“砼”(音“同”)這個字恐怕沒有多少人念得準,不過從字形上看,砼似乎應該是一種“人工造出來的石頭”。我們真是要佩服漢字造字的精準與奇妙,的確,砼正是一種人造石材,更準確地說是混凝土。
在我們的日常生活中,混凝土無處不在,我們居住生活的房子,上班工作地的寫字樓,運動娛樂的體育場館,購物休閑的商場會館,無一例外都是由混凝土作為主要建筑材料建成的。無法想象,如果沒有混凝土,人類的生活將是什么樣子。那么,這種人造石材是由哪些材料組成的呢?這些材料在混凝土中又發揮何種作用呢?
混凝土≠水泥
一般來說,混凝土是由水泥、水、粗細骨料、外加劑、礦物摻合料按適當比例配合,經過均勻攪拌、密實成型及養護硬化而成的人工石材?;炷两M成中的每種材料都有其特性,而且不同的產品規格和生產廠家所生產產品的特點也不相同。在進行混凝土配合比設計和使用材料時,就必須充分考慮所使用材料的特性,做到經濟、合理使用每種材料。
水泥在混凝土中起膠結作用,對混凝土的性能起著關鍵作用,在配制混凝土時,應從水泥品種和強度等級兩個方面進行選擇,還應結合施工條件、工程性質和氣候環境來合理的選擇水泥。一般情況下都使用普通硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽水泥拌和物的工作性相對較好;礦渣水泥的流動性較好,但粘聚性較差;火山灰水泥拌和物流動性小,但粘聚性較好。另外,水泥的細度將會影響混凝土拌和物的工作性,提高水泥細度可改善混凝土拌和物的粘聚性和保水性,減少泌水和離析現象。合理選擇水泥強度等級,是指要使水泥強度等級與配制的混凝土強度等級相匹配,一方面避免高強度等級的混凝土采用過低強度等級的水泥,這樣會造成水泥用量過多,不僅不經濟,還會引起諸如收縮性加大,強度不夠等不良后果;一方面也要避免低強度的混凝土等級采用高強度等級的水泥,以免因水泥用量偏少,造成混凝土耐久性不良的問題,并影響到混凝土的工作性和密實度。在進行混凝土配合比設計時,應根據混凝土性能的要求選用適當的水泥品種,同時根據外加劑、摻合料的性質確定合理的摻量,盡量降低水泥用量。必須注意的是外加劑與水泥的相容性問題,也就是說我們使用的水泥一定要與所使用的外加劑(一般為高效減水劑)相容,要事先通過試驗找到水泥與外加劑的最佳組合,才能發揮混凝土的最佳工作性。
穩定、適應性良好的水泥是確?;炷临|量和成本控制的前提。另外,對使用硅酸鹽水泥以外的水泥品種時,還應了解水泥中混合材料的種類及摻量,以便在使用摻合料時統籌考慮。
水質、水量有講究
混凝土拌和時要用到水,要求水中不應含有影響水泥水化反應和混凝土質量的有害物質,所以一般應采用可飲用的自來水或潔凈的淡水。
在相同的工作性前提下,混凝土的用水量大小取決于外加劑的性能與摻量、膠凝材料的需水量、砂子的細度模數、石子的最大粒徑、摻合料的品種及摻量等。
現在,外加劑的使用已越來越普及,尤其是聚羧酸高效減水劑被廣泛應用在混凝土中。減水劑具有高度分散水泥顆粒和消除絮凝的作用,聚羧酸系高效減水劑摻量低,減水率高,坍落度損失小,與不同水泥相容性好,無明顯泌水現象,特別對于泵送混凝土不易發生堵管現象。盡管在混凝土中摻減水劑可以改善混凝土的技術性能,取得顯著的技術經濟效果,但是如果使用不當,也會釀成質量事故。
混凝土的外加劑均有適宜摻量,并且由于生產廠家的不同,即使同一型號的外加劑,不同用途都有不同的適宜的摻量,所以需要通過試驗試拌來確定。如果摻量過小,往往達不到預期的效果;如果摻量過大,不僅在經濟上不合理,而且可能造成質量事故。如對有引氣、緩凝作用的減水劑,尤其不能超摻量,因此,應通過試驗試配確定最佳摻量。
外加劑摻量很少,必須保證其均勻度,一般不能直接加入混凝土攪拌機內。對于可溶于水的外加劑,應先配成一定濃度的水溶液,隨水加入攪拌機;對不溶于水的外加劑,應與適量水泥或砂混合均勻后加入攪拌機內。另外,外加劑的摻入時間、方式對其效果的發揮也有很大影響,如為保證減水劑的減水效果,減水劑有同摻法、后摻法、分次摻入三種方法。
提升性能的摻合料
減少混凝土中毛細空隙并改善界面層結構的另一個途徑是加入一種或多種礦物摻合料,如粉煤灰、礦粉、硅粉。大多數礦物摻合料均帶有一定“活性”,即在混凝土內部的堿性環境下,可以被激發發生水化反應(火山灰反應),生成有利的水化產物,減少有害的氫氧化鈣量,并從根本上改善水化漿體特別是界面過渡層的微觀結構。
礦物摻合料還具有填充作用,能改善細粉材料的顆粒級配,減少它們之間的孔隙率。這些都能提高混凝土的強度與密實性。目前,粉煤灰、礦粉作為混凝土的混合材料在建筑工程中的應用非常廣泛,摻入品質優良的粉煤灰、礦粉可以改善混凝土性能、降低造價、提高混凝土的耐久性。以粉煤灰為例,優質粉煤灰的細度很小,因細灰含有大量具有火山灰活性的玻璃珠,當摻入混凝