混凝土施工基本知識(shí)

1、混凝土施工基本知識(shí) 講到混凝土的基本知識(shí),就必須了解混凝土配合比的設(shè)計(jì)過程,只有了解了混凝土配合比的設(shè)計(jì)過程才能對(duì)混凝土有一個(gè)全面了解,才能懂得怎樣控制機(jī)好混凝土的施工質(zhì)量。 一、普通混凝土配合比 1、混凝土配制強(qiáng)度計(jì)算 在進(jìn)行混凝土理論配合比設(shè)計(jì)時(shí)首先要計(jì)算混凝土的配置強(qiáng)度，為什么要計(jì)算混凝土的配制強(qiáng)度呢？我們知道混凝土由于受各種因素的影響，強(qiáng)度并不是一個(gè)固定不變的值，而是圍繞著配制強(qiáng)度上下波動(dòng)的值。為了保證混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度就必須提高混凝土的配制強(qiáng)度，那么混凝土的配制強(qiáng)度要提高到多少才算合適，在配合比設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范中給出了一個(gè)計(jì)算公式。 配制強(qiáng)度f(wàn)cu= fcuk+1.645 （式1） 式中

2、fcu 混凝土配制強(qiáng)度 fcuk混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度 混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差（簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)差） n 標(biāo)準(zhǔn)差= （X-X）2/n-1 （式2） i=1 式中 x各試驗(yàn)數(shù)據(jù)值 x試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值 n試驗(yàn)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) 在混凝土施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，要求混凝土的抗壓強(qiáng)度保證率為95%，公式中的1.645為95%強(qiáng)度保證率系數(shù)。公式中的樣本標(biāo)準(zhǔn)差是衡量樣本數(shù)據(jù)波動(dòng)性（離散程度）的指標(biāo)，樣本標(biāo)準(zhǔn)差是根據(jù)上一時(shí)期施工的混凝土的抗壓強(qiáng)度經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)評(píng)定由公式2求得的，標(biāo)準(zhǔn)差波動(dòng)性的大小受施工水平的影響，混凝土拌合質(zhì)量控制的好，混凝土的抗壓強(qiáng)度值波動(dòng)范圍就小，則標(biāo)準(zhǔn)差小，混凝土拌合質(zhì)量控制的不好，混凝土的抗壓強(qiáng)度值波動(dòng)范圍就

3、大，則標(biāo)準(zhǔn)差也大。 舉例說(shuō)明： 例1、C30混凝土抗壓強(qiáng)度如下： 35.0、28.9、40.2、33.6、45.5、34.1、38.2、42.4、30.0、27.4 =5.98MPa x=35.5MPa 例2、C30混凝土抗壓強(qiáng)度如下： 33.2、37.3、37.1、34.4、39.6、36.4、34.2、37.5、28.6、35.8 =3.04MPa x=35.4MPa 混凝土強(qiáng)度離散性的規(guī)律遵循正態(tài)分布曲線，接近配制強(qiáng)度變化的值站多數(shù)，偏離太大或太小的值站少數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)差小曲線較陡，標(biāo)準(zhǔn)差大曲線較緩。由公式1可以看出，混凝土的配制強(qiáng)度是與標(biāo)準(zhǔn)差成正比的，標(biāo)準(zhǔn)差大則混凝土的配制強(qiáng)度就大，進(jìn)而水泥

4、用量也大，標(biāo)準(zhǔn)差小則混凝土的配制強(qiáng)度就小，進(jìn)而水泥用量也小，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 由于我們是流動(dòng)性單位，隨施工地點(diǎn)的變化，原材料也隨之變化，所以我們不能將某一地統(tǒng)計(jì)求得的標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)用到其他施工地點(diǎn)，我們?cè)谟?jì)算混凝土的配合比強(qiáng)度時(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)差是規(guī)范上規(guī)定的，規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)差是經(jīng)統(tǒng)計(jì)全國(guó)平均施工水平求得的。 引起混凝土強(qiáng)度變異的原因有以下幾個(gè)方面： 材料質(zhì)量的波動(dòng)：材料中水泥是影響混凝土強(qiáng)度最重要因素，如水泥的實(shí)際強(qiáng)度、儲(chǔ)存條件、存放時(shí)間的長(zhǎng)短等均會(huì)引起混凝土強(qiáng)度波動(dòng)； 配料誤差：為了縮小稱量誤差，必須校核衡器的精度，并應(yīng)做定期檢查。每日開盤拌制混凝土前，必須測(cè)定集料的含水率，扣除相應(yīng)的拌合水量，增加相

