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砼种类

1、沥青混凝土经人工选配具有一定级配组成的矿料(碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等)与一定比例的路用沥青材料,在严格控制条件下拌制而成的混合料。

分类沥青混凝土按所用结合料不同,可分为石油沥青的和煤沥青的两大类;有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。

按所用集料品种不同,可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类,以碎石采用最为普遍。

按混合料最大颗粒尺寸不同,可分为粗粒(35~40毫米以下)、中粒(20~25毫米以下)、细粒(10~15毫米以下)、砂粒 (5~7毫米以下)等数类。

按混合料的密实程度不同,可分为密级配、半开级配和开级配等数类,开级配混合料也称沥青碎石。

其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用,强度高,整体性好,是修筑高级沥青路面的代表性材料,应用得最广。

各国对沥青混凝土制订有不同的规范,中国制定的热拌热铺沥青混合料技术规范,以空隙率10%及以下者称为沥青混凝土,又细分为Ⅰ型和Ⅱ型,Ⅰ型的孔隙率为3(或2)~6%,属密级配型;Ⅱ型为6~10%,属半开级配型;空隙率10%以上者称为沥青碎石,属开级配型;混合料的物理力学指标有稳定度、流值和孔隙率等。

配料沥青混合料的强度主要表现在两个方面。

一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力;另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。

矿粉细颗粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性;而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。

选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者,以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经久耐用的路面。

配合矿料有多种方法,可以用公式计算,也可以凭经验规定级配范围,中国目前采用经验曲线(见图)的级配范围。

沥青混合料中的沥青适宜用量,应以试验室试验结果和工地实用情况来确定,一般在有关规范内均列有可资参考的沥青用量范围作为试配的指导。

当矿料品种、级配范围、沥青稠度和种类、拌和设施、地区气候及交通特征较固定时,也可采用经验公式估算。

沥青混凝土制备工艺热拌的沥青混合料宜在集中地点用机械拌制。

一般选用固定式热拌厂,在线路较长时宜选用移动式热拌机。

冷拌的沥青混合料可以集中拌和,也可就地路拌。

沥青拌和厂的主要设备包括:沥青加热锅、砂石贮存处、矿粉仓、加热滚筒、拌和机及称量设备、蒸汽锅炉、沥青泵及管道、除尘设施等,有些还有热集料的重新分筛和贮存设备(见沥青混合料拌和基地)。

拌和机又可分为连续式和分批式两大类。

在制备工艺上,过去多采用先将砂石料烘干加热后,再与热沥青和冷的矿粉拌和。

近来,又发展一种先用热沥青拌好湿集料,然后再加热拌匀的方法,以消除因集料在加热和烘干时飞灰。

采用后一种工艺时,要防止残留在混合料中的水分影响沥青混凝土使用寿命,最好能同时采用沥青抗剥落剂,以增强抗水能力。

2、聚合物混凝土颗粒型有机-无机复合材料的统称。

这类材料在近30年来有显著的发展。

按其组成和制作工艺,可分为:聚合物浸渍混凝土(polymer impregnated concrete,PIC);聚合物水泥混凝土(polymer cement concrete,PCC),也称聚合物改性混凝土(polymer modified concrete,PMC);聚合物胶结混凝土(polymer concrete, PC),又称树脂混凝土(resin concrete,RC)。

以上所称混凝土也都包括砂浆在内。

聚合物混凝土与普通水泥混凝土相比,具有高强、耐蚀、耐磨、粘结力强等优点。

上述三种聚合物混凝土的主要物理力学性能见表。

聚合物混凝土从经济效益讲,如按每单位体积材料作比较,聚合物混凝土的价格高于普通水泥混凝土,但如按单位强度和使用年限作比较,则前者常比后者的价格为低。

聚合物浸渍混凝土(PIC) 以已硬化的水泥混凝土为基材,将聚合物填充其孔隙而成的一种混凝土-聚合物复合材料,其中聚合物含量为复合体重量的5~15%。

其工艺为先将基材作不同程度的干燥处理,然后在不同压力下浸泡在以苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯等有机单体为主的浸渍液中,使之渗入基材孔隙,最后用加热、辐射或化学等方法,使浸渍液在其中聚合固化。

