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普通混凝土,一般指以水泥為主要膠凝材料,與水、砂、石子,必要時摻入化學外加劑和礦物摻合料,按適當比例配合,經過均勻攪拌、密實成型及養護硬化而成的人造石材。混凝土主要劃分為兩個階段與狀態:凝結硬化前的塑性狀態,即新拌混凝土或混凝土拌合物;硬化之後的堅硬狀態,即硬化混凝土或混凝土。混凝土強度等級是以立方體抗壓強度標準值劃分,目前中國普通混凝土強度等級劃分為12級:C7.5、10、C20、C30、C35、C40、C45、C50、C55及C60等。

1 普通混凝土 -概述

普通混凝土普通混凝土
1.定義:
廣義混凝土是由膠凝材料,粗細骨料,水及其他外加劑按照適量的比例配製而成的人工石材.

在土木工程中,應用最廣泛的是普通混凝土:以水泥為膠凝材料,以砂,石為骨料,加水拌製成的水泥混凝土.
2.優點缺點:

優點:原材料豐富,成本低;良好的可塑性;高強度;耐久性好;可用鋼筋增強;

缺點:自重大;脆性材料;
3.分類:
按膠凝材料分:
水泥混凝土(在土木工程中應用最廣泛);石膏混凝土;
瀝青混凝土(在公路工程中應用較多);聚合物混凝土等.

按表觀密度分:
特重混凝土(>2500kg/m3);
普通混凝土(1900<<2500kg/m3);
輕混凝土(600<<1900kg/m3).

按用途分:結構用混凝土;道路混凝土;特種混凝土;耐熱混凝土;耐酸混凝土等.

2 普通混凝土 -組成材料

普通混凝土(簡稱為混凝土)是由水泥、砂、石和水所組成。為改善混凝土的某些性能還常加入適量的外加劑和摻合料。
一、混凝土中各組成材料的作用

在混凝土中,砂、石起骨架作用,稱為骨料;水泥與水形成水泥漿,水泥漿包裹在骨料表面並填充其空隙。在硬化前,水泥漿起潤滑作用,賦予拌合物一定和易性,便於施工。水泥漿硬化后,則將骨料膠結成一個堅實的整體。混凝土的織構如圖4-1所示。

二、混凝土組成材料的技術要求


混凝土的技術性質在很大程度上是由原材料的性質及其相對含量決定的。同時也與施工工藝(攪拌、成型、養護)有關。因此,我們必須了解其原材料的性質、作用及其質量要求,合理選擇原材料,這樣才能保證混凝土的質量。

(一)水泥

1.水泥品種選擇
配製混凝土一般可採用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。必要時也可採用快硬硅酸鹽水泥或其他水泥。水泥的性能指標必須符合現行國家有關標準的規定。
採用何種水泥,應根據混凝土工程特點和所處的環境條件。

2.水泥標號選擇
水泥標號的選擇應與混凝土的設計強度等級相適應。原則上是配製高強度等級的混凝土,選用高標號水泥;配製低強度等級的混凝土,選用低標號水泥。
如必須用高標號水泥配製低強度等級混凝土時,會使水泥用量偏少,影響和易性及密實度,所以應摻入一定數量的混合材料。如必須用低標號水泥配製高強度等級混凝土時,會使水泥用量過多,不經濟,而且要影響混凝土其它技術性質。

普通混凝土普通混凝土
(二)細骨料
粒徑在O.16~5mm之間的骨料為細骨料(砂)。一般採用天然砂,它是岩石風化后所形成的大小不等、由不同礦物散粒組成的混合物,一般有河砂、海砂及山砂。配製混凝土時所採用的細骨料的質量要求有以下幾方面:

