混凝土与木材、金属、砖、玻璃、石材、塑料等其他土木工程材料相比,具有许多优越性。它是一种低能耗的材料,需要煅烧的水泥和能耗高的钢筋仅占其组成材料的一部分,比一个等效的钢结构构件的能量消耗要少得多。而其主要的组成材料砂、石为地方性材料,来源广泛,价格低廉。根据不同要求可配制各种不同性质的混凝土。拌合物在凝结硬化前具有良好的流动性,在常温下,能按所要求的形状和轮廓浇注成型,与钢筋有牢固的黏结力,硬化后具有较高的抗压强度与耐久性。正确设计、严格施工的混凝土使用寿命可长达几十年甚至上百年,几乎无须维修保养费用。除了在严重腐蚀的环境条件下之外,混凝土本身无须设置保护层。混凝土也是优质的防火材料,虽然混凝土在高温下会发生严重破坏,但它能在一个相当长的时间内保持结构的完整性,钢结构则不能。
然而,混凝土也有其性能上的弱点:①混凝土是一种脆性材料,其抗拉强度低,仅为其抗压强度值的5%~10%,随着抗压强度的提高,其脆性增大,故不能要求混凝土承受拉应力,拉力荷载需由钢筋来承受。收缩产生的内部拉应力会引起混凝土开裂。混凝土延性很低,也意味着它的抗冲击强度和韧性比金属以及某些塑料差;②混凝土构件质量大,即使是抗压强度,其强度与质量之比也较低,因此,混凝土结构与钢结构相比,截面积大、质量重;③混凝土的体积稳定性不如钢材,在高温下,由于水分的失去,混凝土不可逆收缩较大。在承受荷载时,即使在正常使用条件下,也有较大的徐变,而钢材在正常使用条件下,体积是稳定的。
了解混凝土的这些特性后,可通过合理的设计来补偿,也可通过适当的选配材料和采用相应的工艺措施来加以控制和改善。例如,钢纤维混凝土、聚合物改性混凝土、轻骨料混凝土、高性能混凝土等,这些新品种混凝土可大大改善混凝土的相关性能。(www.xing528.com)
表5.1 水中物质含量限制值
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