在浸渍过程中,浸渍液深入基材内部并遍及全体者,称完全浸渍工艺。

一般应用于工厂预制构件,各道工序在专门设备中进行。

浸渍液仅渗入基材表面层者,称表面浸渍工艺,一般应用于路面、桥面等现场施工。

由于聚合物填充了水泥混凝土中的孔隙和微裂缝,可提高它的密实度,增强水泥石与集料间的粘结力,并缓和裂缝尖端的应力集中,改变普通水泥混凝土的原有性能,使之具有高强度、抗渗、抗冻、抗冲、耐磨、耐化学腐蚀、抗у射线等显著优点。

可作为高效能结构材料应用于特种工程,例如腐蚀介质中的管、桩、柱、地面砖、海洋构筑物和路面、桥面板,以及水利工程中对抗冲、耐磨、抗冻要求高的部位。

也可应用于现场修补构筑物的表面和缺陷,以提高其使用性能。

聚合物浸渍混凝土的制备技术,还可推广到不以水泥混凝土为基材和不以有机单体为浸渍液的材料,例如聚合物浸渍石膏和硫磺浸渍混凝土。

聚合物水泥混凝土 (PCC) 以聚合物(或单体)和水泥共同作为胶凝材料的聚合物混凝土。

其制作工艺与普通混凝土相似,在加水搅拌时掺入一定量的有机物及其辅助剂,经成型、养护后,其中的水泥与聚合物同时固化而成。

聚合物掺加量一般为水泥重量的 5~20%。

使用的聚合物一般为合成橡胶乳液,如氯丁胶乳(CR)、丁苯胶乳(SBR)、丁腈胶乳(NBR);或热塑性树脂乳液,如聚丙烯酸酯类乳液(PAE)、聚乙酸乙烯乳液(PVAC)等。

此外环氧树脂及不饱和聚酯一类树脂也可应用。

由于聚合物的引入,聚合物水泥混凝土改进了普通混凝土的抗拉强度、耐磨、耐蚀、抗渗、抗冲击等性能,并改善混凝土的和易性,可应用于现场灌筑构筑物、路面及桥面修补,混凝土储罐的耐蚀面层,新老混凝土的粘结以及其他特殊用途的预制品。

聚合物胶结混凝土(PC) 以聚合物(或单体)全部代替水泥,作为胶结材料的聚合物混凝土。

常用一种或几种有机物及其固化剂、天然或人工集料(石英粉、辉绿岩粉等)混合、成型、固化而成。

常用的有机物有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、呋喃树脂、酚醛树脂等,或用甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等单体。

聚合物在此种混凝土中的含量为重量的8~25%。

与水泥混凝土相比,它具有快硬、高强和显著改善抗渗、耐蚀、耐磨、抗冻融以及粘结等性能,可现场应用于混凝土工程快速修补、地下管线工程快速修建、隧道衬里等,也可在工厂预制。

3、轻集料混凝土用轻集料配制成的、容重不大于1900公斤/米3的轻混凝土,也称多孔集料轻混凝土。

轻集料混凝土按轻集料的种类分为:①天然轻集料混凝土。

如浮石混凝土、火山渣混凝土和多孔凝灰岩混凝土等。

②人造轻集料混凝土。

如粘土陶粒混凝土、页岩陶粒混凝土以及膨胀珍珠岩混凝土和用有机轻集料制成的混凝土等。

③工业废料轻集料混凝土。

如煤渣混凝土、粉煤灰陶粒混凝土和膨胀矿渣珠混凝土等。

按细集料种类分为:①全轻混凝土。

采用轻砂做细集料的轻集料混凝土。

②砂轻混凝土。

部分或全部采用普通砂作细集料的轻集料混凝土。

按其用途分为:①保温轻集料混凝土。

其容重小于800公斤/米3,抗压强度小于5.0兆帕,主要用于保温的围护结构和热工构筑物。

②结构保温轻集料混凝土。

其容重为800~1400公斤/米3,抗压强度为5.0~20.0兆帕,主要用于配筋和不配筋的围护结构。

③结构轻集料混凝土。

其容重为1400~1900公斤/米3,抗压强度为15.0~50.0兆帕,主要用于承重的构件、预应力构件或构筑物。

轻集料混凝土具有自重轻、保温隔热和耐火性能好等特点。

结构轻集料混凝土的抗压强度最高可达70兆帕,与同标号的普通混凝土相比,可减轻自重20~30%以上,结构保温轻集料混凝土是一种保温性能良好的墙体材料,其热导率为0.233~0.523瓦/(米·开),仅为普通混凝土的12~33%。

