二級(jí)建造師：掌握混凝土（含外加劑）的技術(shù)性能和應(yīng)用

　　一、混凝土的技術(shù)性能
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　　和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（攪拌、運(yùn)輸、澆筑、搗實(shí)）并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能，又稱工作性。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括流動(dòng)性、黏聚性和保水性等三方面的含義。流動(dòng)性是指混凝土拌合物在自重或機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻密實(shí)地填滿模板的性能；黏聚性是指在混凝土拌合物的組成材料之間有一定的黏聚力，在施工過程中不致發(fā)生分層和離析現(xiàn)象的性能；保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力，在施工過程中不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水現(xiàn)象的性能。
　　工地上常用坍落度試驗(yàn)來測(cè)定混凝土拌合物的坍落度或坍落擴(kuò)展度，作為流動(dòng)性指標(biāo)，坍落度或坍落擴(kuò)展度愈大表示流動(dòng)性愈大。對(duì)坍落度值小于10mm的干硬性混凝土拌合物，則用維勃稠度試驗(yàn)測(cè)定其稠度作為流動(dòng)性指標(biāo)，稠度值愈大表示流動(dòng)性愈小。混凝土拌合物的黏聚性和保水性主要通過目測(cè)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。
　　影響混凝土拌合物和易性的主要因素包括單位體積用水量，砂率，組成材料的性質(zhì)、時(shí)間和溫度等。單位體積用水量決定水泥漿的數(shù)量和稠度，它是影響混凝土和易性的最主要因素。砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總用量的百分率。組成材料的性質(zhì)包括水泥的需水量和泌水性、骨料的特性、外加劑和摻合料的特性等幾方面。
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　　1.混凝土立方體抗壓強(qiáng)度
　　按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》（GB/T50081-2002），制作邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度20±2℃，相對(duì)濕度95%以上）下，養(yǎng)護(hù)到28d齡期，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，以fcu表示，單位為N/mm2或MPa。
　　2.混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)
　　混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度（或稱立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值）是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度總體分布中具有不低于95%保證率的抗壓強(qiáng)度值，以fcu，k表示。
　　3.混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度
　　軸心抗壓強(qiáng)度的測(cè)定采用150mm×150mm×300mm棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。試驗(yàn)表明，在立方體抗壓強(qiáng)度fcu=10～55MPa的范圍內(nèi)，軸心抗壓強(qiáng)度fc=（0.70～0.80）fcu
　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，混凝土受壓構(gòu)件的計(jì)算采用混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度，更加符合工程實(shí)際。
　　4.混凝土的抗拉強(qiáng)度
　　混凝土抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/10～1/20，且隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，比值有所降低。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗拉強(qiáng)度是確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)，有時(shí)也用它來間接衡量混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度等。我國(guó)采用立方體的劈裂抗拉試驗(yàn)來測(cè)定混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度fts，并可換算得到混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度ft。
　　5.影響混凝土強(qiáng)度的因素
　　影響混凝土強(qiáng)度的因素主要有原材料及生產(chǎn)工藝方面的因素。原材料方面的因素包括：水泥強(qiáng)度與水灰比，骨料的種類、質(zhì)量和數(shù)量，外加劑和摻合料；生產(chǎn)工藝方面的因素包括：攪拌與振搗，養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度，齡期。
