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发表于 2019-6-17 19:28:13
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混凝土基本常识介绍
普通混凝土(简称为混凝土)是由水泥、砂、石和水所组成。为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外加剂和掺合料。
一、 混凝土中各组成材料的作用：在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。
二、 混凝土组成材料的技术要求：混凝土的技术性质在很大程度上是由原材料的性质及其相对含量决定的。同时也与施工工艺(搅拌、成型、养护)有关。因此，我们必须了解其原材料的性质、作用及其质量要求，合理选择原材料，这样才能保证混凝土的质量。
水泥
1．水泥的选择
大连地区配制混凝土一般采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。因在混凝土中掺入了矿渣和粉煤灰，实际上也相当于应用了矿渣硅酸盐水泥和煤灰硅酸盐水泥。水泥的性能指标必须符合现行国家有关标准的规定。 采用何种水泥，应根据混凝土工程特点和所处的环境条件。1999年水泥标准修订后对水泥强度要求高了，水泥厂多采取提高C3A和C3S以及比表面积的措施来提高水泥的强度，同时带来另一方面的结果则是水化热增大、流变性能变差（和外加剂的相容问题）、抗化学腐蚀性下降、收缩增大、开裂敏感性增加。而且早期强度高而后期强度增长率减小。不同水泥厂生产的相同强度等级和品种的水泥，甚至同一水泥厂不同批量的水泥，其与外加剂的相容性和开裂敏感性可能会有很大的差异。有的水泥厂产品实际强度比标称强度高出许多，被大多数用户认为是“好水泥”。但活性越大的水泥储存性能越差，因此常有42.5水泥和52.5水泥的28天实测强度差不多的现象，出于价格的考虑，42.5水泥比52.5水泥销路好。但是强度的大幅度提高，降低了水泥的抗裂性。 因此单纯以强度评价水泥和混凝土的“好”“坏”是传统思维造成的误区。应当把这种观念转变成：对水泥强度来说，不仅要求达到下限要求，而且更要注意不超过某一上限，抗裂性比强度更重要；最重要的是质量均匀。
水泥标号的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。原则上是配制高强度等级的混凝土，选用高标号水泥；配制低强度等级的混凝土，选用低标号水泥。 如必须用高标号水泥配制低强度等级混凝土时，会使水泥用量偏少，影响和易性及密实度，所以应掺入一定数量的混合材料。如必须用低标号水泥配制高强度等级混凝土时，会使水泥用量过多，不经济，而且要影响混凝土其它技术性质。
细骨料（砂）
大连现在一般用河砂。但因河砂资源溃泛，现在有用山砂和机制砂的。目前出现在大连地区的山砂颗粒强度低，含泥量大，不建议使用。配制混凝土时所采用的细骨料的质量要求有以下几方面：
1．有害杂质
配制混凝土的细骨料要求清洁不含杂质，以保证混凝土的质量。而砂中常含有一些有害杂质，如云母、粘土、淤泥、粉砂等，粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结，降低混凝土强度；同时还增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低抗冻性和抗渗性。一些有机杂质、硫化物及硫酸盐，它们都对水泥有腐蚀作用。
2．颗粒形状及表面特征
细骨料的颗粒形状及表面特征会影响其与水泥的粘结及混凝土拌合物的流动性。山砂和机制砂的颗粒多具有棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，用它拌制的混凝土强度较高，但拌合物的流动性较差；河砂颗粒多呈圆形，表面光滑，与水泥的粘结较差，用来拌制混凝土，混凝土的强度则较低，但拌合物的流动性较好，因此，目前机制砂最好与河砂按适当比例混用，效果会更好。
