時間:2022-06-12 15:40:05
序論:在您撰寫混凝土材料時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
關鍵詞:混凝土;保護材料; 環氧砂漿; 呋喃砂漿;混凝土保護劑Abstract:Concrete is the most widely used building materials in architectural engineering at present, but because of its own defects and its application is limited. In this paper, the reaction mechanism of the concrete, the influence factors of concrete environment are described. According to the different environmental conditions, building and engineering site uses what kind of concrete protective materials were analyzed by.
Keywords: concrete; protective materials; epoxy mortar; furan mortar; concrete protective agent
中圖分類號:[TQ178]文獻標識碼: A文章編號:
前言
建筑工程中用量最大、應用最廣泛的材料當屬混凝土,一方面是因為它的力學性能滿足一般工程的需要,另一方面是由于混凝土的原材料來源廣泛、價格低廉、生產及施工工藝簡單。鑒于混凝土以上的幾點優勢,它一直被作為工程材料的首選,并且材料開發人員相繼開發出了各種不同用途的混凝土外加劑(如減水劑、緩凝劑、引氣劑等)用以改善其力學性能與施工性能;針對各種施工條件和施工部位,開發出了相應類型的混凝土,例如大體積混凝土、鋼筋混凝土、高強混凝土、冬用混凝土、噴射混凝土及泵送混凝土等。盡管如此,由于混凝土本身性能的限制,它還不能滿足一些特殊場所和一些建筑物的特殊部位的需要。為確保建筑物的安全、正常運行,需要根據具體場所或特定部位,采用相應性能合適的材料對混凝土建筑物進行針對性的保護。
混凝土反應原理
選用混凝土保護材料,首先需要明白混凝土反應的機理及破壞的原因。
混凝土主要是水、水泥、外加劑與骨料等結合在一起的混合物,其形成過程是水與水泥形成凝膠體將骨料結合為一體的過程。混凝土的性能主要取決于骨料、膠凝體的性能及各原材料的配合比。在各種因素中,混凝土的膠凝材料起著很重要的作用,它影響著混凝土的整體性能。混凝土膠凝材料的作用原理主要是水泥的水化反應。
水泥與水拌合后,其中的四種主要熟料礦物與水反應原理如下:
硅酸三鈣在常溫下的水化反應生成水化硅酸鈣(C-S-H凝膠)和氫氧化鈣。
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2
硅酸二鈣β-C2S的水化與C3S相似,只不過水化速度較慢。
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2
所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成都無很大的區別,故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少,結晶卻粗大些。
鋁酸三鈣的水化迅速,放熱快,其水化產物組成和結構受液相CaO濃度和溫度的影響很大,先生成介穩狀態的水化鋁酸鈣,最終轉化為水石榴石(C3AH6)。
在有石膏的情況下,C3A水化的最終產物與其石膏摻入量有關。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣,簡稱鈣礬石,常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗盡,則鈣礬石與C3A作用轉化為單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。
由以上三種水化反應結果可以看出,水泥的凝膠體系呈堿性,在酸性環境或失水嚴重情況下會破壞凝膠體系,影響混凝土的整體性能。此外,由于混凝土原材料都是無機材料,其氣密性不好,體系中會分布很多毛細孔。毛細孔的存在使得水、CO2很容易滲入混凝土體系內部,使混凝土碳化或內部鋼筋銹蝕,進而造成混凝土疏松,降低了其力學性能。
影響混凝土的環境因素
混凝土的破壞除了原材料選擇不當、配合比設計不合理、施工操作不規范、養護不到位及自然災害對混凝土造成的破壞外,環境因素對混凝土造成的疲勞破壞也是一個不可小覷的問題。環境因素在短時間內對混凝土破壞程度很小,甚至可以忽略不計,但隨著時間的增長對混凝土的破壞程度會越來越大。工程建設期一般都歷時很長時間,建成后更是長期運行。因此,針對環境破壞因素,我們應該引起重視,并采用相應的材料對混凝土加以保護。
破壞混凝土的環境因素主要有磨損、物理因素如干濕、凍融、溫度變化和化學介質腐蝕造成的破壞。
3.1磨損
磨損包括機械磨損(路面、廠房地坪的磨損)和沖刷及氣蝕作用造成的磨損。
3.2物理因素
物理因素造成的破壞主要包括干濕交替、冷熱交替、凍融交替引起的體積脹縮效應,進而導致混凝土剝落;高溫引起的凝膠體系破壞使混凝土本身自聚能力下降;水、CO2及氯離子等物質的滲入導致混凝土碳化、其內部鋼筋的銹蝕。
3.3 化學介質腐蝕
化學介質腐蝕主要是指長期處于特定的化學介質中或交替變換的化學介質中使混凝土本體被腐蝕破壞。
混凝土保護材料選用
選用混凝土保護材料,首先考慮的應該是材料與混凝土的粘接性能,如果材料不能和混凝土很好的結合在一起,對混凝土的防護性能再好也無濟于事;其次要考慮到材料與混凝土的相容性,那樣在外界條件交替變換的情況下,不至于因為混凝土與其保護材料變化效應不一致,與混凝土剝離;最后考慮材料延緩外界環境條件對混凝土破壞速度的性能。以下是幾種環境條件下對混凝土保護材料的選用分析:
