【文章內(nèi)容簡介】 硫鋁酸鹽與明礬石等復(fù)合在一起的復(fù)合型硫鋁酸鹽膨脹劑，它利用煅燒形成的無水硫鋁酸 鹽礦物產(chǎn)生早期膨脹，利用明礬石產(chǎn)生后期膨脹，使膨脹發(fā)展得較平緩 2. 作用： 在混凝土中使用膨脹劑主要是利用膨脹組分的膨脹來補(bǔ)償混凝土的各種收縮，以提高混凝土的抗裂性和抗?jié)B性?？梢哉J(rèn)為，集料是不發(fā)生自生體積變形的，干縮變形一般也很小，可以忽略不計(jì)。硬化水泥石洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 通常有較大的自身體積 變形，而且一般表現(xiàn)為收縮，它與干縮變形相疊加，使得硬化水泥處于受拉狀態(tài)。當(dāng)拉應(yīng)力較大時(shí)，硬化水泥中將會(huì)產(chǎn)生微裂縫。由于這種微裂縫存在，大大降低了混凝土的抗拉性能，也影響了混凝土的抗裂性能。摻入膨脹劑后，使硬化水泥石的自生體積變形轉(zhuǎn)變?yōu)榕蛎浶?，它與硬化水泥的干縮變形相抵消，減小了硬化水泥石的變形，從而減小了混凝土中微裂縫形成的可能性，使得混凝土的抗拉性能得到較大的改善。這是膨脹劑提高混凝土抗裂性的更重要的 3. 使用 時(shí)應(yīng)注意的問題 （ 1） 膨脹必須與強(qiáng)度發(fā)展相協(xié)調(diào) 顯然，在混凝土處于流動(dòng)狀態(tài)時(shí)的膨脹是一種無效 的膨脹。如果在強(qiáng)度很低時(shí)產(chǎn)生較大的膨脹，也會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。因此，膨脹的發(fā)展必須與強(qiáng)度的發(fā)展相協(xié)調(diào)，才會(huì)充分的利用膨脹能。 （ 2） 膨脹必須在足夠的限制控制之下 混凝土的膨脹如果超出限制條件的控制，將會(huì)變成一種破壞力。在這種情況下，膨脹不但不能提高混凝土的性能，反而會(huì)使混凝土的性能顯著降低。因此，對(duì)于膨脹劑所產(chǎn)生的膨脹必須有足夠的控制，使膨脹朝著有利的方向發(fā)展。 （ 3） 在混凝土中膨脹劑必須分布均，一要延長攪拌時(shí)間；二是要防止離析，離析將破壞混凝土的均勻性。 （ 4） 摻膨脹劑混凝土必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù) 膨脹組 分的水化需要大量的水，沒有水，膨脹組分就不能很好的水化，因而也就不能很好的發(fā)揮作用。因此，摻膨脹劑混凝土必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)?；炷劣不蟛粌H要及時(shí)噴水，而且要有足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間， GB119—88《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定膨脹混凝土必須在潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護(hù) 14 天以上。注意：摻有膨脹劑的混凝土要求嚴(yán)格的水養(yǎng)條件！施工單位不提供足夠的潮濕養(yǎng)護(hù)條件，則膨脹劑等于―白用 ‖，用了之后不但沒有起到相應(yīng)的作用，反而還會(huì)帶來其他負(fù)面影響。礦物摻合料有抑制膨脹的作用 。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第 4 章 其它原材料 質(zhì)量指標(biāo)的控制 集料 集料（ 也稱骨料）是顆粒狀材料，大部分取自天然巖石，破碎的巖石或者天然礫石和砂子，也有一部分造集料，主要用作經(jīng)濟(jì)的填充材料，通常占混凝土體積的 70％ ~80％，故對(duì)混凝土的性質(zhì)有重要影響，一般使混凝土具有較好的體積穩(wěn)定性和耐磨性 集 料的選用應(yīng)符合下列要求 1. 粗集 料不得大于混凝土結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的 1/4，并不得大于鋼筋最小凈距的 3/4；對(duì)于混凝土實(shí)心板，其最大粒徑不易大于板厚的 1/2，并不得超過 50mm。 2． 泵送混凝土用的碎石，不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的 1/3；卵石不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的 2/5； 3． 泵送 混凝土用的細(xì)骨料，對(duì) 篩孔的通過量不應(yīng)少于 15％ ，對(duì) 篩孔的通過量不應(yīng)少于 5％ 質(zhì)量檢驗(yàn)要求 1． 來自采石場(chǎng)（生產(chǎn)廠）的骨料應(yīng)附有質(zhì)量證明書，根據(jù)需要按批檢驗(yàn)及顆粒級(jí)配，含泥量及粗骨料的針片狀含量； 2． 對(duì)無質(zhì)量證明書或其它來源的骨料，應(yīng)按批檢驗(yàn)其顆粒級(jí)配、含泥量及粗顆粒的針片狀含量。必要時(shí)還應(yīng)檢驗(yàn)其他質(zhì)量指標(biāo)。 3. 對(duì)海砂，還應(yīng)按批檢驗(yàn)其氯鹽含量，其檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 4. 對(duì)含有活性二氧化硅或其它活性成分的骨料，應(yīng)進(jìn)行專門實(shí)驗(yàn)，待驗(yàn)證確認(rèn)對(duì)混凝土質(zhì)量無有 害影響時(shí)，方可使用。