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摘要:混凝土在工程力学、建筑材料等各个领域中发挥着重要作用,影响着人们的正常生活。例如,在建筑工程、道路工程中合理应用混凝土可以提高工程质量。但需要把控混凝土材料的性能与质量,当前会影响到混凝土材料性能的因素有很多,例如水灰比、水泥等级、砂的粗细等,明确影响因素后需要加强混凝土材料性能的检测,全面开展强度、耐久性、和易性等方面的检测,确保混凝土材料性能符合使用要求。
关键词:混凝土;性能检测;影响因素
前言:
混凝土在诸多领域中占据着重要地位,若混凝土材料的质量与性能较差将会影响到各项工程,而加强混凝土材料性能检测、明确混凝土材料性能的影响因素可以提高混凝土质量,继而提高各项工程的质量,因此本文将对混凝土材料性能检测及其影响因素进行简要分析。
1.混凝土概述
混凝土即砼,是一种工程复合材料,需要利用胶凝材料将集料胶结在一起[1]。一般情况下,混凝土指的就是利用水泥这种胶凝材料以及水将沙、石等集料根据一定的比例进行搅拌得到的水泥混凝土。混凝土是当前最主要的一种土木工程材料,具有原材料丰富、成本低、生产工艺简单等优势,且混凝土的抗压强度比较高,耐久性也比较好,强度等级相对广泛,使得混凝土不仅被广泛应用在土木工程中,也被应用在造船业、海洋开发、地热工程以及机械工业当中。混凝土的强度主要包括和易性、强度、变形等,其中和易性是混凝土最重要的性能,能够展现出混凝土的可塑性、稠度、抗分层离析泌水性能以及易抹面性等;强度是混凝土硬化之后最重要的力学性能,指的是混凝土抵抗压、剪、拉、弯等应力的能力,水灰比、集料品种与用量、搅拌、养护等因素都会影响到混凝土的强度;混凝土在荷载或温湿度作用下会出现变形的情况,例如温度变形、弹性变形等情况。
2.混凝土材料性能的影响因素
2.1石子数量
在进行混凝土材料配置时,配置人员会根据水泥以及砂等物质的用量决定石子的用量。石子在混凝土当中发挥着粗骨料的作用,若用料过多可能会影响到混凝土的和易性,导致混凝土出现较大的空隙,这就需要添加更多的细骨料砂,从而填充空隙。但是,水泥的用量是一定的,可能不会产生足够的水泥浆,便无法有效填充空隙,会直接降低混凝土的密实度、强度与耐久性,继而影响到工程质量[2]。但是,若石子的用量较少,也会导致混凝土的密度降低,混凝土材料的性能也达不到使用标准。
2.2砂的粗细
大多数企业在配置混凝土时都会优先选择中砂,若砂过细就会增加用水量。相比于外加剂当中的黏性物质,水不具有粘性,若增加用水量就会降低混凝土材料的粘合性,降低混凝土材料的质量。但如果砂过粗,混凝土就会出现容易泌水的情况,继而降低混凝土材料的粘合性。因此,在选择砂时,最好选择中砂。
2.3水泥品种
目前,市面上的水泥种类较多,常见的有抗硫酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、砌筑水泥以及硅酸盐水泥等。在配置混凝土时,配置人员应综合分析混凝土使用位置的情况,是否存在硫酸盐腐蚀、地下水腐蚀等问题,并据此选择合适的水泥品种。水泥的强度会直接影响混凝土的强度,因此若想充分发挥混凝土材料的作用,就需要根据施工现场的地理条件以及气候条件选择合适的水泥品种与强度等级,从而提高质量。
2.4粉煤灰
若根据游离氧化钙的含量可以将粉煤灰划分为复合灰、低钙灰与高钙灰等类型,而根据细度可以将粉煤灰划分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级粉煤灰。在进行混凝土材料的配置时,可以适当加入一些粉煤灰从而增强混凝土的和易性,提升混凝土的密实度,继而提高混凝土的抗高性能、抗水渗透性能[3]。同时,在混凝土当中添加粉煤灰也可以减少水泥用量,有利于降低混凝土的配置成本。因此,在配置混凝土时,应当科学计算胶凝材料的用量并适当添加一些粉煤灰。
