混凝土过去配合比所依据的理论基础

阅读  ·  发布日期 2021-07-30 09:37  ·  灵石科技

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从世界上第一次发现天然水泥以来,1824年,英国利兹的一个施工人员约瑟夫 · 阿斯普丁提出“特兰”水泥的一个专利,大家认为这是混凝土技术的开始。有了水泥,还要将粗、细骨料和水与其混合在一起才能形成混凝土,才能进行工作。这四个部分如何搭配,它们各自的比例是多少?这就是混凝土配合比问题的首要理论实质。

近200年来,关于如何进行颗粒的合理搭配,配合比在理论上有三种方法,分述如下。

1、比表面积法

此法是最早、也是使用时间最长的一种方法,这种方法的实质是,粗细骨料,都是一种零散体,只有用水泥和水,如同粘接剂一样把它们粘接起来,才能形成人造石头——混凝土。那么粘接水泥)的需求量,就与粗细骨料提供的表面积总量有关。粗细骨料提供的总的表面积越多,在达到一定的程度要求的前提下,水泥的需求量就越大;相反,就会越少。在这种思路指导下,粗骨料相对细骨料,在同等体积下,粗骨料提供的比表面积比细骨料要小得多,所以,在做一个具体的配合比时,在满足施工要求的前提下,尽可能的提高粗骨料用量,降低砂率,是比表面积法最重要的原则。

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2、最大密度法

此法的核心是,组成混凝土的粗、细骨料以及水泥首先应有合理的级配,以求得混凝土有最大的密度和最低的空隙率。如果组成粗细骨料和水泥颗粒的级配不合理,就会在混凝土内部造成很多空隙,这时候套用比表面积理论必然误差很大,所以,组成混凝土的各种颗粒,必须求得最佳级配和最大密度,才能保证混凝土内部有最小的空隙率。

3、魏矛斯断档级配法

魏矛斯认为,在连续级配中,直径相邻的小颗粒会对大颗粒形成的骨架带来不利影响。同样,我国清华大学廉慧珍教授等人的研究也认为;只有当小颗粒的直径约为大颗粒的六分之一时,小颗粒才能完全只起到填充大颗粒骨架形成的孔隙的作用,而不会对骨料的空隙率起到负面的增加作用。为了不给空隙率和混凝土的强度带来不利影响,所以必须人为地对混凝土中的大小颗粒进行断档级配。

在这个思路的支配下,混凝土中的粗骨料一般都是单级配而不是二级配。也就是说,粗骨料只用2-4cm的石子,人为去掉0.5-2cm的小石子,提高砂率,在不增加水泥用量的前提下,也能达到理想的空隙率最低而强度最较高的效果。

以上三种有关配合比的理论是到目前为止我们做任何配合比的依据。