【文章內(nèi)容簡介】 土工程的主要材料，水泥的品質(zhì)直接影響混凝土的質(zhì)量。高性能混凝土所用的水灰比很低 ,要滿足施工工作性的要求 ,水泥用量就要大 ,但為了盡量降低混凝土的內(nèi)部升溫和減小收縮 ,又應(yīng)當(dāng)盡量降低水泥的用量 ,同時(shí) ,為使混凝土有足夠的彈性模量和體積的穩(wěn)定性 ,對(duì)膠凝材料總用量也要加以限制 ,因此用于高性能混凝土的 水泥的流動(dòng)性能比強(qiáng)度更重要。 11 高性能混凝土所用水泥最好是強(qiáng)度高且同時(shí)具有良好的流動(dòng)性能 ,并與目前使用的高效減水劑有良好的相容性。一般采用 42. 5 號(hào)硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。當(dāng)水灰比相等時(shí)，高標(biāo)號(hào)水泥比低標(biāo)號(hào)水泥配制出的混凝土抗壓強(qiáng)度要高許多。隨著水泥細(xì)度增加，水化速率增大，會(huì)導(dǎo)致較高的強(qiáng)度增長率。但應(yīng)該避免細(xì)磨粉的含量。因?yàn)楫?dāng)顆粒很細(xì)時(shí)，粒徑在 1um 以下的顆粒不到一天就完全水化，幾乎對(duì)后期強(qiáng)度沒有任何貢獻(xiàn)。而另外直徑大于 60um 的顆粒對(duì)強(qiáng)度也并不起作用。在水泥品種及混合材料摻量相同的情況下，水泥粉磨細(xì)度 細(xì)，比表面積大，其制備的混凝土需水性無疑會(huì)高。若要保證混凝土具有良好的流動(dòng)性，就會(huì)增加水或水泥還有減水劑，從而對(duì)混凝土的強(qiáng)度也帶來影響。除此之外，水泥顆粒的級(jí)配的影響也有一定作用。良好的顆粒級(jí)配可以降低混凝土的孔隙率，從微觀角度上說對(duì)強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生影響。 由此可見，水泥的細(xì)度對(duì)混凝土強(qiáng)度是有一定的影響。水泥強(qiáng)度主要來自于早期強(qiáng)度 C3S 及后期強(qiáng)度 C2S，而且這些影響貫穿于混凝土中。用 C3S 含量較高的水泥來制作混凝土，其強(qiáng)度增長快，但在后期可能以較低的強(qiáng)度而告終。特別是現(xiàn)在的水泥生產(chǎn)，隨著為了滿足越來越高的強(qiáng)度要 求， C3S 含量也越來越高。以上這些因素都會(huì)影響高性能混泥土的強(qiáng)度，并且都表現(xiàn)在早期對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響。 水泥的原材質(zhì)量必須保證合格，不合格的不得使用。進(jìn)場(chǎng)后必須有廠家提供的報(bào)告單，質(zhì)檢報(bào)告單。必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求檢驗(yàn)合格以后才能使用。水泥不宜存放過久，如果采用袋裝水泥，要做好防水防潮措施， 因 受潮、 存放時(shí)間太久而發(fā)生質(zhì)量變化的水泥不得使用。 2．粗集料 集料是混凝土的骨架，是保證混凝土強(qiáng)度的主要材料。 粗骨料的選擇至關(guān)重要，其級(jí)配 (顆粒大小與分布 )和顆粒特征 (形狀、孔隙率、表面特征 )它會(huì)影響混凝土的用水量和膠凝材料用量，從而影響混凝土的耐久性和體積穩(wěn)定性，同時(shí)決定硬化混凝土的力學(xué)性能。 混凝土中的粗骨料通常采用碎石或卵石。當(dāng)石質(zhì)強(qiáng)度相等時(shí)，碎石表面比卵石表面粗糙，它與水泥砂漿的粘結(jié)性比卵石強(qiáng)，當(dāng)水灰比相等或配比相同時(shí)，兩種材料配制的混凝土，碎石的混凝土強(qiáng)度要比卵石強(qiáng)度高。