Sechs Hauptrohstoffe von Beton und ihre Funktionen
1. Zement: Das zementhaltige Material von Beton, das 10–15 % ausmacht (gemäß „General Portland Cement Standard“ GB 175-2020). Eine häufige Art ist Portlandzement, der andere Materialien durch Hydratation aushärtet und verbindet.
2. Gesteinskörnung: Macht 60–75 % des Gesamtvolumens aus und ist in grobe Gesteinskörnungen (z. B. Schotter, Partikelgröße > 4,75 mm) und feine Gesteinskörnungen (z. B. Flusssand, Partikelgröße < 4,75 mm) unterteilt, die das Skelett stützen und Schrumpfungsrisse reduzieren.
3. Wasser: Mit einem Anteil von 15–20 % muss es dem „Standard for Water Used in Concrete“ JGJ 63-2006 entsprechen. Die Wasserqualität beeinflusst die Hydratationsreaktion; Verunreinigungen können die Festigkeit verringern.
4. Zusatzstoffe: Zum Beispiel wasserreduzierende Mittel und Verzögerer mit einem Anteil von 0,2–5 % (Angaben der China Building Materials Association), die die Fließfähigkeit verbessern oder die Abbindezeit verkürzen können.
5. Zusatzstoffe: Industrielle Nebenprodukte wie Flugasche und Schlacke, die 10–30 % des Zements ersetzen, um die Haltbarkeit zu verbessern und die Kosten zu senken.
6. Fasermaterialien: Stahlfasern oder Polypropylenfasern, zugesetzt in einer Menge von 0,1–2 % (ACI 544-Bericht), um die Rissbeständigkeit und Zähigkeit zu verbessern.
Zusammensetzung und Proportionierungslogik von Beton Beton ist ein Verbundwerkstoff und seine Zusammensetzung muss drei Hauptziele erfüllen: Festigkeit, Haltbarkeit und Verarbeitbarkeit. Ein typisches Mischungsverhältnis für C30-Standardbeton ist beispielsweise: Wasser 175 kg, Zement 461 kg, Sand 512 kg und Zuschlagstoff 1252 kg (siehe „Specification for Mix Proportioning Design of Ordinary Concrete“ JGJ 55-2011).
- Zementpaste: Beschichtet den Zuschlagstoff und bildet eine Haftschicht. Das Wasser-Zement-Verhältnis (Wasser/Zement-Massenverhältnis) ist ein Schlüsselparameter, typischerweise 0,4–0,6.
- Aggregatabstufung: Kontinuierliche Partikelgrößenverteilung verringert die Porosität und erhöht die Dichte. Ein zu hoher Anteil an groben Gesteinskörnungen kann zur Entmischung führen, wohingegen ein zu hoher Anteil an feinen Gesteinskörnungen den Wasserverbrauch erhöht.
Rohstoffanpassungen in technischen Anwendungen
1. Umgebungen mit hohen-Temperaturen: Es müssen Verzögerer hinzugefügt werden, um die anfängliche Abbindezeit zu verzögern, oder es sollte Niedrig-Zement (z. B. Hüttensilikatzement) verwendet werden.
2. Anforderungen an die Frost-Tau-Widerstandsfähigkeit: Die Zugabe von Luftporenbildnern (4-6 % Luftgehalt) kann die Frost-Tau-Wechselbeständigkeit verbessern (GB/T 50082-2009).
3. Hoch-Beton: Reduzieren Sie das Wasser-Zement-Verhältnis auf unter 0,3 und fügen Sie Quarzstaub (5–10 % der zementhaltigen Materialien) hinzu, um Mikroporen zu füllen.
Durch die Optimierung der Rohstoffkombination kann Beton an verschiedene Szenarien wie Brücken und Hochhäuser angepasst werden. Das Verständnis der Eigenschaften und Wechselwirkungen von Kernmaterialien ist für die Sicherstellung der Projektqualität von grundlegender Bedeutung.
