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混凝土


1简介

拼音:hùn níng tǔ
英文:Concrete
简写:砼
混凝土是指由胶结料(有机的、无机的或有机无机复合的)、颗粒状集料、水以及需要加入的化学外加剂和矿物掺合料按适当比例拌制而成的混合料,或经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料(普通是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料),需要时掺入外加剂和矿物掺合料,按适当比例配合。
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。
混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛,不仅在各种土木工程中使用,就是造船业,机械工业,海洋的开发,地热工程等,混凝土也是重要的材料。
混凝土是一种充满生命力的建筑材料。随着混凝土组成材料的不断发展,人们对材料复合技术认识不断提高。对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度,而是在立足强度的基础上,更加注重混凝土的耐久性、变形性能等综合指标的平衡和协调。混凝土各项性能指标的要求比以前更明确、细化和具体。同时,建筑设备水平的提升,新型施工工艺的不断涌现和推广,使混凝土技术适应了不同的设计、施工和使用要求,发展很快。
混凝土并不是一种孤立存在的单一材料。它离不开混凝土用原材料的发展,离不开混凝土的工程应用对象的发展变化。应该从土木工程大学科的角度来认真对待混凝土。混凝土配合比设计也是这样,首先要分析工程项目的结构、构件特点、设计要求,预估可能出现的不利情况和风险,立足当地原材料.然后采用科学、合理、可行的技术线路、技术手段。配制出满足设计要求、施工工艺要求和使用要求的优质混凝土。

2历史

古代

考古人员发现5000年前的凌家滩先民不仅能够制造精美的玉石器,而且已开始稻作农业,饲养或捕猎猪、鹿、鸟禽等多种动物丰富饮食品种。另外在房屋建设中,他们已懂得类似钢筋混凝土的:“挖槽填烧土,木骨撑泥墙”的建筑工艺。
5000年前的凌家滩人不是只会简单的搭建屋舍,事实证明,当时的凌家滩人已懂得“挖槽填烧土,木骨撑泥墙”的建筑工艺,这和现在的钢筋混凝土非常相似。工作人员说,原始先民要用经过火烧过土作为房基槽与墙体的填充材料,在基槽内用木棍作为墙体的支撑柱,然后填埋红烧的土块,并在墙体两侧表面敷上较厚的粘泥,甚至一部分还可能用芦苇杆加固。[1] 

近代

1900年,万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用,在建材领域引起了一场革命。法国工程师艾纳比克1867年在巴黎博览会上看到莫尼尔用铁丝网和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后,受到启发,于是设法把这种材料应用于房屋建筑上。1879年,他开始制造钢筋混凝土楼板,以后发展为整套建筑使用由钢筋箍和纵向杆加固的混凝土结构梁。仅几年后,他在巴黎建造公寓大楼时采用了经过改善迄今仍普遍使用的钢筋混凝土主柱、横梁和楼板。1884年德国建筑公司购买了莫尼尔的专利,进行了第一批钢筋混凝土的科学实验,研究了钢筋混凝土的强度、耐火能力。钢筋与混凝土的粘结力。1887年德国工程师科伦首先发表了钢筋混凝土的计算方法;英国人威尔森申请了钢筋混凝土板专利;美国人海厄特对混凝土横梁进行了实验。1895年——1900年,法国用钢筋混凝土建成了第一批桥梁和人行道。1918年艾布拉姆发表了著名的计算混凝土强度的水灰比理论。钢筋混凝土开始成为改变这个世界景观的重要材料。
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(见无机胶凝材料)。
20世纪初,有人发表了水灰比等学说,初步奠定了混凝土强度的理论基础。以后,相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土,各种混凝土外加剂也开始使用。60年代以来,广泛应用减水剂,并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土;高分子材料进入混凝土材料领域,出现了聚合物混凝土;多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。

3分类

胶凝材料

1 )无机胶凝材料混凝土,无机胶凝材料混凝土包括石灰硅质胶凝材料混醛土 (如硅酸盐混凝土)、硅酸盐水泥系混凝土 (如硅酸盐水泥、普通水泥,矿渣水泥,粉煤灰水泥、火山灰质水泥、早强水泥混凝土等). 钙铝水泥系混凝土 (如高铝水泥、纯铝酸盐水泥、喷射水泥,超速硬水泥混凝土等)、石膏混凝土、镁质水泥混凝土、硫磺混凝土、水玻璃氟硅酸钠混凝土、金属混凝土 (用金属代替水泥作胶结材料> 等。
2)有机胶凝材料混凝土。有机胶凝材料混凝土主要有沥青混凝土和聚合物水泥混凝土、树脂混凝土、聚合物浸渍混凝土等。 此外,无机与有机复合的胶体材料混凝土,还可以分聚合物水泥混凝上和聚合物辑靛混凝土。

表观密度

混凝土按照表观密度的大小可分为:重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土。这三种混凝土不同之处就是骨料的不同。
重混凝土是表观密度大于2500公斤/立方米,用特别密实和特别重的集料制成的。如重晶石混凝土、钢屑混凝土等,它们具有不透x射线和γ射线的性能;常由重晶石和铁矿石配制而成。
普通混凝土即是我们在建筑中常用的混凝土,表观密度为1950~2500Kg/立方米,主要以砂、石子为主要集料配制而成,是土木工程中最常用的混凝土品种。
轻质混凝土是表观密度小于1950公斤/立方米的混凝土。它又可以分为三类:
1.轻集料混凝土,其表观密度在800~1950公斤/立方米,轻集料包括浮石、火山渣、陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣、矿渣等。
2.多空混凝土(泡沫混凝土、加气混凝土),其表观密度是300~1000公斤/立方米。泡沫混凝土是由水泥浆或水泥砂浆与稳定的泡沫制成的。加气混凝土是由水泥、水与发气剂制成的。
3.大孔混凝土(普通大孔混凝土、轻骨料大孔混凝土),其组成中无细集料。普通大孔混凝土的表观密度范围为1500~1900公斤/立方米,是用碎石、软石、重矿渣作集料配制的。轻骨料大孔混凝土的表观密度为500~1500公斤/立方米,是用陶粒、浮石、碎砖、矿渣等作为集料配制的。

按定额

1. 普通混凝土。普通混凝土分为:普通半干硬性混凝土,普通泵送混凝土和水下灌注混凝土,他们每个又分为:碎石混凝土和卵石混凝土;
2. 抗冻混凝土。抗冻混凝土分为:抗冻半干硬性混凝土,抗冻泵送混凝土,他们每个又分为:碎石混凝土和卵石混凝土。

使用功能

结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、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、防辐射混凝土等。

