混凝土思维导图

适合一级注册建筑师考试复习用的思维导图，内容是关于建筑材料与构造：混凝土方面。混凝土简称为"砼(tóng)":是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。

混凝土

• 混凝土的组成
  • 胶凝材料
  • 粗细骨料
  • 水
• 混凝土的分类
  • 重混凝土
  • 普通混凝土的组成及组成物的技术要求
    • 水泥
      • 品种，根据工程特点和工程所处环境条件以及施工条件选用
      • 强度等级：如果选择高强度的水泥配置低强度的混凝土，则只需要少量水泥就行，如果反过来，就需要大量的水泥，除了不经济，还影响水泥强度，所以此时需要掺各种减水剂。
    • 水，要用饮用水，对有害物要限制
      • PH值
      • 不溶物
      • 可溶物
      • 氯化钠
      • 硫化物
      • 硫酸盐
    • 细骨料（砂），一般是说的天然砂(如河砂，海砂及山砂），也有用机制砂的
      • 有害杂质
        • 泥
        • 云母
        • 轻物质
        • 降低骨料与水泥的粘结，增加用水量，加大混凝土的收缩，降低抗冻性与抗渗性
        • 硫化物
        • 硫酸盐
        • 有机物
        • 对水泥有侵蚀作用
        • 氯化物，对钢筋有锈蚀作用
        • 泥块，会形成钢筋混凝土中的薄弱部分
        • 无定型二氧化硅，含量有怀疑时，应进行碱骨料反应的试验测定
      • 砂的粗细程度与颗粒级配
        • 影响
          • 混凝土的和易性
          • 水泥用量
        • 颗粒级配，砂粒中不同粒径的搭配情况，级配好的话，具有较小的空隙率，所需的水泥浆少，还可以提供混凝土的流动性，密实度，强度，用级配区表示
        • 粗细程度，用细度模数表示，模数越大，砂越粗
          • 粗砂，总表面积最小，用水泥浆量最少
          • 中砂，应优先选用
            • 空隙率与总表面积均小
            • 水泥用量较少
            • 保证了混凝土有较高的密实度与强度
          • 细砂
    • 粗骨料（石子）
      • 有害物质
        • 泥
        • 泥块
        • 硫化物
        • 硫酸盐
        • 有机质
      • 针、片状颗粒含量
        • 针，颗粒长度大于平均粒径的2.4倍
        • 片，颗粒厚度小于平均粒径0.4倍
        • 针、片状的危害
          • 增大粗骨料空隙率
          • 影响混凝土的工作性质及其强度
      • 颗粒级配与最大粒径
        • 粒级
          • 5种粒级
          • 组成具有要求级配的连续粒级
          • 也可与连续粒级的石子混合使用
        • 最大粒径，公称粒级的上限
          • 不得超过结构截面最小尺寸的1/4
          • 不超过钢筋间最小净距的3/4
          • 混凝土实心板，不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm
      • 强度
        • 块体抗压强度，碎石
        • 压碎指标，碎石，卵石
      • 坚固性,有抗冻要求的混凝土用的石子，要用硫酸钠溶液侵渍法检验
      • 碱骨料反应活骨，就是骨料中的活性成分与胶凝材料发生反应
    • 外加剂
      • 定义：混凝土拌合物中掺入不超过胶凝材料质量5%，且能使混凝土按要求改变性质的物质。
      • 种类
        • 减水剂
          • 经济技术效果
            • 提高流动性
            • 提高强度
            • 节约水泥
            • 改善混凝土某些性能
          • 常用品种
            • 木质素系j减水剂
            • 萘系减水剂
            • 聚翎酸系减水剂
            • 树脂系减水剂
            • 糖蜜系减水剂
            • 复核减水剂
        • 早强剂
          • 提高早期强度的外加剂，多在冬季或紧急抢修时使用
          • 常用分类
            • 氯化物系早强剂
            • 硫酸盐系早强剂
            • 三乙醇胺系早强剂
        • 缓凝剂
        • 速凝剂
        • 引气剂
        • 防水剂
        • 防冻剂
        • 膨胀剂
    • 矿物掺和料
      • 特点：改善混凝土性能，节约水泥
      • 常用分类
        • 粉煤灰
        • 硅灰，因为贵，只用于C80以上的混凝土
        • 磨细矿渣粉
      • 特点
        • 取代部分水泥，降低成本
        • 改善性能，提高强度
        • 改善和易性，降低水化热
  • 普通混凝土的主要性质
    • 混凝土拌合物的和易性
      • 流动性
        • 维勃稠度：干硬性的混凝土拌合物
        • 坍落度：：适用于流动性较大的混凝土拌合物