4.1 適用于磨損環境中的混凝土保護材料
對處于磨損環境條件中的混凝土,最佳的保護材料是環氧砂漿。環氧砂漿是以高分子樹脂環氧樹脂固化物為膠結材料的砂漿。高分子樹脂具有導熱慢、粘接強度高、氣密性好的特點。此外,環氧樹脂固結物還具有很好的韌性。經過性能測試,環氧砂漿具有優異的抗沖磨性能、與混凝土很好的相容性。
環氧砂漿導熱性慢的性能延緩了混凝土本體溫度變化的幅度,降低了混凝土凍脹融縮、熱脹冷縮的程度,減輕了由于這些因素導致的混凝土反復的體積脹縮對混凝土本體的破壞;環氧砂漿氣密性好使得其具有良好的抗滲能力,可以有效防止水分、CO2及Cl‾等滲入混凝土體系中,降低了混凝土碳化及其中鋼筋銹蝕的程度。
4.2適用于化學介質及高溫條件下的混凝土保護材料
化學介質一方面會會破壞混凝土中的骨料,另一方面會破壞混凝土中的凝膠體系,降低混凝土本體的內聚力;在高溫條件下混凝土失水嚴重也會破壞混凝土的凝膠體系,減弱混凝土本身的內聚作用,造成混凝土的剝落。需要用防腐蝕材料對混凝土進行保護。呋喃砂漿是一種很好的防腐材料,具有良好的耐化學腐蝕性能和耐高溫性能。呋喃砂漿是以呋喃樹脂固化物為膠凝材料的砂漿。呋喃樹脂固化物結構中幾乎不存在活性基團,這使得呋喃樹脂固化物的耐酸性能優于環氧樹脂固化物、耐堿性優于酚醛樹脂固化物。呋喃樹脂固化物體系輔以相應性能的填料配制的呋喃砂漿是一種適用于單一化學介質、多種化學介質反復交替及高溫條件下混凝土保護材料。
4.3 適用于水浸及日曬條件下的混凝土保護材料
高速公路及鐵路的橋梁等建筑物通常處于這樣的條件下,最適用的保護材料應該是混凝土保護劑?;炷帘Wo劑的主要成份是有機硅烷,其防水機理是與混凝土中的游離堿產生化學反應,生成穩定的枝蔓狀晶體膠質,能有效地堵塞混凝土內部微細裂縫和毛細空隙,使混凝土結構具有持久的防水功能和更好的密實度及抗壓強度?;炷帘Wo劑還具有良好的滲透性,其滲透深度達0.3-1.2mm,同時還能有效地阻止酸性物質、油漬和機油對混凝土的侵蝕;混凝土保護劑產品還具有抗紫外線、耐高溫的功能。此外,混凝土保護劑施工后還具有改善混凝土外觀效果的性能。
結語
混凝土作為建筑工程用量最大、起骨架作用的材料,在建筑物中起著至關重要的作用,選用合適的混凝土保護材料進行防護,可有效防止環境、氣候對其的造成的破壞,提高混凝土的耐久性,在保證建筑物的安全、正常運行的前提下,提高其運行年限。
參考文獻:
[1] 水泥混凝土 組成 性能 應用[M] 中國建材工業出版社 2005
[2] 新型NE環氧樹脂砂漿的研制及其在水利水電工程的應用[J] 新型建筑材料 2011
買方(甲方): 賣方(乙方): 根據《中華人民共和國合同法》及相關法律法規的規定,甲乙雙方在自愿、平等、公平、誠實信用的基礎上,就混凝土原材料買賣事宜協商訂立本合同。
第一條、材料名稱、規格、單位、數量、單價
第二條、材料應符合下列第_________項技術標準(包括質量要求)。
1、國家標準,標準號 。
2、地方標準,標準號 。
3、雙方約定的附加技術要求(見附件)。
第三條、計量方法
國家或主管部門有規定的,按規定執行;無規定的,雙方約定為: 。
第四條、包裝標準和包裝物的供應與回收
對于包裝標準,國家或主管部門有規定的,按規定執行;無規定的,雙方約定為:_____ 無 ____。 對于包裝物,除國家規定由甲方供應的以外,應由乙方負責供應;包裝物的回收為:_____ 無 ____。
第五條 交貨方法、運輸方式、到貨地點
1、交貨方法:_____ ____。
2、運輸方式:_____ ____。
3、交貨地點:____ ___。
4、甲方應提前_________小時以(書面/電話)方式向乙方提出供貨需求;交貨完畢雙方應簽字確認。
第六條、驗收方法
1、甲方應在貨到24小時內按相關標準進行驗收。
2、經驗收不合格的,甲方有權拒收并退回乙方。
3、甲方因使用、保管不善等造成產品質量下降的,應自行承擔相關責任。
第七條、價款結算及支付
1、價款的結算依據:雙方簽字確認的磅單或簽字蓋章的對賬單。
2、價款的支付方式:___ ______。
3、價款的支付時間:_____ ____。
4、在供貨過程中,如甲方不能按合同約定期限支付價款,乙方可中止供貨,但應提前5日通知甲方。
第八條、違約責任
1、甲方未按本合同約定給付價款的,自應付價款之日起按銀行同期貸款利率向乙方支付所欠價款的利息。
2、甲方未按合同約定履行其他義務的,應按_________向乙方支付違約金;給乙方造成損的,還應承擔賠償責任。
3、乙方未按合同約定履行義務的,應按_________向甲方支付違約金;給甲方造成損失的,還應承擔賠償責任。
4、因不可抗力原因致使本合同不能繼續履行或造成的損失,甲、乙雙方互不承擔責任;因不可抗力原因而終止合同造成的損失,由雙方協商承擔。
第九條、爭議解決方式
本合同項下發生的爭議,由雙方當事人協商解決或向_________申請調解解決;協商或調解解決不成的,按下列第_________種方式解決:
1、向_________人民法院提起訴訟;
2、向_________仲裁委員會提起仲裁。
第十條、其他約定事項_____ ____。 第十一條、未盡事宜,經雙方協商一致可另行補充約定。補充約定與附件均為本合同組成部分,與本合同具有同等法律效力。
【關鍵詞】混凝土質量;混凝土材料;關系
影響混凝土質量的幾個重要環節是,合理的配比、選擇原材料、及時養護、科學的施工。然而在各環節和因素當中,保證混凝土工程質量的基礎和關鍵因素是選擇最恰當的優質原材料。
一、混凝土組成材料
