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1A414013  混凝土的性能和应用
普通混凝土（以下简称混凝土）一般是由水泥、砂、石和水所组成。为改善混凝土的某些性能，还常加入适量的外加剂和掺合料。在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料或集料；

一、混凝土组成材料的技术要求
（一）水泥
水泥强度等级的选择，应与混凝土的设计强度等级相适应。一般以水泥强度等级为混凝土强度等级的1.5～2.0倍为宜，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。

（二）细骨料
粒径在4.75mm以下的骨料称为细骨料，在普通混凝土中指的是砂。砂可分为天然砂和人工砂两类。天然砂包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂。混凝土用细骨料的技术要求有以下几方面：
1.颗粒级配及粗细程度

2.有害杂质和碱活性

3.坚固性

（三）粗骨料
粒径大于5mm的骨料称为粗骨料。普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石。由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得的粗骨料，称为碎石或碎卵石。岩石由于自然条件作用而形成的粗骨料，称为卵石。混凝土用粗骨料的技术要求有以下几方面：
1.颗粒级配及最大粒径

2.强度和坚固性

3.有害杂质和针、片状颗粒

（四）水
混凝土养护用水的水质检验项目包括pH值、Cl-、、碱含量（采用碱活性骨料时检验），可不检验不溶物和可溶物、水泥凝结时间和水泥胶砂强度。
（五）外加剂
根据《混凝土外加剂》GB 8076—2008，混凝土外加剂的技术要求包括受检混凝土性能指标和匀质性指标。受检混凝土性能指标具体包括减水率、泌水率比、含气量、凝结时间之差、1h经时变化量这些推荐性指标和抗压强度比、收缩率比、相对耐久性（200次）这些强制性指标。匀质性指标具体包括氯离子含量、总碱量、含固量、含水率、密度、细度、pH值和硫酸钠含量。

（六）矿物掺合料
粉煤灰来源广泛，是当前用量最大、使用范围最广的矿物掺合料。根据《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596—2005，拌制混凝土和砂浆用粉煤灰的技术要求包括细度、需水量比、烧失量、含水量、三氧化硫、游离氧化钙、安定性、放射性、碱含量和均匀性。按细度、需水量比和烧失量，拌制混凝土和砂浆用粉煤灰可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，其中Ⅰ级品质最好。

二、混凝土的技术性能
混凝土在未凝结硬化前，称为混凝土拌合物（或称新拌混凝土）。它必须具有良好的和易性，便于施工，以保证能获得良好的浇筑质量；混凝土拌合物凝结硬化后，应具有足够的强度，以保证建筑物能安全地承受设计荷载，并应具有必要的耐久性。
（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（搅拌、运输、浇筑、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的性能，又称工作性。和易性是一项综合的技术性质，包括流动性、黏聚性和保水性三方面的含义。流动性是指混凝土拌合物在自重或机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能；黏聚性是指在混凝土拌合物的组成材料之间有一定的黏聚力，在施工过程中不致发生分层和离析现象的性能；保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力，在施工过程中不致产生严重泌水现象的性能。

（二）混凝土的强度
1.混凝土立方体抗压强度
按国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081—2002，制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件（温度20±2℃，相对湿度95%以上）下，养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以fcu表示，单位为N/mm2或MPa。

2.混凝土立方体抗压标准强度与强度等级
混凝土立方体抗压标准强度（或称立方体抗压强度标准值）是指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中具有不低于95%保证率的抗压强度值，以fcu，k表示。
混凝土强度等级是按混凝土立方体抗压标准强度来划分的，采用符号C与立方体抗压强度标准值（单位为MPa）表示。普通混凝土划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80共14个等级，C30即表示混凝土立方体抗压强度标准值30MPa≤fcu，k＜35MPa。

3.混凝土的轴心抗压强度
轴心抗压强度的测定采用150mm×150mm×300mm棱柱体作为标准试件。试验表明，在立方体抗压强度fcu＝10～55MPa的范围内，轴心抗压强度fc＝（0.70～0.80）fcu。

4.混凝土的抗拉强度
混凝土抗拉强度只有抗压强度的1/20～1/10，且随着混凝土强度等级的提高，比值有所降低。在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标，有时也用它来间接衡量混凝土与钢筋的粘结强度等。

5.影响混凝土强度的因素
影响混凝土强度的因素主要有原材料及生产工艺方面的因素。

（三）混凝土的变形性能
混凝土的变形主要分为两大类：非荷载型变形和荷载型变形。非荷载型变形指物理化学因素引起的变形，包括化学收缩、碳化收缩、干湿变形、温度变形等。荷载作用下的变形又可分为在短期荷载作用下的变形和长期荷载作用下的徐变。

（四）混凝土的耐久性
混凝土的耐久性是指混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性的能力。它是一个综合性概念，包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能，这些性能均决定着混凝土经久耐用的程度，故称为耐久性。
（1）抗渗性。
（2）抗冻性。
（3）抗侵蚀性。
（4）混凝土的碳化（中性化）。
（5）碱骨料反应。

三、混凝土外加剂的功能、种类与应用
（一）外加剂的功能
混凝土外加剂的主要功能包括：
（1）改善混凝土或砂浆拌合物施工时的和易性；（2）提高混凝土或砂浆的强度及其他物理力学性能；
（3）节约水泥或代替特种水泥；
（4）加速混凝土或砂浆的早期强度发展；
（5）调节混凝土或砂浆的凝结硬化速度；
（6）调节混凝土或砂浆的含气量；
（7）降低水泥初期水化热或延缓水化放热；
（8）改善拌合物的泌水性；
（9）提高混凝土或砂浆耐各种侵蚀性盐类的耐腐蚀性；
（10）减弱碱-骨料反应；
（11）改善混凝土或砂浆的毛细孔结构；
（12）改善混凝土的泵送性；
（13）提高钢筋的抗锈蚀能力；
（14）提高骨料与砂浆界面的粘结力，提高钢筋与混凝土的握裹力；
（15）提高新老混凝土界面的粘结力等。

（二）外加剂的分类
混凝土外加剂包括高性能减水剂（早强型、标准型、缓凝型）、高效减水剂（标准型、缓凝型）、普通减水剂（早强型、标准型、缓凝型）、引气减水剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、防冻剂、膨胀剂、防水剂及速凝剂等多种，可谓种类繁多，功能多样。我们可按其主要使用功能分为以下四类：
（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。

（四）应用外加剂的主要注意事项
外加剂的使用效果受到多种因素的影响，因此，选用外加剂时应特别予以注意。
（1）外加剂的品种应根据工程设计和施工要求选择。
（2）几种外加剂复合使用时，应注意不同品种外加剂之间的相容性及对混凝土性能的影响。
（3）严禁使用对人体产生危害，对环境产生污染的外加剂。
（4）对钢筋混凝土和有耐久性要求的混凝土，应按有关标准规定严格控制混凝土中氯离子含量和碱的数量。
（5）由于聚羧酸系高性能减水剂的掺加量对混凝土性能影响较大，用户应注意按照有关规定准确计量。