          • 坍落度分类
            • 大流动性混凝土
            • 流动性混凝土
            • 混凝土
          • 坍落度的选择
            • 构件截面的大小
            • 钢筋疏密
            • 捣实方法
            • 总得原则：保证顺利施工，尽量选小
      • 粘聚性
      • 保水性
      • 无指标，凭直观经验目测判断
      • 影响和易性的主要因素
        • 水泥浆的数量与稀稠
        • 砂率
          • 含义：混凝土中砂的含量占砂、石总质量的百分比
          • 确定砂率的办法
            • 参照表
            • 砂石表观密度
            • 砂石堆积密度
        • 水泥的品种与骨料品种、性质：矿渣水泥拌合物的坍落度一般较普通水泥的小，泌水性增加，卵石拌制的混凝土拌合物比碎石拌制的流动性大，级配好的骨料拌制的混凝土拌合物的流动性也大。
        • 其他因素
          • 外加剂
          • 时间
          • 环境的温度
          • 湿度
      • 调整拌合物的性质，可以采取以下措施
        • 尽可能采用合理砂率，以提高混凝土的质量，节约水泥
        • 改善砂石级配
        • 尽量采用较粗的砂、石
        • 混凝土配合比初步确定后，拌合物坍落度小，可保持水灰比不变，增加适量水泥，提高坍落度，当太大时候，可适量增加砂、石，减小坍落度。
        • 掺外加剂（减水剂、引气剂）均可提高混凝土的流动性
    • 混凝土的强度
      • 混凝土立方体抗压强度及强度等级
        • 混凝土立方体抗压强度：将拌合物制成150mm的立方体标准试件，测得的抗压强度值，用Fcu表示，非标准尺寸试件的抗压强度应折算成标准的。28d龄期，且要达到95%的保证率
        • 混凝土强度等级用C（从C10到C100共19个等级）和立方体抗压强度值表示
      • 混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度），主要是计算轴心受压构件时，作为设计依据，采用150x150x300的棱柱体作为标准试件，为立方体抗压强度的0.7-0.8
      • 混凝土抗拉强度，为抗压强度的1/10-1/20，值随着等级的提高而降低，是结构设计中确定混凝土抗裂度的主要指标，也用来衡量混凝土与钢筋的粘结强度，一般采用劈裂法来测量抗拉强度。
      • 影响混凝土抗压强度的因素
        • 水泥强度与水灰比，水泥强度越高，混凝土的强度越高，强度相同时，混凝土的强度随着水灰比的增大而有规律的降低。
      • 温度与湿度的影响
        • 温度升高，水化速度加快，反之迟缓，降低至冰点以下时，水化反应停止，冬季施工时要注意保温养护。
        • 湿度，湿度不够，混凝土会因失水干燥而停止水化，混凝土凝结后，表面覆盖加水，一般是7d，有外加剂或掺剂的，14d
      • 龄期
        • 一般最初的7-14天强度增长较快，28d以后增长缓慢
      • 提高混凝土抗压强度的措施
        • 采用低水灰比，或低水胶比的混凝土
        • 采用高强度水泥或早强类水泥
        • 采用湿热养护
          • 蒸汽：低于100℃的常压蒸汽中养护
          • 蒸压：175℃和8个大气压的蒸压釜中进行养护。
        • 采用机械搅拌与振捣
        • 掺入混凝土外加剂和掺和料
    • 混凝土的变形性能
      • 化学收缩：由于水泥水化
      • 干湿变形：混凝土周围环境变化而产生的湿胀、干缩变形（水灰比大，干缩大，干缩会引起开裂。）
      • 温度变形，对大体积混凝土尤为不利，内外温差过大会造成内胀外缩，引起开裂
        • 应对措施
          • 采用低热水泥，减少水泥用量
          • 人工降温，对混凝土表面加强养护
          • 对纵长的钢筋混凝土结构预留伸缩缝
          • 在结构内配置温度温度钢筋
      • 在荷载作用下的变形
        • 在短期荷载作用下的变形
          • 可以恢复的弹性变形
          • 不可恢复的塑性变形
          • 弹性模量
            • 应力与应变的比值
        • 徐变：长期荷载作用下随时间而增加的变形
          • 水泥品种
          • 水泥用量
          • 混凝土的弹性模量
          • 养护条件
        • 徐变的好处
          • 消除混凝土内的应力集中，使应力均匀的重新分布
          • 也可消除一部分大体积混凝土因温度产生的变形应力，
        • 徐变的坏处
          • 使预应力钢筋的预应力受到损失
    • 混凝土的耐久性
      • 抗渗性：不渗水时产生的最大水压力，大于或等于P6的称为抗渗混凝土
      • 抗冻性：水饱和状态下，多次冻融循环不破坏，也不严重降低强度的性能。
        • 抗冻等级
  • 轻混凝土
• 选用合理砂率时，能使混凝土保持缩要求的和易性水泥，并且水泥用量最少
• 截面小，钢筋密，或人工振捣时候，用塌落度大的
• 实际上是水量的多少，加水一般是常值