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一建建築實務混凝土的強度

教育 更新时间:2024-07-16 22:24:04
1.3混凝土的性能和應用一、混凝土組成材料的技術要求

(一)水泥強度等級的選擇,應與混凝土的設計強度等級相适應。一般水泥強度等級為混凝土強度等級的1.5-2.0倍為宜,對于高強混凝土可取0.9-1.5倍。用低強度水泥配制高強度等級混凝土時,會使水泥用量大,不經濟且會影響混凝土的其他技術性質。用高強度等級水泥配制低強度等級混凝土時,會使水泥用量偏少,影響和易性及密實度。

(二)細骨料,粒徑在4.75mm以下的骨料,在普通混凝土中指的是砂。

1.顆粒級配及粗細程度:應選用級配良好的粗砂或中砂比較好

2.有害雜質和堿活性:重要工程應進行堿活性檢驗,已确定其适用性

3.堅固性:砂在氣候、環境變化或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力,用硫酸鈉溶液檢驗,試樣經5次循環後其質量損傷應符号規定。

(三)粗骨料,粒徑在5mm以上的骨料,在普通混凝土中常用碎石或卵石。

1.顆粒級配及最大粒徑:骨料粒徑增大時,其表面積減小,混凝土中的水泥用量也減少,在滿足技術要求的前提下,粗骨料粒徑盡量選擇大一些。在鋼筋混凝土結構工程中,粗骨料的最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1 /4,同時不得大于鋼筋間最小淨距的3/4。對于混凝土實心闆,可允許采用最大粒徑達1 /3闆厚的骨料,但最大粒徑不得超過40mrn。對于采用泵送的混凝土,碎石的最大粒徑應不大于輸送管徑的1 /3,卵石的最大粒徑應不大于輸送管徑的1 /2.5。

2.強度和堅固性

強度可用岩石抗壓強度和壓碎值兩種方法表示。當混凝土強度等級為C60以上時,應進行岩石抗壓強度檢驗。用于制造粗骨料的岩石抗壓強度與混凝土強度等級之比不應小于1.5。對經常性的生産質量控制可用壓碎值來檢驗。堅固性試驗同細骨料。

3.有害雜質和針、片狀顆粒

除和細骨料相同外。粗骨料中針、片狀顆粒過多,會使混凝土的和易性變差,強度降低,故粗骨料中針、片狀顆粒含量應符合規定。

(四)水

拌合用水質檢驗項目包括pH值、不溶物、可溶物、CL-、SO2-4、堿含量。被檢水樣還應與飲用水進行水泥凝結時間和水泥膠砂強度對比試驗。

養護用水質檢驗項目包括pH值、CL-、SO2-4、堿含量。

(五)外加劑

1.摻量一般不大于水泥質量的5%;

2.受檢混凝土性能指标:強制性(抗壓強度比、收縮率比、相對耐久性)、推薦性(減水率、泌水率比、含氣量、凝結時間之差、1h經時變化量)

3.勻質性指标:CL-、總堿量、含水率、密度、細度、pH值和硫酸鈉含量。

4.混凝土膨脹劑技術要求包括化學成分和物理性能。化學成分包括氧化鎂含量不應大于5%,堿含量屬于選擇性指标。物理性能包括細度、凝結時間、抗壓強度和限制膨脹率(強制性指标)。

(六)礦物摻合料

1.非活性(不與水泥組分起反應):磨細石英砂、石灰石、硬礦渣

2.活性(本身不硬或硬化速度很慢,但能與水泥水化生産二氧化鈣,生成具有膠凝能力的水化産物):粉煤灰、粒化高爐礦渣粉、矽灰、沸石粉等。

二、混凝土的技術性能

(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(攪拌、運輸、澆築、搗實)并能獲得質量均勻、成型密實的性能,又稱工作性。和易性是一項綜合的技術性質,包括流動性、黏聚性和保水性三方面的含義。

1.流動性:混凝土拌合物在自重或機械振搗的作用下,能産生流動,并均勻密實地填滿模闆的性能;用坍落度試驗來測定;對坍落度小于10mm的幹硬性混凝土拌合物,則用維勃稠度作為流動性指标,稠度值越大表示流動性越小。

2.黏聚性:混凝土拌合物的組成材料之間有一定的黏聚力,在施工過程中不緻發生分層和離析現象的性能;

