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浅谈浆体比

浆体比就是混凝土中凝胶材料体积加上水的体积合计与混凝土总体积的比值。其中的凝胶材料指的是水泥和掺合料,掺合料就是在混凝土中掺入的无机粉料,具有改善混凝土强度和性能的作用。掺合料有活性和非活性两种。活性掺合料包括钙、铝、硅等氧化物,火?#20132;?#25110;者硫酸钙,氢氧化钙。非活性掺合料包括砂岩粉、石灰石粉、粉煤灰、高炉矿渣、沸石粉、硅粉等。浆体比直接影响混凝土的各?#20013;?#33021;是否符合使用要求。如果浆体比低于标准值,则混凝土中的骨料表面由于缺少浆体包裹,所以混凝土容易松散没有黏合性、易掉落;浆体比高于标准值,则混凝土水化热居高不下,结构不稳定不耐用,后期容易出现裂缝。因此,合适的浆体比能提高混凝土的强度和抗?#30740;浴?/span>

一、浆体比对混凝?#21015;?#33021;的影响

1、搅拌性能

由于浆体在混凝土中有润滑的功能,浆体比过于小会使混凝土的流动性减小,产生离析、泌水的现象,因此合适的浆体比能提高混凝土的搅拌性能。

2、力学性能

力学性能指混凝土的强度及耐磨程度。经研究证明,浆体比较小的混凝土强度发展模式为初期强度?#32454;擼?#20294;是后期呈下降的趋势。浆体比较大的混凝土强度发展模式为初期强度?#31995;停?#21518;期强度呈逐步加强的趋势。通过对不同的混凝土强度和浆体比的研究可以发现,当混凝土浆体比在峰值时,混凝土的抗压强度可以达到最佳,同时能够节约相关材?#31995;?#20351;用量。

3、收缩性能

在一定范围内,混凝土的收缩与浆体比呈正相关,?#27492;?#30528;浆体比的增加而增加,且浆体比增大的比例近?#39057;?#20110;收缩的变形值。因此,浆体比控制在一定范围之内,可以有效的抗收缩。

4、耐久性能

在一定范围内,浆体比与抗Cl-的渗透性成?#21512;?#20851;,即浆体比的越大,抗Cl-的渗透性的性能越低,因此,在耐久性需要着重考虑的时候,可以从提高浆体比的角度入手。

二、合理浆体比标准

影响浆体比的主要变量是水泥、掺合料、水的体积。一般地,对于不同强度的混凝土,浆体比有明确的标准值,如强度等级C30-50的混凝土,浆体体积比为小于等于0.32;强度等级为C50-60的,浆体体积比为小于等与0.35,;强度等级为C60以?#31995;?#24378;度等级要小于等于0.38。由于混凝土中包含水、细骨料、粗骨料、水泥、掺合?#31995;?#31561;,各种材料在混?#31995;?#26102;候均会出现孔隙,则粒径小的材料会填充粒径大的材料。细骨?#31995;?#23380;?#38431;?#27700;、掺合料填充,粗骨?#31995;?#23380;?#38431;直?#32454;骨料填充。因此,混凝土的配合比还包含水胶比和砂率等重要?#38382;?/span>

工程实例

以某个工程为例,某城市快速路进行扩建改建工程,需要大批量的混凝土材料。从经济效益的原则出发,混凝土要求掺加掺合料和减水剂。其中改建?#33539;?#30340;混凝土强度为C30,扩建?#33539;?#30340;混凝土强度为C50。所用材料为:水泥为普通硅酸盐水泥42.5;细骨料采用中砂;碎石分为两种,其中改造混凝土C30的公路使用粒径5-31.5mm连续级配的碎石,扩建的混凝土C50的公路使用粒径5-20mm连续级配的碎石;掺合料粉煤灰,取代水泥比率为15-18%。减水剂使用聚羧酸高性能减水剂。

1、计算混凝土配合比

(1)各种材料成分测定

首先对水泥的强度和凝结时间进行试验,28天抗压强度为50.1MPa;对水质中的成分进行检验,包括pH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐、碱含量等指标测定;粉煤灰对细度、含水量、需水量比进行检测;聚羧酸高性能减水剂进行检测减水率、收缩率比、泌水率比、抗压强度比等试验,减水率为18.2%。

(2)按照混凝土强度选定相关的?#38382;?/span>

C30混凝土的设计强度为38.2MPa,水胶比值0.49,砂率42%,浆体比0.30;C50混凝土的设计强度为59.9MPa,水胶比值0.33,砂率40%,浆体比0.34,根据这三个数值使用质量法或体积法进行计算可以得出混凝土的配合比,算出的混凝土配合比进行试验,配合比如表1。

试验后,混凝?#21015;?#33021;满足施工要求,C30的28天强度为42.1MPa,C50的28天强度为63.1MPa。为了使混凝土配合比更加合理经济,在不调整砂率和水胶比的情况下适当调整浆体比,即在原有的基础上减少0.005进行微量调整,并调整其他材料用量。调整后的配合比如表2。

试验后,发现混凝?#21015;?#33021;满足施工要求,C30的28天强度为40.4MPa,C50的28天强度为61.6MPa,强度?#26448;?#28385;足施工要求。

通过试验可以发现浆体比可以做为一个调整变量,在保证水胶比及砂率的情况下,调整浆体比的值,可以适当改变各种材?#31995;?#29992;量,也就是说,在保证混凝土的强度标准下,选取较小的浆体比可以在保证混凝土原有的性能基础上,节约成本。则混凝土C30最终浆体比确定为0.295,C50的最终浆体比确定为0.335。这样能在较大的节约材?#31995;耐?#26102;,保证了混凝土的各项性能良好。
 

质量法和体积法都可以用于混凝土配合比的计算,但是质量法的误差比体积法略大,实际工作中,处理对混凝土的配合比进行计算,还要实施小范围的试配试验。经过试验结果再对混凝土配合比的各成分进行微调后方可使用。其中,通过对浆体比的研究能够在混凝土配合比中,对水、水泥、掺合?#31995;陌盐?#26356;加精确,有利于各种材料用量的优化计算。


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