Sześć głównych surowców betonu i ich funkcje
1. Cement: Materiał cementowy, jakim jest beton, stanowiący 10-15% (zgodnie z „General Portland Cement Standard” GB 175-2020). Powszechnym typem jest cement portlandzki, który utwardza i wiąże inne materiały poprzez uwodnienie.
2. Kruszywo: Stanowi 60-75% całkowitej objętości, podzielone na kruszywo grube (takie jak tłuczeń kamienny, wielkość cząstek > 4,75 mm) i kruszywo drobne (takie jak piasek rzeczny, wielkość cząstek < 4,75 mm), zapewniające podparcie szkieletu i redukujące pęknięcia skurczowe.
3. Woda: Stanowi 15-20% i musi być zgodna z „Normami dotyczącymi wody stosowanej w betonie” JGJ 63-2006. Jakość wody wpływa na reakcję hydratacji; zanieczyszczenia mogą zmniejszyć wytrzymałość.
4. Domieszki: takie jak środki-redukujące wodę i opóźniacze w ilości 0,2–5% (dane Chińskiego Stowarzyszenia Materiałów Budowlanych), które mogą poprawić płynność lub skrócić czas wiązania.
5. Domieszki: Przemysłowe produkty uboczne, takie jak popiół lotny i żużel, zastępujące 10-30% cementu w celu poprawy trwałości i obniżenia kosztów.
6. Materiały włókniste: Włókna stalowe lub włókna polipropylenowe, dodane w ilości 0,1-2% (raport ACI 544), zwiększające odporność na pękanie i wytrzymałość.
Skład i logika dozowania betonu Beton jest materiałem kompozytowym, a projekt jego składu musi spełniać trzy główne cele: wytrzymałość, trwałość i urabialność. Na przykład typowa proporcja mieszanki dla standardowego betonu C30 to: woda 175 kg, cement 461 kg, piasek 512 kg i kruszywo 1252 kg (patrz „Specyfikacja dotycząca projektowania dozowania mieszanki zwykłego betonu” JGJ 55-2011).
- Pasta cementowa: pokrywa kruszywo, tworząc warstwę wiążącą. Kluczowym parametrem jest stosunek wody-cementu (stosunek masy woda/cement), zwykle wynoszący 0,4–0,6.
- Gradacja kruszywa: ciągły rozkład wielkości cząstek zmniejsza porowatość i zwiększa gęstość. Nadmierna zawartość kruszywa grubego może prowadzić do segregacji, natomiast nadmierna zawartość kruszywa drobnego zwiększa zużycie wody.
Korekty surowców w zastosowaniach inżynieryjnych
1. Środowiska o wysokiej-temperaturze: należy dodać opóźniacze, aby opóźnić początkowy czas wiązania, lub należy zastosować cement o niskiej-temperaturze (taki jak cement żużlowo-krzemianowy).
2. Wymagania dotyczące-zamrażania i rozmrażania: Dodanie środków-porywających powietrze (4-6% zawartości powietrza) może poprawić odporność na cykle zamrażania i rozmrażania (GB/T 50082-2009).
3. Beton-o wysokiej wytrzymałości: zmniejsz stosunek wody-cementu do poniżej 0,3 i dodaj pył krzemionkowy (5–10% materiałów cementowych), aby wypełnić mikropory.
Optymalizując kombinację surowców, beton można dostosować do różnych scenariuszy, takich jak mosty i-wieżowce. Zrozumienie właściwości i interakcji podstawowych materiałów ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jakości projektu.
