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土建混凝土知识（1） 混凝土的强度1.混凝土的抗压强度(fcu)与强度等级按照标准的制作方法制成边长150mm的立方体试件，在标准养护条件(温度203,相对湿度90%以上)下，养护到28d，按照标准的测定方法测定其抗压强度值称为混凝土立方体试件抗压强度，以fcu表示。而立方体抗压强度(fcu)只是一组试件抗压强度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的概念。立方体抗压强度标准值(fcu,k)是按数理统计方法确定，具有不低于95%保证率的立方体抗压强度。混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值(fcu,k)来确定的。混凝土结构设计规范GB50010-2002规定，钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不低于C15。强度等级表示中的“C”为混凝土强度符号。“C”后面的数值，即为混凝土立方体抗压强度标准值。2.混凝土的抗拉强度混凝土在直接受拉时，很小的变形就要开裂。它在断裂前没有残余变形，是一种脆性破坏。混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/101/20,且强度等级越高，该比值越小，所以，混凝土在工作时，一般不依靠其抗拉强度。在设计钢筋混凝土结构时，不是由混凝土承受拉力，而是由钢筋承受拉力。但是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粘结强度。目前，许多国家都是采用劈裂抗拉试验方法，间接地求混凝土抗拉强度，称为劈裂抗拉强度。3.影响混凝土强度的因素转帖于造价 10 0 分网站.在混凝土中，骨料最先破坏的可能性小，因为骨料强度经常大大超过水泥石和粘结面的强度，所以混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与骨料表面的粘结强度，而水泥石强度及其与骨料的粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料性质又密切关系。此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。(1)水灰比和水泥强度等级。在配合比相同的条件下，所用的水泥强度等级越高，制成的混凝土强度也越高。当用同一品种及相同强度等级水泥时，混凝土强度等级主要取决于水灰比。因为水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥重量的25%左右，为了获得必要的流动性，保证浇灌质量，常需要较多的水，也就是较大的水灰比。当水泥水化后，多余的水分就残留在混凝土中，形成水泡和蒸发后形成气孔，减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面，在荷载作用下，可能在孔隙周围产生应力集中。因此可以认为，在水泥强度等级相同情况下，水灰比越小，水泥石的强度越高，与骨料粘结力也越大，混凝土强度也就越高。适当控制水灰比及水泥用量，是决定混凝土密实性的主要因素。普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000对普通混凝土的最大水灰比和最小水泥用量做了规定。(2)养护的温度和湿度。混凝土的硬化，关键在于水泥的水化作用，温度升高，水泥水化速度加快，因而混凝土强度发展也快。反之，温度降低，水泥水化速度降低，混凝土强度发展将相应迟缓。周围环境的湿度，对水泥的水化作用能否正常进行有显着影响，湿度适当，水泥水化便能顺利进行，使混凝土强度得到充分的发展。如果湿度不够，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化。水泥的水化作用不能完成，致使混凝土结构松散，渗水性增大，或形成干缩裂缝，严重降低了混凝土的强度，从而影响耐久性。因此，在夏季施工中应特别注意浇水，保持必要的湿度，在冬季特别注意保持必要的温度。(3)龄期。混凝土在正常养护条件下，其强度随着龄期增加而提高。最初714d内，强度增长较快，28d以后增长缓慢。普通水泥配制的流动性混凝土，在标准养护条件下，混凝土强度发展，大致与其龄期的对数成正比关系：fn=f28www.E式中 fnn天龄期混凝土的抗压强度(MPa)f2828天龄期混凝土的抗压强度(MPa)n养护龄期(d)，3根据上式可由已知龄期的混凝土强度，估算另一个龄期(如28d)的强度。但因为混凝土强度的影响因素很多，强度发展不可能一致，故此式也只能作为参考。混凝土外加剂1. 外加剂的定义与分类混凝土外加剂是在拌制混凝土时掺入的、掺量一般不大于水泥质量的5%(特殊情况除外)，用以改善混凝土性能的化学物质。外加剂掺量虽少，但能显着地改善混凝土某方面的性能，在现代混凝土工程中的应用越来越普遍，已经成为混凝土的重要组成材料之一。按照外加剂的主要功能，可将混凝土外加剂分为以下四大类。(1)改善混凝土拌合物和易性的外加剂，主要有减水剂、高效减水剂、引气剂、泵送剂等。(2)调节混凝土凝结时间和硬化速度的外加剂，主要有缓凝剂、早强剂、速凝剂等。(3)改善混凝土耐久性的外加剂，主要有引气剂、防水剂、阻锈剂等。(4)改善混凝土其他性能的外加剂，例如膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂等。2. 减水剂在混凝土拌合物坍落度基本相同的条件下，能显着减少拌合用水量的外加剂称为减水剂，又叫塑化剂。