二級建造師建筑工程知識:混凝土的技術(shù)性能
(一)混凝土拌合物的和易性
和易性是指混凝土拌合物易于施工操作(攪拌、運輸、澆筑、搗實(shí))并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能,又稱(chēng)工作性。和易性是一項綜合的技術(shù)性質(zhì),包括流動(dòng)性、黏聚性和保水性等三方面的含義。流動(dòng)性是指混凝土拌合物在自重或機械振搗的作用下,能產(chǎn)生流動(dòng),并均勻密實(shí)地填滿(mǎn)模板的性能;黏聚性是指在混凝土拌合物的組成材料之間有一定的黏聚力,在施工過(guò)程中不致發(fā)生分層和離析現象的性能;保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力,在施工過(guò)程中不致產(chǎn)生嚴重泌水現象的性能。
工地上常用坍落度試驗來(lái)測定混凝土拌合物的坍落度或坍落擴展度,作為流動(dòng)性指標,坍落度或坍落擴展度愈大表示流動(dòng)性愈大。對坍落度值小于10mm的干硬性混凝土拌合物,則用維勃稠度試驗測定其稠度作為流動(dòng)性指標,稠度值愈大表示流動(dòng)性愈小?;炷涟韬衔锏酿ぞ坌院捅K灾饕ㄟ^(guò)目測結合經(jīng)驗進(jìn)行評定。
影響混凝土拌合物和易性的主要因素包括單位體積用水量,砂率,組成材料的性質(zhì)、時(shí)間和溫度等。單位體積用水量決定水泥漿的數量和稠度,它是影響混凝土和易性的最主要因素。砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總用量的百分率。組成材料的性質(zhì)包括水泥的需水量和泌水性、骨料的特性、外加劑和摻合料的特性等幾方面。
(二)混凝土的強度
1.混凝土立方體抗壓強度
按國家標準《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》(GB/T50081-2002),制作邊長(cháng)為150mm的立方體試件,在標準條件(溫度20±2℃,相對濕度95%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,以fcu表示,單位為N/mm2或MPa。
2.混凝土立方體抗壓標準強度與強度等級
混凝土立方體抗壓標準強度(或稱(chēng)立方體抗壓強度標準值)是指按標準方法制作和養護的邊長(cháng)為150mm的立方體試件,在28d齡期,用標準試驗方法測得的抗壓強度總體分布中具有不低于95%保證率的抗壓強度值,以fcu,k表示。
3.混凝土的軸心抗壓強度
軸心抗壓強度的測定采用150mm×150mm×300mm棱柱體作為標準試件。試驗表明,在立方體抗壓強度f(wàn)cu=10~55MPa的范圍內,軸心抗壓強度f(wàn)c=(0.70~0.80)fcu。
結構設計中,混凝土受壓構件的計算采用混凝土的軸心抗壓強度,更加符合工程實(shí)際。
4.混凝土的抗拉強度
混凝土抗拉強度只有抗壓強度的1/10~1/20,且隨著(zhù)混凝土強度等級的提高,比值有所降低。在結構設計中抗拉強度是確定混凝土抗裂度的重要指標,有時(shí)也用它來(lái)間接衡量混凝土與鋼筋的粘結強度等。我國采用立方體的劈裂抗拉試驗來(lái)測定混凝土的劈裂抗拉強度f(wàn)ts,并可換算得到混凝土的軸心抗拉強度f(wàn)t。
5.影響混凝土強度的因素
影響混凝土強度的因素主要有原材料及生產(chǎn)工藝方面的因素。原材料方面的因素包括:水泥強度與水灰比,骨料的種類(lèi)、質(zhì)量和數量,外加劑和摻合料;生產(chǎn)工藝方面的因素包括:攪拌與振搗,養護的溫度和濕度,齡期。
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混凝土的變形主要分為兩大類(lèi):非荷載型變形和荷載型變形。非荷載型變形指物理化學(xué)因素引起的變形,包括化學(xué)收縮、碳化收縮、干濕變形、溫度變形等。荷載作用下的變形又可分為在短期荷載作用下的變形;長(cháng)期荷載作用下的變形—徐變。
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混凝土的耐久性是指混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長(cháng)期保持其良好的使用性能和外觀(guān)完整性的能力。它是一個(gè)綜合性概念,包括抗滲、抗凍、抗侵蝕、碳化、堿骨料反應及混凝土中的鋼筋銹蝕等性能,這些性能均決定著(zhù)混凝土經(jīng)久耐用的程度,故稱(chēng)為耐久性。
1.抗滲性?;炷恋目節B性直接影響到混凝土的抗凍性和抗侵蝕性?;炷恋目節B性用抗滲等級表示,分P4、P6、P8、P10、P12共五個(gè)等級?;炷恋目節B性主要與其密實(shí)度及內部孔隙的大小和構造有關(guān)。
2.抗凍性?;炷恋目箖鲂杂每箖龅燃壉硎?,分F10、F15、F25、F50、F100,F150,F200,F250和F300共九個(gè)等級??箖龅燃塅50以上的混凝土簡(jiǎn)稱(chēng)抗凍混凝土。
3.抗侵蝕性。當混凝土所處環(huán)境中含有侵蝕性介質(zhì)時(shí),要求混凝土具有抗侵蝕能力。侵蝕性介質(zhì)包括軟水、硫酸鹽、鎂鹽、碳酸鹽、一般酸、強堿、海水等。
4.混凝土的碳化(中性化)?;炷恋奶蓟黔h(huán)境中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用,生成碳酸鈣和水。碳化使混凝土的堿度降低,削弱混凝土對鋼筋的保護作用,可能導致鋼筋銹蝕;碳化顯著(zhù)增加混凝土的收縮,使混凝土抗壓強度增大,但可能產(chǎn)生細微裂縫,而使混凝土抗拉、抗折強度降低。
5.堿骨料反應。堿骨料反應是指水泥中的堿性氧化物含量較高時(shí),會(huì )與骨料中所含的活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應,并在骨料表面生成堿一硅酸凝膠,吸水后會(huì )產(chǎn)生較大的體積膨脹,導致混凝土脹裂的現象。因此,當拌合混凝土使用活性骨料時(shí),則水泥中的堿性氧化物含量應小于0.6%或由設計方提出。
