10.chapter5水泥混凝土 Part 5

第五章水泥混凝土CONCRETEPart5(第八节～第十节)第八节轻混凝土•混凝土按表观密度的大小分:–重混凝土γ干2600kg/m3–普通混凝土γ干=1950~2600kg/m3–轻混凝土γ干1950kg/m3•多孔混凝土加入气泡•大孔混凝土不加细骨料•轻骨料混凝土轻骨料混凝土•以轻粗集料、轻细集料（或普通细集料）、水泥和水配制而成的，干表观密度不大于1950㎏/ｍ3的水泥混凝土为轻骨料混凝土。粗骨料的强度等级：是按标准方法（GB/T17431-1998）测得的轻骨料混凝土强度合理值。轻骨料混凝土的强度随水泥砂浆强度的提高而提高，但当砼强度提高到某极限值时，增加水泥砂浆的强度，混凝土强度不再提高或只是稍有提高，这一极限值即为合理强度值。主要决定于粗骨料的强度。实用意义：可供粗骨料选择的参考5.8.2.2轻砂细度模数：2.3～4.0堆积表观密度等级见表5-325.8.3轻骨料混凝土的配合比设计设计原则与方法与普通混凝土相似：初步配合比——试拌调整——强度及干表观密度试验确定配合比。不同点是：配比设计的基本要求中增加了表观密度等级的要求；须考虑轻骨料品种、性能对混凝土性能的影响。轻骨料品种、性能差异较大，配制轻骨料混凝土时多依靠经验及试验进行。5.8.3轻骨料混凝土的配合比设计初步配合比参数选择及计算方法：0,645.1kcuhff5.8.3.1原材料及配合比参数选择1.原材料选择（轻骨料、水泥、外加剂及拌和用水）（1）骨料：根据砼强度等级及表观密度等级，选择轻骨料品种及适宜的堆积表观密度等级（2）水泥：LC30及以下，宜选用32.5强度等级水泥；LC30～LC50，42.5强度等级LC50以上，52.5强度等级水泥5.8.3.1原材料及配合比参数选择2.用水量（1）净用水量(W)：使混凝土获得施工要求的和易性所需用水量（2）附加用水量(WG、WS)：骨料吸收的水量SG0轻骨料混凝土的净用水量参照表5-34取用（P123）。5.8.3.1原材料及配合比参数选择3.水泥用量mC应根据混凝土的配制强度及耐久性要求进行选择，可参考表5-35选用（P123）。4.砂率SP轻骨料混凝土常以体积砂率表示，较普通混凝土的砂率大，可参考表5-38选取（P124）。5.8.3.1轻骨料配合比计算（松散体积法和绝对体积法）(1)初步估计1m3砼中，粗、细骨料松散状态的总体积Vt（P124表5-39）(2)1m3砼中粗、细骨料计算：mG=Vt(1-SP)γGmS=VtSPγS(3)总用水量计算：W0=W+WS+WG(4)砼干表观密度验算：γ干=1.15mC+mG+mS计算值与设计要求的混凝土表观密度等级进行对比，差值不大于2%，否则应调整配比参数并重新计算配合比。第九节碾压混凝土•以适宜干稠的混凝土拌和物，薄层铺筑，用振动碾碾压密实的混凝土。•特点：施工快速，经济。•用途：筑坝、围堰；交通；市政；港口码头；堤坝加固与改造。5.9.1碾压混凝土的概念与类型5.9.1碾压混凝土的概念与类型筑坝用碾压混凝土有三种类型：（1）超贫碾压混凝土（也称水泥固结砂、石碾压混凝土）：胶材用量≤110kg/m3，掺合料≤30%。混凝土孔隙率大，强度低，多用于建筑物基础或坝体的内部。（2）干贫碾压混凝土：胶材用量120～130kg/m3，掺合料25%～30%，W/B=0.7～0.9（3）高掺合料碾压混凝土：胶材用量140～250kg/m3，掺合料占50%～75%，W/B=0.45～0.7。具有较好的密实性及较高的抗压强度和抗渗性。5.9.2碾压混凝土的原材料包括6组分：水泥、掺合料、砂、石、水、外加剂（1）水泥：重要的大体积建筑物，32.5及以上的低热或中热硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；一般建筑物及临时工程内部砼，掺混合材料的32.5级水泥。（2）掺合料：活性掺合料（3）骨料：粗骨料Dmax≤80mm；砂中含有一定量微细颗粒（0.16mm的颗粒）（4）外加剂：适量的缓凝减水剂，引气剂掺量较常态混凝土的多5.9.3碾压混凝土的主要技术性质包括：工作度、可塑性、易密性及稳定性（1）工作度：拌和物的干硬程度；（2）可塑性：拌和物在外力作用下能发生塑性流动，并充满模型的性质。（3）易密性：指在振动碾等压实机械作用下，拌和物中的空气易于排出，使混凝土充分密实的性质。（4）稳定性：拌和物不易发生粗骨料分离和泌水的性质。5.9.3.1碾压混凝土拌和物的工作性工作度用VC值表示，即在规定振动频率、振幅及压强条件下，拌和物从开始振动至表面泛浆所需要的时间（秒）。VC值愈大，可塑性愈差；反之则愈好。