文档介绍：现代混凝土配合比设计规范与方法
我提高
■严酷环境中工程增多,耐久性要求突出
■水泥和混凝土的关系变化
■流变性能要求提高
■现场劳动力素质、管理水平与质量要求的矛盾
混凝土工程的变化
四组分混凝土与保罗米公式
依据四组分混凝土大量试验提出的Bolomy公式:R28=ARc(c/w-B)成为混凝土配合比设计的重要基础,延续近100年。由此人们得到了混凝土强度依赖于水泥强度的结论。
20世纪60年代以前大量的工程实践证实了水泥强度对混凝土形成高强度的重要意义。
混凝土对水泥品质的要求“强度第一,甚至强度唯一”成为主流观念。
传统观念形成的理由
例如,许多规范、标准限定混凝土中粉煤灰的掺量应在25%以下,尤其是预应力混凝土构件中的掺量。这是因为过去我们的混凝土中没有掺用减水剂,混凝土的水灰比较大()。在这种情况下掺入粉煤灰,减少水泥的用量,就会使混凝土的凝结时间明显延缓、硬化速率减慢,表现为早期强度低、混凝土渗透性增大。
传统观念形成的理由
高水灰比的水泥浆体里,水泥颗粒悬浮于水分中,水化环境良好,可以迅速地生成表面积增大1000倍的硅酸盐水化物等,有良好地填充浆体内空隙的能力。虽然从颗粒形状来说,粉煤灰易于堆积密实,但是它水化缓慢,生成的凝胶量少,难以填充颗粒周围的空隙,所以掺粉煤灰水泥浆体的强度和其他性能总是随其掺量增大(水泥用量减少)呈下降趋势(在早龄期尤为显著)。
为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性能会很优异呢?
但是现今高效减水剂的应用已经很普遍,混凝土所用水灰比,,同时现今的水泥活性则远高于二十世纪八十年代以前的水泥(因为早强矿物C3S含量显著提高、粉磨细度加大),因此掺加矿物掺合料的混凝土,即使是掺量很大的混凝土,与过去混凝土相比,其早期强度的发展速率也大大加快了。
为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性能会很优异呢?
在低水胶比()的水泥浆体里情况就大不一样了。不掺粉煤灰时,高活性的水泥因水化环境较差,即缺水而不能充分水化,所以随水灰比下降,未水化水泥的内芯增大,生成产物量下降;但由于颗粒间的距离减小,要填充的空隙同时减小,因此混凝土强度发展迅速。
为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性能会很优异呢?
这种情况下用粉煤灰代替部分水泥,在低水胶比条件下,水泥的水化条件相对改善,因为粉煤灰水化缓慢,使混凝土的“水灰比”增大,水泥的水化程度因而提高,这种作用机理随着粉煤灰的掺量增大愈加明显(掺量为58%:左右,)。水泥水化程度的改善,则有利于粉煤灰作用的发挥,然而与此同时,需要粉煤灰水化产物填充的空隙已经大大减小,所以其水化能力差的弱点在低水胶比条件下被掩盖,而降低温升等其他优点则依然起着有利于混凝土性能提高的作用。
为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性能会很优异呢?
以上所述低水胶比下粉煤灰作用的变化,可以用一个“动态堆积”的概念来认识,这是相对沿用的静态堆积而言的。通常在选择混凝土原材料和配合比时,是以各种原材料在加水之前的堆积尽量密实为依据的;但是当加水搅拌后,特别是在低水胶比条件下,如何通过粉状颗粒水化的交叉进行,使初始水胶比尽量降低,混凝土单位用水量尽量减少,配制出的混凝土在密实成型的前提下,经过水化硬化过程,形成的微结构应更为密实。