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 水 水的作用，提供水化的物質(zhì)需要，又提供成型必須的流動(dòng)性。水分少不足以完全水化和不能成型密實(shí)，水分多有形成離析和泌水通道，這都會(huì)成為裂紋源和有害物質(zhì)進(jìn)入的通道而產(chǎn)生極壞的影響。同時(shí)，水分在結(jié)構(gòu)中以不同的形態(tài)存在，會(huì)在不同的溫度下脫去和在外力下流動(dòng)，這又是混凝土收縮變形收縮裂紋的根源。無疑這都是混凝土破壞和體積不穩(wěn)定性的重要原因。因此要注意不得用海水拌制鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土，不宜用海水拌制有飾面要求的素混凝土 摻合料 礦物摻合料不僅有減少水泥用量、降低成本、利 廢以利環(huán)境。提高混凝土工作性以利施工的作用，還有改善混凝土的物理、化學(xué)、力學(xué)性能，并賦予混凝土以新的功能如防水、屏蔽、導(dǎo)電等。其主要就是其代替水泥而減少了水泥的晶相水化物，充分水化并充分發(fā)揮水泥作用，細(xì)粉的增加提高了密實(shí)度，以及其本身的其它功能而帶來的相關(guān)功能。用于混凝土的摻合料，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土的粉煤灰》、《用于水泥中的火山灰質(zhì)混合材料》和《用于水泥中的?；郀t礦渣》的規(guī)定。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第 5 章 混凝土配合比的設(shè)計(jì) 與質(zhì)量控制 混凝土配合比設(shè)計(jì)基本要求 混凝土 配合比是指 1m3 混凝土中各組成材料的用量，或各組成材料之重量比。配合比設(shè)計(jì)的目的是為滿足以下四項(xiàng)基本要求： (1) 滿足施工要求的和易性 。 (2) 滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)，并具有 95%的保證率 。 (3) 滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土的耐久性要求 。 (4) 經(jīng)濟(jì)合理，最大限度節(jié)約水泥，降低混凝土成本 。 混凝土配合比設(shè)計(jì)中的三個(gè)基本參數(shù) 1. 單位用水量主要根據(jù)坍落度要求和粗骨料品種、最大粒徑確定。確定原則為：在滿足施 工 和易性的基礎(chǔ)上，盡量選用較小的單位用水量，以節(jié)約水泥。因?yàn)楫?dāng) W/C 一定時(shí)，用 水量越大，所需水泥用量也越大。 2．砂率 。 合理砂率的確定原則為：砂子的用量填滿石子的空隙略有富余。砂率對(duì)混凝土和易性、 ，也直接影響水泥用量，故應(yīng)盡可能選用最優(yōu)砂率，并根據(jù)砂子細(xì)度模數(shù)、坍落度要求等加以調(diào)整，有條件時(shí)宜通過試驗(yàn)確定。 混凝土配合比設(shè)計(jì)方法和原理 混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本方法有兩種：一是體積法（又稱絕對(duì)體積法）；二是重量法 （又稱假定表觀密度法），基本原理如下： 1. 體積法基本原理。體積法的基本原理為混凝土的總體積等于砂子、石子、水、水泥體積 及混凝土中所含的少量空氣體積之總和。若以 Vh Vc Vw Vs Vg Vk 分別表示混凝土、水泥、水、砂、石子、空氣的體洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 積，則有： Vh = Vc+ Vw + Vs +Vg + Vk （ 51） 若以 Co、 Wo、 So、 Go 分別表示 1m3 混凝土中水泥、水、砂、石子的用量（ kg），以 ρ c、 ρ w、 ρ s、 ρ g 分別表示水、水泥的密度和砂、石子的表觀密度（ g/cm3）， 10α 表示混凝土中空氣體積，則上式可改為： Co/ρ c+247。Wo/ρ w+So/ρ s+ Go/ρ g+10α =1000 （ 52） 式中， 10α為混凝土含氣量百分率（ %），在不使用引氣型外加劑時(shí)，可取α =1；摻引氣型外加劑時(shí)，α =2~4。 2. 重量法基本原理。重量法基本原理為混凝土的總重量等于各組成材料重量之和。當(dāng)混凝土所用原材料和三項(xiàng)基本參數(shù)確定后，混凝土的表觀密度（即 1m3 混凝土的重量）接近某一定值。若預(yù)先能假定出混凝土表觀密度，則有： Co+Wo+So+Go=ρ αh （ 53） 式中ρ αh 為 1m3 為混凝土的重量（ kg），即混凝土的表觀密度。~C15, ρ αh=2360kg/m3 C20~C30, ρ αh=2400kg/m3 C35~C45, ρ αh=2450kg/m3 混凝土配合比設(shè)計(jì)中砂、石料用量指的是干燥狀態(tài)下的重量。水工、港工、交通系統(tǒng)常采用飽和面干狀態(tài)下的重量。 混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟 混凝 土配合比設(shè)計(jì)步驟為：首先根據(jù)原始技術(shù)資料計(jì)算“初步計(jì)算配合比”； 然后經(jīng)試配調(diào)整獲得滿足和易性要求的“基準(zhǔn)配合比”；再經(jīng)強(qiáng)度和耐久性檢驗(yàn)定出滿足設(shè)計(jì)要求、施工要求和 經(jīng)濟(jì)合理的“試驗(yàn)室配合比”；最后根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)砂、石料的含水率換算成“施工配合比”。 