原来混凝土是靠石子和砂组成的,砂石人你了解过吗?

混凝土一般由水泥、沙子、石头和水组成。为了改善混凝土的某些性能,经常加入一些外加剂和外加剂。因此,混凝土主要由六大组分组成:

  1. 水泥
  2. 粗骨料(主要为石子)
  3. 细骨料(主要为砂子)
  4. 矿物掺合料(主要为粉煤灰或其他掺合料)
  5. 外加剂(如膨胀剂、减水剂、缓凝剂等)

在混凝土中,沙子和石头充当骨架,称为骨料或集料;水泥和水形成水泥浆,包裹在骨料表面,填充空隙。

在混凝土硬化前,水泥浆、外加剂、外加剂起到润滑作用,使混合料具有一定的流动性,便于施工操作。

水泥浆硬化后,砂石集料将形成一个较强的整体。

砂石一般不参与水泥与水的化学反应。其主要功能是节约水泥、承载和限制硬化水泥的收缩。

掺合料不仅提高了混凝土的性能,而且节约了水泥。

 

六大组分对混凝土质量的影响因素

  1. 水泥材料和标号的选择直接影响混凝土的强度和水化热。相关成品的质量对混凝土产品的质量起着重要的作用。
  2. 水和水的pH值、水质和硫酸盐含量影响混凝土的强度和质量。
  3. 粗骨料的强度和材料直接影响混凝土的强度和成品混凝土的质量。
  4. 细骨料砂的含泥量,砂体材料和砂的有害物质含量不同程度地影响混凝土的强度和凝固时间。
  5. 不同矿物掺合料(主要是粉煤灰或其它掺合料)对混凝土的工作性、强度曲线、成品外观等因素有影响。
  6. 外加剂的种类和添加(如膨胀剂、减水剂、缓凝剂等)影响混凝土的固化时间、强度和物理性能。

六大组分的技术要求

一、水泥配制普通混凝土的水泥,可采用六大常用水泥(见下表),必要时也可采用快硬硅酸盐水泥或其他品种水泥。

水泥品种的选用应根据混凝土工程特点、所处环境条件及设计施工的要求进行,常用水泥品种的选择可参照下表。

  1. 水泥强度等级的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。
  2. 一般来说,水泥强度等级为混凝土强度等级的1.5倍,高强度等级混凝土的水泥强度等级为0.9倍1.5倍。
  3. 用低强度水泥配制高强度混凝土时,会使水泥用量过大、不经济,还会影响混凝土的其他技术性能。
  4. 用高强水泥配制低强度混凝土时,水泥用量较少,影响混凝土的易易性和密实度,导致混凝土耐久性差。因此,在这样做时,应该添加一定数量的混合材料。

二、细骨料粒径在4.75mm以下的骨料称为细骨料,在普通混凝土中指的是砂。

混凝土用细骨料的技术要求有以下几方面:

  1. 颗粒级配及粗细程度砂的颗粒级配是指砂中大小不同的颗粒相互搭配的比例情况,大小颗粒搭配得好时砂粒之间的空隙最少。
  2. 砂的厚度是指不同粒径的砂粒的总厚度,通常分为粗砂、中砂和细砂。
  3. 在相同质量条件下,细砂的总比表面积大于粗砂。
  4. 在混凝土中,砂的表面需要用水泥浆包裹,砂粒间的间隙需要用水泥浆填充。为了节约水泥和提高强度,砂的总表面积和砂粒间的间隙应尽可能减小,也就是说,最好选用级配良好的粗砂或中砂。
  5. 砂的级配和细度通常是通过筛分分析来确定的。
  6. 根据0.63mm筛孔的累积筛分裕度,将砂分为三个分级区域:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
  7. 用所处的级配区来表示砂的颗粒级配状况,用细度模数表示砂的粗细程度。
  8. 细度模量越大,砂层越厚。根据细度,砂可分为粗、中、细三个等级。
  9. 在选择混凝土用砂时,应同时考虑砂的颗粒级配和砂的厚度。
  10. 配制混凝土时应首选II区砂。采用一区砂时,应提高砂率,并保持足够的水泥,以满足混凝土的和易性要求;采用三区砂时,应适当降低砂率,以保证混凝土的强度。
  11. 泵送混凝土时应选择中砂,小于0.3mm的颗粒应不小于15%。
  12. 有害杂质砂和碱激活混凝土应清洁,有害杂质少。
  13. 砂中的淤泥、淤泥、云母、有机质、硫化物、硫酸盐等有害杂质对混凝土性能有不利影响,必须控制其含量不超过有关规范。
  14. 对于重要工程混凝土用砂,还应进行碱活性试验,以确定其适用性。
  15. 砂体的坚硬性是指在气候、环境变化等物理因素的作用下,砂体的抗破裂能力。
  16. 用硫酸钠溶液测试砂的安定性,5次循环后试样的质量损失应符合有关标准的要求。

