建筑材料与构造C4混凝土

抗渗等级时以28d龄期的标准抗渗试件,按规定发放试验,以不渗水时所能承受的最大水压来确定。抗渗等级等于或大于P6级的混凝土称为抗渗混凝土。

建筑材料与构造C4混凝土

• 其他品种混凝土
  • 轻混凝土
    • 轻骨料混凝土：用轻粗骨料、轻细骨料(或普通砂)、水泥和水配置干表观密度不大于1950kg/m3的混凝凝土。按原材料来源分类
      • 天然轻骨料:浮石、火山渣、轻砂
      • 工业废料轻骨料:粉煤灰陶粒、膨胀矿渣珠
      • 人造轻骨料:黏土陶粒、页岩陶粒、膨胀珍珠岩等
    • 多孔混凝土：加气混凝土、泡沫混凝土
    • 大孔混凝土 ：由水泥、水粗集料配制而成，又称无砂混凝土。
  • 防水混凝土
    • 骨料级配法防水混凝土：砂 石级配合理，使混凝土密实，提高混凝土抗渗性。
    • 普通防水混凝土：水泥浆用量多，使混凝土密实，提高混凝土抗渗性。水泥用量不小于320kg/m3，粗骨料最大粒径不大于40mm
    • 外加剂防水混凝土：掺入外加剂，提高混凝土抗渗性。常用外加剂：引气剂、减水剂、三乙醇胺、氯化铁防水剂及氢氧化铁、密实剂。
    • 膨胀水泥防水混凝土：水泥膨胀，改善了混凝士孔结构、降低孔隙率，提高混凝土抗渗性。（防水混凝土施工时浇水保湿不应少于14d,测试用28d龄期的圆台体标准试件）
  • 聚合物混凝土
  • 耐热混凝土
  • 耐酸混凝土:由水玻璃(加硅氟酸钠促硬剂)、耐酸骨料及耐酸粉料按比例配合而成。能抵抗各种酸(氢氟酸、300°C以上的热磷酸等除外)和大部分腐蚀性气体(氢气、二氧化硫、三氧化硫等)的腐蚀,不耐高级脂肪酸或油酸侵蚀。
  • 纤维混凝土
    • 掺入纤维，提高混凝土抗拉强度，降低脆性
    • 钢纤维混凝土可用于飞机跑道、高速公路路面、断面较薄的轻薄结构及压力管道
  • 重混凝土
    • 密度＞2800kg/m3，干表观密度大于2800kg/m3的混凝土。骨料为重骨料(钢渣、铁渣、重晶石等)
    • 用作建筑或构筑物的底板、回填、抗浮和防辐射等部位。
• 混凝土主要技术性质
  • 混凝土拌合物的和易性
    • 和易性包含：流动性、黏聚性、保水性
    • 和易性指标
      • 坍落度（mm）
        • 适用流动性较大的混凝土拌合物
        • 坍落度值不小于10mm，骨料最大粒径不大于40mm
        • 分类
          • 大流动性混凝土:坍落度≥160mm
          • 流动性混凝土:坍落度100~ 150mm
          • 塑性混凝土:坍落度10~ 90mm
        • 坍落度选择
          • 构建截面的大小
          • 钢筋疏密
          • 捣实方法
      • 维博稠度（S）
        • 适用干硬性的混凝土拌合物
        • 坍落度值小于10mm，骨料最大粒径不超过40mm，维博稠度在50~30S之间
      • 扩展度
    • 影响和易性因素
      • (1)水泥浆的数量与稠度
      • (2)砂率
      • (3)水泥品种与骨料品种、性质
      • (4))其他因素
        • 尽可能采用合理砂率，以提高混凝土的质量与节约水泥
        • 改善砂、石级配
        • 尽量采用较粗的砂、石
        • 当混凝土的配合比初步确定后
          • 如发现当拌合物坍落度太小时，可保持水灰比不变,增加适当的水泥浆以提高混凝土坍落度，满足施工要求
          • 当坍落度太大时，可增加适量砂、石,从而减小坍落度,达到施工要求，避免出现离析、泌水的能不利现象。
