Part3.建筑材料

【课前引例】

某寒冷地区大型水闸施工过程中，为提高混凝土抗冻性能，施工单位严格控制施工质量，采取对混凝土加强振捣与养护等措施。

问题：除上述事件中给出的措施外，提高混凝土抗冻性还有哪些主要措施?

知识点：混凝土的分类和质量要求

一、混凝土骨料的分类和质量要求

(一)细骨料(粒径在0.15～4.75mm)

1.砂按技术要求分为：Ⅰ类(强度等级大于C60)、Ⅱ类(C30～C60)、Ⅲ类(小于C30)。

2.砂的颗粒级配和粗细程度常用筛分的方法进行测定(500g干砂试样由粗到细依次过筛)。用砂的级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数MX表示砂的粗细程度。细度模数越大，表示砂越粗。

粗砂：3.7～3.1; 中砂：3.0～2.3;

细砂：2.2～1.6; 特细砂：1.5～0.7。

(二)粗骨料(粒径大于4.75mm)

1.粗骨料分类

碎石和卵石按技术要求：Ⅰ类(强度等级大于C60)、Ⅱ类(C30～C60)、Ⅲ类(小于C30)。

2.粗骨料的主要质量要求

(2)碎石：有棱角、表面粗糙，与水泥粘结性能好。

卵石：与水泥的粘结性能差，但拌合物工作性能好。

(3)粗骨料公称粒级上限称为该粒级的最大粒径。

在条件许可的情况下，粗骨料的最大粒径尽量选大。高强混凝土，粒径最好不大于40mm。

(4)压碎指标表示粗骨料抵抗受压破坏的能力，其值越小，表示抵抗压碎的能力越强。

(6)骨料的含水状态。干燥、气干、饱和面干、湿润状态等四种。计算普通混凝土配合比，一般以干燥状态的骨料为准，而大型水利工程常以饱和面干状态的骨料为基准。

建筑材料与水有关的性质

(1)亲水性与憎水性。根据材料能否被水浸润;亲水性材料包括砖、混凝土等;憎水性材料如沥青等。

(2)吸水性。指材料在水中吸收水分的性质，可用材料的吸水率来反映。

(3)吸湿性。指材料在潮湿的空气中吸收水蒸气的性质，可用材料的含水率来反映。

(4)耐水性。指材料在饱和水作用下强度不显著降低的性质。

二、混凝土的分类和质量要求

(二)砼的主要质量要求

1.和易性。流动性、黏聚性、保水性。

2.强度。抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度等。

3.变形。

4.耐久性。抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗磨性、抗碱-骨料反应等性能。

(1)和易性的指标和测定方法

一般常用坍落度定量地表示拌合物流动性大小。坍落度越大，表明流动性越大。

按坍落度大小，将混凝土拌合物分为：

低塑性(10～40mm);

塑性(50～90mm)

流动性(100～150mm);

大流动性(≥160mm)。

对于干硬性混凝土拌合物(坍落度小于10mm)，采用维勃稠度(VB)作为其和易性指标。

(2)影响混凝土拌合物和易性的因素

①水泥浆含量的影响。单位体积混凝土内水泥浆含量越多，拌合物的流动性越大。

②含砂率的影响。

含砂率：砂的用量占砂、石总用量(质量)百分比。

最佳砂率：在水胶比一定的条件下，当混凝土拌合物达到要求的流动性，而且具有良好的黏聚性及保水性时，水泥用量最省的含砂率。

③水泥浆稀稠的影响。当水胶比较小时，水泥浆较稠，拌合物的黏聚性较好，泌水较少，但流动性较小。

2.强度

(1)混凝土的立方体抗压强度

边长150mm，标准养护(温度20±2℃、相对湿度95%以上)至28d龄期，用标准试验方法测得极限抗压强度，称为混凝土标准立方体抗压强度，以fcu表示。

在立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%强度保证率的立方体试件抗压强度，称为混凝土立方体抗压强度标准值(以MPa计)，以fcu，k表示。(C15～80;14级)

C25混凝土：指25MPa≤fcu，k<30MPa的混凝土。

预应力混凝土结构的混凝土强度等级不小于C30。

(2)混凝土的抗拉强度

混凝土的抗拉强度一般为抗压强度的1/10～1/20。

4.耐久性

混凝土的耐久性是一个综合性概念，包括抗渗(材料用渗透系数K表示，K值越大，代表抗渗性能越差;混凝土用抗渗等级W表示)、抗冻(用抗冻等级F表示)、抗侵蚀、抗碳化、抗磨性、抗碱-骨料反应等性能。

(1)混凝土的抗渗性

用抗渗等级(W)表示，以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验所能承受最大水压力(MPa)确定。

W2、W4、W6、W8、W10、W12等6个等级，表示一组6个试件中4个未出现渗水时最大水压力分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa。

提高混凝土抗渗性能措施有：提高混凝土的密实度，改善孔隙构造，减少渗水通道;减小水胶比;掺加引气剂;选用适当品种的水泥;注意振捣密实、养护充分等。

(2)混凝土的抗冻性

混凝土抗冻性以抗冻等级(F)表示，抗冻等级按28d龄期的试件用快冻实验方法确定。

分为F50、F100、F150、F200、F250、F300、F400等7个等级，相应表示混凝土抗冻性试验能经受50、100、150、200、250、300、400次的冻融循环。

提高混凝土抗冻性最主要的措施是：提高混凝土的密实度;减小水胶比;掺和外加剂;严格控制施工质量，注意捣实，加强养护等。

(3)提高混凝土耐久性的主要措施

①严格控制水灰比。

②混凝土所用材料的品质，应符合有关规范的要求。

③合理选择骨料级配。

④掺用减水剂及引气剂。减少混凝土用水量及水泥用量，改善混凝土孔隙结构;提高抗冻性及抗渗性的有力措施。

⑤保证混凝土施工质量。

【课前引例】

某寒冷地区大型水闸施工过程中，为提高混凝土抗冻性能，施工单位严格控制施工质量，采取对混凝土加强振捣与养护等措施。

问题：除上述事件中给出的措施外，提高混凝土抗冻性还有哪些主要措施?

『正确答案』提高混凝土抗冻性最主要的措施包括：提高混凝土的密实度;减小水胶比;掺和外加剂;严格控制施工质量，注意捣实，加强养护等。

【课堂习题】

某水闸底板混凝土所用砂的细度模数(Mx)为2.6，该砂属于(　)砂。

A.粗　　B.中

C.细　　D.特细

『正确答案』B

『答案解析』本题考查的是混凝土骨料的分类和质量要求。依据砂的细度模数分级3.0～2.3之间为中砂。

【课堂习题】

反映水泥混凝土质量的主要技术指标有(　)。

A.安定性　　B.和易性　　C.压缩性

D.耐久性　　E.变形

『正确答案』BDE

『答案解析』本题考查的是混凝土骨料的分类和质量要求。反映水泥混凝土质量的主要技术指标包括和易性、强度、变形、耐久性。