Dengan pengembangan ilmu material yang berkelanjutan, bidang aplikasi beton menjadi lebih luas dan lebih luas. Tidak peduli bidang mana beton yang digunakan, kunci untuk desain proporsi campuran adalah untuk menargetkan kemampuan kerja, sifat mekanik, dan daya tahan beton. Pilih bahan baku yang sesuai dan optimalkan parameter proporsi untuk memenuhi persyaratan desain. Artikel ini dimulai dari persyaratan yang melekat pada desain rasio campuran dan mengeksplorasi arah penyesuaian rasio campuran di bawah pengaruh berbagai faktor, yang memiliki signifikansi panduan praktis untuk desain dan produksi beton.
Persyaratan Teknis untuk Desain Campuran Beton
Saat merancang proporsi campuran beton, pertimbangan utama adalah untuk memenuhi persyaratan teknis kemampuan kerja, sifat mekanik, dan daya tahan. Pada tahap produksi dan konstruksi, kemampuan kerja campuran beton harus dipenuhi, dan sifat -sifatnya terutama mencakup fluiditas, kohesi, dan retensi air; Dalam pembentukan beton, menyembuhkan, dan kemudian menggunakan tahap, persyaratan untuk sifat mekanik harus dipenuhi, yang terutama mengacu pada kekuatan beton. Kekuatan tekan kubik, kekuatan lentur, dan kemampuan untuk menahan deformasi beton (terutama termasuk penyusutan kimia, penyusutan karbonasi, deformasi kering dan basah, deformasi suhu, creep, dll.); Pada tahap penggunaan selanjutnya, persyaratan daya tahan juga harus dipenuhi, dan kinerjanya terutama mencakup anti-permeabilitas, anti-beku, karbonisasi, korosi baja, resistensi korosi, dll.
02 Analisis dan penyesuaian faktor yang mempengaruhi rasio campuran beton
Komposisi dan pemilihan bahan baku beton, lingkungan, bagian struktural, teknik produksi dan konstruksi, dll. Semua memiliki dampak besar pada persyaratan teknisnya, yang pada gilirannya mempengaruhi desain campuran beton.
2.1 Bahan Baku
Bahan baku untuk menyiapkan beton secara langsung menentukan berbagai sifat beton. Misalnya, kekuatan semen, bahan baku utama, memainkan peran yang menentukan dalam kekuatan beton; Rasio air-semen, laju pasir, porositas batu, pencampuran, dan campuran semuanya memainkan peran yang menentukan dalam kekuatan beton. Kerja beton memiliki pengaruh besar.
2.1.1 Pengaruh Bahan Baku terhadap Kerja Beton
Rasio Air-Semen: Ukuran rasio air-semen mempengaruhi fluiditas campuran beton: semakin besar rasio air-semen, semakin baik fluiditas dan semakin besar kemerosotan. Namun, jika rasio air semen terlalu besar, mudah untuk menyebabkan campuran bertingkat dan dipisahkan. ; Semakin kecil rasio air semen, semakin buruk fluiditasnya. Jika rasio air semen terlalu kecil, beton akan sulit untuk bergetar dan padat. Saat merancang rasio campuran, rasio air semen harus dikurangi sebanyak mungkin untuk mengurangi konsumsi semen dan menghemat biaya. Untuk mencapai kemerosotan yang diperlukan, zat pereduksi air dapat ditambahkan.
Tingkat pasir:Jika laju pasir terlalu tinggi, fluiditas beton akan berkurang dan kemerosotan akan menjadi lebih kecil; Jika laju pasir terlalu kecil, kohesi dan retensi air beton akan menjadi buruk, dan pendarahan, pemisahan, dan bubur akan dengan mudah terjadi. Saat merancang rasio campuran, laju pasir yang dapat mengisi celah antara batu dan memiliki margin tertentu harus dipilih.
Agregat: ItuPemilihan agregat memiliki dampak yang lebih besar pada kemampuan kerja beton. Ketika jumlah total agregat tetap tidak berubah, beton dicampur dengan kerikil dan pasir sungai memiliki kemampuan kerja yang lebih baik, sementara kerikil dan pasir buatan mesin digunakan. Kemampuan kerja beton campuran relatif buruk; Modulus kehalusan dari agregat yang dipilih terlalu besar atau terlalu kecil, yang akan menyebabkan fluiditas campuran beton yang buruk. Saat merancang rasio campuran, jika modulus kehalusan yang besar menghasilkan fluiditas yang buruk, laju pasir dapat ditingkatkan secara tepat, atau dosis semen dapat ditingkatkan untuk meningkatkan kemampuan kerja; Jika modulus kehalusan terlalu kecil, laju pasir dapat dikurangi dan konsumsi air dapat ditingkatkan untuk penyesuaian.
