2013注册资产评估师考试《建筑工程评估基础》预习:混凝土
第二章 建筑材料
知识点九、混凝土
混凝土是由水泥、砂、石子、水和外加剂按一定比例配合,经搅拌、捣实、养护而形成的一种人造石。
混凝土优点:
1.原材料来源广且造价低。2.具有良好可塑性。3.可调配性好。4.抗压强度高。5.与钢筋的共同工作性好。6.耐久性好。7.耐火性好。8.生产工艺简单、能耗低。9.可浇注成整体建筑物以提高抗震性,也可预制成各种构件再进行装配。
普通混凝土缺陷
自重大,比强度小:抗拉强度低,脆性大:受拉时抗变形能力小、容易开裂:导热系数大,保温隔热性差:硬化较慢,生产周期长等。
改进——采用轻质骨料,可使其自重或导热系数降低:掺入纤维或聚合物,可使其韧性提高:采用快硬水泥或掺入早强剂、减水剂、速凝剂等,可缩短硬化周期。
(一)混凝土的种类
混凝土的品种有很多,其性质和用途各有不同。
1.按其质量密度分:
(1)重混凝土:表观密度大于2800kg/m3,主要用于原子能工程的屏蔽结构,具有防X射线和γ射线的作用。
(2)普通混凝土。
(3)轻混凝土:表观密度小于2000kg/m3的各种混凝土,用轻骨料如浮石、陶粒、膨胀珍珠岩等制成,可用于承重隔热结构。
2.按其用途分,有:结构混凝土、水工混凝土、保温混凝土、耐火混凝土、耐酸混凝土、耐碱混凝土、防水混凝土、大坝混凝土、防辐射混凝土等。
3.按其强度分:一般强度混凝土,其强度在60MPa以下(C60以下);高强度混凝土,其强度在60 MPa~100MPa(C60-100);超强混凝土,其强度大于100MPa(>C100)。
4.按拌和料的流动性分,干硬性混凝土、低流动性混凝土、塑性混凝土、流态混凝土等,这是以其坍落度的大小划分的。
5.按施工方法分,有:普通浇筑混凝土,泵送混凝土、喷射混凝土、大体积混凝土、预填骨料混凝土、水下混凝土、预应力混凝土等。
6.按配钢筋情况分:有素(即无筋)混凝土、钢筋混凝土、劲性钢筋混凝土、钢管混凝土、纤维混凝土、预应力钢筋混凝土等。
(二)混凝土组成材料及其要求(相对重要)
普通混凝土(简称混凝土)的基本组成材料为水泥、水、砂子、石子,此外,还经常加入外加剂和掺和料。
碎石——骨架作用,砂——填充空隙。水泥+水——包裹骨料表面并填充骨料的空隙。
水泥浆硬化前,润滑骨料,使混凝土拌和物具有一定的和易性:水泥浆硬化后,将骨料黏结成一个整体,使其具有一定的强度和耐久性。
1.水泥。水泥在混凝土中起胶结作用,所以是最重要的材料。水泥强度等级应与混凝土强度等级相匹配。在同等混凝土强度下,水泥强度等级过高或过低,会导致混凝土内水泥用量的过少或过多。
2.砂和石子。
(1)砂:①含杂质少。②有良好的级配
(2)石子:
碎石坚硬易黏结牢靠,卵石易拌和,但强度偏低。
良好的级配和含杂质少。石子的强度应为混凝土的1.5倍以上,并且针、片状石子含量不得超过1.5%.
