水泥砂漿和混凝土的性能

檔案專業內容： 本文保留有關水泥砂漿和混凝土的歷史陳述、表格和圖表，但不是配合比設計、材料規格、混凝土計劃、結構計算、測試指南或現有元素的評估。成分、性能、暴露等級、一致性、安裝方法、保養、品質控制和設計值必須由負責的專家根據具體對象、聲明的材料和有效標準確定。

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一般資訊

通常，如果所討論的建築構件是用最少量的材料和勞動力以足夠耐用且適合其目的的方式製成的，則水泥砂漿的成分或支柱、鋼筋混凝土夾層結構、加工混凝土構件、人行道板、橋拱或混凝土道路的混凝土的成分將被認為是令人滿意的。什麼應該被認為是永久性的和適合用途的，必須根據具體情況進行定義：因此，在開始建造建築物之前，有必要確定砂漿和混凝土在抗壓強度、抗彎強度、耐候性、水密性等方面必須具有哪些性能。建築法規對此有許多不同的說明，以及許多數值限制。

建築承包商的任務是確保個別房產的價值符合要求的價值。如果使用當今可用的知識，混凝土的性能可能會受到很大的影響。

製備具有均質性能的混凝土的條件

若建築構件在28天后的抗壓強度應為40 MPa，或者如果對於路面結構的混凝土要求28天后的彎曲強度必須為4,5 MPa，則任何地方都不得超過這些限值；下限值可能接近條件值。如果在執行目標期間滿足的限制越小，承包商執行任務的效果就越好。如果條件值遠低於某些（即使只有少數）位置，這是非常有害的。

歷史價值和配方： 以下的數字、比例、標記、護理程序和限制均取自原始文章，以保留內容。它們不應用作現代配方、驗收標準或替代混合設計、實驗室測試、材料聲明、技術計劃和適用法規。

水泥砂漿和混凝土的抗壓強度

抗壓強度的大小很大程度取決於水泥的性質、水泥的用量、砂和骨材的用量和成分、安裝時混凝土中的水量、安裝方法等。

表1。相同砂漿用量下骨材用量的影響

1. 水泥

水泥砂漿和混凝土的抗壓強度是透過先前的觀察確定的，並由法規定義。

2. 水泥用量

根據圖。 1a，在混凝土中砂漿比重不變的情況下，抗壓強度隨著水泥用量的增加而增加，而砂漿中水泥用量增加，混凝土稠度不變。若砂漿用量不變，僅骨材用量增加或減少，只要砂漿用量足以容納所有骨材顆粒，強度只會發生輕微變化。混凝土的抗壓強度不會隨著水泥用量的增加而無限增加－只會達到一定限度。在這個限制之後，強度的增加相對於價格來說是微不足道的，而隨著水泥用量的增加，強度的增加將會顯著增加。 1 m3混凝土的最佳水泥用量為300-350 kg。

表2。混凝土中砂用量的影響

3. 混凝土砂漿用量

混凝土的抗壓強度由砂漿的強度決定，如表1和2所證實。這只有在骨材強度大於砂漿強度且砂漿用量足以全面覆蓋骨材粗粒時才有效。

4. 骨材的粒徑組成

如果混凝土中骨材的粒徑組成符合圖中2所示的比例，則可以充分利用黏合劑。在圖2中，完全延伸的曲線適用於河流和碎礫石。此曲線表明，在總骨材中，25% 必須通過開口為 #0,2mm 的篩子；65%必須通過#3mm直徑的篩子。骨材的上限由#7mm直徑篩確定。

當今確定骨材粒度組成的標準有所不同。有四個聚合分數：0/4mm,4/8 mm,8/16mm和16/31,5mm。骨材類別根據超重和過輕穀物的數量來決定。

如圖。 1.

如圖。 2.

5. 加水量對新拌混凝土的影響

混凝土的抗壓強度很大程度取決於加水量。當混凝土壓實或振動過程中，出現明顯明顯的「出汗」跡象時，即在壓實過程中形成一層薄薄的水泥漿時，獲得了混凝土達到最高強度的最小水量。隨著水量的進一步增加，抗壓強度下降。在這種情況下，水灰比是第一位的－水的品質和水泥的品質與混凝土的1 m3之比。達到完全水化的最佳水灰比為0,38 - 0,42。在實踐中，這很難實現，這些值是透過實驗得出的，但肯定是有目的的。如果水量不足，水泥就無法充分水化，混凝土就無法達到設計強度。不需要時加水也會使混凝土“窒息”，使其達不到設計強度。混凝土安裝完畢後，接下來的7天內需要定期護理。養護包括噴灑/澆水混凝土表面，以補償蒸發的水，以便水泥能夠按計畫水合。

