不增加水泥用量如何提高混凝土強(qiáng)度

1、永城職業(yè)學(xué)院Yongcheng Vocational College建筑工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 不增加水泥用量如何提高混凝土強(qiáng)度專 業(yè)： 建筑工程技術(shù) 班 級(jí)： 096班 學(xué) 號(hào)： 2009226014 姓 名： 李 雯 學(xué)校指導(dǎo)教師： 張 偉 工地指導(dǎo)老師： 陸增榮 2012年3月目 錄：1.1 混凝土的概述1.2 混凝土的分類1.3 混凝土的各種原材料1.4 影響混凝土的因素1.5 水泥對混凝土強(qiáng)度的影響1.6 如何提高混凝土的強(qiáng)度結(jié)論混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一。它是由膠凝材料，顆粒狀集料（也稱為骨料），水，以及必要時(shí)加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實(shí)成型，養(yǎng)護(hù)硬化而成

2、的一種人工石材?；炷辆哂性县S富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點(diǎn)，因而使其用量越來越大。同時(shí)混凝土還具有抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，強(qiáng)度等級(jí)范圍寬等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使其使用范圍十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業(yè)，機(jī)械工業(yè)，海洋的開發(fā)，地?zé)峁こ痰?，混凝土也是重要的材料?；炷恋姆N類按膠凝材料分類無機(jī)膠凝材料混凝土，如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸鹽混凝土、水玻璃混凝土等； 有機(jī)膠結(jié)料混凝土，如瀝青混凝土、聚合物混凝土等。 混凝土按表觀密度分類混凝土按照表觀密度的大小可分為：重混凝土、普通混凝土、輕質(zhì)混凝土。這三種混凝土不同之處就是骨料的不同。 重混凝土是表觀密度大于2500Kg/m&s

3、up3;，用特別密實(shí)和特別重的集料制成的。如重晶石混凝土、鋼屑混凝土等，它們具有不透x射線和射線的性能。 普通混凝土即是我們在建筑中常用的混凝土，表觀密度為19502500Kg/m³，集料為砂、石。 輕質(zhì)混凝土是表觀密度小于1950Kg/m³的混凝土。它由可以分為三類： 1輕集料混凝土，其表觀密度在8001950Kg/m³，輕集料包括浮石、火山渣、陶粒、膨脹珍珠巖、膨脹礦渣、礦渣等。 2多空混凝土（泡沫混凝土、加氣混凝土），其表觀密度是3001000Kg/m³。泡沫混凝土是由水泥漿或水泥砂漿與穩(wěn)定的泡沫制成的。加氣混凝土是

4、由水泥、水與發(fā)氣劑制成的。 3大孔混凝土（普通大孔混凝土、輕骨料大孔混凝土），其組成中無細(xì)集料。普通大孔混凝土的表觀密度范圍為15001900Kg/m³，是用碎石、軟石、重礦渣作集料配制的。輕骨料大孔混凝土的表觀密度為5001500Kg/m³，是用陶粒、浮石、碎磚、礦渣等作為集料配制的。 按使用功能分類主要有結(jié)構(gòu)混凝土、保溫混凝土、裝飾混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防輻射混凝土等。 按施工工藝分類主要有離心混凝土、真空混凝土、灌漿混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、擠壓混凝土、泵送混凝土等。按配筋方式分有：素(即無筋)混凝土

5、、鋼筋混凝土、鋼絲網(wǎng)水泥、纖維混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等。 按混凝土拌合物的和易性分類干硬性混凝土、 半干硬性混凝土、 塑性混凝土、流動(dòng)性混凝土、高流動(dòng)性混凝土、流態(tài)混凝土等。水泥、石灰、石膏等無機(jī)膠凝材料與水拌和使混凝土拌合物具有可塑性；進(jìn)而通過化學(xué)和物理化學(xué)作用凝結(jié)硬化而產(chǎn)生強(qiáng)度。一般說來，飲用水都可滿足混凝土拌和用水的要求。水中過量的酸、堿、鹽和有機(jī)物都會(huì)對混凝土產(chǎn)生有害的影響。集料不僅有填充作用，而且對混凝土的容重、強(qiáng)度和變形等性質(zhì)有重要影響。 為改善混凝土的某些性質(zhì)，可加入外加劑。由于摻用外加劑有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，它日益成為混凝土不可缺少的組分。為改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土