Campuran:Pencampuran seperti fly ash dan bubuk mineral dapat menggantikan bagian semen. Di satu sisi, mereka dapat mengurangi jumlah semen dan mengurangi biaya. Di sisi lain, mereka dapat meningkatkan kemampuan kerja beton. Untuk beton volume besar dan beton konstruksi suhu tinggi, pencampuran seperti abu terbang dan bubuk mineral dapat ditambahkan untuk menyesuaikan kemampuan kerja beton.
Campuran:Pencampuran dapat meningkatkan kemampuan kerja beton. Misalnya, agen pengurangan air dapat secara signifikan meningkatkan fluiditas campuran tanpa mengurangi jumlah air pencampur. Semakin banyak agen pengurangan air ditambahkan, semakin besar fluiditas beton; Agen pemompaan dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja pemompaan beton.
2.1.2 Pengaruh bahan baku pada sifat mekanik beton
Kekuatan semen: Semakin tinggi tingkat kekuatan semen, semakin tinggi kekuatan beton yang disiapkan; Untuk beton yang disiapkan dengan tingkat kekuatan semen yang sama, semakin besar dosis semen, semakin tinggi kekuatannya.
Rasio semen air: Jika rasio air semen terlalu besar, akan ada beberapa partikel semen dalam campuran beton dan jarak yang besar, menghasilkan celah antara partikel, yang akan menyebabkan kekuatan rendah beton dan deformasi besar pada periode selanjutnya; Rasio air-semen akan menjadi lebih kecil, jarak antara partikel semen akan kecil, dan partikel-partikel akan jika celahnya terisi padat, kekuatan beton akan relatif tinggi.
Tingkat pasir: Kekuatan tekan perubahan beton sedikit dengan peningkatan laju pasir.
Agregat: Agregat terutama berperan dalam mentransmisikan beban dalam struktur beton. Pemilihan agregat dapat meningkatkan kekuatan dan modulus elastis beton, dan mengurangi deformasi yang disebabkan oleh beban, sehingga meningkatkan kemampuan anti-deformasi beton dan meningkatkan daya tahan. seks.
Campuran: Menambahkan abu terbang, bubuk mineral, dan campuran lainnya akan memperlambat laju hidrasi beton dan mengurangi kekuatan awal beton. Namun, bahan aktif dalam campuran dapat mempromosikan kekuatan beton selanjutnya. Kondusif untuk pengembangan kekuatan dan daya tahan di kemudian hari.
Campuran: Penggunaan pencampuran dapat menyesuaikan kekuatan beton. Misalnya, menambahkan aditif kekuatan awal ke beton dapat mempercepat pengerasan beton dan meningkatkan kekuatan awal dengan cepat, sehingga dapat digunakan dalam proyek perbaikan darurat. Menambahkan retarder ke beton dapat menunda laju hidrasi beton dan menghindari fenomena kekuatan rendah dan retak pada tahap beton selanjutnya yang disebabkan oleh perbedaan suhu yang besar antara bagian dalam dan luar. Ini terutama digunakan untuk beton di musim suhu tinggi, beton volume besar, pemompaan, dan transportasi jarak jauh. Konkret. Pencampuran pengurangan air dapat meningkatkan kekuatan beton dengan mengurangi air tanpa mengurangi jumlah semen.
2.1.3 Pengaruh bahan baku pada daya tahan beton
Rasio air-semen: Semakin besar rasio air semen, semakin kecil dosis semen, semakin sedikit Ca (OH) 2 yang dihasilkan selama proses hidrasi beton, semakin kecil resistansi difusi, dan semakin cepat kecepatan karbonisasi. Pada saat yang sama, volume total dan diameter pori dari pori -pori internal beton semakin besar dan lebih besar, tekanan ekspansi es dan tekanan rembesan yang dihasilkan selama proses pembekuan dan pencairan menjadi lebih besar, dan keterbentalan dan resistensi es menjadi lebih buruk; Sebaliknya, rasio air-semen berkurang dan beton menjadi lebih padat. Kekuatan ditingkatkan, porositas berkurang, kecepatan karbonisasi lebih lambat, dan resistensi es dan keterbentuan lebih baik.
