北京太平洋水泥制品有限公司

太平洋带您了解混凝土的结构与性能

价格:面议 2021-11-11 09:09:22 404次浏览

混凝土是由大小不同的颗粒所组成的,大颗粒粗骨料的空隙由中小颗粒的粗骨料填充;粗骨料颗粒的空隙由细骨料(砂子)填充,它的颗粒也是有粗有细,细颗粒填充粗颗粒之间的空隙;水泥浆则填充粗细骨料堆积体的大小空隙,并包裹它们形成一层润滑层,使新拌混凝土(也称拌合物)具有一定的工作性,能在外力或本身的自重作用下成型密实。硬化混凝土是一种复杂的、多相的复合材料,它的结构主要包括三个相骨料、硬化水泥浆体以及二者之间的过渡区,说它复杂是因为它很不匀质,主要体现在以下几方面:,过渡区的存在。过渡区是围绕骨料颗粒周边的一层薄壳,厚度约10~50μm。由于它的薄弱,对混凝土性能的影响十分显著;第二,三相中的任一相,本身实际上还是多相体。例如一颗花岗岩的骨料里除了有微裂缝、孔隙外,还不均匀地镶嵌着石英、长石和云母三种矿物。石英很硬,而云母就很软;第三,与其他工程材料不同,混凝土结构中的两相一硬化水泥浆体和过渡区是随时间、温度与湿度环境不断变化着的。

1.骨料相

通常在为混凝土选择骨料时,首先注意的是它的颗粒强度,也就是说它越坚硬越好。事实上,由于骨料的强度通常比其他两相的高很多,因此它对混凝土的强度并没有直接的影响。但是它们的粒径和形状间接地影响混凝土强度。当骨料粒径越大、针片状颗粒越多时,其表面积存的水膜越厚,过渡区相就越薄弱,硬化混凝土的强度和抗渗透性也越差。所以,质量好的骨料应该是颗粒形状均匀、级配好,堆积密实度高,所需要的浆体用量少。许多路面板之所以不耐久,就是因为骨料质量差,尤其缺乏5~10mm粒径的颗粒,使得传荷能力和抗冲击与疲劳能力受到严重影响。

2.硬化水泥浆体(也称水泥石)

在配制混凝土选用水泥时,都认为标号越高的水泥越好。事实上,高标号水泥通常粉磨得越细,在拌合时往往需要更多的水,硬化后生成更多薄弱的氢氧化钙,多余的水分蒸发后也会形成更多的孔隙,对混凝土的强度和耐久性不利。但是,这样的水泥水化反应快,因此用它配制的混凝土早期强度高,这是它受欢迎的原因。

3.过渡区

试验表明:即使所用骨料非常致密,混凝土的渗透性也要比相应的水泥浆体低一个数量级。这说明:混凝土体的渗透性并不直接取决于硬化水泥浆体的渗透性,而是取决于过渡区刚浇注成型的混凝土在其凝固硬化之前,骨料颗粒受重力作用向下沉降,含有大量水分的稀水泥浆则由于密度小的原因向上迁移,它们之间的相对运动使骨料颗粒的周壁形成一层稀浆膜,待混凝土硬化后,这里就形成了过渡区。

过渡区微结构的特点为:1)富集大晶粒的氢氧化钙和钙矾石;2)孔隙率大、大孔径的孔多3)存在大量原生微裂缝,即混凝土未承载之前出现的裂缝。

因为过渡区的影响,使混凝土在比它两个主要相能够承受的应力低得多的时候就被破坏;由于过渡区大量孔隙和微裂缝存在,虽然硬化水泥浆体和骨料两相的刚性很大,但受它们之间传递应力作用的过渡区影响,混凝土的刚性和弹性模量明显地减小。

过渡区的特性对混凝土的耐久性影响也很显著。因为硬化水泥浆体和骨料两相在弹性模量、线胀系数等参数上的差异,在反复的荷载、冷热循环与干湿循环作用下,过渡区作为薄弱环节,在较低的拉应力作用下其裂缝就会逐渐扩展,使外界水分和侵蚀性离子易于进入,对混凝土及钢筋产生侵蚀作用。

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