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建筑书籍 建筑材料常见问题解答--混凝土

建筑材料常见问题解答
混 凝 土

1. 从广义上是如何定义混凝土的?
答:从广义上讲,混凝土是以胶凝材料、粗细骨料及其它外掺材料按适当比例拌制、成型、养护、硬化而成的人工石材。

2. 混凝土可以从哪几方面进行分类?
答:混凝土的分类:
按胶凝材料不同,可分为水泥混凝土、沥青混凝土、水玻璃混凝土、聚合物混凝土等。
按体积密度不同,可分为特重混凝土、重混凝土、轻混凝土、特轻混凝土。
按性能特点不同,可分为抗渗混凝土、耐酸混凝土、耐热混凝土、高强混凝土、自密实混凝土等。
按施工方法分类,可分为现浇混凝土、预制混凝土、泵送混凝土、喷射混凝土等。

3. 混凝土有哪些优点和缺点?
答:混凝土的优点主要反映在以下几个方面:
(1)材料来源广泛
混凝土中占整个体积80%以上的砂、石料均就地取材,其资源丰富,有效降低了制作成本。
(2)性能可调整范围大
根据使用功能要求,改变混凝土的材料配合比例及施工工艺可在相当大的范围内对混凝土的强度、保温耐热性、耐久性及工艺性能进行调整。
(3)在硬化前有良好的塑性
拌合混凝土优良的可塑成型性,使混凝土可适应各种形状复杂的结构构件的施工要求。
(4)施工工艺简易、多变
混凝土既可简单进行人工浇筑。亦可根据不同的工程环境特点灵活采用泵送、喷射、水下等施工方法。
(5)可用钢筋增强
钢筋与混凝土虽为性能迥异的两种材料,但两者却有近乎相等的线胀系数,从而使它们可共同工作。弥补了混凝土抗拉强度低的缺点,扩大了其应用范围。
(6)有较高的强度和耐久性
近代高强混凝土的抗压强度可达100MPa以上,同时具备较高的抗渗、抗冻、抗腐蚀、抗碳化性,其耐久年限可达数百年以上。
混凝土的缺点:
自重大、养护周期长、导热系数较大、不耐高温、拆除废弃物再生利用性较差等缺点,随着混凝土新功能、新品种的不断开发,这些缺点正不断克服和改进。

4. 混凝土应用的基本要求是什么?
答:混凝土应用的基本要求是:
(1)要满足结构安全和施工不同阶段所需要的强度要求。
(2)要满足混凝土搅拌、浇筑、成型过程所需要的工作性要求。
(3)要满足设计和使用环境所需要的耐久性要求。
(4)要满足节约水泥,降低成本的经济性要求。
简单的说,就是要满足强度、工作性、耐久性和经济性的要求,这些要求也是混凝土配合比设计的基本目标。

5. 普通混凝土是由哪四种基本组成材料,它们各起何作用?
答:水、水泥、砂(细骨料)、石子(粗骨料)是普通混凝土的四种基本组成材料。水和水泥形成水泥浆,在混凝土中赋予拌合混凝土以流动性;粘接粗、细骨料形成整体;填充骨料的间隙,提高密实度。砂和石子构成混凝土的骨架,有效抵抗水泥浆的干缩;砂石颗粒逐级填充,形成理想的密实状态,节约水泥浆的用量。

6. 水泥的选用主要考虑哪些因素?
答:水泥的选用,主要考虑的是水泥的品种和强度等级。
水泥的品种应根据工程的特点和所处的环境气候条件,特别是应针对工程竣工后可能遇到的环境影响因素进行分析,并考虑当地水泥的供应情况作出选择,相关内容在第四章中已有阐述。

7.混凝土用砂是如何分类的?
答:按砂的生成过程特点,可将砂分为天然砂和人工砂。
天然砂根据产地特征,分为河砂、湖砂、山砂和海砂。河砂、湖砂材质最好,其洁净、无风化、颗粒表面圆滑。山砂风化较严重,含泥较多,含有机杂质和轻物质也较多,质量最差。海砂中常含有贝壳等杂质,所含氯盐、硫酸盐、镁盐会引起水泥的腐蚀,故材质较河砂为次。
人工砂是经除土处理的机制砂和混合砂的统称。机制砂是由机械破碎、筛分而得的岩石颗粒,但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。混合砂是由机制砂和天然砂混合而成的砂。

