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混凝土,简称为“砼(tóng)”:是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。

1历史编辑

古代

考古人员发现5000年前的凌家滩先民不仅能够制造精美的玉石器,而且已开始稻作农业,饲养或捕猎猪、鹿、鸟禽等多种动物丰富饮食品种。另外在房屋建设中,他们已懂得类似钢筋混凝土的:“挖槽填烧土,木骨撑泥墙”的建筑工艺。

5000年前的凌家滩人不是只会简单的搭建屋舍,事实证明,当时的凌家滩人已懂得“挖槽填烧土,木骨撑泥墙”的建筑工艺,这和现在的钢筋混凝土非常相似。工作人员说,原始先民要用经过火烧过土作为房基槽与墙体的填充材料,在基槽内用木棍作为墙体的支撑柱,然后填埋红烧的土块,并在墙体两侧表面敷上较厚的粘泥,甚至一部分还可能用芦苇杆加固。

近代

1900年,万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用,在建材领域引起了一场革命。法国工程师艾纳比克1867年在巴黎博览会上看到莫尼尔用铁丝网和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后,受到启发,于是设法把这种材料应用于房屋建筑上。1879年,他开始制造钢筋混凝土楼板,以后发展为整套建筑使用由钢筋箍和纵向杆加固的混凝土结构梁。仅几年后,他在巴黎建造公寓大楼时采用了经过改善迄今仍普遍使用的钢筋混凝土主柱、横梁和楼板。1884年德国建筑公司购买了莫尼尔的专利,进行了第一批钢筋混凝土的科学实验,研究了钢筋混凝土的强度、耐火能力。钢筋与混凝土的粘结力。1887年德国工程师科伦首先发表了钢筋混凝土的计算方法;英国人威尔森申请了钢筋混凝土板专利;美国人海厄特对混凝土横梁进行了实验。1895年——1900年,法国用钢筋混凝土建成了第一批桥梁和人行道。1918年艾布拉姆发表了著名的计算混凝土强度的水灰比理论。钢筋混凝土开始成为改变这个世界景观的重要材料。

混凝土可以追溯到古老的年代,其所用的胶凝材料为粘土、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要的强度和耐久性,而且原料易得,造价较低,特别是能耗较低,因而用途极为广泛(见无机胶凝材料)。

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理论基础。以后,相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土,各种混凝土外加剂也开始使用。60年代以来,广泛应用减水剂,并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土;高分子材料进入混凝土材料领域,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应用于混凝土材料科学的研究。

2分类编辑

胶凝材料

1 )无机胶凝材料混凝土,无机胶凝材料混凝土包括石灰硅质胶凝材料混醛土 (如硅酸盐混凝土)、硅酸盐水泥系混凝土 (如硅酸盐水泥、普通水泥,矿渣水泥,粉煤灰水泥、火山灰质水泥、早强水泥混凝土等). 钙铝水泥系混凝土 (如高铝水泥、纯铝酸盐水泥、喷射水泥,超速硬水泥混凝土等)、石膏混凝土、镁质水泥混凝土、硫磺混凝土、水玻璃氟硅酸钠混凝土、金属混凝土 (用金属代替水泥作胶结材料> 等。

2)有机胶凝材料混凝土。有机胶凝材料混凝土主要有沥青混凝土和聚合物水泥混凝土、树脂混凝土、聚合物浸渍混凝土等。 此外,无机与有机复合的胶体材料混凝土,还可以分聚合物水泥混凝土和聚合物辑靛混凝土。

表观密度

混凝土按照表观密度的大小可分为:重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土。这三种混凝土不同之处就是骨料的不同。

重混凝土是表观密度大于2500公斤/立方米,用特别密实和特别重的集料制成的。如重晶石混凝土、钢屑混凝土等,它们具有不透x射线和γ射线的性能;常由重晶石和铁矿石配制而成。

