首页 拆除技术正文

工程拆除混凝土工材料

川渝拆除17713551981

工程拆除混凝土工材料

建筑工程中,应用最广的是以水泥为胶凝材料,普通砂、石为骨料,按适当比例配合,加水拌制成拌合物,经成型硬化而成的人造石材。混凝土具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的特点,同时混凝士还具有抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽,在各种工程设中作为重要的建筑材料广泛使用。混凝土按胶凝材料分为水泥混凝土、聚合物混凝土、水玻璃混凝上和沥青混凝上等。按用途和功能可分为防水混凝土、道路混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、纤维混凝土等。

本节中主要介绍普通混凝土的组成材料、主要技术性质、养护方法等相关知识

(一)普通混凝土的组成材料

在混凝土中,砂、石材料的体积占80%以上,主要起骨架作用,称为骨料。水泥与水形成泥浆,水泥浆包裹骨料并填充其空隙。在硬化前,水泥浆起润滑作用,赋予拌合物一定的和易性,硬化后,则将骨料胶结成整体形成混凝土。

1.水泥

水泥是普通混凝土的胶凝材料,其性能对混凝土的性质影响很大,在混凝土中常用的水泥有硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥和复合水泥等,所用水泥的性能必须符合现行国家有关标准的规定。

(1)水泥的种类

①硅酸盐水泥:硅酸盐水泥的各矿物组成和含量参见表2-31。

表2-31硅酸盐水泥的各矿物组成和含量

表2-31硅酸盐水泥的各矿物组成和含量

⑨普通硅酸盐水泥(简称普通水泥):由于普通水泥是由硅酸盐水泥熟料和少量混合材料组成,所以各项性能都与硅酸盐水泥相近。

③矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣水泥):是由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣,加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。按重量计,水泥中粒化高炉矿渣为20%~70%。

④火山灰质硅酸盐水泥(简称火山灰水泥):是由硅酸盐水泥和火山灰质混合料,加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。按重量计,火山灰质材料掺量为20%~50%。

③粉煤灰硅酸盐水泥(简称粉煤灰水泥):是由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰加λ适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,按重量计,水泥中加入粉煤灰为20%~40%。

(2)水泥的强度

水泥的强度等级的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。原则上配制高强度等级的混凝土应选用强度等级高的水泥;配制低强度等级的混凝土选用强度等级较低的水泥。如采用强度等级低的水泥配制高强度等级的混凝士会使水泥的用量过多,不经济还会影响混凝土的其他技术性质;如采用高强度等级的水泥配制低强度等级的混凝土时会使水泥用量偏少,影响和易性和耐久性。

(3)水泥的主要特性、适用范围和选用见表2-32

表2-32常用水泥的主要特性和适用范围

表2-32常用水泥的主要特性和适用范围

表2-32常用水泥的主要特性和适用范围

2.骨料

水泥混凝上用骨料按粒径分为细集料和粗骨料,粒径在0.16~5mm之间的颗粒为细集料(俗称砂):粒径大于5mm的颗粒称为粗骨料(俗称石)。

(1)粗骨料

①石子的表观密度和分类

石子分为卵石和碎石,按粒径分:5~l0mm、5~16mm、5~20mm、5~25mm5~31.5mm、5~40mm。石子的表观密度一般为2.5~2.7g/cm3。处于气干状态时,堆积密度一般为1400~1500kg/m3

②石子的质量要求

混凝土用的卵石或碎石粒径的上限,称为该粒径的最大粒径。石子粒径大,其表面积随之减少。因此保证一定厚度的润滑层所需的水泥砂浆的数量也相应减少,所以石子最大粒径在条件许可下,应尽量选用大些的。但石子粒径的选用,取决于构件截面尺寸和配筋的疏密。石子最大颗粒尺寸不得超过结构截面最小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋最小净距的3/4,对板类构件不得超过板厚的1/2