1.有害雜質
配製混凝土的細骨料要求清潔不含雜質,以保證混凝土的質量。而砂中常含有一些有害雜質,如雲母、粘土、淤泥、粉砂等,粘附在砂的表面,妨礙水泥與砂的粘結,降低混凝土強度;同時還增加混凝土的用水量,從而加大混凝土的收縮,降低抗凍性和抗滲性。一些有機雜質、硫化物及硫酸鹽,它們都對水泥有腐蝕作用。砂中雜質的含量一般應符合表4—4中規定。重要工程混凝土使用的砂,應進行鹼活性檢驗,經檢驗判斷為有潛在危害時,在配製混凝土時,應使用含鹼量小於O.6%的水泥或採用能抑制鹼一骨料反應的摻合料,如粉煤灰等;當使用含鉀、鈉離子的外加劑時,必須進行專門試驗。在一般情況下,海砂可以配製混凝土和鋼筋混凝土,但由於海砂含鹽量較大,對鋼筋有鏽蝕作用,故對鋼筋混凝土,海砂中氯離子含量不應超過O.06%(以干砂重的百分率計)。預應力混凝土不宜用海砂。若必須使用海砂時,則應經淡水沖洗,其氯離子含量不得大於0.02%。有些雜質如泥土、貝殼和雜物可在使用前經過沖洗、過篩處理將其清除。特別是配製高強度混凝土時更應嚴格些。當用較高標號水泥配製低強度混凝土時,由於水灰比(水與水泥的質量比)大,水泥用量少,拌合物的和易性不好。這時,如果砂中泥土細粉多一些,則只要將攪拌時間稍加延長,就可改善拌合物的和易性。

2.顆粒形狀及表面特徵
細骨料的顆粒形狀及表面特徵會影響其與水泥的粘結及混凝土拌合物的流動性。山砂的顆粒多具有稜角,表面粗糙,與水泥粘結較好,用它拌制的混凝土強度較高,但拌合物的流動性較差;河砂、海砂,其顆粒多呈圓形,表面光滑,與水泥的粘結較差,用來拌制混凝土,混凝土的強度則較低,但拌合物的流動性較好。
  
3.砂的顆粒級配及粗細程度
  
砂的顆粒級配,即表示砂大小顆粒的搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充,為達到節約水泥和提高強度的目的,就應盡量減小砂粒之間的空隙。如果是同樣粗細的砂,空隙最大兩種粒徑的砂搭配起來,空隙就減小了。三種粒徑的砂搭配,空隙就更小了。由此可見,要想減小砂粒間的空隙,就必須有大小不同的顆粒搭配。砂的粗細程度,是指不同粒徑的砂粒混合在一起后的總體的粗細程度,通常有粗砂、中砂與細砂之分。在相同質量條件下,細砂的總表面積較大,而粗砂的總表面積較小。在混凝土中,砂子的表面需要由水泥漿包裹,砂子的總表面積愈大,則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。因此,一般說用粗砂拌制混凝土比用細砂所需的水泥漿為省。
  
因此,在拌制混凝土時,這兩個因素(砂的顆粒級配和粗細程度)應同時考慮。當砂中含有較多的粗粒徑砂,並以適當的中粒徑砂及少量細粒徑砂填充其空隙,則可達到空隙率及總表面積均較小,這樣的砂比較理想,不僅水泥漿用量較少,而且還可提高混凝土的密實性與強度。可見控制砂的顆粒級配和粗細程度有很大的技術經濟意義,因而它們是評定砂質量的重要指標。僅用粗細程度這一指標是不能作為判據的。
  
砂的顆粒級配和粗細程度,常用篩分析的方法進行測定。用級配區表示砂的顆粒級配,用細度模數表示砂的粗細。篩分析的方法,是用一套孔徑(凈尺寸)為5、2?50、1?25、O?63、O.315及O.16mm的標準篩,將500g的干砂試樣由粗到細依次過篩,然後稱得余留在各個篩上的砂的質量,並計算出各篩上的分計篩余百分率a1、a2、a3、a4、a5和a6(各篩上的篩余量占砂樣總量的百分率)及累計篩余百分率A1、A2、A3、A4、A5和A6(各個篩和比該篩粗的所有分計篩余百分率相加在一起)。