3.保水性:混凝土拌合物具有一定的保水能力,在施工過程中不至産生嚴重泌水現象的性能。

4.影響因素:單位體積用水量、砂率、組成材料的性質、時間和溫度等。

5.單位體積用水量決定水泥漿的數量和稠度,它是影響混凝土和易性的最主要因素。砂率是指混凝土中砂的質量占砂、石總質量的百分率。

(二)混凝土的強度

1.混凝土立方體抗壓強度

制作邊長為150mm的立方體試件,在标準條件(溫度20 ± 2 ℃,相對濕度95%以上)下,養護到28d齡期,測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度,以fcu“表示,單位為N/mm2或MPa。

2.混凝土立方體抗壓标準強度(或稱立方體抗壓強度标準值)是指按标準方法制作和養護的邊長為150mm的立方體試件,在28d齡期,用标準試驗方法測得的抗壓強度總體分布中具有不低于95%保證率的抗壓強度值,以fcu, k表示。共14個等級。C30即表示混凝土立方體抗壓強度标準值30MPa ≤fcu, k<35MPa。是混凝土結構設計、施工質量控制和工程驗收的重要依據。

3.混凝土的軸心抗壓強度

制作150mm*150mm*300mm的棱柱體為标準試件。實驗表明,在立方體強度fcu=10-55 MPa的範圍内,軸心抗壓強度fc= (0.70*0.80)fcu。在結構設計中混凝土受壓構件的計算采用混凝土的軸心抗壓強度,更加符合工程實際。

4.混凝土的抗拉強度

隻有抗壓強度的1/20-1/10,且随着混凝土強度等級的提高,比值有所降低。

5.影響混凝土強度的因素:原材料及生産工藝

原材料方面的因素包括水泥強度與水膠比,骨料的種類、質量和數量,外加劑和摻合料。

生産工藝方面的因素包括攪拌與振搗,養護的溫度和濕度,齡期。

(三)混凝土的變形性能:非荷載型變形和荷載型變形。

1.非荷載型變形指物理化學因素引起的變形,包括溫度變形、幹濕變形、碳化收縮、化學收縮等。

2.荷載作用下的變形又可分為在短期荷載作用下的變形和長期荷載作用下的徐變。

(四)混凝土的耐久性

1.抗滲性:直接影響到混凝土的抗凍性和抗侵蝕性;抗滲等級分P4、P6、P8、P10、P12、>P12共六個等級。主要與其密實度和内部孔隙的大小和構造有關。

2.抗凍性:分F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400、> F400共九個等級;抗凍等級F50以上的混凝土簡稱抗凍混凝土。

3.抗侵蝕性,侵蝕介質包括軟水、硫酸鹽、鎂鹽、碳酸鹽、一般酸、強堿、海水。

4.混凝土的碳化(中性化):是環境中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用,生成碳酸鈣和水;碳化使混凝土的堿度降低,削弱混凝土對鋼筋的保護作用,可能導緻鋼筋鏽蝕,碳化顯著增加混凝土的收縮,使混凝土抗壓強度增大,但可能産生細微裂縫,而使混凝土抗拉強度、抗折強度降低。

5.堿骨料反應:是指水泥中的堿性氧化物含量較高時,會與骨料中所含的活性二氧化矽發生化學反應,并在骨料表面生成堿-矽酸凝膠,吸水後在混凝土的長期使用過程中會産生較大的體積膨脹,導緻混凝土脹裂的現象。

三、混凝土外加劑的功能、種類與應用

(一)外加劑的分類:

1.改善混凝土拌合物流動性的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。

2.調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。

3.改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻鏽劑等。

4.改善混凝土其他性能的外加劑。包括膨脹劑、防凍劑、着色劑等。

(二)使用範圍

1.減水劑:混凝土中摻入減水劑,若不減少拌合用水量,能顯著提高拌合物的流動性;當減水而不減少水泥時,可提高混凝土強度;若減水的同時适當減少水泥用量,則可節約水泥。同時,混凝土的耐久性也能得到顯著改善。

2.早強劑:可加速混凝土硬化和早期強度發展,縮短養護周期,加快施工進度,提高模闆周轉率。多用于冬期施工或緊急搶修工程。.

