2019岩土工程师《基础考试》考点串讲：普通混凝土的技术性质

　　一、普通混凝土的技术性质

　　(一)拌合物的和易性：

　　1、定义：

　　和易性是指易于施工操作，并能获得质量均匀、成型密实混凝土的性能。和易性包括流动性(能流动，均匀密实地填满模板的性能)、粘聚性(组成材料之间具有一定的粘结力，不分层、不离析的性能)和保水性(不泌水的 性能)。

　　2、和易性的表征

　　混凝土拌合物的流动性以坍落度或维勃稠度作为指标。坍落度适用于流动性较大的混凝土拌合物，维勃稠度适用于干硬性混凝土。

　　3、坍落度选择：根据构件截面大小、钢筋疏密和捣实方法选择选择。

　　4、影响因素：

　　(1)用水量：用水量对和易性起决定性作用;但是在调整和易性时，为了保证强度不变，采取水灰比不变，增加(或减少)水泥浆量的办法。

　　(2)水灰比：水灰比越小，流动性越差;水灰比过大，粘聚性和保水性变差;

　　(3)骨料：在混凝土骨料用量一定的情况下，采用卵石和河砂拌制的混凝土拌合物，其流动性比用碎石和山砂拌制的好。

　　(4)合理砂率：砂率指混凝土中砂的重量占砂、石总重量的百分率砂率对混凝土拌合物的工作性也有显著影响。砂率过大或过小都不合适;合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的前提下，能使混凝土拌合物获得最大流动性，且能保持黏聚性和保水性良好的砂率值。

　　(5)外加剂：减水剂可以显著提高流动性。引气剂也可以改善和易性。

　　(二)混凝土强度

　　1、强度概念：

　　(1)立方体抗压强度：指用边长为150mm的立方体，在标准条件(温度20±2℃，相对湿度大于95%)下养护28d测得抗压极限强度值。

　　非标准尺寸分别为边长100mm和200mm，由于测定的强度结果偏大和偏小，分别需要乘以系数0.95和1.05以对应于标准尺寸的强度。

　　(2)强度等级：按立方体抗压强度标准值划分为C10……C100等。

　　(3)轴心抗压强度：采用150mm×150mm×300mm的棱柱体测定的抗压强度，约为立方体强度的0.7~0.8。

　　(4)抗拉强度：为抗压强度的1/10~1/20。

　　2、影响因素

　　(1)水泥强度-在配合比相同的条件下，水泥强度越高，混凝土强度也越高。

　　(2)水灰比-在水泥强度相同的情况下，混凝土的强度主要决定于水灰比。水灰比越小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力也愈大，混凝土的强度就愈高。

　　(3)养护的温度和湿度-是保证水泥正常水化的必要条件。

　　(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。

　　3、提高强度的措施：通过高性能减水剂降低水灰比(或水胶比)，采用高强度水泥，采用湿热养护(即高温养护)和强力振捣方式，掺入矿物掺合料等。

　　(三)混凝土的变形性能

　　1、非荷载作用下的变性：

　　(1)化学收缩：水泥水化引起的收缩;

　　(2)湿胀干缩：干缩会显著引起收缩;

　　(3)温度变形：水泥水化放热对大体积混凝土不利。采用低热水泥、减少水泥、配温度钢筋、人工降温等;

　　(4)自收缩(自身变形)：水泥水化使内部湿度降低导致的收缩。

　　2、荷载作用下的变性：

　　(1)在短期荷载作用下的变形：弹塑性变形。

　　(2)徐变：混凝土徐变是指混凝土在恒定荷载长期作用下，随时间而增加的变形。徐变使混凝土内部的应力集中消除、温度应力消除、预应力受损。

　　(四)耐久性

　　耐久性是指混凝土在长期外界因素作用下，抵抗外部和内部不利影响的能力。耐久性包括：抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性，以及碳化和碱骨料反应。

　　(1)抗渗性：指混凝土抵抗水在压力渗透的性能。主要取决于混凝土的密实度及内部孔隙的特征(大小、构造)。

　　通过减水剂提高密实度，通过引气剂改善孔结构。

　　(2)抗冻性：指混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。

　　决定抗冻性的重要因素是混凝土的密实度、孔隙构造和数量、孔隙的充水程度等。通常以提高混凝土的密实度或掺加引气剂以减小混凝土内孔隙的连通程度等方法提高混凝土的抗冻性。

　　(3)抗侵蚀性：侵蚀通常有软水侵蚀、硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸侵蚀、一般酸侵蚀与强碱侵蚀等。

　　与混凝土的抗侵蚀性有关的因素：所用水泥的品种、混凝土的密实程度和孔隙特征。

　　当混凝土所处环境中含有侵蚀性介质时，混凝土便会遭受侵蚀，密实和孔隙封闭的混凝土，环境水不易侵入，故其抗侵蚀性较强。

　　(4)混凝土的碳化：即混凝土的中性化，是二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水的过程。

　　碳化对混凝土性能的影响：①降低混凝土碱度，减弱其对钢筋的保护作用，有可能导致钢筋的锈蚀;②显著增加混凝土的收缩，使混凝土的抗压强度增大;③使混凝土碳化层产生拉应力，可能产生微细裂缝，而使混凝土抗拉、抗折强度降低。

　　一般认为相对湿度50%～75%时碳化速度最快。

　　(5)碱—骨料反应：混凝土内水泥中的碱性氧化物与骨料中的活性二氧化硅发生的化学反应生成碱硅酸凝胶，吸水后会产生较大的体积膨胀，引起混凝土裂缝，甚至破坏。控制水泥中的碱含量、禁止使用含活性氧化硅的骨料、加入活性混合材料。水泥中的碱含量按Na2O+0.658K2O计算。

　　普通混凝土的配合比设计

　　确定三个主要参数：水灰比(水胶比)、砂率、用水量

　　1、水胶比：满足强度和耐久性的要求。

　　2、砂率：选择合理砂率，能使混凝土拌合物获得最大流动性，且能良好保持黏聚性和保水性前提下，减少水泥的用量。

　　3、用水量：满足施工要求。