混凝土基礎(chǔ)知識

混凝土基礎(chǔ)知識大什么是粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)？粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)是指粉煤灰粉料由其顆粒的外觀形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、顆粒級配等物理性狀所產(chǎn)生的效應(yīng)。在高溫燃燒過程中形成的粉煤灰顆粒，絕大多數(shù)為玻璃微珠，這部分外表比較光滑的類球形顆粒，由硅鋁玻璃體組成，尺寸多在幾微米到幾十微米。由于球形顆粒表面光滑，故摻入混凝土之后能起滾球潤滑作用，并能不增加甚至減少混凝土拌合物的用水量，起到減水作用。粉煤灰在形貌學(xué)上的另一特點(diǎn)是它的不均勻性，如內(nèi)含較粗的、多孔的、疏松的、形狀不規(guī)則的顆粒占優(yōu)勢，則不但喪失了所有物理效應(yīng)的優(yōu)越性，而且會損害混凝土原來的結(jié)構(gòu)和性能，所得到的是負(fù)效應(yīng)。粉煤灰的這種不尋常的形態(tài)效應(yīng)常常會影響其他效應(yīng)的發(fā)揮，因此，應(yīng)看作粉煤灰在混凝土中的第一個基本效應(yīng)。粉煤灰的活性是指混凝土中粉煤灰的活性成分所產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)。粉煤灰的活性取決于粉煤灰的火山灰反應(yīng)能力，即粉煤灰中具有化學(xué)活性Si02和A1203與Ca(OH)2反應(yīng)，生成類似于水泥水化所產(chǎn)生的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等反應(yīng)產(chǎn)物。這些水化產(chǎn)物可作為膠凝材料的一部分起到增強(qiáng)作用?；鹕交曳磻?yīng)在水泥水化析出的氫氧化鈣［Ca(OH)2］吸附到粉煤灰顆粒表面的時候開始，一直可延續(xù)到28d以后的相當(dāng)長時間內(nèi)。粉煤灰的微集料效應(yīng)是指粉煤灰中的微細(xì)顆粒均勻分布在水泥漿內(nèi)，填充孔隙和毛細(xì)孔，改善混凝土孔結(jié)構(gòu)和增大密實(shí)度的特性。粉煤灰微集料效應(yīng)之所以優(yōu)越，主要因?yàn)榉勖夯揖哂胁簧傥⒓系膬?yōu)越性能。玻璃微珠本身強(qiáng)度很高，厚壁空心微珠的壓縮強(qiáng)度在700MPa以上。微集料效應(yīng)明顯地增強(qiáng)了硬化漿體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。對粉煤灰顆粒和水泥凈漿間的顯微研究證明，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)展，粉煤灰和水泥漿體的界面接觸越趨緊密。對粉煤灰和水泥漿體界面處顯微硬度研究表明，在界面上形成的粉煤灰水化凝膠的顯微硬度大于水泥凝膠的顯微硬度。按照一般的微混凝土的性質(zhì)，硬化水泥漿體結(jié)構(gòu)中最薄弱的聯(lián)結(jié)部分應(yīng)當(dāng)是微集料顆粒與漿體之間的界面。但大量的試驗(yàn)表明，破壞往往不在粉煤灰顆粒界面發(fā)生，而是在水泥凝膠部分發(fā)生。粉煤灰微粒在水泥漿體中分散狀態(tài)良好，它有助于新拌混凝土和硬化混凝土均勻性的改善，也有助于混凝土中孔隙和毛細(xì)孔的充填和“細(xì)化”。粉煤灰的這三個效應(yīng)是共存于一體且相互影響的，不應(yīng)該強(qiáng)調(diào)某一效應(yīng)而忽視其他效應(yīng)。