技术与计量（土建）---特种混凝土

（三）、特种混凝土
1、轻骨料混凝土的物理力学性质。轻骨料混凝土的性质在很大程度上受轻骨料性能的制约。
1)强度等级。强度等级划分的方法同普通混凝土，按立方体抗压标准强度分为11个强度等级：CL5、CL7．5、CL10、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45和CL50。
2)表观密度。按干表观密度分为12个密度等级(0．8～2．0t／m3)。在抗压强度相同的条件下，其干表观密度比普通混凝土低25％～50％。
3)耐久性。与同强度等级的普通混凝土相比，耐久性明显改善。
4)弹性模量比普通混凝土低20％～50％，保温隔热性能较好，导热系数相当于烧结砖。
2006考题：与相同强度等级的普通混凝土比，轻骨料混凝土的特点是（A）。
A.抗冻等级高
B.弹性模量高
C.表面光滑
D.抗冲击性能好
2．防水混凝土
防水混凝土又叫抗渗混凝土，一般通过对混凝土组成材料的质量改善，合理选择配合比和集料级配，以及掺加适量外加剂，达到混凝土内部密实或是堵塞混凝土内部毛细管通路，使混凝土具有较高的抗渗性能。它可提高混凝土结构自身的防水能力，节省外用防水材料，简化防水构造，对地下结构、高层建筑的基础以及贮水结构具有重要意义。结构混凝土抗渗等级是根据其工程埋置深度来确定的。
实现混凝土自防水的技术途径有以下几个方面：
(1)提高混凝土的密实度。
1)调整混凝土的配合比提高密实度。一般应在保证混凝土拌和物和易性的前提下，减小水灰比，降低孔隙率，减少渗水通道。适当提高水泥用量、砂率和灰砂比，在粗骨料周围形成质量良好的、足够厚度的砂浆包裹层，阻隔沿粗骨料表面的渗水孔隙。改善骨料颗粒级配，降低混凝土孔隙率。
防水混凝土的水泥用量不得少于320kg／m3，掺有活性掺和料时，水泥用量不得少于280kg／m3；砂率宜为35％～40％，泵送时可增至45％；水灰比不得大于0．55；灰砂比宜为1：1．5～1：2．5。
2)掺入化学外加剂提高密实度。在混凝土中掺人适量减水剂、三乙醇胺早强剂或氯化铁防水剂均可提高密实度，增加抗渗性。减水剂既可减少混凝土用水量，又可使水充分分散，水化加速，水化产物增加；三乙醇胺是水泥水化反应的催化剂，可增加水泥水化产物；氯化铁防水剂可与水泥水化产物中的Ca(OH)2生成不溶于水的胶体，填塞孔隙，从而配制出高密度、高抗渗的防水混凝土。氯化铁防水剂的掺量为水泥重量的3％，用水稀释后使用。
3)使用膨胀水泥(或掺用膨胀剂)提高混凝土密实度，提高抗渗性。目前掺用膨胀剂的方法应用颇广，但必须首先依据《混凝土膨胀剂》JC 476严格检验膨胀剂本身的质量，合格后掺用，方可取得应有的防水效果。
(2)改善混凝土内部孔隙结构。在混凝土中掺人适量引气剂或引气减水剂，可以形成大量封闭微小气泡，这些气泡相互独立，既不渗水，又使水路变得曲折、细小、分散，可显著提高混凝土的抗渗性。
防水混凝土施工技术要求较高，施工中应尽量少留或不留施工缝，必须留施工缝时需设止水带；模板不得漏浆；原材料质量应严加控制；加强搅拌、振捣和养护工序等。

2003考题．提高混凝土自身防水能力的主要途径有( [ACDE] )
A．减小水灰比，降低孔隙率
B．水泥用量不得高于320kg／m3
C．掺加减水剂、增强抗渗性
D．尽量不留施工缝
E．掺引气剂
3．碾压混凝土
碾压混凝土是由级配良好的骨料、较低的水泥用量和用水量；较多的混合材料(往往加适量的缓凝剂、减水剂或引气剂)制成的超干硬性混凝土拌和物，经振动碾压等工艺达到高密度、高强度的混凝土。它是道路工程、机场工程和水利工程中性能好、成本低的新型混凝土材料。