根据减水能力大小分为普通减水剂和高效减水剂。相对于普通减水剂，高效减水剂的减水能力更强，引气量低，也叫做超塑化剂或流化剂。减水剂的主要技术性质包括减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差和各龄期的抗压强度比等。工程中使用时要根据所用类型和品种，按照标准要求进行有关性能的试验。使用减水剂可以实现如下的技术经济效果。(1)提高混凝土拌合物的流动性。在拌合水量不变的条件下，掺入减水剂可使混凝土的坍落度提高100200mm。(2)减少用水量，降低水灰比，提高混凝土强度。在保持拌合物坍落度不变的条件下，能减少用水量10%15%。如果水泥用量不变，减少用水量即降低水灰比，因此能提高混凝土强度15%20%。(3)节省水泥，降低成本。若保持混凝土强度不变，即保持水灰比不变，可在减水的同时减少水泥用量，节约水泥10%15%，降低混凝土的成本。(4)减慢水化放热速度，推迟放热峰的出现。缓凝型减水剂具有延缓水泥水化的作用，其机理是减水剂分子定向吸附在水泥颗粒表面，起抑制和延缓水泥水化的作用，同时，在满足相同强度、相同耐久性要求的条件下，使用减水剂可减少水泥用量，降低总的水化热量。这两点有利于克服大体积混凝土由于温度应力所产生的裂缝。(5)有利于提高耐久性。掺入减水剂后使拌合物流动性提高，易于浇筑密实，且减少混凝土用水量，可减少混凝土的泌水，使混凝土内部毛细孔孔隙减少，有利于提高混凝土的抗冻性和抗渗性。3. 早强剂ww.Exam.CoM能加速混凝土早期强度发展、明显提高混凝土早期强度的外加剂称为早强剂。早强剂常用于道路抢修、冬季施工等要求早期强度较高的混凝土工程。主要有无机、有机和复合型三大类。其中以无机早强剂应用最为普遍。无机早强剂的主要品种有氯化物系和硫酸盐类;有机早强剂主要有三乙醇胺、三异丙醇胺、甲醇、乙酸钠、甲酸钙、尿素等品种。早强剂最主要的技术性能指标是1d和28d抗压强度比。按照国家标准规定，掺入早强剂的混凝土与基准混凝土1d抗压强度之比不能低于125%，28d抗压强度比不低于95%。4. 引气剂在搅拌混凝土过程中引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡(直径201000um)，从而改善混凝土和易性与耐久性的外加剂叫做引气剂。兼有引气和减水功能的外加剂叫做引气减水剂。引气剂将对混凝土性能产生如下影响。(1)改善混凝土拌合物的和易性。由于在混凝土拌合物中引入了大量球状的、微小且独立的气泡，如同滚珠一样减小骨料之间的摩擦，增强润滑作用，使拌合物的流动性得到提高，随着含气量增加，混凝土的坍落度值增大，大致上含气量每增加l%，坍落度值提高10mm;如果保持坍落度不变，可减少拌合用水量大约6%10%。同时由于气泡的存在，使整个拌合物体系的表面积增大，能提高拌合物的粘聚性，使泌水和沉降、分层和离析现象减少。因此，引气剂能明显改善混凝土的和易性。(2)提高抗冻性和抗渗性。混凝土的抗冻融性能与本身的强度和变形性能密切相关。混凝土中封闭气泡的引入，可缓冲冻结时的膨胀压力，增加混凝土的变形能力，所以抗冻性得到提高。但是，含气量增加会明显降低混凝土的强度，所以引气量要控制在适当水平。实验表明，当混凝土的含气量超过6%时，抗冻融性不再提高，反而有下降的趋势。对于抗冻性来讲，砂浆的最佳含气量为9%，混凝土的最佳含气量为3%6%。此外引气剂的掺入能减少混凝土泌水现象，提高和易性，使混凝土内部的毛细孔数量减少，微观结构更加完善密实，因此能够提高混凝土的抗渗性。(3)使混凝土的强度和弹性模量降低。混凝土内部大量气泡的存在，减少了混凝土的有效受压面积，因此，掺入引气剂使混凝土的强度和弹性模量有所下降。一般混凝土的含气量每增加1%，其抗压强度将降低4%6%，抗折强度下降2%3%。为了使混凝土的强度不致明显降低，要严格控制引气剂的掺量;可根据需要减少拌合用水量5%左右，以补偿由于引气造成的强度损失;同时要使用优质的引气剂，使气泡微小分布均匀;施工时尽量密实成型。引气剂主要应用于混凝土道路、大坝、港工、桥梁等工程中，可大大延长它们的使用寿命。但不宜用于蒸汽养护的混凝土及预应力混凝土。引气剂的主要性能指标是掺引气剂混凝土的含气量，要大于3.0%，由于引气将造成强度下降，因此要检验掺引气剂的混凝土3d、7d、28d的抗压强度比必须满足规定的指标。5. 膨胀剂混凝土膨胀剂是指与水泥、水拌合后经水化反应生成钙矾石、氢氧化钙，能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。混凝土膨胀剂分为三类，即硫铝酸钙类、硫铝酸钙一氧化钙类和氧化钙类膨胀剂。混凝土中的水泥浆体在凝结硬化过程中，由于水化反应、水分蒸发及内吸、温度变化等原因，必然要产生一定量的收缩变形，使混凝土内部产生微裂缝。如果在混凝土中掺入适量的膨胀剂，生成膨胀性物质，则可以补偿水泥凝胶体的收缩，使混凝土内部组织更加密实完好。与其他外加剂相比，膨胀剂掺量较大，一般可达到胶凝材料总量的10%左右。在计算膨胀剂掺量时，通常是将膨胀剂计入胶凝材料总量，以膨胀剂用量占胶凝材料总量的百分率作为膨胀剂掺量。检验膨胀剂技术性质时最大掺量为12%，但允许小于12%。如果生产厂家规定产品的掺量小于12%，可以按照产品说明中规定的掺量进行试验。7. 速凝剂能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。主要用于喷射混凝土、喷射砂浆，用于矿山井巷、隧道、引水涵洞及地下工程的岩壁衬砌、坡面支护等喷锚支护施工。速凝剂有粉状和液状两大类，其主要成分有铝酸钠、碳酸钠、氧化钙及无速凝作用的增强成分，例如硅酸二钙、硅酸钠、铁酸钠等由于掺