根據O.63mm篩孔的累計篩余量分成三個級配區(表4—2),混凝土用砂的顆粒級配。砂的實際顆粒級配與表中所列的累計篩余百分率相比,除5mm和O.63mm篩號外,允許有超出分區界線,但其總量百分率不應大於5%。以累計篩余百分率為縱坐標,以篩孔尺寸為橫坐標,根據表4—2規定畫出砂1、2、3級配區的篩分曲線。砂過粗(細度模數大於3.7)配成的混凝土,其拌合物的和易性不易控制,且內摩擦大,不易振搗成型;砂過細(細度模數小於O.7)配成的混凝土,既要增加較多的水泥用量,而且強度顯著降低。所以這兩種砂未包括在級配區內。  

從篩分曲線也可看出砂的粗細,篩分曲線超過第1區往右下偏時,表示砂過粗。篩分曲線超過第3區往左上偏時則表示砂過細。

為調整級配,在不得已時,也可將砂加以過篩,篩除過粗或過細的顆粒。

配製混凝土時宜優先選用2區砂;當採用1區砂時,應提高砂率,並保持足夠的水泥用量,以滿足混凝土的和易性要求;當採用3區砂時,宜適當降低砂率,以保證混凝土的強度。對於泵送混凝土,宜選用中砂。
  
4.砂的堅固性
  
砂的堅固性是指砂在氣候、環境變化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。按標準(JGJ52—92)規定,砂的堅固性用硫酸鈉溶液檢驗,試樣經5次循環后其質量損失應符合規定。有抗疲勞、耐磨、抗衝擊要求的混凝土用砂或有腐蝕介質作用或經常處於水位變化區的地下結構混凝土用砂,其堅固性質量損失率應小於8%。
  
(三)粗骨料
  
普通混凝土普通混凝土
普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石。由天然岩石或卵石經破碎、篩分而得的,粒徑大於5mm的岩石顆粒,稱為碎石或碎卵石。岩石由於自然條件作用而形成的,粒徑大於5mm的顆粒,稱為卵石。配製混凝土的粗骨料的質量要求有以下幾個方面:
  
