(一)混凝土組成

混凝土的組成材料主要有水泥、細骨料(砂)、粗骨料(石子)和水。為了改善混凝土的性能,也可在混凝土拌合時或施工中加入小于水泥質(zhì)量5%的外加劑。

1.水泥的性質(zhì)及其品種選用要求

(1)水泥的性質(zhì)

水泥是水硬性膠凝材料,它不僅能在空氣中凝結(jié)硬化和保持強度,而且也能在水中繼續(xù)硬化并長期保持和繼續(xù)提高其強度?；炷翉姸鹊漠a(chǎn)生,主要是水泥硬化的結(jié)果。同時水泥的價格又是混凝土組成材料 貴的。因此,合理使用水泥,對保證工程質(zhì)量和降低成本都非常重要,應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、施工工藝和條件選擇水泥品種。

硅酸鹽類水泥是水泥膠凝材料中應(yīng)用普遍、強度較高、生產(chǎn)量較多的一類。這類水泥包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥、硅酸鹽大壩水泥等。建筑工程廣泛使用前5種水泥。

(2)水泥品種選用要求

1)選用水泥標號(軟練標號)時,應(yīng)以能達到要求的混凝土標號并能盡量減少混凝土的收縮和節(jié)約水泥為原則。在不使用外加劑、高強振搗、特殊養(yǎng)護等特殊措施時,選用的水泥標號應(yīng)為混凝土標號的1.5～2倍,且不宜低于425號。

2)水泥應(yīng)符合現(xiàn)行水泥標準的規(guī)定要求,必須有制造廠的試驗報告單、質(zhì)量檢驗單、出廠證等證明文件,并按其品種、標號和試驗編號等進行檢查驗收。工地領(lǐng)用水泥時必須進行核對,避免差錯。對水泥質(zhì)量有懷疑、標號不明或出廠日期超過3個月時,應(yīng)按不同情況分別取樣檢驗,并按檢驗結(jié)果合理使用。

3)袋裝水泥在儲運時應(yīng)妥善保管,防雨、防潮,堆放在距離地面一定高度的堆架上。堆放高度不宜超過12袋。不同標號品種、廠家和出廠日期的水泥應(yīng)分別堆放.以便分別使用和按出廠日期的先后順序使用。袋裝水泥在儲運堆放過程中,嚴禁拋摔和損壞包裝袋。散裝水泥的貯存.應(yīng)設(shè)置專用的水泥罐或斗倉。

4)已受潮的水泥或不同標號、品種混雜的水泥,不得用于配制鉆孔樁混凝土,也不得在一根樁內(nèi),使用不同標號品種和廠家的水泥配制樁身混凝土。

2.粗骨料、細骨料

骨料是指混凝土中摻入的砂、石材料,又稱集料。按其粒徑的不同,可分為粗骨料和細骨料。一般把粒徑為0.15～5mm的砂稱為細骨料;把粒徑大于5mm的石子稱為粗骨料粗骨料有卵石和碎石,細骨料按產(chǎn)源的不同,有河砂、山砂和海砂,通常多用河砂。

骨料約占混凝土體積的3/4以上,它的材質(zhì)和級配對混凝土的強度、穩(wěn)定性和耐久性影響很大。

(1)對粗骨料的要

1)粗骨料宜選用堅硬卵礫石和碎石,其規(guī)格應(yīng)符合要求:不得使用曾受礦化水,特別是酸水侵蝕過的石灰?guī)r碎石。水下混凝土應(yīng)優(yōu)先采用符合要求的碎石做粗骨料。

2)石料中泥土雜物含量超過規(guī)定,應(yīng)過篩并用水沖洗以除去泥土雜物,若混入煤渣、白灰、碎磚或煅燒過的石塊等難以篩洗的雜物,則禁止使用。石料在運輸過程中應(yīng)保持干凈,不使混入泥土雜物;碎石中也不宜含有石粉。

3)樁身鋼筋混凝土石料一般采用粒徑為20～40mm,粒徑不得大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/8～1/6和鋼筋小凈距的1/3;用于素混凝土的石料粒徑不宜大于50mm,粒徑不得大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/5～1/4。

4)石料的級配應(yīng)保證混凝土具有良好的和易性。石料規(guī)格不符合級配要求時,可通過試驗摻加另一種規(guī)格的石料,使之符合設(shè)計要求。

5)每批石料進場,應(yīng)有檢驗報告單以檢查石料是否符合要求。現(xiàn)場石料應(yīng)堆放于干凈之處,不使泥土雜物混入。

(2)對細骨料的要求

1)細骨料應(yīng)選用級配合理、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈的天 然中、粗河砂。

2)每批砂料進場應(yīng)有檢驗報告單,以檢查砂料是否符合要求。如砂中泥土雜物含量超過要求時,可過篩并用水沖洗后使用。

3.拌合水

拌制混凝土用水應(yīng)符合下列規(guī)定:

1)水中不含有影響水泥正常凝結(jié)硬化的有害雜質(zhì),不得含有油脂、糖類及游離酸等。

2)污水、pH值小于4的酸性水和含硫酸根

量超過水的質(zhì)量1%的水均不得使用。

3)鋼筋混凝土灌注樁不得用海水拌制混凝土。

4)拌制混凝土前,應(yīng)對拌合用水進行水質(zhì)分析檢驗,并進行拌合試驗。使用供飲用的自來水或清潔的 天然水做拌合用水,可免做試驗。

4.混凝土外加劑

在混凝土中摻入少量有 機或無機化合物,從而改善或賦予混凝土某些性能。這些外摻物稱為混凝土外加劑。混凝土中摻入適量外摻劑,能改善混凝土的工藝性能,加速工程進度及節(jié)約水泥用量。