(2)细集料

①砂的表观密度和分类

砂按产地不同,可分为河砂、海砂和山砂;按直径不同划分为三种,粗砂平均直径不小于0.5mm,中砂平均直径不小于0.35mm,细砂平均直径不小于0.25mm。砂的密度一般为2.6~2.7g/cm3。干燥状态下,堆积密度一般约为1500kg/m3。

②砂的颗粒级配

砂的颗粒级配表示大小颗粒砂的搭配情况,混凝士或砂浆中的空隙是由水泥浆来填充的,为达到节约水泥和提高强度,应尽量减少砂粒之间的空隙。良好的级配应有较多的粗颗粒,同时配有适当的中颗粒及少量细颗粒填充其空隙。

③砂的质量要求和保管

砂的质量应附有质量证明书,包括含泥率,筛分析,轻物质、云母、硫化物、硫酸盐含量等。砂的保管要分规格堆放,防止脏物污水、人踏车碾造成损失,有的地区应防止风吹损失。

3.拌和水及养护用水

混凝土拌和及养护用水的质量要求:不影响混凝土的和易性及凝结;不有损于混凝土强度发展;不降低混凝士的耐久性;不加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断;不污染混凝上表面。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物,对水泥石有侵蚀作用,对钢筋也会产生锈蚀,因此不得用于拌制钢筋混凝士和预应力混凝土。

4.外加剂和掺合料

(1)外加剂

外加剂是在混凝士拌合前或拌合时掺合,掺量不大于水泥产量的5%,并能按要求改善混凝土性能的物质。外加剂的掺量虽小,但能显著改善混凝土的性能,技术经济效果显著。常用外加剂有木钙粉、MF等减水剂;NaCl、CaCl2、Na2SO4等早强剂、松香热聚物和松香酸钠等引气剂;糖蜜、硼酸和柠檬酸等缓凝剂和防冻剂。

(2)混凝土外加剂质量标准

混凝土外加剂的质量是由掺入外加剂后混凝土的性能来评定的。外加剂匀质性指标见表2-33。

表2-33混凝土外加剂匀质性指标

表2-33混凝土外加剂匀质性指标

(3)掺合料

掺合料是在混凝上拌合时加入的天然的或者人工的矿物材料,掺合料能显著改善混凝上的和易性,提高混凝土的密实度、抗渗性、耐腐蚀性和强度混凝上掺合料分为活性矿物掺合料和非活性矿物掺合料。常见的掺合料有粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰和沸石粉等。

(二)普通混凝土的主要技术性质

新拌混凝土应具有良好的和易性,以便施工,保证浇灌质量;混凝土硬化后应具有足够的强度、良好的变形性能和必要的耐久性。

1.新拌混凝土的和易性

和易性是指新拌混凝土易于施工操作并能获得质量均匀、成型密实的性能。它是项综合的技术性质,与施工工艺密切相关,通常和易性包括流动性、粘聚性和保水性三个方面。流动性是指混凝上拌和物在自重或机械振动作用下能产生流动,并均匀、密实地填

满模板的性能。流动性的大小反应拌和物的稠稀,它影响施工难易及混凝土质量粘聚性是指混凝上拌和物中各种组成材料之间有较好的粘聚能力,在运输和浇筑过程中,不致产生分层离析,使混凝土保持整体均匀的性能。粘聚性差的拌和物中水泥浆或砂浆与石子易分离,混凝土硬化后会出现蜂窝、麻面、空泂等不密实现象。严重影响混凝土质量。保水性是指混凝土拌和物保持水分,不易产生泌水的性能。保水性差的拌和物在浇筑过程中,由于部分水分从混凝土内析出,形成渗水通道;浮在表面的水分,使上、下两混凝土浇筑层之间形成薄弱的夹层;部分水分还会停留在石子及钢筋的下面形成水囊或水膜,降低水泥浆与石子及钢筋的胶结力。这些都将影响混凝土的密实性,从而降低混凝土的强度和耐久性。