初步計(jì)算配合比計(jì)算步驟 1．計(jì)算混凝土配制強(qiáng)度（ fcu， o） fcu， A=fcu， k+ （ 54） 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 式中 : fcu， A— 混凝土配制強(qiáng)度（ MPa） 。fcu， k— 混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)（ MPa） 。 σ — 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 2．根據(jù)配制強(qiáng)度和耐久性要求計(jì)算水灰比（ W/C）。 根據(jù)強(qiáng)度要求計(jì)算水灰比。 由式 采用碎石時(shí)： fcu， A=(C/) 則有： W/C=， A+ (55) 采用卵石時(shí)： fcu， A=(C/) 則有： W/C=， A+ (56) 式中 C/W –灰水比； fcu， A— 混凝土試配強(qiáng)度 (MPa)。 fce水泥實(shí)測(cè)強(qiáng)度（ MPa）。在無法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度時(shí)，可按 fce= 代人， fcek為水泥標(biāo) 號(hào)。 為了滿足耐久性要求，計(jì)算所得混 凝土水灰比應(yīng)與表 51 規(guī)定值進(jìn)行復(fù)核。如果計(jì)算所得水灰比大于表中規(guī)定值，應(yīng)按表中規(guī)定數(shù)值選取。 表 51 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表 項(xiàng)次 混凝土所處的環(huán)境條件 最大水灰比 最小水泥用量（ kg/m3） 普通混凝土 輕骨料混土 配筋 無筋 配筋 無筋 1 不受雨雪影響的混凝土 不作規(guī)定 225 200 250 225 2 ①受雨雪影響的混凝土 ②位于水中及水位升降范圍內(nèi)的混凝土 ③在潮濕環(huán)境中的混凝土 250 225 275 250 3 ①寒冷地區(qū)水位升降范圍內(nèi)的混凝土 ②受水壓作用的混凝土 275 250 300 275 4 嚴(yán)寒地區(qū)水位升降范圍內(nèi)的混凝土 300 275 325 300 注： 1 寒冷地區(qū)系指最冷月份的月平均溫度在 5~15℃之間，嚴(yán)寒地區(qū)則指最冷月份的月平均溫度低于 15℃ 。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （普通混凝土包括外摻混合材料；輕骨料混凝土不包括外摻混合材料），當(dāng)用人工搗實(shí)時(shí)應(yīng)增加 25kg/m3 3．根據(jù)施工要求的坍落度和骨料品種、粒徑、由表 52 選取每立方米混凝土的用水（ Wo）。 表 52 混凝土單位用水量選用表（ kg/m3） (JGJ552021) 項(xiàng)目 指標(biāo) 卵石最大粒徑（ mm） 碎石最大粒徑（ mm） 10 20 31． 5 40 16 20 31． 5 40 坍落度（ mm） 10~30 35~50 55~70 75~90 190 200 210 215 170 180 190 195 160 170 180 185 150 160 170 175 200 210 220 230 185 195 205 215 175 185 195 205 165 175 185 195 維勃稠度（ s） 16~20 11~15 5~10 175 180 185 160 165 170 —— —— —— 145 150 155 180 185 190 170 175 180 —— —— —— 155 160 165 注： ，采用細(xì)砂時(shí)， 1m3 混凝土用水量可增加 5~10kg,采用粗砂則可減少 5~10kg. ，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。 3．本表適用水灰比小于 或大于 的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土。 4．計(jì)算每立方米混凝土的水泥用量（ Co）。 （ 1 根據(jù)已 定的用水量，水灰比 計(jì)算 出 水泥用量： Co=C/W *Wo （ 2）查表 51，復(fù)核是否滿足耐久性要求的最小水泥用量，取兩者中的較 大值。 5．確定合理砂率（ Sp）。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 （ 1）可根據(jù)骨料品種、粒徑及 W/C 查表 53 選取。實(shí)際選用時(shí)可采用內(nèi)插法，并根據(jù)說明進(jìn)行修正。 （ 2）在有條件時(shí)，可通過試驗(yàn)確定最優(yōu)砂率 。 表 53 混凝土砂率 水灰比 W/C 碎石最大粒徑（ mm） 卵石最大粒徑（ mm） 15 20 40 10 20 40 30~35 29~34 27~32 26~32 25~31 24~30 33~38 32~37 30~35 30~35 29~34 28~33 36~41 35~40 33~38 33~38 32~37 31~36 39~44 38~43 36~41 36~