2.5外加剂
混凝土材料的配置需要少量的外加剂,且外加剂的作用无可替代,因此需高度重视外加剂。近年来,在科学技术不断发展的过程中,我国科学家研制出了很多外加剂。在选择外加剂时需综合考虑混凝土原材料、配置工艺、施工环境等各方面因素,确保所选择的外加剂符合要求。
2.6搅拌时间
混凝土是由各种材料搅拌而成的,而搅拌时间直接影响着混凝土材料的性能与工作效能。混合搅拌物当中的水分蒸发以及水泥早期水化等情况都会产生影响,导致混合搅拌物的坍落度越高,搅拌时间就越短。但是,在搅拌时并不能因为混合搅拌物的坍落度高就缩短搅拌时间。若搅拌时间过短,会导致搅拌混合物无法充分溶解,若搅拌时间过长,水泥会出现严重的水化情况,水分蒸发也比较多,就会影响到混凝土的性能。因此,需要合理掌握混凝土的搅拌时间,综合考虑季节、环境等因素。例如,在夏季搅拌时间相对较短,但是不能少于120秒,冬季搅拌时间相對较长,不能少于150秒。
2.7环境因素
除了上述因素,环境也会影响到混凝土材料的性能。会影响混凝土材料性能的环境因素有大气环境、土壤环境、水环境等。在各种环境的影响下,混凝土会出现一些腐蚀性物质,继而降低混凝土的性能。同时,环境因素也会影响到混凝土的适用性与安全性。例如,在环境因素的影响下,混凝土会被其他物质侵蚀,其耐久性就会下降。例如,温度、湿度等特殊环境都会造成混凝土腐蚀。
3.混凝土材料性能的检测
3.1混凝土材料性能的检测标准
当前,国家针对混凝土性能有一些标准规范,例如需要根据GB/T1596-2005《用于水泥和商品混凝土中的粉煤灰》以及GB/T18736-2002《高强高性能商品混凝土用矿物外加剂》等标准明确粉煤灰的用量与外加剂的用量[4]。但是,在实验过程中,GB/T1596-2005《用于水泥和商品混凝土中的粉煤灰》这一标准较为复杂,所以可优先选择GB/T18736-2002《高强高性能商品混凝土用矿物外加剂》。 3.2混凝土材料强度的检测
在混凝土硬化之后,强度就成为最重要的力学性能,可以展现出混凝土各方面的能力,例如抗压、抗剪等能力,需加强检测。在检测混凝土材料的强度时,可以利用局部破损法与非破损法这两种方式。其中,非破损法具有操作简单的优势,主要包括回弹法、超声波法等方式。回弹法指的是利用弹簧驱动的重锤,利用弹击杆弹击混凝土的表面,并进行重锤反弹距离的测量,利用回弹值判断混凝土的强度。而超声波法即超声脉冲技术,应用范围较为广泛,主要是通过强度与超声波在混凝土中的传播参数之间的相关关系推断混凝土强度的。常用的局部破损法有取芯法等,操作较为复杂,很容易受到人为因素的影响。因此,在检测混凝土材料强度时,可优先选择非破损法,从而增强强度檢测的准确性。
3.3混凝土材料耐久性的检测
混凝土的耐久性包括很多内容,例如抗渗性、抗冻性以及抗腐蚀性等,需进行针对性检测。首先,各项工程对混凝土的抗渗性都有较高的要求,这样才能够抵抗水压力,延长工程的使用年限。一般情况下,混凝土的抗渗性与混凝土的性能之间是成正比关系的,混凝土的性能越好,抗渗性就越强,可以利用NEL法与直流电量法检测混凝土的抗渗性能。其次,抗冻性也影响着混凝土的使用年限,需要在水饱和的状态下,对混凝土进行冻融循环检测,观察混凝土的强度以及外观的完整性,从而推断混凝土的抗冻性。此外,可以利用抗硫酸盐侵蚀实验检测混凝土的抗腐蚀性,循环次数越多就说明混凝土的抗腐蚀性越好。
3.4混凝土材料和易性的检测
在大量性能当中,和易性最为重要,可以展现出混凝土的易抹面性、可塑性等多种性能,能够检测混凝土和易性的方法与指标有很多,我国常将截锥坍落筒测定的坍落度以及维勃仪测定的维勃时间当作混凝土和易性的关键指标。坍落度检测的主要内容是混凝土的流动性、保水性以及粘聚性,而维勃稠度检测一般应用在混凝土较为干硬的情况下[5]。同时,维勃稠度检测比较适用于骨料最大粒径小于等于40mm且维勃稠度在5-30秒范围当中的混凝土。其中,坍落度检测的应用范围更广泛一些。此外,也可以利用泵送混凝土的稳定性检测判断在一定压力下混凝土的泌水率,从而推断混凝土的和易性。每一种方法的优劣不同,需要根据实际情况科学选择。