但對于混凝土的某一性能，在某種特定的條件下，可能是某一效應(yīng)起主導(dǎo)作用，而對于混凝土的另外性能，在另外的條件下，則可能是另一效應(yīng)起主導(dǎo)作用，應(yīng)根據(jù)具體情況作具體分析。大混凝土中摻用粉煤灰的方法有哪幾種7混凝土中摻用粉煤灰的方法有等量取法代、超量取代法、外摻法三種。等量取代法是指以等質(zhì)量的粉煤灰取代混凝土中的水泥，這種方法主要適用于摻加工級粉煤灰、混凝土超強(qiáng)以及大體積混凝土工程。超量取代法是摻人混凝土中的粉煤灰數(shù)量大于所取代水泥的數(shù)量，一部分粉煤灰代替水泥，另一部分粉煤灰代替砂子。其目的是增加混凝土中膠凝材料用量，減少水與膠凝材料之比，以補(bǔ)償由于粉煤灰取代水泥而造成的強(qiáng)度降低。超量取代法可以使摻粉煤灰的混凝土達(dá)到與不摻時相同的強(qiáng)度，并可節(jié)約細(xì)集料用量，改善砂子級配，增加混凝土密實(shí)性，改善混凝土性能。粉煤灰的超量取代系數(shù)（粉煤灰摻入質(zhì)量與取代水泥質(zhì)量之比）應(yīng)根據(jù)粉煤灰的等級而定，通?？砂幢?-20的規(guī)定選用。表2-20粉煤灰的超量取代系數(shù)粉煤灰等級IIIIII超量取代系數(shù)1.1?1.41.3?1.71.5?2.0外摻法是指在保持｝昆凝土水泥用量不變的情況下，外摻一定數(shù)量的粉煤灰，其目的只是為了改善混凝土拌合物的和易性。大磨細(xì)粉煤灰與原狀粉煤灰在性能上有何不同？原狀灰是指直接從電廠收塵器中收集下來未經(jīng)任何加工處理的粉煤灰。磨細(xì)灰是指采用球磨的方法將原狀灰進(jìn)一步磨細(xì)而得到的粉煤灰。電廠收集到的原狀粉，如能達(dá)到I、I級灰的標(biāo)準(zhǔn)，一般不需經(jīng)過粉磨就直接用于混凝土工程中，能直接收集到1、I級灰的多數(shù)是有靜電除塵設(shè)備的電廠，而對于采用機(jī)械收塵的電廠，它們的粉煤灰一般細(xì)度都較粗、含碳量都較高，這樣的粉煤灰一般都要經(jīng)過脫碳、磨細(xì)后才使用。在粉煤灰磨細(xì)過程中，粉煤灰中的實(shí)心或厚壁玻璃微珠是很難磨碎的，僅是把表面擦破；多孔玻璃體結(jié)構(gòu)松脆，以及一些粘連體，薄壁空珠、碳粒容易磨碎和分散成為細(xì)屑和個體微珠；粉磨過程也是一種均勻混合過程，使粉煤灰的質(zhì)量得到了提高。經(jīng)過粉磨后的磨細(xì)灰與原狀灰相比80Mm的篩余量減少，相對密度增加、比表面積加大、標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量減小，需水量比也減少，更主要的一點(diǎn)是磨細(xì)灰的活性比原狀灰有顯著提高，從而提高了磨細(xì)粉煤灰混凝土的強(qiáng)度。大混凝土中摻用粉煤灰時應(yīng)注意些什么？選擇適合的使用部位和摻量粉煤灰最適宜在大體積混凝土中，對鋼筋混凝土、寒冷地區(qū)有抗凍融要求的混凝土應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施后才可使用。粉煤灰摻量主要決定于原材料質(zhì)量、使用部位、環(huán)境條件等因素，具體摻量要根據(jù)設(shè)計要求，通過試驗(yàn)后確定。避免過振對粉煤灰混凝土應(yīng)注意掌握振搗時間，這是因?yàn)橐环矫娣勖夯一炷烈子谡駬v，另一方面粉煤灰相對密度輕，特別是粉煤灰中的碳粒更輕，在振搗過程中很容易上浮到澆筑層表面，如粉煤灰、碳粒和水過于集中在澆筑層表面，混凝土層面之間就會形成薄弱環(huán)節(jié)，影響澆筑層面之間混凝土的強(qiáng)度。