学文网摘要: 本文详细阐述了混凝土配合比的具体要求方法。
关键词: 混凝土配合比 分析
前言
混凝土可以追溯到古老的年代,其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后,由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性,而且原料易得,造价较低,特别是能耗较低,因而用途极为广泛。 混凝土配合比设计是混凝土制品的关键技术,它直接影响建筑工程质量和投资费用,本文介绍了普通混凝土的组成和结构,分析了影响混凝土强度的主要因素,提出科学合理的混凝土配合比设计。
建筑业是国民经济支柱产业之一,而建筑材料和制品是建筑业的重要物质基础。各种建筑物和构筑物中的构建大部分是以混凝土的形式出现,并在工程建设中广泛应用,混凝土配合比设计是混凝土制品的关键技术,它直接影响建筑工程质量和投资费用,因此,研究混凝土配合比设计及其对性能的影响,对建筑业的发展具有十分重要的意义。
1 混凝土的组成和结构
混凝土是由胶凝材料、水、粗细集料(必要时掺一些外加剂及掺合料)按适当比例配合、搅拌、密实成型及养护而成,如***1所示。混凝土结构70%的体积为集料,30%体积为水泥浆。水泥浆含有空气、水、水泥,它们的比例分别为:5%、15%、10%。如表1所示。
在混凝土中,水泥浆的作用是包裹在集料表面并添满集料间的空隙,作为集料之间的材料,使其拌合物具有良好的和易性。现常见的集料材料有:工程砂、建筑用碎、卵石。
2 影响混凝土强度的主要因素
要把合理的混凝土配合比应用在工程中首先要了解影响混凝土强度的因素。混凝土强度分为抗压强度，抗拉强度，冲击强度，混凝土与钢筋的黏结强度等，由于混凝土的抗压强度远大于其他强度，承受压力作用能够发挥他最好的强度性能，因此混凝土常用来加工承受压力的构件。此外，混凝土的抗压强度与其他的力学性能均有一种依赖关系，例如混凝土的抗压强度一般约为抗压强度的7％～11％，抗折强度约为抗压强度的11％～23％，混凝土的静弹性模量，混凝土与钢筋的黏结强度随着混凝土抗压强度的增加而增加。因此可认为混凝土的抗压强度是混凝土力学性能的代表性指标。
2.1 水泥强度等级、水灰比对混凝土强度的影响
混凝土强度主要与水泥强度等级、水灰比有关,因此在混凝土配合比中水泥强度等级和控制水灰比是非常重要的。在组成混凝土的各种原材料分量相同时,所用的水泥标号越高,强度越高;当水泥强度等级一定时,水灰比又是决定混凝土强度的主要因素。为使混凝土具有一定的和易性,在搅拌成型时具有一定的流动性,水泥水化时需要一定的结合水,多余的水份便在混凝土硬化过程中产生水泡,蒸发后产生气孔,降低了混凝土的强度。由此看出水灰比越大混凝土的强度越低,反之水灰比越小混凝土的强度越高;但是水灰比越小,混凝土的流动性就越差。这样就必须在混凝土试配时选择合理的水灰比,使其即满足混凝土的强度要求又满足混凝土流动性的要求。
2.2 水泥用量多少对混凝土强度的影响
每立方米混凝土水泥用量是根据配合比计算经试验得来的,标准规定水泥用量不得小于一定数量的规定。水泥用量过小会使混凝土的耐久性变差,也就是混凝土受外界侵蚀的能力差,所以必须保证一定的水泥用量使混凝土浇注时有足够的水泥浆来包裹和添充砂石之间的空隙确保混凝土的密实性。水泥用量过多,不但不经济,而且对混凝土的收缩都会产生影响。
2.3 砂率对混凝土强度的影响
砂率对拌合物的影响较大,砂率就是混凝土集料中所占砂质量。当集料总量一定时,砂率越小,砂量不足,混凝土拌合物的流动性大,导致混凝土拌合离析、泌水;但当水泥浆用量一定时,砂率越大,砂的总表面积增大,所包裹砂子的水泥浆层太薄,砂粒间的摩擦阻力加大,混凝土拌合物的流动性变小。影响了混凝土的和易性也就影响了混凝土的强度。
3 混凝土配合比设计
为了保证工程质量以及施工的和易性及强度的要求,降低工程造价,就必须选择合理的配合比设计。
3.1 配合比设计的基本原则
一个设计适当的配合比必须易于浇注,并用现有设备能完全捣实。易修饰性必须得到满足,离析和泌水应降至最小。
设计不同的配合比相对费用中材料费最为重要,材料费中水泥的费用最为昂贵。因此在满足强度要求的同时尽可能减少水泥用量。一般来说,为达到降低水泥用量的目的可采用充分浇筑密实的最小坍落度。
3.2 设计内容
(1)选用高标号水泥,提高混凝土抗压强度。
在混凝土受压时一般都是水泥石或水泥与砂石胶结处首先裂开。使其混凝土抗压强度达到极限,一般我们所做的混凝土抗压都是楔型破坏。因此水泥石强度及水泥与砂石的粘结力的大小是混凝土强度的主要因素,所以高标号水泥,水泥石的强度就相对增大,水泥与砂石的粘结力也相对增大。
(2)选用最优砂率提高混凝土流动性。
不但砂、石粗细对混凝土流动性有影响,砂石的配制比例对混凝土流动性也非常之大。砂率=砂重量/(砂重量+石重量),在混凝土配合比设计中只有选出最优砂率,才能使混凝土流动性最好。如果砂率过小,石子用量相对增大,石子和石子的距离接近,水泥砂浆在石中流动困难,使混凝土流动性变差。如果砂太多,混凝土中所需包裹的水泥浆也就加大,如果水泥浆不变,混凝土流动性也不好。如果水泥浆加大,又造成了浪费,因此砂率的控制也是非常重要的。
(3)选用合适的外加剂提高技术水平及经济效益。
在混凝土中掺入适量的外加剂既可节省水泥,又可提高强度,缩短工期,加快模板及预制场地的周转,改善混凝土性质和改善施工操作条件等多种技术经济效益。
在抗渗混凝土工程中,为了方便施工即要保证混凝土具有一定的流动性还要使混凝土达到成型密实的目的。在不增加用水量和水泥用量的情况下,需要在混凝土中掺入一定量的减水剂,改善混凝土的流动性;在冬季施工中为了工程质量,需要在混凝土中掺入一定量的抗冻剂。
(4)现场施工调整配合比确保工程质量。
试验室配制的混凝土配合比是以干燥材料为基准,现场所需的配合比含一定的水份。如果按理论配合比施工,拌合物含水就相应加大,使混凝土强度降低。因此在现场施工时必须换算成施工配合比,同时现场砂石要随时监测它的含水量。
虽然试验室给出了理论配合比,如果遇到炎热、连雨天,堆放在现场的砂、石料,含水就发生变化。这样必须根据具体情况调整混凝土中材料用量,确定施工配合比,以确保工程质量。
参考文献
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