混凝土的定义
凡由胶凝材料、粗细骨料、水(必要的时候可加入外加剂)按一定比例,均匀搅拌、密实成型,经过一定的时间养护硬化后而制成的一种人造石材,称为混凝土(也称为砼)。
商品混凝土,又称预拌混凝土,简称为商砼,是由水泥、骨料、水及根据需要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按照一定比例,在搅拌站经计量、拌制后出售并采用运输车在规定时间内运送到使用地点的混凝土拌合物。
按表观密度分类
① 轻混凝土:干表观密度小于2000kg/m3,采用陶粒、页岩等轻质多孔骨料或掺加引气剂、泡沫剂形成多孔结构的混凝土,具有保温隔热性能好、质量轻等优点,多用作保温材料或高层、大跨度建筑的结构材料。
② 普通混凝土:干表观密度2000~ 2800kg/m3,由天然砂石做骨料制成。是土建工程中常用的混凝土,主要用作各种土木工程的承重结构材料。
③ 重混凝土:干表观密度大于2800kg/m3,常采用重晶石、铁矿石、钢屑等做骨料和锶水泥、钡水泥共同配制防辐射混凝土,作为核工程的屏蔽结构材料。具有不透过X射线和γ射线的性能。
粒径在4.75mm以下的骨料称为细骨料,在普通混凝土中指的是砂。砂可分为天然砂和人工砂两类。天然砂包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂(氯离子含量不大于0.06%);人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统称。因河砂干净,又符合有关标准的要求,所以在配制混凝土时常用。混凝土用细骨料的技术要求有以下几方面:
颗粒级配及粗细程度
砂的颗粒级配是指砂中大小不同的颗粒相互搭配的比例情况,大小颗粒搭配得好时砂粒之间的空隙少。砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起后总体的粗细程度,通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同质量条件下,细砂的总表面积较大,而粗砂的总表面积较小。在混凝土中,砂子的表面需要由水泥浆包裹,砂粒之间的空隙需要由水泥浆填充,为达到节约水泥和提高强度的目的,应尽量减少砂的总表面积和砂粒间的空隙,即选用级配良好的粗砂或中砂比较好。
砂的颗粒级配和粗细程度,常用筛分析的方法进行测定。根据0.63mm筛孔的累计筛余量,将砂分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级配区。用所处的级配区来表示砂的颗粒级配状况,用细度模数表示砂的粗细程度。细度模数愈大,表示砂愈粗,按细度模数砂可分为粗、中、细三级。
在选择混凝土用砂时,砂的颗粒级配和粗细程度应同时考虑。配制混凝土时宜选用Ⅱ区砂。当采用Ⅰ区砂时,应提高砂率,并保持足够的水泥用量,以满足混凝土的和易性要求;当采用Ⅲ区砂时,宜适当降低砂率,以混凝土的强度。对于泵送混凝土,宜选用中砂,且砂中小于0.315mm的颗粒应不少于15%。
颗粒级配及大粒径
普通混凝土用碎石或卵石的颗粒级配情况有连续粒级和单粒级两种。其中,单粒级的骨料一般用于组合成具有要求级配的连续粒级,它也可与连续粒级的碎石或卵石混合使用,以改善其级配。如资源受限使用单粒级骨料时,则应采取措施避免混凝土发生离析。
粗骨料中公称粒级的上限称为大粒径。当骨料粒径增大时,其比表面积减小,混凝土的水泥用量也减少,故在满足技术要求的前提下,粗骨料的大粒径应尽量选大一些。在钢筋混凝土结构工程中,粗骨料的大粒径不得超过结构截面小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋间小净距的3/4。对于混凝土实心板,可允许采用大粒径达1/3板厚的骨料,但大粒径不得超过40mm。对于采用泵送的混凝土,碎石的大粒径应不大于输送管径的1/3,卵石的大粒径应不大于输送管径的1/2.5。