混凝土中水灰比，强度的关键因素
文摘
科学
2024-12-16 11:49
德国
https://www.youtube.com/watch?v=MwfXkQMW8uo&t=250s欢迎来到 civil mentor，今天的视频你将学习到水灰比在混凝土中的重要性，让我们开始吧。[Music] 混凝土包含了水泥、沙子、粗骨料和水等成分，这些比例要经过合理的设计，可以是标准配比，也可以是设计配比。所有的材料都有它们特定的性质和重要性，对混凝土的强度有贡献。水泥是混凝土中的粘结材料，因为它有最好的粘接和内聚性。而水是混凝土中最便宜也最重要的成分，当这两种材料混合时，就发生了一种叫做水化的化学反应。水化反应产生了一种粘稠的凝胶，它有粘结性，能把所有的骨料粘结成坚固的材料。因此，水泥和水都是粘结混凝土中所有元素的责任者。水泥和水的用量按照它们的比例来确定，叫做水灰比。水灰比就是水的重量与水泥的重量之比。为什么我们需要给混凝土搅拌中加入足够的水呢？从技术上讲，根据研究，水泥需要 23% 的水来进行水化过程，还需要 15% 的水来扩张孔隙和增加体积。因此，水泥重量的 38% 的水是最低限度，也是必须的。从实验数据中发现，为了让水泥浆充分水化，而且没有毛细孔留下，混凝土搅拌中需要足够的水。这个水的最小量对应于 0.38 的水灰比。因此，如果水灰比小于 0.38，就不可能完成水化。如果大于这个数，混凝土就会变得多孔和渗透。如果小于这个数，混凝土就会变得干燥和粗糙，可能找不到并发展出完全的强度。为了考虑可操作性，这个水灰比被确定为 0.4，但它的选择取决于不同的暴露条件和工作性质。在 0.4 的水灰比下，搅拌中有足够的水来进行水化，也有足够的水来提供混凝土施工过程中的便利，比如搅拌、浇筑、运输和压实，因为水在混凝土搅拌中起到了润滑剂的作用，减少了混凝土颗粒之间的内摩擦。在这个水灰比下，形成的凝胶有良好的物理结构和密度。在更高的水灰比下，形成的凝胶有较差的物理结构，会在后续的蒸发过程中产生空隙，变得更多孔，导致混凝土的强度降低。混凝土中水的简单计算，如果我们需要计算混凝土搅拌中的水量，首先要找到体积和水灰比对应的水泥用量。如果我们假设混凝土搅拌中用 80 千克的水泥，水灰比是 0.45，那么 80 千克水泥所需的水量就是 36 升。水灰比对可操作性的影响，混凝土的可操作性是指混凝土能够进行搅拌、运输、浇筑、压实等施工过程的能力，而且不会发生分离。换句话说，混凝土的可操作性表明了混凝土能够轻松工作的能力。水灰比也是混凝土可操作性的一个重要考虑因素。高水灰比导致高可操作性，因为每个颗粒的润滑性增加了。相反，低水灰比导致低可操作性，因为颗粒之间的摩擦增加了。由于颗粒之间缺乏润滑，低水灰比会导致混凝土的可操作性降低，可能造成混凝土多孔。水灰比的取值范围是 0.4 到 0.7，根据不同的暴露条件而变化。小于 0.4 的水灰比会使混凝土非常僵硬，如果不使用超塑化剂的话。大于 0.6 的水灰比会使混凝土湿润和脆弱，甚至可能导致混凝土渗漏，引起腐蚀和损坏。使用低水灰比是实现高强度和高质量混凝土的常用方法，但水灰比本身并不能决定混凝土的强度。好的混凝土是由好的配合比设计得到的，低水灰比只是好的配合比设计中一个非常经验的部分。水灰比越高，水的量就越多，这会导致水泥浆稀释，使混凝土质量变差，增加水的渗透性，从而导致混凝土渗漏和潮湿。水灰比对混凝土的抗压强度有很大的影响，抗压强度是混凝土的一个主要特性。水的量的变化会改变混凝土的强度，如果水用量过多，可能会产生更多的空隙，形成蜂窝状的结构，影响混凝土的密度、耐久性和强度。水灰比越低，混凝土的强度就越高。高水灰比不推荐的原因有：1. 有分离和流失的风险；2. 耐久性较低；3. 产生空隙；4. 混凝土强度降低；5. 结构寿命缩短；6. 渗漏和腐蚀的可能性；7. 空隙导致碳化增加，从而降低寿命；8. 冻融效应等。低水灰比推荐的原因有：1. 强度提高；2. 耐久性提高；3. 渗透性降低；4. 没有渗漏或潮湿的问题；5. 冻融耐久性更好；6. 与钢筋的粘结更好等。今天的内容就到这里，下次见。感谢您观看这个视频，请点赞和分享，不要忘了订阅我们。![]()
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