一、普通混凝土的技术性质
1.混凝土的强度
(1)抗压、抗拉和抗折强度
【例题•单选】确定混凝土强度等级的是( )。
A.立方体抗压强度
B.立方体抗压强度标准值
C.劈裂抗拉强度
D.抗弯强度
【答案】B
【解析】混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的。
【例题•单选】下列关于混凝土强度的说法,正确的是( )。
【2012 关于混凝土立方体抗压强度的说法,正确的是( )。】
A.抗拉强度对减少裂缝不具有任何作用
B.强度等级根据立方体抗压强度算术平均值确定
C.强度等级越高,其抗拉强度与抗压强度的比值越大
D.抗拉强度采用劈裂抗拉试验方法间接求得
【答案】D
【解析】混凝土的抗拉强度对减少裂缝很重要,有时也用来间接衡量混凝土与钢筋的黏结强度。混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的。混凝土的抗拉强度只有抗压强度的 1/10~1/20,且强度等级越高,该比值越小。混凝土抗拉强度采用劈裂抗拉试验方法间接求得,称为劈裂抗拉强度。
(2)影响混凝土强度的因素
混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与骨料表面的黏结强度,而水泥石强度及其与骨料的黏结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料性质有密切关系。此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。
2.混凝土的和易性
3.混凝土耐久性
(1)混凝土耐久性概念
包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗侵蚀性及抗碳化能力等。
(2)提高混凝土耐久性的措施
混凝土耐久性主要取决于组成材料的质量及混凝土密实度。提高混凝土耐久性的主要措施有:
①根据工程环境及要求,合理选用水泥品种。
②控制水灰比及保证足够的水泥用量。
③选用质量良好、级配合理的骨料和合理的砂率。
④掺用合适的外加剂。
二、普通混凝土配合比设计
1.设计混凝土配合比的基本要求
(1)满足混凝土设计的强度等级。
(2)满足施工要求的混凝土和易性。
(3)满足混凝土使用要求的耐久性。
(4)满足上述条件下做到节约水泥和降低混凝土成本。
从表面上看,混凝土配合比只是计算水泥、砂、石子、水这四种组成材料的用量。实质上是根据组成材料的情况,确定满足上述四项基本要求的三大参数:水灰比、单位用水量和砂率。
2.混凝土配合比设计的规定
根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计。
3.结构混凝土强度等级要求
结构混凝土强度等级的选用应满足工程结构的承载力、刚度及耐久性要求。对设计工作年限为50年的混凝土结构,结构混凝土的强度等级尚应符合下列规定。对设计工作年限大于50年的混凝土结构,结构混凝土的最低强度等级应比下列规定有所提高。
1.高性能混凝土(简称 HPC)
具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑物。
(1)高性能混凝土的特性
【例题•多选】关于高性能混凝土,下列说法正确的有( )。
【例题•多选】与普通混凝土相比,高性能混凝土的明显特性有( )。A.体积稳定性高
B.可减少结构断面、降低钢筋用量
C.耐高温性好
D.早期收缩率随着早期强度提高而增大
E.具有较高的密实性和抗渗性
【答案】ADE
【解析】高性能混凝土体积稳定性高。高强混凝土可减少结构断面,降低钢筋用量,增加房屋使用面积和有效空间,减轻地基负荷。高性能混凝土在高温作用下会产生爆裂、剥落,耐高温(火)差。高性能混凝土的早期收缩率,随着早期强度的提高而增大。高性能混凝土具有较高的密实性和抗渗性,其抗化学腐蚀性能显著优于普通强度混凝土。
(2)制备高性能混凝土的技术途径
1)选用优质的、符合要求的水泥和粗细集料。
2)选用高效减水剂。
3)选用微细粉。
4)改善混凝土的施工工艺。
2.高强混凝土(强度等级不低于 C60 的混凝土)
(1)高强混凝土的特点
(2)高强混凝土的物理力学性能
(3)对高强混凝土组成材料的要求
1)应选用质量稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
2)高强度混凝土的水泥用量不应大于550kg/m3。
3)粗骨料应采用连续级配,其最大公称粒径不应大于25.0mm。
4)细骨料的细度模数2.6~3.0的2区中砂,含泥量不大于2.0%。
3.轻骨料混凝土
轻骨料混凝土是指用轻粗骨料、轻砂或普通砂、胶凝材料、外加剂和水配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。
(1)轻骨料混凝土的分类
(2)轻骨料混凝土的物理力学性质
轻骨料本身强度较低,结构多孔,表面粗糙,具有较高吸水率。
①强度等级。划分的方法同普通混凝土。
②表观密度。干表观密度比普通混凝土低 25%~50%。
③耐久性。水泥水化充分,毛细孔少,与同强度等级的普通混凝土相比,耐久性明显改善。
④弹性模量比普通混凝土低、保温隔热性能较好。
4.防水混凝土(抗渗性能不得小于 P6)
【例题•单选】可实现混凝土自防水的技术途径是( )。
A.适当降低砂率和灰砂比
B.掺入适量的三乙醇胺早强剂
C.掺入适量的缓凝剂
D.无活性掺和料时水泥用量不少于 280kg/m3
【答案】B
【解析】实现混凝土自防水的技术途径有以下几个方面:(1)提高混凝土的密实度。1)调整混凝土的配合比提高密实度;2)掺入化学外加剂提高密实度,在混凝土中掺入适量减水剂、三乙醇胺早强剂或氯化铁防水剂均可提高密实度,增加抗渗性;3)使用膨胀水泥(或掺用膨胀剂)提高混凝土密实度,提高抗渗性。(2)改善混凝土内部孔隙结构,在混凝土中掺入适量引气剂或引气减水剂。
【例题•单选】使用膨胀水泥主要是为了提高混凝土的( )。
A.抗压强度
B.抗碳化
C.抗冻性
D.抗渗性
【答案】D
【解析】使用膨胀水泥(或掺用膨胀剂)提高混凝土密实度,提高抗渗性。
5.碾压混凝土(较低的水泥用量和用水量/超干硬性混凝土拌和物)
是道路工程、机场工程和水利工程中性能好、成本低的新型混凝土材料。
(1)对碾压混凝土组成材料的要求
(2)碾压混凝土的特点
1)内部结构密实、强度高。
2)干缩性小、耐久性好。
3)节约水泥、水化热低。特别适用于大体积混凝土工程。
6.纤维混凝土
(1)掺入纤维的目的是提高混凝土的抗拉强度与降低其脆性。
(2)纤维的品种有高弹性模量纤维和低弹性模量纤维。
(3)纤维混凝土目前已逐渐地应用在高层建筑楼面,高速公路路面,荷载较大的仓库地面、停车场、贮水池等处。