混凝土

　　(一)普通混凝土的组成材料及质量要求

　　1.水泥

　　(1)品种的选择

　　配制普通混凝土的水泥品种，应根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理地选择。

　　(2)强度等级的选择

　　原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥;一般情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.5～2.0倍;配制高强混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的1倍左右。

　　2.砂

　　砂的粗细程度，用细度模数表示，细度模数Mx愈大，表示砂愈粗， 砂的粒径在0.5～4.75mm之间

　　I区：粗砂区。II区：中砂区。III区：细砂区。

　　配制混凝土时宜优先选用II区砂。当采用1区砂时，应适当提高砂率，并保证足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性要求。当采用3区砂时，应适当降低砂率，以保证混凝土的强度。

　　3.石

　　碎石和卵石的强度 ，用岩石立方体强度和压碎指标两种方法检验。压碎指标值越小，表示骨料抵抗受压碎裂的能力越强。

　　混凝土用的粗骨料，其最大粒径不得超过构件截面最小尺寸的 1/4, 且不得超过钢筋最小净间距的3/4。对混凝土的实心板，骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3, 且不得超过40mm。

　　4.拌合用水

　　混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。

　　拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合《混凝土拌合用水标准》(JGJ63—1989)的规定。

　　5.外加剂和矿物掺合剂

　　混凝土外加剂是在混凝土拌合过程中掺入的材料，它能按要求改善混凝土性能，一般情况下其用量不超过水泥质量的5%。

　　混凝土矿物掺合剂是在混凝土搅拌过程中，为改善混凝土性能、节约水泥而加入的矿物质粉料，通常有粉煤灰、磨细粉煤灰、高钙粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、磨细矿渣、沸石粉等。

　　(1)混凝土外加剂按其主要功能可分为四类：

　　①改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，如减水剂、引气剂、泵送剂等;

　　②调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，如缓凝剂、早强剂、速凝剂等;

　　③改善混凝土耐久性的外加剂，如引气剂、阻锈剂、防水剂等;

　　④改善混凝土其他性能的外加剂如膨胀剂、发泡剂、泵送剂、着色剂等。

　　(2)掺减水剂的技术经济效果：

　　①增大流动性。在原配合比不变，即水、水胶比、强度均不变的条件下，增加混凝土拌合物的流动性;

　　②提高强度。在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌合用水，使水胶比下降，从而提高混凝土的强度;

　　③节约水泥。在保持强度不变，即水胶比不变以及流动性不变的条件下，可减少拌合用水，从而使水泥用量减少;

　　(3)引气剂是在混凝土拌和过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物离析泌水、改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。

　　(二)混凝土的技术性质

　　混凝土的主要技术性质包括混凝土拌合物的和易性、硬化混凝土的强度及耐久性。

　　1.和易性

　　(1)和易性的概念

　　和易性是指混凝土拌合物易于各工序(搅拌、运输、浇注、捣实)施工操作，并获得质量均匀、成型密实的混凝土性能。

　　和易性是一项综合的技术指标，包括流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。

　　1)流动性：混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。混凝土拌合物的流动性通常采用坍落度法和维勃稠度法来测定。

　　2)粘聚性：混凝土各组成材料间具有一定粘聚力，在运输和浇注过程中不致产生分层和离析现象，使混凝土保持整体均匀的性能。

　　3)保水性：混凝土拌和物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产生严重泌水现象。

　　(2)影响和易性的主要因素

　　①水泥品种

　　②单位用水量

　　③水泥浆的数量砂率

　　④水灰比

　　⑤骨料性质的影响

　　⑥掺合料

　　⑦外加剂

　　⑧环境条件，如时间和温度

　　(3)改善和易性的主要措施

　　①改善砂、石的级配(特别是石子的级配)，也有利于砼质量的提高，但要增加备料工作;

　　②尽量采用较粗大的砂、石;

　　③尽可能降低砂率，通过试验采用合理砂率;有利于提高砼质量和节约水泥;

