《混凝土》讀書體會(huì)

1、混凝土讀書體會(huì)讀完這本書讓我對(duì)混凝土有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，之前我對(duì)混凝土完全不了 解，提到混凝土就會(huì)想到建筑工地上的鋼筋混凝土， 原本以為混凝土很簡(jiǎn)單沒有 多少可研究的東西，看完這本書后我才發(fā)現(xiàn)自己以前對(duì)混凝土的認(rèn)識(shí)有多淺薄， 看上去簡(jiǎn)單的東西研究起來卻如此復(fù)雜， 不是所有的混凝土都是簡(jiǎn)單的水泥里加 點(diǎn)水加點(diǎn)石子鋼筋就能滿足要求的，更不是只要強(qiáng)度達(dá)到要求的混凝土就可以 用。以下是我通過讀書對(duì)混凝土的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)1. 對(duì)混凝土的初步了解 混凝土是由膠結(jié)介質(zhì)和埋在其中的骨料顆?；蛩槠M成的復(fù)合材料。 具有 良好的抗水性、便宜、易得，容易制得各種混凝土構(gòu)件。按強(qiáng)度重量比劃分可分 為普通混凝土、 輕混凝土

2、和重混凝土， 按抗壓強(qiáng)度可分為低強(qiáng)混凝土、 中強(qiáng)混凝 土和高強(qiáng)混凝土度。微結(jié)構(gòu)- 性能關(guān)系作為現(xiàn)代材料科學(xué)的核心在混凝土研究上也十分重要，材 料的性能可以通過微結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)淖兓玫礁倪M(jìn)。 混凝土的微結(jié)構(gòu)獨(dú)特之處可概括 為：首先，粗骨料顆粒附近小范圍存在界面過渡區(qū)，且比骨料水泥漿體薄弱。其 次，兩個(gè)相本體也是多相。 第三，混凝土微結(jié)構(gòu)不是材料固有特性隨時(shí)間、 溫度、 濕度變化。 骨料的強(qiáng)度最高但不直接影響混凝土的強(qiáng)度， 水化水泥漿體微結(jié)構(gòu)中 各個(gè)相的分布不均其中最薄弱處決定了混凝土的強(qiáng)度。 水泥漿體中的固相分為四 種分別是水化硅酸鈣、 氫氧化鈣、 硫鋁酸鈣水化物和未水化的水泥顆粒。 水泥漿 體里的

3、孔可分為水化硅酸鈣中的層間孔、 毛細(xì)孔、 氣孔。水泥漿體中的水分為毛 細(xì)孔水、吸附水、層間水、化學(xué)結(jié)合水?；炷林凶畋∪醯沫h(huán)節(jié)是過渡區(qū)是強(qiáng)度 的限制相。2. 混凝土的性能（1）強(qiáng)度 混凝土的強(qiáng)度是其抵抗外力而不被破壞的能力， 它決定了混凝土 的許多其他性質(zhì)并可由強(qiáng)度數(shù)據(jù)推導(dǎo)。 基體中含有形狀不同大小不一的孔隙并在 界面過渡區(qū)存在微裂縫， 混凝土的強(qiáng)度和孔隙率成反比關(guān)系。 此外強(qiáng)度與水灰比 符合 Abrams 水灰比定則。通常情況下引氣會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度但在水泥用量很 少的混凝土中引氣又有可能提高混凝土的強(qiáng)度。 不同品種的水泥水化快慢不同同 樣會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。 混凝土中骨料的強(qiáng)度最大對(duì)強(qiáng)度的

4、影響小但是骨料的粒徑、形狀、表面結(jié)構(gòu)、級(jí)配和礦物成分均影響混凝土的強(qiáng)度。其中提高骨料粒徑 對(duì)高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度有不利影響對(duì)低強(qiáng)和高水灰比混凝土的強(qiáng)度影響不大。 混凝 土制備中拌合水中雜質(zhì)過量不僅會(huì)影響強(qiáng)度還會(huì)影響凝結(jié)時(shí)間、 出現(xiàn)鹽霜并會(huì)腐 蝕鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋。 添加外加劑可以增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。 在混凝土的養(yǎng)護(hù)過程 中養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)強(qiáng)度影響不利，但在潮濕養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)強(qiáng)度有有利影響。不同應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度表現(xiàn)不同，在受單軸壓縮時(shí)應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線在 最終強(qiáng)度 30%左右以前表現(xiàn)為線彈性行為，應(yīng)力水平為 75%時(shí)稱為臨界應(yīng)力，超 過臨界應(yīng)力時(shí)混凝土的開裂取決于持荷時(shí)間， 持續(xù)加荷作用下混凝土的