一般情況,組成通混凝土膠凝材料和填充材料這兩大部分的材料,分別是水泥凈漿和礦物集料。目前,由于混凝土施工技術的不斷發展和更新,其組成材料已發展向多元化,而且在現在的施工技術中,會將適當的外加劑和礦物摻合料加入到混凝土中,進行攪拌。這些混凝土組成材料在混凝土結構中,在不同程度上提高了混凝土的質量。加入外加劑和礦物摻合料,可以發揮有效地促進混凝土組料的相容性和疊加效應來的作用,從而提高了混凝土的多功能化和高性能化;就混凝土的質量而言,水泥凈漿發揮著關鍵性的作用,其優點是:硬化強度高、耐久性長、便于施工,還具有材料、填充空隙、包裹集料的作用;而集料的作用不僅可以使混凝土體積的穩定性、耐久性得到提高,也可以有效地降低水泥凈漿的發熱、干縮,最重要的是其成本較低,對工程造價來說既經濟又廉價。
二、混凝土材料與混凝土質量
1、水泥
在混凝土組料中,其中最重要的一種材料是水泥,它是將水砂、石等材料攪拌在一起,通過其自身的水化作用,使其混合物在在空氣或水中硬化,并形成塑性漿體的一種膠凝材料。然而,根據水泥不同的組成原料和不同的制作工藝,可以分為粉煤灰水泥、普通水泥、純硅水泥、復合水泥、礦渣水泥、火山灰水泥等,種類繁多,但其擁有各自獨特的性能。粉煤灰水泥具有水化熱低、干縮小、需水量小、泌水小、和易性小等特點;普通水泥,與純硅水泥的早強和抗凍性、耐磨性相比,都稍差一點,但延長了低溫凝結時間;純硅水泥,其組成是將適量石膏加入到硅酸鹽水泥熟料中,并進行磨制,具有良好的耐磨性、抗凍性,且凝結硬化快、強度高、不透水性強的優點,但也具有較差的耐化學侵蝕性及抗水性、水化熱度較高的缺點;復合水泥,優點是和易性較好、早期強度較高,但需水量較大;礦渣水泥,具有較好的抗硫酸鹽侵蝕性能、較高的耐熱性能、較低的水化熱、早期強度低,后期強度增進大、凝結時間長的特點;火山灰水泥,與礦渣水泥特性差不多相同,另外的特點是,干縮大、需水量大。因此,要想提高混凝土質量,除了要了解水泥的化學性能外,還必須結合工程的實際施工條件,以及各影響因素,合理的選擇最合適的水泥種類,不能單純的就水泥材料的功能一概而論。
2、集料
影響混凝土質量好壞的又一重要因素是集料,它在混凝土體積中占有70%的比例。影響集料質量的因素主要有以下幾點,一是,集料的吸水率和含水率,其密度和穩定性與吸水率成反比例關系,另外,集料與水泥的粘結,以及混凝土的耐磨性、抗凍性、穩定性也都受集料含水率大小的影響;二是,表觀密度,一般來說,越其強度和穩定性的高低與表觀密度是正比例關系;三是,集料的級配和粒度,各級粒徑顆粒的分布情況指的是級配,粒度通常是指粗集料的粒徑,在水泥用量相同的情況下,適當增長集料粒徑,不但降低了水灰比,還降低了水泥漿和砂漿的需要量,使混凝土的強度得到提高;四是,集料的粒形,形狀較差的集料,和易性不好,容易造成混凝土出現不同的缺陷,有的表面粗糙或有棱角的集料,與水泥漿間的粘結好,有利于提高強度;五是,集料中有害物質含量,水泥的水化,以及集料與水泥的粘結性直接受有害物質的的含量影響,如果過高會造成混凝土發生早期硬化,致使混凝土強度下降,其中這些有害物質包括:石粉、云母、有機物、黏土,以及反應性物質。
3、外加劑
為了改善混凝土的性能,在混凝土攪拌過程中,可以適量的加入一定的物質,通常情況,外加劑的加入量控制在水泥摻量的5%以內。目前,市場中流通的外加劑有引氣減水劑、高效減水劑、早強劑與引氣劑等等,類型各種各樣。其作用各異,分別起到提高混凝土的耐久性或其他性能、改善混凝土拌合物流變性能、調節混凝土凝結時間和硬化性能等作用。在具體的施工中,為了提高混凝土全面性能,可以合理的使用多種外加劑。
4、礦物摻合料
礦物摻合料是一種無機礦物細粉,它包含三大類,一是人工類,如偏高嶺土、水淬高爐礦渣、煅燒頁巖等;二是工業廢料類,如硅灰、粉煤灰等;三是天然類,如硅質頁巖、火山灰、凝灰巖、沸石粉等,類型繁多,其細度相同或較細于水泥細度,在一般條件下,其摻量控制在水泥用量的5%以內。其作用不但可以改善混凝土內部結構,還可以降低溫升、增進后期強度,從而混凝土的抗腐蝕能力和耐久性得到提高,另外,還能促進水化過程。所以,許多國家和地區已經高度注重礦物摻合料的應用,并將其作為第六組分的輔助膠凝材料用于高性能混凝土中。
三、混凝土配合比對建筑工程質量的影響
1、選用的水泥量
在施工過程中,為保證混凝土內部結構質量,一定要按照施工規范的標準,使用合適的水泥量,避免出現離析的現象,造成混凝土表面出現裂縫現象。在進行混凝土施工之前,必須檢測集料里面含有的水泥漿是否達到施工標準的要求,并按照原定的施工計劃,進行每項環節的施工,保證混凝土結構的密實度和完整性。同時,結合施工過程的具體情況,合理的確定適量的水泥用量,避免施工質量出現安全隱患。
2、水灰比的確定
水泥漿稠度取決于水灰比,在施工過程中,用水量越大,水灰比越高,則發生離析現象的可能性就越搞,從而發生拌合物流漿現象的可能,進而稀釋了水泥漿,使其流動性加大。這樣不僅加大了后期施工的難度,還影響了混凝土的結構,使整個建筑后期的使用功能和安全性能不能有效地發揮。但是若水灰比太小,水泥漿就會變稠,阻礙了拌合物的流動性,因此,在施工過程中,要確定合理的水灰比。
3、嚴格控制裂縫現象
在建筑施工中,混凝土表面裂縫問題是急需解決的,這要求施工人員必須采取有效地措施,綜合考慮施工的實際情況,和各方面的影響因素,嚴格控制管理各個環節的施工,以保證混凝土施工質量。研究已建成的建筑的經驗得到,,水泥水化使用的水量與水泥重量基本相同。
4、增強材料的性能
在進行混凝土的施工中,為提高其強度和穩定性,可以加入適當的混合材料。另外,將適量的外加劑添加到混凝土里,其作用可以使混凝土的使用性能得到提高,對建筑工程的造價成本來說,也起到了不可小視的作用。
結束語
在現在的建筑工程中,混凝土工程質量發揮著非常重要的作用,因此,必須保證混凝土工程質量,并不斷地提高其施工工藝,這就需要我們必須清晰地了解混凝土組成材料的品質、性能、以及特點,這也是保證其質量的基礎和關鍵?;炷敛牧系倪x用之間影響著混凝土施工質量的好壞,這需要引起各個施工企業的重視,嚴格把握好混凝土組成材料,從而保證其施工質量。
參考文獻
[1]曾世東.混凝土強度影響因素的試驗研究[J].科技信息.2013(11):78-79.
