混泥土发展与未来

1、.昆明理工大学建筑工程学院：.；混泥土构造设计原理题 目：混凝土的开展与未来科 目：混泥土构造设计原理专 业：土木工程班 级：072土木学 号：202131003908姓 名：古 学 斌混凝土的开展与未来 混凝土，简称为“砼tng：是指由胶凝资料将集料胶结成整体的工程复合资料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝资料，砂、石作集料；与水加或不加外加剂和掺合料按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛运用于土木工程。 混凝土也称砼，是当代最主要的土木工程资料之一。它是由胶结资料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有

2、原料丰富，价钱低廉，消费工艺简单的特点，因此使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其运用范围出非常广泛，不仅在各种土木工程中运用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的资料。(一)混凝土的开展历史混凝土锯片可以追溯到古老的年代，其所用的胶凝资料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需求的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因此用途极为广泛见无机胶凝资料。20世纪初，有人发表了水灰比等学说，初步奠定了混凝土强度的实际根底。以后，相继出现了轻集料混凝土、加气混

3、凝土及其他混凝土，各种混凝土外加剂也开场运用。60年代以来，广泛运用减水剂，并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土；高分子资料进入混凝土资料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地运用于混凝土资料科学的研讨。 混凝土的原资料水泥、石灰、石膏等无机胶凝资料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性；进而经过化学和物理化学作用凝结硬化而产生强度。普通说来，饮用水都可满足混凝土拌和用水的要求。水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的影响。集料不仅有填充作用，而且对混凝土的容重、强度和变形等性质有重要影响。为改善混凝土的某些性质，可参与外加剂。由于掺用外加剂

4、有明显的技术经济效果，它日益成为混凝土不可短少的组分。为改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能,节约水泥,在混凝土搅拌时也可掺入磨细的矿物资料掺合料。它分为活性和非活性两类。掺合料的性质和数量，影响混凝土的强度、变形、水化热、抗渗性和颜色等。混凝土的性能1、和易性 ：混凝土拌合物最重要的性能。它综合表示拌合物的稠度、流动性、可塑性、抗分层离析泌水的性能及易抹面性等。2、强度：混凝土硬化后的最重要的力学性能，是指混凝土抵抗压、拉、弯、剪等应力的才干。水灰比、水泥种类和用量、集料的种类和用量以及搅拌、成型、养护，都直接影响混凝土的强度。3、变形 ：混凝土在荷载或温湿度作用下会产生变形，主要包

5、括弹性变形、塑性变形、收缩和温度变形等。混凝土在短期荷载作用下的弹性变形主要用弹性模量表示。在长期荷载作用下,应力不变,应变继续添加的景象为徐变,应变不变,应力继续减少的景象为松弛。由于水泥水化、水泥石的碳化和失水等缘由产生的体积变形，称为收缩。4、耐久性 ：在普通情况下，混凝土具有良好的耐久性。但在冰冷地域，特别是在水位变化的工程部位以及在饱水形状下遭到频繁的冻融交替作用时，混凝土易于损坏。为此对混凝土要有一定的抗冻性要求。用于不透水的工程时，要求混凝土具有良好的抗渗性和耐蚀性。抗渗性 、抗冻性 、抗侵蚀性为混凝土耐久性。普通混凝土的构造1组成资料与构造普通混凝土是由水泥、粗骨料碎石或卵石、

6、细骨料砂、外加剂和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；水泥和水构成水泥浆，包裹在粗细骨料外表并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起光滑作用，使混凝土拌合物具有良好任务性能，硬化后将骨料胶结在一同，构成坚强的整体。2主要技术性质混凝土的性质包括混凝土拌合物的和易性、混凝土强度、变形及耐久性等。和易性又称任务性，是指混凝土拌合物在一定的施工条件下，便于各种施工工序的操作，以保证获得均匀密实的混凝土的性能。和易性是一项综合技术目的，包括流动性稠度、粘聚性和保水性三个主要方面。强度是混凝土硬化后的主要力学性能，反映混凝土抵抗荷载的量化才干。混凝土强度包括抗压

