土木工程材料配合比与性能的关系讲述

1、配合比对混凝土性能的影响配合比对混凝土性能的影响主要取决于新拌混凝土的和易性和硬化混凝土的强度，因此，最佳的配合比设计方案应该能够取得较好的和易性和较高的强度。我们本次实验采取了六个不同的配合比设计方案，分别是。，得出的最终实验结果见下表(主要是和易性和抗折抗压强度)：在对混凝土施加矿物掺和料改善和易性方面，粉煤灰取代水泥优于普通硅酸盐水泥和矿渣取代水泥。根据理论和工程实践经验，在用水量相同的时候，因其含有球形微珠和颗粒表面特性，粉煤灰取代水泥不但可增大混凝土拌合物的流动性，而且相比之下改善了黏聚性和保水性，然而矿渣取代水泥一般不会使混凝土拌合物的和易性有所改善，因为矿渣对水的吸附能力差，泌水

2、性大，有时甚至会损害混凝土的保水性。我们的实验结果表明，采用粉煤灰取代20%水泥的坍落度相比于参照组（仅试拌10L混凝土），增大的程度不是很大，可能在测试坍落度时存在一定的误差，未能准确在同一个平面测试坍落度。然而，采用矿渣取代20%水泥的坍落度明显比参照组低，大概为参照组的一半，说明符合上述的一般理论，不仅没有改善和易性，反而产生了泌水导致和易性的下降。在增加部分水泥浆用量改善和易性方面，增加水泥浆用量可以增加骨料包裹层的厚度，减少了骨料颗粒间的摩阻力，增大了润滑作用，因而使得混凝土拌合物的流动性增加。我们的实验结果表明，采用多加10%水泥浆量的方案在一定程度上增加了坍落度，从而改善了新拌混

3、凝土的和易性。在添加减水剂改善和易性方面，减水剂能够在单位用水量相同的情况下，显著改善新拌混凝土的和易性。减水剂可以显著降低水的表面张力和水泥颗粒水的表面张力，因其吸附在水泥颗粒的表面，由于静电排斥和空间位阻作用，阻止水泥颗粒的紧密接触，打破絮凝结构，从而起到改善和易性的目的。我们的实验结果表示，仅添加0.6%减水剂的方案和同时加减水剂0.4%和矿粉9%的方案坍落度明显增大了拌合物的流动性，分别取得坍落度16cm和17cm，大致是参照组坍落度的六倍左右。我们实验方案中取得最高坍落度为17cm，在仅添加0.6%减水剂的方案中产生，因此，在改善新拌混凝土的和易性方面，这组方案是最好的，也间接说明减

4、水剂可以大大增加新拌混凝土的坍落度，从而有效改善流动性。多加10%水泥浆量的方案明显提高了混凝土的抗压和抗折强度，矿渣取代20%水泥的抗折强度和抗压强度相对参照组都有所提高，因为矿渣有一定的化学活性，可改善骨浆-水泥石的界面特性，提高界面区强度，从而提高混凝土的强度。在粉煤灰取代20%水泥的抗折强度和抗压强度相对下降得比较多，这是因为混凝土掺入粉煤灰后早期强度有所降低。粉煤灰中活性成分之所以能参与火山灰反应，在与粉煤灰颗粒中的玻璃相在碱性条件下可以破裂而溶出活性成分，然后得以与Ca（OH）2反应生成C-S-H这种对强度有贡献的产物。我们检测的是28天强度，因为28以内粉煤灰的玻璃相只发生表面蚀

5、刻，而没有真正破裂溶出大量活性成分，粉煤灰活性较低，而反应又是与水泥水化物Ca（OH）2发生的二次水化反应，因而生成C-S-H凝胶的速度较慢，这样在28天以内，其水泥石中C-S-H凝胶的数量较少，从而引起强度的降低，但一般后期强度随龄期增长较快，所以我们这个方案的实验结果强度偏低。在配合比中加入减水剂对强度的影响方面，我们仅加减水剂0.6%和同时加减水剂0.4%和矿粉两个方案的强度测试值都很明显地比参照组高，说明减水剂能够有效提高硬化混凝土的抗压强度和抗折强度。这是因为减水剂通过降低水灰比、减少用水量，从而改善混凝土密实性和均质性，从而提高混凝土强度。其中，在同时加减水剂0.4%和矿粉方案中，实验结果取得了几组方案中最高的抗折强度6.68MPa，最高的抗压强度44.34MPa。这是因为该方案中还掺加了颗粒超细的矿粉，由于比表面积很大，矿粉的火山灰效应更加显著，能够很好地减少水泥石中的羟钙石Ca（OH）2。另外，由于矿粉的密实填充效应，水泥石颗粒的空隙被比它更小的矿粉填充，从而改善了混凝土的孔结构，提升了水泥石的密实度。上述效应与减水剂综合作用的结果，赋予了混凝土高流态、高强度的高性能，所以在本次试验中该方案取得了最大的强度和和易性，如果考略到耐久性的话，则该方案下的混凝土也应具有优异的抗