1.有害雜質
  
粗骨料中常含有一些有害雜質,如粘土、淤泥、細屑、硫酸鹽、硫化物和有機雜質。它們的危害作用與在細骨料中的相同。它們的含量一般應符合表4—4中規定。當粗骨料中夾雜著活性氧化硅(活性氧化硅的礦物形式有蛋白石、玉髓和鱗石英等,含有活性氧化硅的岩石有流紋岩、安山岩和凝灰岩等)時,如果混凝土中所用的水泥又含有較多的鹼,就可能發生鹼骨料破壞。這是因為水泥中鹼性氧化物水解后形成的氫氧化鈉和氫氧化鉀與骨料中的活性氧化硅起化學反應,結果在骨料表面生成了複雜的鹼一硅酸凝膠。這樣就改變了骨料與水泥漿原來界面,生成的凝膠是無限膨脹性的(指不斷吸水后體積可以不斷腫脹),由於凝膠為水泥石所包圍,故當凝膠吸水不斷腫脹時,會把水泥石脹裂。這種鹼性氧化物和活性氧化硅之間的化學作用通常稱為鹼骨料反應。重要工程的混凝土所使用的碎石或卵石應進行鹼活性檢驗。經檢驗判定骨料有潛在危害時,則應遵守以下規定使用:①使用含鹼量小於O.6%的水泥或採用能抑制鹼-骨料反應的摻合料;②當使用含鉀、鈉離子的混凝土外加劑時,必須進行專門試驗。目前最常用的檢驗方法是砂漿長度法:這種方法是用含活性氧化硅的骨料與高鹼水泥製成1:2.25的膠砂試塊,在恆溫、恆濕中養護,定期測定試塊的膨脹值,直到齡期12個月。如果在6個月中,試塊的膨脹率超過0?05%或1年中超過O.1%,這種骨料就認為是具有活性的。若骨料中含有活性碳酸鹽,應用岩石柱法進行檢驗,經檢驗判定骨料有潛在危害時,不宜作混凝土骨料。另外粗骨料中嚴禁混入煅燒過的白雲石或石灰石塊。
2.對有抗凍、抗滲或其他特殊要求的混凝土用砂,其含泥量不應大於3%。
3.對C10和C10以下的混凝土用砂,根據水泥標號,其含泥量可酌情放寬。
4.對有抗凍抗滲或其它特殊要求的混凝土用砂,其泥塊含量應不大於1%。
5.對C10和C10以下的混凝土用砂,根據水泥標號,其泥塊含量可予以放寬。
6.對有抗凍、抗滲要求的混凝土,砂中雲母含量不應大於1%。
7.砂中如含有顆粒狀的硫酸鹽或硫化物,則要求經專門檢驗,確認能滿足混凝土耐久性要求時方能採用。
8.對有抗凍、抗滲或其它特殊要求的混凝土,其所用碎石或卵石的含泥量不應大於1%。  
9.碎石或卵石中如含泥基本上是非粘土質的石粉時,其總含量可由1.0%及2.0%分別提高到1.5%和3.O%。10.對C10和低於C10的混凝土用碎石或卵石,其含泥量可放寬到2.5%。
11.有抗凍、抗滲和其他特殊要求的混凝土,其所用碎石或卵石的泥塊含量應不大於0.50%。
12.對於C10和C10以下的混凝土用碎石或卵石,其泥塊含量可放寬到1.00%。
13.碎石或卵石中如含有顆粒狀硫酸鹽或硫化物,則要求經專門檢驗,確認能滿足混凝土耐久性要求時方能採用。
14.對ClO及C10以下的混凝土,其粗骨料中的針、片狀顆粒含量可放寬到40%。 2.顆粒形狀及表面特徵
  
粗骨料的顆粒形狀及表面特徵同樣會影響其與水泥的粘結及混凝土拌合物的流動性。碎石具有稜角,表面粗糙,與水泥粘結較好,而卵石多為圓形,表面光滑,與水泥的粘結較差,在水泥用量和水用量相同的情況下,碎石拌制的混凝土流動性較差,但強度較高,而卵石拌制的混凝土則流動性較好,但強度較低。如要求流動性相同,用卵石時用水量可少些,結果強度不一定低。
  
粗骨料的顆粒形狀還有屬於針狀(顆粒長度大於該顆粒所屬粒級的平均粒徑――指一個粒級下限和上限粒徑的平均值――的2.4倍)和片狀(厚度小於平均粒徑的O.4倍)的,這種針、片狀顆粒過多,會使混凝土強度降低。針、片狀顆粒含量一般應符合規定。
  
3.最大粒徑及顆粒級配
  
(1)最大粒徑
  
普通混凝土普通混凝土
粗骨料中公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。當骨料粒徑增大時,其比表面積隨之減小。因此,保證一定厚度潤滑層所需的水泥漿或砂漿的數量也相應減少,所以粗骨料的最大粒徑應在條件許可下,盡量選用得大些。由試驗研究證明,最佳的最大粒徑取決於混凝土的水泥用量。在水泥用量少的混凝土中(每lm3混凝土的水泥用量≯170kg),採用大骨料是有利的。在普通配合比的結構混凝土中,骨料粒徑大於40mm並沒有好處。骨料最大粒徑還受結構型式和配筋疏密限制。根據《混凝土結構工程施工及驗收規範。》GB50204—92的規定,混凝土粗骨料的最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4,同時不得大於鋼筋間最小凈距的3/4。對於混凝土實心板,可允許採用最大粒徑達1/2板厚的骨料,但最大粒徑不得超過50mm。石子粒徑過大,對運輸和攪拌都不方便。
  