Laju pasir: Laju pasir yang tepat memfasilitasi getaran dan pemadatan. Ini tidak hanya meningkatkan kekompakan dan impermeabilitas beton, tetapi juga meningkatkan resistensi terhadap efek destruktif dari media korosif eksternal, mengurangi tingkat erosi, dan menunda laju erosi.
Agregat: Selama proses pengaturan dan pengerasan beton, nilai penyusutan agregat kasar jauh lebih kecil daripada bubur semen, yang dapat membatasi penyusutan beton sampai batas tertentu. Agregat kasar memiliki struktur permukaan yang baik dan mudah diikat dengan matriks mortir, yang secara efektif dapat meningkatkan kepadatan antarmuka antara agregat dan bubur dan meningkatkan daya tahan.
Campuran: Penggabungan abu terbang dapat menyebabkan beton mengalami reaksi hidrasi sekunder untuk menghasilkan kalsium silikat terhidrasi, mengisi celah di dalam beton, dan meningkatkan impermeabilitas beton.
Campuran: Menambahkan pencampuran pengurangan air ke beton dapat secara signifikan meningkatkan daya tahan beton. Memasukkan agen masuk udara dapat secara merata memperkenalkan sejumlah besar gelembung mikro yang stabil dan tertutup, yang dapat meningkatkan resistensi es dan ketidakmampuan beton. Pada saat yang sama, ini meningkatkan kandungan udara dan meningkatkan resistensi retak beton.
2.2 Lingkungan di mana beton berada
Lingkungan di mana beton terletak terutama mengacu pada pengaruh suhu (suhu tinggi, dingin tinggi, pembekuan dan pencairan, dll.), Pengaruh kelembaban, dan korosi garam-alkali. Faktor -faktor lingkungan ini secara langsung mempengaruhi kekuatan beton, serta indikator daya tahan seperti karbonisasi, resistensi retak, dan korosi batang baja.
2.2.1 Pengaruh beton lingkungan terhadap kemampuan kerja
Suhu dan kelembaban relatif berdampak pada kemampuan kerja campuran beton. Ketika suhu tinggi, air dalam beton menguap dengan cepat selama proses pencampuran, yang akan menyebabkan berkurangnya fluiditas, mengurangi kemerosotan, dan kemampuan kerja beton yang buruk. Rasio air semen harus ditingkatkan sesuai.
2.2.2 Pengaruh lingkungan pada sifat mekanik beton
Semakin tinggi suhu dan semakin besar kecepatan angin, semakin besar laju penguapan air dalam beton, yang dapat mempercepat kekuatan awal beton, sehingga menyebabkan pengurangan kekuatan selanjutnya. Pada saat yang sama, itu akan menyebabkan beton menyusut, cacat, dan retak. Saat merancang rasio campuran, konsumsi air per unit volume dapat ditingkatkan dengan tepat. Dalam lingkungan dingin dan beku yang tinggi, suhunya rendah dan laju hidrasi lambat, yang secara langsung mempengaruhi kekuatan awal dan resistensi es dan resistensi retak beton. Untuk memastikan sifat mekanik beton, beton diperlukan untuk memiliki rasio air semen yang lebih rendah. Jumlah campuran abu terbang yang tepat dan agen pengurangan air harus ditambahkan ke beton untuk membatasi panas hidrasi dari pengerasan awal beton sehingga pengerasan yang lebih baru dapat dikurangi. Penyusutan dan deformasi.
2.2.3 Dampak lingkungan terhadap daya tahan beton
Suhu tinggi akan menyebabkan air bebas dalam beton menguap dengan cepat dan beton untuk mengeras dengan cepat, menghasilkan penyusutan plastik besar beton dan retak, terutama pada struktur beton bertulang, yang selanjutnya akan menyebabkan korosi batang baja. Saat merancang proporsi campuran beton, berdasarkan memastikan kekuatan, rasio air-semen dapat ditingkatkan dengan tepat dan retarder dapat ditambahkan untuk memperlambat laju hidrasi. Di daerah dingin yang tinggi, terutama di lingkungan beku dengan kontak air, mengurangi rasio air-semen dapat membuat pori-pori kapiler dan gelembung di dalam beton lebih kecil, sangat meningkatkan ketahanan beku beton.
Lingkungan korosif kelembaban dan saline-alkali akan menyebabkan beton retak. Saat merancang rasio campuran, menambahkan campuran mineral dapat meningkatkan struktur pori beton, secara signifikan meningkatkan resistensi beton terhadap korosi sulfat, dan dengan demikian meningkatkan daya tahan beton. Pada saat yang sama, inhibitor karat dapat ditambahkan dengan tepat untuk mencegah batang baja berkarat pada tahap selanjutnya dari struktur beton.