施工工艺

离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。按配筋方式分有:素(即无筋)混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土、预应力混凝土等。

按拌合物

干硬性混凝土、 半干硬性混凝土、 塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等。

按掺和料

粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、矿渣混凝土、纤维混凝土等。
另外,混凝土还可按抗压强度分为:低强混凝土(抗压强度小于30MPa)、中强度混凝土(抗压强度30-60Mpa)和高强度混凝土(抗压强度大于等于60MPa);按每立方米水泥用量又可分为:贫混凝土(水泥用量不超过170kg)和富混凝土(水泥用量不小于230kg)等。

4腐蚀性

混凝土材料是一种耐久性材料,但是本质上是一种非均匀的多孔材料,在二氧化碳、水、氯离子、硫酸盐等的介质的侵蚀作用下,不可避免受到外来因素的影响而腐蚀,混凝土会加速破坏,使用寿命大大缩短。

盐类结晶

当混凝土与含有大量可溶性盐类化合物的水接触时,这些盐类化合物会渗入混凝土中,经过水分的蒸发,盐类在混凝土中不断浓缩,最后形成结晶,而结晶过程还往往伴随体积的增大。因此,造成混凝土材料的开裂破坏。典型当属硫酸盐腐蚀。混凝土材料的使用中,化学腐蚀中最广泛和最普通的形式是硫酸盐的腐蚀。硫酸盐与水泥中的钙钒石发生反应生成硫铝酸盐,并伴有体积的增大,而导致混凝土材料的开裂。这种开裂进一步加速了硫酸盐对混凝土基体的腐蚀

渗滤盐霜

当水分能从混凝土表面渗出时,混凝土表面总会出现盐霜 。这些盐类由混凝土渗析出,经蒸发水分后结晶而成,或是与大气中二氧化碳相互作用的结晶。表明混凝土内部发生了明显的渗滤,严重的渗滤导致孔隙率增加,从而降低了混凝土层的强度和增加了受侵蚀性化合物的作用。

酸碱腐蚀

混凝土材料是一种碱性材料,一般不会遭受碱性物质的腐蚀。但在化工企业中,长时间接触高浓度碱性物质也会使混凝土材料破坏。混凝土材料对酸的抵抗能力较弱。比如,碳酸与氢氧化钙反应形成可溶性的碳酸氢钙。因此,碳酸对混凝土有较大的腐蚀性,即空气中的二氧化碳对混凝土材料产生腐蚀的原因。

5原材料

水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性;进而通过化学和物理化学作
用凝结硬化而产生强度。一般说来,饮用水都可满足混凝土拌和用水的要求。水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的影响。集料不仅有填充作用,而且对混凝土的容重、强度和变形等性质有重要影响。
为改善混凝土的某些性质,可加入外加剂。由于掺用外加剂有明显的技术经济效果,它日益成为混凝土不可缺少的组分。为改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能,节约水泥,在混凝土搅拌时也可掺入磨细的矿物材料──掺合料。它分为活性和非活性两类。掺合料的性质和数量,影响混凝土的强度、变形、水化热、抗渗性和颜色等。

6制备

配合比

制备混凝土时,首先应根据工程对和易性、强度、耐久性等的要求,合理地选择原材料并确定其配合比例,以达到经济适用的目的。混凝土配合比的设计通常按水灰比法则的要求进行。材料用量的计算主要用假定容重法或绝对体积法。
高强度混凝土原材料选择及配合比设计
1.水灰比的确定
高强混凝土水灰比的计算不能采用普通混凝土的强度的公式,应根据试验资料进行统计,提出混凝土强度和水灰比的关系式,然后用作图法或计算法求出与混凝土配制强度(fcu.0)相对应的水灰比。当采用多个不同的配合比进行混凝土强度试验时,其中一个应为基准配合比,其他配合比的水灰比,宜较基准配合比分别增加和减少0.02~0.03。
2.集料用量
(1)每立方碎石用量G0 高强混凝土每立方的碎石用量VS 为0.9~0.95m3,则每立方中碎石质量为:G0=VS×碎石松散容重
(2)每立方砂用量S0S0=[G0/(1-QS)]QSQS-砂率,应经试验确定,一般控制在28~36%范围内。
3.用水量
计算高强混凝土配合比时,其用水量可用普通混凝土用水量的基础上用减水率法加以修正。在不掺外加剂的混凝土用水量中扣除按外加剂减水率计算得出的减水量即为掺减水剂时混凝土的用水量。此时注意一定要通过试验确定外加剂的减水率。
4.水泥用量
生产高强混凝土时,水泥的用量是至关重要的,它直接影响到水泥胶砂与骨料的粘结力。为了增加砂浆中胶质结料的比例,水泥含量要比较高,但要注意的是,水泥用量又不宜过高,否则会引起水化期间放热速度过快或收缩量过大等问题。高强混凝土水泥用量一般不宜超过550 kg/m3。
5.试拌调整
对计算所得的配合比结果要通过试配、试拌来验证。拌制高强混凝土必须使用强制式搅拌机,振捣时要高频加压振捣,保证拌和物的密实。要注意试拌量应不小于拌和机额定量的1/4,混凝土的搅拌方式及外加剂的掺法,宜与实际生产时使用的方法一致。
6.配合比的确定
当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2%时,可不调整。大于2%时按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000 规定进行相应的调整。混凝土配合比确定后,应对配合比进行不少于6 次的重复试验进行验证,其平均值不应低于配制的强度值,确保其稳定性。

搅拌机

混凝土搅拌机根据不同施工要求和条件,可分为自落式和强制式混凝土可在施工现场或搅拌站集中搅拌。流动性较好的混凝土拌合物可用自落式搅拌机;流动性较小或干硬性混凝土宜用强制式搅拌机搅拌。搅拌前应按配合比要求配料,控制称量误差。投料顺序和搅拌时间对混凝土质量均有影响,应严加掌握,使各组分材料拌和均匀。
输送与灌筑

输送:混凝土拌合物可用料斗、皮带运输机或搅拌运输车输送到施工现场。
运输要求:1、在运输过程中,应保持混凝土的匀质性,避免产生分层和离析现象
2、应以最少的运转次数和运转时间
3、应保证混凝土的浇筑工作连续进行
4、运送混凝土的容器应严密、不漏浆,容器的内部应平整光洁、不吸水
其灌筑方式可用人工或借助机械。采用混凝土泵输送与灌筑混凝土拌和物,效率高,每小时可达数百立方米。无论是混凝土现浇工程,还是预制构件,都必须保证灌筑后混凝土的密实性。其方法主要用振动捣实,也有的采用离心、挤压和真空作业等。掺入某些高效减水剂的流态混凝土,则可不振捣。

