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包括普通、钢筋和高性能混凝土,以及纤维增强混凝土

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:普通混凝土的表观密度为1950~2600kg/m3,一般为2400kg/m3左右,由水泥、水、普通砂、石配制而成,是目前土木工程中应用最多的混凝土。混凝土拌合物应具有良好的和易性。图2-17普通混凝土结构示意图4.钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土钢筋混凝土是指配置钢筋的混凝土。图2-18钢筋混凝土箱型梁5.其他混凝土高性能混凝土。高强度混凝土是指强度等级不低于C60的混凝土。纤维增强混凝土已应用于飞机跑道、桥面、端面较薄的轻型结构和压力管道等。

包括普通、钢筋和高性能混凝土,以及纤维增强混凝土

1.混凝土的组成及分类

混凝土是由胶凝材料、水、粗集料、细集料按适当的比例配合,拌制成拌合物,经一定时间硬化而成的人造石材。混凝土种类繁多,根据胶凝材料的种类,可分为水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土、聚合物水泥混凝土等。混凝土按表观密度可分为重混凝土、普通混凝土和轻混凝土。

(1)重混凝土。重混凝土的表观密度大于2600kg/m3,由重晶石铁矿石、钢屑等重集料和水泥配制而成,具有抵御X射线和γ射线的性能,主要用于防辐射工程。

(2)普通混凝土。普通混凝土的表观密度为1950~2600kg/m3,一般为2400kg/m3左右,由水泥、水、普通砂、石配制而成,是目前土木工程中应用最多的混凝土。广泛用于工业与民用建筑、道路与桥梁、海工与大坝、军事设施等工程,主要用作承重结构的材料。

(3)轻混凝土。轻混凝土的表观密度小于1950kg/m3,是由轻集料或引入气孔制成的混凝土,包括轻集料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土。强度等级较高的轻混凝土可用于桥梁、房屋等承重结构,强度等级较低的轻混凝土主要用于隔热保温。

2.混凝土的特点

混凝土有许多优点,可以根据不同使用要求改变组分的品种和比例,配制出不同性质的混凝土;混凝土在凝结前具有良好的可塑性,可以浇筑成各种形状和大小的构件或结构物;混凝土抗压强度较高,具有良好的耐久性,与钢筋有牢固的黏结力,可制作成钢筋混凝土结构或构件;混凝土原材料资源丰富,并且可以就地取材。混凝土的缺点主要是抗拉强度低,受拉时变形能力小,破坏时呈脆性破坏,自重大等。

3.普通混凝土

普通混凝土由水泥、水、砂和石子组成(见图2-17)。为改善混凝土的某些性能,还常掺入适量的外加剂和矿物掺合料。常用的外加剂有减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂速凝剂防冻剂、泵送剂等。常用的矿物掺合料有粉煤灰、硅粉、粒化高炉矿渣、氟石粉等。

混凝土拌合物应具有良好的和易性。和易性是指混凝土拌合物易于施工操作(拌和、运输、浇筑、捣实)并能够获得质量均匀、成型密实的性能,是一项与施工工艺密切相关的技术性能。混凝土应满足工程结构的强度等级要求,混凝土强度等级是按混凝土立方体抗压标准强度来划分的。混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度标准值(MPa)表示。普通混凝土强度分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个等级。混凝土强度等级是混凝土结构设计时强度计算取值、混凝土施工质量控制和工程验收的依据。

图2-17 普通混凝土结构示意图

4.钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土

钢筋混凝土是指配置钢筋的混凝土。为克服混凝土抗拉强度低的弱点,在混凝土中合理地配置钢筋,可充分发挥混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的特点,使之共同承受荷载并满足工程结构的需要。

预应力混凝土一般指预应力钢筋混凝土(见图2-18),其通过张拉钢筋产生预应力,以提高制品或构件的抗拉能力,减少或推迟混凝土裂缝的出现。预应力的产生,按张拉钢筋的方法可分为机械法、电热法和化学法;按施加预应力的顺序可分为先张法和后张法。(www.xing528.com)