(2)顆粒級配
  
石子級配好壞對節約水泥和保證混凝土具有良好的和易性有很大關係。特別是拌制高強度混凝土,石子級配更為重要。
  
1.石子的級配也通過篩分試驗來確定,石子的標準篩有孔徑為2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80及100mm等12個篩子。普通混凝土用碎石或卵石的顆粒級配應符合規定。分計篩余百分率和累計篩余百分率計算均與砂的相同。

2.公稱粒級的上限為該粒級的最大粒徑。單粒級一般用於組合成具有要求級配的連續粒級,它也可與連續粒級的碎石或卵石混合使用,以改善它們的級配或配成較大粒度的連續粒級。
  
3.根據混凝土工程和資源的具體情況,進行綜合技術經濟分析后,在特殊情況下,允許直接採用單粒級,但必須避免混凝土發生離析。
  
4.強度
  
為保證混凝土的強度要求,粗骨料都必須是質地緻密、具有足夠的強度。碎石或卵石的強度可用岩石立方體強度和壓碎指標兩種方法表示。當混凝土強度等級為C60及以上時,應進行岩石抗壓強度檢驗。在選擇採石場或對粗骨料強度有嚴格要求或對質量有爭議時,也宜用岩石立方體強度作檢驗。對經常性的生產質量控制則可用壓碎指標值檢驗。
  
用岩石立方體強度表示粗骨料強度。是將岩石製成5cm×5cm×5cm的立方體(或直徑與高均為5cm的圓柱體)試件,在水飽和狀態下,其抗壓強度(MPa)與設計要求的混凝土強度等級之比,作為碎石或碎卵石的強度指標,根據JGJ53—92規定不應小於1.5。但在一般情況下,火成岩試件的強度不宜低於80MPa,變質岩不宜低於60MPa,水成岩不宜低於30MPa。
  
壓碎指標表示石子抵抗壓碎的能力,以間接地推測其相應的強度。壓碎指標應符合表4—6和表4—7的規定。
  
5.堅固性
  
有抗凍要求的混凝土所用粗骨料,要求測定其堅固性。即用硫酸鈉溶液法檢驗,試樣經五次循環后,其質量損失應不超過規定。
  
(四)骨料的含水狀態及飽和面干吸水率
  
骨料一般有乾燥狀態、氣干狀態、飽和面干狀態和濕潤狀態等四種含水狀態。骨料含水率等於或接近於零時稱乾燥狀態;含水率與大氣濕度相平衡時稱氣干狀態;骨料表面乾燥而內部孔隙含水達飽和時稱飽和面干狀態;骨料不僅內部孔隙充滿水,而且表面還附有一層表面水時稱濕潤狀態。
  
在拌制混凝土時,由於骨料含水狀態的不同,將影響混凝土的用水量和骨料用量。骨料在飽和面干狀態時的含水率,稱為飽和面干吸水率。在計算混凝土中各項材料的配合比時,如以飽和面干骨料為基準,則不會影響混凝土的用水量和骨料用量,因為飽和面干骨料既不從混凝土中吸取水分,也不向混凝土拌合物中釋放水分。因此一些大型水利工程常以飽和面干狀態骨料為基,這樣混凝土的用水量和骨料用量的控制就較準確。而在一般工業與民用建築工程中混凝土配合比設計,常以乾燥狀態骨料為基準。這是因為堅固的骨料其飽和面干吸水率一般不超過2%,而且在工程施工中,必須經常測定骨料的含水率,以及時調整混凝土組成材料實際用量的比例,從而保證混凝土的質量。當細骨料被水濕潤有表面水膜時,常會出現砂的堆積體積增大的現象。砂的這種性質在驗收材料和配製混凝土按體積定量配料時具有重要意義。
  