　　④在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌合物的流动性。

　　⑤混凝土拌合物坍落度太小时，保持水灰比不变，适当增加水泥浆用量，当坍落度太大，但粘聚性良好时，可保持砂率不变，适当增加砂、石用量;

　　⑥掺外加剂或掺合料。

　　2.混凝土的强度

　　(1)混凝土强度的评定

　　混凝土的强度包括：立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗拉强度、抗折强度等。其中抗压强度最大，故在结构工程中混凝土主要用来承受压力作用，抗压强度也是判定混凝土质量的最主要依据。

　　混凝土的强度等级评定是以边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件下 (温度20℃ ± 2℃, 相对湿度大于95%) 养护28d进行抗压强度试验所测得的抗压强度值，称为混凝土的立方体抗压强度，以式fcu表示

　　混凝土的强度等级是按立方体抗压强度标准值划分。混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度标准值表示。混凝土强度等级分为C15-C80 14个等级，例如C30表示立方体抗压强度标准值为30MPa，即混凝土立方体抗压强度大于30MPa的概率为95%以上。

　　(2)影响混凝土抗压强度的主要因素

　　①水泥强度和水胶比

　　②骨料情况

　　③养护条件

　　④龄期

　　⑤施工方法和施工质量

　　⑥试验条件

　　(3)提高混凝土强度的主要措施

　　①在混凝土配合比相同的情况下，采用高强度等级水泥，混凝土强度越高。采用早强型水泥可提高混凝土的早期强度，有利于加快施工进度。

　　②减小水灰比，或采用用水量较少的干硬性砼。

　　③改进施工工艺，采用机械搅拌和机械振捣。

　　④采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好的碎石;

　　⑤采用湿热处理养护混凝土。

　　蒸汽养护：将混凝土放在温度低于1000C的常压蒸汽中进行养护。一般混凝土经过16～20h蒸汽养护，其强度可达正常条件下养护28d强度的70%～80%。

　　蒸压养护：将静停8～10h的混凝土构件放在温度1750C、0.8MPa的蒸压锅中进行养护。

　　⑥掺入外加剂、掺合料。

　　混凝土的养护：

　　①混凝土浇筑完毕后，应在12h以内加以覆盖并保湿养护;

　　②混凝土浇水养护的时间，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d; 对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不得少于14d, 浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态;

　　③日平均气温低于5℃时，不得浇水。

　　3.混凝土的耐久性

　　(1)抗渗性

　　混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。

　　混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。是以28d龄期的标准试件，按规定方法进行试验时所能承受的最大静水压力来确定。可分为P4、P6、P8、P10和P12等五个等级，分别表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的静水压力而不发生渗透。

　　(2)抗冻性

　　混凝土的抗冻性是指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。

　　用抗冻等级表示。抗冻等级是以28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态下，强度损失不超过25%，且质量损失不超过5%时，所能承受的最大冻融循环次数来表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九个等级。

　　(3)抗侵蚀性

　　混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。

　　合理选择水泥品种、提高混凝土制品的密实度均可以提高抗侵蚀性。

　　(4)抗碳化性

　　混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。

　　混凝土碳化，使其碱度降低，从而使混凝土对钢筋的保护作用降低，钢筋易锈蚀;引起混凝土表面产生收缩而开裂。

　　(5)碱集料反应

　　碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。

　　应严格控制水泥中碱的含量和集料中碱活性物质的含量。

　　(6)提高混凝土耐久性的措施

　　1)合理选择混凝土的组成材料

　　根据混凝土工程特点或所处环境条件，选择水泥品种;

　　选择质量良好、技术要求合格的骨料。

　　2)提高混凝土制品的密实度

　　严格控制混凝土的水灰比和水泥用量。

　　选择级配良好的骨料及合理砂率，保证混凝土的密实度。

　　掺入适量减水剂，提高混凝土的密实度。

　　严格按操作规程进行施工操作。

　　3)改善混凝土的孔隙结构

　　在混凝土中掺入适量引气剂，可改善混凝土内部的孔结构，封闭孔隙的存在，可以提高混凝土的抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性。