混凝土组成成份对混凝土性能的影响.doc

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1、混凝土组成成份对混凝土性能的影响建国以来,我国水泥和混凝土工业发展迅速,水泥产量从1949年的66万t,到2006年年产量达13.7亿t,占世界水泥生产总量50%左右。20世纪50年代我国混凝土设计强度为15MPa,20世纪70年代平均强度为20MPa,20世纪80年代平均强度已达25～30MPa,近年来大量使用的混凝土设计强度已达30～40MPa,C50以上高强度混凝土已大量用于预制构件,高层建筑和大跨度桥梁中,这是混凝土技术进步的重要标志。长期以来,水泥、混凝土、混凝土构件和工程结构被划分属于不同学科,在不同领域的不同层次进行研究,在工程上也分属不同行业,实际上,水

2、泥、特别是混凝土,是一种复杂的、非均质的多相体,水泥浆体、混凝土、以至钢筋混凝土结构的行为都不能用其中各组分单个行为的简单叠加来表征。例于在混凝土中掺入硅灰时,混凝土的强度随硅灰的掺量而提高;但在水泥中,水泥强度并不随硅灰的掺量而变化,这说明混凝土的行为并不取决于水泥单独的性质和行为。在过去,在各个层次分离的情况下,本应是整体的水泥—混凝土—工程结构,由于分属不同领域,造成工程技术人员“隔行”,会出现矛盾而影响工程质量和混凝土技术的进步。例如,随着建设的发展,工程结构设计人员要求提高混凝土强度,提高混凝土强度则要求水泥提高标高;而不懂混凝土的结构设计人员并不知道混凝土的

3、强度是怎样提高的;而混凝土的生产者也不了解水泥标高的提高是采取了什么措施,而这些措施反过来会对混凝土的其他性能和工程有什么影响;水泥的生产者并不了解混凝土技术的发展,不知道水泥的性质如何与混凝土技术相适应;结果导致发生使用外加剂的混凝土流变性能的问题,大体积混凝土的温度应力问题,收缩开裂的问题,混凝土的长期性能问题等。因此,混凝土工程技术人员不仅要了解水泥除强度以外的各种物理力学性能,而且要增加一些水泥组成和工艺的知识,还应了解施工的知识和结构、构造的知识,反之,结构工程设计和施工技术人员必须深化水泥、混凝土的知识,才能知道如何对水泥提出全面而正确的要求,并正确使用混凝

4、土。业主,工程监理人员也要懂得水泥、砂石、外加剂等原材料的何种组合和性质对混凝土有何影响,以提高混凝土的性能,降低混凝土的成本,促进混凝土技术的健康发展。　　近年来,建设工程的业主、施工、监理和设计对混凝土工程质量仅要求和注重强度,而忽视了混凝土结构的耐久性,在实践中只将强度作为混凝土质量要求和验收标准备。有些施工单位反映“混凝土一上C40就开裂”。其原因很复杂,涉及多方面,仅技术而言,施工质量控制(施工管理技术水平,施工人员素质),混凝土的原材料和配合比是影响工程质量的重要因素。1　混凝土配合比设计　　混凝土配合比是进行生产的依据,直接关系到混凝土的性能和生产成本,是

5、混凝土质量控制的核心部分。混凝土配合比设计目标值应为:①具有较高的强度指标满足设计强度要求;②具有较好的流动性,易于施工;③体积稳定性好;④高度的耐久性;⑤较好的原材料组合,达到材料成本最低化。确定混凝土的配合比设计应紧紧围绕这5个目标值,根据结构设计强度等级、混凝土的耐久性、及工程的结构部位、运输距离、施工方式等来确定原材料的品种、规格及拌合物的坍落度等性能。混凝土的配合比计算,一般先利用相关的混凝土强与水灰比的关系式计算出水灰比,然后根据经验,有关资料选定每1m3混凝土的用水量,胶凝材料用量,然后根据混凝土的工作性能要求确定砂率,外加剂掺量,确定粗骨料的用量,最后通

6、过试配确定生产的配合比。在实际生产实践中,由于整个计算、试配过程基本以强度作为主要控制指标,加上部分试验人员对混凝土的用水量,胶凝材料用量,砂率、粗骨料用量及外加剂等对混凝土的强度、耐久性的影响关系认识不足,片面以加大胶凝材料(水泥)的用量以提高混凝土强度,最后试配不出最经济合理的配合比来指导生产。　　下面就某项目2个施工单位预制50mT梁的C50施工配合比进行比较。两单位均采用同品牌P.042.5级水泥,相同料厂生产的碎石与机制砂,相同掺量(1%)的同种高效减水剂,试配结果见表1。经比较乙单位试配出混凝土性能比甲单位好,每1m3混凝土的成本要比甲单位低,且预制T梁的混

7、凝土外观质量比甲单位好。2　胶凝材料的控制2.1　我国水泥标准修订的影响　　20多年来,我国水泥标准进行过3次修订。第1次修订的标准于1979年7月开始实施,第2次修订1992年开始逐步实施,第3次修订1999年开始实施。水泥标准的修订,促进我国水泥生产工艺的改进和产品质量的提高,通过对标准修订,增加了熟料中C3S和C3A的含量,水泥细度从比表面积平均300m2/kg增加到平均330m2/kg,提高了水泥强度,尤其是早期强度,导致水泥的水化速率过快、水化热大、早期强度发展过快过高、混凝土的微观结构不良、收缩大、抗裂性下降、抗腐蚀性差,同时