三、粗骨料粒径大于5mm的骨料称为粗骨料。

普通混凝土中常用的粗集料是砾石和卵石。从天然岩石或卵石的破碎和筛分中获得的粗骨料称为碎石或卵石。由自然条件的作用形成的粗骨料被称为卵石。混凝土用粗骨料技术要求如下:

  1. 具有最大粒径和最大粒径的普通混凝土的碎石或卵石的颗粒级配有两种连续颗粒和单颗粒颗粒。
  2. 其中,单颗粒集料一般用于组合成具有所需级配的连续颗粒级配,也可与连续颗粒砾石或卵石混合,以改善其级配。
  3. 如果使用单一大小的骨料来限制资源,则应采取措施避免混凝土的离析。
  4. 粗集料中标称尺寸的上限称为最大尺寸。
  5. 随着骨料粒径的增大,其比表面积减小,水泥含量降低,因此在满足技术要求的前提下,应尽量选择粗骨料的最大粒径。
  6. 在钢筋混凝土结构工程中,粗集料的最大粒径不应超过结构截面的最小尺寸的1/4,并且不应超过杆件之间的最小净距的3/4。
  7. 对于混凝土实心板,可允许采用最大粒径为1×3板厚的骨料,但最大粒径不得超过40mm。
  8. 对于泵送的混凝土,碎石的最大粒径不应大于输送管直径的1/3,砾石的最大粒径不应大于输送管直径的1/2.5。
  9. 固体碎石或卵石的强度和强度可以用岩石抗压强度和破碎指数两种方法来表示。
  10. 当混凝土强度等级为C60及以上时,应进行岩石抗压强度试验。
  11. 用于使粗骨料达到混凝土强度等级的岩石抗压强度的比例不得低于常规生产质量控制的1.50,压碎指标值可用于检验。
  12. 有抗冻要求的混凝土中使用的粗骨料的安定性应确定。
  13. 在硫酸钠溶液试验中,样品经5次循环后的质量损失应符合有关标准。
  14. 针片状颗粒粗集料中的有害杂质、泥浆、淤泥、细粉、硫酸盐、硫化物、有机物等为有害物质,其含量应符合有关标准的要求。
  15. 此外,粗骨料不允许与已燃烧的白云石或石灰石块混合。
  16. 对于重要工程混凝土中使用的砾石或卵石,还应进行碱活性试验,以确定其适用性。
  17. 粗骨料中针板的含量应符合有关标准,因为粗集料中针片量过大,降低了混凝土的可加工性和强度。