7养护

养护的目的在于创造适当的温湿度条件,保证或加速混凝土的正常硬化。不同的养护方法对混凝土性能有不同影响。常用的养护方法有自然养护、蒸汽养护、干湿热养护、蒸压养护、电热养护、红外线养护和太阳能养护等。养护经历的时间称养护周期。为了便于比较,规定测定混凝土性能的试件必须在标准条件下进行养护。中国采用的标准养护条件是:Ⅰ级水平控制温度为20±2°C,Ⅱ级水平控制温度为20±5°C,标准养护时间为28天;湿度不低于95%。
混凝土的养护包括自然养护和蒸汽养护。
  混凝土养护期间,应重点加强混凝土的湿度和温度控制,尽量减少表面混凝土的暴露时间,及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用蓬布、塑料布等进行覆盖),防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前,应卷起覆盖物,用抹子搓压表面至少二遍,使之平整后再次覆盖,此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面,直至混凝土终凝为止。
  混凝土的蒸汽养护可分静停、升温、恒温、降温四个阶段,混凝土的蒸汽养护应分别符合下列规定:
  (1)静停期间应保持环境温度不低于5℃,灌筑结束4~6h且混凝土终凝后方可升温。
  (2)升温速度不宜大于10℃/h。
  (3)恒温期间混凝土内部温度不宜超过60℃,最大不得超过65℃,恒温养护时间应根据构件脱模强度要求、混凝土配合比情况以及环境条件等通过试验确定。
  (4)降温速度不宜大于10℃/h。

8性能

主要有以下几项:
和易性
混凝土拌合物最重要的性能。主要包括流动性、粘聚性和保水性三个方面。它综合表示拌合物的稠度、流动性、可塑性、抗分层离析泌水的性能及易抹面性等。测定和表示拌合物和易性的方法和指标很多,中国主要采用截锥坍落筒测定的坍落度(毫米)及用维勃仪测定的维勃时间(秒),作为稠度的主要指标。
强度
混凝土硬化后的最重要的力学性能,是指混凝土抵抗压、拉、弯、剪等应力的能力。水灰比、水泥品种和用量、集料的品种和用量以及搅拌、成型、养护,都直接影响混凝土的强度。混凝土按标准抗压强度(以边长为150mm的立方体为标准试件,在标准养护条件下养护28天,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度)划分的强度等级,称为标号,分为C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95、C100共19个等级。混凝土的抗拉强度仅为其抗压强度的1/10~1/20。提高混凝土抗拉、抗压强度的比值是混凝土改性的重要方面。
变形
混凝土在荷载或温湿度作用下会产生变形,主要包括弹性变形、塑性变形、收缩和温度变形等。混凝土在短期荷载作用下的弹性变形主要用弹性模量表示。在长期荷载作用下,应力不变,应变持续增加的现象为徐变,应变不变,应力持续减少的现象为松弛。由于水泥水化、水泥石的碳化和失水等原因产生的体积变形,称为收缩。
硬化混凝土的变形来自两方面:环境因素(温、湿度变化)和外加荷载因素,因此有:
1).荷载作用下的变形
2.非弹性变形
2).非荷载作用下的变形
1.收缩变形(干缩、自收缩)
2.膨胀变形(湿胀)
3).复合作用下的变形
1.徐变
混凝土在使用过程中抵抗各种破坏因素作用的能力。混凝土耐久性的好坏,决定混凝土工程的寿命。它是混凝土的一个重要性能,因此长期以来受到人们的高度重视。
在一般情况下,混凝土具有良好的耐久性。但在寒冷地区,特别是在水位变化的工程部位以及在饱水状态下受到频繁的冻融交替作用时,混凝土易于损坏。为此对混凝土要有一定的抗冻性要求。用于不透水的工程时,要求混凝土具有良好的抗渗性和耐蚀性。抗渗性 、抗冻性 、抗侵蚀性 为混凝土耐久性。
影响混凝土耐久性的破坏作用主要有6种:
冰冻-融解循环作用:是最常见的破坏作用,以致有时人们用抗冻性来代表混凝土的耐久性。冻融循环在混凝土中产生内应力,促使裂缝发展、结构疏松,直至表层剥落或整体崩溃。
环境水的作用:包括淡水的浸溶作用、含盐水和酸性水的侵蚀作用等。其中硫酸盐、氯盐、镁盐和酸类溶液在一定条件下可产生剧烈的腐蚀作用,导致混凝土的迅速破坏。环境水作用的破坏过程可概括成为两种变化:一是减少组分,即混凝土中的某些组分直接溶解或经过分解后溶解;二是增加组分,即溶液中的某些物质进入混凝土中产生化学、物理或物理化学变化,生成新的产物。上述组分的增减导致混凝土体积的不稳定。
风化作用:包括干湿、冷热的循环作用。在温度、湿度变幅大、变化快的地区以及兼有其他破坏因素(例如盐、碱、海水、冻融等)作用时,常能加速混凝土的崩溃。
中性化作用:在空气中的某些酸性气体,如Cl2、H2S和CO2在适当温、湿度条件下使混凝土中液相的碱度降低,引起某些组分的分解,并使体积发生变化。
钢筋锈蚀作用:在钢筋混凝土中,钢筋因电化学作用生锈,体积增加,胀坏混凝土保护层,结果又加速了钢筋的锈蚀,这种恶性循环使钢筋与混凝土同时受到严重的破坏,成为毁坏钢筋混凝土结构的一个最主要原因。
碱-集料反应:最常见的是水泥或水中的(碱分Na2O、K2O) 和某些活性集料(如蛋白石、燧石、安山岩、方石英)中的SiO2起反应,在界面区生成碱的硅酸盐凝胶,使体积膨胀,最后能使整个混凝土建筑物崩解。这种反应又名碱-硅酸反应。此外还有碱-硅酸盐反应与碱-碳酸盐反应。
此外,有人将抵抗磨损、气蚀、冲击以至高温等作用的能力也纳入耐久性的范围。
上述各种破坏作用还常因其具有循环交替和共存叠加而加剧。前者导致混凝土材料的疲劳;后者则使破坏过程加剧并复杂化而难于防治。
要提高混凝土的耐久性,必须从抵抗力和作用力两个方面入手。增加抵抗力就能抑制或延缓作用力的破坏。因此提高混凝土的强度和密实性常常有利于耐久性的改善,其中密实性尤为重要,因为孔缝常是破坏因素进入混凝土内部的途径,所以混凝土的抗渗性和抗冻性密切相关。另一方面通过改善环境以削弱作用力,也能提高混凝土的耐久性。此外,还可采用外加剂(例如引气剂之对于抗冻性等),谨慎选择水泥和集料,掺加聚合物,使用涂层材料等,来有效地改善混凝土的耐久性,延长混凝土工程的安全使用期。
耐久性是一项长期性能,而破坏过程又十分复杂。因此,要较准确地进行测试及评价,还存在着不少困难。只是采用快速模拟试验,对在一个或少数几个破坏因素作用下的一种或几种性能变化,进行对比并加以测试的方法还不够理想,评价标准也不统一,对于破坏机理及相似规律更缺少深入的研究,因此到目前为止,混凝土的耐久性还难于预测。除了试验室快速试验以外,进行长期暴露试验和工程实物的观测,从而积累长期数据,将有助于耐久性的正确评定。
组成材料与结构
普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、细骨料(砂)、外加剂和水拌合,经硬化而成的一种人造石材。砂、石在混凝土中起骨架作用,并抑制水泥的收缩;水泥和水形成水泥浆,包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用,使混凝土拌合物具有良好工作性能,硬化后将骨料胶结在一起,形成坚强的整体。
主要技术性质
混凝土的性质包括混凝土拌合物的和易性、混凝土强度、变形及耐久性等。
和易性又称工作性,是指混凝土拌合物在一定的施工条件下,便于各种施工工序的操作,以保证获得均匀密实的混凝土的性能。和易性是一项综合技术指标,包括流动性(稠度)、粘聚性和保水性三个主要方面。
强度是混凝土硬化后的主要力学性能,反映混凝土抵抗荷载的量化能力。混凝土强度包括抗压、抗拉、抗剪、抗弯、抗折及握裹强度。其中以抗压强度最大,抗拉强度最小。
混凝土的变形包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。非荷载作用下的变形有化学收缩、干湿变形及温度变形等。水泥用量过多,在混凝土的内部易产生化学收缩而引起微细裂缝
混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用,长期保持强度和外观完整性的能力。包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等。

