混凝土基本性能都有哪些（混凝土基礎知識）

2023-04-15 10:24:05

一、硬化混凝土的性能—力學性能

（一）抗壓強度抗壓強度是混凝土的最基本性能，所謂混凝土的標號就是以混凝土的抗壓強度為依據的。（1）影響混凝土抗壓強度的主要因素。當齡期和溫度一定時，混凝土強度主要取決於水泥強度、水膠比和密實度，礦物摻合料對混凝土抗壓強度也有非常大的影響。（2）對於富混凝土，水泥漿體的數量足以填充骨料的空隙，使混凝土達到密實。較大的骨料容易形成較大的缺陷，混凝土強度等級越高，對缺陷控制的要求也越高，因此，高強度等級的混凝土通常採用較小徑粒的粗骨料。對於貧混凝土，混凝土中水泥漿的數量是不足的。混凝土中的缺陷主要取決於水泥漿對骨料空隙的填充的程度，骨料最大粒徑的增加有助於提高混凝度的密實程度，因而使混凝土的強度提高。（二）抗拉強度（1）影響混凝土抗拉強度的主要因素：a、水泥強度。b、水灰比。c、養護的溼度條件是影響混凝土抗拉強度的關鍵因素。環境越潮溼，混凝土抗拉強度越高。潮溼環境對混凝土抗拉強度有兩方面的作用：①有利於膠凝材料的水化。②防止硬化水泥石的幹縮。d、齡期。（三）抗拉強度與抗壓強度的關係。抗拉強度與抗壓強度不是直線關係。混凝土強度拉/壓比隨抗壓強度的提高，拉/壓比降低。除此之外，礦物外加劑的品種和摻量、養護條件、硬化水泥石的脹縮性能等對混凝土的抗拉強度和抗壓強度有著不同的影響規律，因此，也將顯著地影響混凝土的拉/壓比。

二、硬化混凝土的性能—抗滲性

（1）影響混凝土抗滲性的因素所有能影響混凝土孔結構的因素都能影響混凝土的抗滲性。其中，影響程度最大的因素為水灰比和齡期。水灰比越大，混凝土的空隙率越高，因此，混凝土的抗滲性隨水灰比的增加而降低。混凝土的抗滲性隨齡期的推移而提高。（二）改善混凝土抗滲性的技術措施（1）降低混凝土的水灰比（2）摻入化學外加劑。從混凝土的抗滲性來說，減少劑和引起劑有著非常重要的作用。（3）採用優質礦物摻合料。

