混凝土性能
和易性
混凝土現(xiàn)場 拌合物最重要的性能。主要包括流動性、粘聚性和保水性三個方面。它綜合表示拌合物的稠度、流動性、可塑性、抗分層離析泌水的性能及易抹面性等。測定和表示拌合物和易性的方法和指標(biāo)很多,中國主要采用截錐坍落筒測定的坍落度(毫米)及用維勃儀測定的維勃時間(秒),作為稠度的主要指標(biāo)。
強度
混凝土硬化后的最重要的力學(xué)性能,是指混凝土抵抗壓、拉、彎、剪等應(yīng)力的能力。水灰比、水泥品種和用量、集料的品種和用量以及攪拌、成型、養(yǎng)護(hù),都直接影響混凝土的強度?;炷涟礃?biāo)準(zhǔn)抗壓強度(以邊長為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)28天,按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的具有95%保證率的立方體抗壓強度)劃分的強度等級,稱為標(biāo)號,分為C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95、C100共19個等級。混凝土的抗拉強度僅為其抗壓強度的1/10~1/20。提高混凝土抗拉、抗壓強度的比值是混凝土改性的重要方面。
變形
混凝土在荷載或溫濕度作用下會產(chǎn)生變形,主要包括彈性變形、塑性變形、收縮和溫度變形等?;炷猎诙唐诤奢d作用下的彈性變形主要用彈性模量表示。在長期荷載作用下,應(yīng)力不變,應(yīng)變持續(xù)增加的現(xiàn)象為徐變,應(yīng)變不變,應(yīng)力持續(xù)減少的現(xiàn)象為松弛。由于水泥水化、水泥石的碳化和失水等原因產(chǎn)生的體積變形,稱為收縮。
硬化混凝土的變形來自兩方面:環(huán)境因素(溫、濕度變化)和外加荷載因素,因此有:
1).荷載作用下的變形
1.彈性變形
2.非彈性變形
2).非荷載作用下的變形
1.收縮變形(干縮、自收縮)
2.膨脹變形(濕脹)
3).復(fù)合作用下的變形
1.徐變
耐久性
混凝土在使用過程中抵抗各種破壞因素作用的能力。混凝土耐久性的好壞,決定混凝土工程的壽命。它是混凝土的一個重要性能,因此長期以來受到人們的高度重視。
在一般情況下,混凝土具有良好的耐久性。但在寒冷地區(qū),特別是在水位變化的工程部位以及在飽水狀態(tài)下受到頻繁的凍融交替作用時,混凝土易于損壞。為此對混凝土要有一定的抗凍性要求。用于不透水的工程時,要求混凝土具有良好的抗?jié)B性和耐蝕性???jié)B性 、抗凍性 、抗侵蝕性 為混凝土耐久性。
影響混凝土耐久性的破壞作用主要有6種:
冰凍-融解循環(huán)作用:是最常見的破壞作用,以致有時人們用抗凍性來代表混凝土的耐久性。凍融循環(huán)在混凝土中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,促使裂縫發(fā)展、結(jié)構(gòu)疏松,直至表層剝落或整體崩潰。
環(huán)境水的作用:包括淡水的浸溶作用、含鹽水和酸性水的侵蝕作用等。其中硫酸鹽、氯鹽、鎂鹽和酸類溶液在一定條件下可產(chǎn)生劇烈的腐蝕作用,導(dǎo)致混凝土的迅速破壞。環(huán)境水作用的破壞過程可概括成為兩種變化:一是減少組分,即混凝土中的某些組分直接溶解或經(jīng)過分解后溶解;二是增加組分,即溶液中的某些物質(zhì)進(jìn)入混凝土中產(chǎn)生化學(xué)、物理或物理化學(xué)變化,生成新的產(chǎn)物。上述組分的增減導(dǎo)致混凝土體積的不穩(wěn)定。
風(fēng)化作用:包括干濕、冷熱的循環(huán)作用。在溫度、濕度變幅大、變化快的地區(qū)以及兼有其他破壞因素(例如鹽、堿、海水、凍融等)作用時,常能加速混凝土的崩潰。
中性化作用:在空氣中的某些酸性氣體,如Cl2、H2S和CO2在適當(dāng)溫、濕度條件下使混凝土中液相的堿度降低,引起某些組分的分解,并使體積發(fā)生變化。
鋼筋銹蝕作用:在鋼筋混凝土中,鋼筋因電化學(xué)作用生銹,體積增加,脹壞混凝土保護(hù)層,結(jié)果又加速了鋼筋的銹蝕,這種惡性循環(huán)使鋼筋與混凝土同時受到嚴(yán)重的破壞,成為毀壞鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一個最主要原因。
堿-集料反應(yīng):最常見的是水泥或水中的(堿分Na2O、K2O) 和某些活性集料(如蛋白石、燧石、安山巖、方石英)中的SiO2起反應(yīng),在界面區(qū)生成堿的硅酸鹽凝膠,使體積膨脹,最后能使整個混凝土建筑物崩解。這種反應(yīng)又名堿-硅酸反應(yīng)。此外還有堿-硅酸鹽反應(yīng)與堿-碳酸鹽反應(yīng)。
此外,有人將抵抗磨損、氣蝕、沖擊以至高溫等作用的能力也納入耐久性的范圍。
上述各種破壞作用還常因其具有循環(huán)交替和共存疊加而加劇。前者導(dǎo)致混凝土材料的疲勞;后者則使破壞過程加劇并復(fù)雜化而難于防治。
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