7、、抗拉、抗剪、抗弯、抗折及握裹强度。其中以抗压强度最大，抗拉强度最小。混凝土的变形包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。非荷载作用下的变形有化学收缩、干湿变形及温度变形等。水泥用量过多，在混凝土的内部易产生化学收缩而引起微细裂痕。混凝土耐久性是指混凝土在实践运用条件下抵抗各种破坏要素作用，长期坚持强度和外观完好性的才干。包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化才干等。(二)混凝土未来前景混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑资料。按预定性能设计和制造混凝土，研制轻质，高强度，多功能的混凝土新种类。利用现代新技术、大力开展新工艺、新设备；广泛利用工业废渣作原资料等，都是今后需求不断

8、处理的课题。现代混凝土的开展方向商品混凝土商品混凝土是以集中予拌、远间隔 运输的方式向施工工地提供现浇混凝土。商品混凝土是现代混凝土与现代化施工工艺的结合的高科技建材产品，它应包括：大流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝土自密实混凝土、防渗抗裂大体积混凝土、高强混凝土和高性能混凝土等。为了使商品混凝土性能稳定、经济、性价比高，必需严厉选择所需的原资料和优化混凝土的配合比。商品混凝土的特点：(1) 由于是集中搅拌，因此能严厉在线控制原资料质量和配合比，能保证混凝土的质量要求； (2) 要求拌合物具有好的任务性，即高流动性、坍落度损失小，不泌水不离析、可泵性好； (3) 经济性, 要求本钱低，性能价

9、钱比高。 环保建筑资料-加气混凝土的出现由于加气混凝土具有保温节能隔热、隔音、防辐射等特点，如今加气混凝土设备价钱降低，加气混凝土消费原资料的不断利用，很多建筑行业开场运用这种新型环保建材，未来加气混凝土必将成为环保建筑资料的首选。 “调和世纪将节能和环保贯穿于整个社区建立和维护中，建筑用砖采用绿色环保加气混凝土砖。加气混凝土是一种轻质多孔的新型建筑资料，它具有分量轻、保温隔热性能好、强度高、抗震性能好、隔音性能好、耐高温等优点。由于加气混凝土砌块分量只相当于粘土砖和灰砂砖的1/3、普通混凝土的1/5，大大减轻了建筑体的自重，从而提高建了筑物的抗震性能。 从构造可知，加气混凝土的内部构造像面包

10、一样，均匀地分布着大量的封锁气孔，因此具有普通建筑资料所不具有的吸音性能。轻质高强混凝土的出现在现代的高层建筑中，高强混泥土起到及其重要的作用。很好的利用高强混泥土要很精心的配置其成分，成分的比例决议了高强混泥土的耐性和接受力。 (1).高强混泥土的特点：满足了高层建筑及特殊构造的受力和运用要求，在高层建筑中可显著减少构造截面尺寸，增大工程的运用面积与有效空间；加快施工进度，保证工程质量以及节约用水、钢材，工程本钱低。高强混凝土是具有富配合比，低水灰比特点，而且高效减少剂，是配制高强混凝土必不可少的组成部分。由于高强混凝土坍落度损失快，要求在施工中从搅拌运输到浇筑各环节要紧扣，在短时间内完成。

11、高强混凝土拌合物特点是粘性大，骨料不易离析，泌水量少。 (2).高强混泥土的运用：高层建筑，高层建筑中采用高强混凝土可以大幅度减少底层混凝土柱子的截面尺寸，扩展柱网间距，扩展空间，增大建筑运用面积。上下柱子采用不同强度等级混凝土有利于一致柱子尺寸和模板规格，方便施工，节约周转耗材的投入，并可利用高强混凝土的早强特点加快施工进度。高强混凝土还因徐变小，弹性模量高，可以减少柱子的紧缩量和添加构造刚度。这对高层建筑来源是非常重要的。高强混凝土有较强的抵抗化学物质腐蚀才干，耐久性优良，所以储存某些化学物品的仓库，周围大气中含有较多盐份的工程建筑物，以及直接遭到侵蚀性物质作用或机械磨损的厂房、车库等地面