所以一般粉煤灰混凝土坍落度應(yīng)設(shè)計小些，并應(yīng)避免過振，掌握振搗時間以澆筑層表面開始翻漿為止。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)粉煤灰在混凝土中發(fā)揮作用是在二次水化反應(yīng)之后，經(jīng)二次水化后粉煤灰中的活性成分才生成具有一定強(qiáng)度的、穩(wěn)定的水化產(chǎn)物。二次水化反應(yīng)的充分條件是要保證一定的溫度、濕度，只有在這種條件下，粉煤灰的二次水化反應(yīng)才能進(jìn)行并反應(yīng)完全。因此，應(yīng)加強(qiáng)粉煤灰混凝土的養(yǎng)護(hù)。*混凝土配合比設(shè)計時應(yīng)遵循哪些原則？混凝土配合比設(shè)計要在滿足設(shè)計與施工要求的強(qiáng)度、容重、耐久性及和易性的條件下，盡量使水泥用量少。具體設(shè)計混凝土配合比時，應(yīng)遵循以下原則。根據(jù)建筑物所處環(huán)境不同合理選用水泥品種及標(biāo)號。為降低水泥用量及改善和易性，應(yīng)考慮摻用優(yōu)質(zhì)混合材(粉煤灰等)和外加劑。選用可能的最大集料粒徑和粗集料用量。根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)的斷面和鋼筋布置的稠密程度以及施工設(shè)備等情況，應(yīng)該盡可能選用較大的集料最大粒徑和較大的集料用量。選擇較好集料級配。集料級配（包括粗細(xì)集料各自的級配和砂率）對混凝土的密實(shí)性及和易性有較大的影響。根據(jù)就地取材的原則，在選擇集料級配時應(yīng)考慮料場的實(shí)際級配，盡量減少棄料，降低集料生產(chǎn)費(fèi)用。同時，在滿足粘聚性要求的條件下，砂率應(yīng)取最小值。選擇合理的水灰比。在原材料確定后，水灰比是決定混凝土強(qiáng)度和耐久性的主要因素，在滿足施工和易性的條件下，力求單位用水量最少。大增加混凝土的用水量一定能改善混凝土的和易性嗎？增加混凝土的用水量有兩種方法。一種是保持混凝土拌合物的水灰比不變增加用水量，這種情況下拌合物中的水泥漿增多，當(dāng)水泥漿增加量在一定范圍內(nèi)時，集料周圍水泥漿的潤滑作用增強(qiáng)，減小了集料間的摩擦力，使拌合物流動性增大，可以改善混凝土的和易性。但是，當(dāng)水泥漿增加量過多時，集料用量必然相對減少，這時混凝土拌合物就會出現(xiàn)流漿及泌水現(xiàn)象，致使粘聚性和保水性變差，反而使混凝土的和易性變壞。另一種是保持混凝土的水泥用量不變增加用水量，當(dāng)用水量增加不太多時，混凝土拌合物的粘聚性和保水性不受影響，流動性增大，這時混凝土的和易性得到改善。但當(dāng)加水量過多時，拌合物的水灰比過大，水泥漿過稀，這時混凝土的流動性雖然增大，但將會產(chǎn)生嚴(yán)重的分層離析和泌水現(xiàn)象，致使混凝土的和易性變差，并嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。因此，增加混凝土的用水量不一定能改善混凝土的和易性。特別不能用單純加水的辦法來增大流動性，改善和易性，而應(yīng)采用在保持水灰比不變的條件下，適當(dāng)增加水泥漿用量的方法來改善混凝土的和易性。大何為坍落度損失?怎樣減少坍落度損失？坍落度損失是指新拌混凝土的稠度會隨時間的增長而逐漸減小。坍落度損失是所有新拌混凝土具有的一種正?，F(xiàn)象，是波特蘭水泥水化漿體在形成鈣礬石和水化硅酸鈣等水化產(chǎn)物的同時，逐漸變稠、凝結(jié)的結(jié)果。