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混凝土根本学问一、预拌混凝土概况:1、预拌混凝土的定义:预拌混凝土〔Ready-MixedConcrete〕是指集中制作后再以商品形式供给用户的混凝土,又称商品混凝土,是由水泥、粗骨料、水、外加剂、矿物掺合料〔粉煤灰、矿粉、硅粉等〕分组按肯定的比例,在搅拌站经过计量、预制后出售并承受运输车,在规定时间内运至使用地点的混凝土拌合物。2、预拌混凝的进展:欧洲和日本从20世纪5020世纪60年月获得快速进展。我国起步较晚,在1980年左右北京开头领先建立第一批商品混凝土搅拌站,预拌混凝土具有环保、质量稳定、工作效率高等特点产生了巨大影响,进入20世纪90年月随着国民经济的进展迎来的根底设施建设的顶峰期,促进了预拌混凝土行业的快速进展。今日预拌混凝土行业在我国消灭了过度进展及盲目投资,一些地区的生产力量远大于市场供求。3、预拌混凝土的根本术语:依据《预拌混凝土》GB/T14902-2023规定,预拌混凝土依据特性分为:通用品、特质品。通用品〔NormalConcrete:强度等级不大于C50坍落度不大于180mm、粗集料最大公称粒径为20mm、25mm、31.5mm40mm,无其他特别要求的预拌混凝土。特制品〔SpecialConcrete用品规定范围或特别要求的预拌混凝土。预拌混凝土的标记预拌混凝土的标记规定如下:AABBCC示;D、粗集料最大公称粒径用GD和粗集料最大公称粒径值表示;E、水泥品种用其代号表示;F、当有抗冻、抗渗及抗折要求时,应分别用F级抗冻等级值、P级抗渗等级值、Z级抗折强度等级值表示。抗冻、抗渗及抗折强度直接标记在强度等级之后。例:AC20-150-GD20-P.SBC30P8-180-GD25-P.O混凝土砂率〔SP:在一般混凝土中砂率是指细骨料占骨料的质量比,但在轻骨料混凝土中砂率是指砂体积占细骨料的体积比,本文中我们主要是指一般混凝土砂率。SPS/〔SG〕+100%砂率对预拌混凝土的工作性有着双重影响。首先,在一定标准内,增大砂率能够加强砂浆所引起的润滑作用,从而提高泵送混凝土拌合物的和易性〔和易性:保水性、流淌性、黏聚性。但是,假设砂率超过肯定范围,由于细集料总外表积增大,其外表所需的潮湿水增多,在肯定用水量的条件下,砂浆会变得过黏,从而使泵送混凝土拌合物的流淌性变差。相反,假设砂率过小,骨料间的孔隙变大,需较多的浆体填充空隙面,使润滑浆体削减,这就减弱了胶结浆体的润滑作用,同样会使泵送混凝土拌合物的流淌性变差,且砂率过高时混凝土易收缩导致开裂。因此,对肯定的集料、水胶比、坍落度的泵送混凝土,砂率对其工作性的影响有个最正确值,这就是泵送混凝土的最正确砂率。当材料稳定时最正确砂率也称为临界40%。水胶比水胶比指每立方米混凝土用水量与全部胶凝材料用量的质量比值。水胶比不同于水灰比,水灰比是指每立方米混凝土中用水量与水泥的质量比值,这是一种老的概念,在引入绿色高性能混凝土概念后,这一词渐渐被水胶比取代,现代混凝土理论认为:矿物掺合料在混凝土中不仅仅是一种简洁的取代关系,而是作为一种组分存在,它对混凝土强度、工作性、耐久性的作用不是水泥能替代的。蒲心诚教授认为:矿物细分掺合料的参与对凝胶构造的密实性和品质的提高具有重要意义。水胶比影响混凝土的强度、工作性及耐久性,尤其当混凝土中大掺量矿物掺合料时必需有较低的水胶比才能保证混凝土的强度、工作性及耐久性。二、混凝土原材料2.1粘土、铁粉在磨机中磨成生料,然后将生料均化后入窑。在1450℃煅烧成熟料,熟料冷却后配以适量的石膏及适量的混合材磨至肯定的细度便制成水泥成品。世界上1889年开头消灭了承受回转窑生产水泥,1910年开头实现机立窑生产水泥,1970年消灭了预分解窑技术。我国第一台一般立窑于18761906年从丹麦引进第一台回转窑,由于立窑的生产工艺落后,生产规模小、劳动生产率低,环境污染较严峻,且熟料质量不稳定等因素,现逐步被窑外分解窑取代。估量到2023年预分解水泥生产工艺将成为我国水泥生产工艺的主体。水泥的品种较多,本文主要讲预拌混凝土常用的通用硅酸盐水泥。通用硅酸盐水泥的定义、矿物组成依据《通用硅酸盐水泥》GB175-2023定义,以硅酸盐水泥熟料和适量石膏,及是规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。通用硅酸盐水泥的品质指标请参考《GB175-2023硅酸盐水泥熟料的主要矿物有:C3S,C2S,C3A,C4AF。C3SC3S水化速度较快,水化产物的早期强度和后期强度都很高。但水化热较大,因而耐水性和抗硫酸盐侵蚀性较差。C2Sβ-C2S晶型存在。β-C2S水化反响速度较慢,早期强度低,但后期强度增进C3SC2Sγ-C2S,γ-C2S是熟料冷却在675℃时由β-C2S转变的,其晶体密度较小,体积增大,易引起熟料粉化,几乎没有水硬性。C3A水化及硬化速度较快,所以早期强度较高,但绝C3A的含量是影响混凝土坍落度损失的重要因素。