3．砂的颗粒级配及粗细程度
砂的颗粒级配，即表示砂大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要想减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同质量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。 因此，在拌制混凝土时，这两个因素(砂的颗粒级配和粗细程度)应同时考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙率及总表面积均较小，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实性与强度。可见控制砂的颗粒级配和粗细程度有很大的技术经济意义，因而它们是评定砂质量的重要指标。仅用粗细程度这一指标是不能作为判据的。 砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法，是用一套孔径(净尺寸)为5.0、2.50、1.25、0.63、 0.315及0.16mm的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得余留在各个筛上的砂的质量，并计算出各筛上的分计筛余百分率 (各筛上的筛余量占砂样总量的百分率)及累计筛余百分率 (各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率相加在一起)。根据0.63mm筛孔的累计筛余量分成三个级配区，混凝土用砂的颗粒级配，应处于表中的任何一个级配区以内。砂的实际颗粒级配与表中所列的累计筛余百分率相比，除5mm和0.63mm筛号外，允许有超出分区界线，但其总量百分率不应大于5％。以累计筛余百分率为纵坐标，以筛孔尺寸为横坐标，根据表规定画出砂1、2、3级配区的筛分曲线，如图所示。砂过粗(细度模数大于3.7)配成的混凝土，其拌合物的和易性不易控制，且内摩擦大，不易振捣成型；砂过细(细度模数小于0.7)配成的混凝土，既要增加较多的水泥用量，而且强度显著降低。所以这两种砂未包括在级配区内。
从筛分曲线也可看出砂的粗细，筛分曲线超过第1区往右下偏时，表示砂过粗。筛分曲线超过第3区往左上偏时则表示砂过细。 如果砂的自然级配不合适，不符合级配区的要求，这时就要采用人工级配的方法来改善。最简单的措施是将粗、细砂按适当比例进行试配，掺合使用。 配制混凝土时宜优先选用2区砂；当采用1区砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性要求；当采用3区砂时，宜适当降低砂率，以保证混凝土的强度。对于泵送混凝土，宜选用中砂。
粗骨料
大连地区普通混凝土常用的粗骨料是青碎石。配制混凝土的粗骨料的质量要求有以下几个方面：
1． 有害杂质
粗骨料中常含有一些有害杂质，如粘土、淤泥、细屑、硫酸盐、硫化物和有机杂质。它们的危害作用与在细骨料中的相同。
2． 颗粒形状
粗骨料的颗粒形状及表面特征同样会影响其与水泥的粘结及混凝土拌合物的流动性，最关键的因素是针片状含量。(1)针、片状骨料对坍落度和大流动度的混凝土(使用矿物掺合料及高效减水剂)的工作性能的影响规律是：对其初始落度影响较小,只是针、片壮含量超过15%时坍落度下降才会明显,但针、片状颗粒明显增加混凝土的离析性，同时使其落度损失较大，即随着针、片状骨料含量的增大落度损失增大，而且对其流动度的影响更甚。 (2)针、片状骨料含量的增加对混凝土的强度有一定的影响,往往使混凝土的强度降低，更重要的是增大混凝土硬化后的各组分分布的不均匀性，造成较多的薄弱环节的缺陷存在。(3)针状骨料相对片状骨料对混凝土的性能影响较小，因此不是影响混凝土性能的重要因素。 (4)骨料除级配外,基本粒形好是一个重要的品质,它会增大混凝土的和易性,减小用水量,还有利于混凝土性能的优化.
3．颗粒级配