5、應(yīng)的集料用量?；炷磷儺愖畲蟮膩?lái)源是加水量誤差，加水量的誤差在于用水量稱量的不準(zhǔn)確，并且還在于集料含水率難以準(zhǔn)確測(cè)定，集料堆的外部與內(nèi)部含水率或上部與下部含水率不同。 拌和、搗實(shí)與養(yǎng)護(hù)：對(duì)混凝土拌和物的充分拌和取決于拌和機(jī)的類型，拌和時(shí)間也會(huì)對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生影響，混凝土施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定了最小拌和時(shí)間，是為了使拌和時(shí)間不至于對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生很大影響。 試驗(yàn)誤差：試驗(yàn)誤差包括取樣、成型、養(yǎng)護(hù)和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等方面操作的差別給立方體強(qiáng)度帶來(lái)的變化。 2、基準(zhǔn)水灰比計(jì)算 W/C=A*fce/fcuo+A*B*fce 式中 A、B經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查表求得 fcu混凝土的配制強(qiáng)度 fce水泥的實(shí)際強(qiáng)度 計(jì)算出基準(zhǔn)水灰比

6、后再按假定容重法或體積法計(jì)算砂、碎石等材料的用量，然后進(jìn)行試拌，觀察并調(diào)整混凝土拌合物的坍落度和流動(dòng)性、粘聚性、保水性等各項(xiàng)和易性指標(biāo)，以此配合比做為基準(zhǔn)混凝土配合比。在基準(zhǔn)水灰比基礎(chǔ)上分別減小和增加0.05個(gè)水灰比，制作試件并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，待抗壓強(qiáng)度結(jié)果出來(lái)后從中選取一個(gè)水泥用量最小，強(qiáng)度又能滿足設(shè)計(jì)要求的配合比作為理論配合比指導(dǎo)施工生產(chǎn)。 夢(mèng)中的風(fēng)景 2008-07-18 13:46 二、高性能混凝土配合比的確定 高性能混凝土也稱耐久性混凝土，混凝土的耐久性主要包括抗凍性、抗蝕性、抗炭化、抗減骨料反應(yīng)、耐腐蝕等。 高性能混凝土配合比檢測(cè)項(xiàng)目有：抗壓強(qiáng)度、坍落度、泌水率、含氣量、抗裂性、電通

7、量、彈性模量、抗凍性、耐磨性、抗?jié)B性等。 受以上耐久性要求，在鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)中根據(jù)環(huán)境作用等級(jí)的不同，對(duì)最大水膠比都作了規(guī)定。在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定的環(huán)境等級(jí)，從規(guī)范中直接查用。綜合考慮含氣量等因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響（混凝土中的含氣量每增加1%，混凝土強(qiáng)度約降低5MPa左右），以0.05的間隔降低一到兩個(gè)水膠比制作混凝土配合比，從中選取膠凝材料用量少，耐久性及抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求的配合比作為理論配合比指導(dǎo)施工生產(chǎn)。 在強(qiáng)侵蝕環(huán)境作用條件下，由于混凝土配合比著重考慮了耐久性要求，強(qiáng)度往往比較高，象鄭西客專線C30鉆孔樁及承臺(tái)和墩身1M以下處于H4硫酸鹽強(qiáng)