12、构件均宜运用高强混凝土。 (3).高强混泥土的原资料：水泥。配制高强混凝土宜选用不低于42.5或42.5R的普通硅酸盐水泥。对于C50级混凝土在实验确认水泥的出厂强度系数大于1.13，且有足够的富余强度时，也可采用32.5或32.5R级普通硅酸盐水泥。水泥的比外表积通常在25003500cm2/g左右，将水泥二次磨细可以提高混凝土强度，但这种方法普通不宜采用，由于能导致过量的水化热，而且后期强度很少添加。尽能够减少混凝土中的水泥用量并外加矿物掺合料应是配制高强混北凝土的一个重要原那么。骨料。高强混凝土对细骨料的要求比较普通，但其中的粘土及云母含量应尽量的低。粘土不但降低强度，并使拌料的需水量添

13、加。细骨料宜选用质地巩固，级配良好的河砂或人工砂。粗骨料:粗骨料的性能对高强混凝土的抗压强度及弹性模量起到决议性的作用,假设粗骨料的强度缺乏，其它提高混凝土强度的手段都将起不到任何作用。粗骨料应选用质地巩固,级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石或碎卵石。纤维混凝土的出现抗裂纤维有好几种，如碳纤维、钢纤维、杜拉斯纤维。称号各不一样，贵贱各不一样，适用范围也各不一样。目前，正在逐渐推行中，前景很好，现实有一些困难。设计院的图纸上要用，他就好卖。粉煤灰大砌块的外墙抹灰用抗裂纤维效果很好。80年代以来美国合成资料化学工业消费了一种纤维丝(称FIBERMESH)，并将其运用于混凝土建筑物，经过大量资料

14、性能和工程构造实验，现已得到广泛运用。对加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，减少表现裂痕和开裂宽度，加强混凝土的防渗性能、抗磨损抗冲击性能及加强构造整体性有显著作用。1.混凝土的非构造性裂痕混凝土出现裂痕，长期以来以为是一种正常的景象，并以为不影响其运用。当混凝土应力超越其强度时就出现裂痕。由外力所产生应力而引起的裂痕可用提高混凝土铺砌面、板墙构造的构造强度加以补偿。然而由混凝土本身收缩引起的内蕴应力长期以来是一个需加控制 的问题。塑性收缩裂痕普通贯穿整个构件或板块，使混凝土到达其设计强度前就构成薄弱面而降低其整体性。2.微观补强的现代技术为防止混凝土外表裂

15、痕，常运用钢丝网，这总是担忧它们的位置能否正确或已挪动，给施工添加难度。而现今开发的聚丙烯纤维混凝土，是一种极为高级的在混凝土塑性和硬化过程中对其进展补强的现代新技术。合成资料纤维丝是一种惰性资料，并不影响混凝土的成型特性，它能顺应多种外表处置工艺，如压实成型、手抹刀挤抹、动力抹压、外表涂层处置、涂颜色、干刷、参与液体早强硬化剂和加气剂等。纤维混凝土不会生锈和外表有锈蚀污点，合成纤维丝不腐蚀和耐酸碱。在通常纤维用量下新颖混凝土粘滞性亦即振动时的和易性好，不因参与纤维而影响其和易性。纤维不对水泥的化学水解作用产生任何影响，它完全是纯力学作用改善其任务和力学性能。预先参与的纤维，在中心混凝土工厂或

