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集料对高强混凝土力学性能的影响

来源:考试大  2009年11月19日   【考试大:中国受欢迎的考试教育王国

2.4 集料级配对混凝土力学性能的影响

  粗集料的级配对混凝土的力学性能有非常明显的影响,级配良好的集料具有较大的堆积密度和较小的空隙率。在其他条件相同的情况下,堆积密度越大,空隙率小的集料,其级配可以获得较高的强度和密实度。

  根据密度曲线理论,固体颗粒按粒度大小,有规则的组合排列,粗细搭配,可以得到密度、空隙小的混合料。因此,石子的堆积密度存在一个合适的粗、细石子比例,在这个比例的集料可以得到的堆积密度和小的空隙率,获得的混凝土强度。

2.5 集 浆 比对混凝土力学性能的影响

  在混凝土拌合物中,集料的表面和空隙要由水泥桨来包裹和填充,使得混凝土拌合物有一定的流动性。若集料的含量过多,则水泥浆的数量相对较少,不足以被浆体包裹和填充,则拌合物容易离析、粘聚性变差;相反,若集料的含量过少,水泥桨的数量相对过多,达一定限度时,将会出现流浆现象,使拌合物的粘聚性和保水性变差,同时,也会影响强度和耐久性。

2.6 砂 率 变化对高强高性能混凝土力学性能的影响

  在满足混凝土所要求的性能范围内,砂率要尽量低,因为在水泥浆量一定的情况下,砂率在混凝土中主要是影响拌和料的和易性。对于高强高性能混凝土由于用水量较低,砂浆量要由增加砂率来补充,砂率应适当增大。但是砂率会根据水泥用量、水灰比、单位用水里、含气量以及集料的粒径、粒形等发生变化,因此,通常情况下很难简单确定一个标准值,而要根据实际情况,由试验获得。

  根据有关资料的试验研究,混凝土的弹性模量随砂率的增加而降低,抗拉强度则随砂率的增大而出现峰值。混凝土的弹性模量主要取决于集料的弹性模童以及粗集料与砂浆的体积比,随砂率的增大,混凝土中粗集料比例下降,从而造成混凝土弹性模量下降。对给定配合比的混凝土拌和物,存在一个砂率,使得混凝土流动性,这主要是因为在保持混凝土坍落度基本相同时,砂率对水灰比有影响,从而影n向混凝土的强度。

2.7 集料中碱活性对混凝土力学性能的影响

  当混凝土中达到一定数量的可溶性氧化物(Na2O,K2O)后,这些可溶’}生氧化物会与混凝土中某些含有碱活性矿物的集料在有水分的条件下发生化学反应,生成凝胶体,使其体积膨胀,引起已硬化的混凝土开裂破坏。这一现象称之为碱一集料反应。混凝土一旦发生碱一集料反应,就会自身胀裂,使工程遭到破坏,无法补救。

  含有碱活性的集料,其粒径及含量对膨胀的大小有影响。实践证明,在混合物中加入细粉状的二氧化硅,可使由碱一集料反应引起的膨胀减少或消除。一方面在低二氧化硅含量范围内,对于给定的碱盆条件下,二氧化硅数里愈大,膨胀量也增加,但在二氧化硅含量较高时,情况正好相反,即活性集料的表面积愈大,单位面积上有效数量越少,因而可能生成的碱一硅凝胶量也越少。另一方面,由于氢氧化钙的迁移率非常低,仅集料表面附近的氢氧化钙可以参加反应,因此,表面积增加,集料界面处溶液的氢氧化钙与碱的比值也增加,在这种情况下,便形成一种无害的碱性硅酸钙产物。

  对于给定的活性集料,有一个能导致膨胀量的所谓“危险”含量。在活性颗粒较少的情况下,随着含量的增加,碱的硅酸盐凝胶数量越多,膨胀越大。但当超过“危险”含后,活性颗粒越多,单位面积上所能作用的有效碱相应减少,膨胀率变小。因此,掺入足够数量的活性二氧化硅细粉或火山灰、粉煤灰等,能有效抑制碱一集料反应的膨胀效果。

  同样原因 ,将细的硅质材料加到粗的活性颗粒中尽管会和混凝土发生反应,但会使膨胀减小,这些火山灰掺和料对减少粗集料颗粒的侵蚀有效。

3结语

  集料是混凝土的重要组成材料,其性能对混凝土的物理一力学性能有重要的影响。特别是对于高强高性能混凝土,其强度受组成材料的强度影响较大,集料的强度明显影响混凝土的强度。如果集料中混有一定量较弱集料,则混凝土强度会显著降低。混凝土集料的级配较理想时,可获得较高的强度。集料的粒径和混合料的砂率存在一个值,此时混凝土的强度与弹性模量均较高。碱一集料反应是一个重要的问题,活性集料容易发生碱一集料反应。在原材料选择时,应选择非活性集料,降低碱的含量,抑制碱一集料反应。凝土的强度与弹性模量均较高。碱一集料反应是一个重要的问题,活性集料容易发生碱一集料反应。在原材料选择时,应选择非活性集料,降低碱的含量,抑制碱一集料反应。

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