C4AF水化速度快,硬化速度慢,早期强度低,后期强度较好,抗腐蚀性能好,水化热低,有弹性,耐磨,抗冲击的特点。28天齢期内表现出的各种性能挨次如下:确定值强度:C3S>C4AF>C3A>C2S硬化速度:C3A>C4AF>C3S>C2S水化热:C3A>C3S>C4AF>C2S熟料矿物的水化及水化产物C3SC2S2C3S+6H2O=C-S-H(水化硅酸钙)+3Ca(OH)22C2S+42C3S+6H2O=C-S-H(水化硅钙)+Ca(OH)2C3A由于水泥中有石膏存在,所以C3A与石膏反响生成水化硫铝酸钙,当石膏供给充分时生成三硫型水化硫酸钙即钙矾石。C4AFC4AF的水化受温度、溶液中Ca(OH)2的浓度的影响,主要生成六方板关晶体和立方晶形水化物。水泥品质对混凝土质量的影响1、强度的影响水泥的的等级越高,一样条件下的混凝土强度越高。同等级的水泥,水胶比是影响混凝土强度的最为重要的因素。2、细度的影响随水泥比外表积的增加,与一样高效减水剂的相容性变差,饱和点提高,为减小流淌度损失需要增加更多掺量的高效减水剂,水泥磨得越细,其中的细颗粒越多。增加水泥的比外表积能提高水泥的水化速率,提高早期强度,但是粒径在1μm以下的颗粒水化很快,几乎对后期强度没有任何奉献。倒是对早期的水化热、混凝土的自收缩和枯燥收缩有奉献——水化快的水泥颗粒水化热释放得早;因水化快消耗混凝土内部的水分较快,引起混凝土的自枯燥收缩。3、碱含量的影响由于碱对骨料反响必需在混凝土中有足够的含碱量、足够量的活性骨料和足够的水分供给,三个条件同时存在的状况下促进混凝土收缩裂缝的生成和进展以至造成混凝土构造物的劣化,却是高含碱量对混凝土更大的威逼。不管是否使用活性骨料,必需将水泥中的含碱量减到最少。水泥中碱含量按Na2+0.658K2O计算值来表示,0.60%。4、C3AC3AC3A含量超过8时,水泥与外加剂适应性差且混凝土干缩加剧,但C3A水泥物理试验(ISO〔GB/T17671-1999〕水泥标准稠度用水量、分散时间、安定性检验方法请参考〔GB/T1346-2023〕水泥比外表测定方法请参考〔GB/T8074-2023〕配制混凝土时水泥品种及强度等级的选择水泥品种选择主要是依据工程构造特点、工程所处环境及施工条件确定。如高温要求的混凝土有耐热要求,一般宜选耐热性好的矿渣水泥等,选择水泥强度的原则是混凝土设计强度等级越高则水泥的强度等级也宜越高,设计强度等级低则水泥强度等级也相应越低,一般C2A水化热小的水泥来生产预拌混凝土。粉煤灰粉煤灰的定义及主要成份:电厂煤灰炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰。其化AI203SiO2CaOFe2O3MgOSO3粉煤灰的作用:粉煤灰掺入混凝土中,它的颗粒形态效应产生减水势能,微集料效应产生致密势能,火山灰质效应产生活化势能;从而起到削减需水量,提高耐久性和抗渗力量,削减收缩,降低内部升温,提高抗拉强度,抗硫酸盐侵蚀,削减泌水和抑制碱一骨料反响等多方面的作用,粉煤灰的活性来源于它所汗的玻璃体,他与水泥水化生成Ca(OH)2C-S-H和C-A-H硫铝酸钙,强化了混凝土界面过渡区,同时提高混凝土的后期强度。在混凝土中掺粉煤灰,不仅仅是为了节约水泥,更主要的是为了改善和提高混凝土的性能。粉煤灰火山灰反响的过程:粉煤灰的火山灰反响的过程主要是:受集中掌握的溶解反响,早期粉煤灰微珠外表溶解〔在碱环境下硅氧四周体键断裂离子连续通过表层和沉淀的水化产物层向芯部集中。假设有石膏参与粉煤灰的水化反响的条件存在,还会形成钙矾石,再经过肯定时间,这个过程才告完毕,然后生成水化铝酸钙〔C-S-H。掺粉煤灰的混凝土硬化过程:在混凝土硬化的过程中,水泥熟料矿物的水化反响在先,火山灰反响二次水化反响在后:而这样两类水化反响交替进展,而且相辅相成,相互制约。水泥熟料的水化反响为粉煤灰的二次水化反响供给Ca(OH)2,而粉煤灰则依据“粉末效应”的原理,为水泥熟料矿物水化反响供给较多的水化产物沉淀场合,从而促进水泥熟料矿物的水化等作用。虽然近年的争论说明,粉煤灰二次反响的水化产物C-S-H凝胶与水泥熟料生成的凝胶类似,但是这两次水化反响对混凝土强度的作用是有区分的。现代的学术观点都强调,在目前构造用粉煤灰混凝土中,水泥矿物的水化反响是支配28天强度的主要因素。所用水泥的变化所引起的28天强度的变化要比粉煤灰变化的影响大得多。粉煤灰最经济的掺量:依据国内著名的粉煤灰混凝土专家沈旦申的争论,当60kg/m3粉煤灰的最优掺量:依据粉煤灰掺量对混凝土主要力学指标抗压强度和抗拉强度的影响,相关文献报导粉煤灰的最优掺量为10-20%。GBJ146-90(粉煤灰混凝土应用技术标准)中粉煤灰取代水泥的最大限量:粉煤灰取代水泥的最大限量〔表一〕粉煤灰取代水泥的最大限量粉煤灰取代水泥的最大限量〔%〕混凝土种类硅酸盐一般矿渣火水泥水泥水泥灰泥山水土