混凝土中摻入外摻劑,必須先經(jīng)過試驗,以確定外摻劑使用種類、摻入量和摻入程序。外摻劑的試驗及現(xiàn)場使用,應(yīng)有專人負責(zé)掌握,稱量,做好記錄。

(1)外加劑的種類與常用外摻劑

按外加劑的用途來分,一般可分成以下幾類:

1)減水劑。是指在混凝土坍落度基本相同的條件下,加入其后能減少拌合用水量的一種外加劑,如木質(zhì)素磺酸鹽、多環(huán)芳基磺酸鹽、多羥基碳水化合物等。

2)調(diào)凝劑。是指調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間的一種外加劑,如羥基碳水化合物、各種無機酸鹽類等。

3)早強劑。是指加速混凝土早期強度發(fā)展的一種外加劑,如各種可溶性氯化物、硫酸鈉與其他化學(xué)物質(zhì)復(fù)合物等。

4)引氣劑。是指在攪拌混凝土過程中,能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的一種外加劑,如各種樹脂酸鹽、蛋白性物質(zhì)鹽、油脂衍生物、松香熱聚物等。

5)防 水劑。如各種硬脂酸鹽。

6)除銹劑。NaN03。

此外還有防凍劑、膨脹劑等。

(2)混凝土常用外摻劑

主要有速凝劑、緩凝劑、減水劑和早強劑。

(二)混凝土類型

混凝土種類繁多,可以按不同劃分方式進行分類,其中以下幾種分類方法較為常見:

1.按所用膠凝材料不同

分為水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土及聚合物混凝土等。

2.按用途不同

分為結(jié)構(gòu)混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、防射線混凝土等。

3.按混凝土容重或表觀密度不

分為重混凝土、普通混凝土、輕混凝土等。

1)重混凝土。表觀密度大于2800kg/m3,由特別密實和特別重的骨料(如重晶石、鐵礦石等)制成

2)普通混凝土。表觀密度為2000～2800kg/m3,用天 然砂、石為骨料制成,是建筑結(jié)構(gòu)、道路、水工工程等常用材料。

3)輕混凝土。表觀密度小于2000kg/m3,它包括輕骨料混凝土、多孔混凝土及大孔混凝土等,常用作保溫隔熱或結(jié)構(gòu)兼保溫材料。

4.按混凝土的構(gòu)造不同

分為細石混凝土、特細砂混凝土、無砂大孔混凝土、輕骨料混凝土、加氣混凝土等。

1)細石混凝土。即石子的 大粒徑在10mm以下的普通混凝土。

2)特細砂混凝土。即砂的細度模數(shù)＜1.5,或平均粒徑＜0.25mm的混凝土。

3)無砂大孔混凝土。即只用石子、不用砂子配制的水泥混凝土。

4)輕骨料混凝土。即用輕質(zhì)骨料配制的水泥混凝土

5)加氣混凝土(多孔混凝土)。即用鋁粉或其他發(fā)泡劑、水、水泥或加極少的磨細砂制成,稱加氣混凝土或泡沫混凝土,通常用于保溫,隔熱。

此外,還可按混凝土的特性或施工方法不同,分為高強混凝土、抗?jié)B混凝土、泵送混凝土、噴射混凝土;按生產(chǎn)地點不同分為現(xiàn)場攪拌混凝土、預(yù)拌混凝土等。

在地勘行業(yè)巖土工程勘察和工程施工中,混凝土應(yīng)用廣、用量 大的是水泥混凝土。

(三)混凝土的配制

1.混凝土拌合方法及攪拌機械

1)混凝土拌合方法。混凝土一般應(yīng)采用機械拌合制作,效率高且拌料均勻。

2)混凝土攪拌機械類型及選用?；炷翑嚢铏C按其攪拌原理分為自落式攪拌機和強制式攪拌機兩類。前者適用于拌制高流動性和塑性混凝土,后者適用于拌制干硬性混凝土。由于鉆孔樁水下混凝土坍落度較大,流動性高,故應(yīng)采用自落式攪拌機。適用于拌制水下混凝土的攪拌機有JG250、JG750等鼓筒形攪拌機,JZ350、JZY350等錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機,JF750、JF1000等錐形傾翻出料攪拌機。應(yīng)根據(jù)單樁灌注量,灌注控制時間和灌注設(shè)備機具等情況選用,一般要求出料容量不低于0.35～0.40m3。

2.混凝土的拌合(制作)方式

主要有如下3種:

1)沿襲工藝。將水泥、砂、石料加入攪拌機拌勻后,再加水拌合3min左右形成混凝土拌合物。該工藝拌制的混凝土,水泥易結(jié)成小團粒,得不到充分的水化,混凝土硬化固結(jié)后,水泥砂漿與石料表面黏結(jié)力差,強度降低。

2)砂漿裹石工藝。將水泥和砂加入攪拌機拌勻,再加水拌合1.5～2min,加入石料攪拌2min左右形成混凝土拌合物。

3)凈漿裹石工藝。將水泥和水先加入攪拌機拌成水泥漿,再加入石料攪拌1.5min左右,使石子表面黏附一層水泥漿液,加入砂攪拌1～1.5min形成混凝土拌合物。由于充分水化的水泥漿液填充并包裹了石料凹陷不平的表面,消除了石料表面形成一層水膜,游離水分不易向石料界面集中,加強了水泥與石料界面的黏結(jié)作用。據(jù)此,拌制水下混凝土應(yīng)優(yōu)先采用凈漿裹石工藝。

拌制混凝土?xí)r,要認真按設(shè)計配比稱量水、砂和石料,并嚴格遵守混凝土拌制程序,認真操作,保證攪拌不少于規(guī)定的時間。同時還應(yīng)按要求留樣供檢測。

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