質(zhì)地優(yōu)良的碎石或卵石的強(qiáng)度大都高于普通混凝土的強(qiáng)度的 2～ 4 倍，所以，普通混凝土強(qiáng)度不受石料強(qiáng)度的影響。但，高性能 12 混凝土則不同，它的水泥石強(qiáng)度高，如果石料強(qiáng)度不高，則會(huì)由此引起混凝土破壞。所以粗骨料的強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)制約著高性能混凝土的強(qiáng)度 。高性能混凝土應(yīng)適宜采用壓碎值指標(biāo)≤ 10％的碎石。 集料在拌合過程中，特別是粗集料，會(huì)直接吸走部分拌合用水，降低了混凝土的水灰比，使得混凝土拌合物的工作性變差，混凝土的坍落度減少，強(qiáng)度降低。此外，吸水率高的集料對(duì)混泥土的抗凍性、收縮變形亦有不利影響。 當(dāng)坍落度一定時(shí)，最大粒徑的混凝土因其表面積增大，在相同坍落度下需水量增大，對(duì)應(yīng)的水灰比明顯增大；或相同配合比條件下，混凝土的工作性變差，內(nèi)部缺陷增多，從而引起強(qiáng)度的降低。 針片狀顆粒的含量與混凝土強(qiáng)度存在一種特殊關(guān)系，不是針片狀含量越高，強(qiáng)度就越低，也不是針片 狀含量越低，強(qiáng)度就越高。而是存在一個(gè)最佳值，在這個(gè)值附近，混凝土的抗壓強(qiáng)度最高。另外，針片狀增多，集料表面積增大，從而引至混凝土的許多不良影響。一般在進(jìn)行混凝土配比設(shè)計(jì)及原材料的選擇時(shí)，特別是高性能混凝土，為了獲得所要求的混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性等，采取了限制粗集料中針片狀顆粒含量的要求。 粗集料的級(jí)配對(duì)混凝土的力學(xué)性能有明顯的影響，級(jí)配良好的集料具有較大的堆積密度和較小的孔隙率。在其他條件相同的情況下，堆積密度越大，空隙率最小的集料，其級(jí)配可以獲得較高的密實(shí)度和強(qiáng)度。固體顆粒按粒度大小，有規(guī)則的組合排列，粗細(xì)搭 配，可以得到密度最大、空隙最小的混合料。所以，石料的粗細(xì)比例好的混凝土強(qiáng)度相對(duì)也會(huì)提高。高性能混凝土比較適宜采用 5～ 25mm 連續(xù)級(jí)配的粗集料。 粗集料的礦物組成成份除了對(duì)石料本身的強(qiáng)度有影響外。在同一條件下，以鈣質(zhì)代硅質(zhì)骨料會(huì)使混凝土強(qiáng)度有所改善。含堿礦物量過高的集料會(huì)引起堿集料反應(yīng)。因此選材時(shí)也應(yīng)該注意。 因?yàn)楝F(xiàn)在一些應(yīng)用高性能混凝土的工程工程量都比較大，因此，粗集料的消耗非常大，粗集料的供應(yīng)必須穩(wěn)定。應(yīng)選擇大型的供應(yīng)商，避免供應(yīng)過程中發(fā)生變化而影響高性能混凝土的質(zhì)量。 粗集料 必須 檢驗(yàn)合格才能 進(jìn)場(chǎng)使用 。其中 篩分和含泥量在材料的供應(yīng)過程中最容易發(fā)生變化，尤其是碎石，取樣必須具有代表性。 3．細(xì)集料 細(xì)骨料是混凝土的主要組分，約占混凝土體積總量的 30％～ 40％，其性質(zhì)的好壞將 13 直接影響到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能，如和易性、強(qiáng)度、耐久性等。隨著聚羧酸減水劑的廣泛使用，細(xì)骨料與其適應(yīng)性好壞同樣影響到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能，成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)之一。 