混凝土的“十萬個為什么”

　　為什么混凝土要分強度等級？

　　要問為什么混凝土要分強度等級，首先應當知道什么是混凝土強度等級。

　　混凝土強度等級是根據(jù)混凝土立方體抗壓強度值人為劃分出來的，它是混凝土的特征強度。根據(jù)現(xiàn)行有關標準、規(guī)范規(guī)定混凝土立方體抗壓強度是按標準方法制作的邊長為150㎜的標準尺寸的立方體試件，與ISO試驗方法一致的溫度為20士2℃，濕度為95%以上的標準養(yǎng)護室，養(yǎng)護至28d齡期，按標準試驗方法測得的混凝土立方體抗壓強度。

　　根據(jù)有關標準的規(guī)定，建筑材料強度等級應以材料名稱加上其強度標準值來表達。故混凝土強度等級以符號C(英文混凝土Concrete的縮寫)及其后面的立方體抗壓強度標準值劃分為：C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80。

　　因為一般工程上不同部位的混凝土所受的荷載不一樣，有的大，有的小，不能完全使用一種強度等級的混凝土。對于承受壓力大的部位，就要用高強度等級混凝土，對于承受壓力小的部位，就要使用低強度等級的混凝土，因此，混凝土分成不同強度等級，以適應不同工程的需要，通過設計計算選用。

　　混凝土為什么規(guī)定28d的強度為標準強度？

　　混凝土是靠水泥的膠結作用，逐漸硬化，而提高抗壓強度的。由于水泥的結硬不是一下子就完成，而是隨著時間的增加而逐漸完美的。在正常的養(yǎng)護條件下，前七天抗壓強度增長較快，7d~14d之間增長稍慢，而28d以后，強度增長更是比較緩慢。也就是說，28d以后抗壓強度為標準強度，作為設計和施工檢驗質量的標準。

　　顯然，如果以小于28d的強度作為標準強度，將使混凝土的性能不能充分發(fā)揮。如果以大于28d的強度作為標準強度，雖然混凝土的性能可以充分發(fā)揮，但由于達到標準強度的時間過長，影響了施工進度。

　　混凝土為什么對水質有要求？

　　含有脂肪、植物油、糖、酸等工業(yè)廢水污水都不能用來拌和混凝土。因為這些含有雜質的水會降低水泥的粘結力，使混凝土的強度下降，所以不能使用礦物水中含有大量鹽類，使得水泥不能很好抵抗水的侵蝕。

　　對于礦物水的化學成分，必須滿足國家規(guī)定的指標，或者與普通飲用淡水作對比試驗，看強度不降低才能使用。

　　至于一般自來水和能供飲用的水，都可用來拌合混凝土。具體見標準GBJ63-89。

　　為什么混凝土試塊以三塊為一組？

　　混凝土試塊是衡量混凝土構件強度的標準，也就是以試塊受壓破壞的強度，作為構件所能具有的強度。因此，除了試塊應按構件一樣制作外，試塊還必須有一定的數(shù)量。

　　因為盡管我們盡量做到試塊的混凝土與構件的混凝土相同，但終究有一定的差別，如果單靠一個試塊來鑒定構件的強度，恐難可靠。

　　因此以三個一組，用三個試塊的強度平均值作為這一組試塊的強度(在特殊情況下需要去掉部分值)，也就是以它定為構件的強度。

　　混凝土耐久性指的是什么？

　　混凝土除了應有適當?shù)膹姸韧?，還應根據(jù)使用方面的特殊要求，應該包括抗凍，抗水滲透，抗氯離子滲透，收縮，碳化，鋼筋銹蝕，抗硫酸鹽，抗壓疲勞變形，堿骨料反應等，統(tǒng)稱為耐久性。

　　抗?jié)B性：指混凝土抵抗液體和氣體滲透的性能。由于混凝土內部存在著互相連通的孔隙和毛細管，以及因振搗欠密實而產生蜂窩、孔洞，使液體和氣體能夠滲入混凝土內部，水分和空氣的侵入會使鋼筋銹蝕，有害液體和氣體的侵入會使混凝土變質，結果都會影響混凝土的質量和長期安全使用?；炷恋目?jié)B性用抗?jié)B標號P表示。

