《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粒或碎片所組成的復(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?？紫丁⑽⒘芽p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?；炷恋牧踊蚩煞譃槿?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