8. 根据国家标准GB/T14684-2001,砂按技术要求分为哪几个级别?砂的技术要求主要有哪几方面的要求?
答:根据国家标准GB/T14684-2001,砂按技术要求分为I类、II类、III类三个级别。
砂的技术要求主要有以下几个方面。
(1)砂的粗细程度及颗粒级配;
(2)砂的含水状态;
(3)含泥量、泥块含量和石粉含量;
(4)砂的有害物质。

9. 混凝土对砂的基本要求有哪些?
答:混凝土对砂的基本要求:
(1)砂的颗粒的总表面积要小,即砂尽可能粗。
在混凝土中,水泥浆是通过骨料颗粒表面来实现有效粘结的,骨料的总表面积越小,水泥越节约。
(2)砂的颗粒级配良好。
颗粒级配是指粒径大小不同的砂相互搭配的情况。砂颗粒间大小搭配合理,达到逐级填充,减小空隙率,以实现尽可能高的密实度。可见用级配良好的砂配制混凝土,不仅空隙率小节约水泥,而且因水泥的用量减小,水泥石含量少,混凝土的密实度提高,从而强度和耐久性得以加强。

10. 砂的粗细程度和颗粒级配是由什么来进行测定的?如何判断砂粗细程度?
答:砂的粗细程度和颗粒级配是由砂的筛分试验来进行测定的。
判断砂粗细程度的指标是细度模数,细度模数越大,砂越粗。细度模数在一定程度上反映砂颗粒的平均粗细程度,但不能反映砂粒径的分布情况,不同粒径分布的砂,可能有相同的细度模数。

11. 砂的含水状态从干到湿可分为哪四种状态?
答:砂的含水状态,从干到湿可分为四种状态:
(1)全干状态,或称烘干状态,是砂在烘箱中烘干至恒重,达到内、外部均不含水。
(2)气干状态,在砂的内部含有一定水份,而表层和表面是干燥无水的,砂在干燥的环境中自然堆放达到干燥往往是这种状态。
(3)饱和面干状态,即砂的内部和表层均含水达到饱和状态,而表面的开口孔隙及面层却处于无水状态。拌合混凝土的砂处于这种状态时,与周围水的交换最少,对配合比中水的用量影响最小。
(4)湿润状态,砂的内部不但含水饱和,其表面还被一层水膜覆裹,颗粒间被水所充盈。

12.什么是细骨料?什么是粗骨料?
答:细骨料是指粒径小于4.75mm的岩石颗粒,通常称为砂。
粗骨料是指粒径大于4.75mm的岩石颗粒。常将人工破碎而成的石子称为碎石,即人工石子。而将天然形成的石子称为卵石。
13. 粗骨料的技术性能主要有哪几项?
答:粗骨料的技术性能主要有以下各项:
(1)最大粒径及颗粒级配;
(2)强度及坚固性;
(3)针片状颗粒含量;
(4)有害物质含量。

14. 混凝土对粗骨料的基本要求有哪些?这两项要求分别用什么表示?
答:混凝土对粗骨料的基本要求也是颗粒的总表面积要小和颗粒大小搭配要合理,以达到水泥的节约和逐级填充形成最大的密实度。
这两项要求分别用最大粒径和颗粒级配表示。
15. 什么是最大粒径?加大最大粒径对混凝土有何影响?《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)对最大粒径有何规定?
答:粗骨料公称粒径的上限称为该粒级的最大粒径。如公称粒级5-20(mm)的石子其最大粒径即20mm。
最大粒径在一定程度上反映了粗骨料的平均粗细程度。拌合混凝土中粗骨料的最大粒径加大,总表面积减小,单位用水量有效减少。在用水量和水灰比固定不变的情况下,最大粒径加大,骨料表面包裹的水泥浆层加厚,混凝土拌合物可获较高的流动性。若在工作性一定的前提下,可减小水灰比,使强度和耐久性提高。通常加大粒径可获得节约水泥的效果。但最大粒径过大(大于150 mm)不但节约水泥的效率不再明显,而且会降低混凝土的抗拉强度,会对施工质量,甚至对搅拌机械造成一定的损害。
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的规定:混凝土用的粗骨料,其最大粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4,且不得超过钢筋最小净间距的3/4。对混凝土的实心板,骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3,且不得超过40mm。

