混凝土的分類及其特點
按膠凝材料
1、無機膠(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)料混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu),無機膠(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)料混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)包(bao)括石灰(hui)(hui)硅質(zhi)膠(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)料混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(如硅酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu))、硅酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)系混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(如硅酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)、普通水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni),礦渣水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni),粉煤灰(hui)(hui)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)、火山灰(hui)(hui)質(zhi)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)、早強水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)等)。鈣鋁水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)系混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(如高(gao)鋁水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)、純(chun)鋁酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)、噴射水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni),超(chao)速硬水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)等)、石膏混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)、鎂質(zhi)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)、硫磺混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)、水(shui)玻璃(li)氟硅酸(suan)(suan)鈉混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)、金(jin)屬混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(用金(jin)屬代替水(shui)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)作膠(jiao)(jiao)結材(cai)料)等。
2、有機膠凝材料混凝土。有機膠凝材料混凝土主要有瀝青混凝土和聚合物水泥混凝土、樹脂混凝土、聚合物浸漬混凝土等。 此外,無機與有機復合的膠體材料混凝土,還可以分聚合物水泥混凝土和聚合物輯靛混凝土。
按表觀密度
混凝土(tu)按(an)照表觀密度(du)的(de)大小可分(fen)為:重混凝土(tu)、普(pu)通混凝土(tu)、輕質混凝土(tu)。這三種混凝土(tu)不同之處就是(shi)骨料(liao)的(de)不同。
重混凝(ning)土(tu)是表(biao)觀密度大于2500公斤/立方米,用特別密實(shi)和特別重的集料制成的。如重晶石(shi)混凝(ning)土、鋼屑混凝(ning)土等,它(ta)們具(ju)有不透x射線(xian)和(he)γ射線(xian)的(de)性能;常由(you)重晶石和(he)鐵(tie)礦(kuang)石配制(zhi)而成。
普通混凝(ning)土(tu)即是我們在建筑中常(chang)用的混凝(ning)土(tu),表觀密度為1950~2500Kg/立方米,主要以砂、石子為(wei)主要集料(liao)配制而成,是土木工程(cheng)中(zhong)最常用的混(hun)凝(ning)土品種。
輕質混凝(ning)土是表觀密度小(xiao)于1950公斤(jin)/立方米的混(hun)凝土。它又可以(yi)分為三類:
1、輕(qing)集料混凝(ning)土,其表觀密度在800~1950公斤(jin)/立方米,輕集料包括浮石、火山渣、陶粒、膨(peng)脹(zhang)珍珠巖、膨(peng)脹(zhang)礦(kuang)渣、礦(kuang)渣等。
2、多空混(hun)(hun)凝土(泡沫混(hun)(hun)凝土、加氣混(hun)(hun)凝土),其(qi)表觀密(mi)度是300~1000公(gong)斤/立方米(mi)。泡(pao)沫(mo)混(hun)凝(ning)土是由水(shui)泥漿或水(shui)泥砂漿與穩(wen)定的(de)泡(pao)沫(mo)制(zhi)成的(de)。加氣混(hun)凝(ning)土是由水(shui)泥、水(shui)與發(fa)氣劑(ji)制(zhi)成的(de)。
3、大(da)(da)孔(kong)混(hun)凝(ning)土(tu)(普通大(da)(da)孔(kong)混(hun)凝(ning)土(tu)、輕(qing)骨料大(da)(da)孔(kong)混(hun)凝(ning)土(tu)),其組(zu)成中無細(xi)集料。普通大(da)(da)孔(kong)混(hun)凝(ning)土(tu)的表觀密度范圍為1500~1900公斤(jin)/立方米,是用碎石、軟石、重礦渣(zha)作(zuo)集(ji)料配制(zhi)的。輕骨料大(da)孔混凝土的表(biao)觀密度(du)為500~1500公(gong)斤/立(li)方米,是用陶粒、浮石、碎磚、礦渣等(deng)作為集料配(pei)制(zhi)的(de)。