(1)对碾压混凝土组成材料的要求。
1)骨料。由于碾压混凝土用水量低，较大的骨料粒径会引起混凝土离析并影响混凝土外观，最大粒径以20mm为宜，当碾压混凝土分两层摊铺时，其下层集料最大粒径采用40mm。为获得较高的密实度应使用较大的砂率，必要时应多种骨料掺配使用。为承受施工中的压振作用，骨料应具有较高的抗压强度。
2)使用的活性混合材料应合格。混合材料除具有增加胶结和节约水泥作用外，还能改善混凝土的和易性、密实性及耐久性。
3)水泥。当混合材料掺量较高时宜选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，以便混凝土尽早获得强度；当不用混合材料或用量很少时，宜选用矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，使混凝土取得良好的耐久性。
4)外加剂。碾压混凝土施工操作时间长，碾压成形后还可能承受上层或附近振动的扰动，为此常加入缓凝剂；为使混凝土在水泥浆用量较少的情况下取得较好的和易性，可加入适量的减水剂；为改善混凝土的抗渗性和抗冻性可加入适量的引气剂。
(2)碾压混凝土的特点。
1)内部结构密实、强度高。碾压混凝土使用的骨料级配孔隙率低，经振动碾压内部结构骨架十分稳定，因此能够充分发挥骨料的强度，使混凝土表现出较高的抗压强度。
2)干缩性小、耐久性好。振动碾压后，一方面内部结构密实且稳定性好，使其抵抗变形的能力增加；另一方面，由于用水量少，混凝土的干缩减少，水泥石结构中易被腐蚀的氢氧化钙等物质含量也很少，这些都为其改善耐久性打下了良好的基础。
3)节约水泥、水化热低。因为碾压混凝土的孔隙率很低，填充孔隙所需胶结材料比普通混凝土明显减少；振动碾压工艺对水泥有良好的强化分散和塑化作用，对混凝土流动性要求低，多为干硬性混凝土，需要起润滑作用的水泥浆量减少，所以碾压混凝土的水泥用量大为减少。这不仅节约水泥，而且使水化热大为减少，使其特别适用于大体积混凝土工程。
例题：对碾压混凝土组成材料的要求正确的[ ]
A、骨料。最大粒径以20mm为宜。
B、当不用混合材料或用量很少时，宜选用矿渣水泥
C、当混合材料掺量较高时宜选用普通硅酸盐水泥
D、碾压混凝土一般不加入缓凝剂
E、不得加入减水剂
答案：A、B、C、
2006考题：碾压混凝土的主要特点是（A）
A.水泥用量小
B.和易性好
C.水化热高
D.干缩性大
4．高强混凝土
高强度混凝土是用普通水泥、砂石作为原料，采用常规制作工艺，主要依靠高效减水剂，或同时外加一定数量的活性矿物掺和料，使硬化后强度等级不低于C60的混凝土。
2006考题：配制高强度混凝土的主要技术途径有（ABC）
A采用掺混合材料的硅酸盐水泥B加入高效减水剂C掺入活性矿物掺和剂
D适当加大骨料的粒径E延长拌和时间和提高振捣质量
(1)高强混凝土的特点。
1)高强混凝土的优点：
①高强混凝土可减少结构断面，降低钢筋用量，增加房屋使用面积和有效空间，减轻地基负荷；
②高强混凝土致密坚硬，其抗渗性、抗冻性、耐蚀性、抗冲击性等诸方面性能均优于普通混凝土；
③对预应力钢筋混凝土构件，高强混凝土由于刚度大、变形小，故可以施加更大的预应力和更早地施加预应力，以及减少因徐变而导致的预应力损失。
2)高强混凝土的不利条件：
①高强混凝土容易受到施工各环节中环境条件的影响，所以对其施工过程的质量管理水平要求高；
②高强混凝土的延性比普通混凝土差。
(2)高强混凝土的物理力学性能。
1)抗压性能。与中、低强度混凝土相比，高强混凝土中的孔隙较少，水泥石强度、水泥浆与骨料之间的界面强度、骨料强度这三者之间的差异也很小，所以更接近匀质材料，使得高强混凝土的抗压性能与普通混凝土相比有相当大的差别。