16. 粗骨料的颗粒级配按实际使用情况分为哪两种?连续级配和间断级配各有何有何优缺点?级配原则是什么?
答:粗骨料的颗粒级配按实际使用情况分为两种。
连续级配是石子的粒径从大到小连续分级,每一级都占适当的比例。连续级配的颗粒大小搭配连续合理(最小粒径都从5mm起),用其配置的混凝土拌合物工作性好,不易发生离析,在工程中应用较多。但其缺点是,当最大粒径较大(大于40mm)时,天然形成的连续级配往往与理论最佳值有偏差,且在运输、堆放过程中易发生离析,影响到级配的均匀合理性。
间断级配是石子粒级不连续,人为剔去某些中间粒级的颗粒而形成的级配方式。间断级配能更有效降低石子颗粒间的空隙率,使水泥达到最大程度的节约,但由于粒径相差较大,故拌合混凝土易发生离析,间断级配需按设计进行掺配而成。
无论连续级配还是间断级配,其级配原则是共同的,即骨料颗粒间的空隙要尽可能小;粒径过度范围小;骨料颗粒间紧密排列,不发生干涉。如图6-4所示

17. 粗骨料的强度指标有哪两种?什么是骨料颗粒的坚固性?
答:粗骨料的强度有立方体抗压强度和压碎指标值两种。
骨料颗粒在气候、外力及其它物理力学因素作用下抵抗碎裂的能力称为坚固性。

18. 对混凝土拌合用水有何要求?混凝土拌合用水各有何适用?
答:拌合用水所含物质对混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土不应影响混凝土的工作性及凝结;有碍于混凝土强度发展;降低混凝土的耐久性,加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断;污染混凝土表面。
符合国家标准的生活用水(自来水、河水、江水、湖水)可直接拌制各种混凝土。海水只可用于拌制素混凝土。地表水和地下水首次使用前应按规定进行检测,有关指标值在限值内才可作为拌合用水。

19.什么是混凝土拌合物的工作性?混凝土拌合物的工作性在哪些方面有所体现?混凝土拌合物包括哪三个方面的技术要求?
答:工作性又称和易性,是指混凝土拌合物在一定的施工条件和环境下,是否易于各种施工工序的操作,以获得均匀密实混凝土的性能。
工作性在搅拌时体现为各种组成材料易于均匀混合,均匀卸出;在运输过程中体现为拌合物不离析,稀稠程度不变化;在浇筑过程中体现为易于浇筑、振实、流满模板;在硬化过程中体现为能保证水泥水化以及水泥石和骨料的良好粘结。可见混凝土的工作性应是一项综合性质。
目前普遍认为,它应包括流动性、粘聚性、保水性三个方面的技术要求。

20. 什么是混凝土拌合物的流动性、粘聚性与保水性?它们各反映了混凝土拌合物的什么性质?
答:(1)流动性
流动性是指混凝土拌合物在本身自重或机械振捣作用下产生流动,能均匀密实流满模板的性能,它反映了拌合混凝土的稀稠程度及充满模板的能力。
(2)粘聚性
粘聚性是指混凝土拌合物的各种组成材料在施工过程中具有一定的粘聚力,能保持成分的均匀性,在运输、浇筑、振捣、养护过程中不发生离析、分层现象。它反映了混凝土拌合物的均匀性。
(3)保水性
保水性是指混凝土拌合物在施工过程中具有一定的保持水分的能力,不产生严重泌水的性能。保水性也可理解为水泥、砂、石子与水之间的粘聚性。保水性差的混凝土,会造成水的泌出,影响水泥的水化;会使混凝土表层疏松,同时泌水通道会形成混凝土的连通孔隙而降低其耐久性。它反映了混凝土拌合物的稳定性。

21. 混凝土拌合物的工作性常用的测定法有哪两种?它们各有何适用?由坍落度的大小可将混凝土拌合物分为哪四类?
答:(1)混凝土拌合物的工作性常用的测定法有坍落度试验法和维勃稠度两种。
(2)坍落度试验法一般仅适用骨料最大粒径不大于40mm,坍落度值不小于10mm的混凝土拌合物流动性的测定。维勃稠度测定法主要适用于干硬性的混凝土,
(3)由坍落度的大小可将混凝土拌合物分为干硬性混凝土(S
 

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