9发展前景

混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。按预定性能设计和制作混凝土,研制轻质,高强度,多功能的混凝土新品种。利用现代新技术、大力发展新工艺、新设备;广泛利用工业废渣作原材料等,都是今后需要不断解决的课题。混凝土人才相对比较缺乏,并且配合混凝土英才网等招聘服务商填满人才空缺。
现代混凝土的发展方向——商品混凝土
商品混凝土是以集中予拌、远距离运输的方式向施工工地提供现浇混凝土;是现代混凝土与现代化施工工艺的结合的高科技建材产品,包括:大流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、防渗抗裂大体积混凝土、高强混凝土和高性能混凝土等。
商品混凝土是指以集中搅拌、远距离运输的方式向建筑工地供应一定要求的混凝土。它包括混合物搅拌、运输、泵送和浇筑等工艺过程。严格地讲商品混凝土是指混凝土的工艺和产品,而不是混凝土的品种,它应包括大流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、高强混凝土、大体积混凝土、防渗抗裂混凝土或高性能混凝土等。因此、商品混凝土是现代混凝土与现代化施工工艺的结合,它的普及程度能代表一个国家或地区的混凝土施工水平和现代化程度。集中搅拌的商品混凝土主要用于现浇混凝土工程,混凝土从搅拌、运输到浇灌需1~2h,有时超过2h。因此商品混凝土 搅拌站合理的供应半径应在l0km之内。随着商品混凝土的普及和发展,现浇混凝土成为今后发展方向。在我国许多大城市,如北京、上海、天津、广州、深圳 等,商品混凝土搅拌站都在一百个以上,其规模和工艺水平不亚于发达国家。许多中小城市也在推广应用商品混凝土。
概述
流态混凝土用作商品混凝土时,对新拌混凝土的流动性和流动性损失的控制要更严格。因为运距较长,交通堵塞等因素,要求坍落度损失小,2h(有时超 过2h)内混凝土应保持流动性,浇灌时要求泵送。用后掺法虽然能解决坍落度损失和泵送等问题,但是增加了搅拌时间或次数,这样影响商品混凝土的产量,并且 使搅拌操作复杂。即使这样在泵送前掺超塑化剂,在搅拌运输车中快速搅拌3min,也不能充分发挥超塑化剂的分散作用,拌合物均匀性差。因此,至少在我国, 后掺法不易推广,还是采用同掺法好。这就要求研究新的超塑化剂,保证新拌混凝土的流动性保持在2h或2h以上,而不影响硬化混凝土的强度,特别是早期强 度。
我国商品混凝土中,约70%是标号C25~C40,C50~C60 在一些重要工程中应用,个别特殊情况采用C70~C80。为了减少水泥用量、改善新拌混凝土的工作性,以及提高硬化混凝土性能,特别是耐久性,应当掺用粉 煤灰。这样在掺10%~25%粉煤灰的情况下,可以减少单位水泥用量10%~20%。计算 表明,基准混凝土中掺20%粉煤灰(减少水泥用量10%情况 下)可节省能源10%。基准混凝土掺超塑化剂(减少水泥用量15%时)配制流态混凝土可节省能源15%。当粉煤灰和超塑化剂同时掺用时可节省能源 25.5%。因此,将粉煤灰和超塑化剂同时掺用配制流态混凝土是最节能的,并且在性能和节能两方面都可得到满意的效果。
流态混凝土由于掺超塑化剂使拌合物流变性得到改善,即屈服值减小、塑性粘度降低和滞后圈变小,因而几乎接近牛顿型流体。这样就增加了流态混凝土的 可泵性。基准混凝土中掺0.4%~0.8%(最好是0.75%)超塑化剂所得到的流态混凝土,其泵送压力降低25%一35%。
泵送混凝土在泵压的作用之下,会产生坍落度损失、离析和堵泵现象。关键是通过混凝土配合比和超塑化剂的成分来调整拌合物的均匀性和稳定性、流动性和枯聚 性。在泵送混凝土中,细粉料(<0.25mm)的用量应在350~400kg/m3之间,水泥用量不得低于250kg/m3,粗集料最大粒径为 25mm或31.5mm。另外,最好掺用粉煤灰,因为粉煤灰在较大降低屈服值的同时,塑性粘度降低小—些,这样使拌合物保持一定的粘聚性,提高了稳定性, 从而防止离析和堵泵现象。
流态混凝土主要用于高层建筑的基础、梁、柱、框架、桥梁等现浇混凝土,以及T型接头的整体浇灌。特别是配筋密集、不易振捣或不需振捣(“自坍”或“自流平”)的情况下。
混凝土的选择
商品混凝土是以集中搅拌的方式向建筑工地供应一定要求的混凝土。它包括混合物搅拌、运输、泵送和浇筑等工艺过程。商品混凝土在市场竞争中的唯一要求是保证工作性、强度和耐久性的前提下其成本和售价最低。降低成本的技术途径是正确选择原材料和配合比。
商品混凝土的特点
1. 由于是集中搅拌,因此能严格在线控制原材料质量和配合比,能保证混凝土的质量要求;
2.要求拌合物具有好的工作性,即高流动性、坍落度损失小,不泌水不离析、可泵性好;
3. 经济性,要求成本低,性能价格比高。
原材料的选择与要求
水泥的选择:通常采用硅酸盐水泥、普硅水泥或矿渣水泥,对水泥的基本要求是:
1. 相同标号时,选择富裕系数大的水泥,因为水泥是使混凝土获得强度的“基础”;
2. 相同强度时选择需水量小的水泥。水泥的标准稠度需水量在21%~27%,在配制混凝土时采用需水量小的水泥可降低水泥用量;
3. 选择C3 S高、C3A低(<8%)、碱含量低(<1%),比表面适中(3400cm2/g~3600cm2/g)、颗粒级配好的水泥;
4. 合理使用不同标号的水泥。配制C40以下的流态混凝土时应用32.5Mpa普硅水泥;配制C40以上的高性能混凝土应用42.5Mpa硅酸盐水泥或普硅水泥;
5.针对不同用途的混凝土正确选择水泥品种,如要求早强或冬季施工尽量采用R型硅酸盐水泥,大体积混凝土采用矿渣水泥或普硅水泥。
矿物细掺料的选择
常用的矿物细掺料有粉煤灰、磨细矿渣、沸石粉、硅粉等。配制商品混凝土时对矿物细掺料的基本要求是:
1.售价低、具有一定的水化活性,能替代部分水泥,在保证强度和其它性能的情况下,应多掺矿物细掺料,使混凝土的成本降低;
2.需水量比小(<100%),颗粒级配合理能提高拌合物的流动性;
3. 合理使用不同品种的细掺料,配制C60以下的流态混凝土时采用II级粉煤灰,C60~C80采用I级粉煤灰或磨细矿渣,100Mpa以上的高性能混凝土掺硅粉。
集料的选择
粗细集料都应符合有关标准的要求。正确选择集料能确保混凝土工作性、强度和经济性。
1.细集料:砂子的颗粒级配合理、含泥量低有利于强度和工作性的提高。人工砂和风化山砂的需水量大、颗粒形状和级配不合理使拌合物流动性下降。河砂是理想的细 集料,使用时应正确选择细度模数。配制高强混凝土时应用粗砂,普通流态混凝土用中砂。砂子的细度模数影响混凝土的砂率和用水量,砂率高用水量大,坍落度损 失快。砂率偏低容易产生泌水和离析。
2.粗集料:石子的最大粒径和级配影响混凝土的用水量,砂率和工作性。配制高强混凝土和高性能混凝土时应采用高强度的碎石,其最大粒径应为19mm或 25mm,因为高强混凝土的强度几近为石子强度的二分之一。普通流态混凝土采用最大粒径25mm或31.5mm碎石,采用泵送工艺时石子最大粒径应小于泵 出口管径的三分之一,否则产生堵泵现象。市场连续级配的碎石较少,多数为单一粒级、这时应采用二级配石子。若采用单一粒级的石子应提高砂率。
混凝土的砂率与石子的最大粒径有关,大石子砂率小、小石子砂率大。其中就有合理配合的问题。在配制流态混凝土时,若采用较大粒径(如31.5mm)碎石与中细砂(Mx=2.50)配合可以降低砂率和用水量,因而降低混凝土的成本。
外加剂的选择
商品混凝土所用的外加剂应包括:引气减水剂、高效缓凝引气减水剂、缓凝减水剂、高效缓凝减水剂、泵送剂、高效泵送剂等。选择外加剂的原则:
1.根据所配制的混凝土类型选择相应的外加剂品种;
2.根据混凝土的原材料、配合比和标号确定对外加剂的减水率和掺量的要求;
3.根据工程类型、气候条件、运输距离,泵送高度等因素,确定对坍落度损失程度、凝结时间和早期强度的要求;
4.其它特殊要求(如抗渗性、抗冻性、抗浸蚀性、耐磨性等)。
最后、通过混凝土试配,经济性评估后才能应用外加剂。
配合比优化
商品混凝土的工艺不同于现场搅拌的混凝土,运输距离和时间的存在必须控制坍落度损失。因此在设计混凝土配合比时应考虑如下因素:
1.根据运距和运输时间确定初始坍落度:近距离(<10km)或1h时,初始坍落度为18cm~20cm;远距距离(>10 km)或2h时,为20cm~22cm。
2.控制坍落度损失,即控制入泵前的坍落度应大于15cm。因为坍落度<15cm时可泵性差。而坍落度>20cm时,浇筑后混凝土长时间保持大流动性状态、其稳定性差容易产生离析,凝结慢。
3.初凝时间的控制:梁板柱浇筑时初凝时间8 h~12h、大体积混凝土为12h~15h。
4.商品混凝土作为一种建材产品参与市场竞争必须考虑经济性,在保证技术性能的前提下售价最低。对商品混凝土总的要求是:稳定、可靠、适用和经济。
传统的混凝土配合比设计方法(即假定容重法和绝对体积法)是以强度为基础的,即根据“水灰比定则”设计配合比。而我们提出的全计算配合比设计方法 是以工作性、强度和耐 久性为基础,通过混凝土体集模型推导出用水量和砂率计算公式,并且将此二式与水灰比定则相结合实现FLC和HPC的组成和配合比的全计算。全计算法与传统设计方法相比较,全计算法使混凝土配合比设计由半定量走向全定量,由经验走向科学。与传统配合比设计相比,全计算法更方便快捷地得到优化的混凝土配合比。

10种类区别

泵送砼

可用混凝土泵通过管道输送拌和物的混凝土
要求其流动性好,骨料粒径一般不大于管径的四分之一,需加入防止混凝土拌合物在泵送管道中离析堵塞泵送剂,以及使混凝土拌和物能在泵压下顺利通行的外加剂减水剂、塑化剂、加气剂以及增稠剂等均可用作泵送剂。加入适量的混合材料(如粉煤灰等),可避免混凝土施工中拌和料分层离析、泌水和堵塞输送管道。
泵送混凝土的原料中,粗骨料宜优先选用(卵石)。