3.緩凝劑:主要用于高溫季節混凝土、大體積混凝土、泵送與滑模方法施工以及遠距離運輸的商品混凝土等,不宜用于日最低氣溫5 ℃以下施工的混凝土,也不宜用于有早強要求的混凝土和蒸汽養護的混凝土。緩凝劑的水泥品種适應性十分明顯,不同品種水泥的緩凝效果不同,甚至出現相反的效果,在使用前必須進行試驗,檢測其緩凝效果。

4.引氣劑:是在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣劑可改善混凝土拌合物的和易性,減少泌水離析,并能提高混凝土的抗滲性和抗凍性。同時,含氣量的增加,混凝土彈性模量降低,對提高混凝土的抗裂性有利。由于大量微氣泡的存在,混凝土的抗壓強度會有所降低。引氣劑适用于抗凍、防滲、抗硫酸鹽、泌水嚴重的混凝土等。

5.膨脹劑:使混凝土在硬化過程中産生微量體積膨脹。膨脹劑适用于補償收縮混凝土、填充用膨脹混凝土、灌漿用膨脹砂漿、自應力混凝土等。含硫鋁膨脹劑 酸鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑的混凝土(砂漿)不得用于長期環境溫度為80 ℃以上的工程;含氧化鈣類膨脹劑配制的混凝土(砂漿)不得用于海水或有侵蝕性水的工程。

6.防凍劑:在規定的溫度下,能顯著降低混凝土的冰點,使混凝土液相不凍結或僅部分凍結,從而保證水泥的水化作用,并在一定時間内獲得預期強度。含亞硝酸鹽、碳酸鹽的防凍劑嚴禁用于預應力混凝土結構;含有六價鉻鹽、亞硝酸鹽等有害成分的防凍劑,嚴禁用于飲水工程及與食品相接觸的工程;含有硝铵、尿素等産生刺激性氣味的防凍劑,嚴禁用于辦公、居住等建築工程。

7.泵送劑:用于改善混凝土泵送性能的外加劑。由減水劑、調稠劑、引氣劑、潤滑劑等多種成分複合而成。特别适用于大體積混凝特别适用于大體積混凝土、高層建築和超高層建築,适用于滑模施工,也适用于水下灌注樁混凝土。

(三)使用時注意事項

1.根據工程設計和施工要求選擇,通過試驗及技術經濟比較後确定。技術文件包括:産品說明書并應标明産品主要成分、出廠檢驗報告及合格證、摻外加劑混凝土性能檢驗報告。

2.幾種外加劑複合使用時,應注意不同品種外加劑之間的相容性及對混凝土性能的影響。使用前應進行試驗,滿足要求後,方可使用。

3.嚴禁使用對人體産生危害,對環境産生污染的外加劑。

4.對鋼筋混凝土和有耐久要求的混凝土,應按标準規定嚴格控制混凝土中氯離子含量和堿的數量。

5.由于聚羟酸系高性能減水劑的摻加量對混凝土性能影響很大,注意準确計量。

1.4砌體結構材料的性能和應用一、塊體的種類及強度等級

1.磚

(1)燒結磚有燒結普通磚、燒結多孔磚(多孔磚,其孔洞率不大于35%,孔的尺寸小而數量多,主要用于承重部位的磚,砌築時孔洞垂直于受壓面)和燒結空心磚(孔洞率不小于40%,孔的尺寸大而數量少的燒結磚。砌築時孔洞水平,主要用于框架填充牆和自承重隔牆)等。

(2)蒸壓磚,分為灰砂磚和粉煤灰磚,尺寸同普通磚。

(3)混凝土磚,可直接替代燒結普通磚、多孔磚用于承重的建築牆體結構。

2.砌塊:可減輕結構自重,保溫隔熱性能好,施工速度快,價格便宜

3.石材:抗壓性強度高,耐久性好,多用于房屋基礎、勒腳部位。

一建建築實務混凝土的強度(一建考試教材建築實務第一章第四節之結構材料混凝土)1

二、砂漿的種類及強度等級

強度、流動性和保水性是衡量砂漿質量的三大指标。

(一)砂漿的種類

砂漿按成分組成,通常分為水泥砂漿、混合砂漿和專用砂漿。

1.水泥砂漿:強度高、耐久性好,但流動性、保水性均稍差,一般用于房屋防潮層以下的砌體或對強度有較高要求的砌體。

2.混合砂漿:應用最廣的混合砂漿還是水泥石灰砂漿。水泥石灰砂漿具有一定的強度和耐久性,且流動性、保水性均較好,易于砌築,是一般牆體中常用的砂漿。

(二)砂漿的強度等級

将砂漿做成70.7mm × 70.7mm × 70.7mm的立方體試塊,标準養護28天(溫度 20 ± 2 ℃,相對濕度90%以上)。每組取3個試塊進行抗壓強度試驗,抗壓強度實驗結果确定原則:

