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。
知识点十、钢筋混凝土
(尽可能的掌握，非专业人员的确理解困难，适可而止：但应注意重点必须理解掌握)1.普通钢筋混凝土。钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种物理、力学性能完全不同的材料所组成。
共同工作原因——良好的黏结力，线膨胀系数的数值颇为接近——共同变形。钢筋混凝土能充分发挥钢筋的抗拉能力和混凝土的抗压能力，合理地利用了两种材料各自的优点。
2.预应力混凝土。
(1)预应力混凝土的概念及原理(生涩，不宜过度投入)。
预先把钢筋拉一下，产生反向变形：实际工程受力，变形和裂缝较小——延迟了构件裂缝的出现和开展——基本概念。提高构件的抗裂度和刚度。
(2)预应力混凝土的分类。预应力混凝土根据生产工艺的不同，大体可分为先张法、后张法。
①先张法。在浇灌混凝土以前张拉预应力钢筋，这种方法称为先张法。预制场地、预制构件、小型构件。
②后张法。构件先浇灌混凝土，待混凝土硬化后，在构件上张拉预应力钢筋，这种方法称为后张法。在构件上直接张拉，不需要张拉台座，可预制，可现浇，大型构件。
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