Avec le développement continu de la science des matériaux, les domaines d'application du béton deviennent de plus en plus larges. Quel que soit le champ dans lequel le béton est utilisé, la clé de sa conception de proportion de mélange est de cibler l'ouvabilité, les propriétés mécaniques et la durabilité du béton. Sélectionnez les matières premières appropriées et optimisez les paramètres de proportion pour répondre aux exigences de conception. Cet article commence par les exigences inhérentes à la conception du rapport de mélange et explore la direction de l'ajustement du rapport de mélange sous l'influence de différents facteurs, ce qui a une signification générale pour la conception et la production de béton.
Exigences techniques pour la conception du mélange de béton
Lors de la conception de la proportion de mélange de béton, les principales considérations sont de répondre aux exigences techniques de l'ouvrabilité, des propriétés mécaniques et de la durabilité. Au stade de la production et de la construction, leuilabilité du mélange en béton doit être respectée et ses propriétés comprennent principalement la fluidité, la cohésion et la rétention d'eau; Dans les étapes de formation, de durcissement et d'utilisation ultérieures du béton, les exigences pour les propriétés mécaniques doivent être satisfaites, qui se réfère principalement à la résistance du béton. Résistance à la compression cubique, résistance à la flexion et capacité à résister à la déformation du béton (incluant principalement le retrait chimique, le retrait de carbonatation, la déformation sèche et humide, la déformation de la température, le fluage, etc.); Dans le stade d'utilisation ultérieure, les exigences de durabilité doivent également être satisfaites et ses performances comprennent principalement l'anti-perméabilité, le antigel, la carbonisation, la corrosion en acier, la résistance à la corrosion, etc.
02 Analyse et ajustement des facteurs affectant le rapport de mélange de béton
La composition et la sélection des matières premières en béton, l'environnement, les pièces structurelles, les techniques de production et de construction, etc. ont toutes un grand impact sur ses besoins techniques, ce qui affecte à son tour la conception du mélange du béton.
2.1 matières premières
Les matières premières pour la préparation du béton déterminent directement les différentes propriétés du béton. Par exemple, la résistance du ciment, la principale matière première, joue un rôle décisif dans la résistance du béton; Le rapport eau-ciment, le taux de sable, la porosité des pierres, les mélanges et les adjuvants jouent tous un rôle décisif dans la force du béton. L'ouvabilité du béton a une grande influence.
2.1.1 L'influence des matières premières sur l'ouvabilité du béton
Ratio d'eau-ciment: la taille du rapport eau-ciment affecte la fluidité du mélange de béton: plus le rapport eau-ciment est grand, plus la fluidité est grande et plus la crise. Cependant, si le rapport eau-ciment est trop grand, il est facile de provoquer la stratification et la séparation du mélange. ; Plus le rapport eau-ciment est petit, plus la fluidité est pire. Si le rapport eau-ciment est trop petit, le béton sera difficile à vibrer et à compact. Lors de la conception du rapport de mélange, le rapport eau-ciment doit être réduit autant que possible pour réduire la consommation de ciment et économiser les coûts. Pour réaliser la crise requise, un agent réducteur de l'eau peut être ajouté.
Taux de sable:Si le taux de sable est trop élevé, la fluidité du béton sera réduite et la crise deviendra plus petite; Si le taux de sable est trop faible, la cohésion et la rétention d'eau du béton deviendront médiocres et les saignements, la ségrégation et le suspension se produiront facilement. Lors de la conception du rapport de mélange, un taux de sable qui peut combler les lacunes entre les pierres et avoir une certaine marge doit être sélectionné.
Agrégat: LeLa sélection des agrégats a un impact plus important sur l'ouvabilité du béton. Lorsque la quantité totale d'agrégats reste inchangée, le béton mélangé à des cailloux et le sable de la rivière a une meilleure ouvrabilité, tandis que le sable de gravier et de sable fabriqué en machine est utilisé. L'ouvabilité du béton mixte est relativement médiocre; Le module de finesse des agrégats sélectionnés est trop grand ou trop petit, ce qui entraînera une mauvaise fluidité du mélange en béton. Lors de la conception du rapport de mélange, si un grand module de finesse entraîne une mauvaise fluidité, le taux de sable peut être correctement augmenté ou si le dosage du ciment peut être augmenté pour améliorer l'ouvrabilité; Si le module de finesse est trop faible, le taux de sable peut être réduit et la consommation d'eau peut être augmentée pour l'ajustement.