一般情況下，新拌混凝土在最初半小時內(nèi)，水泥水化產(chǎn)物的體積很小，坍落度損失不是很大，但在此后，混凝土的坍落度即開始以一定的速率減小，其快慢決定于水泥種類、水化時間、環(huán)境溫度、初始坍落度的大小及所摻的外加劑和摻合料。對混凝土的坍落度損失，可以通過以下幾種途徑來減少：選用C3A和堿含量都較低的水泥。由于水泥中C3A含量較低，水泥水化反應(yīng)相對減慢，初期水化產(chǎn)物減少，因而可以使坍落度損失減小。在混凝土中摻用緩凝型外加劑。這類外加劑可使水泥水化反應(yīng)速度降低、水化熱峰值后延，從而減小坍落度損失。在混凝土中摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰。由于優(yōu)質(zhì)粉煤灰中球形顆粒的滾珠潤滑作用在新拌混凝土中能保持較長時間，因此可以減少坍落度損失。在滿足施工要求的情況下，盡可能選用坍落度低的配合比，因?yàn)樘涠葥p失的大小一般與初始坍落度成正比，初始坍落度越大，坍落度損失也越大。盡可能降低新拌混凝土的溫度，因?yàn)闇囟冗^高也會加快坍落度損失。通過使用水化熱低的水泥，降低集料的溫度以及在混凝土中加冰等手段可降低新拌混凝土的溫度，從而減少坍落度損失。盡可能縮短混凝土攪拌、輸送、澆灌、搗實(shí)等工序所需要的時間。大新拌混凝土的離析和泌水對混凝土的性能有何影響？新拌混凝土在澆筑過程中產(chǎn)生離析和泌水將帶來混凝土宏觀上的不均勻性和較大的缺陷，由此產(chǎn)生混凝土性能的不一致性，導(dǎo)致性能的降低。具體地說有下面四個方面的影響。泌水將導(dǎo)致集料下較大水囊的形成混凝土的泌水是由下而上的運(yùn)動的，在運(yùn)動過程，如遇到集料的話，這些水將受阻并在集料下富集起來，形成較大的宏觀缺陷。這些宏觀缺陷將成為裂紋形成的源泉和裂紋擴(kuò)展的最短途徑，將成為水及有害雜質(zhì)進(jìn)入的通道，也將成為冰凍的場所。因此，它將導(dǎo)致混凝土一系列性能的降低。離析將導(dǎo)致混凝土力學(xué)性能的不一致性若混凝土發(fā)生離析，則混凝土各處的力學(xué)性能是不一致的，某些部位混凝土強(qiáng)度較高，某些部位混凝土強(qiáng)度則較低。然而，混凝土的破壞常常是從最薄弱點(diǎn)開始，也就是說，混凝土的力學(xué)性能常常取決于最薄點(diǎn)。因此，這種不一致性將會導(dǎo)致混凝土力學(xué)性能的降低。離析將導(dǎo)致混凝土變形性能的不一致性混凝土的離析導(dǎo)致某些部位混凝土富集著較多的集料，某些部位則富集著較多的水泥漿或砂漿。隨著水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行或干燥過程，富集較多集料的部位將產(chǎn)生較小的變形，而富集較多水泥漿或砂漿的部位將產(chǎn)生較大的變形。這種變形的不一致性將導(dǎo)致混凝土中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時將導(dǎo)致混凝土開裂。離析將導(dǎo)致混凝土熱學(xué)性能的不一致性正如前面所述，離析導(dǎo)致混凝土某些部位集料較多而水泥漿較少，某些部位水泥漿較多而集料少。由于水泥的水化作用，水泥漿較多的部位將放出較大的水化熱，而水泥漿較少的部位放出的水化熱較少，對于大體積混凝土，這將導(dǎo)致水化熱溫升不一致，使得結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。除此之外，新拌混凝土的離析和泌水還將影響混凝土的其他性能。因此，在配制混凝土?xí)r必須注意到這一問題。大礦渣對混凝土的和易性有什么影響？在混凝土中使用的礦渣一般是經(jīng)過粉磨的，因此，它一般沒有明顯的減水作用。