普通混凝土即是我们在建筑中常用的混凝土,表观密度为1950~2500Kg/立方米,主要以砂、石子为主要集料配制而成,是土木工程中最常用的混凝土品种。

轻质混凝土是表观密度小于1950公斤/立方米的混凝土。它又可以分为三类:

1.轻集料混凝土,其表观密度在800~1950公斤/立方米,轻集料包括浮石、火山渣、陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣、矿渣等。

2.多空混凝土(泡沫混凝土、加气混凝土),其表观密度是300~1000公斤/立方米。泡沫混凝土是由水泥浆或水泥砂浆与稳定的泡沫制成的。加气混凝土是由水泥、水与发气剂制成的。

3.大孔混凝土(普通大孔混凝土、轻骨料大孔混凝土),其组成中无细集料。普通大孔混凝土的表观密度范围为1500~1900公斤/立方米,是用碎石、软石、重矿渣作集料配制的。轻骨料大孔混凝土的表观密度为500~1500公斤/立方米,是用陶粒、浮石、碎砖、矿渣等作为集料配制的。

按定额

1. 普通混凝土。普通混凝土分为:普通半干硬性混凝土,普通泵送混凝土和水下灌注混凝土,他们每个又分为:碎石混凝土和卵石混凝土;

2. 抗冻混凝土。抗冻混凝土分为:抗冻半干硬性混凝土,抗冻泵送混凝土,他们每个又分为:碎石混凝土和卵石混凝土。

使用功能

结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等。

施工工艺

离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。按配筋方式分有:素(即无筋)混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土、预应力混凝土等。

按拌合物

干硬性混凝土、 半干硬性混凝土、 塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等。

按掺和料

粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、矿渣混凝土、纤维混凝土等。

另外,混凝土还可按抗压强度分为:低强混凝土(抗压强度小于30MPa)、中强度混凝土(抗压强度30-60Mpa)和高强度混凝土(抗压强度大于等于60MPa);按每立方米水泥用量又可分为:贫混凝土(水泥用量不超过170kg)和富混凝土(水泥用量不小于230kg)等。

3养护编辑

养护的目的在于创造适当的温湿度条件,保证或加速混凝土的正常硬化。不同的养护方法对混凝土性能有不同影响。常用的养护方法有自然养护、蒸汽养护、干湿热养护、蒸压养护、电热养护、红外线养护和太阳能养护等。养护经历的时间称养护周期。为了便于比较,规定测定混凝土性能的试件必须在标准条件下进行养护。中国采用的标准养护条件是:Ⅰ级水平控制温度为20±2°C,Ⅱ级水平控制温度为20±5°C,标准养护时间为28天;湿度不低于95%。

混凝土的养护包括自然养护和蒸汽养护。

混凝土养护期间,应重点加强混凝土的湿度和温度控制,尽量减少表面混凝土的暴露时间,及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用蓬布、塑料布等进行覆盖),防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前,应卷起覆盖物,用抹子搓压表面至少二遍,使之平整后再次覆盖,此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面,直至混凝土终凝为止。

混凝土的蒸汽养护可分静停、升温、恒温、降温四个阶段,混凝土的蒸汽养护应分别符合下列规定:

(1)静停期间应保持环境温度不低于5℃,灌筑结束4~6h且混凝土终凝后方可升温。

(2)升温速度不宜大于10℃/h。

(3)恒温期间混凝土内部温度不宜超过60℃,最大不得超过65℃,恒温养护时间应根据构件脱模强度要求、混凝土配合比情况以及环境条件等通过试验确定。

(4)降温速度不宜大于10℃/h。

4种类区别编辑

泵送砼

可用混凝土泵通过管道输送拌和物的混凝土。

要求其流动性好,骨料粒径一般不大于管径的四分之一,需加入防止混凝土拌合物在泵送管道中离析和堵塞的泵送剂,以及使混凝土拌和物能在泵压下顺利通行的外加剂,减水剂、塑化剂、加气剂以及增稠剂等均可用作泵送剂。加入适量的混合材料(如粉煤灰等),可避免混凝土施工中拌和料分层离析、泌水和堵塞输送管道。