三、硬化混凝土的性能—變形性能

硬化混凝土的變形可以分為三類：一是由於水泥的水化反應引起的變形；二是在外力作用下的變形；三是由於環境條件而導致的變形。（一）水泥水化反應而產生的變形水泥漿體的水化硬化過程經歷三個階段：一是流動階段。二是塑性階段。在塑性階段，水泥漿由流動性轉變為可塑性，且幾乎沒有強度。因此，在約束條件下，水泥水化所引起的體積變化很容易產生裂縫。在這個階段如對裂縫加以合理抹壓，多數裂縫是可以癒合的。三是硬化階段。水泥漿在這一階段已經完全失去流動性，水化過程中水泥漿的體積收縮必然在水泥石中產生拉應力。另一方面，在這一階段中，水泥石具有一定的強度。當水泥石的抵抗能力大於所產生的拉應力時，水泥石不開裂。反之當水泥石的抵抗能力小於所產生的拉應力時則出現開裂。（1）塑性收縮。所謂塑性收縮是指在塑性階段，由於水泥水化或失水所引起的體積收縮，也稱為凝縮。塑性收縮與水泥的礦物組成有關。對於塑性收縮來說，C3A含量與石膏含量的匹配是十分重要的。石膏不僅具有調凝作用，對混凝土的塑性收縮以及其他性能都有十分重要的影響，應該予以充分的重視。混凝土的塑性收縮主要來自於水泥的水化反應，因此，在相同水灰比時，水泥用量越大，混凝土的塑性收縮也越大。水灰比較大時，水容易泌出，因而也會導致較大的塑性收縮。（2）自生體積變形混凝土在恆溫絕溼條件下，由膠凝材料的水化作用引起的體積變形稱為自生體積變形。混凝土的自生體積變形主要取決於膠凝材料的自生體積變形，與水泥品種、水泥用量及礦物摻和料、外加劑的種類和摻量有關。從防止混凝土開裂角度考慮，希望儘可能減小混凝土的自生體積收縮，甚至保持微膨脹狀態，在這一思想指導下，開發了膨脹劑。（二）外力作用下的變形混凝土中存在三種微裂縫。第一種是骨料界面上的黏結微裂縫，這是最主要的微裂縫，它在受載之前已經存在，並隨荷載的增加而擴展。隨著荷載的繼續增加，繼而出現第二和第三種微裂縫，即穿越砂漿的微裂縫及為數更少的穿越骨料的微裂縫。當荷載增加到極限荷載時，各種裂縫已發展到互相貫通的程度，混凝土最終破壞。（三）環境因素作用下的變形（1）混凝土的幹縮變形。在乾燥環境下混凝土由於失水而引起的變形稱為幹縮變形。影響混凝土幹縮的主要因素有：a、水泥對混凝土幹縮變形的影響。b、礦物摻和料對混凝土幹縮性能的影響。無論是作為水泥混合材，還是作為混凝土摻和料，摻入礦渣都將使混凝土的乾燥收縮增大。c、化學外加劑對混凝土幹縮變形的影響。在水泥用量不變的情況下，隨著減水劑、引氣劑的摻入混凝土水分蒸發率均增加，儘管用水量減少，但實驗結果表明，由於這些外加劑的摻入，混凝土的幹縮變形都有不同程度的增加。d、骨料對混凝土幹縮變形的影響。骨料的體積含量增大，混凝土的幹縮變形減小。e、環境條件對混凝土幹縮變形的影響。相對溼度越低，混凝土失去的水越多，混凝土的幹縮變形也就越大。在混凝土表面塗上塗料，或加以覆蓋，可以減少表面水分蒸發，混凝土的幹縮變形也相應減小。環境溫度升高也將導致混凝土的幹縮變形增大。f、構件尺寸對混凝土幹縮變形的影響。混凝土的幹縮變形隨體積/表面積比的增加而直線下降。對於一些板狀構件，或一些細長形的梁，體積/表面積比是非常小的，因此在澆築板狀構件或一些細長形的梁時，應特別注意表面保護，防止水分過快地損失。（2）混凝土的溼脹變形混凝土成型後在水中養護時常常表現出體積增加，這種變形稱為混凝土的溼脹變形。已乾燥的混凝土重新放入水中或溼度較高的環境中時，也會表現出這種溼脹變形。這種溼脹變形主要是由於水泥石中的水化膠凝吸水引起的。在水中養護時隨著UEA膨脹劑摻量的增加，硬化水泥石的膨脹率增大，值得注意的是礦物摻和料會減小水中養護時UEA膨脹劑的膨脹作用。（3）混凝土的碳化收縮在CO2作用下硬化水泥石也會產生收縮變形，這種收縮變形成為碳化收縮。碳化作用是在潮溼條件下大氣中的CO2與水泥的水化產物發生反應生成CaCO3等。碳化收縮是一種不可逆收縮，它有可能導致混凝土表面開裂。碳化作用降低了硬化水泥石的鹼度。（4）混凝土的溫度變形混凝土隨溫度變化而發生的體積變形稱為溫度變形。對於大體積混凝土來說，溫度變化是引起混凝土開裂的一個極其重要的方面。溫度差是導致混凝土溫度裂縫的根源，因此，減小溫度差是防止混凝土開裂的根本。溫度差可以由兩個方面引起：一是由環境的變化引起；二是由膠凝材料的水化熱引起。對於環境溫度變化所引起的溫度差，採取保溫措施是較常用的一種方法，特別是當混凝土澆築不久出現氣溫驟冷時，更應注意採取保溫措施。對於水化熱引起的溫差，可以從混凝土的配合比考慮，降低混凝土的放熱量，也可以採取內部降溫措施，減小水化熱溫升，或加強外部保溫。