25 15 10 -融性混凝土蒸养混凝土融性混凝土蒸养混凝土中、低强度混凝土,泵送混凝土,大体积混凝土,水50403020下混凝土,地下混泥土,压浆混凝土碾压混凝土65554535粉煤灰的技术指标:GB/T596-2023规定,粉煤灰按煤种分为FC制混凝土和砂浆用粉煤灰分为三个等级:I级、II级、III粉煤灰的技术指标技术要求工程细度〔45umF类粉方孔筛余〕 煤灰
I12.0
II级 III级25.0 45.0≤/% C煤灰F需水量比≤/%
煤灰C煤灰F煤灰
95 105 115烧失量≤/% 5.0 8.0 15.0C煤灰F煤灰含水率≤/% 1.0C煤灰F三氧化硫≤/%游离氧化钙≤/%
煤灰C煤灰F煤灰C
3.51.0安定性〔雷氏法〕煤灰F安定性〔雷氏法〕煤灰F煤灰C煤灰5.0粉煤灰细度、需水量、含水量、三氧化硫、安定性试验方法请参考《GB/T1596-2023法:称取1g试样准确至0.0001g,置于已经灼烧恒重的瓷坩埚中,将盖斜置坩埚上,高温炉内从低温开头渐渐上升温度,于950-1000℃下灼烧30-40min,置于枯燥器中冷却至室温,然后称重。X=((G-G1)/G)*100计算结果准确至小数点后两位。矿粉磨细矿粉即磨细水淬高炉矿渣粉,细度大于350㎡/㎏,一般为400-600㎡/㎏。其活性比粉煤灰高。又称矿渣微分,为了适应矿渣在水泥和混凝土中的外GB/T18046-2023规定粒化高炉矿渣粉,既符合GB/T203〔或添加少量石膏一起粉磨〕到达相当细度且符合相应活性指数的粉体。磨细矿粉是制备高性能水泥和混凝土的优质混合材料。掺入矿粉的作用:矿粉用作混凝土的掺合料能改善提高混泥土的综〔2〕对CI-的物理吸附作用〔3〕改善混凝土界面构造〔4〕削减水泥初期水化物的相互连接。矿粉混凝土水化时能产生较多的C-S-HCI-从而阻挡其向混凝土内部渗透。因此它能改善混凝土抗氯离子渗透性的性能。在混凝土中性能较弱的局部集中Ca(OH)2Ca(OH)2土力学性能的提高,还有利于耐久性的改善。矿粉在水泥初期水化产物的连接,具有肯定减水作用和改善混凝土坍落度的经时损失。矿粉的强度机理超细矿粉在混凝土中使用时表现出了格外明显的CH晶体的生成数量,另一方面又影响了CH晶体的形貌,对混凝土的构造和性能的进展具有重要影响。随着龄期的延长,浆另泥粒子的水化空间;矿粉吸取由水泥熟料水化生成Ca(OH)2C-S-HCaSO4成Aft相,促进熟料连续水化。浆体自由水渐渐削减,而沸石粉渐渐释放出沸石内的水,对水泥水化进展自养护,使界面四周反响连续进展,反响产物不断填充界面微裂缝,界面四周浆体渐渐严密,界面得到加强。如何确定矿粉〔S95级〕在混凝土中的掺量方法确定矿粉的适宜掺量:对于地上构造以及有较高早期强度要求的混凝土20-30%;对于地下构造、强度要求中等的混凝土构造,掺量30-50%;对于大体积混凝土或有严格温升限制的混凝土结50-65%;〔如海工防腐蚀构造、污水处理设施等,掺量可达50-70%掺量和质量波动的影响很大,只能依据上述根本原则,通过具体试验确定各组份正确的掺加量。掺矿粉混凝土拌合物性能特点分散时间延长,坍落度损失小,对商品混凝土生产和夏季施工有利;拌合物粘聚性增加,不易分层离析,可泵性好;混凝土泌水削减,对削减沉降开裂有利。掺矿粉混凝土对养护要求〔如喷洒养护剂、掩盖湿麻布或塑料布、等;水养护时间至少为7天;当掺量达50%以上时,水养护期应延长至14天。养护温度对掺矿粉混凝土强度进展影响:掺矿粉混凝土强度进展对养护温度较敏感,温度越低对其强度进展越不利;夏季施工对掺矿粉混凝土强度进展有利,但应注意混凝土外表保湿,确保其有充分的水化硬化环境;冬季施工由于气温较低,混凝土强度进展缓慢,应适当降低矿粉掺加量同时遵照国家有关冬季施工标准,实行必要保温措施,确保其强度满足要求。矿粉的技术指标及试验:关于矿粉的技术指标及试验方法请参考《GB/T18046—2023指数质量系数=〔〕/C601、掺量一般为胶凝材料量的5-10为内掺和外掺。硅灰也叫硅粉,是钢厂和铁合金厂生产硅钢和硅铁时产生的一种烟尘,颗粒为极细的玻璃,粒径0.1-1.0微2.2,积存密度150-300要成为二氧化硅,占总量的85%-98山灰活性。虽然硅粉本身根本上与水不发生水化作用,但它能够在水泥水化产物Ca(OH)2及其它一些化合物的激发作用下发生二次水化反响生成具有胶凝性的产物;其次是由于硅粉的微集料特性,它不仅自身可以填充硬化水泥浆体中的有害孔,其二次水泥浆体的微观构造。是一种特效的混凝土掺合料,能明显改善混凝土性能,大幅度提高混凝土强度。是高强度性能混凝土抱负的掺合料。2、内掺时,在加水量不变的前提下,13-5份水泥〔重量并保持混凝土抗压强度不变而提高混凝土其它性能。3、外掺时,水泥用量不变,掺加硅灰则显著提高混凝土强度和其它性能。混凝土掺入硅灰时有肯定坍落度损失。这点需要在协作比试验时加以留意。硅灰须与减水剂协作使用,建议复掺粉煤灰和磨细矿渣以改善其施工性。4、硅灰混凝土与一般混凝土的施工方法并无重大区别,但施工中良好地组织与振捣密实很有必要。