Admignes:Les adjuvants tels que les cendres volantes et la poudre minérale peuvent remplacer une partie du ciment. D'une part, ils peuvent réduire la quantité de ciment et réduire les coûts. D'un autre côté, ils peuvent améliorer l'ouvabilité du béton. Pour le béton à grand volume et le béton de construction à haute température, des adjuvants tels que les cendres volantes et la poudre minérale peuvent être ajoutés pour ajuster l'ouvrabilité du béton.
Admignes:Les adjuvants peuvent améliorer l'ouvabilité du béton. Par exemple, les agents de réduction de l'eau peuvent améliorer considérablement la fluidité du mélange sans réduire la quantité d'eau de mélange. Plus les agents réducteurs d'eau sont ajoutés, plus la fluidité du béton est grande; Les agents de pompage peuvent être utilisés pour améliorer les performances de pompage en béton.
2.1.2 Effet des matières premières sur les propriétés mécaniques du béton
Force du ciment: plus le niveau de ciment de résistance est élevé, plus la force du béton préparé est élevée; Pour le béton préparé avec le même niveau de résistance au ciment, plus le dosage du ciment est élevé, plus la résistance est élevée.
Ratio d'eau-ciment: si le rapport eau-ciment est trop grand, il y aura peu de particules de ciment dans le mélange de béton et de grandes distances, entraînant des lacunes entre les particules, ce qui entraînera une faible résistance du béton et une grande déformation dans la période ultérieure; Le rapport eau-ciment deviendra plus petit, la distance entre les particules de ciment sera petite et les particules le feront si les lacunes sont densément remplies, la résistance du béton sera relativement élevée.
Taux de sable: La résistance à la compression du béton change légèrement avec l'augmentation du taux de sable.
Aggrégat: l'agrégat joue principalement un rôle dans la transmission des charges dans les structures en béton. La sélection des agrégats peut améliorer la résistance et le module élastique du béton et réduire la déformation causée par la charge, améliorant ainsi la capacité anti-déformation du béton et améliorant la durabilité. sexe.
Admignes: L'ajout de cendres volantes, de la poudre minérale et d'autres adjuvants ralentira le taux d'hydratation du béton et réduira la résistance précoce du béton. Cependant, les ingrédients actifs du mélange peuvent favoriser la résistance ultérieure du béton. Propice au développement et à la durabilité de la force ultérieurs.
Admixtures: L'utilisation des adjuvants peut ajuster la force du béton. Par exemple, l'ajout d'additifs de résistance précoce au béton peut accélérer le durcissement du béton et augmenter rapidement la résistance précoce, de sorte qu'il peut être utilisé dans les projets de réparation d'urgence. L'ajout d'un retardateur au béton peut retarder le taux d'hydratation du béton et éviter le phénomène de faible résistance et de fissures au stade ultérieur du béton causée par la grande différence de température entre l'intérieur et l'extérieur. Il est principalement utilisé pour le béton dans les saisons à haute température, le béton à grand volume, le pompage et le transport à longue distance. Béton. Les adjuvants réducteurs de l'eau peuvent augmenter la résistance du béton en réduisant l'eau sans réduire la quantité de ciment.
2.1.3 Effet des matières premières sur la durabilité du béton
Ratio d'eau-ciment: plus le rapport eau-ciment est élevé, plus la dose de ciment est petite, moins le Ca (OH) 2 produit pendant le processus d'hydratation du béton est petit, plus la résistance à la diffusion est petite, et plus la vitesse de carbonisation est plus rapide. Dans le même temps, le volume total et le diamètre des pores des pores internes du béton deviennent de plus en plus grands, la pression d'expansion de la glace et la pression d'infiltration générées pendant le processus de congélation et de décongélation deviennent plus importantes, et l'imperméabilité et la résistance au gel s'aggravent; Inversement, le rapport eau-ciment diminue et le béton devient plus dense. La résistance est améliorée, la porosité est réduite, la vitesse de carbonisation est plus lente et la résistance au gel et l'imperméabilité sont meilleures.