轻集料混凝土的变形性能良好,弹性模量较低。

在一般情况下,收缩和徐变也较大。

轻集料混凝土的弹性模量与其容重和强度成正比。

容重越小、强度越低,弹性模量也越低。

与同标号的普通混凝土相比,轻集料混凝土的弹性模量约低25~65%。

轻集料混凝土大量应用于工业与民用建筑及其他工程,可收到减轻结构自重;提高结构的抗震性能;节约材料用量;提高构件运输和吊装效率;减少地基荷载及改善建筑功能(保温隔热和耐火等)等效益。

因此,在20世纪60~70年代,轻集料混凝土的生产和应用技术发展较快,主要向轻质、高强的方向发展,大量应用于高层、大跨度结构和围护结构,特别是大量用于制作墙体用的小型空心砌块。

中国从50年代开始研制轻集料及轻集料混凝土,主要用于工业与民用建筑的大型外墙板和小型空心砌块,少量用于高层和桥梁建筑的承重结构和热工构筑物。

4、大孔混凝土以粗集料和水泥配制成的一种轻混凝土,也称无砂混凝土。

为了提高大孔混凝土的强度,有时也加入少量细集料(普通砂),称少砂混凝土。

大孔混凝土按其所用集料品种,可分为普通大孔混凝土和轻集料大孔混凝土。

前者用普通碎石、卵石或硬矿渣配制而成,容重为1500~1900公斤/米3,抗压强度为3.5~10兆帕,主要用于承重及保温外墙体。

后者用陶粒、浮石、碎砖等轻集料制成,容重为500~1500公斤/米3,抗压强度为0.3~7.5兆帕,通常用于非承重和承重的保温外墙。

大孔混凝土的强度和容重除与集料品种有关外,还与集料级配有关。

采用单一粒级的集料(如5~10毫米,或10~15毫米粒级等)配制成的大孔混凝土,其容重较轻、强度较低,但质量较均匀。

采用混合粒级的集料(如5~15毫米,或5~20毫米等)时,容重稍大,但强度较高。

大孔混凝土的热导率小,保温性能好;吸湿性较低,收缩也较小;抗冻标号可耐100次冻融循环以上。

但大孔混凝土的抗拉强度较低。

由于大孔混凝土不用砂或少用砂,故水泥用量较低,每立方米混凝土仅用水泥150~200公斤。

若采用先搅拌水泥浆,再与粗集料混合搅拌的工艺,水泥用量还可进一步降低。

大孔混凝土可用于制作墙体用小型空心砌块和各种板材,包括用轻集料大孔混凝土和普通混凝土制成的复合墙板,也可用于现浇墙体。

用大孔混凝土现浇墙体时,灌筑后不需振捣,模板侧压力小。

可采用五合板或钢丝网作模板。

大孔混凝土用于配筋墙体时,钢筋必须作防腐处理(例如,用水泥浆作涂层或镀锌等),内外墙面必须作饰面层。

普通大孔混凝土还可用以制作市政工程中的滤水管、滤水板等。

5、装饰混凝土(DecorativeConcrete)装饰混凝土(DecorativeConcrete)是一种近年来流行美国、加拿大、澳大利亚、欧洲并在世界主要发达国家迅以推广的绿色环保地面材料。

它能在原本普通的新旧混凝土表层,通过色彩、色调、质感、款式、纹理、机理和不规则线条的创意设计,图案与颜色的有机组合,创造出各种天然大理石、花岗岩、砖、瓦、木地板等天然石材铺设效果,具有图形美观自然、色彩真实持久、质地坚固耐用等特点。

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