硅灰混凝土早强的性能会使终凝时间提前,在抹面时应加以注意,使抹面稍显困难。5、掺硅粉混凝土对塑性收缩裂缝很敏感,因此应加强14总结一下掺合料的作用:改善拌混凝土的工作性。降低混凝土初期水化热,削减温度裂缝。活性矿物材料与水泥水化产物Ca(OH)2起火山灰反响,增大混凝土的后期强度。提高混凝土的抗化学侵蚀性能。提高混凝土密实度,保证耐久性能。大时,可以有效地抑制碱---骨料反响。内掺30%的低钙粉煤灰能有效地抑制碱硅反响的有害膨胀,利用矿渣抑40%。2.5 混凝土外加剂在拌制混凝土的过程中,为改善混凝土的某些性能而特意掺入得物质,其掺量一般不大于水泥质量的5%。外加剂的分类:第一类外加剂:改善混凝土拌合物流淌性能的外加剂:减水剂:在混凝土拌合物坍落度根本一样的条件下,参加减水剂可以削减用水量,并提高混凝土强度。聚羧酸盐类减水剂在混凝土中使用最普遍。引气剂:指在混凝土搅拌过程中,能引入大量分布均匀、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。我国常用的引气剂:松香树脂类。引气剂的作用:改善混凝土拌和物的和易性;能提高混凝土的抗渗性和抗冻性;1%,强度降低5Mpa。其次类外加剂:调整混凝土分散时间和硬化性能的外加剂。缓凝剂:我国应用较多的有木质素磺酸钙和糖蜜;速凝剂:我国应用较多的有铝酸盐、碳酸盐为主要成份的无机盐复合物。NaSo4,三已醇胺等。第三类外加剂:改善混凝土耐久性能的外加剂。防水剂:如有机硅外表活性剂。加气剂:如铝粉等;阻锈剂:指能削减混凝土中钢筋的锈蚀。第四类外加剂:改善混凝土其他性能的外加剂。膨胀剂:能使混凝土产生补偿收缩或微膨胀。防冻剂:能使混凝土在低温下免受冻害。着色剂:能制备有颜色混凝土的外加剂。混凝土外加剂匀质性试验混凝土外加剂匀质性试验应符合GB8076-2023规定。2.6骨料〔GB/T14685-2023、GB/T14684-2023〕一般混凝土所用的骨料一般依据粒径的大小分为两种:粗骨料和细骨料粗骨料:颗粒粒径大于4.75mm的颗粒;混凝土用骨料通常有碎石和卵石两种。细骨料:颗粒粒径小于4.75mm的颗粒;细骨料一般有河砂、海砂和山砂。况。良好的级配,不但能削减水泥用量,而且提高混凝土的密实度、强度等性能。度。砂的颗粒级配评定和粗细程度砂的颗粒级配的评定和粗细程度一般用筛分析法来测定。具体操作方法:将500g干砂,依次通过一套孔径为4.75、.2.36、1.18、0.60、0.30、和0.15的mi,计算出各筛的分计筛余量和累计筛余量。砂的筛分析法德几个概念:mi:砂子通过六个标准筛时各筛上的筛mii=1,2,3,4,5,6)。分计筛余率:各筛上的分计筛余量占砂样总质量〔500g〕的百分率。筛孔/mm4.75分计筛余量/g筛孔/mm4.75分计筛余量/gm1m2m3m4分计筛余率%累计筛余率%α1=m1/5002.36α2=m2/5001.18α3=m3/5000.60α4=m4/5000.30m5α5=m5/5000.15m6α6=m6/500Α1=α1Α2=α1+α2Α3=α1+α2+α3Α4=α1+α2+α3+α4Α5=α1+α2+α3+α4+α5Α6=α1+α2+α3+α4+α5+α6α5+α60过细砂区3区过细砂区3区21区过粗砂区1/%累4060801000.15 0.3 0.6 1.182.36 4.75 9.5/mm
筛 孔 尺 寸4.2筛分曲线超过3凝土时需要的水泥浆量多,易使混凝土强度降低,收缩1土,其拌合物的和易性不易掌握,而且内摩擦大,不易振捣成型。一般认为,处于2区级配的砂,其粗细适中,级配较好,是配制混凝土的最抱负的级配区。建筑用砂的种类:砂按产源分为自然砂、人工砂两类,自然砂可分为:1)河砂、湖砂:其颗粒圆滑,比较干净,产源广;山砂:与河砂相比有棱角,外表粗糙,但含泥量和含机杂质较多;淡化海砂:虽然有河砂的优点,但常混有贝壳碎片和含较多盐分。人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统称。砂的颗粒级配评定标准砂的颗粒级配评定:标准规定,按0.60mm的筛孔德累计筛余百分率分为三个级配区:I级配区砂:A4=(85~71)%;IIA4=(41~70)%;IIIA4=(16~40)%。砂的粗细程度推断标准:砂的粗细程度用细度模数Mx表示:粗砂:Mx=3.7~3.1;中砂:Mx=3.0~2.3;粗砂:Mx=3.7~3.1;中砂:Mx=3.0~2.3;细砂:Mx=2.2~1.6;特细砂:Mx=1.5~0.7。GB/T14684-2023《建筑用砂》规定了砂中有害物质含量的限制:指标项目, I类II类云母〔按质量计
III类<轻物质〔按质量计〕,%
1.0
2.0<有机物〔比色法〕硫化物及硫酸盐〔按SO3质量计,%, <氯化物〔以氯离子质量计,%, <
1.0 1.0 1.0合格 合格 合格0.5 0.5 0.50.01 0.02 0.06砂中含泥量和泥块含量项项目指标I类 II类 III类含泥量〔按质量计〕,%<1.0<3.0<5.0泥块含量〔按质量计,%0<1.0<2.0砂按技术要求分为三类:Ⅰ类宜用于强度等级>C60的混凝土;他要求的混凝土;