關鍵詞:高性能混凝土;強度;原材料
中圖分類號: TU37 文獻標識碼: A
高性能混凝土具有豐富的技術內容,盡管業界對高性能混凝土有不同的定義和解釋,但彼此均認為高性能混凝土的基本特征是按耐久性進行設計,保證拌和物易于澆筑和密實成型,不發生或盡量少發生因溫度和收縮產生的裂縫。硬化后有足夠的強度,內部空隙結構合理而有低滲透性和高抗化學侵蝕性。其中強度尤為重要。工程上對混凝土的其他性能要求,如耐久性、不透水性、抗侵蝕性等,這些性能都與混凝土的強度有著密切關系。因為一般來說,混凝土的強度越高,其密度也越高,其剛性、耐久性、不透水性、抗侵蝕性等也將提高。而隨著工程建設的需要,高性能混凝土的使用頻率越來越高。
1水泥
水泥是混凝土工程的主要材料,水泥的品質直接影響混凝土的質量。當水灰比相等時,高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度要高許多。隨著水泥細度增加,水化速率增大,會導致較高的強度增長率。但應該避免細磨粉的含量。因為當顆粒很細時,粒徑在1um以下的顆粒不到一天就完全水化,幾乎對后期強度沒有任何貢獻。而另外直徑大于60um的顆粒對強度也并不起作用。在水泥品種及混合材料摻量相同的情況下,水泥粉磨細度細,比表面積大,其制備的混凝土需水性無疑會高。若要保證混凝土具有良好的流動性,就會增加水或水泥還有減水劑,從而對混凝土的強度也帶來影響。除此之外,水泥顆粒的級配的影響也有一定作用。良好的顆粒級配可以降低混凝土的孔隙率,從微觀角度上說對強度也會發生影響。由此可見,水泥的細度對混凝土強度是有一定的影響。水泥強度主要來自于早期強度C3S及后期強度C2S,而且這些影響貫穿于混凝土中。
2粗集料
集料是混凝土的骨架,是保證混凝土強度的主要材料。
混凝土中的粗骨料通常采用碎石或卵石。當石質強度相等時,碎石表面比卵石表面粗糙,它與水泥砂漿的粘結性比卵石強,當水灰比相等或配比相同時,兩種材料配制的混凝土,碎石的混凝土強度要比卵石強度高。質地優良的碎石或卵石的強度大都高于普通混凝土的強度的2~4倍,所以,普通混凝土強度不受石料強度的影響。但,高性能混凝土則不同,它的水泥石強度高,如果石料強度不高,則會由此引起混凝土破壞。所以粗骨料的強度在一定范圍內制約著高性能混凝土的強度。高性能混凝土應適宜采用壓碎值指標≤10%的碎石。
集料在拌合過程中,特別是粗集料,會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,強度降低。此外,吸水率高的集料對混泥土的抗凍性、收縮變形亦有不利影響。
當坍落度一定時,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,對應的水灰比明顯增大;或相同配合比條件下,混凝土的工作性變差,內部缺陷增多,從而引起強度的降低。
針片狀顆粒的含量與混凝土強度存在一種特殊關系,不是針片狀含量越高,強度就越低,也不是針片狀含量越低,強度就越高。而是存在一個最佳值,在這個值附近,混凝土的抗壓強度最高。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。一般在進行混凝土配比設計及原材料的選擇時,特別是高性能混凝土,為了獲得所要求的混凝土強度和密實性等,采取了限制粗集料中針片狀顆粒含量的要求。
3細集料
普通混凝土中使用的細集料,通常有河砂、山砂、海砂。河砂比較潔凈,顆粒圓滑,質地堅硬,海砂雖具有上述特點,但常含有貝殼碎片、云母和可溶性鹽,山砂表面粗糙,棱角多,含泥量和有機物高?;炷林兴玫募毤先绻傲_^粗,將會使混凝土拌合物粗澀、松散,導致混凝土密度降低。如果過細,比表面積增大,要保持流動性不變,就要增加用水量,同時還要增加水泥用量。另外,砂中泥土會影響砂與水泥的粘結,而導致混凝土強度降低。雖然細集料在骨料當中對混凝土強度影響比粗集料小,而混凝土公式內也沒有反映砂種柔效,但砂的質量對混凝土的質量也有一定的影響。高性能混凝土中宜采用的細集料應以含泥量小,并且以中砂偏粗,細度模數在2.6~3.0之間,級配良好的河砂。
4粉煤灰