按定額
1、 普通(tong)(tong)混(hun)凝土(tu)(tu)(tu)。普通(tong)(tong)混(hun)凝土(tu)(tu)(tu)分(fen)為(wei):普通(tong)(tong)半(ban)干(gan)硬性混(hun)凝土(tu)(tu)(tu),普通(tong)(tong)泵送混(hun)凝土(tu)(tu)(tu)和(he)水下灌注(zhu)混(hun)凝土(tu)(tu)(tu),他們(men)每個又分(fen)為(wei):碎(sui)石混(hun)凝土(tu)(tu)(tu)和(he)卵石混(hun)凝土(tu)(tu)(tu);
2、 抗(kang)凍混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)。抗(kang)凍混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)分(fen)為:抗(kang)凍半(ban)干硬性混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu),抗(kang)凍泵送混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu),他們每個(ge)又分(fen)為:碎石(shi)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)和卵石(shi)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)。
按使用功能
結構混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)、保(bao)溫混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)、裝飾混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)、防(fang)水(shui)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)、耐火混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)、水(shui)工混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)、海工混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)、道路混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)、防(fang)輻(fu)射混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)等。
按施工工藝
離心混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)、真空(kong)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)、灌(guan)漿混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)、噴射混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)、碾壓(ya)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)、擠(ji)壓(ya)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)、泵送(song)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)等(deng)。
按配筋方式
素(即無筋)混(hun)凝(ning)土(tu)、鋼(gang)筋混(hun)凝(ning)土(tu)、鋼(gang)絲(si)網水泥(ni)、纖維(wei)混(hun)凝(ning)土(tu)、預應力混(hun)凝(ning)土(tu)等。
按拌合物
干硬性混凝(ning)土、 半干硬性混凝土、 塑性(xing)混凝(ning)(ning)土(tu)、流(liu)動性(xing)混凝(ning)(ning)土(tu)、高(gao)流(liu)動性(xing)混凝(ning)(ning)土(tu)、流(liu)態混凝(ning)(ning)土(tu)等。
按摻和料
粉煤灰混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)、硅灰混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)、礦渣混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)、纖維混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)等。
另(ling)外,混凝(ning)土還可按抗(kang)壓強(qiang)度分為:低強(qiang)混凝(ning)土(抗(kang)壓強(qiang)度小于30MPa)、中強度混凝土(抗壓強度30-60Mpa)和高強(qiang)度混凝土(tu)(抗壓強(qiang)度大于等于60MPa);按每立方米(mi)水泥用量(liang)又可(ke)分為:貧混凝土(水泥用量(liang)不超過170kg)和(he)富(fu)混凝土(水泥用(yong)量不小于(yu)230kg)等。
混凝土強度等級選用
1、混(hun)凝土強度等級
按(an)照國家標準GB 50010-2002《混(hun)凝(ning)土結構設計(ji)規范》,混(hun)凝(ning)土強度(du)等(deng)級(ji)應(ying)按立方(fang)體(ti)抗壓強度(du)標準(zhun)值(zhi)確(que)定(ding)。立方(fang)體(ti)抗壓強度(du)標準(zhun)值(zhi)系指按標準(zhun)方(fang)法(fa)制(zhi)作和(he)養護的邊長為150mm的(de)立方體試件,在28d齡期用(yong)標(biao)準試驗方法測得的具有(you)95%保(bao)證率的抗壓強(qiang)度,以fcu,k表示。
普通混凝土劃分為十四個強度等級:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。混凝土(tu)強度等級是(shi)混凝土(tu)結構設計、施工(gong)質量控制和(he)工(gong)程驗收的重要依(yi)據。
