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混凝土抗冻灶及抗渗性的有力措施.⑤保证混凝土施工质量.在混凝土施工中,应做到搅拌透彻,浇筑均匀,振捣密实,加强养护,以保证混凝土耐久性.
第三节
胶凝材料根据其化学组成可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料,无机胶凝材料按硬化条件差异又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料.气硬性胶凝材料只能在空气中硬化,保持或发展强度,适用于干燥环境,如石灰i水玻璃等,水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化,而且能更好地在潮湿环境或水中硬化,保持并继续发展其强度,如水泥.沥青属于有机胶凝材料.
一,石灰
(一)石灰的原料及生产
石灰是工程中常用的胶凝材料之一,其原料石灰石主要成分是碳酸钙(CaCO3),石灰石经高温煅烧分解产生以CaO为主要成分(少量MgO)的生石灰.
(二)石灰的熟化
石灰的熟化又称消解,是指生石灰与水(H2O)发生反应,生成Ca(OH)2的过程.生石灰的熟化过程伴随着剧烈的放热与体积膨胀现象(1.5～3.5倍).
(三)石灰的特点
1.可塑性好.生石灰消解为石灰浆时,其颗粒极微细,呈胶体状态,比表面积大,表面吸附了一层较厚的水膜,因而保水性能好,同时水膜层也降低了颗粒间的摩擦力,可塑性增强.
2.强度低.石灰硬化缓慢,强度较低,通常1:3的石灰砂浆,其28d抗压强度只有0.2～0.5MPa.
3.耐水性差.在石灰硬化体中存在着大量尚未碳化的Ca(OH)2,而Ca(OH)2易溶于水,所以石灰的耐水性较差,故石灰不宜用于潮湿环境中.
4.体积收缩大.石灰在硬化过程中蒸发掉大量的水分,引起体积显着收缩,易产生裂纹.
因此,石灰一般不宜单独使用,通常掺人一定量的骨料.(砂)或纤维材料(纸筋,麻刀等)或水泥以提高抗拉强度,抵抗收缩引起的开裂.
二,水玻璃
水玻璃是一种碱金属硅酸盐水溶液,俗称"泡花碱".根据碱金属氧化物的不同,分为硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃等.常用的是硅酸钠(Na2O.nSiO2)水玻璃的水溶液,硅酸钠中氧化硅与氧化钠的分子比"n"称为水玻璃模数.
(一)水玻璃的性质
水玻璃通常为青灰色或黄灰色黏稠液体,具有较强的粘结力,其模数越大,粘结力越强.同一模数的水玻璃溶液,浓度越大,密度越大,黏度越大,粘结力越强.
水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶,可堵塞材料的毛细孔隙,具有一定的防渗作用,能抵抗多数无机酸,有机酸的腐蚀,具有很强的耐酸腐蚀性,还有着良好的耐热性,在高温下不分解,强度不降低甚至有所增加.
(二)水玻璃的用途
1.灌浆材料.常用于加固地基,水玻璃和氯化钙溶液交替灌入地基中,两种溶液发生化学反应,析出硅酸胶体,起到胶结和填充土壤空隙的作用,增加了土的密实度和强度.
2.涂料.天然石材,混凝土硅酸盐制品等表面涂上一层水玻璃,可提高其防水性和抗风化性,用水玻璃涂刷钢筋混凝土中的钢筋,可起到一定的阻锈作用.
3.防水剂.水玻璃还可以与多种矾配制成防水剂,用于防水砂浆和防水混凝土.
4.耐酸材料.水玻璃与促硬剂,耐酸粉,耐酸骨料配合可制得耐酸砂浆和耐酸混凝土,对于硫酸,盐酸,硝酸等无机酸具有较好的耐腐蚀能力,常用于防腐工程.
5.耐热材料.利用水玻璃的耐热性可配制耐热砂浆和耐热混凝土.
6.粘合剂.液体水玻璃,粒化高炉矿渣,砂和氟硅酸钠按_定的比例配合可制得水玻璃矿渣砂浆,用于块材裂缝的修补,轻型内墙的粘结等.
三,水泥
凡磨细成粉末状,加入适量水后能成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂,石等材料牢固地胶结成整体材料的水硬性胶凝材料,通称为水泥.
水泥种类很多,按照主要的水硬性物质不同可分为硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,硫铝酸盐水泥,铁铝酸盐水泥等系列.按用途和性能,又可分为通用水泥,专用水泥,特性水泥三大类.
(一)通用水泥
通用水泥是指大量用于一般土木建筑工程的水泥,包括羟酸盐水泥,普通水泥,矿渣水泥,火山灰水泥,粉煤灰水泥和复合水泥.使用最多的为硅酸盐类水泥,如硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥,粉煤灰硅酸盐水泥等.
(二)专用水泥
专用水泥是指有专门用途的水泥.下面介绍水利工程中常用的大坝水泥和低热微膨胀水泥.