8、侵蝕環(huán)境下，規(guī)范規(guī)定最大水膠比0.36，混凝土的最終強(qiáng)度可達(dá)50 MPa左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C30混凝土要求的配制強(qiáng)度37.4MPa。 高性能混凝土為了減少膠凝材料中硅酸鹽水泥用量，應(yīng)使用礦物參合料，目的是為了減少水泥用量大所帶來(lái)的負(fù)面影響，提高混凝土的耐久性?；炷恋脑缙趶?qiáng)度越高，對(duì)混凝土長(zhǎng)期性能越不利，在早期越易開裂，不利于混凝土的耐久性，所以要慎用早強(qiáng)型水泥。在高性能混凝土中摻加礦物摻合料后，混凝土的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)速度有所放慢。在鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)中將高性能混凝土的齡期規(guī)定為56天。高性能混凝土在56天齡期后還要做快速抗凍性試驗(yàn)，快速抗凍性試驗(yàn)每4小時(shí)一個(gè)循環(huán)，客運(yùn)專線設(shè)計(jì)使用年

9、限為100年，要求抗凍循環(huán)F300次，一個(gè)抗凍性試驗(yàn)要50天，整個(gè)配合比各項(xiàng)指標(biāo)做全需要106天。 在高性能混凝土中摻入引氣型高效減水劑可使混凝土的抗?jié)B性及抗凍性顯著提高，由于引氣劑在混凝土中引入大量微氣泡占據(jù)了混凝土中的自由空間，破壞了毛細(xì)管的連續(xù)性，使混凝土的抗?jié)B性得到改善。氣泡對(duì)水分凍結(jié)產(chǎn)生的局部壓力增大起到了緩沖作用，提高了混凝土的抗凍性。要達(dá)到F300次凍融循環(huán)混凝土中的含氣量需在4左右，超過6時(shí)耐久性下降。 泌水會(huì)造成混凝土各組分材料的離析，并在粗集料顆粒下放形成水囊。摻有引氣劑的混凝土可增大澆筑稠度，減少材料分離現(xiàn)象，減小泌水率。高性能混凝土水下鉆孔樁的泌水率要求1，其他混凝土的

10、泌水率為零。 三、混凝土施工控制 混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)一般都是選用基本合格的原材料，但是我們?cè)趯?shí)際施工中往往由于料源供應(yīng)等情況，砂、碎石等原材料的質(zhì)量不能滿足要求。砂中的含泥量超標(biāo)，粗細(xì)不穩(wěn)定，碎石中的石粉含量超標(biāo)，級(jí)配不良。這些因素都影響了配合比在施工中的正常使用，造成混凝土拌合物離析、泌水，坍落度減小。為了滿足工地施工的要求，需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行調(diào)整（這種調(diào)整是不符合要求的）。但也不是所有不符合質(zhì)量要求的原材料都能在拌和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)變化大原材料應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。 水膠比是控制混凝土強(qiáng)度的主要因素，在對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)我們已經(jīng)對(duì)水膠比進(jìn)行了優(yōu)化選擇。所以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整時(shí)均應(yīng)保持水膠

11、比不便，以增加水泥漿用量或調(diào)整減水劑用量的方法使混凝土坍落度達(dá)到澆注要求。 由于材料某些指標(biāo)不合格使調(diào)整后的混凝土配合比與理論配合比相比，水泥或減水劑用量增加，加大了工程成本，所以我們要想降低成本就應(yīng)當(dāng)控制好地材質(zhì)量。 大多數(shù)造成混凝土劣化的物理的或化學(xué)的侵蝕，都是有害介質(zhì)通過水的侵入而發(fā)生的，所以低滲透性是混凝土的第一道防線。影響混凝土滲透性的主要因素是混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。目前使用的各種礦物參合料和減水劑均可以增加高性能混凝土的密實(shí)性。高性能混凝土有一個(gè)控制指標(biāo)“電通量”，電通量是混凝土抵抗外界有害物質(zhì)侵入能力的一個(gè)指標(biāo)，電通量的大小反應(yīng)了混凝土的密實(shí)程度。 夢(mèng)中的風(fēng)景 2008-07-18