(五)混凝土拌合及養護用水
  
混凝土拌合用水按水源可分為飲用水、地表水、地下水、海水以及經適當處理或處置后的工業廢水。對混凝土拌合及養護用水的質量要求是:不得影響混凝土的和易性及凝結;不得有損於混凝土強度發展;不得降低混凝土的耐久性、加快鋼筋腐蝕及導致預應力鋼筋脆斷;不得污染混凝土表面。當使用混凝土生產廠及商品混凝土廠設備的洗刷水時,水中物質含量限值應符合表4—9的要求。在對水質有懷疑時,應將該水與蒸餾水或飲用水進行水泥凝結時間、砂漿或混凝土強度對比試驗。測得的初凝時間差及終凝時間差均不得大於30min,其初凝和終凝時間還應符合水泥國家標準的規定。用該水製成的砂漿或混凝土28d抗壓強度應不低於蒸餾水或飲用水製成的砂漿或混凝土抗壓強度的90%。海水中含有硫酸鹽、鎂鹽和氯化物,對水泥石有侵蝕作用,對鋼筋也會造成鏽蝕,因此不得用於拌制鋼筋混凝土和預應力混凝土。
  
使用鋼絲或經熱處理鋼筋的預應力混凝土氯化物含量不得超過350mg/L。

3 普通混凝土 -技術性質

普通混凝土普通混凝土
1.混凝土拌合物的概念:
  
混凝土的各組成材料按一定比例配合,經攪拌均勻后,未凝結硬化之前,稱為混凝土拌合物;
  
2.和易性的概念
  
和易性是指混凝土拌合物易於施工操作(攪拌,運輸,澆灌,搗實)並能獲得質量均勻,成型密實的混凝土的性能.和易性是一項綜合的技術性質,包括流動性,粘聚性和保水性三方面的含義.
  
流動性:是指新拌混凝土在自重或機械振搗作用下,能產生流動,並均勻密實地填充到模板的各個角落的性能;
  
粘聚性:是新拌混凝土在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力,使得混凝土不致發生分層和離析的性能;
  
保水性:新拌混凝土在施工過程中,保持水分不易析出的能力.
  
3.和易性測定方法:
  
通常是以測定拌合物的流動性來評定和易性,而粘聚性和保水性主要通過觀察的方法進行評定.
  
方法一:坍落度法 
 
流動性的測定:
  
將混凝土拌和物按規定的實驗方法裝入標準的圓錐形筒(坍落筒)內,均勻搗平后,再將筒垂直向上快速(5~10s)提起,測量筒高與坍落後的混凝土試件最高點之間的高度差,即為該混凝土拌和物的坍落度值(以mm為單位,精確到5mm),通常用T表示.
  
坍落度反映的是混凝土拌合物流動性的好壞.
  
粘聚性和保水性的觀察:
  
混凝土拌和物的流動性通過坍落度法測定以後,再觀察混凝土拌和物的粘聚性和保水性,以判斷其和易性.
  
粘聚性的觀察方法:將搗棒在已坍落的混凝土錐體側面輕輕敲打,如果混凝土錐體逐漸下降,表示粘聚性良好,如果錐體倒塌或崩裂,說明粘聚性不好;
  
保水性觀察辦法:若提起坍落筒后發現較多漿體從筒底流出,說明保水性不好.
  
方法二:維勃稠度測定法:
  
僅適用於骨料最大粒徑不超過40mm,且坍落度小於10mm的混凝土拌合物流動性的測定.
  
坍落度法的優點和缺陷及適用範圍;
  
1)坍落度法簡單易行,且指標明確,故至今仍為世界各國廣泛採用
2)測定結果受操作技術的影響較大;
3)觀察粘聚性與保水性時有主觀因素的影響;
4)該方法僅適用於骨料粒徑小於40mm,且坍落度大於10mm的混凝土拌合物流動性的測定.
  
4.影響混凝土和易性的主要因素:
1)組成材料:包括水泥特性,用水量,水灰比,骨料的性質等;
(2)環境條件:包括溫度,濕度,風速等;
(3)時間:隨著時間的推移,部分水分蒸發或被骨料吸收,拌合物變得干稠,流動性減小.
  
