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混原材料對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響
(一)水泥的影響
水泥礦物組分組成和細(xì)度對(duì)混凝土強(qiáng)度有重要影響,C3S和C3A的含量高的水泥早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快,早期強(qiáng)度高,但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,C2S含量高的水泥后期強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng),后期強(qiáng)度高。水泥細(xì)度的大小直接影響水化速率的快慢,一般來說,隨著水泥細(xì)度的增加,水泥水化速率也隨著變快,混凝土強(qiáng)度隨之提高。早期強(qiáng)度過快的增長(zhǎng)容易造成后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,甚至出現(xiàn)強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象。
(二)礦物摻合料的影響
礦物摻合料已經(jīng)成為混凝土不可缺少的組分,對(duì)其使用的目的也從最初的單純追求經(jīng)濟(jì)效益,轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣呋炷列阅艿募夹g(shù)手段。礦物摻合料的物理“填充效應(yīng)”和化學(xué)“火山灰效應(yīng)”,尤其是二次水化使混凝土微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,提高混凝土密實(shí)度,促進(jìn)后期強(qiáng)度的提高。
但不同的礦物摻合料其性能和特點(diǎn)各異,在使用礦物摻合料時(shí)應(yīng)對(duì)其性能進(jìn)行關(guān)注、了解,充分發(fā)揮各自的效能。如粉煤灰的化學(xué)成分、細(xì)度都對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生很大的影響,粉煤灰細(xì)度越細(xì),活性越高,填充效能也越好。但隨著粉煤灰摻量的增加,混凝土早期強(qiáng)度逐漸降低明顯,后期強(qiáng)度趕上或超過不摻粉煤灰的混凝土強(qiáng)度;礦渣粉屬于潛在活性摻合料,其活性與細(xì)度有很大的關(guān)系,隨著細(xì)度增大,對(duì)混凝土28d強(qiáng)度的貢獻(xiàn)也增大,一般要求礦渣粉比表面積大于400m2/kg時(shí),但過高的比表面積會(huì)增加耗能。硅粉比表面積大,顆粒粒徑非常小,可以混凝土短期內(nèi)發(fā)生火山灰反應(yīng),硅粉對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)主要在28d之前,就長(zhǎng)期強(qiáng)度增長(zhǎng)而言,硅粉混凝土不如純水泥混凝土或粉煤灰混凝土。將不同性能的礦物摻合料復(fù)合使用可以出現(xiàn)超疊加效應(yīng),對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度均有較大貢獻(xiàn)。
(三)骨料的影響
含泥量是影響混凝土強(qiáng)度的主要因素,含泥量大,強(qiáng)度偏低。含泥量還影響同齡期混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)幅度,一般來說,含泥量低的砂拌制的混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度大于含泥量高的砂拌制的混凝土。機(jī)制砂一般多棱角、表面粗糙、含有大量石粉,且界面新鮮,提高了砂與水泥石界面間的粘結(jié)強(qiáng)度。但機(jī)制砂的粒形特點(diǎn)也會(huì)造成混凝土用水量高于天然河砂拌制混凝土的用水量,可采用高效減水劑予以控制。機(jī)制砂中的石粉在低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中可以補(bǔ)充膠凝材料用量,起到填充密實(shí)作用,提高混凝土強(qiáng)度。但在使用過程中應(yīng)注意區(qū)分,機(jī)制砂中含的是石粉還是泥粉。
(四)外加劑的影響
(1)減水劑的影響
減水劑已經(jīng)成為混凝土的重要組分,一方面可以降低用水量,提高降度,另一方面可以將水泥顆粒分散的更均勻,促使水泥進(jìn)一步水化,降低混凝土孔隙率,提高混凝土密實(shí)度。水泥漿中摻入適量減水劑,能使水泥漿早期水化產(chǎn)物生長(zhǎng)有所延緩,這種延緩作用將促使其水化產(chǎn)物生長(zhǎng)得更加充分、完整,從而使硬化水泥石的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密。但減水劑對(duì)強(qiáng)度的影響也同樣存在不利的方面,過量的使用減水劑會(huì)造成混凝土離析、分層,降低混凝土強(qiáng)度。
(2)引氣劑的影響
引氣劑的使用可以改善混凝土的和易性,顯著提高混凝土的抗凍性。但引入的氣泡會(huì)削弱水泥石與骨料間的粘結(jié)強(qiáng)度,降低混凝土抗壓強(qiáng)度,當(dāng)混凝土含氣量超過4%后,含氣量每增加1%,混凝土的抗壓強(qiáng)度約降低4%~6%,抗折強(qiáng)度約降低2%~3%。在膠凝材料用量較大的貧混凝土中,水泥漿體少不足以填充骨料間的空隙,添加引氣劑可以增加漿體體積,使骨料間的密實(shí)度提高,從而彌補(bǔ)了引氣劑的負(fù)面作用。因此,在低膠凝材料用量的貧混凝土中,引氣劑對(duì)強(qiáng)度的影響可以忽略不計(jì)。
(3)調(diào)凝劑的影響
調(diào)凝劑是調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間的外加劑,也使混凝土的凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律發(fā)生一些改變?;炷齽┗蚓從蜏p水劑可以延遲凝結(jié)時(shí)間,降低混凝土早期強(qiáng)度,后期強(qiáng)度不受影響,甚至還有所增加。但過量使用緩凝劑,造成混凝土凝結(jié)時(shí)間超長(zhǎng)(大于48小時(shí)),將會(huì)降低混凝土后期強(qiáng)度。早強(qiáng)劑可以增水泥中C3S組分水化速率和強(qiáng)度發(fā)展速率,對(duì)提高混凝土早期強(qiáng)度有利,但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,對(duì)混凝土后期強(qiáng)度影響不大或略有降低(當(dāng)摻加量較大時(shí))。
(五) 水品質(zhì)的影響
水是混凝土中的主要成分,水中帶有的雜質(zhì)可能對(duì)混凝土質(zhì)量帶來負(fù)面的影響。例如水中含有藻類及其他有機(jī)物溶解并干擾水泥水化過程,減緩凝結(jié)過程和強(qiáng)度發(fā)展過程,降低強(qiáng)度。有顏色的水一般含有可溶性的有機(jī)物(多位鞣酸和腐殖酸),它們會(huì)延緩水泥的水化過程。水中的碳酸鹽或硫酸鹽可以加快混凝土的凝結(jié)速度,但過多的碳酸鹽或硫酸鹽會(huì)消減混凝土的28d強(qiáng)度或長(zhǎng)期強(qiáng)度。(來源:砼話)