在检测混凝土材料的和易性时需把控检测重点。第一,水灰比。水灰比指的是用水量与水泥用量之间的比值,影响着混凝土的稠度,继而影响混凝土的和易性。混凝土配置人员需要根据工程的实际需求明确混凝土的稠度与水灰比。若混凝土的水灰比过大,混凝土的稠度就会比较低,很难凝结成型,这时就可以增加水泥用量,从而减小水灰比,增加混凝土的稠度。若水灰比过小,混凝土的流动性就会比较差,会影响到后续搅拌工作,可以加大用水量,降低混凝土的稠度。第二,砂率。砂率会影响到混凝土的表面积与孔隙率,这主要是受到了粗骨料与细骨料之间的比例。若水泥浆的体积固定,砂率上升,混凝土骨料的表面积会加大,会增加砾石之间的摩擦力,降低混凝土的流动性,若砂率下降,混凝土骨料的表面积会减小,水泥不仅会包裹沙子的表面,也会填充孔隙,降低混凝土的流动性。第三,水泥种类。水泥的种类也会影响到混凝土的和易性,需科学选择。第四,外加剂。若水泥符合要求且混凝土的配置比例已固定,可以通过添加少量的外加剂提升混凝土的和易性。
结语:
现代化建设需要合理利用混凝土材料的性能,从而提高建设质量。无论是石子数量、砂的粗细、水泥品种还是粉煤灰、外加剂都会影响到混凝土的性能,这就需要对混凝土的和易性、强度、耐久性进行检测,提升混凝土的运用水平。
参考文献
[1]盘顺海[1]. 刍议混凝土材料性能检测和影响因素[J]. 建筑技术研究, 2019, 002(004):P.165-166.
[2]张征云. 建筑混凝土质量的影响因素及检测措施[J]. 城镇建设, 2020, 001(004):42.
[3]李军. 机制砂混凝土工作性能及强度影响因素研究[J]. 新型建筑材料, 2020, 047(005):26-28,32.
[4]敏 邓, 森 樊, 斌 李. 影响玻璃纤维混凝土性能的因素以及工程应用[J]. 工程技术研究, 2020, 2(3):44-45.
[5]高英杰. 混凝土材料性能检测影响因素探讨[J]. 建筑与装饰, 2020, 002(010):195.
关键词:混凝土;性能检测;影响因素
前言:
混凝土在诸多领域中占据着重要地位,若混凝土材料的质量与性能较差将会影响到各项工程,而加强混凝土材料性能检测、明确混凝土材料性能的影响因素可以提高混凝土质量,继而提高各项工程的质量,因此本文将对混凝土材料性能检测及其影响因素进行简要分析。
1.混凝土概述
混凝土即砼,是一种工程复合材料,需要利用胶凝材料将集料胶结在一起[1]。一般情况下,混凝土指的就是利用水泥这种胶凝材料以及水将沙、石等集料根据一定的比例进行搅拌得到的水泥混凝土。混凝土是当前最主要的一种土木工程材料,具有原材料丰富、成本低、生产工艺简单等优势,且混凝土的抗压强度比较高,耐久性也比较好,强度等级相对广泛,使得混凝土不仅被广泛应用在土木工程中,也被应用在造船业、海洋开发、地热工程以及机械工业当中。混凝土的强度主要包括和易性、强度、变形等,其中和易性是混凝土最重要的性能,能够展现出混凝土的可塑性、稠度、抗分层离析泌水性能以及易抹面性等;强度是混凝土硬化之后最重要的力学性能,指的是混凝土抵抗压、剪、拉、弯等应力的能力,水灰比、集料品种与用量、搅拌、养护等因素都会影响到混凝土的强度;混凝土在荷载或温湿度作用下会出现变形的情况,例如温度变形、弹性变形等情况。
2.混凝土材料性能的影响因素
2.1石子数量
在进行混凝土材料配置时,配置人员会根据水泥以及砂等物质的用量决定石子的用量。石子在混凝土当中发挥着粗骨料的作用,若用料过多可能会影响到混凝土的和易性,导致混凝土出现较大的空隙,这就需要添加更多的细骨料砂,从而填充空隙。但是,水泥的用量是一定的,可能不会产生足够的水泥浆,便无法有效填充空隙,会直接降低混凝土的密实度、强度与耐久性,继而影响到工程质量[2]。但是,若石子的用量较少,也会导致混凝土的密度降低,混凝土材料的性能也达不到使用标准。