5.混凝土的強度
  
混凝土立方體抗壓強度與強度等級:
  
按照國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法》規定,將混凝土拌合物製作邊長為150mm的立方體試件,在標準條件(溫度20℃±3℃,相對濕度90%以上)下,養護到28d齡期,測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度(簡稱立方體抗壓強度),以cu表示.
  非標準試件強度的換算
  試件尺寸
  換算係數
  強度計算公式
  100mm立方體
  0.95
  150mm立方體
  1.0
  200mm立方體
  1.05
  強度等級的劃分:普通混凝土劃分為十個強度等級:C7.5,C10,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60;
  強度等級
  工程應用
  C30
  預應力鋼筋混凝土或特種構件
  
普通混凝土普通混凝土
(4)影響混凝土強度的因素:
  
A.水泥強度和水灰比:水泥強度越高,水灰比越小,配製的混凝土強度越高;反之,混凝土的強度越低.
  
B.骨料的影響:混凝土的強度還與骨料(尤其是粗骨料)的表面狀況有關.碎石表面粗糙,粘結力比較大,卵石表面光滑,粘結力比較小.因而在水泥強度等級和水灰比相同的條件下,碎石混凝土的強度往往高於卵石混凝土.
  
C.齡期:齡期是指混凝土在正常養護條件下所經歷的時間.在正常養護條件下,混凝土強度將隨著齡期的增長而增長.最初7~14d內,強度增長較快,以後逐漸緩慢.普通水泥製成的混凝土,在標準條件養護下,齡期不小於3d的混凝土強度發展大致與其齡期的對數成正比關係.
  
D.養護條件:混凝土的養護條件主要指所處的環境溫度和濕度.
  
養護環境溫度高,水泥水化速度加快,混凝土早期強度高;反之亦然.為加快水泥的水化速度,可採用濕熱養護的方法,即蒸氣養護或蒸壓養護.
  
濕度通常指的是空氣相對濕度.相對濕度低,混凝土中的水份揮發快,混凝土因缺水而停止水化,強度發展受阻,一般在混凝土澆築完畢后12h內應開始對混凝土加以覆蓋或澆水.

4 普通混凝土 -耐久性能

普通混凝土耐久性

⑴抗滲性
抗滲性是指混凝土抵抗壓力水(或油)滲透的能力.

⑵抗凍性
混凝土的抗凍性是指混凝土在使用環境中,經受多次凍融循環作用,能保持強度和外觀完整性的能力.
  
⑶抗侵蝕性
環境介質對混凝土的侵蝕主要是對水泥石的侵蝕,通常有軟水侵蝕,酸,鹼,鹽侵蝕.

普通混凝土配合比的設計
  
1.混凝土設計的技術要求:
(1)滿足混凝土結構設計要求的強度;
(2)滿足施工所要求的混凝土拌合物的和易性;
(3)滿足耐久性要求;
(4)節約水泥,降低成本.
  
2.配合比的定義與表示方法:
(1)配合比就是指混凝土中各組成材料(水,水泥,砂和石)的比例關係.
(2)配合比的表示方法:
  
A.以每1m3混凝土中各項材料的質量來表示.如某配合比:水泥300kg,水180kg,砂720kg,石子1200kg,該混凝土1m3總質量為2400kg;
  
B.以各項材料相互間的質量比來表示(以水泥質量為1),如將上例換算成質量比為:水泥:砂:石=1:2.4:4,水灰比=0.60.

3.凝土配合比設計的三個重要參數:
水灰比,單位用水量,砂率

4.凝土配合比設計前的準備工作:
1)混凝土的設計強度;
2)混凝土的耐久性設計要求;
3)原材料的品種以及物理性質:
  
5.混凝土配合比的設計步驟:
(A)混凝土初步配合比的設計:

(1)由強度條件和耐久性條件,求出相應的水灰比;

a)根據強度設計混凝土的水灰比:
b)根據耐久性確定混凝土的最大水灰比W/C:
c)取上述兩個水灰比的最小值,作為初步設計的水灰比值;
  
(2)確定每立方米混凝土的用水量;
  
(3)計算每立方米混凝土的水泥用量;
  
(4)選擇砂率:
  
(5)計算粗骨料和細骨料的用量:
  
(a)質量法:(又稱假定表觀密度法,工程上比較常用):
  
(b)體積法:
  
(B)實驗室配合比:
  

普通混凝土普通混凝土

(1)和易性調整

按初步配合比稱取材料進行試拌.混凝土拌合物攪拌均勻后應測定坍落度,並檢查其粘聚性和保水性的好壞.