12、13:47 三、 混凝土中的水在混凝土硬化后會(huì)在混凝土中留下毛細(xì)孔隙，用水量的多少會(huì)使混凝土的密實(shí)程度發(fā)生變化，用水量大混凝土的毛細(xì)孔隙多，電通量也隨之增大，用水量小混凝土的毛細(xì)孔隙少，電通量也隨之減小，所以不論是從混凝土的強(qiáng)度還是耐久性要求，都必須控制好混凝土的用水量（我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)施工中為了節(jié)約成本往往忽視混凝土的強(qiáng)度和耐久性要求，隨意增加用水量）。 四、混凝土抗壓強(qiáng)度評(píng)定 在混凝土施工一段時(shí)間后，規(guī)范要求需對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定，評(píng)定結(jié)論為合格和不合格。以配合比基本相同、同施工條件、同標(biāo)號(hào)、檢驗(yàn)期不超過三個(gè)月的混凝土的抗壓強(qiáng)度為一檢驗(yàn)批。 1.當(dāng)混凝土的原材料、生產(chǎn)工藝及施工管理水平在較

13、長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不能保持一致，且同一品種混凝土的強(qiáng)度變異性又不能保持穩(wěn)定時(shí)；或在前一檢驗(yàn)期內(nèi)的同類混凝土沒有足夠數(shù)據(jù)能確定驗(yàn)收批混凝土試件的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)差未知方法檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度。應(yīng)由5組或5組以上的試件組成一個(gè)驗(yàn)收批，其強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)滿足以下要求： x fcuk+0.95 fminfcuk-A*B 式中 x混凝土抗壓強(qiáng)度平均值 fmin 混凝土抗壓強(qiáng)度中的最小值 A、B混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)系數(shù) 混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差. 混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)系數(shù)A值 試件組數(shù)n 5-9 10-19 20 A 0.85 1.10 1.20 混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)系數(shù)B值 混凝土強(qiáng)度等級(jí) C20 C20-C40 C40 B（N/mm

14、2） 3.5 4.5 5.5 2.混凝土抗壓強(qiáng)度試件在2-4組時(shí)，采用非數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度，期強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)滿足下列要求： xfcuk+C fminfcuk-D 式中 x混凝土抗壓強(qiáng)度平均值 fmin 混凝土抗壓強(qiáng)度中的最小值 C、D混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)系數(shù) 混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)系數(shù)C、D值 混凝土強(qiáng)度等級(jí) C20 C20-C40 C40 C（N/mm2） 3.6 4.7 5.8 D（N/mm2） 2.4 3.1 3.9 如上例1、計(jì)算 x =35.5MPa fcuk+0.95=30+0.95*5.98=35.7MPa 驗(yàn)證 fmin=27.4MPa fcuk-A*B=30-1.1*4.5=25.1M

15、Pa 經(jīng)評(píng)定該批混凝土符合fminfcuk-A*B條件，不符合x fcuk+0.95條件，評(píng)定為不合格 如上例2、計(jì)算 x =35.4MPa fcuk+0.95=30+0.95*3.04=32.9MPa 驗(yàn)證 fmin=27.4MPa fcuk-A*B=30-1.1*4.5=25.1MPa 經(jīng)評(píng)定該批混凝土符合fminfcuk-A*B條件，符合x fcuk+0.95條件，評(píng)定為合格 從以上實(shí)例可以看出，如果混凝土抗壓強(qiáng)度離散性太大雖然平均值滿足設(shè)計(jì)要求，評(píng)定結(jié)果卻不合格。 混凝土施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定混凝土抗壓強(qiáng)度保證率為95%，也就是說(shuō)還有5%的混凝土抗壓強(qiáng)度會(huì)落入不合格區(qū)域，從混凝土評(píng)定公式可以

16、看出，混凝土最小抗壓強(qiáng)度值也是有最低限要求的。 五、減水劑的應(yīng)用 根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土外加劑分類定名與定義GB8075-87，混凝土外加劑是在拌制混凝土過程中摻入，用以改變混凝土性能的物質(zhì)。 混凝土外加劑按其主要功能分為四類： 1、 改善混凝土拌和物性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等； 2、 調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等； 3、 改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑和阻銹劑； 4、 改善混凝土其它性能的外加劑，包括膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。 減水劑的第一代產(chǎn)品是以木質(zhì)素磺酸鹽（簡(jiǎn)稱木鈣）為代表的普通減水劑，木鈣具有