  • 混凝土强度
    • 1.混凝土立方体抗压强度:根据国家标准试验方法规定,将混凝土拌合物制成边长为150mm的立方体标准试件,在标准条件(温度20°C+2°C,相对湿度95%以上)下养护到28d龄期,用标准试验方法测得的抗压强度值，用fcu表示。
    • 2.混凝土轴心抗压强度
    • 3.混凝土抗拉强度
    • 4.影响混凝土抗压强度的因素
      • (1)水泥强度和水灰比:水灰比越小，水泥浆硬化后强度越高，与骨料表面粘结力也增强，则混凝土强度也越高。
      • （2）温度和湿度
        • 冬期施工混凝土时，要特别注意保湿养护，以免混凝土早期受冻破坏。
        • 混凝土凝结后(一般在12h以内) ,表面加以覆盖和浇水:
          • 一般硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水泥配置的混凝土，需浇水保湿至少7d
          • 使用火山灰水泥、粉煤灰水泥或掺用缓凝型外加剂，或有抗渗要求的混凝凝土，不少于14d
      • (3)龄期
    • 5.提高混凝土抗压强度的措施
      • (1)采用低水灰比或低水胶比的混凝土
      • (2)采用高强度等级水泥或早强类水泥
      • (3)采用湿热养护一蒸汽养护 与蒸压养护
      • (4)采用机械搅拌与振捣
      • (5)掺入混凝土外加剂和掺合料
  • 混凝土的变形性能
    • 化学收缩
    • 干湿变形
    • 温度变形
    • 荷载作用下的变形
      • 短期荷载下变形
      • 徐变
  • 混凝土的耐久性
    • 抗渗性
      • 混凝土的抗渗性用抗渗等级表示
      • 抗渗等级时以28d龄期的标准抗渗试件,按规定发放试验,以不渗水时所能承受的最大水压来确定
      • 抗渗等级等于或大于P6级的混凝土称为抗渗混凝土
      • 通常以提高混凝:土的密实度的方法提高混凝土的抗渗性
        • 增加水灰比，抗渗性↓
        • 提高水泥强度，抗渗性↑
        • 掺减水剂，抗渗性↑
    • 抗冻性
    • 碱一骨料反应
    • 抗碳化性
      • 1、提高混凝土密实度
      • 2、增大混凝土内Ca（OH）2含量
      • 3、水泥用量固定条件下，水灰比越低，碳化速度越慢
      • 4、降低空气中二氧化碳浓度：混凝土在水中或相对湿度100%条件下，以及处于特别干燥的条件下，碳化作用停止（一般认为相对湿度50%至75%碳化速度最快）
    • 抗化学侵蚀性
    • 提高耐久性
      • 达到施工要求，避免出现离析、泌水的能不利现象。
      • 严格控制水胶比与凝胶材料用量
      • 选用质量好的骨料
      • 掺入减水剂、引气剂等外加剂
      • 保证混凝土施工质量
• 基本
  • 组成
    • 胶凝材料、粗细骨料和水适当比例配合、拌制而成的混合物，在经一定时间硬化而成的人造石材。
  • 混凝土&砂浆
    • 混凝土：胶凝材料将骨料胶结成整体
    • 砂浆：胶凝材料和细骨料配制
  • 配合比
    • 水泥：砂：石= 1 : 2.4 : 4，水胶比0.60
    • 水胶比 & 水灰比
      • 水胶比：每立方米混凝土用水量与所有胶凝材料用量的比值
      • 水灰比：水用量/水泥用量
  • 分类（表观密度）
    • 普通混凝土（2000~2800kg/m3）最广泛，用量最大
    • 轻混凝土（< 1950）结构混凝土、保温用混凝土以及结构兼保温混凝土
