砼的组成及各组成材料在混凝土中所起的作用

平常我们所说的混凝土，一般是指以水泥为胶结料配制而成的一种复合材料，即水泥、水及砂、石、另外有时会掺入适当的掺合料（如粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣、沸石粉等）和外加剂配制而成的复合材料。在这类混凝土中水泥与水起胶凝料作用，砂、石骨料起骨架填充作用。水泥与水反应后形成坚固的水泥石，将砂、石料颗粒牢固地粘结成整体，对混凝土的性能起决定性的作用，但由于骨料占据混凝土中的大部分体积（大约占砼总体积的70%左右），因此，骨料的质量对水泥混凝土的性能也有很大的影响。现具体的分析各组成材料在混凝土结构中的所起作用如下：

1水泥净浆胶凝材料；混凝土的质量主要取决于水泥净浆的
质量，它的主要作用：
首先，包裹骨料表面并填充骨料间的空隙；
    其次，水泥浆在混凝土凝结硬化前起润滑作用，使混凝土拌和物具有易于施工的流动性，（作为干涩骨料之间润滑材料）；

另外，在混凝土凝结硬化后，水泥浆凝结成水泥石将砂石骨料牢固的连成整体。

2骨料；骨料是混凝土的主要组成材料，它占混凝土总体积
的3/4以上。骨料在混凝土中既有技术上的作用，又有经济上的意义。它的主要作用是：
首先，在经济上，它比水泥便宜得多，作为廉价的填充材
料，降低混凝土成本；
其次，在技术上，骨料的存在使混凝土比单纯的水泥浆具
有更高的体积稳定性和更好的耐久性；
    其三，骨料可以作为调节材料，减少水泥净浆的发热、干缩等不良现象。

    3掺合料的作用：掺入混凝土中掺合料，一般是指掺量大于5%的具有火山灰活性的物料。适量掺入混凝土中部分取代水泥不仅能节省水泥、降低成本，还能改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土的密实性、抗渗性及耐化学腐蚀性等。
  当前水泥混凝土中使用最多的掺合料是工业废料粉煤灰。粉煤灰它是从燃煤热电厂的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多数呈球形，表面光滑，色灰或浑灰。粉煤灰分为低钙粉煤灰和高钙粉煤灰两种。
粉煤灰之所以能改善混凝土的性能，原因在于粉煤灰中含有大量硅、铝氧化物，它能与水泥的水化产物进行二次水化，生成稳定的水化硅酸钙凝胶。由于粉煤灰颗粒细微，参与二次水化的界面好，水化产物能改善混凝土的孔结构，降低混凝土的孔隙率，细化了孔结构，使孔的分布更加合理，因而使混凝土硬化后更加致密，所以它能提高混凝土的抗渗性能，混凝土强度自然而然会有所提高。

另外，粉煤灰还能改善混凝土拌合物的工作性能，因为粉煤灰中的颗粒大都是表面光滑的球形玻璃体，相对比表面积较小，因而能减少混凝土拌合物的用水量，减少泌水和离析。另因粉煤灰的表观密度较低，当等量替代部分水泥时，使得拌合物的浆体数量增大，有利于改善混凝土拌合物的泵送性能。用粉煤灰替代部分水泥时，可以减少用水量，并减少坍落度的经时损失。
还有，在混凝土中的粉煤灰，其活性在开始几天中的水化速度并不十分显著，所产生的水化热大概仅有水泥水化放出热量一半左右，因此，掺加粉煤灰后有利于降低混凝土的水化热和推迟水化热出现的高峰的时间，这对于大体积混凝土结构施工十分有利，可防止大体积混凝土中内部水化热过大，水化热出现高峰时间过早，导致内外温差大造成混凝土结构的开裂。

    除粉煤灰掺合料外，还有硅灰（它是硅钢厂和铁合金厂生产硅钢和硅铁时产生的一种烟尘），硅粉的颗粒直径平均为0.1um的数量级，比表面积为20-25×103m2/kg，比水泥细度高2个数量级，这也是硅粉为什么具有高度火山灰性质的重要原因，它的活性比水泥高1-3倍。目前，配制强度等级大于C80的高强混凝土，掺加硅粉几乎是唯一的手段。另外还有矿渣粉，沸石粉掺合料。总的来讲，活性矿物掺合料，由于能参与二次水化反应，提高水泥的水化程度，而且往往使用掺合料所起的增强作用效果是不能用增加水泥用量来代替的。

    4混凝土外加剂的作用：外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土拌合物性能的物质。掺量一般不大于水泥重量的5%，它不同于掺合料，掺合料掺量一般要大于5%。
    随着建筑工业的发展，对混凝土性能提出了更多新的要求，如泵送工艺要求具有泵送性能好的高流动性混凝土；大跨度建筑要求高强高耐久性混凝土，冬季施工或抢修工程要求快硬、早强混凝土等，通过掺用适当品种外加剂均可满足这些要求。因此高性能、多品种混凝土外加剂的开发、研制与应用，是混凝土技术的重大发展扣需要。混凝土外加剂已被世界各国公认为混凝土组成成份之一。

混凝土外加剂按其主要功能可分为下列四类：

a.     改善拌合物流动性能的外加剂，包括减水剂、引气剂及泵送剂等。

    b.改善混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、速凝剂及早强剂等；

b.     改善混凝土耐久性能的外加剂，包括引气剂、防水剂及阻锈剂等；

c.     改善混凝土其它性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、着色剂及防冻剂等。

目前市场上外加剂品种繁多，就在我们国内，在20世纪90年代初期，外加剂品种就达300多种。较大外加剂生产厂家多达到200多个，实际年产量达60—70万吨，是80年代中期的5—6倍，当今的重点工程的混凝土几乎全部都使用混凝土外加剂。