石子级配好坏对节约水泥和保证混凝土具有良好的和易性有很大关系。特别是拌制高强度混凝土，石子级配更为重要。 石子的级配也通过筛分试验来确定。
4．强度
为保证混凝土的强度要求，粗骨料都必须是质地致密、具有足够的强度。碎石的强度可用岩石立方体强度和压碎指标两种方法表示。当混凝土强度等级为C60及以上时，应进行岩石抗压强度检验。在选择采石场或对粗骨料强度有严格要求或对质量有争议时，也宜用岩石立方体强度作检验。对经常性的生产质量控制则可用压碎指标值检验。 用岩石立方体强度表示粗骨料强度。是将岩石制成5cm×5cm×5cm的立方体(或直径与高均为5cm的圆柱体)试件，在水饱和状态下，其抗压强度(MPa)与设计要求的混凝土强度等级之比，作为碎石或碎卵石的强度指标，根据JGJ53—2007规定不应小于1.5。压碎指标表示石子抵抗压碎的能力，模拟石子在混凝土中的状态，以间接地推测其相应的强度。
混凝土拌合及养护用水
混凝土拌合用水按水源可分为饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理或处置后的工业废水。 对混凝土拌合及养护用水的质量要求是：不得影响混凝土的和易性及凝结；不得有损于混凝土强度发展；不得降低混凝土的耐久性、加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断；不得污染混凝土表面。在对水质有怀疑时，应将该水与蒸馏水或饮用水进行水泥凝结时间、砂浆或混凝土强度对比试验。测得的初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min，其初凝和终凝时间还应符合水泥国家标准的规定。用该水制成的砂浆或混凝土28d抗压强度应不低于蒸馏水或饮用水制成的砂浆或混凝土抗压强度的90％。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。
掺和料
后面讲。
外加剂
后面讲。
对混凝土强度的影响因素
砼的强度是由集料强度、水泥石强度和水泥石强度与集料间的粘接强度所组成。
集料强度取决于砂子、石子强度，水泥石强度及与集料的粘接强度取决于水泥标号、水灰比及集料的表面性有关。
一、水泥
水泥的标号越高，相同条件下的混凝土强度越高。同标号水泥，水灰比是影响砼强度的最为重要的因素。
二、集料的影响
1、 集料的强度。砂、石的颗粒强度对混凝土强度有直接的影响。集料起骨架作用，如果强度低，加再多的水泥都没有用。有几家搅拌站增用过山砂，含泥量不大，细度也可以，但颗粒强度很低，但实际生产混凝土时，只能打到标号C30的混凝土，再高标号的混凝土加多少水泥基本上起不了太大作用。
2、 砂、石中有害物质含量。主要是含泥量、泥块含量及砂子中云母等物质含量。这些物质的存在，降低了水泥石与集料表面的粘结力，影响混凝土强度。
3、 集料级配与表面状态
集料级配好，可更好的填充空隙，使混凝土有好的密实度，可以减少胶凝材料用量，提高混凝土强度。
对于中低标号混凝土，尤其是胶凝材料偏少的混凝土，需保证细集料中细小颗粒的数量，以保证混凝土整体颗粒的堆积效果，进而保证混凝土的强度。高强混凝土要用中粗砂，尤其是当石子级配很差时，砂子以偏粗为好，细度模数约等于3．0时，混凝土的工作性最好，抗压强度最高。
由于天然河砂的分布不均和不可再生性，大连地区的河砂资源匮乏，现以有搅拌站用岩石破碎生产的机制砂。与河砂相比，机制砂有自己的特点，例如机制砂多棱角、表面粗糙、含有大量石粉，且多数机制砂级配不良。但在相同条件下，机制砂配制出的混凝土强度略高于河砂混凝土的抗压强度，研究者大多认为：是由于机制砂多棱角，表面粗糙，且界面新鲜，提高了砂与水泥石界面间的粘结强度，同时，研究还表明，在低标号混凝土中(尤其是低胶凝材料用量的混凝土)，机制砂中的石粉可以提高混凝土的抗压强度，在高标号混凝土中，适量的石粉对混凝土抗压强度无不利影响，但可能会引起混凝土工作性能降低或增加混凝土单位用水量或外加剂用量，宜和河砂混合使用。
三、矿物掺合料的影响
矿物掺合料已经成为预拌混凝土的不可缺少的组分。大量的研究资料和实践表明，矿物掺合料的种类，品质和取代数量对混凝土的抗压强度有着显著的影响。