商品砼

商品混凝土就是指在工厂中生产,并做为商品出售的混凝土。与现场搅拌混凝土相比,商品混凝土是由专业的生产企业生产,这些企业大多配有先进的生产设备,计量精确,搅拌均匀,质量高。有完善的质检系统,保证质量。施工企业购买商品混凝土可以减少现场建筑材料的堆放,有利于保护环境,文明施工。具体规格又分为C15、C20、C25、C30等。

特点应用

发泡混凝土又名泡沫混凝土,是通过智通发泡系统发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料,突出特点是在混凝土内部形成封闭的气孔,成蜂窝型紧密均匀排列气孔,使混凝土轻质化和多达五倍隔热保温性能。耐火性能高,低吸水量(防潮),低导温性质及环保特性,比其它隔温材料更具优势。
特点
保温性:
导热系数为0.098 - 0.151W/m.k,热阻约为普通的20~35倍。
轻质性:
干体积密度为400-700kg/m3,相当于普通水泥混凝土的1/3 ~ 1/6 左右,可减轻建筑物整体荷载。减少基建成本,极大的节约了建筑费用。
隔音性:
泡沫混凝土中含有大量的独立气泡,且分布均匀,吸音能力为0.09-0.19%,是普通混凝土的5倍,具备有效隔音的功能。
耐水性:
现浇发泡混凝土吸水性较小,相对独立的封闭气泡及良好的整体性,使其具有一定的防水性能,最大吸水率<12.5%。
耐火性:
耐火时间为4小时,是普通的2倍。
抗压性:
抗压强度高,抗压强度为0.6-5.5Mpa。
整体性:
可现场浇注施工,与主体工程结合紧密,不需留界隔缝和透气管。
经济性:
综合造价低。全方面的工程总成本节约
环保性:
环保天然成份无污染。泡沫混凝土所需原料为水泥和发泡剂,发泡剂为中性,不含苯、甲醛等有害物质,避免了环境污染和消防隐患。
耐久性:
与主体工程寿命相同。
低弹减震性:
泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量,从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
施工简单:
只需使用C-Lite生产设备可在工地现场生产,节约运费。
生产加工性:
泡沫混凝土不但能在厂内生产成各种各样的制品,而且还能现场施工,直接现浇成屋面、地面和墙体,并可进行锯、刨、钉、钻孔等加工。
应用
泡沫混凝土以其良好的特性,广泛应用于节能墙体材料中,在其他方面也获得了应用。泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。但是,充分利用泡沫混凝土的良好特性,可以将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快工程进度,提高工程质量,具体如下:
1.用作挡土墙。主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直截荷,也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体,它并不沿周边对岸墙施加侧向压力,沉降降低了,维修费用随之减少,从而节省很多开支。泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性,用它取代边坡的部分土壤,由于减轻了质量,从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。
2.修建运动场和田径跑道。使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础,上面覆以砾石或人造草皮,作为运动场用。泡沫混凝土的密度为800-900kg/m&sup3;此类运动场可进行曲棍球,足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层,则可作田径跑道用。
3.作夹芯构件。在预制钢筋混凝土构件中可采用泡沫混凝土作为内芯,使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400 - 600kg/m&sup3;的泡沫混凝土。
4.管线回填。地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、 污水管及其他空穴容易导致火灾或塌方,采用泡沫混凝土回填可解决这些后患,费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位,一般为600-1100kg/m&sup3;。
5.贫混凝土填层。由于使用可弯曲的软管,泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性,因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高,采用密度为1200kg/m&sup3;左右的贫混凝土填层,平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高,则采用密度为500kg/m&sup3;的贫混凝土填层,平均厚度为0.1- 0.2m。
6.屋面边坡。泡沫混凝土用于屋面边坡,具有重量轻、 施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m.厚度为0.03-0.2m,采用密度为800 - 1200kg/m&sup3;的泡沫混凝土。
7.储罐底脚的支撑。将泡沫混凝土浇阶在钢储罐(内装粗油、化学品)底脚的底部,必要时也可形成一凸形地基,这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态,这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁。泡沫混凝土的使用密度为800-1000kg\m&sup3;。
8.用于园林绿化。将泡沫混凝土做成容重在600-1000kg/m&sup3;,可用于园林假山,垃圾箱,桌凳等。  9. 国防(现代战争是用信息和先进机动器械为攻击工具),该发泡水泥能用在被敌方轰炸破坏的军事工程如机场,重要交通公路等实行立即抢修,用我们的设备及工艺能把敌方破坏的工程迅速修复,实验得来的结果是修复后10分钟即能用于飞机起降,战车通过。
10.其他。泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充,隔声楼面填充、隧道衬管回填;以及供电、水管线的隔离等方面。

加气砼

加气混凝土是以硅质材料(砂、粉煤灰及含硅尾矿等)和钙质材料(石灰、水泥)为主要原料,掺加发气剂(铝粉),通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。因其经发气后含有大量均匀而细小的气孔,故名加气混凝土。
应用
适用于高层建筑的填充墙和低层建筑的承重墙。非承重砌块生产和使用最为广泛,体积密度一般为500 kg/m3和600 kg/m3,主要使用在结构中的填充墙与隔墙,而不承担荷载;承重砌块的体积密度为700 kg/m3和800 kg/m3,在建筑中经特殊结构处理后承担荷载;保温块的体积密度一般为300 kg/m3和400 kg/m3,主要用于建筑物保温隔热;屋面板和墙板都是加筋加气混凝土板,根据用途不同,其配筋不同。

清水砼

清水混凝土(As-cast Finish Concrete/BareConcrete)又称装饰混凝土;因其极具装饰效果而得名。它属于一次浇注成型,不做任何外装饰,直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面,因此不同于普通混凝土,表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明、无碰损和污染,只是在表面涂一层或两层透明的保护剂,显得十分天然,庄重。
应用
清水混凝土在国内外大型建筑工程,特别是国内桥梁工程中已得到广泛应用,但在国内的一般房屋建筑工程中,还没有得到推广使用,清水混凝土优越的结构性能和显著的经济性还没有得到充分发挥。在钢筋混凝土大国日本,清水混凝土在各种建筑工程中早已得到广泛使用。