1.應以三個試件測值的算術平均值作為該組試件的砂漿立方體試件抗壓強度平均值(f2),精确到0.1MPa;

2.當三個測值的最大值或最小值中如有一個與中間值的差值超過中間值的15%時,則把最大值及最小值一并舍去,取中間值作為該組試件的抗壓強度值;

3.當兩個測值與中間值的差值均超過中間值的15%時,則該組試件的試驗結果無效。

三、砌體結構材料的應用

1.在凍脹地區,地面以下或防潮層以下的砌體,不宜采用多孔磚,如采用時,其孔洞應用不低于M10的水泥砂漿預先灌實。當采用混凝土空心砌塊時,其孔洞應采用強度等級不低于Cb20的混凝土預先灌實。

2.處于環境3-5類,有侵蝕性介質的砌體材料應符合以下規定:

(1)不應采用蒸壓灰砂普通磚、蒸壓粉煤灰磚;

(2)應采用實心磚(燒結磚、混凝土磚),磚的強度不應低于MU20,水泥砂漿的強度不應低于M10;

(3)混凝土砌塊的強度不應低于MU15,灌孔混凝土的強度等級不應低于Cb30,砂漿的強度不應低于Mb10;

(4)應根據環境條件對砌體材料的抗凍指标和耐酸耐堿性能提出要求,或符合有關規範的規定。

1.5曆年真題

(2019)3.水泥的初凝時間指( )。

A.從水泥加水拌合起至水泥漿失去可塑性所需的時間

B.從水泥加水拌合起至水泥漿開始失去可塑性所需的時間

C.從水泥加水拌合起至水泥漿完全失去可塑性所需的時間

D.從水泥加水拌合起至水泥漿開始産生強度所需的時間

【答案】B

【解析】水泥的初凝時間從水泥加水拌合起至水泥漿開始失去可塑性所需的時間。

(2020)3.常用較高要求抗震結構的縱向受力普通鋼筋品種是( )。

A.HRBB500 B.HRBF500

C.HRB500E D.HRB600

【答案】C

【解析】有較高要求的抗震結構适用的鋼筋牌号為帶肋鋼筋牌号後加E的鋼筋。

(2020)4.施工現場常用坍落度試驗來測定混凝土( )指标。

A.流動性 B.黏聚性 C.保水性 D.耐久性

【答案】A

【解析】工地上常用坍落度試驗來測定混凝土拌合物的坍落度或坍落擴展度,作為流動性指标,坍落度或坍落擴展度愈大表示流動性愈大。

(2020)5.混凝土立方體抗壓強度标準試件的邊長( )mm。

A.7O.7 B.100 C.150 D.200

【答案】C

【解析】混凝土立方體抗壓标準強度(或稱立方體抗壓強度标準值)是指按标準方法制作和養護的邊長為150mm的立方體試件。

(2020)6.在搶修工程中常用的混凝土外加劑是( )。

A.減水劑 B.早強劑 C.緩凝劑 D.膨脹劑

【答案】B

【解析】早強劑可加速混凝土硬化和早期強度發展,縮短養護周期,加快施工進度,提高模闆周轉率,多用于冬期施工或緊急搶修工程。

(2021)5.粉煤灰水泥主要特征是( )。

A.水化熱較小 B.抗凍性好

C.幹縮性較大 D.早期強度高

【答案】A

【解析】六大水泥主要特征

(2021)6.對 HRB400E 鋼筋的要求,正确的是( )。

A.極限強度标準值不小于 400MPa

B.實測抗拉強度與實測屈服強度之比不大于 1.25

C.實測屈服強度與屈服強度标準值之比不大于 1.30

D.最大力總伸長率不小于 7%

【答案】C

【解析】鋼筋的性能要求:(1)鋼筋實測抗拉強度與實測屈服強度之比不小于1.25(2)鋼筋實測下屈服強度與屈服強度标準值之比不大于1.30(3)筋的最大力總伸長率不小于9%。

(2021)27.混凝土的非荷載型變形有( )。

A.化學收縮 B.碳化收縮 C.溫度變形

D.幹濕變形 E.徐變

【答案】ABCD

【解析】非荷載型變形指物理化學因素引起的變形,包括化學收縮、碳化收縮、幹濕變形、溫度變形等

荷載作用下的變形又可分為在短期荷載作用下的變形和長期荷載作用下的徐變。E選項徐變,屬于在荷載下的變形,故錯誤。

思考題:

1.混凝土的和易性、耐久性分别包括哪些?

2.砂漿試塊的抗壓強度實驗結果如何确定?

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