混凝土的檢測與選擇-混凝土的定義及分類（建筑材料）

任務(wù)1混凝土的分類與組成水泥混凝土的定義水泥混凝土是由水泥、水和粗、細骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石材。水泥混凝土的優(yōu)缺點優(yōu)點：使用方便：在凝結(jié)前具有良好的塑性，因此可以澆制成各種形狀和大小的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物；匹配性好：它與鋼筋有牢固的粘結(jié)力，能制作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；高強耐久：經(jīng)硬化后有抗壓強度高與耐久性良好的特性；價格低廉：其組成材料中砂、石等地方材料占80%以上，符合就地取材和經(jīng)濟的原則；性能易調(diào)：可根據(jù)工程要求改變材料的組成配合來滿足要求。缺點：抗拉強度低；由于干縮容易產(chǎn)生裂縫；自重較大；施工日期長；結(jié)構(gòu)物拆除較困難。改性：采用輕質(zhì)骨料可以降低混凝土的自重；摻入纖維或聚合物，可提高抗拉強度，大大降低混凝土的脆性；摻入減水劑、早強劑等外加劑，可顯著縮短硬化周期，改善力學(xué)性能。水泥混凝土的分類按表觀密度，水泥混凝土可分為：普通混凝土：干表觀密度約為2400kg/m3，是道路路面和橋梁結(jié)構(gòu)中最常用的混凝土。輕混凝土：干表觀密度可以輕達1900kg/m3，現(xiàn)代大跨度鋼筋混凝土橋梁為減輕結(jié)構(gòu)自重，往往采用各種輕集料配制成輕集料結(jié)構(gòu)混凝土，達到輕質(zhì)高強，以增大橋梁的跨度。重混凝土：干表密度可達3200kg/m3，為了屏蔽各種射線的輻射采用各種高密度集料配制的混凝土。按抗壓強度，水泥混凝土可分為3大類：低強度混凝土抗壓強度小于30MPa；中強度混凝土抗壓強度30~60MPa；高強度混凝土抗壓強度大于60MPa；超高強混凝土抗壓強度大于100MPa。此外，可根據(jù)工程的特殊要求，配制各種特種混凝土，如：加氣混凝土、泵送混凝土、防水混凝土、道路混凝土、水工混凝土、纖維混凝土、補償收縮混凝土等。對混凝土質(zhì)量的基本要求具有符合設(shè)計要求的強度；具有與施工條件相適應(yīng)的和易性；具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的耐久性；材料組成經(jīng)濟合理、生產(chǎn)制作節(jié)約能源。

普通混凝土（簡稱為混凝土）是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料；水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥漿硬化后，則將骨料膠結(jié)為一個堅實的整體。普通混凝土的四種基本組成材料：水泥砂子石子水水泥漿砂子石子（一）水泥水泥品種的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土工程性質(zhì)與特點，工程的環(huán)境條件及施工條件，結(jié)合各種水泥特性進行合理的選擇。例：路面搶修工程——硅酸鹽水泥高溫車間路面和抗硫酸鹽——礦渣水泥水庫大壩——火山灰水泥水泥強度等級的選擇

應(yīng)當(dāng)與混凝土的設(shè)計強度等級相適應(yīng)。當(dāng)水泥強度等級過高：水泥用量過低，和易性和耐久性差；當(dāng)水泥強度等級過低——水泥用量太多，降低水泥混凝土品質(zhì)，收縮率加大。經(jīng)驗證明，配制C30以下的混凝土，水泥強度等級為混凝土強度等級的1.1～1.8倍，配制Ｃ40以上的混凝土，水泥強度等級為混凝土強度等級的1.0～1.5倍，同時宜摻入高效減水劑。（二）細集料混凝土用細集料一般應(yīng)采用粒徑小于4.75mm的級配良好、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈的天然砂，也可使用加工的機制砂。砂按技術(shù)要求分為三類：I類宜用于強度等級>C60的混凝土；II類宜用于強度等級C30~C60的混凝土及有抗凍抗?jié)B或其他要求的混凝土；III類宜用于強度等級<C30的混凝土和建筑砂漿。有害雜質(zhì)的含量粘土、淤泥——粘附在砂粒表面妨礙水泥與砂的粘結(jié)，增大用水量，降低混凝土的強度和耐久性，并增大混凝土的干縮；云母——表面光滑的層、片狀物質(zhì)，與水泥粘結(jié)性差，影響混凝土的強度和耐久性；硫化物及硫酸鹽——對水泥有侵蝕作用；有機質(zhì)——影響水泥的水化硬化；海砂——含的氯化鈉等氯化物對鋼筋有銹蝕作用，因此對使用海砂配制混凝土?xí)r，其氯鹽含量(折算成NaCl)不應(yīng)大于0.1%，對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不宜采用海砂。為保證混凝土的質(zhì)量，砂中有害雜質(zhì)的含量，應(yīng)符合國家技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。見下表。項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量(%，小于）1.03.05.0泥塊含量(%，小于）01.02.0云母(按質(zhì)量計)(%，小于）1.02.02.0輕物質(zhì)(按質(zhì)量計)(%，小于）1.01.01.0有機物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸鹽(SO3質(zhì)量計)（%，小于）0.50.50.5氯化物(以氯離子質(zhì)量計)(%，小于)0.010.020.06砂中有害物質(zhì)含量（GB/T14684—2001）