C30~C60的混凝土及有抗冻抗渗或其Ⅲ类宜用于强度等级<C30的混凝土和建筑砂浆。Dmax选用原则:石子的最大粒径应当考虑建筑构件的尺寸以及配筋的疏密。最大粒径Dmax不得超过构造截面最小尺寸的1/4,且3/4。Dmax不易超过板厚1/350mm。粗集料的颗粒愈大,颗粒本身的强度愈低,混凝土的抗渗性能越差,粗骨料Dmax增大混凝土断裂应力降25mm的粗骨料不能用于配制抗压强度超过70或80Mpa于最大粒径为12-15mm时能获得最高的混凝土强度。因此:配制C50-C60粗骨料Dmax≤25mm;C70-C80粗骨料Dmax≤20mm;C90-C100Dmax≤10mm。粗骨料的粒径效应:Dm增大,消弱了粗集料与水泥浆体的黏结,增大了内部构造的不连续性;粗骨料对水泥硬化体收缩起约束作用,由于二者弹性模量不同,因而混凝土内部产生拉应力,Dm增大,拉应力增大;Dm增大。石子的颗粒级配:石子的颗粒级配:是指石子中不同石子粒径的搭配分布状况。石子的颗粒级配与砂子一样,也是承受筛分析法来确定的,其标准筛的孔径为2.36、4.75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.090mm12粗骨料的颗粒级配应满足GB/T14685-2023。石子的颗粒级配按供给状况分为连续粒级和单粒级两种。〔4.75mm~Dmax,每一级粗骨料都有适量的比例。37.5mm一般在混凝土协作比设计中,应优先选用连续级配;一般不宜选用“单一”的单粒级来设计混凝土。表4-3表4-3卵石或碎石的颗粒级配范围〔GB/T14685-2023〕公称况配粒级〔%〕〔〕〔〔mm〕2.364.759.5016.019.026.5031.537.5连5~10续 5~165~20粒 5~255~31.5级 5~40
95~10095~10095~10095~
80~10085~10090~10090~100
0~1530~6040~80—
00~10—30~70
—00~10—15~
—— ——— ——0 —00~5 —0~— 0100 90~95~ 90100100 95~— 90100
45— 30~—65
50~5—粒单10~2016~31.5粒20~40级31.5~63级40~80
0~0~95~85~—95~85~—— 10010085~—95~—100— 10095~—— —10095~— ——100———— —80~80~100100— —95~95~100100
—0 0~— 10— ——75~—100—美国、加拿大
C60-C100≥C100
Dmax≯20mmDmax<10-12mm
★我国石子级配48%。日本 ≥C60 Dmax<10另外,细颗粒石子颗粒外形不合理,外形以针片状为主。国标规定针片状颗粒含量<15%,而自密实混凝土要求其含量<5%。项目指标项目指标有机物IIIIII合合合格格格0.51.01.0SO3。%,<项项目指标含泥量〔按质量计,%计〕,%I<0.50II<1.0<0.5III<1.5<0.7碱骨料反响:水泥中的碱性氧化物〔Na2O、K2O〕与骨胀产生膨胀。使用含量小于0.6%的水泥,或掺加能抑制碱-骨料反响的掺合料。物质与含碱酸盐类物质的骨料〔如蛋白石和硅酸石灰石等〕有碳酸盐类物质的骨料〔如白云石等〕发生化学反响。碱骨料反响的结果是吸水后在水泥骨料外表发生膨胀性断裂,从而导致混凝土构造开裂。比起由于钢筋锈蚀而导致的病害和开裂,碱骨料反响的过程很慢。骨料的强度:为了保证混凝土的强度,骨料必需致密并具有足够的强度。碎石的强度可用抗压强度和压碎指标值表示,卵石的强度只用压碎指标值表示。5×5×5立方5cm中48h,待吸水饱和后进展抗压试验。石子抗压强度与1.5。10-20mm入肯定规格的金属圆桶内,在试验机上施加荷载到200KN〔2.36mmM0的筛子筛除被压碎的细粒,称取试样的筛余量〔M1〕,用下式计算压碎指标:δa=m0δa=m0m0m1×100%m0 试样质量,g;m1 压碎试验后试样的筛余量,g。压碎指标值越小,骨料的强度越高。各种岩石抗压强度〔美国〕种类试样数目平均抗压强度〔Mpa〕最大最小花岗岩278181257114石灰石24115924193砂岩7913124044大理石3411724451石英岩26252423124片麻石3614723594多数岩石的强度在100—300Mpa之间,同种岩石的强度相差很大,值得重视。2.7混凝土拌合及养护用水混凝土拌合用水按水源可分为引用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理或处置后的工业废水。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分散时间;不得有损于混凝土强度进展;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;不得污染混凝土外表。