕性介質時,要求混凝土具有抗侵蝕能力。侵蝕性介質包括軟水、硫酸鹽、鎂鹽、碳酸鹽、一般酸、強堿、海水等。
    (4)混凝土的碳化(中性化);炷恋奶蓟黔h境中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用,生成碳酸鈣和水。碳化使混凝土的堿度降低,削弱混凝土對鋼筋的保護作用,可能導致鋼筋銹蝕;碳化顯著增加混凝土的收縮,使混凝土抗壓強度增大,但可能產生細微裂縫,而使混凝土抗拉強度、抗折強度降低。
    (5)堿骨料反應。堿骨料反應是指水泥中的堿性氧化物含量較高時,會與骨料中所含的活性二氧化硅發生化學反應,并在骨料表面生成堿—硅酸凝膠,吸水后在混凝土的長期使用過程中會產生較大的體積膨脹,導致混凝土脹裂的現象,影響混凝土的耐久性。
    二、混凝土外加劑、摻合料的種類與應用
    (一)外加劑的分類
    混凝土外加劑種類繁多,功能多樣,可按其主要使用功能分為以下四類:
    (1)改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。
    (2)調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。
    (3)改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。
    (4)改善混凝土其他性能的外加劑。包括膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。
    (二)外加劑的應用
    目前建筑工程中應用較多和較成熟的外加劑有減水劑、早強劑、緩凝劑、引氣劑、膨脹劑、防凍劑等。
    (1)混凝土中摻入減水劑,若不減少拌合用水量,能顯著提高拌合物的流動性;當減水而不減少水泥時,可提高混凝土強度;若減水的同時適當減少水泥用量,則可節約水泥。同時,混凝土的耐久性也能得到顯著改善。
    (2)早強劑可加速混凝土硬化和早期強度發展,縮短養護周期,加快施工進度,提高模板周轉率。多用于冬期施工或緊急搶修工程。
    (3)緩凝劑主要用于高溫季節混凝土、大體積混凝土、泵送與滑模方法施工以及遠距離運輸的商品混凝土等,不宜用于最低氣溫5℃以下施工的混凝土,也不宜用于有早強要求的混凝土和蒸汽養護的混凝土。緩凝劑的水泥品種適應性十分明顯,不同品種水泥的緩凝效果不相同,甚至會出現相反的效果。因此,使用前必須進行試驗,檢測其緩凝效果。
    (4)引氣劑是在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩定而封閉的微小泡的外加劑。引氣劑可改善混凝土拌合物的和易性,減少泌水離析,并能提高混凝土的抗摻性和抗凍性。同時,含氣量的增加,混凝土彈性模量降低,對提高混凝土的抗裂性有利。由于大量微氣泡的存在,混凝土的抗壓強度會有所降低。引氣劑適用于抗凍、防滲、抗硫酸鹽、泌水嚴重的混凝土等。
    (三)混凝土摻合料
    在混凝土拌合物制備時,為了節約水泥、改善混凝土性能、調節混凝土強度等級,而加入的天然的或者人工的能改善混凝土性能的粉狀礦物質,統稱為混凝土摻合料。
    用于混凝土中的摻合料可分為活性礦物摻合料和非活性礦物摻合料兩大類。非活性礦物摻合料一般與水泥組分不起化學作用,或化學作用很小,如磨細石英砂、石灰石、硬礦渣之類材料;钚缘V物摻合料雖然本身不水化或水化速度很慢,但能與水泥水化生成的Ca(OH)2反應,生成具有水硬性的膠凝材料。如;郀t礦渣,火山灰質材料、粉煤灰、硅粉、鋼渣粉、磷渣粉等。
    通常使用的摻合料多為活性礦物摻合料。在摻有減水劑的情況下,能增加新拌混凝土的流動性、黏聚性、保水性、改善混凝土的可泵性,降低混凝土的水化熱。綜合以上性能,活性礦物摻合料的加入能提高硬化混凝土的強度和耐久性。常用的混凝土摻合料有粉煤灰、;郀t礦渣、火山灰類物質。尤其是粉煤灰、超細化電爐渣、硅灰等應用效果良好。
     
     
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