2)早期与后期强度。高强混凝土的水泥用量大，早期强度发展较快，特别是加入高效减水剂促进水化，早期强度更高，早期强度高的后期增长较小，掺高效减水剂的，后期强度增长幅度要低于没有掺减水剂的混凝土。
3)抗拉强度。混凝土的抗拉强度虽然随着抗压强度的提高而提高，但它们之间的比值却随着强度的增加而降低。劈拉强度为立方体的抗压强度fcu的1／15～1／18，抗折强度约为fcu的1／8～1／12，而轴拉强度约为fcu的1／20～1／24。在低强混凝土中，这些比值均要大得多。
4)收缩。高强混凝土的初期收缩大，但最终收缩量与普通混凝土大体相同，用活性矿物掺和料代替部分水泥还可进一步减小混凝土的收缩。
5)耐久性。混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、耐磨性及抗侵蚀性等。高强混凝土在这些方面的性能均明显优于普通混凝土，尤其是外加矿物掺和料的高强度混凝土，其耐久性进一步提高。
(3)对高强混凝土组成材料的要求。
1)应选用质量稳定、强度等级不低于42．5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；
2)对强度等级为C60的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于31．5mm；对高于
C60的，其粗骨料的最大粒径不应大于25mm；
3)配制高强混凝土所用砂率及所采用的外加剂和矿物掺和料的品种、掺量，应通过试验确定；
4)高强度混凝土的水泥用量不应大于550kg／m3；水泥和矿物掺和料的总量不应大于600kg／m3。
2、高强混凝土硬化后强度等级不低于[ ]。
A、MU40
B、C40
C、C60
D、CL60
答案：C
5．纤维混凝土
纤维混凝土是以混凝土为基体，外掺各种纤维材料而成，掺纤维的目的是提高混凝土的抗拉强度与降低其脆性。纤维包括钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、尼龙、聚丙烯、人造丝以及植物纤维等。纤维混凝土目前已逐渐地应用在高层建筑楼面，高速公路路面，荷载较大的仓库地面、停车场、贮水池等处。大量材料性能和工程结构试验证明，纤维混凝土对增强混凝土早期抗拉强度，防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴微裂纹，减少表观裂缝和开裂宽度，增强混凝土的防渗性能、抗磨损、抗冲击性能及增强结构整体性有显著作用。纤维混凝土的作用如下：
(1)很好地控制混凝土的非结构性裂缝；
(2)对混凝土具有微观补强的作用；
(3)利用纤维束减少塑性裂缝和混凝土的渗透性；
(4)增强混凝土的抗磨损能力；
(5)静载试验表明可替代焊接钢丝网；
(6)增加混凝土的抗破损能力；
(7)增加混凝土的抗冲击能力。
例题：纤维混凝土是以混凝土为基体，外掺[ ]材料而成，
A. 人造丝
B. 碳纤维
C. 玻璃纤维
D. 铁纤维
E. 聚丙乙烯
答案：A.B.C
分析：纤维混凝土是以混凝土为基体，外掺各种纤维材料而成，掺纤维的目的是提高混凝土的抗拉强度与降低其脆性。纤维包括钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、尼龙、聚丙烯、人造丝以及植物纤维等。



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