土木工程材料配合比與性能的關(guān)系講述

1、配合比對(duì)混凝土性能的影響配合比對(duì)混凝土性能的影響主要取決于新拌混凝土的和易性和硬化混凝土的強(qiáng)度，因此，最佳的配合比設(shè)計(jì)方案應(yīng)該能夠取得較好的和易性和較高的強(qiáng)度。我們本次實(shí)驗(yàn)采取了六個(gè)不同的配合比設(shè)計(jì)方案，分別是。，得出的最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表(主要是和易性和抗折抗壓強(qiáng)度)：在對(duì)混凝土施加礦物摻和料改善和易性方面，粉煤灰取代水泥優(yōu)于普通硅酸鹽水泥和礦渣取代水泥。根據(jù)理論和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在用水量相同的時(shí)候，因其含有球形微珠和顆粒表面特性，粉煤灰取代水泥不但可增大混凝土拌合物的流動(dòng)性，而且相比之下改善了黏聚性和保水性，然而礦渣取代水泥一般不會(huì)使混凝土拌合物的和易性有所改善，因?yàn)榈V渣對(duì)水的吸附能力差，泌水

2、性大，有時(shí)甚至?xí)p害混凝土的保水性。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用粉煤灰取代20%水泥的坍落度相比于參照組（僅試拌10L混凝土），增大的程度不是很大，可能在測(cè)試坍落度時(shí)存在一定的誤差，未能準(zhǔn)確在同一個(gè)平面測(cè)試坍落度。然而，采用礦渣取代20%水泥的坍落度明顯比參照組低，大概為參照組的一半，說(shuō)明符合上述的一般理論，不僅沒(méi)有改善和易性，反而產(chǎn)生了泌水導(dǎo)致和易性的下降。在增加部分水泥漿用量改善和易性方面，增加水泥漿用量可以增加骨料包裹層的厚度，減少了骨料顆粒間的摩阻力，增大了潤(rùn)滑作用，因而使得混凝土拌合物的流動(dòng)性增加。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用多加10%水泥漿量的方案在一定程度上增加了坍落度，從而改善了新拌混

3、凝土的和易性。在添加減水劑改善和易性方面，減水劑能夠在單位用水量相同的情況下，顯著改善新拌混凝土的和易性。減水劑可以顯著降低水的表面張力和水泥顆粒水的表面張力，因其吸附在水泥顆粒的表面，由于靜電排斥和空間位阻作用，阻止水泥顆粒的緊密接觸，打破絮凝結(jié)構(gòu)，從而起到改善和易性的目的。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示，僅添加0.6%減水劑的方案和同時(shí)加減水劑0.4%和礦粉9%的方案坍落度明顯增大了拌合物的流動(dòng)性，分別取得坍落度16cm和17cm，大致是參照組坍落度的六倍左右。我們實(shí)驗(yàn)方案中取得最高坍落度為17cm，在僅添加0.6%減水劑的方案中產(chǎn)生，因此，在改善新拌混凝土的和易性方面，這組方案是最好的，也間接說(shuō)明減

4、水劑可以大大增加新拌混凝土的坍落度，從而有效改善流動(dòng)性。多加10%水泥漿量的方案明顯提高了混凝土的抗壓和抗折強(qiáng)度，礦渣取代20%水泥的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度相對(duì)參照組都有所提高，因?yàn)榈V渣有一定的化學(xué)活性，可改善骨漿-水泥石的界面特性，提高界面區(qū)強(qiáng)度，從而提高混凝土的強(qiáng)度。在粉煤灰取代20%水泥的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度相對(duì)下降得比較多，這是因?yàn)榛炷翐饺敕勖夯液笤缙趶?qiáng)度有所降低。粉煤灰中活性成分之所以能參與火山灰反應(yīng)，在與粉煤灰顆粒中的玻璃相在堿性條件下可以破裂而溶出活性成分，然后得以與Ca（OH）2反應(yīng)生成C-S-H這種對(duì)強(qiáng)度有貢獻(xiàn)的產(chǎn)物。我們檢測(cè)的是28天強(qiáng)度，因?yàn)?8以內(nèi)粉煤灰的玻璃相只發(fā)生表面蝕

5、刻，而沒(méi)有真正破裂溶出大量活性成分，粉煤灰活性較低，而反應(yīng)又是與水泥水化物Ca（OH）2發(fā)生的二次水化反應(yīng)，因而生成C-S-H凝膠的速度較慢，這樣在28天以內(nèi)，其水泥石中C-S-H凝膠的數(shù)量較少，從而引起強(qiáng)度的降低，但一般后期強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)較快，所以我們這個(gè)方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果強(qiáng)度偏低。在配合比中加入減水劑對(duì)強(qiáng)度的影響方面，我們僅加減水劑0.6%和同時(shí)加減水劑0.4%和礦粉兩個(gè)方案的強(qiáng)度測(cè)試值都很明顯地比參照組高，說(shuō)明減水劑能夠有效提高硬化混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。這是因?yàn)闇p水劑通過(guò)降低水灰比、減少用水量，從而改善混凝土密實(shí)性和均質(zhì)性，從而提高混凝土強(qiáng)度。其中，在同時(shí)加減水劑0.4%和礦粉方案中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果取得了幾組方案中最高的抗折強(qiáng)度6.68MPa，最高的抗壓強(qiáng)度44.34MPa。這是因?yàn)樵摲桨钢羞€摻加了顆粒超細(xì)的礦粉，由于比表面積很大，礦粉的火山灰效應(yīng)更加顯著，能夠很好地減少水泥石中的羥鈣石Ca（OH）2。另外，由于礦粉的密實(shí)填充效應(yīng)，水泥石顆粒的空隙被比它更小的礦粉填充，從而改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提升了水泥石的密實(shí)度。上述效應(yīng)與減水劑綜合作用的結(jié)果，賦予了混凝土高流態(tài)、高強(qiáng)度的高性能，所以在本次試驗(yàn)中該方案取得了最大的強(qiáng)度和和易性，如果考略到耐久性的話，則該方案下的混凝土也應(yīng)具有優(yōu)異的抗