17、減水緩凝的作用，減水率在10左右。 第二代產(chǎn)品是以磺酸鹽甲醛縮合物為代表的萘系減水劑，減水率在1520。萘系減水劑分高濃縮型和低濃縮型兩種，高濃產(chǎn)品其硫酸鈉含量低于5，由于生產(chǎn)低濃產(chǎn)品時(shí)完全用減中和，產(chǎn)品中硫酸鈉含量較多(25)。目前我國(guó)生產(chǎn)的萘系減水劑絕大部分是低濃產(chǎn)品。在鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定硫酸鈉含量10，所以市場(chǎng)上一般的萘系減水劑不適合高性能混凝土。 第三代產(chǎn)品就是目前我們?cè)诳蛯Ｉ暇€使用的聚羧酸鹽高效減水劑，其減水率在20以上。聚羧酸鹽高效減水劑復(fù)合引氣劑具有減水、引氣、緩凝和保坍的作用。其硫酸鈉、減等有害物質(zhì)含量均能滿足規(guī)范要求。 我國(guó)水泥品種較多，五種硅酸鹽系列水

18、泥即有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥，它們的熟料礦物組成的變化很大，其次是混合料的品種性能，水泥的細(xì)度，水泥生產(chǎn)工藝等也不盡相同，這些都影響減水劑的使用效果，所以無(wú)論何種外加劑對(duì)水泥都有一個(gè)適應(yīng)性問題，適應(yīng)性好其減水率、保坍效果顯著，適應(yīng)性差其減水率、保坍效果差。因此減水劑在使用前應(yīng)做水泥適應(yīng)性試驗(yàn)，選擇與水泥適應(yīng)性好的減水劑制作混凝土配合比。 混凝土是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材。普通混凝土（簡(jiǎn)稱為混凝土）是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料；

19、水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起潤(rùn)滑作用，賦予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥漿硬化后，則將骨料膠結(jié)為一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。鋼筋混凝土（簡(jiǎn)稱RC），是經(jīng)由水泥、粒料級(jí)配、加水拌和而成混凝土，在其中加入一些抗拉鋼筋，在經(jīng)過一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，達(dá)到建筑設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)度。它應(yīng)該是人類最早開發(fā)使用的復(fù)合型材料之一。 鋼筋和混凝土是兩種全然不同的建筑材料，鋼筋的比重大，不僅可以承受壓力，也可以承受張力；然而，它的造價(jià)高，保溫性能很差。而混凝土的比重比較小，它能承受壓力，但不能承受張力；它的價(jià)格比較便宜，但是卻不堅(jiān)固。而鋼筋混凝土的誕生，解決了這兩者的缺陷問題，并且保留了它們

20、原來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，使得鋼筋混凝土成為現(xiàn)代建筑物建造的首選材料。 混凝土的歷史 可以追溯到古老的年代。其所用的膠凝材料為粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世紀(jì)20年代出現(xiàn)了波特蘭水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的強(qiáng)度和耐久性，而且原料易得，造價(jià)較低，特別是能耗較低，因而用途極為廣泛。1861年鋼筋混凝土得到了第一次的應(yīng)用，首先建造的是水壩、管道和樓板。1875年，法國(guó)的一位園藝師蒙耶（18281906年）建成了世界上第一座鋼筋混凝土橋。 20世紀(jì)初，有人發(fā)表了水灰比等學(xué)說(shuō)，初步奠定了混凝土強(qiáng)度的理論基礎(chǔ)。以后，相繼出現(xiàn)了輕集料混凝土、加氣混凝土及其他混凝土，各種混凝土外加劑也開始使用。60