2.3 Bagian Struktural
Bagian struktural yang berbeda dari proyek beton memiliki karakteristik yang berbeda, yang memiliki persyaratan berbeda untuk kemampuan kerja, kekuatan, dan daya tahan beton. Saat merancang rasio campuran, penyesuaian harus dilakukan sesuai dengan karakteristik bagian struktural yang berbeda.
2.3.1 Persyaratan untuk kemampuan kerja bagian struktural
Beton dengan bagian struktural yang lebih besar memiliki persyaratan kemampuan kerja yang lebih tinggi. Selama proses konstruksi, persyaratan desain untuk proporsi campuran beton volume besar harus dipertimbangkan sepenuhnya. Penggunaan pencampuran dan retarder aktif dalam jumlah besar dapat secara efektif mengurangi tahap awal panas semen hidrasi.
Untuk suku cadang dengan ketinggian desain yang lebih tinggi yang membutuhkan konstruksi pemompaan, beton diperlukan untuk memiliki kemampuan pompa yang lebih baik. Saat merancang rasio campuran, agen pemompaan harus ditambahkan untuk menyesuaikan fluiditas beton.
2.3.2 Persyaratan untuk sifat mekanik beton di bagian struktural
Persyaratan kekuatan bantal, balok, pelat, kolom, dan beton pondasi dalam proyek konstruksi berbeda. Dalam proyek konstruksi, kekuatan kolom lebih tinggi dari kekuatan balok dan lempengan dari lapisan yang sama; Kekuatan beton dari berbagai bagian jembatan seperti dermaga, penyangga, dan balok baja persyaratan juga berbeda. Saat merancang proporsi campuran beton, kekuatan beton dapat ditingkatkan dengan memilih tingkat kekuatan semen yaitu 1,5 hingga 2 kali tingkat kekuatan beton, mengurangi rasio air semen, dan memilih pasir sedang yang dikelilingi dan kerikil berbutir terus menerus.
2.3.3 Persyaratan untuk Daya Daya Beton di Struktural Struktural
Bagian struktural yang berbeda memiliki tekanan yang berbeda, yang akan berdampak pada daya tahan. Misalnya, menara kabel jembatan membutuhkan beton untuk memiliki ketahanan retak yang baik. Saat merancang rasio campuran, pertimbangkan untuk menambahkan campuran aktif seperti fly ash dan retarder. Agen air dapat mengurangi panas hidrasi bahan semen sebanyak mungkin, mengurangi penyusutan kimia dan penyusutan beton kering, dan meningkatkan kinerja anti-shrinkage; meningkatkan sifat anti-deformasi dan anti-retak beton itu sendiri.
2.4 Faktor lainnya
Teknik produksi, transportasi, dan konstruksi seperti metode transportasi beton dan metode penuang juga memiliki dampak besar pada kemampuan kerja beton, yang pada gilirannya mempengaruhi desain campuran beton. Misalnya, untuk beton yang diangkut dalam jarak jauh, waktu pengaturan harus memenuhi persyaratan transportasi dan konstruksi. Pompa beton membutuhkan fluiditas yang baik, dll. Desain rasio campuran yang sesuai harus disesuaikan. Misalnya, untuk beton yang dipompa, pasir harus ditingkatkan sesuai. Nilai, tambahkan jumlah agen pemompaan yang sesuai untuk meningkatkan fluiditas dan mengurangi resistensi selama penumpukan beton.
03konklusi
Faktor -faktor seperti bagian struktural, lingkungan, bahan baku, dan proses tidak mandiri tetapi saling mempengaruhi. Misalnya, rasio campuran bagian struktural yang sama akan berbeda karena lingkungan yang berbeda; Rasio campuran bagian struktural yang berbeda di lingkungan yang sama juga perlu disesuaikan dengan tepat; dan pemilihan bahan baku juga perlu mempertimbangkan karakteristik bagian struktural dan lingkungan. Saat merancang rasio campuran beton, perlu untuk menentukan kinerja kerja, kekuatan struktural, dan indeks daya tahan dari dampak lingkungan jangka panjang dari beton berdasarkan bagian struktural proyek, lingkungan di mana ia berada, pemilihan bahan baku, dan teknologi, dan kemudian rasio air-semen ditentukan. , laju pasir, gradasi agregat, campuran, dan dosis aditif, dan akhirnya menentukan desain rasio campuran yang unik untuk setiap bagian proyek.