粉煤灰作為主要混合材料,已經得到廣泛應用。粉煤灰玻璃微粒特有的物理形狀,能使水泥顆粒的絮狀結構解絮擴散,同時降低混凝土內部結構的粘度和摩擦力,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,防止混凝土產生裂縫,提高耐久性,抗滲、抗凍、抗侵蝕性外,還可以有效改善混凝土的工作性能。同時也降低了混凝土的坍落度損失,因而使混凝土的用水量降低,使力學性能有所提高,從而保證了混凝土的質量。從粉煤灰的需水比指標Ⅰ級粉煤灰≤95%,Ⅱ級粉煤灰≤105%,Ⅲ粉煤灰≤115%可知,在保證新拌混凝土和易性和坍落度的前提下,Ⅰ級粉煤灰可以降低混凝土的用水量。Ⅱ級粉煤灰則用水量基本不變。而Ⅲ級粉煤灰則要增加混凝土的用水量。粉煤灰混凝土早期強度一般較低。粉煤灰對混凝土強度的貢獻主要表現在后期增長上。粉煤灰中的SO2和Al2O3在常溫下可以和水泥水化析出的氫氧化鈣反應形成水化產物,增進混凝土強度。活性高的粉煤灰生成的水化物較多,對混凝土強度貢獻較大。
5減水劑
外加劑在混凝土中應用已經非常普遍。外加劑的種類十分繁多,各種外加劑的性能和作用各不相同,使用時應當從混凝土性能要求出發選擇合適的外加劑。其中高效減水劑幾乎是高性能混凝土必不可少的組成材料。高效減水劑是高分子表面活性劑,具有很強的固液界面活性作用。拌合混凝土時加入適量的減水劑,可使水泥顆粒分散均勻,同時將水泥顆粒包裹的水份釋放出來,從而能明顯減少混凝土用水量。減水劑的作用是在保持混凝土配比不變的情況下,改善其工作性,提高混凝土抗壓強度;或在保持工作性不變的情況下減少用水量,提高混凝土強度;或在保持強度不變時,減少水泥用量,節約水泥,降低成本。同時,加入減水劑后混凝土更為均勻密實,改善一系列物理化學性能,如抗滲性、抗凍性、抗侵蝕性等,提高了混凝土的耐久性。在混凝土中選用高效減水劑時,要同時考慮水泥的品種和其它成份的特性,選用時既要考慮經濟性,又要注意減水劑的質量穩定性。應該注意的是千萬不能僅根據產品說明書來選用高效減水劑的合適摻量,應該在保證混凝土技術性能要求的前提下,達到最經濟的效果。有些減水劑超量摻加時,不僅達不到預期效果,反而會帶來嚴重的負面作用。相對其它原材料而言,外加劑摻量雖較少,但對混凝土的質量至關重要,對混凝土抗壓強度起著十分重要的作用。
隨著交通建設的發展,加強原材料的管理變的十分重要,尤其時材料的選用。特別是對高性能混凝土而言,因此我們有必要了解各種原材料帶來的影響。由于高性能混泥土的強度涉及多方面的問題,并非理論上那么簡單,本文只是著重從原材料對高性能混凝土強度的影響作出了一些分析。
參考文獻
[1] 馮乃謙 邢鋒. 高性能混凝土技術.原子能出版社,2000(6).
關鍵詞:混凝土:材料結構:檢驗
中圖分類號: TV331 文獻標識碼: A
混凝土材料在我國建筑中被廣泛應用,其質量問題也引起廣泛的重視。混凝土的質量主要體現在其強度、變形以及耐久性等地方,其檢驗一般熱力學方面為基準,其中熱膨脹系數是主要的直接和間接的影響混凝土結構安全性能和耐久性能。
1.混凝土材料檢驗的背景及意義
混凝土作為我國各類建筑工程的主要材料之一,受到各種因素作用。如:各種復雜地理、溫度、荷載、鹽堿等環境因素?;炷劣蓾{體、粗細集料、細孔等材料構成,其種類因建筑需要而不同,如鋼筋混凝土、水泥混凝土等?;炷敛牧鲜且环N復合材料,其不同組分的熱變形特征也不相同,此時,溫度是影響混凝土的最大因素。溫度影響一般分為兩方面,氣候溫差及高溫過程。氣候溫差主要是季節更替和天氣因素造成的,高溫過程是建筑物受到火災或爆炸等高溫環境。當材料溫度發生變化時,其材料成分也發生不同熱變形,導致組分熱應變,由于固相組成之間的熱膨脹性能有所不同而發生擠壓或拉伸現象。而且,如果材料由于硬化齡期增加或者與外界組分的反應引起化學成分和孔隙結構改變,就會進一步改變其組成及其熱變形性質, 改變了混凝土結構溫度條件下的服役性能。此外,混凝土在低溫時,水泥漿體結構具有凍脹特性,在溫度低于零度時,漿體中的水分變為結冰水和過冷水,泥漿發生凍結而出現體積膨脹壓力及滲透壓力。過熱和過冷的溫度差異考驗著混凝土的結構質量,熱度差異導致混凝土出現熱脹冷縮的現象,混凝土材料因此易產生裂隙。我國建筑中使用的大體積混凝土及超長結構混凝土在廣泛應用過程中常因混凝土水化硬化過程放熱量大,容易聚集而導致內部溫度急劇上升,加之混凝土水化放熱及周圍環境輻射等因素加大了輻射熱量使其內部溫度更高,更易造成開裂退化現象,影響混凝土材料的耐久性。所以,對混凝土材料進行熱力學檢驗意義重大,是保障建筑物安全與質量的前提和基礎。
2.混凝土材料的檢驗
2.1混凝土的熱變形性質檢驗