3.水,凡是pH值小于4,硫酸盐含量超过1%的水,都不宜使用。清洁的、可以饮用的自来水、天然水均可以拌制混凝土,海水不得使用在钢筋混凝土中。
4.外加剂:改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥质量的5%(特殊情况除外)。改善和易性,提高强度、耐久性,节约水泥等最有效、最简便的方法,外加剂已成为混凝土中除水泥、水、砂、石子以外的第五组分。
混凝土外加剂按其主要功能分为四类:
(1)改善混凝土拌和物流变性能的外加剂,包括减水剂、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、抗冻剂和阻锈剂等。
(4)改善混凝土其他性能的外加剂,包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、防水剂、脱模剂等。
(三)混凝土配合比
混凝土中水泥、砂、石、水四种主要组成材料用量之间的比例关系。
表示方法:(注意换算关系,可以在选择题中出现小型计算题)
方法1:1m3混凝土中各种材料的用量(kg)来表示的。
方法2:以水泥的质量为1,用各材料间的质量比来表示:水泥:砂:石:水=1:x:y:z.
当掺外加剂或掺和料时,其用量以水泥用量的质量百分比来表示。
混凝土配合比的设计:三个比例关系,水灰比(水与水泥用量之比)、砂率(砂的质量占砂、石总质量的百分比):单位体积用水量(1m3混凝土的用水量)。
(四)混凝土的技术性质
普通混凝土的技术性质包括:混凝土硬化前的性质,即混凝土拌和物的和易性,以及混凝土硬化后的性质,即强度、耐久性及变形性能。
1.混凝土拌和物的和易性。
良好的和易性要求混凝土有良好的流动性、黏聚性和保水性。和易性不好——产生蜂窝、麻面、孔洞、露筋及疏松等质量缺陷。
2.混凝土的强度。
(1)混凝土强度等级。混凝土强度等级是按立方体抗压强度来划分的。所谓立方体抗压强度是指制作边长为150mm标准立方体试件,在温度为(20±2)℃,相对湿度为95%以上的潮湿环境或水中的养护条件下,经28天养护,采用标准试验方法测得的混凝土极限抗压强度,并以此来确定混凝土的强度等级,用fcu表示。混凝土根据强度的不同一般划分为C15-C80等14个等级。例如,C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2.
(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的强度及与骨料表面的黏结强度,而这些强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料性质密切相关。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,水泥强度等级越高,混凝土强度就越高。当用同一品种及相同强度等级水泥时,混凝土强度主要取决于水灰比。
一般情况下可以认为,在水泥强度等级相同的情况下,水灰比越小,水泥石的强度越高,与骨料黏结力越大,混凝土强度也就越高。
②骨料的品种、规格与质量。
碎石表面粗糙,与水泥石黏结强度较高:卵石表面光滑,与水泥石黏结强度较低,故在水泥强度等级和水灰比不变的条件下,碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。
当配制高强度混凝土时,往往选择碎石。
③养护条件(温度和湿度)。
温度高、湿度大,强度增长快。
④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7~14天内,强度增长较快,28天以后增长缓慢。
3.混凝土的耐久性。
混凝土的耐久性是一项综合性质,包括:
(1)抗渗性。直接影响混凝土的抗冻性、抗侵蚀性等。
(2)抗冻性。抗冻性是指混凝土抵抗冻融循环破坏的能力。
(3)抗侵蚀性。
(4)碳化。二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙发生作用。
碳化影响:钢筋易锈蚀;表面产生微裂纹;对于防止有害介质的侵入有一定缓冲作用,抗压强度有所提高,从总体来说是弊大于利。
(5)碱集(骨)料反应。
集(骨)料中若含有无定型二氧化硅等活性物质,当混凝土中有水分存在时,它能与水泥中的碱(K20及Na20)起反应,产生碱集(骨)料反应,使混凝土发生破坏。对于重要工程混凝土使用集(骨)料,或者怀疑集(骨)料中含有无定型二氧化硅可能引起碱集(骨)料反应时,应进行专门试验,以确定集(骨)料是否可用。
4.混凝土的变形。——导致混凝土开裂的主要原因之一,从而进一步影响混凝土的强度和耐久性。
变形主要包括化学收缩、干缩湿胀、温度变形、碳化收缩、弹塑性变形及徐变。