耐碱混凝土的材料组成与施工配合比设计.docVIP

耐碱混凝土的材料组成与施工配合比设计 　　【摘要】在工业建筑中，有一些是与碱性介质密切接触的建筑工程和建筑结构，需要使用耐碱性较强的混凝土浇筑。本文主要阐述了耐碱混凝土的施工材料组成与配合比设计等问题。 　　【关键词】耐碱混凝土；材料组成；配合比；设计 　　在工业建筑中，有一些是与碱性介质密切接触的建筑工程和建筑结构。尽管普通水泥混凝土也有一定的抗碱能力，而在碱介质超过相当的浓度时，普通水泥混凝土就会遭到破坏，需要使用耐碱性较强的混凝土浇筑。 　　1、耐碱混凝土的施工材料组成 　　耐碱混凝土是一种对强碱类侵蚀性介质具有耐侵蚀能力的混凝土。不但具有较高的抗压强度和耐久性，在50℃以下能抵抗浓度25%的氢氧化钠和在50-100℃以下能抵抗10%～15%浓度氢氧化钠，并能抵抗铝酸钠、碳酸钠、氨水和石灰水等碱溶液腐蚀。组成耐碱混凝土的原材料，一般有水泥、水、粗骨料、细骨料、掺合料和外加剂，其组成与普通水泥混凝土有相同之处，也有不同之处。 　　1.1水泥 　　用在配制耐碱混凝土的水泥，要选择硅酸盐矿物（C3S、C2S）含量较高、铝酸盐矿物（C3A）和铁铝酸盐矿物（C4AF）含量较少的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，尤其应注意铝酸三钙（C3A）是一种容易与碱发生反应、降低耐碱性能的物质，所以，铝酸三钙（C3A）在水泥中的含量要严格控制，要小于9%。在耐碱工程中，通常采用硅酸盐水泥和碳酸盐水泥，有时按工程实际情况，也采用一些其他品种的水泥。 　　（1）硅酸盐水泥 　　在硅酸盐系列水泥的化学成分中，氧化钙（CaO）是一种耐碱性较强的物质，而水泥熟料中的氧化铝（Al2O），只有和氧化铁（Fe2O3）等构成络合物时，那一部分才具有耐碱性能，其余大部分是以铝酸盐的形式存在，因此，其耐碱性最差。在配制耐碱混凝土时，要采用强度等级不低于42.5MPa、铝酸三钙（C2A）在水泥中的含量要低于9%的硅酸盐水泥；在采用普通硅酸盐水泥时，铝酸三钙在水泥中的含量要低于5%。 　　（2）碳酸盐水泥 　　配制耐碱混凝土使用碳酸盐水泥，其成分中水泥熟料与石灰石的含量各占一半，其化学成分如表1所列。碳酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的物理性能比较如表2所列。 　　（3）其它水泥 　　矿渣硅酸盐水泥其成分基本与普通硅酸盐水泥相近，其耐碱性比较好。而因泌水性大，配制的混凝土密实度难以保证，不适合选用。若采取一定的技术措施，可以克服上述缺点，如掺加适量的氢氧化铝密实剂，可以显著提高矿渣硅酸盐水泥混凝土的耐碱性能，也能采用矿渣硅酸盐水泥。 　　在矾土水泥、粉煤灰水泥和火山灰质水泥中，都含大量的氧化铝和氧化钙，这都是一些不耐碱的物质，不可用于耐碱混凝土。 　　1.2骨料 　　由于耐碱混凝土的密实性要求较高，因此，对其骨料级配的要求也很严格。用于配制耐碱混凝土的骨料级配要满足累计过筛率曲线的要求。对使用的骨料在使用前要进行碱溶率测定，粗细骨料的碱溶率不可大于1.0g/L。 　　1.3掺合料 　　常用的掺合料是磨细的石灰石粉，其细度通过4900孔/cm2。方孔筛的筛余要小于1/4，碱溶率要小于1.0g/L，最大粒径不可于0.15mm，其掺量为水泥用量的15%左右。 　　1.4外加剂 　　在配制耐碱混凝土时应掺加适量的减水剂和早强剂。为确保耐碱混凝土的密实度，减水剂要尽可能选用非引气型的；早强剂可选用三乙醇胺和硫酸钠（Na2SO4）的复合物。 　　2、耐碱混凝土施工配合比设计 　　在进行耐碱混凝土配合比设计中，除根据耐碱混凝土原材料组成和技术要求外，还要考虑混凝土水灰比、水泥用量、砂率等。在耐碱混凝土配合比设计过程中，其主要的设计指标包括混凝土的抗压强度、抗渗性和耐碱耐碱混凝土的配合比设计主要包括混凝土水灰比、水泥用量和骨料的选择。 　　2.1施工水灰比的选择 　　耐碱混凝土的水灰比越小，其抗渗性和耐碱腐蚀的能力则越强。根据试验资料和施工经验，在常温施工条件下，当其他条件相同时，与各种浓度氢氧化钠（NaOH）溶液相应的耐碱混凝土水灰比，配制耐碱混凝土的水灰比可控制在一定的范围内。 　　在耐碱混凝土配料设计中，若不考虑掺加减水剂的减水作用，耐碱混凝土的水灰比通常发行在50%左右进行选择。 　　2.2施工水泥用量的确定 　　水泥用量多少是确保耐碱混凝土质量和关系工程造价的主要设计指标。施工经验表明，每单位体积耐碱混凝土中，硅酸盐水泥用量通常不要大于300kg，水泥和粒径不可大于0.15mm的磨细掺加料的总细粉料用量要多于400kg。 　　在相同品种的水泥中，强度等级高的水泥，由于水泥熟料中硅酸三钙的含量较高，其抗碱腐蚀的能力也比较强。所以，配制耐碱混凝土要采用强度等级较高的硅酸盐水泥，应采用强度等级为42.5MPa及其以上的水泥。