由于礦渣的保水性能較差，因此，在混凝土中摻人礦渣，容易產(chǎn)生泌水。這一點(diǎn)在施工和配合比設(shè)計中，應(yīng)注意到。近年來，超細(xì)磨礦渣已大量生產(chǎn)，在混凝土中摻人超細(xì)磨礦渣可以提高保水性，減少泌大減水劑對新拌混凝土的性能有什么影響？改善混凝土拌合物的和易性減水劑屬于表面活性物質(zhì)，在水泥混凝土中具有吸附分散、濕潤和潤滑作用，因此摻用減水劑后可顯著地改善混凝土拌合物的和易性，使新拌混凝土易于拌合、運(yùn)輸、澆灌和成型。減少單位用水量硅酸鹽水泥水化在理論上只需20%?25%的水，但實(shí)際制備混凝土?xí)r加水量往往超過這個數(shù)量，一般為40%?55%，這多余的水是為了便于施工獲得一定的坍落度而加入的。在混凝土中加入減水劑后，能使水泥顆粒分散，多余水被釋放出來，流動度增大。因此，在保持一定坍落度的情況下，摻用減水劑可使混凝土拌合物的單位用水量減少。(3)改變混凝土的凝結(jié)時間混凝土中摻用緩凝類減水劑后，凝結(jié)時間將得到延緩。例如摻人0.25%緩凝型木鈣減水劑后，在保持坍落度基本一致時，凝結(jié)時間均比基準(zhǔn)混凝土推遲，普通水泥混凝土的初凝時間延緩1?2h，礦渣水泥混凝土延緩2?4h，普通水泥混凝土的終凝時間延緩約2h,礦渣水泥混凝土則延長2?3h。(4)減少泌水和沉降減水劑對泌水和沉降的影響相當(dāng)顯著。即使含氣量和基準(zhǔn)混凝土相同，摻減水劑的混凝土其泌水也顯著減少。這對減少混凝土的離析，改善混凝土性能，保持施工所需的和易性是非常有益的。大引氣劑對新拌混凝土的性能有什么影響？引氣量與氣泡分布摻下引氣劑后，混凝土攪拌時會引入大量微小氣泡。但是引氣量的大小對任何一種引氣劑來說不是一個固定值，一般多在3%?5%之間。同時，摻引氣劑的混凝土每立方米中含有數(shù)千億個氣泡，泡徑多在20?200pm，為了定量表示引氣劑所引進(jìn)的氣泡形態(tài)，采用泡徑大小分布、氣泡比表面積及間距系數(shù)等參數(shù)來描述。一般來說，氣泡小，比表面積大，間距系數(shù)小。和易性引氣劑由于使混凝土引進(jìn)大量微小且獨(dú)立的氣泡，這些球狀氣泡起著潤滑和滾珠的作用，使混凝土的和易性得到改善，尤其對集料粒形不好的碎石、特細(xì)砂、人工砂混凝土改善程度更為顯著。泌水、沉降收縮混凝土中摻人引氣劑后，由于引人大量的氣泡，整個體系的表面積大大增加，比不摻引氣劑時的粘度大得多，泌水與沉降因而減小。另一方面，由于氣泡的存在，泌水的毛細(xì)管通道被破壞，而且氣泡里氣體的遷移和氣泡再分布，能進(jìn)一步破壞這種通道；當(dāng)采用離子型表面活性劑時，水泥漿的粘性進(jìn)一步增加，這些都使引氣后混凝土的泌水和沉降顯著減小。大哪些因素影響混凝土的凝結(jié)?如何調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)時間？影響新拌混凝土凝結(jié)的因素較多，主要可分新拌混凝土原材料和配合比等內(nèi)在因素和外界環(huán)境的影響。水泥品種的影響一般來說，水泥凝結(jié)越快，新拌混凝土的凝結(jié)時間也越短。外加劑的影響外加劑對新拌混凝土的凝結(jié)時間有重要的影響。一些外加劑就是根據(jù)它對凝結(jié)時間的影響而命名的。如速凝劑可使混凝土在幾分鐘內(nèi)達(dá)到初凝和終凝；緩凝劑可使混凝土的凝結(jié)時間根據(jù)需要而延長。水灰比的影響水灰比是影響混凝土凝結(jié)時間的主要因素之一。在水泥品種等原材料相同的情況下，水灰比越大，混凝土的凝結(jié)時間越長。環(huán)境溫度的影響混凝土凝結(jié)時間與環(huán)境溫度有密切關(guān)系。