6、的性能，節(jié)約水泥，在混凝土攪拌時(shí)也可摻入磨細(xì)的礦物材料摻合料。它分為活性和非活性兩類。摻合料的性質(zhì)和數(shù)量，影響混凝土的強(qiáng)度、變形、水化熱、抗?jié)B性和顏色等?；炷潦悄壳笆澜缟嫌猛咀顝V、用量最大的建筑材料。它在建筑工程、公路工程、橋梁和隧道工程、水利及特種結(jié)構(gòu)的建設(shè)領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。任何混凝土結(jié)構(gòu)物主要都是用于承受荷載或抵抗各種作用力，強(qiáng)度是混凝土最重要的力學(xué)性能。通常用強(qiáng)度來評定和控制混凝土的質(zhì)量以及評價(jià)各種因素影響程度的指標(biāo)。影響混凝土強(qiáng)度的因素很多，主要有組成原材料的影響，包括原材料的特征和各材料之間的組成比例等內(nèi)因，以及養(yǎng)護(hù)條件和試驗(yàn)測試條件等外因。水泥對混凝土強(qiáng)度的影響水泥混凝

7、土中的活性成分，其強(qiáng)度大小直接影響著混凝土強(qiáng)度的高低?；炷量箟簭?qiáng)度與混凝土使用的水泥強(qiáng)度成正比，在配合比相同的情況下，所使用的水泥強(qiáng)度越高，制成的混凝土強(qiáng)度越高。水泥混凝土的影響取決于水泥的化學(xué)成分及細(xì)度。水泥強(qiáng)度主要來自于早期強(qiáng)度及后期強(qiáng)度，而且這些影響貫穿于混凝土中。用早期強(qiáng)度較高的水泥來制作混凝土，其強(qiáng)度增長較快，但在后期可能以較低的強(qiáng)度而告終。而無論通過改變成分、養(yǎng)護(hù)條件或者利用外加劑而比較緩慢地水化，都可使水泥產(chǎn)生較高的最終強(qiáng)度。水泥細(xì)度對混凝土強(qiáng)度的影響也很大。隨著細(xì)度增加，水化速率增大，就導(dǎo)致較高的強(qiáng)度增長率。但應(yīng)避免細(xì)磨粉的含量。因?yàn)楫?dāng)顆粒很細(xì)時(shí)，間隙水可引起一些高W/C區(qū)域

8、。而水泥質(zhì)量的波動(dòng)對混凝土強(qiáng)度的影響,應(yīng)引起注意。水泥廠生產(chǎn)的同一品種同一標(biāo)號(hào)的水泥，不可避免地會(huì)在質(zhì)量上有波動(dòng)。水泥質(zhì)量的波動(dòng)，毫無疑問地在混凝土強(qiáng)度上反映出來。采用具有相同平均強(qiáng)度而離散系數(shù)小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。水泥質(zhì)量波動(dòng)大多是由于水泥細(xì)度和早期強(qiáng)度的差異引起的。而這些因素在早期的影響最大。隨著時(shí)間的延長其影響就不再是最重要的了。即水泥質(zhì)量波動(dòng)引起的混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)離差，不隨齡期而增大，但混凝土強(qiáng)度的離散系數(shù)卻因強(qiáng)度隨齡期的增大而減小。因此，水泥質(zhì)量波動(dòng)對混凝土早期強(qiáng)度影響大2水灰比對混凝土強(qiáng)度的影響從混凝土強(qiáng)度表達(dá)式也看出，C/W即水灰比也與混凝土強(qiáng)度成正比，即水灰比越小

9、，混凝土強(qiáng)度越高；水灰比越大，混凝土強(qiáng)度越底。水灰比和混凝土的搗實(shí)程度，兩者都對混泥土體積有影響，水灰比-孔隙率關(guān)系無疑是最重要的因素。它影響著水泥漿基體和粗骨料間過渡區(qū)這兩者的孔隙率，水泥在水化過程中的孔隙率取決于水灰比，水灰比和混凝土的振搗密實(shí)程度兩者都對混凝土體積有影響，充分密實(shí)的混凝土在任何水灰比程度下的毛細(xì)管空隙率由水灰比所確定。當(dāng)混泥土混合料能被充分搗實(shí)時(shí)，混凝土的強(qiáng)度隨水灰比的降低而提高。在使用同種水泥的情況下，水灰比越小，與骨料粘結(jié)力越大，混凝土強(qiáng)度越高。(一)提高混凝土耐久性的措施主要有:       1)提高混凝土

10、的密實(shí)度，控制水灰比及保證足夠的水泥用量，是保證混凝土密實(shí)度并提高混凝土耐久性的關(guān)鍵，在一定范圍內(nèi)，水灰比越小，混凝土強(qiáng)度也越高，反之，水灰比越大，用水量越多，多余水分蒸發(fā)留下的毛隙孔越多，從而使強(qiáng)度降低。      2)改善粗細(xì)骨料的顆粒級(jí)配，砂的顆粒級(jí)配是指粒徑不同的砂?；ハ啻钆涞那闆r，級(jí)配良好的砂，空隙率較小，不僅可以節(jié)省水泥，而且可以改善混凝土拌和物的和易性，提高混凝土的密實(shí)度，強(qiáng)度和耐久性。      3)合理選擇水泥品種，但是水泥的品種有很多，所以對水泥的選擇又必須慎重， 