2.2砂的粗细
大多数企业在配置混凝土时都会优先选择中砂,若砂过细就会增加用水量。相比于外加剂当中的黏性物质,水不具有粘性,若增加用水量就会降低混凝土材料的粘合性,降低混凝土材料的质量。但如果砂过粗,混凝土就会出现容易泌水的情况,继而降低混凝土材料的粘合性。因此,在选择砂时,最好选择中砂。
2.3水泥品种
目前,市面上的水泥种类较多,常见的有抗硫酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、砌筑水泥以及硅酸盐水泥等。在配置混凝土时,配置人员应综合分析混凝土使用位置的情况,是否存在硫酸盐腐蚀、地下水腐蚀等问题,并据此选择合适的水泥品种。水泥的强度会直接影响混凝土的强度,因此若想充分发挥混凝土材料的作用,就需要根据施工现场的地理条件以及气候条件选择合适的水泥品种与强度等级,从而提高质量。
2.4粉煤灰
若根据游离氧化钙的含量可以将粉煤灰划分为复合灰、低钙灰与高钙灰等类型,而根据细度可以将粉煤灰划分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级粉煤灰。在进行混凝土材料的配置时,可以适当加入一些粉煤灰从而增强混凝土的和易性,提升混凝土的密实度,继而提高混凝土的抗高性能、抗水渗透性能[3]。同时,在混凝土当中添加粉煤灰也可以减少水泥用量,有利于降低混凝土的配置成本。因此,在配置混凝土时,应当科学计算胶凝材料的用量并适当添加一些粉煤灰。
2.5外加剂
混凝土材料的配置需要少量的外加剂,且外加剂的作用无可替代,因此需高度重视外加剂。近年来,在科学技术不断发展的过程中,我国科学家研制出了很多外加剂。在选择外加剂时需综合考虑混凝土原材料、配置工艺、施工环境等各方面因素,确保所选择的外加剂符合要求。
2.6搅拌时间
混凝土是由各种材料搅拌而成的,而搅拌时间直接影响着混凝土材料的性能与工作效能。混合搅拌物当中的水分蒸发以及水泥早期水化等情况都会产生影响,导致混合搅拌物的坍落度越高,搅拌时间就越短。但是,在搅拌时并不能因为混合搅拌物的坍落度高就缩短搅拌时间。若搅拌时间过短,会导致搅拌混合物无法充分溶解,若搅拌时间过长,水泥会出现严重的水化情况,水分蒸发也比较多,就会影响到混凝土的性能。因此,需要合理掌握混凝土的搅拌时间,综合考虑季节、环境等因素。例如,在夏季搅拌时间相对较短,但是不能少于120秒,冬季搅拌时间相對较长,不能少于150秒。
2.7环境因素
除了上述因素,环境也会影响到混凝土材料的性能。会影响混凝土材料性能的环境因素有大气环境、土壤环境、水环境等。在各种环境的影响下,混凝土会出现一些腐蚀性物质,继而降低混凝土的性能。同时,环境因素也会影响到混凝土的适用性与安全性。例如,在环境因素的影响下,混凝土会被其他物质侵蚀,其耐久性就会下降。例如,温度、湿度等特殊环境都会造成混凝土腐蚀。
3.混凝土材料性能的检测
3.1混凝土材料性能的检测标准
当前,国家针对混凝土性能有一些标准规范,例如需要根据GB/T1596-2005《用于水泥和商品混凝土中的粉煤灰》以及GB/T18736-2002《高强高性能商品混凝土用矿物外加剂》等标准明确粉煤灰的用量与外加剂的用量[4]。但是,在实验过程中,GB/T1596-2005《用于水泥和商品混凝土中的粉煤灰》这一标准较为复杂,所以可优先选择GB/T18736-2002《高强高性能商品混凝土用矿物外加剂》。 3.2混凝土材料强度的检测