    • 重混凝土（＞2800）核能工程的屏蔽结构材料
  • 特点
    • 抗压强度高、耐久性好，组成材料砂、石占80%，成本低，与钢筋粘结力高
  • 缺点
    • 抗拉强度低，受拉时变形能力差、易开裂，自重大
• 混凝土组成材料的技术要求
  • 材料的作用
    • 砂石是骨料，骨架作用，抑制收缩
    • 水泥和水形成水泥浆体，包裹骨料，填充空隙；硬化前润滑、给予流动性；硬化后，胶粘剂
  • 1）水泥
    • 品种
    • 强度等级
      • 水泥强度与混凝土设计强度相适应
      • 高强度等级水泥配制低强度，只需少量水泥可满足，但水泥用量偏少，会影响混凝土拌合物的工作性与密实性，可掺入一定数量的掺合料（粉煤灰）
      • 一般混凝土以水泥砂浆为混凝土强度的1.5倍为宜；高强度混凝土以水泥砂浆为混凝土强度的1.0倍为宜
      • 高配低，掺合料；低配高，减水剂。
  • 2）细骨料（粒径0.16~4.75mm骨粒，砂子）
    • 组成：天燃砂（河、湖、山、淡化海砂）和机制砂，采用山砂，水泥和砂浆胶结力最强，强度高流动性差
    • 有害杂质：泥、泥块、云母、轻物质、硫化物与硫酸盐、有机物质及氯化物
    • 砂的粗细程度和颗粒级配
      • 级配良好的砂，空隙率和总表面积小；配制混凝土时，水泥浆用量较少；还提高了混凝土的流动性、密度和强度。
      • 砂的粗细程度与颗粒级配：不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度，粗中细之分，在不同用砂量条件下，粗砂总表面积小，包裹砂粒表面满所需水泥浆少，节省水泥。
    • 测砂的细度：筛分析法
    • 混凝土用砂。优先选用级配良好的中砂。
      • 空隙率小；
      • 总表面积小；
      • 水泥用量较少；
      • 保证了混凝土较高的密实度与强度。
  • 3）粗骨料（石子）
    • 有害杂质
      • 泥、泥块、硫化物与硫酸盐、有机质
      • 重要工程的混凝土所用石子，应进行碱活性检验
    • 颗粒形状
      • 小立方体或球体，控制针、片状颗粒
    • 颗粒级配和最大粒径
      • 级配测定：筛分析
      • 石头公称粒径的上限称为石子的最大粒径，粗骨料|（石子）的粗细用“最大粒径”表示，即公称粒径的上限（混凝土结构截面尺寸%配筋间距的限制）
    • 强度
      • 石子压碎指标越大，强度越低
      • 石子抗压强度标准试件50mmX50mmX50mm立方体
    • 紧固性
      • 有抗冻要求的混凝土用的石子，测定石子坚固性
    • 碱一骨料反应
  • 4）水
    • 混凝土养护、拌合最佳水源：饮用水
  • 5）外加剂
    • 减水剂
      • 提高流动性；提高强度；节约水泥，改善混泥土某些性能；
      • 常用减水剂：木质素磺酸盐、多环芳香族磺酸盐、聚羧酸减水剂
    • 早强剂：冬季 & 紧急抢修
      • 氮化物系早强剂
      • 硫酸盐系早强剂
      • 三乙醇胺系早强剂
    • 缓凝剂
      • 高温季节混凝土、大体积混凝土、泵送和滑膜混凝土施工、远距离运输的商品混凝土
    • 速凝剂
      • 广泛用于喷射混凝土、注浆止水混凝土、抢修补强混凝土工程中
    • 引气剂
      • 常用引气剂：松香热聚物、松香皂、木质素磺酸盐类引气剂
      • 引气剂使用提高混凝土抗渗性、抗冻性等耐久性、改善拌合物的工作性（保水性），多用于水工混凝土
      • 引气剂使用会使混凝土强度下降
      • 发气剂：铝粉AL
  • 6）矿物掺合料