2.和易性的测定和坍落度的选择

和易性是一项综合性指标,通常采用测定混凝土拌和物的流动性的同时,以直观经验评定粘聚性和保水性,来评价混凝土拌和物的工作性。混凝土拌和物流动性不同,其工作性的评定方法也不同。流动性大的可采用坍落度法;流动性小的可用维勃度法。

(1)坍落度法

混凝上拌和物坍落度用坍落度筒来测定,将混凝土拌和料分三次装入坍落度筒中每次装料约1/3筒高,用捣棒捣插25下,刮平后,将筒垂直提起,测定拌和物由于自重产生坍落的亳米数,称为坍落度。坍落度越大,表示混凝土拌和物的流动性越大。坍落度筒测定流动性的方法,只适用于粗骨料粒径小于40mm,坍落度值不小于l0mm的混凝土拌和物。

(2)维勃稠度(VB)法

将混凝土拌和物按规定方法装入维勃稠度仪截头圆锥筒中,然后提起锥筒,并将一定质量的透明筒盘放在混凝土顶面上,开动振动台,拌和物在维勃稠度仪的容器内被振动摊平,使圆盘与混凝土完全接触所需的时间(以秒计),称为维勃稠度。维勃稠度值越大,表示混凝上拌和物越干稠。此法适用于粗骨料最大粒径小于40mm,维勃稠度值在5~30s之间的混凝土拌和物。

(3)坍落度的选择

选择混凝土拌和物的坍落度,关系到混凝土的施工质量和水泥用量。坍落度大的混凝土,施工比较容易,但水泥用量较多;坍落度小的混凝土,能节约水泥,但施工较为困难。选择的原则应是在保证施工质量的前提下,尽可能选用较小的坍落度。混凝土的坍落度应根据建筑物的特征,钢筋含量、运输距离、浇筑方法及气候条件等因泰决定。对于结构断面较小,钢筋含量较多的建筑物,应选用坍落度较大的混凝土;对于大体积素混凝土及少筋混凝土,可选用坍落度较小的混凝土。混凝上在浇筑地点的坍落度可按表2-34选用。


表2-34混凝土灌注时的坍落度

3.混凝士强度

强度是混凝土硬化后的主要力学性能。混凝土强度包括抗压、抗拉、抗弯及抗折强度等。其中以抗压强度为最大,抗拉强度为最小。混凝土在工程中主要用于承受压力所以,一般讲的混凝土强度即指抗压强度,结构设计、施工都以抗压强度为依据。下面主要讨论抗压强度。混凝土的抗压强度是指在压力作用下抵抗破坏的能力。抗压强度分为立方体抗压强度,棱柱体抗压强度,常用的是立方体抗压强度。

(1)立方体抗压强度(fc)

混凝土抗压强度的大小是以强度等级来表示的。混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值(k)划分。立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作的边长为150mm的

立方体试件,在标准环境中,经28d养护,采用标准的测试方法测得的抗压强度值称为混凝士立方体试件抗压强度。按其值的大小分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C50、C55及C60等12个混凝土强度等级。

(2)影响混凝土抗压强度的主要因素

混凝上是由几种材料组合在一起的复合材料,需要经过一定的施工工艺才能达到定强度。所以影响混凝上强度的因荼很多,但从混凝土的破坏情况分析,影晌强度的主要因素是水泥的强度、水灰比、骨料的性质、养护条件和龄期等。施工方法和施工质量也有较大的影响。

①水泥强度:混凝上的强度主要取决于水泥石的强度及其与骨料间的粘结力。而水泥石的强度及其与骨料间的粘结力.又取决于水泥的强度及水灰比的大小。因此,在其他条件相同时,水泥强度等级越高,则混凝土的强度越高

③水灰比:当采用的水泥品种及等级确定后,混凝土的强度则随水灰比的増大而有规律的降低。水泥水化所需的化学结合水,约占水泥重量的25%左右,但为了满足施工要求的流动性,常加入较多的水。通常配制塑性混凝土的用水量为水泥重量的40%80%,即水灰比为0.40~0.80,这些多余的水分不仅使水泥浆变稀,降低其粘结力,且在混凝士硬化后水分蒸发形成孔隙,缩小了有效受力面积,使其强度降低。因此,在定范围内水灰比越大,混凝土的强度越低。