6。溫度的影響

在寒冷季節建造建築物時，應儲存混凝土，使其在硬化達到抗壓強度至少為10 MPa的程度之前不受霜凍的影響。如果不費吹灰之力地執行此程序，首先可以透過添加防凍劑、促進劑等來達到必要的效果。防凍劑可防止配製好的混凝土中的水結冰，而促進劑可加速水化過程，而冬季水化過程極為緩慢。如果是較小的建築物，也可以使用鋁水泥，它特別適合在霜凍下工作。如果處於水飽和狀態的混凝土經常遭受反覆凍融（例如水利設施），則如果混凝土在結凍開始時的抗壓強度小於15 MPa，則可能會發生破壞。在空氣和材料溫度較高的情況下，混凝土必須不斷保持濕潤和涼爽。也必須用任何防止混凝土表面加熱的材料覆蓋新拌混凝土。在高溫（超過50 °C）的影響下，如果護理不充分，混凝土抗壓強度的發展是不可預測的。

安全性和性能： 水泥粉塵和新拌混凝土會損傷眼睛、皮膚和呼吸道，攪拌機、泵浦、振動器、模板、支柱和重型元件會帶來額外的機械風險。添加劑不會隨意添加，也不會在沒有批准的配方、技術表、混凝土計劃、防護設備和監督的情況下使用歷史寒冷和溫暖天氣參考。

混凝土抗拉強度

混凝土的抗拉強度很大程度取決於試樣的橫斷面尺寸。透過增加測試樣本的橫截面，獲得了較低的拉伸強度。當測試400 cm2截面的棱柱時，該棱柱由普通的鋼筋混凝土混合物製成，在潮濕空氣中老化約三個月後，獲得約1,2-2 MPa的拉伸強度。用於管道等的特殊混合物，如果測試體的厚度與實際使用的厚度相對應，則它們的屈服強度可達約4 MPa，甚至更多。對於噴射混凝土（施工現場準備的噴射混凝土），可獲得高達3,6 MPa。 1m 時以毫米為單位測量的混凝土斷裂伸長率平均為 0,07-0,13 mm/公尺。

混凝土的抗拉強度與其抗壓強度相比可忽略不計。幾乎在所有情況下，都使用鋼筋混凝土，其鋼筋旨在承受元件中的拉力。人們認為混凝土不承受任何張力，因此設計師站在安全的一邊。混凝土的抗拉強度比混凝土的抗壓強度低十倍。

混凝土彎曲時的抗拉強度

矩形截面混凝土樑的抗彎強度大於同尺寸主體的抗拉強度。這主要是由於混凝土的伸長係數增長速度快於荷載，因此無法實現通常計算方法所假設的應力分佈。在承受彎曲的梁中，最大拉應力僅出現在張緊帶的邊界平面中，當載重位於樑的中間時，甚至只出現在一個截面的外緣。

老年人身體抗彎強度的大小28天，由軟混凝土或液體混凝土製成，被確定為2-6 M出色地;由壓實混凝土製成的梁、噴射混凝土樣品以及噴射混凝土樣品，老化數月並先在濕狀態下儲存，然後在乾燥狀態下儲存，得出的抗彎強度結果為3,2 M出色地。對於由相同材料製成的板，也被固定在 i8水下天數，彎曲強度值6,3 M出色地。

混凝土的收縮、膨脹與徐變

_收縮和腫脹。收縮裂紋。收縮應力。 _如果保持濕潤狀態的混凝土體暴露於乾燥環境，乾燥將從表面開始並向內部進展。從外部看，混凝土幾乎可以風乾，而其核心仍然潮濕。乾燥的層傾向於收縮，而潮濕的芯則不會收縮，或僅收縮很小的程度。結果，在這樣的混凝土體中，拉應力出現在外表面，壓應力出現在芯部。

如果拉應力超過混凝土的抗拉強度，就會出現收縮裂縫，向核心部穿透更深或更淺，並出現在強度較低的地方。隨著乾燥的進行，芯部逐漸收縮，外側表面的拉應力會減少。

如圖。3.

如圖。4.

混凝土收縮量取決於水泥的種類、水泥用量、製備過程中的水量、石料的粒徑組成和彈性、以及年齡，特別是維護方式和氣候，並且在很大程度上取決於混凝土構件的尺寸。

_承受長期荷載作用的柱、梁中混凝土的縱向變化。混凝土徐變。 _在乾燥的地下室空間中，在允許荷載下放置三年，並由普通成分的混凝土製成的柱子，根據圖 1 不斷縮短。 3，且顯著大於等於但卸載的列。這些緩慢發生的變形克服了卸載混凝土的收縮程度，稱為「徐變」。徐變程度取決於混凝土的成分、荷載的大小和持續時間以及混凝土的濕度。濕混凝土的蠕變程度比乾混凝土小得多，如圖 1 所示。 4。長時間乾燥且未承受荷載的混凝土在荷載作用下僅發生輕微蠕變。在拉伸載荷期間，蠕變的發生程度與壓縮載荷期間相似，如圖 1 所示。 5.