大坝水泥包括中热和低热水泥.以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量石膏,磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料,称为中热硅酸盐水泥,简称中热水泥,以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量矿渣,石膏,磨细制成的具有低等水化热的水硬性胶凝材料,称为低热硅酸盐水泥,简称低热水泥.低热,中热水泥适用于大坝工程及大型构筑物等大体积混凝土工程.
低热微膨胀水泥(LHEC)是指以粒化高炉矿渣为主要组分,加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏,磨细制成的具有低水化热和微膨胀性能的水硬性胶凝材料.低热微膨胀水泥由于水化热低,并且具有微膨胀的性能,对防止大体积混凝土的干缩开裂有重要作用.适用于要求低热和补偿收缩的混凝土,大体积混凝土,要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程.
(三)特性水泥
特性水泥是指其某种性能比较突出的一类水泥,如快硬硅酸盐水泥,快凝快硬硅酸盐水泥,抗硫酸盐硅酸盐水泥,白色硅酸盐水泥,自应力铝酸盐水泥,膨胀硫酸盐水泥等.
1.快硬硅酸盐水泥,是指以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料,简称快硬水泥.快硬水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于10h.
2.快凝快硬硅酸盐水泥,是指以硅酸三钙,氟铝酸钙为主的熟料,加入适量的硬石膏,粒化高炉矿渣,无水硫酸钠,经过磨细制成的凝结快,强度增长快的水硬性胶凝材料,简称双快水泥.双快水泥初凝不得早于10min,终凝不得迟于60min.主要用于紧急抢修工程,以及冬季施工,堵漏等工程.施工时不得与其他水泥混合使用.
3.抗硫酸盐硅酸盐水泥,是指以硅酸钙为主的特定矿物组成的熟料,加入适量石膏,磨细制成的具有一定抗硫酸盐侵蚀性能的水硬性胶凝材料.抗硫酸盐水泥适用于受硫酸盐侵蚀的海港,水利,地下隧涵等工程.
4.白色硅酸盐水泥,是指以白色硅酸盐水泥熟料加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料.
5.铝酸盐水泥,是以铝酸钙为主要成分的各种水泥的总称.主要品种有:高铝水泥,低钙铝酸盐水泥,铝酸盐自应力水泥等.其中工程中常用的高铝水泥特点是早期强度递增快,强度高,水化热高,主要用于紧急抢修和早强要求的特殊工程,适用于冬期施工,主要缺点是后期强度倒缩,在使用3～5年后高铝水泥混凝土的强度只有早期强度的一半左右,抗冻渗和耐蚀等性能亦随之降低.高铝水泥不宜用于结构工程,使用温度不宜超过30℃,不得与其他水泥混合使用.
第四节
混凝土外加剂种类繁多,按其主要功能分为四类:
1,改善混凝土拌合物流动性能的外加剂.包括各种减水剂,引气剂和泵送剂等.
2,调节混凝土凝结时间,硬化性能的外加剂.包括缓凝剂,早强剂和泵送剂等.
3,改善混凝土耐久性的外加剂.包括引气剂,防水剂和阻锈剂等.
4,改善混凝土其他性能的外加剂.包括引气剂,膨胀荆,防冻剂,着色剂等.
二,工程中常用的外加剂
目前在工程中常用的外加剂主要有减水剂,引气剂,早强剂,缓凝剂,防冻剂等.
(一)减水剂
减水剂是在混凝土坍落度基本相同的条件下,能显着减少混凝土拌合水量的外加剂.在混凝土中加入减水剂后,根据使用目的的不同,一般可取得以下效果:在用水量及水灰比不变时,混凝土坍落度可增大100～200mm,且不影响混凝土的强度,增加流动性,在保持流动性及水泥用量不变的条件下,可减少拌合水量10%～15%,从而降低了水灰比,使混凝土强度提高15%～20%,特别是早期强度提高更为显着,在保持流动性及水灰比不变的条件下,可以在减少拌合水量的同时,相应减少水泥用量,即在保舟混凝土强度不变时,可节约水泥用量10%～15%,掺入减水剂能显着改善混凝土的孔隙结构,使混凝土的密实度提高,透水性可降低40%～80%,从而可提高抗渗,抗冻,抗化学腐蚀及抗锈蚀等能力,改善混凝土的耐久性.此外,掺用减水剂后,还可以改善混凝土拌合物的泌水,离析现象,延缓混凝土拌合物的凝结时间,减慢水泥水化放热速度和可配制特种混凝土.
(二)早强剂
早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂.早强剂可促进水泥的水化和硬化进程,加快施工进度,提高模板周转率,特别适用于冬期施工或紧急抢修工程.目前广泛使用的混凝土早强剂有三类,即氯化物(如CaCl2,NaCl等),硫酸盐系(如Na2SO4等)和三乙醇胺系i但使用更多的是以它们为基材的复合早强剂.其中氯化物对钢筋有锈蚀作用,常与阻锈剂共同使用.
(三)引气剂
引气
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