21、年代以來(lái)，廣泛應(yīng)用減水劑，并出現(xiàn)了高效減水劑和相應(yīng)的流態(tài)混凝土；高分子材料進(jìn)入混凝土材料領(lǐng)域，出現(xiàn)了聚合物混凝土；多種纖維被用于分散配筋的纖維混凝土?，F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)也越來(lái)越多地應(yīng)用于混凝土材料科學(xué)的研究。 隨著時(shí)代的變遷，技術(shù)的進(jìn)步，“混凝土家族”里也有了新成員的加盟，其中纖維混凝土，無(wú)論從抗壓強(qiáng)度和價(jià)格來(lái)看，都具有一定的優(yōu)勢(shì)。然而，鋼筋混凝土雖然受到“混凝土家族”的競(jìng)爭(zhēng)影響，其發(fā)展的優(yōu)勢(shì)也不如從前，但是，在如今的很多領(lǐng)域中，仍能看到它那熟悉的身影。它依舊是堅(jiān)固耐用的代名詞。代表城市形象的高樓大廈，自然少不了鋼筋混凝土。高速公路、建筑橋梁、隧道等是鋼筋混凝土現(xiàn)代應(yīng)用的另一方面。然而，鋼筋混凝土還

22、有一個(gè)更為實(shí)用的功能，那就是除險(xiǎn)，在處理各類坍塌事故中，使用鋼筋混凝土，可以更快的取得關(guān)鍵性的進(jìn)展，因?yàn)橛辛怂闹?，才能使搶險(xiǎn)行動(dòng)獲得控制性成果。因此，從這些方面可以看出，鋼筋混凝土在眾多建材中，依舊占有一席之地，我們期待，在未來(lái)的建筑道路上，鋼筋混凝土可以走的更好、更穩(wěn)水泥的主要成分主要由以下四種組成:(1)硅酸三鈣3CaO*SiO2(2)硅酸二鈣2CaO*SiO2(3)鋁酸三鈣3CaO*Al2O3(4)鐵鋁酸四鈣4CaO*Al2O3*Fe2O3 水泥由石灰石、粘土、鐵礦粉按比例磨細(xì)混合，這時(shí)候的混合物叫生料。然后進(jìn)行煅燒，一般溫度在1450度左右，煅燒后的產(chǎn)物叫熟料。然后將熟料和石膏一起

23、磨細(xì)，按比例混合，才稱之為水泥。這時(shí)候的水泥叫普通硅酸鹽水泥。 我們平?？吹降乃嘟凶鏊嗍撬嗍炝霞舆m量石膏共同磨細(xì)后，即成硅酸鹽水泥。水泥熟料的化學(xué)組成：氧化鈣、二氧化硅和少量的氧化鋁和氧化鐵。水泥礦物組成:硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。為什么水泥遇水會(huì)凝固?當(dāng)水泥與適量的水調(diào)和時(shí)，開始形成的是一種可塑性的漿體，具有可加工性。隨著時(shí)間的推移，漿體逐漸失去了可塑性，變成不能流動(dòng)的緊密的狀態(tài)，此后漿體的強(qiáng)度逐漸增加，直到最后能變成具有相當(dāng)強(qiáng)度的石狀固體。如果原先還摻有集合料如砂、石子等，水泥就會(huì)把它們膠結(jié)在一起，變成堅(jiān)固的整體，即我們常說(shuō)的混凝土。這整個(gè)過程我們把它叫做水泥的凝結(jié)和

24、硬化。從物理、化學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，凝結(jié)和硬化是連續(xù)進(jìn)行的、不可截然分開的一個(gè)過程，凝結(jié)是硬化的基礎(chǔ)，硬化是凝結(jié)的繼續(xù)。但是在施工中為了保證施工質(zhì)量，要求在水泥漿體失去其可塑性以前必須結(jié)束施工，因此人們根據(jù)需要以及水泥漿體的這個(gè)特性，人為地將這整個(gè)過程劃分為凝結(jié)和硬化兩個(gè)過程。凝結(jié)是指水泥漿體從可塑性變成非可塑性，并有很低的強(qiáng)度的過程；硬化是指漿體強(qiáng)度逐漸提高能抵抗外來(lái)作用力的過程。此外，對(duì)凝結(jié)過程還人為地進(jìn)一步劃分為初凝和終凝，用加水后開始計(jì)算的時(shí)間來(lái)表示。例如，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：普通硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于12h。使用時(shí)施工澆灌過程的時(shí)間，必須早于45min；到終凝后，才能脫去模