堅固性和壓碎值堅固性是指砂在氣候、環(huán)境或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。天然砂采用硫酸鈉溶液進行堅固性試驗，經(jīng)5次循環(huán)后測其質(zhì)量損失。人工砂應(yīng)進行壓碎值測定。具體規(guī)定見下表。堅固性指標(GB/T14684—2001)項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類質(zhì)量損失（%，小于）8810壓碎指標(GB/T14684—2001)項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類單級最大壓碎指標(%，小于)202530（三）粗集料粒徑大于4.75ｍｍ的集料為粗集料（卵石和碎石）。卵石和碎石按技術(shù)要求分為三類：I類宜用于強度等級>C60的混凝土；II類宜用于強度等級C30~C60的混凝土及有抗凍抗?jié)B或其他要求的混凝土；III類宜用于強度等級<C30的混凝土。碎石卵石強度巖石抗壓強度將母巖制成50mm×50mm×50mm的立方體試件或Ф50mm×50mm的圓柱體試件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，測得其在飽和水狀態(tài)下的抗壓強度值。

壓碎指標值將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下10—20mm的石子裝入一標準圓筒內(nèi)，在壓力機上經(jīng)160—300s內(nèi)均勻地加荷到200kN；卸荷后稱出試樣質(zhì)量G0，然后用孔徑為2.5mm的篩篩除被壓碎的碎粒，稱取試樣的篩余量G1，則壓碎指標值按下式計算：壓碎指標值越小，骨料的強度越高。堅固性集料的堅固性是指在氣候、外力和其他物理力學(xué)因素作用（如凍融循環(huán)作用）下集料抗碎裂的能力。堅固性試驗是用硫酸鈉溶液法檢驗，試樣經(jīng)五次干濕循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過規(guī)范的規(guī)定。最大粒徑石子最大粒徑增大，則相同質(zhì)量石子的總表面積減小，混凝土中包裹石子所需水泥漿體積減少，即混凝土用水量和水泥用量都可減少。在一定的范圍內(nèi)，石子最大粒徑增大，可因用水量的減少提高混凝土的強度。然而石子最大粒徑過大時，則由于骨料與水泥砂漿粘結(jié)面積下降等原因造成混凝土的強度下降。條件允許時應(yīng)盡可能把石子選得大一些，以節(jié)約水泥。從結(jié)構(gòu)的角度規(guī)定，混凝土用粗骨料最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1／4；同時不得超過鋼筋間最小凈距的3／4。對混凝土實心板，骨料的最大粒徑不宜超過板厚的1／2，且不得超過50mm。顆粒級配粗骨料的級配原理和要求與細骨料基本相同。石子的顆粒級配可分為連續(xù)級配和間斷級配。石子顆粒級配范圍應(yīng)符合規(guī)范要求。碎石和卵石的顆粒級配范圍見課本。有害雜質(zhì)粗骨料中的有害雜質(zhì)主要有：粘土、淤泥及細屑；硫酸鹽及硫化物；有機物質(zhì)；蛋白石及其他含有活性氧化硅的巖石顆粒等。它們的危害作用與在細骨料中相同。各種有害雜質(zhì)的含量都不應(yīng)超出規(guī)范的規(guī)定。粗骨料中的針狀（顆粒長軸長度大于平均粒徑的２～４倍）和片狀（厚度小于平均粒徑的0.4倍）顆粒，不僅影響混凝土的和易性，而且會使混凝土的強度降低。骨料中針狀顆粒含量，應(yīng)符合規(guī)范中的規(guī)定。水泥混凝土用粗骨料中有害雜質(zhì)的含量，應(yīng)符合GB/T14685-2001的規(guī)定.（四）混凝土拌合及養(yǎng)護用水