物質的長度或體積隨溫度的升高而變大稱之為熱膨脹,物體體積隨溫度升高而變大,隨溫度降低而減小稱之為熱脹冷縮?;炷恋臒嶙冃螜z驗主要是檢驗其熱脹冷縮的性質,其熱脹冷縮的性質又受熱膨脹系數影響?;炷磷鳛橐环N復合材料,其熱膨脹系數受很多因素影響。如硬化水泥漿體、孔隙大小及含水量、材料成分等?;炷敛牧现杏不酀{體的熱膨脹性能主要受其漿體中水含量、固相成分、孔隙率的多少影響,其中漿體中的氫氧化鈣的熱膨脹系數最大,致密的結構物質熱膨脹系數大,所以,混凝土材料中氫氧化鈣的含量越大、孔隙率越小,其熱膨脹系數越大。當混凝土材料熱膨脹系數增加到一定值時,其將漿體內的自由水與吸附水隨溫度升到而流失,內部化學結合水不能得到排除,自由水在漿體內來回進出,繼而產生濕熱膨脹?;炷量障吨械乃趾湍z孔中的水分受熱膨脹后,體積急劇變大,引起的濕脹壓力可使混凝土表面及內部出現裂隙。混凝土熱變形檢驗主要是混凝土熱膨脹系數測量,是對其耐久性的檢驗。
目前,檢驗混凝土熱變形檢驗的方法很多,清華大學建材研究所開發的溫度一應力實驗機、哈爾濱工業大學研發的靜水力學稱重法能測量混凝土材料的熱膨脹系數,靜水力學稱重法主要是通過測量試件在水中的浮力變化大小來計算其體積變化大小。中國建材研究院設計出在高溫條件下對混凝土材料的熱膨脹性能測定的方法。實際工程中混凝土的熱穩定性非常重要,所以其熱膨脹系數的測定也應更加精準。
2.2混凝土的熱敏感性檢驗
混凝土的宏觀性雖然可以看成一個完整的體系,但其各個成分相之間的性質存在較大差異,直接影響混凝土材料的熱敏感性。熱敏感性指混凝土材料的熱膨脹系數對溫度變化的敏感程度?;炷林械乃嗄z、氫氧化鈣晶體、未水化的水泥、孔隙等結構的常溫線性膨脹系數存在較大差異,熱敏感性能也存在較大差異。熱敏感性與熱膨脹系數聯系緊密,熱敏感性越小,其熱膨脹系數就越小。所以,在檢驗混凝土材料的熱敏感性時可通過調控減小其熱敏感性的組分,達到改善混凝土結構熱穩定性的目的。東南大學研發的通過電加熱控制溫度直接測試不同溫度下試件的長度變形大小,在經過計算公式直接測混凝土的熱膨脹系數,利用相關關系體現出混凝土的熱敏感性。熱敏感性的檢驗對混凝土材料的熱力學檢測具有重要意義。
2.3混凝土的熱不相容性檢驗
混凝土的熱不相容性是指當環境溫度變化時,混凝土結構及性能會隨著其體積的變化而改變,在反復變化的過程中,組成相界面區域會產生熱疲勞損傷,在此狀態下混凝土各成分之間的溫度協調性。由于我國地大物博,各地環境存在明顯差異,例如新疆、內蒙等地區,環境干燥、濕度較大且溫度變化幅度很大。這些地區建筑使用的混凝土就常因氣候問題出現開裂的現象。一些專家對混凝土界面過渡區展開了深入研究,指出其結構和硬化水泥漿體之間區別較大,并認為界面過渡區是混凝土中組成最薄弱的區域。當環境溫度出現較大變化時,造成混凝土內部由于溫度梯度而產生熱應力,以及各相間由于熱作用變形而產生的擠壓應力。混凝土界面過渡區在溫度反復波動時的應力作用下容易出現損傷,其中的材料因熱膨脹系數不同而使界面處產生相對運動和錯位的趨勢, 多次熱循環后混凝土的性能產生顯著下降。
檢驗混凝土熱不相容性使用最多的方法是紅外熱成像技術。紅外熱成像技術是近幾年快速發展起來的結構無損檢測和監測技術。其原理是利用一切物體都能輻射紅外線的特點,應用測儀測定目標和背景之間的紅外線差異制作出紅外圖像,也就是物體表面溫度分布圖像,利用熱傳導在物體內部的差異,進而判斷物體內部是否存在缺陷。紅外熱像法和數字圖像相關法可針對混凝土材料在準靜態荷載下的力學行為進行檢測。紅外熱成像能清晰地顯示混凝土材料試件由凍結到解凍損傷過程中造成的微裂紋狀態下的熱彈性禍合以及熱耗散。在檢測混凝土的熱不相容性時,是利用紅外熱成像對混凝土在疲勞或損傷過程中的熱紅外輻射征的研究,分析混凝土在疲勞、損傷、破裂和破壞等過程中伴隨的熱現象,監測損傷和破壞過程中微裂紋從出現到逐漸增長發育的整個過程,判斷混凝土結構內部損傷存在的具置,從而進行疲勞強度評價等。紅外熱成像技術應用廣泛,具有方便快速,大面積掃測,直觀等優點。此外,紅外熱像法還能進行混凝土溫度場的模擬,利用紅外熱成像測定特定溫度條件下混凝土表面和內部的邊界的狀況,達到模擬實際環境中混凝土溫度場內變化的過程,繼而應用計算機技術分析方法找出混凝土結構中存在的缺陷。
結語:
隨著建筑工程的不斷發展,其安全問題逐漸被重視起來。混凝土材料的檢驗是建筑工程安全保障的重要部分,得到建筑企業和監理部門的廣泛重視,隨著新興科技手段的運用,混凝土材料的檢驗必將更加規范和嚴格。
參考文獻:
[1]歐建廣,鄧四東,陳遠方,等.寒冷地區高溫干燥條件下混凝土面板裂縫控制閉.水力發電,2003,29(8):42礴4.