5、微裂縫逐 漸開展，在比正常實(shí)驗(yàn)室瞬間或短期荷載應(yīng)力低的情況下破裂。 混凝土的雙軸抗 壓強(qiáng)度可以比單軸強(qiáng)度高 27%雙軸等壓應(yīng)力作用下， 強(qiáng)度提高 16%左右，雙軸壓 - 拉作用下，抗壓強(qiáng)度隨壓力增大幾乎直線減小。（2）尺寸穩(wěn)定性 混凝土承受荷載時(shí)會(huì)呈現(xiàn)彈性和非彈性應(yīng)變， 干燥或冷卻 時(shí)呈現(xiàn)收縮應(yīng)變。 當(dāng)受到約束時(shí)收縮應(yīng)變將導(dǎo)致復(fù)雜應(yīng)力模式， 常引起混凝土開 裂。當(dāng)彈性材料的收縮應(yīng)變被完全約束時(shí)， 產(chǎn)生彈性拉應(yīng)力的大小等于應(yīng)變與材 料的彈性模量的乘機(jī)。 混凝土在約束狀態(tài)下， 干縮應(yīng)變誘發(fā)的彈性拉應(yīng)力和粘彈 性行為帶來的應(yīng)力松弛之間的交互作用是大多數(shù)結(jié)構(gòu)變形和開裂的核心。盡管水泥和骨料呈現(xiàn)線彈性但

6、混凝土卻不是， 應(yīng)力水平和混凝土微裂縫開展 的關(guān)系分為四個(gè)階段， 首先，在極限載荷 30%以下，界面過渡區(qū)的裂縫保持穩(wěn)定。 其次，在極限載荷 50%左右以前，界面過渡區(qū)存在微裂縫的穩(wěn)定系統(tǒng)。再次，應(yīng) 力水平進(jìn)一步提高到極限荷載的 75%左右時(shí)， 不僅界面過渡區(qū)的微裂縫變得不穩(wěn) 定而且基體的裂縫也將延伸擴(kuò)展。最后，在極限荷載 75%-80%時(shí)，應(yīng)變能的釋放 速率似乎達(dá)到持續(xù)應(yīng)力下裂縫自發(fā)延伸所需的臨界水平， 材料變形直至破壞。 影 響彈性模量的因素包括骨料、水泥漿體基體和過渡區(qū)，粗骨料的彈性模量越高， 用量越大，混凝土的彈性模量就越大。 水泥漿體基體的彈性模量由其孔隙率決定。 通?？紫?、微裂縫和

7、氫氧化鈣定向結(jié)晶在界面過渡區(qū)比集體更普遍存在。干縮與徐變都與水化水泥漿體吸附水的遷移有關(guān)， 干縮以混凝土與環(huán)境相對(duì) 濕度為驅(qū)動(dòng)力， 徐變則是持續(xù)施加的應(yīng)力。 影響干縮與徐變的因素包括材料與配 合比，骨料的級(jí)配、最大粒徑、形狀和結(jié)構(gòu)，水灰比、水泥品種、水泥用量，混 凝土外加劑，時(shí)間與濕度，混凝土構(gòu)件的幾何形狀。（3）耐久性 是混凝土對(duì)大氣侵蝕、 化學(xué)侵蝕、 磨耗或其他劣化過程的抵抗 能力。水是大多數(shù)混凝土耐久性問題的核心， 同時(shí)也會(huì)引起化學(xué)退化過程。 硬化 水泥漿體的滲透系數(shù)受孔隙尺寸和連通性所控制， 水灰比較高， 水化程度較低時(shí) 水泥漿體的毛細(xì)管孔隙率較高， 水泥漿體中大的互相連通的孔隙數(shù)量相

8、對(duì)較多滲 透系數(shù)較高， 隨水化程度的進(jìn)行孔隙減小滲透性減小。 大多數(shù)骨料的滲透性遠(yuǎn)低 于水泥漿體， 少數(shù)骨料滲透性較大。 混凝土對(duì)水的滲透性主要取決于水灰比和最 大骨料粒徑。混凝土的劣化原因可分為三類 1. 水泥漿體被軟水水解溶蝕 2. 在侵蝕性液體 和水泥漿體之間發(fā)生陽(yáng)離子交換 3. 導(dǎo)致膨脹產(chǎn)物形成的化學(xué)反應(yīng)。磨耗、沖蝕 氣蝕引氣混凝土表面質(zhì)量損失， 硬化水泥漿體抗磨性不高， 為得耐磨表面混凝土 抗壓強(qiáng)度不能低于28MPa選擇低水灰比、合理的粗細(xì)骨料級(jí)配、滿足澆筑和振 搗需要的最低稠度和適于露置條件的最小含氣量。冰凍會(huì)影響混凝土的耐久性， 非引氣飽和水泥漿體冰凍期間由于產(chǎn)生水壓會(huì) 出現(xiàn)膨脹