　　如P4表示在相應的0.4N/㎜2水壓作用下，用作抗?jié)B試驗的6個規(guī)定尺寸的圓柱體或圓錐體試塊，仍保持4個試塊不透水?；炷恋目?jié)B標號一般分為P4、P6、P8、P10、P12。

　　抗凍性：指混凝土抵抗冰凍的能力?；炷猎诤涞貐^(qū)，特別是在既接觸水，又遭受冷凍的環(huán)境中，常常會被凍壞。

　　這是由于滲透到混凝土中的水分受凍結冰后，體積膨脹9%，使混凝土內部的孔隙和毛細管受到相當大的壓力，如果氣溫升高，冰凍融化，這樣反復地凍融，混凝土最終將遭到破壞?；炷恋目箖鲂杂每箖鰳颂朏表示。如受凍融的試塊強度與未受凍融的試塊強度相比，降低不超過25%，便認為抗凍性合格。

　　抗凍標號以試塊所能承受的最大反復凍融循環(huán)次數(shù)表示。根據(jù)凍融循環(huán)次數(shù)，混凝土抗凍標號一般分為：F15、F25、F50、F100、F150和F200。

　　抗侵蝕性：指混凝土在各種侵蝕性液體和氣體中，抵抗侵蝕的性能。對混凝土起侵蝕作用的介質主要是硫酸鹽溶液、酸性水、活動和或帶水壓的軟水、海水、堿類的濃溶液等。

　　耐熱性：指混凝土在高溫作用下，內部結構不遭受破壞，強度不顯著喪失，具有一定化學穩(wěn)定性的性能。

　　為什么混凝土有自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護？

　　自然養(yǎng)護即是混凝土在自然條件下(溫度不低于+5℃，濕度90～100%)進行養(yǎng)護。

　　如前所述，在自然養(yǎng)護溫度下強度增長極慢，7d的齡期僅能得到28d(混凝土28天后的強度)30~70%，要保證拆模強度和出廠強度則需要較長的時間。這就會延長整個生產過程的循環(huán)時間，同時要求配有大量的模板設備和占用大量的生產面積，增加基建投資。

　　為了加快混凝土強度的增長速度就可采用蒸汽養(yǎng)護，利用蒸汽加熱混凝土，使混凝土在較高溫度(70~90℃)及較高濕度(約90%以上)的條件下迅速硬化。但是在氣候比較溫暖的地區(qū)仍然是適于采用自然養(yǎng)護的。這樣可以節(jié)約燃料和相應的一套設備投資，降低成本。

　　什么是混凝土的和易性？

　　混凝土的和易性是指混凝土混合料的成份能不能保持均勻，以及在生產操作時是不是容易澆灌、振搗的性能。

　　混凝土的和易性是一項綜合指標。它包括混凝土的流動性、粘聚性和保水性三個內容。

　　混凝土的流動性是指混凝土拌合物在自重力或機械振動力作用下易于產生流動、易于輸送和易于充滿混凝土模板的性質。

　　混凝土的粘聚性是指在生產過程中，組成混凝土混合料的材料之間，不致產生分層、離析現(xiàn)象，有一定的粘聚能力。

　　混凝土的保水性是指在生產過程中，混凝土混合料不致產生嚴重的泌水現(xiàn)象，有一定的保水能力。

　　怎樣測定混凝土的和易性？

　　目前，還沒有能夠全面測定混凝土混合料和易性的方法，通常是測定其流動性，再憑經驗判斷其粘聚性和保水性。

　　測定混凝土的流動性最常用的方法是坍落度法。測定時，將混凝土混合料分三層裝入標準尺寸的圓錐坍度筒中，每裝一層，用直徑為16㎜的搗棒垂直而均勻地自外向里插搗25次，三層搗完后，將筒口混合料刮平，然后將筒垂直提起，放在一旁，這時混合料便由于自重而發(fā)生坍落現(xiàn)象，量出向下坍落的尺寸(㎜)，就叫坍落度。坍落度愈大，表示混凝土的流動性愈大。

