混凝土作業(yè)
混凝土,簡稱為"砼(tóng)":是指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程復合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料,砂、石作集料;與水(可含外加劑和摻合料)按**比例配合,經(jīng)攪拌而得的水泥混凝土,也稱普通混凝土,它廣泛應用于土木工程。
混凝土是當代主要的土木工程材料之一。它是由膠凝材料,顆粒狀集料(也稱為骨料),水,以及必要時加入的外加劑和摻合料按**比例配制,經(jīng)均勻攪拌,密實成型,養(yǎng)護硬化而成的一種人工石材。
混凝土具有原料豐富,價格低廉,生產(chǎn)工藝簡單的特點,因而使其用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高,耐久性好,強度等級范圍寬等特點。這些特點使其使用范圍**廣泛,不僅在各種土木工程中使用,就是造船業(yè),機械工業(yè),海洋的開發(fā),地熱工程等,混凝土也是重要的材料。
考古人員發(fā)現(xiàn)5000年前的凌家灘先民不僅能夠制造精美的玉石器,而且已開始稻作農(nóng)業(yè),飼養(yǎng)或捕獵豬、鹿、鳥禽等多種動物豐富飲食品種。另外在房屋建設中,他們已懂得類似鋼筋混凝土的:“挖槽填燒土,木骨撐泥墻”的建筑工藝。
5000年前的凌家灘人不是只會簡單的搭建屋舍,事實證明,當時的凌家灘人已懂得“挖槽填燒土,木骨撐泥墻”的建筑工藝,這和如今的鋼筋混凝土非常相似。工作人員說,原始先民要用經(jīng)過火燒過土作為房基槽與墻體的填充材料,在基槽內(nèi)用木棍作為墻體的支撐柱,然后填埋紅燒的土塊,并在墻體兩側表面敷上較厚的粘泥,甚至一部分還可能用蘆葦桿加固。
1900年,萬國博覽會上展示了鋼筋混凝土在很多方面的使用,在建材領域引起了一場革命。法國工程師艾納比克1867年在巴黎博覽會上看到莫尼爾用鐵絲網(wǎng)和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后,受到啟發(fā),于是設法把這種材料應用于房屋建筑上。1879年,他開始制造鋼筋混凝土樓板,以后發(fā)展為整套建筑使用由鋼筋箍和縱向桿加固的混凝土結構梁。僅幾年后,他在巴黎建造公寓大樓時采用了經(jīng)過改善迄今仍普遍使用的鋼筋混凝土主柱、橫梁和樓板。
1884年德國建筑公司購買了莫尼爾的專利,進行了一批鋼筋混凝土的科學實驗,研究了鋼筋混凝土的強度、耐火能力。鋼筋與混凝土的粘結力。1887年德國工程師科倫首先發(fā)表了鋼筋混凝土的計算方法;英國人威爾森申請了鋼筋混凝土板專利;美國人海厄特對混凝土橫梁進行了實驗。1895年——1900年,法國用鋼筋混凝土建成了一批橋梁和人行道。1918年艾布拉姆發(fā)表了的計算混凝土強度的水灰比理論。鋼筋混凝土開始成為改變這個世界景觀的重要材料。
混凝土可以追溯到古老的年代,其所用的膠凝材料為粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世紀20年代出現(xiàn)了波特蘭水泥后,由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的強度和耐久性,而且原料易得,造價較低,特別是能耗較低,因而用途為廣泛(見無機膠凝材料)。
20世紀初,有人發(fā)表了水灰比等學說,初步奠定了混凝土強度的理論基礎。以后,相繼出現(xiàn)了輕集料混凝土、加氣混凝土及其他混凝土,各種混凝土外加劑也開始使用。60年代以來,廣泛應用減水劑,并出現(xiàn)了減水劑和相應的流態(tài)混凝土;高分子材料進入混凝土材料領域,出現(xiàn)了聚合物混凝土;多種纖維被用于分散配筋的纖維混凝土。現(xiàn)代測試技術也越來越多地應用于混凝土材料科學的研究。
和易性
混凝土拌合物重要的性能。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。
強度
混凝土硬化后的重要的力學性能,是指混凝土抵抗壓、拉、彎、剪等應力的能力。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,都直接影響混凝土的強度?;炷涟礃藴士箟簭姸龋ㄒ赃呴L為150mm的立方體為標準試件,在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護28天,按照標準試驗方法測得的具有百分之95保證率的立方體抗壓強度)劃分的強度等級,稱為標號,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,應力不變,應變持續(xù)增加的現(xiàn)象為徐變,應變不變,應力持續(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
彈性變形
非彈性變形
2)非荷載作用下的變形
收縮變形(干縮、自收縮)
膨脹變形(濕脹
3)復合作用下的變形
徐變
耐久性
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**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
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