图2-18 钢筋混凝土箱型梁

5.其他混凝土

(1)高性能混凝土。高性能混凝土是采用常规材料和工艺生产,具有混凝土结构所要求的各项力学性能,且具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。高性能混凝土的高性能可通过采用新型外加剂、超细矿物掺合料,以及提高混凝土的密实度等来实现。

(2)高强度混凝土。高强度混凝土是指强度等级不低于C60的混凝土。高强度混凝土在配制时应选用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,选用优质高效减水剂、高活性超细矿物掺合料及优质集料。

(3)粉煤灰混凝土。将粉煤灰掺入混凝土可显著改善混凝土的和易性和泵送性能,降低水化热。粉煤灰混凝土适用于不受冻的海港工程和早期强度要求不太高的大体积工程。

(4)泵送混凝土。泵送混凝土是指混凝土拌合物在混凝土泵的推动下,沿输送管道进行输送并在管道出口处直接浇筑的混凝土。泵送混凝土适用于场地狭窄的施工现场及大体积混凝土结构物和高层建筑的施工。

(5)轻集料混凝土。轻集料混凝土是指用轻集料、轻砂(或普通砂)配制的混凝土。轻集料可采用工业废料轻集料(如煤渣、粉煤灰陶粒等)、天然轻集料(如浮石、火山渣等)、人工轻集料(如黏土陶粒、页岩陶粒、膨胀珍珠岩等)。轻集料混凝土有LC15、LC20、LC25、LC30、LC35、LC40、LC45、LC50、LC55、LC60 10个强度等级。轻集料混凝土还具有优良的保温和隔热性能。

(6)防水混凝土。防水混凝土又称为抗渗混凝土,是指抗渗等级大于或等于P6级的混凝土。普通混凝土可通过调整配合比、加入外加剂或膨胀剂制成防水混凝土。防水混凝土主要用于工业、民用建筑的地下工程、储水构筑物、取水构筑物,以及处于干湿交替作用或冻融作用的工程。

(7)纤维增强混凝土(FRC)。在混凝土中掺入各种纤维材料,可提高混凝土的抗拉强度和韧性,降低脆性。常用的纤维有玻璃纤维、钢纤维碳纤维尼龙聚丙烯、植物纤维等。纤维增强混凝土已应用于飞机跑道、桥面、端面较薄的轻型结构和压力管道等。

(8)聚合物混凝土。聚合物混凝土由有机聚合物、无机胶凝材料和集料组成,一般有聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土、树脂混凝土三种。聚合物水泥混凝土是以高分子材料和水泥共同作为胶凝材料,主要用于铺设无缝地面,也可用于修补混凝土路面和机场跑道面层,以及防水层等。聚合物浸渍混凝土是将有机单体渗入混凝土中,然后用加热的方法使其聚合,使混凝土与聚合物形成一个整体。这种混凝土具有高强度、高防水性及高抗冻性、高抗冲击性、高耐蚀性和高耐磨性等特点,适用于要求高强度、高耐久性的特殊构件,特别适用于输送液体的管道、坑道等。树脂混凝土是完全以液体树脂为胶结材料的混凝土,该混凝土具有硬化快、强度高、耐腐蚀等优点,主要用作工程修复材料或制作耐酸储槽、铁路轨枕、核废料容器和人造大理石等。

(9)干硬性混凝土。干硬性混凝土是拌合物坍落度小于10mm的混凝土。干硬性混凝土用水量少、可塑性差,主要用于预制构件的生产,如钢筋混凝土管、钢筋混凝土柱和桩、钢筋混凝土板及电杆等。

(10)碾压混凝土。碾压混凝土是将混凝土拌合物薄层平铺,经振动碾碾压密实的混凝土。碾压混凝土水泥用量少、施工速度快,工程造价低,温度控制简单,适合作为坝工混凝土和道路混凝土。

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