　　在做完坍落度試驗后，可以同時觀察混凝土的粘聚性、保水性。如果混凝土表面不出現(xiàn)過多的水分，說明保水性好。并可用搗棒從側面輕輕敲擊混合料，粘聚性好的混凝土，在敲擊下不會松散崩塌。

　　坍落度試驗只適用于塑性混凝土和低塑性混凝土；對于干硬性混凝土，則常常采用測定工作度的方法。需要使用維勃稠度儀測定其工作度。

　　操作要點：

　　1、混凝土拌合物分三層裝入，每層插搗25下。搗完后抹平，垂直平穩(wěn)地提起坍落度筒。

　　2、把透明圓盤轉到混凝土試體上方并輕輕落下使與混凝土頂面接觸。

　　3、同時開啟振動臺和秒表，記下透明圓盤的底面被水泥漿布滿所需的時間，混凝土拌合物分類見：

　　分類坍落度(㎜)干硬度(s)

　　干硬性060～120

　　半干硬性030～60

　　低塑性10～5015～30

　　塑性50～1505～15

　　流動性>150

　　對混凝土坍落度或工作度大小的選擇，要根據(jù)成型的方法、截面大小、鋼筋疏密程度來決定。

　　什么是普通混凝土？

　　用水泥作為膠凝材料，用砂、石作為細、粗骨料，加水拌和制成的混凝土，就是普通混凝土。在整個混凝土家族中，普通混凝土使用最早，用途最廣，許多期貨品種的混凝土都是在它的基礎上發(fā)展起來的。

　　普通混凝土，簡稱混凝土。它的主要特性如下：

　　1、混凝土具有較高的抗壓強度，一般為20～50Mpa，能夠承受較大的荷載。

　　2、混凝土在凝結前，有良好的塑性，可以根據(jù)需要制成各種形狀和尺寸的結構、構件。

　　3、有很好的耐久性，在空氣中能長期經受干濕、冷熱、凍融的變化而不損壞。

　　4、在干燥情況下，混凝土的導熱系數(shù)為1.3Kcal/m·h·℃，其值雖然較大，但僅為鋼材的四十分之一，所以有一定的保溫隔熱性能。

　　5、混凝土的容重為2400㎏/m3。這種混凝土同鋼材相比，作為結構材料使用時，為了承受同等的荷載，需要選用較大截面尺寸，因而自重較大。

　　6、混凝土的抗壓強度很高?？箟簭姸韧估瓘姸鹊谋戎?，叫脆性系數(shù)達10，所以混凝土在破損時，會出現(xiàn)脆性材料突然破壞的特點。

　　為什么混凝土中要使用外加劑？

　　外加劑被日益普遍使用，是建筑工程結構和技術發(fā)展的客觀要求。近年來，在整體現(xiàn)澆混凝土結構中出現(xiàn)了高層、大跨度和各種新的結構體系。

　　在裝配式預制混凝土構件中出現(xiàn)了許多大型、薄壁等新的構件型式，在混凝土施工中出現(xiàn)了大體積混凝土、噴射混凝土、真空吸水混凝土、滑模施工混凝土等新的施工技術，因而對混凝土提出了大流動性、早強、高強、速凝、緩凝、低水化熱、抗凍、抗?jié)B等各種性能要求，摻用外加劑正是為了改善混凝土的性能，提高工程質量，降低工程造價，促進新工藝的要求。

　　混凝土的性能是由水泥、砂、石子和水的比例決定的。為了改善混凝土的某一種性能，可以調整原材料的比例。但這樣往往會造成另一方面的損失。

　　例如，為了加大混凝土的流動性，可以增加水用量，但這樣就會降低混凝土的強度。為了提高混凝土早期強度，可以增加水泥用量，但這樣除了加大成本外，還可能增加混凝土的收縮和徐變。

　　而采用外加劑，就可以避免上述缺陷，在對混凝土的另外一些性能影響不大的情況下，采用混凝土外加劑，可以大大改善混凝土的某一種性能。

　　例如，只要在混凝土中摻入0.2%～0.3%的木質素磺酸鈣減水劑，在不增加水用量的情況下，可以提高混凝土坍落度一倍以上；只要在混凝土中摻入2%～4%的硫酸鈉糖鈣(NC)復合劑，在不增加水泥用量的情況下，可以提高混凝土早期強度60%～70%，還可以提高混凝土的后期強度。

　　為何要有配合比?