細(xì)骨料含泥量、氯離子含量，以及輕物質(zhì)含量顯著影響減水劑效用和摻量，究其原因是其對(duì)減水劑會(huì)有很強(qiáng)的吸附作用，消耗掉了相應(yīng)減水劑用量的效能。因此，如何降低細(xì)骨料對(duì)混凝土外加劑的吸附成為解決問題的關(guān)鍵所在 普通混凝土中使用的細(xì)集料，通常有河砂、山砂、海砂。河砂比較潔凈，顆粒圓滑，質(zhì)地堅(jiān)硬，海砂雖具有上述特點(diǎn)，但常含有貝殼碎片、云母和可溶性鹽，山砂表面粗糙，棱角多，含泥量和有機(jī)物高?；炷林兴玫募?xì)集料如果砂粒過粗，將會(huì)使混凝土拌合物粗澀、松散，導(dǎo)致混凝土密度降低。如果過細(xì)，比表面積增大，要保持流動(dòng)性不變，就要增加用水量，同時(shí)還要增加水泥用量。另外，砂中泥土?xí)绊懮芭c水泥的粘結(jié)，而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低。 隨著建筑業(yè)發(fā)展和對(duì)建筑工程質(zhì)量的重視，建筑市場(chǎng)用砂數(shù)量越 來越大，質(zhì)量上要求越來越高，而合格的河砂資源卻越來越少，由此引發(fā)的工程質(zhì)量，破壞農(nóng)田、水利資源等問題日趨嚴(yán)重，砂子生產(chǎn)也因資源的變化而有所改變，建筑用砂的質(zhì)量和數(shù)量對(duì)建筑市場(chǎng)的影響日益明顯。在河砂資源缺乏的地區(qū)，合理使用海砂和優(yōu)質(zhì)機(jī)制砂進(jìn)行混凝土施工生產(chǎn)也是可行的，其綜合效益也是顯著的。但就從強(qiáng)度和易性的等角度看，混凝土中比較采用的細(xì)集料應(yīng)以含泥量小，并且以中砂偏粗，細(xì)度模數(shù)在 ～ 之間，級(jí)配良好的河砂拌和的效果比較好。 細(xì)集料 必須檢驗(yàn)合格才能進(jìn)場(chǎng)使用。 而細(xì)度模數(shù)和含泥量在供應(yīng)的過程中較容易產(chǎn)生變化 ，必需嚴(yán)格控制。 如果細(xì)度模數(shù)有變化較大，但符合規(guī)范規(guī)定要求的，使用前應(yīng)適當(dāng)調(diào)整配合比的砂率。 4．礦物細(xì)摻料 (包括硅灰、粉煤灰、磨細(xì)礦渣、天然佛石巖、磨細(xì)石灰石粉、石英砂粉等 ) 在配置混凝土?xí)r加入較大量礦物細(xì)摻料 ,可降低溫升 ,改善工作性 ,增進(jìn)后期強(qiáng)度 ,并可改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ,提高抗腐蝕能力 ,增強(qiáng)混凝土的耐久性。 在水泥的生產(chǎn)中也摻有礦物細(xì)摻料，一般 礦物細(xì)摻料摻在水泥中的摻量 ,火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥中火山灰質(zhì)材料占20 %～ 50 % ,礦渣硅酸鹽水泥中礦渣占 20 %～ 70 % ,粉煤灰硅酸鹽水泥中粉煤灰占 14 20 %～ 40 %。 其中粉煤灰作為主要混合材料，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。粉煤灰玻璃微粒特有的物理形狀，能使水泥顆粒的絮狀結(jié)構(gòu)解絮擴(kuò)散，同時(shí)降低混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的粘度和摩擦力，使混凝土的漿體體積增加。加入粉煤灰的混凝土除了能減少混凝土的溫升，防止混凝土產(chǎn)生裂縫，提高耐久性，抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕性外，還可以有效改善混凝土的工作性能。同時(shí)也降低了混凝土的坍落度損失，因而使混凝土的用水量