9、， 引氣量逐漸增大時(shí)因引入氣孔提供了溢出邊界膨脹趨勢(shì)減小。當(dāng)混凝土中骨料顆粒粒徑大于臨界尺寸時(shí)， 冰會(huì)伴有爆皮， 即骨料被破壞。 保護(hù)混凝土 免受凍害所必須的不是總含氣量， 而是硬化水泥漿體中孔間距在 0.1-0.2mm 以內(nèi) 含氣量一定時(shí)保護(hù)混凝土免受凍害取決于氣泡大小， 孔的數(shù)量和孔間距變化。 混 凝土可結(jié)冰水的數(shù)量隨溫度降低而增大， 可結(jié)冰水的量隨水灰比增大而增大。 混 凝土的滲透性對(duì)其抗凍性能起重要的作用， 它不僅控制結(jié)冰時(shí)由內(nèi)部水分遷移引 起的水壓力， 而且控制結(jié)冰前的臨界飽和度。 火災(zāi)對(duì)混凝土的耐久性同樣影響巨 大混凝土溫度升高時(shí)， 容易失去各種類型的水分， 混凝土可能以表面脫落的

10、形式 損傷。骨料的孔隙率和礦物組成對(duì)混凝土在火災(zāi)中的行為有重要影響。 根據(jù)升溫 速率和骨料的尺寸、 滲透性、 含水狀態(tài)等不同， 多孔骨料本身容易與凍害一樣遭 受破壞性膨脹而導(dǎo)致突然爆裂。 含碳酸鹽或輕質(zhì)骨料的混凝土暴露在更高的溫度 下能表現(xiàn)出較好的性能?；炷林谢瘜W(xué)反應(yīng)引起的劣化過程， 通常包括外界環(huán)境的侵蝕介質(zhì)與水泥漿 體組分之間的化學(xué)反應(yīng)。 這些化學(xué)反應(yīng)通常有水泥漿體組分的水解和陽(yáng)離子交換 反應(yīng)。硫酸鹽侵蝕以混凝土的膨脹和開裂形式表現(xiàn)。 當(dāng)混凝土開裂時(shí)， 滲透性增 加，侵蝕水就很容易滲入內(nèi)部， 因此使劣化過程加速。 硫酸鹽侵蝕由于劣化水泥水化產(chǎn)物的粘聚性喪失，也可表現(xiàn)為強(qiáng)度逐漸降低和質(zhì)量損

11、失。3混凝土配制材料和加工（1）骨料 骨料相對(duì)而言比較便宜而且不會(huì)與水發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)， 因此 它通常作為混凝土中的一種惰性填充物被使用。 對(duì)混凝土制備有重要意義的骨料 特性包括孔隙率、級(jí)配或粒徑分布、吸水性、粒形和表面織構(gòu)、壓碎強(qiáng)度、彈性 模量以及所含有害物質(zhì)的類別。 天然礦物骨料是配制硅酸鹽水泥混凝土所用骨料 中最為重要的一個(gè)類別。 巖石根據(jù)其起源主要可以分為三大類火成巖、 沉積巖和 變質(zhì)巖。天然巖石中常見的組成礦物有二氧化硅礦物、 硅酸鹽礦物、 碳酸鹽礦物、 硫化物和硫酸鹽礦物。其他類骨料包括輕骨料、重骨料、高爐礦渣骨料、從粉煤 中制得的骨料、 從再生混凝土和城市垃圾所制得的骨料。 根

12、據(jù)微觀結(jié)構(gòu)和加工處 理因素將骨料的性質(zhì)分為三類 1. 取決孔隙率的特性：密度、吸水性、強(qiáng)度、硬 度、彈性模量以及體積穩(wěn)定性 2. 取決先前暴露條件和加工因素的特性：粒徑、 粒形和表面織構(gòu) 3. 取決化學(xué)與礦物組成特性：強(qiáng)度、硬度、彈性模量以及所含 的有害物質(zhì) 。（2）外加劑 外加劑在組分上變化很大， 從表面活性劑和可溶性鹽到聚合物 和不溶性礦物。 通常它們用于改善混凝土的工作性、 加快或延緩凝結(jié)時(shí)間、 控制 強(qiáng)度發(fā)展以及提高混凝土對(duì)凍融作用、 溫差開裂、 堿集料膨脹、 硫酸鹽侵蝕及鋼 筋銹蝕的耐久性。外加劑劃分為以下三大類（ 1）表面活性劑（ 2）調(diào)凝劑（ 3） 礦物外加劑。表面活性劑分為引氣