Taux de sable: Un taux de sable approprié facilite les vibrations et le compactage. Il améliore non seulement la compacité et l'imperméabilité du béton, mais améliore également la résistance à l'effet destructeur des milieux corrosifs externes, réduit le degré d'érosion et retarde le taux d'érosion.
AGLÉGATEUR: Pendant le processus de réglage et de durcissement du béton, la valeur de retrait de l'agrégat grossier est beaucoup plus petite que celle de la suspension de ciment, qui peut limiter le rétrécissement du béton dans une certaine mesure. L'agrégat grossier a une bonne structure de surface et est facile à se lier avec la matrice de mortier, ce qui peut efficacement améliorer la densité de l'interface entre l'agrégat et la suspension et améliorer la durabilité.
Admignement: L'incorporation de cendres volantes peut faire subir le béton une réaction d'hydratation secondaire pour produire du silicate de calcium hydraté, combler les lacunes à l'intérieur du béton et améliorer l'imperméabilité du béton.
Admignes: l'ajout d'adjudiques de réduction de l'eau au béton peut considérablement améliorer la durabilité du béton. L'incorporation d'agents d'entraînement de l'air peut introduire uniformément un grand nombre de micro-bulles stables et fermées, ce qui peut améliorer la résistance au gel et l'imperméabilité du béton. Dans le même temps, il augmente la teneur en air et améliore la résistance aux fissures du béton.
2.2 L'environnement dans lequel le béton est situé
L'environnement dans lequel le béton est situé se réfère principalement à l'influence de la température (température élevée, froid élevé, congélation et dégel, etc.), l'influence de l'humidité et la corrosion salée-alcaline. Ces facteurs environnementaux affectent directement la résistance du béton, ainsi que des indicateurs de durabilité tels que la carbonisation, la résistance aux fissures et la corrosion de la barre d'acier.
2.2.1 Effet du béton environnemental sur l'ouvrabilité
La température et l'humidité relative ont un impact sur l'ouvrabilité des mélanges en béton. Lorsque la température est élevée, l'eau dans le béton s'évapore rapidement pendant le processus de mélange, ce qui entraînera une réduction de la fluidité, une baisse réduite et une mauvaise ouvrabilité du béton. Le rapport eau-ciment doit être augmenté en conséquence.
2.2.2 Effet de l'environnement sur les propriétés mécaniques du béton
Plus la température est élevée et plus la vitesse du vent est élevée, plus la vitesse d'évaporation de l'eau dans le béton, ce qui peut accélérer la force précoce du béton, conduisant ainsi à une réduction de la résistance ultérieure. Dans le même temps, cela fera rétrécir, se déformer et se fissurer le béton. Lors de la conception du rapport de mélange, la consommation d'eau par unité de volume peut être correctement augmentée. Dans les environnements élevés du froid et du gel, la température est basse et le taux d'hydratation est lent, ce qui affecte directement la résistance précoce et la résistance au gel ultérieure et la résistance aux fissures du béton. Pour assurer les propriétés mécaniques du béton, le béton est nécessaire pour avoir un rapport eau-ciment plus faible. Une quantité appropriée d'adjudiques de cendres volantes et d'agents de réduction de l'eau doit être ajouté au béton pour limiter la chaleur d'hydratation du durcissement précoce du béton afin que le durcissement ultérieur puisse être réduit. Retrait et déformation.
2.2.3 Impact de l'environnement sur la durabilité du béton
Des températures élevées entraîneront une évapore rapidement de l'eau libre du béton et le béton se solidifie rapidement, entraînant un grand retrait en plastique du béton et des fissures, en particulier dans les structures en béton armé, ce qui provoquera davantage la corrosion des barres d'acier. Lors de la conception de la proportion de mélange de béton, en fonction de la force d'assurance, le rapport eau-ciment peut être correctement augmenté et un retardateur peut être ajouté pour ralentir le taux d'hydratation. Dans les zones élevées, en particulier dans les environnements de congélation avec contact d'eau, la réduction du rapport eau-ciment peut rendre les pores et les bulles capillaires à l'intérieur du béton plus petits, améliorant considérablement la résistance au gel du béton.
L'humidité et les environnements corrosifs salins-alcalis feront la fissuration du béton. Lors de la conception du rapport de mélange, l'ajout de mélanges minéraux peut améliorer la structure des pores du béton, améliorer considérablement la résistance du béton à la corrosion du sulfate, et ainsi améliorer la durabilité du béton. Dans le même temps, les inhibiteurs de la rouille peuvent être ajoutés de manière appropriée pour empêcher les barres d'acier de rouiller dans les derniers stades de la structure du béton.