③骨料的种类及性质:骨料的表面特征与水泥石的粘结力关系很大,当其他条件相同时,表面粗糙且多棱角的砂、石与水泥的结合力强;而表面光滑的砂、石与水泥结合力较弱,所以用碎石拌制的混凝上强度较卵石混凝土高;当砂、石中含有较多的杂质砂石本身的强度较低时,拌制的混凝土强度较低;砂、石级配良好,砂率适中时,因能组成坚强的骨架,制成的混凝土的强度较高。

④养护的湿度和温度:混凝土强度的发展,靠水泥的不断水化,水泥水化必须在

定的温度和湿度环境下进行。在混凝士浇筑后的一段时间内,必须保证其水化需要的温度和湿度。养护对混凝土的强度影响很大,在干燥的环境中,混凝土中水分将急剧的蒸发,若混凝上内的水分蒸发完毕,水泥水化即停止,混凝士强度也就不再上升。温度对混凝土的强度影响也很大,温度高,水化速度快,在一定温度范围内,温度越高,强度发屐越快。故在混凝上制品厂,常用蒸汽养护的方法加速混凝土制品强度的发屐。在低温时强度发展缓慢,当温度降至冰点以下,不但水化基本停止,并且有冰冻破坏的危险。所以混凝士浇筑后必须加强养护,保持适当的温度和湿度,保证混凝土强度的不断发展

③养护龄期:混凝土在正常养护条件下,其强度随龄期增长的规律与水泥是一致的。混凝土强度在最初3~πd内增长较快,以后逐渐缓慢,28d后强度增长更慢,但增长过程可延续几十年。一般以28d龄期的强度作为设计强度值。

⑥外加剂:混凝土中掺入外加剂,可明显的改善混凝土的性能。如混凝土中掺入减水剂,在其他条件不变的情况下,可以减少混凝土拌和物的用水量,从而减小了水灰比使混凝上强度得到明显的提高。加λ早强剂可大幅度地提高混凝上的早期强度。掺人缓凝剂可减缓水泥的水化速度,使混凝上的初期强度有所降低。

4.混凝士的变形性能

混凝土在硬化过程中体积会发生变化,除了受荷载产生变形外,还会由于各种物理的或化学的原因产生变形,当变形受到约束时常会引起拉应力,拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会引起混凝土开裂,产生裂缝。混凝土的变形包括自身收缩、干湿变形温度变形及受荷变形。

(1)自身收缩

混凝上的自身收缩指在没有干燥和其他外界影响下,由于水泥水化使混凝土在硬化过程中出现的体积收缩;这种收缩是由于水化反应引起的,又称为化学收缩。其收缩量与水灰比有关,水泥的水化反应需要充足的水分,这些水除水化反应外,还要填充凝胶孔。对于水灰比较小的高强混凝上,应注意防止因自缩产生的开裂。混凝上的自身收缩随硬化龄期的延长而增加,大致与时间的对数成正比,一般在混凝土成型后40多天內增长较快,以后逐渐稳定。自身收缩是不可恢复的变形。

(2)干湿变形

混凝上处于干燥环境中时,会引起体积收缩,称为干燥收缩,简称干缩。混凝上的千缩的原因是毛细孔水蒸发产生的收缩和凝胶体吸附水蒸发引起的胶体紧缩。当混凝土在水中硬化时,体积不变,甚至轻微膨胀;混凝上的干缩变形在吸水后可以部分恢复混凝土的干燥收缩是水泥石中的毛细孔和凝胶孔失水收缩所致,因此,混凝土的干缩与水泥品种、水灰比、骨料的用量和弹性模量及养护条件有关。在实际结构中,混凝上的收缩是逐渐发展的,受内部水分蒸发和扩散的控制,截面较大、表面积较小的结构,收缩延续的时间较长。因此,在一般工程设计中,混凝上的线收缩值,通常取为(15~20