在混凝土硬化之后,强度就成为最重要的力学性能,可以展现出混凝土各方面的能力,例如抗压、抗剪等能力,需加强检测。在检测混凝土材料的强度时,可以利用局部破损法与非破损法这两种方式。其中,非破损法具有操作简单的优势,主要包括回弹法、超声波法等方式。回弹法指的是利用弹簧驱动的重锤,利用弹击杆弹击混凝土的表面,并进行重锤反弹距离的测量,利用回弹值判断混凝土的强度。而超声波法即超声脉冲技术,应用范围较为广泛,主要是通过强度与超声波在混凝土中的传播参数之间的相关关系推断混凝土强度的。常用的局部破损法有取芯法等,操作较为复杂,很容易受到人为因素的影响。因此,在检测混凝土材料强度时,可优先选择非破损法,从而增强强度檢测的准确性。
3.3混凝土材料耐久性的检测
混凝土的耐久性包括很多内容,例如抗渗性、抗冻性以及抗腐蚀性等,需进行针对性检测。首先,各项工程对混凝土的抗渗性都有较高的要求,这样才能够抵抗水压力,延长工程的使用年限。一般情况下,混凝土的抗渗性与混凝土的性能之间是成正比关系的,混凝土的性能越好,抗渗性就越强,可以利用NEL法与直流电量法检测混凝土的抗渗性能。其次,抗冻性也影响着混凝土的使用年限,需要在水饱和的状态下,对混凝土进行冻融循环检测,观察混凝土的强度以及外观的完整性,从而推断混凝土的抗冻性。此外,可以利用抗硫酸盐侵蚀实验检测混凝土的抗腐蚀性,循环次数越多就说明混凝土的抗腐蚀性越好。
3.4混凝土材料和易性的检测
在大量性能当中,和易性最为重要,可以展现出混凝土的易抹面性、可塑性等多种性能,能够检测混凝土和易性的方法与指标有很多,我国常将截锥坍落筒测定的坍落度以及维勃仪测定的维勃时间当作混凝土和易性的关键指标。坍落度检测的主要内容是混凝土的流动性、保水性以及粘聚性,而维勃稠度检测一般应用在混凝土较为干硬的情况下[5]。同时,维勃稠度检测比较适用于骨料最大粒径小于等于40mm且维勃稠度在5-30秒范围当中的混凝土。其中,坍落度检测的应用范围更广泛一些。此外,也可以利用泵送混凝土的稳定性检测判断在一定压力下混凝土的泌水率,从而推断混凝土的和易性。每一种方法的优劣不同,需要根据实际情况科学选择。
在检测混凝土材料的和易性时需把控检测重点。第一,水灰比。水灰比指的是用水量与水泥用量之间的比值,影响着混凝土的稠度,继而影响混凝土的和易性。混凝土配置人员需要根据工程的实际需求明确混凝土的稠度与水灰比。若混凝土的水灰比过大,混凝土的稠度就会比较低,很难凝结成型,这时就可以增加水泥用量,从而减小水灰比,增加混凝土的稠度。若水灰比过小,混凝土的流动性就会比较差,会影响到后续搅拌工作,可以加大用水量,降低混凝土的稠度。第二,砂率。砂率会影响到混凝土的表面积与孔隙率,这主要是受到了粗骨料与细骨料之间的比例。若水泥浆的体积固定,砂率上升,混凝土骨料的表面积会加大,会增加砾石之间的摩擦力,降低混凝土的流动性,若砂率下降,混凝土骨料的表面积会减小,水泥不仅会包裹沙子的表面,也会填充孔隙,降低混凝土的流动性。第三,水泥种类。水泥的种类也会影响到混凝土的和易性,需科学选择。第四,外加剂。若水泥符合要求且混凝土的配置比例已固定,可以通过添加少量的外加剂提升混凝土的和易性。
结语:
现代化建设需要合理利用混凝土材料的性能,从而提高建设质量。无论是石子数量、砂的粗细、水泥品种还是粉煤灰、外加剂都会影响到混凝土的性能,这就需要对混凝土的和易性、强度、耐久性进行检测,提升混凝土的运用水平。
参考文献
[1]盘顺海[1]. 刍议混凝土材料性能检测和影响因素[J]. 建筑技术研究, 2019, 002(004):P.165-166.
[2]张征云. 建筑混凝土质量的影响因素及检测措施[J]. 城镇建设, 2020, 001(004):42.
[3]李军. 机制砂混凝土工作性能及强度影响因素研究[J]. 新型建筑材料, 2020, 047(005):26-28,32.
[4]敏 邓, 森 樊, 斌 李. 影响玻璃纤维混凝土性能的因素以及工程应用[J]. 工程技术研究, 2020, 2(3):44-45.
[5]高英杰. 混凝土材料性能检测影响因素探讨[J]. 建筑与装饰, 2020, 002(010):195.