關鍵詞:混凝土 密度 細度
混凝土,簡稱為“砼”,是指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程復合材料的統稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料,砂、石作集料;與水(加或不加外加劑和摻合料)按一定比例配合,經攪拌、成型、養護而得的水泥混凝土,也稱普通混凝土,它廣泛應用于土木工程。
一、水泥
水泥呈粉末狀,與水混合后,經過物理化學反應過程能有塑性漿體變成堅硬的石體,并能將散粒狀材料膠結成為整體,所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料。就硬化條件而言,水泥漿體不但能在空氣中硬化,還能更好的在水中硬化,常用的是硅酸鹽水泥。
1、水泥的基本性質。
(1)表現密度:表現密度又稱質量密度,是水泥的質量(kg)與其在自然狀態下的體積(m3)的比值。水泥的表現密度約為1000~1600kg/m3,通常采用1300kg.m3。
(2)細度:細度是指水泥顆粒的粗細程度。顆粒愈細與水其反應的表面積就愈大,水化越快而且較安全,因此早期強度和后期強度也越高。但在空氣中硬化,體積會有較大的收縮。
(3)凝結硬化:凝結時間分初凝和終凝,終凝時間不能過長。其影響因素有許多:熟料中鋁酸三鈣含量高,石膏摻量不足,水泥凝結快;水泥細度越細,水化作用越快,凝結越快;水灰比越小,凝結時溫度越高,凝結越快,而混合材摻量越大,水泥越粗,凝結越緩慢。
(4)體積安定性:體積安定性是指水泥在應哈過程中,體積變化是否均勻的性能,簡稱安定性。水泥安定性不良會導致構件(制品)產生膨脹性裂紋或翹曲變形,造成質量事故。因其安定性不良的主要原因是熟料中游離氧化鈣或游離氧化鎂過?;蚴鄵搅窟^多。安定性不合格的水泥不可用于工程,應廢棄。
(5)水化熱。
2、水泥的分類。
在建筑工程中常用的水泥主要有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。
(1)硅酸鹽水泥:硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏、0%~5%的石灰石或?;郀t礦渣麻細制成的水硬性膠凝材料。硅酸鹽水泥分兩種類型,一種是不摻混合材料的成I型硅酸鹽水泥。另一種是在硅酸鹽水泥熟料中摻加不超過水泥種類5%的石灰石或?;郀t礦渣混合材料的成II型硅酸鹽水泥。我國生產的硅酸鹽水泥公分425R、525、525R、626、625R、725R六種標高,其R型水泥為早強型水泥。
(2)普通硅酸鹽水泥:由硅酸鹽水泥熟料、6%~15%的混合材料、適量石灰膏磨細制成的水硬性膠凝材料,成為普通硅酸鹽水泥。摻活性混合材料時,最大摻量不得超過15%,其中允許用不超過水泥質量5%的窯灰或不超過水泥質量10%的非活性混合材料來代替。摻非活性混合材料時,最大摻量得超過水泥質量的10%。
普通硅酸鹽水泥分為325、425、425R、525、525R、625、625R七種標號。
(3)礦渣硅酸鹽水泥:由硅酸鹽水泥熟料和20%~70%的粒化高爐礦渣、適量的石膏磨細制成的水硬性膠凝材料,成為礦渣硅酸鹽水泥。
其早期型號強度低、干縮性大、保水性能差易出現泌水現象。但后期強度高,水化熱低、耐熱性耐水性較好。采用蒸汽養護可加快水泥硬化速度。
(4)火山灰質硅酸鹽水泥:早期強度較低,耐熱性和抗凍性較差,易產生干縮裂縫,吸水性較大。
(5)粉煤灰硅酸鹽水泥:由硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏和加入占水泥重量20%~40%的粉煤灰磨細制成的水硬性膠凝材料組成。
粉煤灰硅酸鹽水泥有275、325、425、425R、525、525 R、625R七種標號。
其水熱化低,抗酸性鹽侵蝕能力強、抗裂性好,但早期強度較低、保水性較差。
水泥在進場時必須具有出廠合格證或進場試驗報告,并對其品種、標號、包裝或散裝倉號、出廠日期等內容進行檢查驗收。水泥進場后應按品種、標號、出廠日期分別堆放,并作標志,做到先到先用,防止混用。水泥應防止受潮,故儲存倉庫應盡量密封,存放時袋裝水泥離地、離墻均應在300mm以上,且堆放高度不得超過10包。水泥儲存時間不宜過長,否則其強度會明顯下降,規范規定水泥的儲存期限為3個月(快硬硅酸鹽水泥為1個月),從出廠之日算起,若超過此期限應作復查試驗,并根據試驗結果使用。
二、砂
混凝土用啥常采用細度模數為2.3~3.5的中砂或細砂,孔隙率不宜超過45%。對于強度等級低于C30的混凝土,砂的含量(即粒徑小于0.080mm的塵屑、淤泥和黏土的總含量)應不大于5%,強度等級高于或等于C30混凝土,含泥量應不大于3%。砂中的雜質會影響混凝土的性能,因此,砂中雜質含量應符合有關規定。
三、石子
石子的級配和最大粒徑對混凝土質量的影響較大。級配越好,這隊節約水泥和提高混凝土的強度和密實性都有好處。但由于結構斷面、鋼筋間距及施工調價的限制,一般規定石子的最底下啊粒徑不得超過鋼筋最小凈距的3/4;不超過構件最小邊長的1/4及板厚的1/20。
石子中有害物質實現用水沖洗清除,使泥土雜物、有機物質和硫化物等含量不超過施工驗收規范中的規定值,以免影響混凝土的強度的耐久度。
四、水
混凝土拌合用水一般采用飲用水,采用其他來源水時,水質pH值不得小于4,且硫酸鹽含量不得超過水質量的1%,海水對鋼筋有腐蝕作用不得使用。
五、外加劑
混凝土中摻入適量外加劑可改善混凝土性能,提高混凝土早期強度,節約水泥。
1、早強型。
可以提高混凝土的早期強度,從而加速模板周轉,加快工程進度,節約冬期施工費用。
2、減水劑。
減水劑是一種表面活性材料,加入混凝土后能對水泥顆粒其擴散作用,把水泥凝膠體重包含的游離水釋放出來,從而在保證混凝土能順利澆筑的前提下,顯著減少拌合用水、改善和易性、節約水泥、提高強度。
3、緩凝劑。
緩凝劑是一種能延遲水泥水化反應,從而延長混凝土凝結時間的外加劑。主要用于夏季施工或混凝土澆筑時間緊張的工程中。
4、抗凍劑。
抗凍劑是能過降低渾天中誰的冰點的一種外加劑,也就是在混凝土中起到延遲水的凍結,保證混凝土在負溫條件下能繼續增長前孤獨的作用。常用的抗凍劑有無機化合物和有機化合物兩大類。
六、施工配合比