　　（三）混凝土的變形性能
　　混凝土的變形主要分為兩大類：非荷載型變形和荷載型變形。非荷載型變形指物理化學(xué)因素引起的變形，包括化學(xué)收縮、碳化收縮、干濕變形、溫度變形等。荷載作用下的變形又可分為在短期荷載作用下的變形；長(zhǎng)期荷載作用下的變形―徐變。
　　（四）混凝土的耐久性
　　混凝土的耐久性是指混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長(zhǎng)期保持其良好的使用性能和外觀完整性的能力。它是一個(gè)綜合性概念，包括抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、碳化、堿骨料反應(yīng)及混凝土中的鋼筋銹蝕等性能，這些性能均決定著混凝土經(jīng)久耐用的程度，故稱為耐久性。
　　1.抗?jié)B性?；炷恋目?jié)B性直接影響到混凝土的抗凍性和抗侵蝕性?；炷恋目?jié)B性用抗?jié)B等級(jí)表示，分P4、P6、P8、P10、P12共五個(gè)等級(jí)。混凝土的抗?jié)B性主要與其密實(shí)度及內(nèi)部孔隙的大小和構(gòu)造有關(guān)。
　　2.抗凍性?；炷恋目箖鲂杂每箖龅燃?jí)表示，分F10、F15、F25、F50、F100，F(xiàn)150，F(xiàn)200，F(xiàn)250和F300共九個(gè)等級(jí)?？箖龅燃?jí)F50以上的混凝土簡(jiǎn)稱抗凍混凝土。
　　3.抗侵蝕性。當(dāng)混凝土所處環(huán)境中含有侵蝕性介質(zhì)時(shí)，要求混凝土具有抗侵蝕能力。侵蝕性介質(zhì)包括軟水、硫酸鹽、鎂鹽、碳酸鹽、一般酸、強(qiáng)堿、海水等。
　　4.混凝土的碳化（中性化）?；炷恋奶蓟黔h(huán)境中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和水。碳化使混凝土的堿度降低，削弱混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，可能導(dǎo)致鋼筋銹蝕；碳化顯著增加混凝土的收縮，使混凝土抗壓強(qiáng)度增大，但可能產(chǎn)生細(xì)微裂縫，而使混凝土抗拉、抗折強(qiáng)度降低。
　　5.堿骨料反應(yīng)。堿骨料反應(yīng)是指水泥中的堿性氧化物含量較高時(shí)，會(huì)與骨料中所含的活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在骨料表面生成堿一硅酸凝膠，吸水后會(huì)產(chǎn)生較大的體積膨脹，導(dǎo)致混凝土脹裂的現(xiàn)象。因此，當(dāng)拌合混凝土使用活性骨料時(shí)，則水泥中的堿性氧化物含量應(yīng)小于0.6%或由設(shè)計(jì)方提出。

　　二、混凝土外加劑的種類與應(yīng)用
　　（一）外加劑種類
　　混凝土外加劑種類繁多，功能多樣，可按其主要功能分為以下四類：
　　1.改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。
　　2.調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等。
　　3.改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。
　　4.改善混凝土其他性能的外加劑，包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。
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　　目前建筑工程中應(yīng)用較多和較成熟的外加劑有減水劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑、引氣劑、膨脹劑、防凍劑等。
　　1.減水劑
　　混凝土中摻人減水劑，若不減少拌合用水量，能顯著提高拌合物的流動(dòng)性；當(dāng)減水而不減少水泥時(shí)，可提高混凝土強(qiáng)度；若減水的同時(shí)適當(dāng)減少水泥用量，則可節(jié)約水泥。同時(shí)，混凝土的耐久性也能得到顯著改善
　　2.早強(qiáng)劑
　　早強(qiáng)劑可加速混凝土硬化和早期強(qiáng)度發(fā)展，縮短養(yǎng)護(hù)周期，加快施工進(jìn)度，提高模板周轉(zhuǎn)率。多用于冬期施工或緊急搶修工程。
　　3.緩凝劑
　　緩凝劑主要用于高溫季節(jié)混凝土、大體積混凝土、泵送與滑模方法施工以及遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)纳唐坊炷恋龋灰擞糜谌兆畹蜌鉁?℃以下施工的混凝土，也不宜用于有早強(qiáng)要求的混凝土和蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土。緩凝劑的水泥品種適應(yīng)性十分明顯，不同品種水泥的緩凝效果不相同，甚至?xí)霈F(xiàn)相反的效果。因此，使用前必須進(jìn)行試驗(yàn)，檢測(cè)其緩凝效果。
　　4.引氣劑
　　引氣劑是在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣劑可改善混凝土拌合物的和易性，減少泌水離析，并能提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性。同時(shí)，含氣量增加，混凝土彈性模量降低，對(duì)提高混凝土的抗裂性有利。由于大量微氣泡的存在，混凝土的抗壓強(qiáng)度會(huì)有所降低。引氣劑適用于抗凍、防滲、抗硫酸鹽、泌水嚴(yán)重的混凝土等。
　　5.膨脹劑
　　6.防凍劑