在对水质有疑心时,应将该水与蒸馏水或饮用水进展水泥分散时间、砂浆或混凝土强度比照试验。测得的初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min的规定。用该水制成的砂浆或混凝土28d抗压强度应不低于蒸馏水或饮用水制成的砂浆或混凝土抗压强度的90%。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物,对水泥石有侵蚀作用,对钢筋也会造成锈蚀,因此不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。具体的技术指标请参见《JGJ63-2023混凝土用水标准》﹡混凝土中的水有三种存在形式﹡·水泥混凝土中水的存在形式有三种,即化学结合水,吸附水和游离水。水泥加水拌合之后。水化初期水化反响特别猛烈,5min内约25%的水产生化学结合。而经过5h化学结合水占40%。在拌合物阶段为了满足施工工艺的要求,拌合物应具有好的工作性。因此,在用水量肯定的状况下,应尽量削减结合水和吸附水,使游离水的比例增大,提高和易性。掺复合减水剂就是为了到达调整结合水吸附水和游离水三者比例的目的。既保持一样用水量时提高流淌性;或者保持一样流淌性状况下削减用水量。三、混凝土协作比设计理论:正交试验设计〔Orthogonalexperimentaldesigh〕是争论多因素多水平的又一种设计方法,它是依据正交性从全面试验中选择出局部有代表性的点进展试验,这些有代表性的具备了“均匀分散,齐整可比”的特点,快速、经济的试验设计方法。日本著名的统计学家田口9 3³=27例如作一个三因素三水平的试验,按全面试验要求须进展种组合的试验,且尚未考虑每一组合的重复数。假设按L(3)³9L(3)7正交表进展18次试验,明显大大削减了工作量。因而正交试验设计在很多领域的争论中已经得到广泛应用。9 3³=27一般混凝土的协作比设计〔JGJ55-2023〕一般混凝土的设计要求:1、满足混凝土拌合物和易性的要求;2、满足构造要求的强度等级;3、满足与使用环境相适应的耐久性要求。协作比设计的三个重要参数:³1、水灰比W/C、单位用水量:指的是1m混凝土中水的用量;3、砂率:砂质量占总骨料质量的百分比。³m砂βs=m砂m石
×100%掺减水剂混凝土协作比设计一、砂浆减水率试验1〔180±5mm〕水泥450g,标准砂1350g,基准砂浆流淌度用水量M02、掺入推举掺量的外加剂,测定砂浆流淌度为180±5mmM01减水率β:β=M0-M1×100%M0二、混凝土减水率试验〔混凝土外加剂GB8076-2023〕1
W:C:330kg0〔360kg〕,Sp=36%~40%(Sp=43%-47%),塌落度:80±10mm(210±10mm)外加剂承受推举掺量削减率 W0-W1 100%W0W:W =W0R R12、在空白混凝土的协作比用水量和水泥用量的根底上,进展减水和减水泥,算出减水和减水泥后的每立方米混凝土的实际用水量和水泥用量。3、重计算砂、4、适配和调整。·例、某框架构造工程现浇钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级为C30,施工要求混凝土坍落度为30~50mm,依据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差σ=5Mpa。所用原材料状况如下:水泥:42.5ρc=3.10g/cm³,水泥强度等级标准值的充裕系数为1.08;砂:中砂,级配ρos=2.60g/cm³;石:5~30mm石子表观密度ρog=2.65g/cm³;减水剂:FN-S2水率:20%试求:混凝土计算协作比确定混凝土配制强度〔f=30+1.645×5=38.2Mpa
cu,0
〕 fcu,0=
fcu,k
+1.645σ确定水灰〔W/C〕 f=γ×fCe c Ce,k=1.08×42.5=45.9MpaW/C=afW/C=afce0.4645.9fcu,oabfce 38.20.460.0745.90.53确定用水量〔mw0〕查表.230mm落度为30~50mm时,1m³混凝土的用水量可选用185kg。·FN-S220%·用水量:W=185×(1-20%)=148kgm·(4)计算水泥用量〔〕mcom m mwo 148279kgcoW/C0.53260kg,故可取m
279kg/m3。co〔5〕确定砂率〔〕s· 查表,对于承受最大粒径为40mm的碎石配制的混凝土,当水灰比为0.53时,其砂率值可选取32%~37%,〔承受插入法选定〕现取β=35%。s〔6〕计算砂、石用量〔m m 〕so、goMco 279 kg;Mwo 148 kg代入方程组m3.1mm3.1mcomgo2.65m2.6som1wo1011000m mgoso100%35%somso·混凝土计算配比:
696kg,mg0
1295kg·C:279kg,S:696kg,G:1295kg,W:148kg,FN-S2:4.19kg·(空白混凝土:C349kg,S:641kg,G:1192kg,W:185kg)·C:S:J=1:2.49:4.64:0.015,W/C=0.53全计算法混凝土协作比设计传统混凝土协作比设计方法〔如确定体积法和假定容重法〕是以强度为根底的半定量计算方法,不能全面满足现代混凝土的性能要求。现代混凝土协作比全计算设计方法是以工作性、强度和耐久性为根底建立数学模型。全计算法混凝土协作比设计步骤协作比设计应留意的问题:1200±20mm,360kg/m³〔JGJ94-2023〕2、对于地下工程〔人防〕水泥用量不得少于320kg/m³,水灰比不得大于0.5,入泵坍落度易掌握在120±20mm。〔GB50108-2023〕3、掺膨胀剂的混凝土,水胶比不宜大于0.5,用于有抗渗要求的补偿收缩混凝土的水泥用量应不小于320kg/m³有掺合料时,其水泥用量不应小于280kg/m³。补偿收缩混凝土的膨胀剂掺量不宜大于12%,不宜小于6%,填充用膨胀混凝土的膨胀剂掺量不宜大于15%,不宜小于10〔GB50119-2023〕四、一般混凝土拌合物性能试验方法、稠度试验稠度试验是一种反响混凝土工作性能的一种方法,混凝土的工作性能包括粘聚性、保水性、流淌性等指标。坍落度与坍落度扩展度法本方法使用于骨料最大料经不大于40mm、坍落度不小于10mm测试要点1、潮湿坍落度筒及底板,用脚踩住两边的脚踏板,保持固定的位置。2、混凝土分三层均匀的装入筒内,每次约装三分之一左右。每层用捣棒插捣25次,插捣应沿螺旋方向由外向内中心进展,各次插捣应在截面上均匀分布,插捣其次层与顶层时,捣棒应插透本层下一层的外表,顶层插捣完5-10S内完成,整个过程在150S内完成。数值记录观看坍落后的混凝土试体的粘聚性及保水性,当拌合物坍落度大于220mm时,应测试其扩展度值。假设觉察粗骨料在中心集堆或边缘有水泥浆析出表示此混凝土拌合物抗离析性能不好,应予以记录。混凝土拌合物坍落度和扩展度以mm为单位,测量准确至1mm,结果表达修5mm。维勃稠度法本方法适用于骨料最大粒径不大于40mm,维勃稠度在5-30之间的混凝土拌合物稠度,主要用来测定干硬性混凝土的稠度,主要仪器是维勃稠度仪,我们根本用不上。分散时间试验测试要点将混凝土拌合物试样用5mm标准筛筛出砂浆,装入三个试样筒中,做三个试验。混凝土坍落度大于70mm时砂浆用70mm时用振动台振实砂浆,振实或插捣后,砂浆外表应低于砂浆试样筒口约10mm,砂浆筒马上加盖并置于温度为20±2℃的环境中或10±2S内将测针贯入砂浆25±2mm3.5Mpa时到达初凝,当贯入阻力到达28Mpa时到达终凝。分散时间修约到5min。五、预拌混凝土的生产与质量掌握混凝土搅拌站混凝土配比调整流程一、根本原则:保持各种原材料的产地、品种稳定,且性能稳定;使用含泥量少、粗细适宜、级协作理的砂子不会增加混凝土的单方本钱,可能会降低本钱;掺加粉煤灰、矿渣等掺和料可降低本钱。二者混合使用混凝土性能更好,本钱更低,混合比例以试验确定。对于低标号混凝土,一般减水剂高效减水剂本钱要低。原材料掌握方法根本原则:原料性能稳定,产地要单一,尽量削减不行控因素。一、水泥1如有变化,准时调整配比。2、用同一外加剂样品,检测每批到站水泥的适应性变化〔可以净浆流淌度比照试验,如变化大,换现用外加剂〔混凝土试验二、砂子按标准检测含泥量、细度模数。跟以前结果比照,依据变化状况调整配比。含泥量增大,增加用水量、水泥用量,或提高外加剂掺量。细度增加,减小砂率;反之增大砂率。表观方法看砂子颗粒状态。较大颗粒有无纹理,用手捏试验颗粒强度状况。如消灭很多颗粒强度低的状况,应认真检验。这样的砂子慎用。三、石子按标准做筛分、压碎值、针片状检验。如级配变化,要转变砂率调整。如生产高标号混凝土,要严格掌握各项指标。四、外加剂用同一取样水泥检测外加剂的变化。用以前留置外加剂如有变化,做混凝土试验,如混凝土试验还有问题,协调处理。五、掺加料1、按标准检测粉煤灰细度、矿渣粉比外表积。跟以前结果比照。如粉煤灰细度降低、矿渣比外表积削减。要调整配比,增加水泥用量。2、做混凝土比照试验,看出机稠度和早期强度变化。混凝土出厂掌握按批量要求,测试混凝土稠度变化。假设混凝土稠度异常,应阻挡出厂,并汇报技术主管处理。施工现场掌握要对相关人员进展培训,制止在运送过程中加水。施工现场要有专人看护,不能让施工单位加水。其它可能消灭问题1、水泥、粉煤灰、矿渣输送到错误的储存罐中,应按最不利状况应用。如低标号水泥打到高标号罐中,可能罐中还有一半的高标号水泥,也只能以低标号水泥应用。阅历证明,粉料在罐中的运动状态是不稳定的,无法掌握下料挨次。2、外加剂超量。应准时跟外加剂厂联系,外加剂厂依据产品性能,帮助出具处理方案。3可回收利用。4、混凝土到施工现场后稠度小,无法泵送。低标号可按比例拌合水泥浆加到混凝土当中。