泵送混凝土的原料中,粗骨料宜优先选用(卵石)。

商品砼

商品混凝土就是指在工厂中生产,并做为商品出售的混凝土。与现场搅拌混凝土相比,商品混凝土是由专业的生产企业生产,这些企业大多配有先进的生产设备,计量精确,搅拌均匀,质量高。有完善的质检系统,保证质量。施工企业购买商品混凝土可以减少现场建筑材料的堆放,有利于保护环境,文明施工。具体规格又分为C15、C20、C25、C30等。

特点应用

发泡混凝土又名泡沫混凝土,是通过智通发泡系统发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料,突出特点是在混凝土内部形成封闭的气孔,成蜂窝型紧密均匀排列气孔,使混凝土轻质化和多达五倍隔热保温性能。耐火性能高,低吸水量(防潮),低导温性质及环保特性,比其它隔温材料更具优势。

特点

保温性

导热系数为0.098 - 0.151W/m.k,热阻约为普通的20~35倍。

轻质性:

干体积密度为400-700kg/m3,相当于普通水泥混凝土的1/3 ~ 1/6 左右,可减轻建筑物整体荷载。减少基建成本,极大的节约了建筑费用。

隔音性:

泡沫混凝土中含有大量的独立气泡,且分布均匀,吸音能力为0.09-0.19%,是普通混凝土的5倍,具备有效隔音的功能。

耐水性:

现浇发泡混凝土吸水性较小,相对独立的封闭气泡及良好的整体性,使其具有一定的防水性能,最大吸水率<12.5%。

耐火性:

耐火时间为4小时,是普通的2倍。

抗压性:

抗压强度高,抗压强度为0.6-5.5Mpa。

整体性:

可现场浇注施工,与主体工程结合紧密,不需留界隔缝和透气管。

经济性:

综合造价低。全方面的工程总成本节约

环保性:

环保天然成份无污染。泡沫混凝土所需原料为水泥和发泡剂,发泡剂为中性,不含苯、甲醛等有害物质,避免了环境污染和消防隐患。

耐久性:

与主体工程寿命相同。

低弹减震性:

泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量,从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。

施工简单:

只需使用C-Lite生产设备可在工地现场生产,节约运费。

生产加工性:

泡沫混凝土不但能在厂内生产成各种各样的制品,而且还能现场施工,直接现浇成屋面、地面和墙体,并可进行锯、刨、钉、钻孔等加工。

应用

泡沫混凝土以其良好的特性,广泛应用于节能墙体材料中,在其他方面也获得了应用。泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。但是,充分利用泡沫混凝土的良好特性,可以将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快工程进度,提高工程质量,具体如下:

1.用作挡土墙。主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直截荷,也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体,它并不沿周边对岸墙施加侧向压力,沉降降低了,维修费用随之减少,从而节省很多开支。泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性,用它取代边坡的部分土壤,由于减轻了质量,从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。

2.修建运动场和田径跑道。使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础,上面覆以砾石或人造草皮,作为运动场用。泡沫混凝土的密度为800-900kg/m³此类运动场可进行曲棍球,足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层,则可作田径跑道用。

3.作夹芯构件。在预制钢筋混凝土构件中可采用泡沫混凝土作为内芯,使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400 - 600kg/m³的泡沫混凝土。

4.管线回填。地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、污水管及其他空穴容易导致火灾或塌方,采用泡沫混凝土回填可解决这些后患,费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位,一般为600-1100kg/m³。

5.贫混凝土填层。由于使用可弯曲的软管,泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性,因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高,采用密度为1200kg/m³左右的贫混凝土填层,平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高,则采用密度为500kg/m³的贫混凝土填层,平均厚度为0.1- 0.2m。