VC过大，则不易被碾实，且施工中易发生粗骨料分离；VC过小，也不易碾密实，且碾压后易泌水影响拌和物工作度的主要因素水胶比单位用水量粗骨料特性及用量掺合料的品种及掺量外加剂拌和物的停留时间5.9.3.1碾压混凝土拌和物的工作性5.9.3.2碾压混凝土的特性1.强度特性超贫及干贫碾压混凝土的强度受胶材用量的影响较大，高掺合料碾压混凝土明显受掺合料品质及掺量的影响；早期强度低，28d后强度发展较快，设计龄期不短于90d2.受力变形特性早期弹性模量低于普通混凝土，极限拉伸值与碾压混凝土类型有关徐变值，强度等级相近时，碾压混凝土徐变值较小，但早期加载时，其徐变值较大。3.物理性能及耐久性主要原材料相同时，导温系数、导热系数、比热及温度变形系数与普通混凝土相近；绝热温升、干缩率及自生收缩明显小于普通混凝土。碾压混凝土薄层摊铺、碾压施工，层与层间结合区是混凝土的薄弱区5.9.4碾压混凝土的配合比设计（一）收集配合比设计所需资料工程部位，对混凝土性能要求、施工技术水平、原材料品质等（二）初步配合比设计1.初步确定配合比参数（水胶比、掺合料掺量、浆砂比和砂率）：（1）单因素试验分析法（2）正交试验设计法（3）工程类比法5.9.4碾压混凝土的配合比设计（二）初步配合比设计2.计算单方碾压混凝土中各原料用量：（1）绝对体积法或假定表观密度法（2）填充包裹法该法假设：①胶凝材料浆包裹砂粒并填充砂粒空隙形成砂浆；②砂浆包裹粗骨料并填充粗骨料空隙，形成混凝土（三）试拌调整（四）室内配合比确定（五）施工现场配合比换算、碾压试验及配合比调整。第十节其它品种混凝土•一、高性能混凝土•二、水下浇筑(灌注)混凝土•三、喷混凝土•四、纤维增强混凝土(纤维混凝土)•五、防辐射混凝土•六、耐热混凝土(耐火混凝土)•七、耐酸混凝土一、高性能混凝土•对高性能混凝土有以下几点共识：（1）混凝土的使用寿命长及良好的耐久性；（2）混凝土应具有较高的体积稳定性；（3）高性能混凝土应具有良好的施工性能；（4）具有一定的强度和密实度，但不一定是高强，亦可以是中、低强度高性能。耐久性是材料的一种综合性质，工程中所指的耐久性，是指材料在所处的环境条件下，保持其原有性能，抵抗破坏作用的能力。混凝土达到高性能的技术手段•(1)使用新型外加剂和超细矿物质掺合料(超细粉)；•(2)降低水灰比、增大坍落度和控制坍落度损失，给予混凝土高的密实度和优异的施工性能填充胶凝材料的空隙；•(3)保证胶凝材料的水化体积安定性，改善混凝土的界面结构，提高混凝土的强度和耐久性。二、水下浇筑（灌注）混凝土•在陆上拌制而在水下浇筑（灌注）和凝结硬化的混凝土。•种类：–普通水下浇筑混凝土；–水下不分散混凝土。三、喷混凝土•用压缩空气喷射施工的混凝土。•快凝，早强，密实性高。一般28d抗压强度在20MPa以上，抗渗等级W8以上。•应用于薄壁结构、地下工程、边坡及基坑的加固，结构物维修、耐热工程、防护工程等。四、纤维增强混凝土(纤维混凝土)•以普通混凝土为基材，外掺各种纤维材料而组成的水泥基复合材料，称为纤维混凝土。•纤维材料的品种–高弹性模量的纤维(使混凝土获得较高的韧性，并提高抗拉强度、刚度和承担动荷载的能力)•钢纤维；玻璃纤维；碳纤维等。–低弹性模量的纤维(只能增加韧性，不能提高强度)•尼龙；聚乙烯；聚丙烯等。五、防辐射混凝土•能遮蔽Ｘ、γ射线及中子辐射等对人体危害的混凝土，称为防辐射混凝土。•由水泥、水及重骨料配制而成，其表观密度一般在3000kg/ｍ3以上。•混凝土表观密度愈大，防护Ｘ、γ射线的性能越好，且防护结构的厚度可减小。但对中子流的防护，混凝土中还需要含有足够多的氢元素。•配制防辐射混凝土时，宜采用胶结力强、水化热较低、水化结合水量高的水泥，如硅酸盐水泥，最好使用硅酸钡、硅酸锶等重水泥。•常用重骨料主要有重晶石(BaSO4)、褐铁矿(2Fe2Ｏ3·3H2O)、磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等。•掺入硼化物及锂盐等，也可有效改善混凝土的防护性能。•防辐射混凝土用于原子能工业以及国民经济各部门应用放射性同位素的装置中，如反应堆、加速器、放射化学装置等的防护结构。六、耐热混凝土(耐火混凝土)•耐热混凝土是在长期高温下能保持所要求的物理力学性能的特种混凝土。•组成：由适当的胶凝材料、耐热粗、细骨料及水（或不加水），按一定比例配制而成。•根据所用胶凝材料不同，通常可分为：–粘土耐热混凝土；（强度较低）–硅酸盐水泥耐热混凝土；–铝酸盐水泥耐热混凝土；–水玻璃耐热混凝土；–磷酸盐耐热混凝土。七、耐酸混凝土•能抵抗多种酸及大部分腐蚀性气体侵蚀作用的混凝土称为耐酸混凝土。•组成：由水玻璃作胶结料，氟硅酸钠作促硬剂，与耐酸粗、细骨料及掺料按一定比例配制而成。–耐酸掺料由辉绿岩、耐酸陶瓷碎料、含石英高的材料磨细而成。–耐酸粗细骨料常用石英岩、辉绿岩、安山岩、玄武岩、铸石等。