16、混凝土搅拌卡车上按规定时间和速度拌合，卸料后纤维都能均匀分布于混凝土中，搅拌过度也不会改动其任务性能。3.纤维束-先进的混凝土技术美国消费合成资料纤维束的公司FIBERMESH在全世界范围实施一项延续的研讨方案，以推进纤维束用于混凝土构造，在一些著名的大学和研讨机构进展的研讨有：塑性裂痕、冲击 实验、挠曲强度、静载强度实验、耐久性、喷浆、氯离子穿透性、钢筋腐蚀、疲劳强度、抗磨损、受拉应力应变、流变性能、裂痕宽度、粘结性能、抗压强度实验、泌水性、抗震实验 、抗冻性、稠度、石油反响、耐久级别。纤维束是专为开展新型混凝土而消费的合成资料产品。合成资料工业和混凝土技术工程师们严密协作以开展新型混凝土、

17、灰浆、砂浆和浇筑制品的研讨和消费，这为合成资料在混凝土工业中的运用提供了可靠的技术保证。根据实验研讨和运用实际，纤维混凝土有以下优点。3.1减少塑性裂痕和混凝土的浸透性实验阐明，掺加合成资料纤维的混凝土，明显添加了混凝土早期抗收缩裂痕和震动引起 裂痕的才干。参与量为0.9kg/m3聚丙烯纤维增大了抗拉强度，这一点特别重要。由于大部分混凝土裂痕在浇筑后第一个24h内产生，这时混凝土最敏感产生震动裂痕、收缩裂痕和沉陷裂痕。早期裂痕一旦发生，会添加混凝土的浸透性，并使混凝土暴露于易损伤环境的外表添加，这使混凝土早期老化,并缩短其运用寿命。 对素混凝土和参与不同量纤维的补强混凝土试件的浸透性进展比较，

18、由浸透量阐明，在掺加量为9593kg/m3时，浸透系数减少3344，而掺加量为1.186 kg/m3时，浸透系数减少高达79。3.2加强抗磨损才干运用美国陆军工程兵团所采用的混凝土或砂浆外表抗磨损实验(转动切削法)方法，以评价其抗磨损性能。其结果阐明，根据转动切削实验法纤维混凝土加强抗磨损才干105。运用纤维后添加的粗糙度，将使混凝土在同样外露外表磨损实验条件下，抗磨损才干添加1倍 。也曾与挪威高速公路实验室协作进展抗磨损实验。实验在挪威有钉帽的轮胎测试混凝土磨损实验机上进展。其结果阐明，C75有纤维的混凝土试样比无纤维的对比试样，其抗磨 损才干添加52，而其试件磨损损失量少34.4。C50纤

19、维混凝土试样，水泥用量虽少，但所显示比C75对比试样的抗磨损才干添加20，而其资料磨损损失量少17.2。3.3静载实验阐明可替代焊接钢丝网此项实验的目的是在大比尺下比较掺加建议用量纤维混凝土板和素混凝土板的挠曲变形和强度，以及由于控制干缩裂痕而配有钢丝网的板的比较。实验结果指出，纤维掺量为0.9kg/m3的板其挠曲强度比有钢丝网的高2，比素混凝土板高8。而荷载挠度曲线阐明纤维混凝土完全可以用于替代焊接钢丝网混凝土，钢丝网普通都用于控制干缩裂痕的目的，特别在无钢筋的混凝土构造。3.4添加抗破损才干纤维混凝土和素混凝土抗破损才干实验用紧缩实验机测定。试件尺寸为525mm150 mm 150 mm，高宽比为3.51，以模拟高层建筑的柱子，压力强度机加载速度为0.635 mm/m in。实验结果阐明，纤维混凝土试件的紧缩变形比素混凝土试件大10，且并不碎塌，而素混凝土试件在出现第一个裂痕后，很快就碎裂坍塌。这一纤维混凝土的特性对思索震动荷载下构造对生命财富的影响时是非常重要的。在