25、板開始下一個(gè)周期生產(chǎn)。 水泥的凝結(jié)和硬化，是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，其根本原因在于構(gòu)成水泥熟料的礦物成分本身的特性。水泥熟料礦物遇水后會(huì)發(fā)生水解或水化反應(yīng)而變成水化物，由這些水化物按照一定的方式靠多種引力相互搭接和聯(lián)結(jié)形成水泥石的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)生強(qiáng)度。 普通硅酸鹽水泥熟料主要是由硅酸三鈣（3CaO·SiO2）、硅酸二鈣（-2CaO·SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）和鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3）四種礦物組成的，它們的相對(duì)含量大致為：硅酸三鈣3760，硅酸二鈣1537，鋁酸三鈣715，鐵鋁酸四鈣1018。這四種礦物遇水后

26、均能起水化反應(yīng)，但由于它們本身礦物結(jié)構(gòu)上的差異以及相應(yīng)水化產(chǎn)物性質(zhì)的不同，各礦物的水化速率和強(qiáng)度，也有很大的差異。按水化速率可排列成：鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣硅酸三鈣硅酸二鈣。按最終強(qiáng)度可排列成：硅酸二鈣硅酸三鈣鐵鋁酸四鈣鋁酸三鈣。而水泥的凝結(jié)時(shí)間，早期強(qiáng)度主要取決于鋁酸三鈣和硅酸三鈣?，F(xiàn)分別簡(jiǎn)述它們的水化反應(yīng)。 首先，介紹鋁酸三鈣。它的水化反應(yīng)可用下式表達(dá)。 上述鋁酸三鈣的水化反應(yīng)如果進(jìn)行得很快，會(huì)導(dǎo)致水泥的凝結(jié)過快而無(wú)法使用，因此，一般在粉磨水泥時(shí)都摻有適量的二水石膏作為緩凝劑，摻石膏后鋁酸三鈣的水化反應(yīng)如下式所示。 由于這個(gè)反應(yīng)就不會(huì)引起快凝。當(dāng)水泥中的石膏完全作用完后，還有多余3CaO

27、83;Al2O3時(shí)將發(fā)生下列反應(yīng)。 如果還有過量3CaO·Al2O3時(shí)，就會(huì)生成4CaO·Al2O3·13H2O。在正常緩凝的硅酸鹽水泥中，石膏摻入量能保證在漿體結(jié)硬以前，不會(huì)發(fā)生后兩個(gè)反應(yīng)。 其次，談一下硅酸三鈣。它的水化反應(yīng)可表示如下： 由于CaO0.81.5SiO2·H2O0.25與天然的托勃莫來(lái)石很相似，因而稱它為托勃莫來(lái)石，通常用CSH(B)來(lái)表示。 鐵鋁酸四鈣水化反應(yīng)和鋁酸三鈣相似，而硅酸二鈣水化反應(yīng)和硅酸三鈣相似。 那么，這些水化產(chǎn)物怎樣會(huì)導(dǎo)致水泥漿結(jié)硬并產(chǎn)生強(qiáng)度呢？水泥凝結(jié)硬化的機(jī)理究竟是什么？按結(jié)晶理論認(rèn)為水泥熟料礦物水化以后生成的晶體