每次調整后再試拌,直到符合要求為止.試拌調整工作完成後,應測出混凝土拌合的表觀密度,然後提出供混凝土強度試驗用的基準配合比.
  
在測定混凝土拌和物的和易性時,可能存在以下四種情況:

a)流動性比要求的小:
調整辦法:保持W/C不變,增大水,水泥用量;
  
b)流動性比要求的大:
調整辦法:保持砂率不變,增大砂,石用量;
  
c)砂漿不足引起粘聚性和保水性不良時:
調整辦法:單獨增加砂的用量,適當增大砂率;
  
d)砂漿過多引起粘聚性和保水性不良時:
調整辦法:單獨減少砂的用量,適當降低砂率;
  
(2)強度複核
分別用三個水灰比,拌制三個混凝土試樣,測量其28d的抗壓強度值,看是否滿足強度的要求.
  
(C)施工配合比
現場材料的實際稱量應按工地砂,石的含水情況進行修正,修正後的配合比,叫做施工配合比.施工配合比按下列
公式計算:
其他品種混凝土
  
1.高強混凝土:目前西方發達國家使用的混凝土平均強度已超30MPa,在中國,高強混凝土是指強度等級為C60及其以上的混凝土.
  
2.輕混凝土
  
輕骨料混凝土:凡由輕粗骨料,輕細骨料(或普通砂),水泥和水配置而成的輕混凝土,稱為輕骨料混凝土,其應用參見P92表5-16.
  
多孔混凝土:是一種內部均勻分佈細小氣孔而無骨料的混凝土,分為加氣混凝土和泡沫混凝土兩種.加氣混凝土一般用於屋面材料和牆體材料,泡沫混凝土主要用於屋面保溫材料.
  
大孔混凝土:是以粒徑相近的粗骨料,水泥,水,有時加入外加劑配製而成的混凝土.主要適合牆體材料.
  
3.抗滲混凝土
  
抗滲混凝土是指抗滲等級等於或大於P6級的混凝土.
  
4.聚合物混凝土:
  
聚合物混凝土是由有機聚合物,無機膠凝材料和骨料結合而成的一種新型混凝土.聚合物混凝土體現了有機聚合物和無機膠凝材料的優點,克服了水泥混凝土的一些缺點.聚合物混凝土一般可分為三種:⑴聚合物水泥混凝土⑵聚合物浸漬混凝土⑶聚合物膠結混凝土.
  
5.防凍混凝土:
  
抗凍等級等於或大於F50級的混凝土稱為防凍混凝土;
  
6.泵送混凝土:
  
泵送混凝土是指其拌合物的坍落度不低於100mm,並用泵送施工的混凝土.泵送混凝土除需滿足工程所需的強度外,還需要滿足流動性,不離析和少泌水的泵送工藝的要求.
  
規範規定泵送混凝土應選用硅酸鹽水泥,普通水泥,礦渣水泥和粉煤灰水泥,不宜採用火山灰水泥.
  
7.大體積混凝土
  
混凝土結構物實體最小尺寸等於或大於1m,或預計會因水泥水化熱引起混凝土內外溫度差過大而導致裂縫的混凝土稱為大體積混凝土.

8.纖維混凝土:
  
纖維混凝土是以混凝土為基體,摻入纖維的目的是提高混凝土的抗拉強度,降低其脆性.常用纖維材料有:玻璃纖維,礦棉,鋼纖維,碳纖維和各種有機纖維.纖維混凝土目前已逐漸地應用在飛機跑道,橋面,端面較薄的輕型結構和壓力管道等處.

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