13、劑和減水劑，引氣型活性劑作用機(jī)理為：在空氣- 水界面上，極性基團(tuán)定向向水中伸展端伸向水中， 從而降低了界面張力， 促使氣泡形 成，并能阻止分散開的氣泡結(jié)合 。在固- 液界面上，水泥的表面存在定向力，極 性基團(tuán)固定在水泥顆粒表面， 而非極性基團(tuán)定向地伸向水中， 從而使水泥界面憎 水，致使空氣能夠代替水并且以氣泡的形式保持與固體界面的接觸。 減水型表面 活性劑作用機(jī)理為：當(dāng)帶有親水鏈的表面活性劑加入到水泥 - 水體系中時(shí)，極性 鏈就會(huì)以橫臥的方式被吸附到水泥顆粒上， 在這種情況下， 表面活性劑的極性端 伸向水中，而不是非極性端。從而降低了水的表面張力，使水泥顆粒呈親水性。 進(jìn)而在水泥顆粒周圍形成一

14、層水偶極子， 從而阻止了絮凝結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生， 使系統(tǒng)保 持良好的分散狀態(tài)。調(diào)凝劑作用機(jī)理為：在硅酸鹽水泥 - 水體系中加入一定量的可溶性化學(xué)助劑， 進(jìn)而影響到水泥組分的電離和水化產(chǎn)物的結(jié)晶速率， 并最終影響水泥漿體的凝結(jié) 和硬化特征。礦物外加劑是一類細(xì)分散的硅質(zhì)材料， 其在混凝土中的摻量較大， 一部分礦 物外加劑具有火山灰活性 （低鈣粉煤灰），一部分具有膠凝性 （?；郀t鐵礦渣） 而其它的則同時(shí)具有火山灰活性和膠凝性（高鈣粉煤灰） 。（3）配合比 為了得到一定特性要求的混凝土，組成材料的選擇是第一步。 第二步是配合比設(shè)計(jì)， 即使各組成材料之間能達(dá)到合適的配合。 配合比設(shè)計(jì)的一 個(gè)目的就是要得到符合

15、性能要求的混凝土。 兩個(gè)基本的性能是新拌混凝土的工作 性和硬化混凝土在指定齡期的強(qiáng)度。 工作性是決定混凝土在澆注、 搗實(shí)和抹面時(shí) 難易的性能。 耐久性是另一個(gè)重要的性能， 但是通常認(rèn)為在正常暴露條件下達(dá)到 必要強(qiáng)度的混凝土的耐久性是滿足要求的。 配合比設(shè)計(jì)的另一個(gè)目的是在盡可能 低的成本下獲得滿足性能要求的混凝土。 這就要求在選擇混凝土組成材料時(shí)不僅 要性能適合， 而且要有個(gè)合理的價(jià)格 。因此配合比設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)可以概括為： 在常用的材料里選擇合適的組成材料 ，并確定能夠滿足最低性能要求的同時(shí)又 是最經(jīng)濟(jì)的組合比例。設(shè)計(jì)混凝土的配合比需要考慮的內(nèi)容包括混凝土的成本、 工作性、強(qiáng)度和耐久性。（4

16、）早齡期混凝土 新拌混凝土由于澆灌前后坍落度損失、 搗實(shí)時(shí)的泌水和 離析以及成長(zhǎng)速率 （強(qiáng)度增長(zhǎng)） 過于緩慢等所產(chǎn)生的缺陷， 會(huì)影響最終的混凝土 產(chǎn)品從而縮短使用年限。 配料是稱量一批混凝土的各組分并將其放入攪拌器的過 程。絕大多數(shù)規(guī)范都規(guī)定混凝土各組分的配料應(yīng)該按質(zhì)量而不是以體積來進(jìn)行。 攪拌不充分會(huì)使新拌混凝土外觀不勻。 所以，按比例準(zhǔn)確計(jì)量的混凝土組成材料 必須充分拌和才能成為均勻的物料。 為了盡可能減少離析， 混凝土在澆灌入模板 時(shí)所移動(dòng)的距離也不應(yīng)過長(zhǎng)。 一般，混凝土是在水平方向以一致的厚度分層鋪筑 的，每一層在下一層澆灌之前必須充分搗實(shí)。 要保持足夠快的澆灌速率， 以保證 在鋪筑新的一層時(shí)， 緊靠下面的一層仍處于塑性狀態(tài)。 這是為了避免新拌混凝土 澆灌在已經(jīng)硬化的混