【讲师视频讲解】

1A412013混凝土的性能和应用

一、混凝土组成材料的技术要求

（一）水泥

水泥强度等级：一般以水泥强度等级为混凝土的强度等级的1.5~2.0倍；对于高强度等级混凝土可取0.9～1.5倍。

用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土时，会使水泥用量过大，不经济，而且还会影响混凝土的其他技术性质。用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时，会使水泥用量偏少，影响和易性及密实度，导致该混凝土耐久性差，故必须这么做时应掺入一定数量的混合材料。

（二）细骨料

在相同质量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂粒之间的空隙需要由水泥浆填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，应尽量减少砂的总表面积和砂粒间的空隙，即选用级配良好的粗砂或中砂比较好。

砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用细度模数表示砂的粗细程度。细度模数愈大，表示砂愈粗。在选择混凝土用砂时，砂的颗粒级配和粗细程度应同时考虑。配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。

（三）粗骨料

在钢筋混凝土结构工程中，粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1／4，同时不得大于钢筋间最小净距的3／4。对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达1／3板厚的骨料，但最大粒径不得超过40mm。对于采用泵送的混凝土，碎石的最大粒径应不大于输送管径的1／3，卵石的最大粒径应不大于输送管径的1／2.5。

（四）水

混凝土拌合用水的水质检验项目包括pH值、不溶物、可溶物、Cl-、、碱含量（采用碱活性骨料时检验）。

混凝土拌合用水不应漂浮明显的油脂和泡沫，不应有明显的颜色和异味；混凝土企业设备洗刷水不宜用于预应力混凝土、装饰混凝土、加气混凝土和暴露于腐蚀环境的混凝土，不得用于使用碱活性或潜在碱活性骨料的混凝土。未经处理的海水严禁用于钢筋混凝土和预应力混凝土。在无法获得水源的情况下，海水可用于素混凝土，但不宜用于装饰混凝土。

（五）外加剂

外加剂是在混凝土拌合前或拌合时掺入，掺量不大于水泥质量的5%（特殊情况除外），并能按要求改善混凝土性能的物质。

（六）掺合料

作用：为改善混凝土性能、节约水泥、调节混凝土强度等级，在混凝土拌合时加入的天然的或人工的矿物材料，统称为混凝土掺合料。

二、混凝土的技术性能

（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，并能获得质量均匀、密实的混凝土性能，和易性包括流动性、黏聚性和保水性等三个方面的含义。

工地上用塌落度作为流动性指标，塌落度值小于10mm的干硬性混凝土用维勃稠度作为流动性指标。

影响混凝土和易性的因素：单位体积用水量、砂率、组成材料的性质、时间和温度等。单位体积用水量决定水泥浆的数量和稠度，是影响混凝土和易性的主要因素。

（二）混凝土的强度

1.混凝土立方体抗压标准强度及强度等级：按照标准方法，制作边长为150mm的立方体标准试件，在标准条件（温度20±2℃，相对湿度在95％以上）下养护到28d龄期，用标准试验方法测得的具有不低于95％保证率的抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度，以ƒcu表示。

2.混凝土按立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14个强度等级。

C30即表示混凝土立方体抗压强度标准值

30MPa≤ƒcu，k＜35MPa。

3.影响混凝土的因素

原材料方面的因素包括水泥强度与水灰比，骨料的种类、质量和数量，外加剂和掺合料；

生产工艺方面的因素包括搅拌和振捣，养护的温度、湿度和龄期。

（四）混凝土的耐久性

影响混凝土耐久性的主要因素是混凝土的密实度。

1.抗渗性：主要取决于混凝土的密实度及内部空隙的大小和构造。抗渗性用抗渗等级来表示，分为P4，P6，P8，P10，P12和>P12等六级。

2.抗冻性：用抗冻等级来表示，共9个等级，抗冻等级F50以上的混凝土简称抗冻混凝土。

3.抗侵蚀性：侵蚀性介质一般为软水侵蚀、硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸盐侵蚀、一般酸侵蚀、强碱侵蚀、海水侵蚀等。

4.碳化：混凝土的炭化指水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙。

（1）使混凝土的碱度降低，削弱对钢筋的保护作用，导致钢筋锈蚀。

（2）增加混凝土的收缩，使混凝土抗压强度增大。

（3）产生细微裂缝，使混凝土抗拉、抗折强度降低。

5.碱骨料反应：是指混凝土内水泥中的碱性氧化物与集料中的活性二氧化硅发生化学反应，生成碱-硅酸凝胶，该凝胶吸水膨胀，导致混凝土膨胀开裂破坏。

三、混凝土外加剂的功能、种类与应用

（一）外加剂的分类

（1）改善混凝土拌合物流动性的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。

（2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。

（3）改善混凝土耐久性的外加剂。包括减水剂、引气剂、防水剂和阻锈剂等。

（4）改善混凝土其他性能的外加剂。包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等。

三、混凝土外加剂的功能、种类与应用

（二）外加剂的适用范围

1.减水剂

（1）提高流动性。

（2）提高混凝土强度。

（3）节约水泥。

（4）改善混凝土耐久性。

2.早强剂

可加速混凝土硬化和早期强度发展，缩短养护周期，加快施工进度，提高模板周转率。多用于冬期或紧急抢修工程。

3.缓凝剂

用于：高温季节混凝土、大体积混凝土、泵送与滑模方法施工以及远距离运输的商品混凝土。

缓凝剂不能用于冬期施工、早强要求、蒸汽养护混凝土。

4.引气剂

（1）改善和易性

（2）提高抗渗性和抗冻性

（3）提高抗裂性能和耐久性

5.泵送剂

适用于工业与民用建筑及其他构筑物的泵送施工的混凝土；特别适用于大体积混凝土、高层建筑和超高层建筑；适用于滑模施工等；也适用于水下灌注桩混凝土。

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