理论教育 普通混凝土的组成材料及其作用

普通混凝土的组成材料及其作用

时间:2023-08-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:混凝土中使用的细骨料主要有天然砂和人工砂两大类。由于混凝土外加剂掺量较少,一般在混凝土配合比设计时不考虑外加剂对混凝土质量或体积的影响。其目的是改善混凝土性能、调节混凝土强度等级和节约水泥用量等。

普通混凝土的组成材料及其作用

图4-2 混凝土的结构

普通混凝土(简称混凝土)是由水泥作胶凝材料,以砂、石子作骨料,与水(经常还有各种外加剂)按一定比例配合,经搅拌、成形、养护而成的水泥混凝土。混凝土的结构如图4-2所示。

1.水泥

水泥是决定混凝土成本的主要材料,同时又起到黏结、填充等重要作用,所以水泥的选用格外重要。水泥的选用主要考虑水泥的品种和强度等级。水泥品种应根据工程特点、环境气候条件及设计施工要求进行选择。水泥强度等级的选择应与混凝土设计强度等级相适应,一般情况下,水泥强度等级为混凝土设计强度等级的1.5~2.0倍;如配制较高强度的混凝土,则水泥强度等级为混凝土设计强度等级的0.9~1.5倍;当配制高强混凝土(>C60)时,水泥强度可不按前面的比例关系选择。

2.细骨料

粒径为0.15~4.75mm的骨料称为细骨料(砂子)。混凝土中使用的细骨料主要有天然砂和人工砂两大类。

天然砂一般是由天然岩石经过长期风化等自然条件作用形成的,根据产地不同,天然砂可分为河砂、湖砂、山砂和海砂。河砂、湖砂材质最好,洁净、无风化、颗粒表面光滑。山砂风化较严重,含泥较多,含有机杂质和轻物质也较多,质量最差。海砂中常含贝壳碎片及可溶性盐等有害杂质。

人工砂是经除土处理的机制砂和混合砂的统称。机制砂是由机械破碎、筛分制成的岩石颗粒,但不包括软质岩、风化岩的岩石颗粒。混合砂是由机制砂和天然砂混合制成的砂。

3.粗骨料

粗骨料一般指粒径大于4.75mm的岩石颗粒,有卵石和碎石两大类。卵石是由于自然条件作用形成的岩石颗粒,分为河卵石、海卵石和山卵石;碎石是由天然岩石(或卵石)经破碎、筛分而得。根据国家标准《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685—2011),按卵石、碎石的技术要求将卵石、碎石分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土;Ⅱ类宜用于强度等级为C30~C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土;Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土(或建筑砂浆)。

粗骨料中公称粒径的上限称为该粒级的最大粒径。最大粒径反映了粗骨料的平均粗细程度。当骨料粒径增大时,其总表面积减小,因此包裹骨料表面所需的水泥浆数量相应较少,节约水泥。最大粒径过大,会降低混凝土的强度,同时最大粒径还受结构形式和配筋疏密的限制。

石子级配按供应情况分为连续粒级和单粒粒级。连续粒级是指颗粒从小到大连续分级,每一粒级都占适当的比例。连续粒级中大颗粒形成的空隙由小颗粒填充,搭配合理,采用连续粒级拌制的混凝土和易性较好,且不易产生分层、离析现象,混凝土的密实性较好,在工程中的应用较广泛。

单粒粒级是指缺少粗骨料中的某些粒级的颗粒,使粗骨料级配不连续。单粒粒级中大颗粒的空隙直接由粒径小很多的颗粒填充,石子间的空隙率较低,可减少水泥用量,但混凝土拌和物易产生离析现象,施工困难,工程中较少使用。

4.拌和及养护用水

对拌和和养护混凝土用水的质量要求是不影响混凝土的凝结和硬化;无损于混凝土的强度发展和耐久性,不加快钢筋的锈蚀;不引起预应力钢筋脆断;不污染混凝土表面等。《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204—2015)规定,混凝土拌和用水宜优先采用符合国家标准的饮用水。若采用其他水源时,水质要求应符合《混凝土用水标准》(JGJ63—2006)的规定。

5.混凝土外加剂(www.daowen.com)

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,其掺量一般不超过水泥质量的5%。由于混凝土外加剂掺量较少,一般在混凝土配合比设计时不考虑外加剂对混凝土质量或体积的影响。

混凝土外加剂的使用是混凝土技术的重大突破,外加剂的掺量虽然很少,却能显著改善混凝土的某些性能。在混凝土中应用外加剂,具有投资少、见效快、技术经济效益显著的特点。随着科学技术的不断进步,外加剂已越来越多地得到应用,现今外加剂已成为混凝土的四种基本组分以外的第五种重要组分。

1)混凝土外加剂的类型

混凝土外加剂种类繁多,每种外加剂常常具有一种或多种功能,其化学成分可以是无机物、有机物或二者的复合产品。混凝土外加剂按其主要功能可分为以下四类。

①改善混凝土拌和物流变性能的外加剂,如减水剂、泵送剂等。

②调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂,如缓凝剂、早强剂、速凝剂等。

③改善混凝土耐久性的外加剂,如引气剂、防水剂、阻锈剂等。

④改善混凝土其他性能的外加剂,如引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、脱模剂、防水剂等。

2)常用的混凝土外加剂

①减水剂。

②早强剂。

③引气剂。

④缓凝剂。

⑤速凝剂。

6.混凝土掺合料

混凝土掺合料是指在混凝土搅拌前或在搅拌过程中,与混凝土其他组分一起,直接加入的人造或天然的矿物材料以及工业废料,掺量一般大于水泥质量的5%。其目的是改善混凝土性能、调节混凝土强度等级和节约水泥用量等。

混凝土掺合料包括粉煤灰、硅灰、沸石粉、矿渣微粉、磨细自燃煤矸石粉、浮石粉、火山渣粉。

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