不同(tong)的(de)建筑(zhu)工程及建筑(zhu)部位需采用不同(tong)強(qiang)度(du)等級的(de)混凝土(tu),一般有一定的(de)選用范圍(wei)。
2、混凝土強度等級選擇范圍
不(bu)同(tong)的建筑(zhu)工(gong)程,不(bu)同(tong)的部位常采用不(bu)同(tong)強度等(deng)級的混(hun)凝土(tu),在我國混(hun)凝土(tu)工(gong)程目前(qian)水平情況下,一般選用范圍如下:
①C10~C15——用于墊層、基(ji)礎(chu)、地坪及受力不(bu)大的(de)結構。
②C20~C25——用(yong)于梁、板、柱、樓梯、屋架等普(pu)通(tong)鋼筋混凝土結構;
③C25~C30——用于(yu)大跨(kua)度結(jie)構、要求耐久性高的結(jie)構、預制構件(jian)等(deng);
④C40~C45——用(yong)于(yu)預應力(li)鋼筋(jin)混凝土構件(jian)、吊車梁及特種結構等,用(yong)于(yu)25~30層(ceng);
⑤C50~C60——用于30層至(zhi)60層(ceng)以上(shang)高層(ceng)建(jian)筑;
⑥C60~C80——用(yong)(yong)于高層(ceng)建(jian)筑,采用(yong)(yong)高性能混凝土;
⑦C80~C120——采用超高強(qiang)混凝(ning)土于高層建筑。
將來可能推廣使用高達C130以上的混(hun)凝土。混(hun)凝土按強(qiang)度(du)分成(cheng)若(ruo)干(gan)強(qiang)度(du)等級(ji),混(hun)凝土的強(qiang)度(du)等級(ji)是按立方體(ti)抗壓強(qiang)度(du)標準值fcu,k劃分的(de)。
立方體抗(kang)壓強(qiang)(qiang)度標(biao)準值是立方抗(kang)壓強(qiang)(qiang)度總體分布中的一個值,強(qiang)(qiang)度低于該(gai)值得百分率(lv)不超過(guo)5%,即有95%的(de)保證率。
建筑工程混凝土標號選擇
1、砼(tong)標號對柱、剪力墻(qiang)、梁及樓板的影響
砼標號(hao)對柱及剪力(li)墻(軸(zhou)壓比控制(zhi))的(de)影(ying)響:提高(gao)標號(hao)可(ke)顯(xian)著(zhu)減小(xiao)柱墻的(de)尺寸,增加建筑(zhu)實際使用率。
砼標(biao)號對梁(liang)的影響(xiang):正常情況下對梁(liang)的承載力幾乎(hu)沒影響(xiang),因此(ci)對梁(liang)的截(jie)面及(ji)配筋影響(xiang)很(hen)小,不宜采用高標(biao)號。
砼標號(hao)對樓板(ban)(ban)的影響(xiang):正常情(qing)況下對板(ban)(ban)的承載力幾乎沒(mei)影響(xiang),但(dan)可能會提高板(ban)(ban)的構造配(pei)筋率(lv),同(tong)時(shi)還會增加板(ban)(ban)開裂的隱患(huan),應盡量采(cai)用(yong)低(di)標號(hao)。
2、實際(ji)工程(cheng)中混凝土標號的選(xuan)擇建議(yi):
普通的(de)結構梁板混凝土(tu)標號一般為(wei)C25、C20。受力較(jiao)大的梁(liang)板混凝土標號可(ke)采用C30,如地下室的(de)(de)(de)底板、頂板,屋頂花園(yuan)的(de)(de)(de)樓板等;剪力墻(qiang)、柱混(hun)凝土標(biao)號(hao)按軸(zhou)壓比控制(zhi),使其盡量(liang)接近軸(zhou)壓比規定的(de)(de)(de)上限,同(tong)時又使絕(jue)大部分豎向構(gou)件(jian)為構(gou)造配(pei)筋。
一般梁柱用一個等級的,柱墻就(jiu)得看計算了(le)。多層最好別用c40及(ji)以上,因為(wei)c40不(bu)能現場(chang)攪(jiao)拌(ban)。
高層一(yi)般(ban)用到(dao)c40-c50一般來說,住宅的(de)梁(liang)板c25就(jiu)行(xing)了。如果大型公建就(jiu)全(quan)是(shi)c30,地下室頂(ding)板及側壁都是c30以上都是常(chang)用做法。
對于一(yi)般的多層結構,如果建筑對豎向構件截面尺寸摳的不是(shi)特(te)別(bie)狠(hen),我們也都不是(shi)特(te)別(bie)希望(wang)采用(yong)高等(deng)級的混凝土,一(yi)般使(shi)用(yong)C25-C40,常(chang)用(yong)C30-C40。
混凝土等(deng)級(ji)提高,雖然能夠在一(yi)定程度上減少鋼(gang)筋用量(liang),但是這(zhe)個減少的效率比(bi)起混凝土成本的提升和施工質(zhi)量(liang)、水(shui)平(ping)要求的提高帶來的成本增(zeng)加來說,似(si)乎經濟意義不大。
所(suo)以(yi),除非有特殊情況,無(wu)論甲(jia)方(fang)、設計(ji)方(fang)、還是施工方(fang),都不愿(yuan)意(yi)使用高等級混凝土。
從力學角度來說,對于多層結構,柱子的軸壓比不是很高(gao),提(ti)高(gao)fc對提高(gao)(gao)構(gou)件承載力意義不大;梁(liang)因為是受彎構(gou)件,在梁(liang)高(gao)(gao)能保證的前提下,提高(gao)(gao)fc帶來(lai)的經濟效益(yi)也不是(shi)很明顯;總的來(lai)說,提高強度等級(ji)吃力不討好。
但是隨著(zhu)結(jie)構(gou)層數的(de)增加,對于高(gao)層、超高(gao)層結(jie)構(gou)而言,通常在(zai)底層豎向構(gou)件――柱墻的軸壓比會較高,此時fc的提高(gao)(gao)對于豎向構(gou)(gou)件會起(qi)到降低軸壓(ya)比,減(jian)少(shao)構(gou)(gou)件截面尺(chi)寸(cun),減(jian)少(shao)配筋(jin)等好處,綜合比較(jiao)之后,我們通常(chang)會選擇在底層對豎向構(gou)(gou)件使用高(gao)(gao)強(qiang)混(hun)凝土。
而對于水平(ping)構件(jian)――梁,和上面的道理一樣,通常最多用到C40。對于(yu)梁(liang)提高fc雖然會對承載力有一點貢(gong)獻,但是(shi)荷載大了以(yi)后可能(neng)是(shi)變形(xing)、裂縫控制,且加之高強(qiang)混凝土構件的延性也較差(cha),需要增設(she)約束鋼筋(jin)提高延性,所(suo)以(yi)高強(qiang)混凝土帶來的效益會大打(da)折扣甚至(zhi)得不償失的。