11、水泥石一旦受損，混凝土的耐久性就被破壞，因此水泥的選擇需注意水泥品種的具體性能，選擇堿含量小，水化熱低，干縮性小，耐熱性，抗水性，抗腐蝕性，抗凍性能好的水泥，并結(jié)合具體情況進(jìn)行選擇。水泥強(qiáng)度并非是決定混凝土強(qiáng)度和性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)，如用較低標(biāo)號(hào)水泥同樣可以配制高標(biāo)號(hào)混凝土。因此，工程中選擇水泥強(qiáng)度的同時(shí)，需考慮其工程性能，有時(shí)，其工程性能比強(qiáng)度更重要。      4)保證混凝土的強(qiáng)度：盡管強(qiáng)度與耐久性是不同概念，但又密切相關(guān)，它們之間的本質(zhì)聯(lián)系是基于混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，都與水灰比這個(gè)因素直接相關(guān)。在混凝土能充分密實(shí)條件下，隨著水灰比的降低，混凝土的孔

12、隙率降低，混凝土的強(qiáng)度不斷提高。與此同時(shí)，隨著孔隙率降低，混凝土的抗?jié)B性提高，因而各種耐久性指標(biāo)也隨之提高。在現(xiàn)在的高性能混凝土中，除摻入高效減水劑外，還摻入了活性礦物材料，它們不但增加了混凝土的致密性，而且也降低或消除了游離氧化鈣的含量。在大幅度提高混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。此外，在排除內(nèi)部破壞因素的條件下，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，其抵抗環(huán)境侵蝕破壞的能力也越強(qiáng)。 5）摻入高效活性礦物摻料：普通水泥混凝土的水泥石中水化物穩(wěn)定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中摻入活性礦物的目的，在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的組成?；钚缘V物摻料中含有大量活性Si

13、02及活性Al203，它們能和波特蘭水泥水化過程中產(chǎn)生的游離石灰及高堿性水化矽酸鈣產(chǎn)生二次反映，生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)的低堿性水化矽酸鈣，從而達(dá)到改善水化膠凝物質(zhì)的組成，消除游離石灰的目的，使水泥石結(jié)構(gòu)更為致密，并阻斷可能形成的滲透路。此外，還能改善集料與水泥石的界面結(jié)構(gòu)和界面區(qū)性能。這些重要的作用，對增進(jìn)混凝土的耐久性及強(qiáng)度都有本質(zhì)性的貢獻(xiàn)。 6）摻入高效減水劑：在保證混凝土拌和物所需流動(dòng)性的同時(shí)，盡可能降低用水量，減少水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細(xì)管孔隙率大幅度降低。水泥在加水?dāng)嚢韬?，?huì)產(chǎn)生一種絮凝狀結(jié)構(gòu)。在這些絮凝狀結(jié)構(gòu)中，包裹著許多拌和水，從而降低了新拌混凝土的工作性。施工中為

14、了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必須在拌和時(shí)相應(yīng)地增加用水量，這樣就會(huì)促使水泥石結(jié)構(gòu)中形成過多的孔隙。當(dāng)加入減水劑的定向排列，使水泥質(zhì)點(diǎn)表面均帶有相同電荷。在電性斥力的作用下，不但使水泥體系處于相對穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，還在水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，同時(shí)使水泥絮凝體內(nèi)的游離水釋放出來，因而達(dá)到減水的目的。許多研究表明，當(dāng)水灰比降低到0.38以下時(shí)，消除毛細(xì)管孔隙的目標(biāo)便可以實(shí)現(xiàn)，而摻入高效減水劑，完全可以將水灰比降低到0.38以下。不增加水泥用量如何提高混凝土強(qiáng)度混凝土抗凍性、強(qiáng)度和耐久性隨著混凝土密度的提高而提高。而且，密度與很多因素，其中包括混合料礦質(zhì)部分各組成成分的級(jí)配密切相關(guān)。受力后，荷載在粒料之間分布，單位體積內(nèi)的粒料越多，混凝土承受荷載的能力就越大。混凝土在低溫冷凍時(shí)，由于各種組成成分的溫度傳導(dǎo)性和溫度膨脹系數(shù)不同。其內(nèi)部產(chǎn)生的變形也是不均勻的。此外，不同材料具有不同的彈性模量。因此產(chǎn)生不均勻的溫度應(yīng)力，首先導(dǎo)致局部破壞，而后導(dǎo)致混凝土整體破壞。孔隙率較大的混凝土表層，由于負(fù)溫的作用，特別容易受到破壞。根據(jù)調(diào)查，混凝土表面脫落和破碎的破壞占混凝土結(jié)構(gòu)物破壞總量的%8以上。這種破壞首先使結(jié)構(gòu)物截面松弛，而后導(dǎo)致裂縫的形成。究其原因，這種破壞時(shí)由于混凝土的抗凍性不足所致，而抗凍性又與碎石和沙的級(jí)配組成