28、物質(zhì)相互交錯(cuò)，聚結(jié)在一起從而使整個(gè)物料凝結(jié)并硬化。按膠體理論認(rèn)為水化后生成大量的膠體物質(zhì)，這些膠體物質(zhì)由于外部干燥失水，或由于內(nèi)部未水化顆粒的繼續(xù)水化，于是產(chǎn)生“內(nèi)吸作用”而失水，從而使膠體硬化。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是X射線和電子顯微技術(shù)的應(yīng)用，將這兩種理論統(tǒng)一起來(lái)，過去認(rèn)為水化硅酸鈣CSH(B)是膠體無(wú)定形的，實(shí)際上它是纖維狀晶體，只不過這些晶體非常細(xì)小，處在膠體大小范圍內(nèi)，比面積很大罷了。所以現(xiàn)在比較統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)是：水泥水化初期生成了許多膠體大小范圍的晶體如CSH(B)和一些大的晶體如Ca(OH)2包裹在水泥顆粒表面，它們這些細(xì)小的固相質(zhì)點(diǎn)靠極弱的物理引力使彼此在接觸點(diǎn)處粘結(jié)起來(lái)，而連成

29、一空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，叫做凝聚結(jié)構(gòu)。由于這種結(jié)構(gòu)是靠較弱的引力在接觸點(diǎn)進(jìn)行無(wú)秩序的連結(jié)在一起而形成的，所以結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度很低而有明顯的可塑性。以后隨著水化的繼續(xù)進(jìn)行，水泥顆粒表面不大穩(wěn)定的包裹層開始破壞而水化反應(yīng)加速，從飽和的溶液中就析出新的、更穩(wěn)定的水化物晶體，這些晶體不斷長(zhǎng)大，依靠多種引力使彼此粘結(jié)在一起形成緊密的結(jié)構(gòu)，叫做結(jié)晶結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)比凝聚結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度大得多。水泥漿體就是這樣獲得強(qiáng)度而硬化的。隨后，水化繼續(xù)進(jìn)行，從溶液中析出新的晶體和水化硅酸鈣凝膠不斷充滿在結(jié)構(gòu)的空間中，水泥漿體的強(qiáng)度也不斷得到增長(zhǎng)。 影響水泥凝結(jié)速率和硬化強(qiáng)度的因素很多，除了熟料礦物本身結(jié)構(gòu)，它們相對(duì)含量及水泥磨粉細(xì)度等這些

30、內(nèi)因外，還與外界條件如溫度、加水量以及摻有不同量的不同種類的外加劑等外因密切相關(guān)硅酸鹽水泥與水起水化反應(yīng)后，產(chǎn)生哪些主要水化產(chǎn)物？這是一個(gè)很復(fù)雜的過程。 水化機(jī)理: 水泥顆粒與水接觸時(shí)，其表面的熟料礦物立即與水發(fā)生水解或水化作用，生成新的水化產(chǎn)物并放出一定熱量的過程。 硅酸三鈣水化生成水化硅酸鈣凝膠和氫氧化鈣晶體。該水化反應(yīng)的速度快，形成早期強(qiáng)度并生成早期水化熱。 硅酸二鈣水化生成水化硅酸鈣凝膠和氫氧化鈣晶體。該水化反應(yīng)的速度慢，對(duì)后期齡期混凝土強(qiáng)度的發(fā)展起關(guān)鍵作用。水化熱釋放緩慢。產(chǎn)物中氫氧化鈣的含量減少時(shí)，可以生成更多的水化產(chǎn)物。 鋁酸三鈣水化生成水化鋁酸鈣晶體。該水化反應(yīng)速度極快，并且釋放出大量的熱量。 如果不控制鋁酸三鈣的反應(yīng)速度，將產(chǎn)生閃凝現(xiàn)象，水泥將無(wú)法正常使用。通常通過在水泥中摻有適量石膏，可以避免上述問題的發(fā)生。 硅酸二鈣水化生成水化鋁酸鈣晶體和水化鐵酸鈣凝膠。該水化反應(yīng)的速度和水化放熱量均屬中等。 石膏調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間的原理 石膏與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣針狀晶體（鈣礬石）。該晶體難溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保護(hù)膜，阻礙水分進(jìn)入水泥內(nèi)部，使水化反應(yīng)延緩下來(lái)，從而避免了純水泥熟料水化產(chǎn)生閃凝現(xiàn)象。所以，石膏在水泥中起調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間的作用。參考資料： http:/www.c