四、水混凝土拌合及养护用水的水质应符合《混凝土用水标准》JGJ63—2006的有关规定。

  1. 设计使用年限100年的结构混凝土,氯离子含量不超过500mg/L;钢丝或热处理钢筋的预应力混凝土,氯离子含量不超过350mg/L。
  2. 地表水、地下水和再生水的放射性应符合现行国家标准“饮用水卫生标准”GB5749-2006。
  3. 混凝土拌合水的水质检测项目包括pH值、不溶性、可溶性、C1、SO 2、碱含量(当使用碱活性骨料)时。
  4. 水泥凝结时间和水泥砂浆强度也应与饮用水样品进行比较。
  5. 此外,混凝土拌合水不应浮起明显的油脂和泡沫,不应具有明显的色泽和异味;混凝土企业设备冲洗水不应用于预应力混凝土、装饰混凝土、加气混凝土和暴露于腐蚀环境中的混凝土,不得用于碱混凝土。活性或潜在碱活性骨料。
  6. 对于钢筋混凝土和预应力混凝土,严禁使用原水。
  7. 在无水源的情况下,海水可用于素混凝土,但不用于装饰混凝土。
  8. 混凝土养护用水水质检验项目包括pH、C1-、SO、HCO-和碱含量(使用碱活性骨料时),不溶性物质和可溶性物质,水泥凝结时间和水泥砂浆强度不得进行试验。

五、外加剂外加剂是在混凝土拌合前或拌合时掺入,掺量一般不大于水泥质量的5%(特殊情况除外),并能按要求改善混凝土性能的物质。

  1. 各种混凝土外加剂的应用,提高了新拌硬化混凝土的性能,促进了混凝土新技术的发展,促进了工业副产品在胶凝材料体系中的更多应用,也有利于节约资源和环境保护,已逐渐成为优质混凝土不可或缺的材料。
  2. 混凝土外加剂的质量应符合现行《混凝土外加剂》(gb8076-2008)、《混凝土外加剂应用技术规范》(GB 5119-2013)和《混凝土外加剂氨释放量限值》(gb18588-2001)的有关规定。
  3. 具有室内使用功能的各种混凝土外加剂的氨释放量不得超过0.10%(质量分数)。
  4. 根据GB 8076-2008“混凝土外加剂”的技术要求,包括混凝土外加剂、检测混凝土的性能指标和均匀性指标。
  5. 具体测试的混凝土性能指标包括减水率、泌水率、含气量、凝结时间差、1H小时变化等推荐指标和抗压强度比、收缩率比、相对耐久性(200倍)等强制性指标。
  6. 均质指标包括氯离子含量、总碱含量、固含量、含水量、密度、细度、pH值和硫酸钠含量。
  7. 《混凝土膨胀剂》GB23439—2009规定,混凝土膨胀剂的技术要求包括化学成分和物理性能。
  8. 其中,化学成分包括氧化镁和碱含量,氧化镁含量不应超过5%,碱含量应是选择性的,物理性能包括细度、凝结时间、有限膨胀率和抗压强度,并规定一定的膨胀速率。

六、矿物掺合料为改善混凝土性能、节约水泥、调节混凝土强度等级,在混凝土拌合时加入的天然的或人工的矿物材料,统称为混凝土掺合料。

  1. 混凝土外加剂分为活性矿物外加剂和非活性矿物外加剂。
  2. 非活性矿物掺合料与地面石英砂、石灰石、硬渣等水泥组分不发生反应。
  3. 活性矿物掺合料不硬化或硬化很慢,但能与水泥水化形成的Ca(OH)12反应生成具有胶凝性能的水化产物,如粉煤灰、粒状高炉矿渣粉、硅灰、沸石粉等。
  4. 粉煤灰来源广泛,是目前应用最广泛的混凝土外加剂。
  5. 根据粉煤灰在水泥混凝土中的应用(GB/T1596-2005),对混凝土和砂浆掺粉煤灰的技术要求包括细度、需水量比、着火损失、含水量、三氧化硫、游离氧化钙、稳定性、放射性、碱含量和均匀性。
  6. 根据粉煤灰的细度、需水量比和损失,混凝土和砂浆掺合粉煤灰可分为I、II和III级,Ⅰ级为最佳。
  7. 在重要的混凝土工程和大体积工程中,经常会加入更多的矿物掺合料。此时混凝土配合比设计按《普通混凝土配合比设计规范》jgj55-2011执行。
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