　　所謂“混凝土配合比”——水泥、砂、石以及水用量之間的比例。

　　混凝土的各種性能，如強度、耐久性及混凝土拌合物的各種性能都直接受它的成份配合比的影響；配合比變更，混凝土的各種性能也隨之改變；而且其中水泥用量的多少還會影響混凝土的成本。

　　為了滿足一定操作條件所要求的和易性及流動性和保證工程上所提出的混凝土強度、耐久性等各種性能，以及更多地節(jié)約水泥，降低成本，達到經濟合理的目的，就必須選擇合適的混凝土配合比。

　　混凝土配合比必須按重量計算?

　　混凝土組成材料配料(稱量)的準確性是保證混凝土工程質量，節(jié)約原材料的重要條件。一般對水泥、水、摻合料及其他膠凝物質的稱量誤差，以重量計，不得超過±2%。骨料稱量誤差不得超過±3%。

　　由于砂、石、水泥等材料濕度、密度等不同，常使同體積的材料的重量相關很大。因此，混凝土配合比都以重量計算進行控制。這樣的配合比計算法比用體積法更準確。

　　混凝土硬化后產生龜裂是什么原因?

　　混凝土硬化后產生龜裂之原因甚多，一般是受兩種以上之原因而造成龜裂。

　　通?；炷两Y構物負荷過重而產生拉應力，若混凝土抗拉強度不抵拉應力，便產生龜裂?；炷磷冃沃虬ǜ稍锸湛s、溫度變化、化學作用以及結構上之因素，此時應就材料、配比、養(yǎng)護等方面設法使收縮量減少，另一方面則應從施工、設計上設法彌補先天性易龜裂之各種狀況。

　　為什么混凝土硬化后表面產生白華？

　　混凝土硬化干燥后，外界之雨水、地下水、養(yǎng)生用水等經孔隙滲入硬化體內，使水硬性膠體或無機鹽類的水溶液流出，再與空氣中之二氧化碳反應成硫物質，待水份蒸發(fā)后即附著于硬化體表面，此現(xiàn)象稱為白華，又叫「壁癌」。

　　白華剛開始可以用肥皂水清洗，若碳酸化后可使用稀釋鹽酸清洗再用水洗去，但白華雖經擦拭，往往仍會再流出，防止白華之方法，必須使用澆置均勻且致密之混凝土，使孔隙減少，再適當降低水灰比，減少骨材中之含泥量，使用清潔之拌合水，高品質之水泥，摻加減水劑，適當之養(yǎng)護，現(xiàn)場盡力防止雨水侵入，方可防患未然。

　　砼外加劑對水泥的適應性?

　　1、水泥礦石是否穩(wěn)定影響礦物組分是否穩(wěn)定，從而影響到砼外加劑對水泥的適應性。

　　2、水泥生產工藝，如立窯與回轉窯，冷卻制度中的急冷措施控制得怎樣，石膏粉磨時的溫度等，造成水泥中礦物組分、晶相狀態(tài)，石膏形態(tài)發(fā)生改變，從而影響到砼外加劑對水泥的適應性。

　　3、水泥中吸附外加劑能力:C3A>C4AF>C3S>C2S，水泥水化速率與礦物組分直接相關。

　　4、水泥存放一段時間后，溫度下降，使砼外加劑高溫適應性得到改善，而且f-CaO吸收空氣中的水后轉變成Ca(OH)2，吸收空氣中的CO2后轉變成CaCO3，從而使Mwo下降，也使砼和易性得到改善，使新拌砼塌落度損失減緩，砼的凝結時間稍延長。

　　5、普通硅酸鹽水泥的需水量稍大于礦渣水泥，其保水性好，但一般塌落損失也較快。

　　6、C3A含量較高的水泥，塌落度損失快，保水性好。

　　7、水泥中親水性摻合料保水性好；火山灰質水泥保水性差，易泌水。

　　8、溫度、濕度高低直接影響砼外加劑對水泥的適應性。

　　9、配合比中的砂、石級配及砂、石、水、膠材的比例也影響砼外加劑對水泥的適應性。