一、普通混凝土的技術(shù)性質(zhì)
(一)拌合物的和易性:
1、定義:
和易性是指易于施工操作,并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)混凝土的性能。和易性包括流動(dòng)性(能流動(dòng),均勻密實(shí)地填滿模板的性能)、粘聚性(組成材料之間具有一定的粘結(jié)力,不分層、不離析的性能)和保水性(不泌水的 性能)。
2、和易性的表征
混凝土拌合物的流動(dòng)性以坍落度或維勃稠度作為指標(biāo)。坍落度適用于流動(dòng)性較大的混凝土拌合物,維勃稠度適用于干硬性混凝土。
3、坍落度選擇:根據(jù)構(gòu)件截面大小、鋼筋疏密和搗實(shí)方法選擇選擇。
4、影響因素:
(1)用水量:用水量對(duì)和易性起決定性作用;但是在調(diào)整和易性時(shí),為了保證強(qiáng)度不變,采取水灰比不變,增加(或減少)水泥漿量的辦法。
(2)水灰比:水灰比越小,流動(dòng)性越差;水灰比過(guò)大,粘聚性和保水性變差;
(3)骨料:在混凝土骨料用量一定的情況下,采用卵石和河砂拌制的混凝土拌合物,其流動(dòng)性比用碎石和山砂拌制的好。
(4)合理砂率:砂率指混凝土中砂的重量占砂、石總重量的百分率砂率對(duì)混凝土拌合物的工作性也有顯著影響。砂率過(guò)大或過(guò)小都不合適;合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的前提下,能使混凝土拌合物獲得最大流動(dòng)性,且能保持黏聚性和保水性良好的砂率值。
(5)外加劑:減水劑可以顯著提高流動(dòng)性。引氣劑也可以改善和易性。
(二)混凝土強(qiáng)度
1、強(qiáng)度概念:
(1)立方體抗壓強(qiáng)度:指用邊長(zhǎng)為150mm的立方體,在標(biāo)準(zhǔn)條件(溫度20±2℃,相對(duì)濕度大于95%)下養(yǎng)護(hù)28d測(cè)得抗壓極限強(qiáng)度值。
非標(biāo)準(zhǔn)尺寸分別為邊長(zhǎng)100mm和200mm,由于測(cè)定的強(qiáng)度結(jié)果偏大和偏小,分別需要乘以系數(shù)0.95和1.05以對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的強(qiáng)度。
(2)強(qiáng)度等級(jí):按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C10……C100等。
(3)軸心抗壓強(qiáng)度:采用150mm×150mm×300mm的棱柱體測(cè)定的抗壓強(qiáng)度,約為立方體強(qiáng)度的0.7~0.8。
(4)抗拉強(qiáng)度:為抗壓強(qiáng)度的1/10~1/20。
2、影響因素
(1)水泥強(qiáng)度-在配合比相同的條件下,水泥強(qiáng)度越高,混凝土強(qiáng)度也越高。
(2)水灰比-在水泥強(qiáng)度相同的情況下,混凝土的強(qiáng)度主要決定于水灰比。水灰比越小,水泥石的強(qiáng)度愈高,與骨料粘結(jié)力也愈大,混凝土的強(qiáng)度就愈高。
(3)養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度-是保證水泥正常水化的必要條件。
(4)齡期-混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下,其強(qiáng)度隨著齡期增加而提高。
3、提高強(qiáng)度的措施:通過(guò)高性能減水劑降低水灰比(或水膠比),采用高強(qiáng)度水泥,采用濕熱養(yǎng)護(hù)(即高溫養(yǎng)護(hù))和強(qiáng)力振搗方式,摻入礦物摻合料等。
(三)混凝土的變形性能
1、非荷載作用下的變性:
(1)化學(xué)收縮:水泥水化引起的收縮;
(2)濕脹干縮:干縮會(huì)顯著引起收縮;
(3)溫度變形:水泥水化放熱對(duì)大體積混凝土不利。采用低熱水泥、減少水泥、配溫度鋼筋、人工降溫等;
(4)自收縮(自身變形):水泥水化使內(nèi)部濕度降低導(dǎo)致的收縮。
2、荷載作用下的變性:
(1)在短期荷載作用下的變形:彈塑性變形。
(2)徐變:混凝土徐變是指混凝土在恒定荷載長(zhǎng)期作用下,隨時(shí)間而增加的變形。徐變使混凝土內(nèi)部的應(yīng)力集中消除、溫度應(yīng)力消除、預(yù)應(yīng)力受損。
(四)耐久性
耐久性是指混凝土在長(zhǎng)期外界因素作用下,抵抗外部和內(nèi)部不利影響的能力。耐久性包括:抗?jié)B性,抗凍性,抗侵蝕性,以及碳化和堿骨料反應(yīng)。
(1)抗?jié)B性:指混凝土抵抗水在壓力滲透的性能。主要取決于混凝土的密實(shí)度及內(nèi)部孔隙的特征(大小、構(gòu)造)。
通過(guò)減水劑提高密實(shí)度,通過(guò)引氣劑改善孔結(jié)構(gòu)。
(2)抗凍性:指混凝土在水飽和狀態(tài)下,能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞,同時(shí)也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能。
決定抗凍性的重要因素是混凝土的密實(shí)度、孔隙構(gòu)造和數(shù)量、孔隙的充水程度等。通常以提高混凝土的密實(shí)度或摻加引氣劑以減小混凝土內(nèi)孔隙的連通程度等方法提高混凝土的抗凍性。
(3)抗侵蝕性:侵蝕通常有軟水侵蝕、硫酸鹽侵蝕、鎂鹽侵蝕、碳酸侵蝕、一般酸侵蝕與強(qiáng)堿侵蝕等。
與混凝土的抗侵蝕性有關(guān)的因素:所用水泥的品種、混凝土的密實(shí)程度和孔隙特征。
當(dāng)混凝土所處環(huán)境中含有侵蝕性介質(zhì)時(shí),混凝土便會(huì)遭受侵蝕,密實(shí)和孔隙封閉的混凝土,環(huán)境水不易侵入,故其抗侵蝕性較強(qiáng)。
(4)混凝土的碳化:即混凝土的中性化,是二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用,生成碳酸鈣和水的過(guò)程。
碳化對(duì)混凝土性能的影響:①降低混凝土堿度,減弱其對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,有可能導(dǎo)致鋼筋的銹蝕;②顯著增加混凝土的收縮,使混凝土的抗壓強(qiáng)度增大;③使混凝土碳化層產(chǎn)生拉應(yīng)力,可能產(chǎn)生微細(xì)裂縫,而使混凝土抗拉、抗折強(qiáng)度降低。
一般認(rèn)為相對(duì)濕度50%~75%時(shí)碳化速度最快。
(5)堿—骨料反應(yīng):混凝土內(nèi)水泥中的堿性氧化物與骨料中的活性二氧化硅發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)生成堿硅酸凝膠,吸水后會(huì)產(chǎn)生較大的體積膨脹,引起混凝土裂縫,甚至破壞?刂扑嘀械膲A含量、禁止使用含活性氧化硅的骨料、加入活性混合材料。水泥中的堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算。
普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)
確定三個(gè)主要參數(shù):水灰比(水膠比)、砂率、用水量
1、水膠比:滿足強(qiáng)度和耐久性的要求。
2、砂率:選擇合理砂率,能使混凝土拌合物獲得最大流動(dòng)性,且能良好保持黏聚性和保水性前提下,減少水泥的用量。
3、用水量:滿足施工要求。
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