高标号的可按比例加水,降低标号使用。六、预拌混凝土施工易发生的问题1、混凝土发生工作性不良现象搅拌车载货前未将余水倒尽,致使混凝土送入搅拌车卸出时坍落度特别大。混凝土在泵送过程中加水,致使水灰比增大,工作性也变大,使混凝土易离析及强度降低。混凝土到达工地时坍落度太小造成不易浇筑。混凝土运至工地等候过久,致使坍损过大,造成工作性不良。,致使砼浇筑效果不佳。混凝土出厂时一切正常,但因天气太热或混凝土温度超过32℃,混凝土干得太快致使坍落度损失太大,到达工地时无法下料。2、混凝土发生离析施工时,浇筑软管口至浇筑面落差太大,材料产生分别。用长滑槽施工,在卸料口处未以木板挡住使骨料分离。以浇筑管管尾的短软管堆料脂混凝土离析。梁、高柱、高墙及角落处等等常产生料离析。钢筋混凝土构造浇筑混凝土时,柱及梁腹、梁底易产生蜂窝,有些地方有中空现象产生。3、混凝土龟裂及渗水浇筑楼板时,如遇风大且炎热〔26~30度〕天气,现场缺少养护就会产生塑性收缩,裂缝呈不规章状,或产生与钢筋呈平行或垂直的龟裂,裂缝甚至贯穿楼板。局部梁于板的转角部位发生渗水。浇筑后因构件断面深浅不同易引起龟裂。浇筑后养护天数缺乏或龄期缺乏就加重物载于构造物上,产生龟裂。、旧混凝土接缝处常发生裂缝,或因施工方式有误产生施工缝致使外表产生龟裂。浇筑楼板时将混凝土输送管直接置于钢筋上,致钢筋振动造成已浇筑的板内混凝土与钢筋间产生间隙,形成漏水路径。4、混凝土外观不良混凝土外表浮浆过多未干、外表泌水严峻,有严峻起粉现象,混凝土浇筑拆模后有水纹,混凝土外观外表色泽不一,外表消灭白色的白花状,且呈不规章散布,并消灭裂缝及渗水现象。构造物拆模,局部混凝土外表松散并粘模板〔混凝土强度低,模板没刷脱模剂。混凝土未正常凝固〔因减水剂使用量计量错误,或因计量设备破损漏出访缓凝剂过量。拆模后外观颜色不一且局部易脱落,强度缺乏〔掺粉煤灰过量、过振分层〕拌车数量缺乏,输送间隔时间过久致已浇筑混凝土形成施工缝。大体积混凝土施工应实行哪些技术措施?随着高层建筑与大型设备根底日益增多,大体积混凝土的应用也日益广泛。大体积混凝土断面大、水泥用量多,水泥水化后释放的水化热会使混凝土产生较多的温度应影响构造的整体性耐久性和防水抗渗性。因此在大体积混凝土浇筑前应进展裂缝掌握计算,估算混凝土浇筑后以便在施工中实行有效地技术措施。大体积混凝土浇筑实行的技术措施应着重于降低混凝土内部的最高温度、延缓降温速率、减小内外温差、减小混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸力及改善约束条件等方面。〔1〕降低水泥水化热①选用中低水化热的水泥,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰水泥等。②尽量选用级配良好的集料,削减水泥用量,每立方米混凝土每削减10kg水泥用量,混凝土水化温度降低1℃。③在混凝土内部预埋冷却水管〔2〕降低混凝土入模温度①夏季砂石材料应避开阳光直晒,并可喷冷水雾或冷气预冷;用低温水或冰水搅拌混凝土;运输过程中也应避开日晒。②保证模内通风,加速模内热量散发。③掺入缓凝型减水剂,避开水化热集中产生。〔3〕加强施工中温度掌握①混凝土浇筑后,要保温保湿长期养护,缓慢降温,避开混凝土内外温度、湿度梯度过大。②加强测温控温,准时调整保温养护措施,将混凝土内外温度差掌握在25〔4〕改善约束条可在与岩石地基或混凝土垫层之间设置滑动层〔隔离层〔5〕粗集料,严格掌握砂石含泥量,可掺入适量的膨胀剂,振捣要密实。②依据大体积混凝土外形,在易发生裂缝部位增配构造钢筋,承受收缩拉应力。什么叫做假凝?拌混凝土的假凝是怎样造成的?假凝现象是指水泥的一种不正常的早期固化,发生在水泥用水拌合的头几分钟内。假凝和快凝是不同的,前者不发生大量的热量,而且经猛烈搅拌,水泥浆又可恢复塑性,并到达正常分散,对强度亦无不利影响,但是给施工却带来不很多的困难。一般认为,假凝的主要缘由〔有时超过150℃〕局部二水石膏脱水生成半水石膏〔CasO2˙½H20〕,当水泥加水后,它们又重水化为二水石膏并析出晶体,在水泥浆中形成二水石膏的构造网,从而引起水泥浆的固化。但由于不是水泥组成的水化,所以不像快凝那样放出大量的热。这种假凝的水泥浆经猛烈搅动破坏二水石膏的构造网后,水泥浆又能恢复原来的塑性状态。混凝土用砂为什么提出级配要求?细度是指不同粒径砂混合后的平均大小,它反映了砂的粗细程度,也表示砂的总外表积大小。级配是指不同粒径砂的搭配状况,反映了砂积存后空隙率的大小。因砂的外表需浆体包裹,空隙需浆体填充,所以当砂的总表面积和空隙率均比较小时,可使胶凝材料和水用量少,而且可提高混凝土的密实度、强度和耐久性。配制一般混凝土时,不承受单粒级石子,也不全部使用细砂或特细砂的缘由?由于单粒级石子的空隙率最大,会使水泥用量增加,或使混凝土的流淌性、粘聚性、强度和耐久
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