粉煤灰现在已大量应用。与不掺灰的混凝土相比，掺粉煤灰的混凝土早期强度相对要低一些，但后期强度不比不参灰的低甚至还要高。粉煤灰有高钙灰和低钙灰之分，一般规律是高钙灰混凝土具有较高的初期强度，而低钙灰具有更高的后期强度，但应注意高钙灰可能存在安定性问题。。
通过对矿渣细度和掺量对混凝土强度的影响的研究表明：随矿渣粉细度的增大，矿渣粉对混凝土28d强度的贡献增大，当矿渣细度大于402m2／kg时，60％取代量的矿渣混凝土28d的强度均可赶上或超过基准混凝土的强度。同时，大量的研究均表明：由于矿渣属于潜在活性掺合料，水化较慢，因而矿渣粉对混凝土的长期强度增长贡献更加明显。
大量的研究资料均表明：复合掺加两种或两种以上的矿物掺合料可以出现超叠加效应，对混凝土的早期强度和后期强度均有较大贡献。
四、 外加剂的影响
同条件下，加入减水型外加剂，可以降低用水量，强度提高。掺入缓凝组份的外加剂会降低早期强度，但后强度不会损失。掺了过量缓凝剂或引气型外加剂会造成的强度降低，甚至可能不能硬化。
五、此外还受施工质量、养护条件及龄期的影响。
混凝土搅拌站质量控制
混凝土搅拌站混凝土配合比调整流程
一、基本原则：
1、 保持各种原材料产地、品种稳定，且性能稳定；
2、 使用含泥量少、粗细适宜、级配合理的砂子不会增加混凝土的单方成本，可能会降低成本；
3、 掺加粉煤灰、矿渣等掺和料可降低成本。二者混合使用混凝土性能更好，成本更低，混合比例以实验确定。
4、 对中低标号混凝土，普通减水剂（DK-7）比高效减水剂（DK-4）成本要低。
二、确定实验方案：
以一种水泥，掺加粉煤灰和矿渣为例。
序号 水泥 砂子 石子 水 DK-7 粉煤灰 矿渣 出机稠度 28强度
初试 300 640 1020 205 1.2% 80 80 210 46
90 70 200 43
100 60 190 42
70 90 200 44
60 100 195 45
1 200 735 1020 205 0.8% 80 80 210 30
2 250 690 1020 205 1.0% 80 80 205 37
3 350 600 1035 205 1.4% 80 80 200 52
1、以初试做出适宜的混合比例。其它条件不变，改变粉煤灰与矿渣比例，看出机稠度和强度，选出合适比例。这样可以将粉煤灰和矿渣的性能发挥最为完善。通过我们做的实验证明，如保持出机稠度不变，最佳比例用水量最少，强度最高。当然根据需要也可以用其它比例。
2、以水泥用量为横轴，强度为纵轴，做曲线。
3、按表选取相应标号配合比。
标号 水泥 砂子 石子 水 DK-7 粉煤灰 矿渣
C25 180 750 1030 205 0.8% 80 80
C30 220 730 1020 205 0.9% 80 80
C35 270 680 1020 205 1.0% 80 80
C40 300 640 1020 205 1.2% 80 80
C45 340 610 1030 205 1.4% 80 80
4、选取材料复试，验证。
5、 实际生产中取样，统计混凝土强度，并反溃指导实验和生产。
统计一段时期内某一标号混凝土的各龄期强度(以C30为例)，可画出如图所示分布图。
图1 图2
图1说明混凝土质量控制基本达到预期的目的。在原材料性能稳定的状态下，生产的产品质量相对稳定，生产过程控制有效；或是在原材料不稳定的情况下，技术生产部门调控比较急时有效。
图2反应的情况恰恰相反。说明在整个控制过程中存在问题。原材料不稳定技术部门调控不利或原材料性能稳定但生产环节存在问题、生产操作存在问题。
如果出现这样的情况应及时分析原因。如短时间内无法改变应提高保险系数。
6、原材料发生变化时，应及时混凝土配合比。
原材料控制方法
基本原则：原料性能稳定，产地要单一，尽量减少不可控因素。
一、水泥
1、按标准做强度、凝结时间。结果跟以前实验结果对比，如有变化，及时调整配比。
2、用同一外加剂样品，检测每批到站水泥的适应性变化（可以净浆流动度对比实验），如变化大，换现用外加剂再做实验（混凝土实验），以实际变化调整混凝土配合比。
