第五十一章

　　第五十一章

　　张嘉师对于水泥的研发严格来说不太理解，但是在穿越之前所接受的教育当中，就曾经接触过水泥的相应资料。

　　在这些资料当中，水泥的比例张嘉师基本上是忘记的。但是对于黏土以及石灰这两个主要材料而言，他还是记得的。

　　只不过，即使是得到了相应比例的水泥，但是在经过测试之后，这些水泥并没有发挥出相应的作用。

　　这并不是这些水泥没有作用，而是张嘉师并不理解的是，水泥这玩意好解决，只不过水泥跟混凝土严格来说是两码事。

　　因为即使是不算钢筋混凝土，单纯的水泥也不太可能制作出有着很好的粘合作用的混凝土。

　　因为混凝土除了水泥之外，还有一样材料至关重要，那就是骨料。

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　　骨料，即在混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料。骨料作为混凝土中的主要原料，在建筑物中起骨架和支撑作用。

　　在后世的相关划分当中，粒径大于4.75mm的骨料称为粗骨料，俗称石。常用的有碎石及卵石两种。碎石是天然岩石或岩石经机械破碎、筛分制成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒。卵石是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的、粒径大于4.75mm的岩石颗粒。卵石和碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒。建筑用卵石、碎石应满足国家标准GB/T14685－2001《建筑用卵石、碎石》的技术要求。

　　粒径4.75mm以下的骨料称为细骨料，俗称砂。

　　砂按产源分为天然砂、人工砂两类。天然砂是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。天然砂包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂。人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统称。

　　而骨料的四个标准大致如下：

　　1、细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好；人工砂的细度模数宜在2.4～2.8范围内，天然砂的细度模数宜在2.2～3.0范围内。使用山砂、粗砂、应采取相应的试验论证。

　　2、细骨料在开采过程中应定期或按一定开采的数量进行碱活性检验，有潜在危害时期，应采取相应措施，并经专门试验论证。

　　3、细骨料的含水率应保持稳定，人工砂饱和面干的含水率不宜超过6%，必要时应采取加速脱水措施。

　　骨料作为混凝土中的主要原料，在建筑物中起骨架和支撑作用。

　　在拌料时，水泥经水搅拌时，成稀糊状，如果不加骨料的话，它将无法成型，将导致无法使用.所以说骨料是建筑中十分重要的原料。

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　　张嘉师面对着这个问题，在青玉灵书当中并没有找到相应的解决办法，这让他不得不有些无奈。

　　但是正所谓没有杀过猪并不代表没有看到过该怎么杀猪。

　　张嘉师在后世的生活当中，多次看到过一些水泥建筑在兴建的时候，不仅仅是有着大量的砖石，水泥袋，甚至是还有着一堆堆的沙子。

　　在多次回忆之后，张嘉师想到了这个事情，他很清楚这些沙子必然是一个很关键的存在。

　　只不过对于并非是有着这方面的经验的他，张嘉师只能够是思考着这些沙子到底是怎么作用的。

　　而在很长时间的回忆后，张嘉师尝试性的让一些人员将水泥以及沙子加入水来进行搅拌。

　　而这个做法所得到的结果既然是让张嘉师很是兴奋，因为这种做法确实是能够做到混凝土。但是同样的是这些混凝土很容易剥落甚至是粘合石料的能力较差。

　　问题必须要一步步的解决才行，这一点张嘉师很清楚。

　　所以在空闲的时间，张嘉师逐渐回想一些细节，希望能够得到解决这个问题的办法。

　　但是时间过得很久远，他来到了这个世界已经十多年，很多在穿越之前的记忆都有些模糊了。

　　只不过在一次偶然的巡察渭水的时候，张嘉师看到的是一艘小渔船上面挂着的网，他突然间想起了什么。

　　没错，他想起的是他看到过一些建筑工人在沙子旁边，然后将一铲子沙子甩到一些用网格的铁网上。

　　很有可能，这个才是真正的关键所在。

　　而想到了这个问题的张嘉师，下令兵造制作出几个孔洞相当小的铁条网，然后用来进行相应的试验。

　　而在经过了几次的改进之后，张嘉师终于得到了对于他而言，可以说及格的混凝土。

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　　在后世的混凝土，简称为“砼”：是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料；与水按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。

　　混凝土出现的历史要比水泥要简短，这有可能是因为当时候的建筑需求仅仅凭借水泥自身的粘合就能够满足：

　　1900年，万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用，在建材领域引起了一场革命。法国工程师艾纳比克1867年在巴黎博览会上看到莫尼尔用铁丝网和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后，受到启发，于是设法把这种材料应用于房屋建筑上。

　　1879年，他开始制造钢筋混凝土楼板，以后发展为整套建筑使用由钢筋箍和纵向杆加固的混凝土结构梁。仅几年后，他在巴黎建造公寓大楼时采用了经过改善迄今仍普遍使用的钢筋混凝土主柱、横梁和楼板。

