材料的合理使用混凝土组成的每种材料都有其特性,而且不同的产品规格和不同生产厂家所生产的产品特点也不相同。在进行混凝土配合比设计和使用材料时,就必须充分考虑所使用材料的特性,做到经济、合理使用每种材料,配制出技术经济指标俱佳的混凝土
我国的水泥分类有很多种,如,P.O、P.S、P.P、P.F、P.C、P.I、P.II等,常用的水泥有P.O水泥(普通硅酸盐水泥)、P.S水泥(矿渣硅酸盐水泥)、P.C水泥(复合硅酸盐水泥)等。
在进行混凝土配合比设计时,应根据混凝土性能的要求选用适当的水泥品种,同时,根据外加剂、掺合料的性质确定合理的掺量,尽量降低水泥用量。
水泥的选用应以稳定、适应性良好为原则,尤其是对外加剂的适应性应给予足够的重视。
稳定、适应性良好的水泥是确保混凝土质量和成本控制的前提。另外,使用硅酸盐水泥以外的水泥品种时,还应了解水泥中混合材料的种类及掺量,以便在使用掺合料时统筹考虑。
外加剂的使用越来越普及,其作用也日益重要。
如前所述,减水剂对混凝土的性能发挥着巨大作用,也是进行混凝土配制时需重点考虑的因素。
在选择合适的外加剂品种后,外加剂的掺量如何选择是决定混凝土各项指标的关键因素。对于外加剂掺量,尤其是其中减水剂的掺量,首先应了解减水剂掺量与减水率的关系。减水剂必须达到一定的掺量其效果才比较明显,过低或过高的掺量都是不理想或不经济的。
合适的外加剂掺量,可以控制用水量,在水灰比一定时降低水泥和掺合料的用量,从而达到使用较低的用水量和胶凝材料用量,满足混凝土性能指标和经济指标的双重要求。
粉煤灰是煤粉燃烧后的熔融成分受急冷后得到的。用于混凝土的优质粉煤灰应是经风选设备分选出来的,其颗粒以光滑玻璃微珠为主。部分置换水泥后,达到同样的工作性时,混凝土的用水量可以降低,同时混凝土的流动性大大改善。
为了达到标准要求而采取磨细的方法得到的粉煤灰,虽细度等指标满足了标准的要求,但其中的玻璃微珠被破坏,这不仅不会降低混凝土的用水量,而且会增加混凝土的粘度,尤其是配制高强混凝土时更为明显。
当使用粉煤灰时,不能只用粉煤灰取代水泥而不改变配合比,而是要根据混凝土达到一定的目标强度和工作性时,根据粉煤灰掺量和水胶比的关系来确定混凝土的配合比。
对于高钙、高硫粉煤灰,用其配制的混凝土强度较高,混凝土的早期强度提高尤为明显。但对该种粉煤灰的掺量应注意,过高时可能会影响混凝土的体积稳定性。
优质的骨料对混凝土的性能具有明显的改善作用,不同混凝土对骨料的要求不同。
规范中对砂子的级配、细度模数、含泥量、泥块含量等有明确的要求,一般在配制强度等级较低的混凝土时,使用偏细的砂子有助于改善混凝土的和易性,而配制强度等级较高的混凝土时,适宜使用较粗的砂子。
砂子的级配影响混凝土的和易性,尤其是对混凝土流动性能的影响更为显著。在使用质量较差的砂子配制混凝土时,应对混凝土的配合比进行适当调整,如,调整砂率、外加剂掺量、胶凝材料用量和用水量等。过细的砂子对混凝土的收缩不利,容易引起混凝土的开裂,而且增加混凝土的成本。
同样,石子对混凝土的影响也不容忽视。用级配合理的石子配制的混凝土具有良好的流动性,混凝土的工作性容易保证。
另外,配制高强度等级的混凝土时,石子的种类和最大粒径应适当控制。碎石优于卵石,一方面碎石中风化石很少,另一方面碎石的表面粗糙,与水泥浆的结合力更大。用粒径较小的石子配制的混凝土比用大粒径石子配制的混凝土强度略高。
与普通混凝土相比,高强混凝土的强度对界面更敏感。用小粒径石子时,水泥浆体和单个石子界面的过渡层周长和厚度都小,难以形成大的缺陷,有利于界面强度的提高。同时,石子粒径越小,石子本身缺陷的几率越小。
另外,不同的掺合料品种、掺加量对混凝土的和易性、强度等产生不同的影响,使用时应根据对混凝土的质量要求和经济指标加以选择。
(1)配制性能优良的混凝土是一项系统工程,应根据原材料情况和混凝土的技术要求进行统筹设计。
(2)原材料的选择和合理使用,对配合比的设计和混凝土的性能至关重要,只有正确地选材和合理使用材料才有可能配制出技术和经济指标都满意的混凝土。
(3)在混凝土配合比设计中,用水量和外加剂的掺量以及活性掺合料的合理匹配是确保混凝土技术指标和降低成本的有效途径。适当降低用水量对混凝土的长期性能和成本控制都是有利的。
(4)每种材料的性质及其对新拌混凝土和硬化混凝土性能的影响,必须经过试验确认,并根据使用环境、工艺要求等灵活掌握。
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