土木工程材料之混凝土

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1、混凝土concrete土木工程材料第４章自1824年英国的阿斯普丁获得波特兰水泥专利以来，以水硬性水泥作为胶结材料的素混凝土就与水泥共同发展。到19世纪中叶(1850年左右)，法国首先获得了钢筋混凝土专利，混凝土技术获得了第一次突破；1928年，法国人Freysslent首次设计了一种张拉钢筋的锚具，开创了预应力钢筋混凝土的应用，使混凝土技术获得了第二次突破；20世纪60年代，日本、德国分别研制成功了减水率达20％的高效减水剂，混凝土的性质和功能得到了很大的改善和提高，混凝土技术获得了第三次突破，一些工业发达

2、国家把外加剂作为除水泥、砂、石和水之外的第五种必不可少的组分大量应用于混凝土工程。为了提高混凝土的耐久性，又普遍使用混凝土矿物外加剂，矿物掺和料成为混凝土的第六种组分。目前，全世界的混凝土用量大约在70~80亿m3，我国混凝土的总用量也在30亿m3。凡由胶凝材料、骨料和水(或不加水)按适当的比例配合、拌合制成混合物，经一定时间后硬化而成的人造石材，称为混凝土(简写为“砼”)。重混凝土普通混凝土轻混凝土按表观密度普通混凝土高强混凝土超高强混凝土按强度混凝土重混凝土：其表观密度大于2800kg/m3。它是采用了密

3、度很大的重骨料——重晶石、铁矿石、钢屑等配制而成，也可以同时采用重水泥一钡水泥、锶水泥进行配制。重混凝土具有防射线的性能，故又称防辐射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料。普通混凝土：其表观密度为2300～2800kg/m3，一般多在2400kg/m3左右。它是用普通的天然砂、石作骨料配制而成，为建筑工程中常用的混凝土，通常简称混凝土。主要用作各种建筑的承重结构材料。轻混凝土：其表观密度小于1950kg/m3。它是采用轻质多孔的骨料，或者不用骨料而掺入加气剂或泡沫剂等，造成多孔结构的混凝土。其用途可分为结构

4、用、保温用和结构兼保温等几种。混凝土作为一种建筑材料，具有许多优点，如：１.抗压强度高．２.可根据不同要求配制各种不同性质的混凝土，在一定范围内，通过调整混凝土的配合比，可以很方便地配制出具有不同强度、流动性、抗渗性等性能的混凝土。３.在凝结前具有良好的可塑性，可以浇注成各种形状和尺寸的构件或结构物，与现代施工机械及施工工艺具有较好的适应性。４.由于水泥混凝土与钢筋有牢固的粘结力，能制成坚固耐久的钢筋混凝土构件和预应力钢筋棍凝土构件，进一步扩大了水泥混凝土的使用范围。５.水泥混凝土组成材科中，砂、石等地方材料

5、占80％左右，符合就地取材和经济性原则。但是混凝土也存在—些缺点，如：１.抗拉强度小，属于一种脆性材料，很多情况下．必须配制钢筋才能使用。２.自重大，不利于提高有效承载能力，也给施工安装带来一定困难。３.需要较长时间的养护，从而延长了施工期。普通混凝土的基本组成材料水泥水砂石子一、混凝土组成材料的作用在混凝土组成材料中，水泥和水组成水泥浆，它包裹在所有骨料的表面并填充在骨料空隙中。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋于混凝土拌合物流动性，便于施工；在混凝土硬化后起胶结作用，把砂、石骨料胶结成为整体，使混凝土产

6、生强度，成为坚硬的人造石材砂、石是骨料，对混凝土起骨架作用，其中小颗粒的骨料填充大颗粒的空隙。粗、细骨料的总体积要占混凝土体积的70％～80％，因此骨料质量的优劣，对混凝土各项性质的影响很大。二、混凝土原材料的选择原则：在保证原材料质量的前提下，尽可能节省水泥，提高混凝土的强度和耐久性。方法：减小骨料间空隙，则填充骨料空隙的水泥浆量减少；减小骨料的总表面积，则包裹骨料表面的水泥浆量减少。（一）水泥(1)水泥品种的选择　　配制混凝土时，应根据混凝土工程性质、部位、施工条件、环境状况等，按各品种水泥的特性作出合

7、理的选择。如大坝工程,宜用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥。(2)水泥强度等级的选择　　水泥强度等级的选择，应与混凝土设计强度等级相适应。若用低强度等级的水泥配制高强度等级混凝土，不仅会使水泥用量过多，还会对混凝土产生不利影响。反之，用高强度等级的水泥配制低强度等级混凝土，若只考虑强度要求，会使水泥用量偏少，从而影响耐久性能；若水泥用量兼顾了耐久性等要求，又会导致超强而不经济。因此，根据经验一般以选择的水泥强度等级标准值为混凝土强度等级标准值的1.5～2.0倍为宜。对于高强度的混凝土可取0.9～1.5倍。

8、某施工队使用以煤渣掺量为30％的火山灰水泥铺筑路面，见图。使用两年后，表面耐磨性差，已出现露石，且表面有微裂缝。按JTJ012－94《公路混凝土路面设计规范》，对于水泥混凝土路面，“水泥可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。”所以说火山灰水泥铺筑路面是选用水泥不当。（二）细骨料骨料（也称集料）总体积占混凝土体积的70％～80％，按粒径大小分为