蒸压加气砼

中国蒸压加气混凝土砌块行业产能产量统计
蒸压加气混凝土工业在中国已经有了40余年的发展历史,至今,已经形成一个包括生产、设备制造、配套材料生产和科研设计约800家企业的完整体系,成为中国建筑节能和墙体材料改革的重要力量,为循环经济和低碳生活作出了贡献。2002年至2010年间,是中国加气混凝土发展最快的时期,生产技术的发展,推动了市场的发展,中国加气混凝土已成为许多地区节能建筑的主导墙体材料。
上世纪90年代前,以北京及其周边地区、东北和西北地区发展较快;90年代后期,先是在山东和广东掀起发展高潮,后在上海及江苏、浙江得到了极大的发展,中国其中当属江、浙、沪的设备水平最高,产品质量最好,仅上世纪90年代中后期以后的引进线就有7条,其中6条为翻转切割、侧立养护(不包括引进后淘汰的生产线)。国产设备中则以仿伊通的空中翻转式切割机为主,而且生产规模(单线)大都在10万立方米以上。生产规模最大的企业在江苏,为中日合资苏州良浦天路新型建材有限公司年产能达到120万立方米。
截止2010年,全国共有蒸压加气混凝土生产企业800家,生产规模约7200万立方米,实际产量接近4000万立方米。仝国加气混凝土产量由2002年的约650万立方米,增长到2010年的约3960万立方米,增加了3310万立方米,为2002年的近5倍。