×10-5,即每米收缩0.15~0.2mm。

(3)温度变形

混凝土与其他固体材料一样,具有热胀冷缩的性质。混凝土的热膨胀系数为(612)×10-6℃-1,设计中取为10×10-°℃-,即温度升高1C,每米混凝土膨胀00lmm。混凝土的热膨胀系数与骨料的岩石种类和骨料用量有关。采用石灰岩为骨料的混凝土热膨胀系数较小,而石英岩为骨料的混凝土热膨胀系数较大混凝士在硬化初期,由于水泥水化放热,引起大体积混凝土内部的温度升高(可达50~70℃),使内部混凝土产生较大的膨胀,而外部混凝土随气温变化,造成内部混凝土与外部混凝土的热变形不一致,在外表混凝土中将产生很大拉应力,严重时会使混凝土产生裂缝

(4)荷载作用下的变形

①短期荷载作用下的变形

混凝土在短期单轴受压状态下的应力-应变关系可分为四个阶段,第一阶段荷载小于“比例极限”(约为极限荷载的30%),混凝土因泌水、收缩产生的原生界面裂缝基本保持稳定,没有扩展趋势。第二阶段荷载为极限荷载的30%~50%,这时,混凝土中界面过渡区内的微裂缝在长度、宽度和数量上均随荷载的提高而增加。在这一阶段,过渡区内的微裂缝仍处于稳定状态,水泥石中的开裂可以忽略。第三阶段荷载为极限荷载的50%~75%,在这一阶段,界面过渡区内的裂缝变得不稳定,水泥石中也形成裂缝并逐渐增生,产生不稳定扩展。当荷载达到极限荷载的75%左右时,混凝土内的裂缝体系变得不稳定,界面裂缝与基本体裂缝开始连通,这时的应力水平称为临界应力。第四阶段荷载大于极限荷载的75%,随着荷载的增加,界面裂缝与基体裂缝不稳定扩展,并迅速形成连续的裂缝体系,混凝土产生很大的应变混凝土的应力与其对应的应变的比值,叫做混凝土在该应力下的变形模量。它反映混凝土所受应力与产生的应变之间的关系。在计算钢筋混凝土结构的变形、裂缝开展及大体混凝土的温度应力时,变形模量是基本的参数。在混凝土结构的设计中,采用按标

准方法测得的静力受压弹性模量作为设计参数。混凝土的弹性模量与骨料与水泥石的弹性模量及体积比有关。由于骨料的体积在混凝土中占约80%,且骨料的弹性模量高于水泥石的弹性模量,所以,混凝土的弹性模量主要决定于所用骨料的体积和弹性模量。在

骨料确定的条件下,混凝土的水灰比较小、养护较好及龄期较长时,水泥石的弹性模量越大,混凝土的弹性模量就较大。

②徐变

混凝土在长期荷载作用下,沿着作用力方向随时间的延长而增加的变形称为徐变混凝上在受荷后即发生瞬时变形(以弹性变形为主),随着受荷时间的延长,变形缓慢的增长,即产生徐变。在荷载作用初期,徐变变形增长较快,以后逐渐变慢,一般要延续2~3年才逐渐趋于稳定。混凝土的徐变变形可达瞬时变形的2~4倍。最终的徐变应变可达(3~15)×10-4,即0.3~1.5mm/m。卸除荷载后,部分变形将立即恢复,称为瞬时恢复。在卸荷后的一段时间内,变形还会继续恢复,称徐变恢复。最后残留下的不可恢复的变形称为残余变形。

5.混凝土的耐久性

混凝土的耐久性,是指混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性的能力。混凝土的耐久性将在后面的钢筋混凝土结构中作详细介绍。


推荐阅读:

​四川泸州破桩头承台位移的计算

​静力破碎的定义及适用范围

包头市第三热电厂老厂高150m烟囱拆除爆破

爆破拆除安全技术管理

成都房屋拆除渣土量的估算方法