混凝土的徐變，即混凝土在荷載作用下的恆定屈服會導致鋼筋混凝土中接受荷載的鋼筋比例增加，在大量鋼筋的情況下，這會導致混凝土本身的顯著減輕。

圖。 5.

裂縫和變形： 顯示的收縮和蠕變趨勢不足以作為評估特定物體的裂縫、變形、承載能力或耐久性的依據。現有建築需要進行檢查、記錄、測量和計算；對於新建建築，項目、材料特性、環境條件、施工順序和有效法規都是相關的。

鋼筋與混凝土之間的抗滑移性能

當因混凝土的收縮和外力的影響而超過混凝土在受拉過程中的抗力時，鋼筋混凝土結構中的鋼筋應充分承受拉力。為此，鋼筋必須能夠透過與混凝土的接觸面將其負荷傳遞至混凝土，並且以這樣的方式使得鋼筋的錨定在允許的負荷下不會斷裂。錨固由桿端部的鉤子固定。現有的鋼筋類型以及根據橫向肋進行劃分的鋼筋類型有： B500A（平滑條）、B500B（一個方向有肋的棒材）和 B500C（兩個方向有肋的鋼筋）。

鋼筋和保護層： 歷史標記、肋骨描述和錨固方法並不是當今鋼筋選擇或詳細設計的基礎。鋼材的類型、直徑、連接、錨固、重疊、距離、保護層和安裝由專案確定，並由施工現場的可追溯文件和控制確認。

水泥砂漿和混凝土的耐磨性

迫擊砲如圖所示。 18在這方面也特別優良；就粒徑組成而言，通常應遵循上述有關抗壓強度的說明。此外，建議使用具有高耐磨性和抗衝擊性的石材。如果外加劑具有合適的粒度和形狀，那麼比優質硬石更耐磨的外加劑可以提高混凝土的耐磨性。濕混凝土比乾混凝土磨損得更快；水分有助於打磨。

混凝土的耐候性

當需要設定耐候混凝土的生產條件時，首先應從先前建造的結構中獲得的經驗開始。首先應注意以下幾點：

• 如何選擇石材？ - 出於經濟原因，在選擇石材時常常會遇到困難，是否有必要使用碎沙或碎石等會變得平坦的石材，從而導致混凝土嵌入不良，或者是否使用抗天氣影響能力不足的石材。对此，必须提出严格要求，外部混凝土只能使用耐候性好的石材
• 混凝土需要多少水泥？ - 在外表面，混凝土必須具有足夠的防水性。為此，可以使用已確定的混凝土顆粒組成對透水性的影響，並在此基礎上確定所需的水泥量。一些最佳的水泥用量範圍在每立方米混凝土300-350 kg之間，但這可能因情況而異（取決於許多因素）。
• 我們應該努力追求混凝土顆粒組合物的哪種顆粒化和哪些性能？ - 視具體情況而定 - 河流骨材較為有利，成分不均勻；碎骨材在某些方面的品質可能更好，但其尖銳的顆粒可能對某些混凝土混合物有害。
• 需要什麼強度的混凝土？ - 這個問題比已經討論過的問題更難回答。因此，之前的所有提案都提到了有限的機會。為了解決這個問題，進行了多項測試，以顯示混凝土應具有何種強度才能長期抵抗循環凍融。結論是，混凝土在反覆凍融之前應表現出至少15 MPa的抗壓強度。如果混凝土是從外部加工的，則需要更高的強度；在這種情況下，建議至少提供25 MPa。
• 什麼樣的混凝土稠度適合？ - 至於混凝土的稠度，目前有一種認識，即應小心澆注混凝土，因為其含有大量水，有助於排泄，其後果表現為在每一澆築層上或多或少出現一層細粒且富含水的砂漿。此砂漿的強度較小，吸水能力較大等。
• 應該在多大程度上考慮物體的形狀？ - 例如，如果外表面是分級的，那麼與用光滑表面處理的牆壁相比，混凝土的大部分上會保留更多的雪和冰。浸泡時間較長，因此濕態凍融較常見。目標是盡可能減少建築物上的雪、冰和碎片。

如果從外部加工混凝土，則應記住，透水性通常會變高，並且表面上的大塊骨材會被切石機工具打碎。如果處理後的混凝土含有鋼筋，則需要特別注意，以充分保留混凝土（保護層）對鋼筋的保護作用。塗料/添加劑可以在一定程度上防止水滲透到混凝土中。

**耐用性不是由單一值決定的：**暴露於水、霜、鹽、磨損和化學作用需要協調選擇材料、設計保護層、受控安裝和維護、解決排水問題、定期檢查和維護。單獨的塗料或添加劑無法彌補成分不正確、安裝不良、裂縫、保護層不足或未解決的保水問題。