11技术介绍

裂缝防治技术
(1)主要技术内容
混凝土裂缝已成为混凝土工程质量通病,如何防治混凝土裂缝是工程技术人员迫切希望解决的技术难题。然而防治混凝土裂缝是一个系统工程,包括设计、材料、施工中每一个技术环节。本技术主要是叙述防治裂缝的一些关键技术,提高混凝土抗裂性能,从而达到防治混凝土裂缝的目的。本技术的主要内容包括:设计的构造措施、混凝土原材料(水泥、掺合料、细骨料、粗骨料)的选择、混凝土配合比对抗裂性能影响因数、抗裂混凝土配合比设计以及抗裂混凝土配合比优化设计方法以及施工中的一些技术措施等。
(2)技术指标
对于如何评价混凝土厚材料及混凝土抗裂性能,本技术提供了相应的试验方法和评价指标,使其具有可操作性。
(3)适用范围
本技术适用于具有较高抗裂要求的混凝土结构的设计、原材料的选择、抗裂混凝土配合比的设计和施工以及对混凝土抗裂性能的评价。
(4)已应用的典型工程
已在试点工程中应用,取得良好的效果。并给出具体的工程实例。
自密实技术
(1)主要技术内容
混凝土在自重的作用下,不采取任何密实成型措施,能充满整个模腔而不留下任何空隙的匀质的混凝土称之为自密实混凝土。本技术提供的主要技术内容:对混凝土原材料的技术要求、自密实混凝土设计要点即流动性、充填性、抗离析性以及保塑性和自密实混凝土配合比设计等。
(2)试验方法及评价指标
本技术给出了相应的试验方法和评价指标,并给出如阿在工地控制自密实混凝土拌合物性能的具体规定。
(3)使用范围
适用于难以用机械振捣的混凝土的浇筑。由于自密实混凝土细粉含量较大,更应重视混凝土抗裂性能。在采取抗裂措施的情况下,自密实混凝土抗裂性能相对较差。不适用于连续墙、大面积楼板的浇筑。
(4)工程应用实例
本技术给出了自密实混凝土在深圳赛格广场钢管混凝土应用实例。从混凝土原材料的选择、混凝土配合比设计、混凝土拌合物验证性试验、现场模拟试验直至现场施工,叙述了自密实混凝土技术的全过程,并制订了《自密实混凝土质量标准》、《生产技术规程》和《施工技术规程》以确保自密实混凝土的施工质量。
耐久性技术
(1)主要技术内容
在以往的混凝土配合比设计中,主要考虑的是强度指标,对耐久性考虑较少。高性能混凝土以高工作性、高强度、高耐久性为特征,区别于普通混凝土。对于海洋工程、喷洒化冰盐的公路与桥梁工程、盐渍地区的工程,由于氯盐侵入混凝土导致钢筋锈蚀,引起混凝土膨胀开裂,严重影响了建筑物使用寿命。提高其耐久性的最重要的技术措施就是采用高抗氯离子渗透性的高性能混凝土,从根本上提高混凝土本身的护筋性能。采用常规材料、常规工艺可以在常温下配制出抗氯离子渗透能力和抗冻融能力都较强的高性能混凝土。配制的关键在于选用与水泥相匹配的高效减水剂,在水胶比不大于0.35的条件下,使用粉煤灰、磨细矿渣粉、硅粉等矿物掺和料替代部分水泥作胶凝材料。这些磨细矿物掺和料在拌制的混凝土中发挥填充效应和火山灰反应,使混凝土变得更加致密,从而降低混凝土的渗透性。降低混凝土拌和物的用水量,采用低水胶比是提高混凝土耐久性的关键。
(2)技术指标
抗氯盐污染高性能混凝土耐久性的检验应符合现行水运行业标准《水运工程混凝土质量控制标准》JTJ269的有关规定,且表征其氯离子渗透性的电通量不应大于1000库仑。我国行业标准《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ27 5-2000对海港工程混凝土结构要求的高性能混凝土提出了如下技术指标:
混凝土拌和物  硬化混凝土
水胶比 胶凝物质总量(kg/m3) 坍落度(mm) 强度等级 抗氯离子渗透性(C)
≤0.35 ≥400  ≥120  ≥C45  ≤1OOO
对混凝土原材料也提出了相应技术要求。减水剂的减水率不低于20%。掺和料应选用细度不小于4000 cm2/g的磨细高炉矿渣、I、II级粉煤灰和硅粉等。细骨料细度模数在2.6-3.2之间。粗骨料最大粒径不宜大于25mm。在进行配合比设计时应通过降低水胶比和调整掺和料的掺量使抗氯离子渗透性指标达到规定要求。混凝土搅拌应采用强制搅拌机,搅拌时间应比常规混凝土廷长4Os以上。混凝土抹面后,应立即覆盖。终凝后,混凝土顶面应立即开始持续潮湿养护,在常温下,至少养护15d。
(3)适用范围
适用于海洋工程、冬季撒除冰盐的公路与桥梁工程、盐渍地区和距离海洋较近的岸上建筑物等处于氯盐污染环境下的建构筑物。
(4)已应用的典型工程
该技术性价比较高,原材料容易获得,配制工艺简单。所以近几年来已经在南北方的各类港口和跨海大桥工程中应用。如上海洋山深水港工程、东海大桥、杭州湾大桥、盐田港集装箱码头、援巴基斯坦瓜达尔码头工程等。
采用抗氯盐污染的高性能混凝土较普通混凝土的单价提高相当有限,但与其耐久性寿命成倍提高的效果相比,大大降低了建筑物的服务周期成本,经济效益和社会效益十分显著,应用前景十分广阔。
清水混凝土技术
清水混凝土是指结构混凝土硬化后不再对其表面进行任何装饰,以混凝土本色直接作为建筑物的外饰面。以清水混凝土作为装饰面,对美观、色差、表面气泡等方面都有很高要求,因此在混凝土配制、生产、施工、养护等方面都应采取相应的措施。
(1)主要技术内容
①混凝土配制
混凝土应使用同一种原材料和相同的配合比,混凝土拌合物应具有良好的和易性、不离析、不泌水。