環(huán)境溫度越高，水泥的水化反應(yīng)越快，新拌混凝土的凝結(jié)時間越短。環(huán)境濕度的影響環(huán)境濕度的高低，主要影響到混凝土中水分的蒸發(fā)速度。在干燥氣候條件下施工，新拌混凝土中的水分蒸發(fā)較快，混凝土的凝結(jié)時間相應(yīng)縮短。對新拌混凝土的凝結(jié)時間，可通過以下方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過選用水泥品種調(diào)節(jié)如要縮短混凝土的凝結(jié)時間，可選用凝結(jié)時間短的水泥。通過摻用外加劑調(diào)節(jié)如在噴射混凝土或搶險堵漏工程中，可摻用速凝劑；而在大體積混凝土，尤其是在氣溫較高的地區(qū)或季節(jié)，可摻用緩凝劑來延長混凝土的凝結(jié)時間。通過改變環(huán)境條件調(diào)節(jié)如提高養(yǎng)護(hù)溫度可縮短混凝土的凝結(jié)時間，而采取一些噴霧等保濕措施，可防止水分過快蒸發(fā)，延長凝結(jié)時間。大什么叫做假凝?新拌混凝土的假凝是怎樣造成的？假凝現(xiàn)象是指水泥的一種不正常的早期固化，發(fā)生在水泥用水拌合的頭幾分鐘內(nèi)。假凝和快凝是不同的，前者不發(fā)生大量的熱量，而且經(jīng)劇烈攪拌，水泥漿又可恢復(fù)塑性，并達(dá)到正常凝結(jié)，對強(qiáng)度亦無不利影響，但是給施工卻帶來許多的困難。一般認(rèn)為，假凝的主要原因是由于水泥粉磨時受到高溫(有時超過150°C)影響，使部分二水石膏脫水生成半水石膏(Cas02.?H20)，當(dāng)水泥調(diào)水后，它們又重新水化為二水石膏并析出品體，在水泥漿中形成二水石膏的結(jié)構(gòu)網(wǎng)，從而引起水泥漿的固化。但由于不是水泥組成的水化，所以不像快凝那樣放出大量的熱。這種假凝的水泥漿經(jīng)劇烈攪動破壞二水石膏的結(jié)構(gòu)網(wǎng)后，水泥漿又能恢復(fù)原來的塑性狀態(tài)。大配制高強(qiáng)混凝土?xí)r。為什么要限制粗集料的最大粒徑？在混凝土中，集料對混凝土性能有著不可忽略的貢獻(xiàn)。在配制高強(qiáng)混凝土?xí)r要限制粗集料的最大粒徑，原因如下：由于集料與水泥石收縮的不一致性，將會導(dǎo)致在水泥石中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，集料粒徑越大，這種內(nèi)應(yīng)力也將越大，甚至有可能在混凝土中產(chǎn)生微裂紋。這將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低。在集料與水泥石界面，不可避免地存在著界面過渡區(qū)，這是混凝土中的最薄弱環(huán)節(jié)。集料尺寸越大，界面過渡區(qū)也越大。在混凝土受力過程中，較大缺陷邊緣將產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，使得混凝土承受荷載的能力下降，因而混凝土強(qiáng)度降低。由于水泥石與集料彈性變形性能的不一致性，在混凝土受力過程中將產(chǎn)生混凝土內(nèi)部應(yīng)力分布的不均勻性。集料粒徑越大，混凝土各部分所承受的應(yīng)力差別也越大?；炷林械哪承┎课唬?dāng)外部荷載并不大時就已經(jīng)產(chǎn)生了相當(dāng)大應(yīng)力，這些部位常常首先開裂并擴(kuò)展，導(dǎo)致混凝土過早的破壞。由于上述這些原因，具有較大集料的混凝土往往難以達(dá)到很高的強(qiáng)度，因此，在配制高強(qiáng)混凝土?xí)r常常限