2A311033 混凝土(含外加剂)的技术性能和应用
普通混凝土一般是由水泥、砂、石、水、外加剂和掺合料所组成。
一、混凝土的技术性能
(一)混凝土拌合物的和易性
和易性是指混凝土拌合物易于施工操作(搅拌、运输、浇筑、捣实)并能获得质量均匀、成型密实的性能,又称工作性。和易性是一项综合的技术性质,包括流动性、黏聚性和保水性三方面的含义。
用坍落度试验来测定混凝土拌合物的坍落度或坍落扩展度,作为流动性指标,坍落度或坍落扩展度愈大表示流动性愈大。混凝土拌合物的黏聚性和保水性主要通过目测结合经验进行评定。
影响混凝土拌合物和易性的主要因素包括单位体积用水量、砂率、组成材料的性质、时间和温度等。单位体积用水量决定水泥浆的数量和稠度,是影响混凝土和易性的最主要因素。
(二)混凝土的强度
1.混凝土立方体抗压强度
按国家标准制作边长为150mm的立方体试件,在标准条件(温度20±2℃,相对湿度95%以上)下,养护到28d龄期,测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度。
2.混凝土立方体抗压标准强度与强度等级
混凝土立方体抗压标准强度(或称立方体抗压强度标准值)是指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件,在28d龄期,用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中具有不低于95%保证率的抗压强度值。
普通混凝土划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80共14个等级,C30即表示混凝土立方体抗压强度标准值: 30MPa≤fcu,k<35MPa
3.混凝土的轴心抗压强度
4.混凝土的抗拉强度
5.影响混凝土强度的因素
影响混凝土强度的因素主要有原材料及生产工艺方面的因素。原材料方面的因素包括:水泥强度与水灰比,骨料的种类、质量和数量,外加剂和掺合料;生产工艺方面的因素包括:搅拌与振捣,养护的温度和湿度,龄期。
(三)混凝土的耐久性
混凝土的耐久性是一个综合性概念,包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能。
(1)抗渗性。混凝土的抗渗性直接影响到混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。混凝土的抗渗性用抗渗等级表示,分P4、P6、P8、P10、P12共五个等级。混凝土的抗渗性主要与其密实度及内部孔隙的大小和构造有关。
(2)抗冻性。混凝土的抗冻性用抗冻等级表示,分F10、F15、F25、FS0、F100、F150、F200、F250和F300共九个等级。抗冻等级F50以上的混凝土简称抗冻混凝土。
(3)抗侵蚀性。
(4)混凝土的碳化(中性化)。混凝土的碳化是环境中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用,生成碳酸钙和水。碳化使混凝土的碱度降低,削弱混凝土对钢筋的保护作用,可能导致钢筋锈蚀;碳化显著增加混凝土的收缩,使混凝土抗压强度增大,但可能产生细微裂缝,而使混凝土抗拉强度、抗折强度降低。
(5)碱骨料反应。碱骨料反应是指水泥中的碱性氧化物含量较高时,会与骨料中所含的活性二氧化硅发生化学反应,并在骨料表面生成碱一硅酸凝胶,吸水后会产生较大的体积膨胀,导致混凝土胀裂的现象。
二、混凝土外加剂、掺合料的种类与应用
(一)外加剂的分类
(1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。
(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。
(3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。
(4)改善混凝土其他性能的外加剂。包括膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。
(二)外加剂的应用
(1)混凝土中掺入减水剂,若不减少拌合用水量,能显著提高拌合物的流动性;当减水而不减少水泥时,可提高混凝土强度;若减水的同时适当减少水泥用量,则可节约水泥。同时,混凝土的耐久性也能得到显著改善。
(2)早强剂可加速混凝土硬化和早期强度发展,缩短养护周期,加快施工进度,提高模板周转率。多用于冬期施工或紧急抢修工程。
(3)缓凝剂主要用于高温季节混凝土、大体积混凝土、泵送与滑模方法施工以及远距离运输的商品混凝土等,不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土,也不宜用于有早强要求的混凝土和蒸汽养护的混凝土。
(4)引气剂是在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。引气剂可改善混凝土拌合物的和易性,减少泌水离析,并能提高混凝土的抗渗性和抗冻性。同时.含气量的增加,混凝土弹性模量降低,对提高混凝土的抗裂性有利。由于大量微气泡的存在,混凝土的抗压强度会有所降低。引气剂适用于抗冻、防渗、抗硫酸盐、泌水严重的混凝土等。
(三)混凝土掺合料