矿物掺合料作为混凝土不可缺少的组分,在考虑掺合料活性的同时,充分利用各种掺合料的不同粒径,在混凝土内部形成紧密充填,增强混凝土的致密性,在外加剂方面应进一步重视解决外加剂和水泥的适应性,减少混凝土的泌水率,减少混凝土坍落度的经时损失。
除了不同水胶比将导致硬化后混凝土颜色变化外,骨料对外观的影响也不可忽视,因此同一个视觉面的混凝土工程,应采用相同类型的骨料。
②混凝土模板
为了使清水混凝土表面光滑无气泡,应根据不同强度等级混凝土选用不同材质的模板,而脱模剂除了起到脱模作用外,不应影响混凝土的外观。
③混凝土施工
混凝土浇注时,混凝土下料口与浇筑面之间距离不能过大,否则混凝土易离析,振捣时以混凝土表面出浆为宜,同时应避免漏振和过振。
④混凝土养护
混凝土的养护应确保混凝土表面不受污染,充分合理的养护是保证混凝土硬化后表面和内在质量的关键。
(2)技术指标
①混凝土表面无裂缝、无明显气泡、无明显色差、无明蜂窝麻面。
②混凝土表面平整、光滑,轴线、体型尺寸准确。
③大截面、变截面结构线条规则,棱角分明。
④梁柱接头通顺,无明确槎痕。
(3)使用范围
清水混凝土以其古朴稳重、自然、清纯的质感为建筑物增添了独特的装饰效果。一般多用于市政、交通、水利、航空等工程,在住宅建筑上也逐渐被采用。
(4)已应用的典型工程
①杨浦和南浦大桥主塔清水混凝土
②上海广播电视塔斜筒体清水混凝土
③磁浮列车工程墩身部分清水混凝土
④东方明珠电视塔
⑤浦东国际机场及首都国际机场新航站楼等。
超高泵送技术
超高泵程混凝土技术一般是指泵送高度超越2 00m的现代混凝土泵送技术。
改革开放以来,高层超高层建筑已达教千座,超高泵程混凝土技术已成为超高层建筑施工技术不可缺少的一个方面,并且已成为一种发展趋势受到各国工程界的重视。
(1)主要技术内容
①原材料品质
配制超高泵程混凝土,其原材料较一般泵送混凝土有很大的区别。作为最基本的胶结材料——水泥,除了用量以外,还应充分考虑水泥的流变性,即水泥与高性能减水剂的相容性问题,两者相容性好才可获得低用水量大流动性、且坍落度经时损失小的效果。对于细集料其品质除了应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52)外,对于不同强度等级的混凝土应选用不同细度模数的中砂。而掺合料作为高性能高泵程混凝土的重要组成材料更需从活性、颗粒组成、减水效果、水化热、泵送性能等诸方面加以平衡选择。作为外加剂,单一成分的外加剂已不能很好发挥其作用,而单纯以减水为目的外加剂也不能达到超高泵程的混凝土的使用目的,外加剂的多组分复合,以及针对具体工程配制特定要求的外加剂已成为外加剂生产厂家加强现场服务的重要方面。
②混凝土配制
超高泵程混凝土的配制同时也要研究新拌混凝土的整体性、流动性与泵送性的相互关系。要研究混凝土泵送性的直接衡量指标。
③泵送设备
泵送混凝土离不开混凝土输送泵,因此高压力、大排量、耐磨损,适应性强的泵送设备也是必不少的。此外泵送管道的设计,如何减小阻力,缩短路线也是泵送技术研究的一个方面。
(2)技术指标
①混凝土泵送高度>200m。
②硬化混凝土性能符合设计要求。
③混凝土扩展度>600mm,倒锥法混凝土下落时间<2OS
(3)适用范围
超高泵程混凝土适用于泵送高度大于200m的各种超高层建筑。
(4)已应用的典型工程
①金茂大厦。泵送高度382.5m,一次泵送174m3。
②恒隆广场。泵送高度288m,主楼标准层每层1000多m3混凝土量。
路面施工技术
(1)主要技术内容
①在配合比设计方面:使用沥青混凝土配合比设计及图表制作计算机辅助系统,自动计算矿料配合比、生成并调整级配曲线图;自动绘制马歇尔试验各项指标与沥青用量的关系图,计算最佳沥青用量;提供砂筛分记录表和筛分曲线图。计算速度较人工提高20倍以上。
②施工技术及施工工艺方面:
A面层各层结构应根据该层在使用中要求的性能与作用选择,路面三层均应选用骨架密实结构,不宜选用悬浮结构。
B混合料最佳出料温度、摊铺温度、压实温度;改性沥青混合料在运输、摊铺、压实过程中的温度损失规律;有效防止在运输、摊铺、碾压过程中的温度损失的措施,最大限度地控制了摊铺、碾压成型过程中的温度差异造成的压实度不均匀性;混合料碾压设备的合适组合和碾压控制。
C对于改性沥青SMA路面,改变传统的碾压工艺,采用增大压实功,使混合料在高温下成型,压实度高,石料不被压碎,玛蹄脂不上浮,表面构造深度达到标准高限要求。
(2)技术指标
①改性沥青混合料施工过程中工程质量控制标准
(3)适用范围
适用于高等级公路、厂矿道路、机场跑道等热拌改性沥青路面单层、双层结构的铺筑施工。
(4)已应用的典型工程
该技术已在河北石黄高速辛沧路面三合同(SAC结构表面层),江苏连徐高速AB-24标、汾灌高速OPQ23标、汾灌高速OPQ21标,徐宿高速21标(改性沥青SMA结构),浙江抗台衢高速8标(AK抗滑结构),山西大运高速7标,福建宁德高速B1标(AC结构),京珠高速湖北二合同(Superpave12.5结构)等工程成功应用。从2000年起到2003年底,累计修改性沥青路面267.821km。这些工程都己完工,交工时均为优良工程,投入使用后,使用性能得到业主和社会认可,有良好社会信誉。
改性沥青路面施工技术是由中国路桥集团第一公路工程局研究开发的,是中国路桥集团重点资助的科技开发项目。
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