混凝土中的各個組成材料只能按最佳的比例配合,才能使強度等級達到最大值。各種材料間的比例即使混凝土的施工配合比?;炷僚浜媳葢摳鶕牧系墓闆r、設計混凝土強度等級、混凝土施工和易性的要求等因素來確定,并應符合合理使用材料和經濟的原則。合理的混凝土配合比應能滿足兩個基本要求:既要保證混凝土的設計強度,又要滿足施工所需要的和易性。
關鍵詞:抗凍融混凝土 原材料控制
中圖分類號:TU473 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)08(a)-0039-02
混凝土的凍融破壞是我國建筑物老化病害的主要問題之一,是我國東北和西北嚴寒地區混凝土結構的主要病害 。尤其在東北嚴寒地區,興建的水工混凝土建筑物,幾乎100%工程局部或大面積遭受不同程度的凍融破壞,這些地區較大的晝夜溫差,導致一些水工混凝土遭受頻繁的凍融循環作用,大量水渠、溢流壩等水工混凝土工程建成幾年后,混凝土就被大面積凍壞、剝落,嚴重影響了建筑工程的長期使用和安全運行[1]?;炷辽a單位在設計混凝土配合比時,主要依據是現行的國家及行業標準,而標準未強制要求的,或標準中沒有明確界定的問題,往往是人們易于疏忽的問題。為此該文從混凝土原材料控制中,工程人員易于疏忽的問題進行較為深入的梳理,探討如何提高混凝土的抗凍性。
1 原材料
1.1 水泥細度
水泥作為混凝土膠凝材料,其質量的好壞在很大程度上決定了混凝土性能的優劣。為增強混凝土耐久性,應選用早期強度高、抗凍性能好的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。
水泥進廠檢測除常規的檢測復檢外,還應關注水泥的細度,水泥的細度是影響混凝土性能的關鍵因素。通常水泥的顆粒越細,比表面積越大,早期的水化越快,早期強度越高。水泥細度小,水化反應平緩,混凝土后期強度高。從混凝土耐久性方面考慮,我們在選用水泥時,要更加注重后期強度增長。研究表明在干濕循環條件下,水泥細度的提高,混凝土動彈性模量損傷程度增加,造成混凝土結構的提早裂化,降低混凝土抗滲、抗凍性能[6-7]。鐵路混凝土工程施工質量驗收標準TB10424-2010中明確要求水泥比表面積在300~350 m2/kg之間。因此合理水泥細度也是混凝土耐久性的有力保證。
1.2 粗骨料的空隙率及尺寸效應
骨料在混凝土中約占70%~80%,是組成混凝土的骨架,粗骨料的最大粒徑、顆粒級配、形狀等對混凝土強度、體積穩定性、耐久性等性能產生重要影響。粗骨料的顆粒級配越好,空隙率越小,混凝土越密實,缺陷及裂縫出現的幾率越小,混凝土的抗凍性能也就越佳。通常對于抗凍混凝土的空隙率控制在44%以下。
粗骨料尺寸對混凝土的性能影響較大,特別是高性能混凝土更甚。國外有研究表明,對大多數巖石來說,如果把最大粒徑減小到10~15 mm,通??梢韵橇系膬仍谌毕?。對高性能混凝土,我國現行規范規定不超過25 mm[2-3]。國外一般認為其最大粒徑不宜超過10 mm。但是當碎石粒徑過小時,碎石的比表面積增大,混凝土砂率升高,潤濕碎石的水及包裹碎石的水泥漿增多,這又會引起混凝土干縮變大,容易出現收縮裂縫。因此抗凍混凝土的碎石粒徑不宜大于25 mm[4]。
1.3 引氣劑氣泡參數
混凝土的抗凍性能與混凝土的孔結構有著密切的關系,在混凝土中孔是水存在的空間,而引氣劑的氣泡性能參數直接影響使用效果。
不同品種的引氣劑對混凝土孔結構形成的影響是不同的,因而對混凝土強度、滲透性、耐久性等的影響也是不同的。在某種意義上,孔的結構和孔徑比孔隙率對混凝土宏觀性能的影響更重要。吳中偉院士將混凝土孔徑分為4級,即無害孔級(孔徑2 000 μm)??梢姎馀萜骄霃綄炷恋男阅艿挠绊懯蔷薮蟮模瑢炷恋目箟簭姸扔绊懹壬?。工程實踐及理論研究表明[5],混凝土生產中應選擇氣泡泡經在20~200μm且均勻穩定的引氣劑。
混凝土摻入引氣劑后,混凝土的抗凍融耐久性得以改善,除要達到一定的含氣量外,氣泡間隔系數是影響混凝土抗凍耐久性的最重要因素。在一定的含氣量下,混凝土的抗凍性能取決于氣泡間隔系數和氣泡數量,氣泡間隔系數越小,氣泡數量越多,混凝土的抗凍性能就越好。
1.4 纖維的使用
大量試驗研究表明,對有抗凍融要求的混凝土,在不使用引氣劑的條件下,加入適量的纖維也能使混凝土具有優良的抗凍融性能。目前生產中使用的纖維主要有聚丙烯纖維、聚丙烯晴纖維、纖維素纖維及鋼纖維。為保證纖維能均勻地分布于混凝土中,纖維長徑比不應大于100,一般為30~80。纖維的摻量一般為混凝土體積率的0.5%~2%。混凝土中加入纖維后,能夠改善混凝土的孔結構,并且纖維均勻分散在混凝土中形成一種亂向支撐體系。分散了混凝土的定向應力,阻止了混凝土原生裂縫發生和發展,大大提高了混凝土抗滲、抗裂、抗凍能力。
2 結論
(1)水泥的細度是影響混凝土性能的關鍵因素。水泥細度的提高,混凝土動彈性模量損傷程度增加,造成混凝土結構的提早裂化,降低混凝土抗滲、抗凍性能。合理水泥細度也是混凝土耐久性的有力保證。水泥的比表面積以不大于350 m2/kg為宜。
(2)骨料在混凝土中約占70%~80%,是組成混凝土的骨架,對于抗凍混凝土的空隙率控制在44%以下,粒徑不宜大于25 mm。
(3)有抗凍融要求的混凝土,在不使用引氣劑的條件下,加入適量的纖維也能使混凝土具有優良的抗凍融性能。纖維改善混凝土的早期內部缺陷,提高了混凝土的抗拉極限應變和斷裂能。因而,有益于降低混凝土低溫環境下強度的損失和提高混凝土的抗凍融耐久性。
參考文獻
[1] 姚武,馮煒.聚丙烯腈纖維混凝土抗凍融耐久性的研究[J].工業建筑,2003,33(11):43-45.
[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ55-2011,普通混凝土配合比設計規程[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.
[3] 中國工程標準化協會.CECS207-2006,高性能混凝土應用技術規程[S].北京:中國計劃出版社,2006.
[4] 中華人民共和國交通運輸部.JTS257-2-2012,海港工程高性能混凝土質量控制標準[S].北京:人民交通出版社,2012.
[5] 龍啟俊,尹勇,何振文.引氣劑的應用技術研究[J].混凝土,2005,186(4):85-87.