　　1884年德国建筑公司购买了莫尼尔的专利，进行了第一批钢筋混凝土的科学实验，研究了钢筋混凝土的强度、耐火能力。钢筋与混凝土的粘结力。

　　1887年德国工程师科伦首先发表了钢筋混凝土的计算方法；英国人威尔森申请了钢筋混凝土板专利；美国人海厄特对混凝土横梁进行了实验。

　　1895年——1900年，法国用钢筋混凝土建成了第一批桥梁和人行道。

　　1918年艾布拉姆发表了著名的计算混凝土强度的水灰比理论。钢筋混凝土开始成为改变这个世界景观的重要材料。

　　混凝土可以追溯到古老的年代，其所用的胶凝材料为粘土、石灰[2]、石膏、火山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛

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　　20世纪初，有人发表了水灰比等学说，初步奠定了混凝土强度的理论基础。以后，相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土，各种混凝土外加剂也开始使用。

　　60年代以来，广泛应用减水剂，并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土；高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。

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　　而与张嘉师所得到的比较原始的混凝土比例而言，后世的混凝土制作的数据可以说相当详细：

　　制备混凝土时，首先应根据工程对和易性、强度、耐久性等的要求，合理地选择原材料并确定其配合比例，以达到经济适用的目的。混凝土配合比的设计通常按水灰比法则的要求进行。材料用量的计算主要用假定容重法或绝对体积法。

　　1．水灰比的确定：

　　高强混凝土水灰比的计算不能采用普通混凝土的强度的公式，应根据试验资料进行统计，提出混凝土强度和水灰比的关系式，然后用作图法或计算法求出与混凝土配制强度相对应的水灰比。

　　当采用多个不同的配合比进行混凝土强度试验时，其中一个应为基准配合比，其他配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.02～0.03。

　　2．集料用量：

　　每立方碎石用量G0高强混凝土每立方的碎石用量VS为0.9～0.95m3，则每立方中碎石质量为：G0=VS×碎石松散容重：

　　每立方砂用量S0S0=[G0/(1-QS)]QSQS－砂率，应经试验确定，一般控制在28～36%范围内。

　　3．用水量：

　　计算高强混凝土配合比时，其用水量可用普通混凝土用水量的基础上用减水率法加以修正。在不掺外加剂的混凝土用水量中扣除按外加剂减水率计算得出的减水量即为掺减水剂时混凝土的用水量。此时注意一定要通过试验确定外加剂的减水率。

　　4．水泥用量：

　　生产高强混凝土时，水泥的用量是至关重要的，它直接影响到水泥胶砂与骨料的粘结力。为了增加砂浆中胶质结料的比例，水泥含量要比较高，但要注意的是，水泥用量又不宜过高，否则会引起水化期间放热速度过快或收缩量过大等问题。高强混凝土水泥用量一般不宜超过550kg/m3。

　　5．试拌调整：

　　对计算所得的配合比结果要通过试配、试拌来验证。拌制高强混凝土必须使用强制式搅拌机，振捣时要高频加压振捣，保证拌和物的密实。要注意试拌量应不小于拌和机额定量的1/4，混凝土的搅拌方式及外加剂的掺法，宜与实际生产时使用的方法一致。

　　6．配合比的确定：

　　当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2%时，可不调整。大于2%时按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000规定进行相应的调整。

　　混凝土配合比确定后，应对配合比进行不少于6次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值，确保其稳定性。

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　　而混凝土的特性主要有以下几个：

　　和易性：混凝土拌合物最重要的性能。主要包括流动性、粘聚性和保水性三个方面。它综合表示拌合物的稠度、流动性、可塑性、抗分层离析泌水的性能及易抹面性等。

　　强度：混凝土硬化后的最重要的力学性能，是指混凝土抵抗压、拉、弯、剪等应力的能力。水灰比、水泥品种和用量、集料的品种和用量以及搅拌、成型、养护，都直接影响混凝土的强度。

　　变形：混凝土在荷载或温湿度作用下会产生变形，主要包括弹性变形、塑性变形、收缩和温度变形等。混凝土在短期荷载作用下的弹性变形主要用弹性模量表示。在长期荷载作用下，应力不变，应变持续增加的现象为徐变，应变不变，应力持续减少的现象为松弛。由于水泥水化、水泥石的碳化和失水等原因产生的体积变形，称为收缩。

　　耐久性：混凝土在使用过程中抵抗各种破坏因素作用的能力。混凝土耐久性的好坏，决定混凝土工程的寿命。它是混凝土的一个重要性能，因此长期以来受到人们的高度重视。

　　在一般情况下，混凝土具有良好的耐久性。但在寒冷地区，特别是在水位变化的工程部位以及在饱水状态下受到频繁的冻融交替作用时，混凝土易于损坏。为此对混凝土要有一定的抗冻性要求。用于不透水的工程时，要求混凝土具有良好的抗渗性和耐蚀性。抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性为混凝土耐久性。

　　而混凝土本身也有使用限制之类的条件：

　　养护的目的在于创造适当的温湿度条件，保证或加速混凝土的正常硬化。不同的养护方法对混凝土性能有不同影响。常用的养护方法有自然养护、蒸汽养护、干湿热养护、蒸压养护、电热养护、红外线养护和太阳能养护等。养护经历的时间称养护周期。为了便于比较，规定测定混凝土性能的试件必须在标准条件下进行养护。

　　混凝土的养护包括自然养护和蒸汽养护。

　　混凝土养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，尽量减少表面混凝土的暴露时间，及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖（可采用蓬布、塑料布等进行覆盖），防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前，应卷起覆盖物，用抹子搓压表面至少二遍，使之平整后再次覆盖，此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止。



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