二、砂子
1、 按标准检测含泥量、细度模数。跟以前结果对比，根据变化情况调整配比。含泥量增大，增加用水量、水泥用量，或提高外加剂掺量。细度增加，增大砂率；反之减少砂率。
2、 表观方法看砂子颗粒状态。较大颗粒有无纹理，用手摄试验颗粒强度情况。如出现很多颗粒强度低的情况，应仔细检验。这样的砂子慎用。
三、石子
按标准做筛分、压碎值、针片状检验。如级配变化，要改变砂率调整。如生产高标号混凝土，要严格控制各项指标。
四、外加剂
用同一取样水泥检测外加剂的变化。以以前留置外加剂小样和新取样，用同一取样水泥做净浆流动度对比实验。如有变化，做混凝土实验，如混凝土实验还有问题，协调处理。
五、掺加料
1、按标准检测粉煤灰细度、矿渣比表面积。根以前结果对比。如粉煤灰细度降低、矿渣比表面积减少。要调整配比，增加水泥用量。
2、做混凝土对比实验，看出机稠度和早期强度变化。
混凝土出厂控制
按批量要求，测试混凝土稠度变化。如混凝土稠度异常，应阻止出厂，并汇报技术主管处理。
施工现场控制
要对相关人员进行培训，禁止在运送过程中加水。施工现场要有专人看护，不能让施工单位加水。
其它可能出现问题
1、水泥、粉煤灰、矿渣输送到错误的储存罐中，应按最不利情况应用。如低标号水泥打到高标号罐中，可能罐中还有一半的高标号水泥，也只能以低标号水泥应用。经验证明，粉料在罐中的运动状态是不稳定的，无法控制下料顺序。
2、外加剂超量。应及时跟外加剂厂联系，外加剂厂根据产品性能，帮出具处理方案。
3、误将粉煤灰或矿渣当水泥应用。不能应用。如有条件，可回收利用。
4、混凝土到施工现场后稠度小，无法泵送。低标号可按比例拌合水泥浆加到混凝土当中。高标号的可按比例加水，降低标号使用。
预拌混凝土施工易发生的问题
1．混凝土发生工作性不良现象
（1）搅拌车载货前未将余水倒尽，致使混凝土送入搅拌车再泄出时坍落度异常大。
（2）混凝土在泵送过程中加水，致使水灰比增大，工作性也变大，使混凝土易离析及强度降低。
（3）混凝土到达工地时坍落度太小造成不易浇筑。
（4）混凝土运至工地等候过久，致坍损过大，造成工作性不良。
（5）为防止混凝土产生龟裂，常有使用低坍落度的混凝土，致使致浇筑效果不佳。
（6）混凝土出厂时一切正常，但天气太热或混凝土温度超过32℃，混凝土干得太快致使坍落度损失太大，到达工地时无法下料。
2．混凝土发生析离
（1）施工时，浇筑软管口至浇筑面落差太大，材料产生分离。
（2）用长滑槽施工，在卸料口处未以木板挡住使骨料分离。
（3）以浇筑管管尾的短软管推料致混凝土析离。
（4）梁、高柱、高墙及其角落处等常产生粒料分离。
（5）钢筋混凝土结构浇筑混凝土时，柱及梁腹、梁底易产生蜂窝，有些地方有中空现象产生。
3．混凝土龟裂及渗水
（1）浇筑楼板时，如遇风大且炎热（26～30度）天气，现场缺少养护就会产生塑性收缩裂缝呈不规则状，或产生与钢筋呈平行与垂直的龟裂，裂缝甚至贯穿楼板。
（2）部分梁与板的转角部位发生渗水。
（3）浇筑后因构件断面深浅不同易引起龟裂。
（4）浇筑后养护天数不足或龄期不足就加重载于结构物上，产生龟裂。 （5）新、旧混凝土接缝处常发生裂缝，或因施工方式有误产生施工缝致表面产生龟裂。
（6）浇筑楼板时将混凝土输送管直接置于钢筋上， 致钢筋振动造成已浇筑的板内混凝土与钢筋间产生间隙， 形成漏水路径。
4．混凝土外观不良
（1）混凝土表面浮浆过多未干、表面泌水严重，有严重起粉现象，混凝土浇筑拆模后有水纹，混凝土外观表面色泽不一，表面出现白色的白花状，且呈不规则散布，并出现裂缝及渗水现象。
（2）构造物拆模，部分混凝土表面松散并粘模板（混凝土强度低，模板没刷脱模剂）。
（3） 混凝土未正常凝固(因减水剂使用量计量错误，或因计量设备破损漏出使缓凝剂过量)。
（4） 拆模后外观颜色不一且部分易脱落，强度不足(掺粉煤灰过量、过振分层)
（5）拌车数量不足，输送间隔时间太久致已浇筑混凝土形成施工缝。 |
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