2.3 Pièces structurelles
Différentes parties structurelles des projets en béton ont des caractéristiques différentes, qui ont des exigences différentes pour l'ouvrabilité, la force et la durabilité du béton. Lors de la conception du rapport de mélange, des ajustements doivent être effectués en fonction des caractéristiques de différentes parties structurelles.
2.3.1 Exigences pour l'ouvrabilité des pièces structurelles
Le béton avec des pièces structurelles plus grandes a des exigences de réalisation plus élevées. Pendant le processus de construction, les exigences de conception de la proportion de mélange de béton à grand volume doivent être pleinement prises en compte. L'utilisation de grandes quantités d'adjudiques et de retardateurs actifs peut réduire efficacement le stade précoce de la chaleur d'hydratation du ciment.
Pour les pièces avec des élévations de conception plus élevées qui nécessitent une construction de pompage, le béton est nécessaire pour avoir une meilleure pompe. Lors de la conception du rapport de mélange, des agents de pompage doivent être ajoutés pour ajuster la fluidité du béton.
2.3.2 Exigences pour les propriétés mécaniques du béton en pièces structurelles
Les exigences de résistance des coussins, des poutres, des dalles, des colonnes et du béton de fondation dans les projets de construction sont différents. Dans les projets de construction, la résistance des colonnes est supérieure à la résistance des poutres et des dalles de la même couche; La résistance au béton de différentes parties du pont telles que les piles, les culées et les poutres en acier Les exigences sont également différentes. Lors de la conception de la proportion de mélange de béton, la résistance du béton peut être améliorée en sélectionnant un grade de résistance au ciment qui est de 1,5 à 2 fois la qualité de résistance du béton, en réduisant le rapport eau-ciment et en sélectionnant du sable moyen bien classé et du gravier à grain continu.
2.3.3 Exigences pour la durabilité du béton en parties structurelles
Différentes parties structurelles ont différentes contraintes, ce qui aura un impact sur la durabilité. Par exemple, les tours de câbles de ponts nécessitent du béton pour avoir une bonne résistance aux fissures. Lors de la conception du rapport de mélange, envisagez d'ajouter des mélanges actifs tels que les cendres volantes et le retardateur. Les agents de l'eau peuvent réduire autant que possible la chaleur de l'hydratation des matériaux cimentaires, réduire le rétrécissement chimique et le retrait sec du béton et améliorer ses performances anti-chariot; Améliorer les propriétés anti-déformation et anti-crackage du béton lui-même.
2.4 Autres facteurs
Les techniques de production, de transport et de construction telles que les méthodes de transport en béton et les méthodes de versement ont également un grand impact sur l'ouvrabilité du béton, ce qui affecte à son tour la conception du mélange du béton. Par exemple, pour le béton transporté sur de longues distances, le temps de réglage doit répondre aux exigences de transport et de construction. Le béton de pompage nécessite une bonne fluidité, etc. La conception du rapport de mélange correspondant doit être ajustée. Par exemple, pour le béton pompé, le sable doit être augmenté en conséquence. taux, ajouter une quantité appropriée d'agent de pompage pour augmenter la fluidité et réduire la résistance pendant le versement en béton.
03conclusion
Des facteurs tels que les pièces structurelles, l'environnement, les matières premières et les processus ne sont pas indépendants mais s'influencent mutuellement. Par exemple, le rapport de mélange de la même partie structurelle sera différent en raison de différents environnements; Le rapport de mélange de différentes pièces structurelles dans le même environnement doit également être ajusté de manière appropriée; Et la sélection des matières premières doit également tenir compte des caractéristiques de la partie structurelle et de l'environnement. Lors de la conception du ratio de mélange de béton, il est nécessaire de déterminer les performances de travail, la résistance structurelle et l'indice de durabilité de l'impact environnemental à long terme du béton en fonction des parties structurelles du projet, de l'environnement dans lequel il est situé, de la sélection des matières premières, de la technologie, puis du ratio de ciment de l'eau. , taux de sable, gradation agrégée, adjuvants et dosage additif, et finalement déterminer la conception unique du rapport de mélange pour chaque partie du projet.