6.屋面边坡。泡沫混凝土用于屋面边坡,具有重量轻、 施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m.厚度为0.03-0.2m,采用密度为800 - 1200kg/m³的泡沫混凝土。

7.储罐底脚的支撑。将泡沫混凝土浇阶在钢储罐(内装粗油、化学品)底脚的底部,必要时也可形成一凸形地基,这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态,这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁。泡沫混凝土的使用密度为800-1000kgm³。

8.用于园林绿化。将泡沫混凝土做成容重在600-1000kg/m³,可用于园林假山,垃圾箱,桌凳等。  9. 国防(现代战争是用信息和先进机动器械为攻击工具),该发泡水泥能用在被敌方轰炸破坏的军事工程如机场,重要交通公路等实行立即抢修,用我们的设备及工艺能把敌方破坏的工程迅速修复,实验得来的结果是修复后10分钟即能用于飞机起降,战车通过。

10.其他。泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充,隔声楼面填充、隧道衬管回填;以及供电、水管线的隔离等方面。

加气砼

加气混凝土是以硅质材料(砂、粉煤灰及含硅尾矿等)和钙质材料(石灰、水泥)为主要原料,掺加发气剂(铝粉),通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。因其经发气后含有大量均匀而细小的气孔,故名加气混凝土。

应用

适用于高层建筑的填充墙和低层建筑的承重墙。非承重砌块生产和使用最为广泛,体积密度一般为500 kg/m3和600 kg/m3,主要使用在结构中的填充墙与隔墙,而不承担荷载;承重砌块的体积密度为700 kg/m3和800 kg/m3,在建筑中经特殊结构处理后承担荷载;保温块的体积密度一般为300 kg/m3和400 kg/m3,主要用于建筑物保温隔热;屋面板和墙板都是加筋加气混凝土板,根据用途不同,其配筋不同。

清水砼

清水混凝土(As-cast Finish Concrete/BareConcrete)又称装饰混凝土;因其极具装饰效果而得名。它属于一次浇注成型,不做任何外装饰,直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面,因此不同于普通混凝土,表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明、无碰损和污染,只是在表面涂一层或两层透明的保护剂,显得十分天然,庄重。

应用

清水混凝土在国内外大型建筑工程,特别是国内桥梁工程中已得到广泛应用,但在国内的一般房屋建筑工程中,还没有得到推广使用,清水混凝土优越的结构性能和显著的经济性还没有得到充分发挥。在钢筋混凝土大国日本,清水混凝土在各种建筑工程中早已得到广泛使用。

蒸压加气砼

中国蒸压加气混凝土砌块行业产能产量统计

蒸压加气混凝土工业在中国已经有了40余年的发展历史,至今,已经形成一个包括生产、设备制造、配套材料生产和科研设计约800家企业的完整体系,成为中国建筑节能和墙体材料改革的重要力量,为循环经济和低碳生活作出了贡献。2002年至2010年间,是中国加气混凝土发展最快的时期,生产技术的发展,推动了市场的发展,中国加气混凝土已成为许多地区节能建筑的主导墙体材料。

上世纪90年代前,以北京及其周边地区、东北和西北地区发展较快;90年代后期,先是在山东和广东掀起发展高潮,后在上海及江苏、浙江得到了极大的发展,中国其中当属江、浙、沪的设备水平最高,产品质量最好,仅上世纪90年代中后期以后的引进线就有7条,其中6条为翻转切割、侧立养护(不包括引进后淘汰的生产线)。国产设备中则以仿伊通的空中翻转式切割机为主,而且生产规模(单线)大都在10万立方米以上。生产规模最大的企业在江苏,为中日合资苏州良浦天路新型建材有限公司年产能达到120万立方米。

截止2010年,全国共有蒸压加气混凝土生产企业800家,生产规模约7200万立方米,实际产量接近4000万立方米。仝国加气混凝土产量由2002年的约650万立方米,增长到2010年的约3960万立方米,增加了3310万立方米,为2002年的近5倍。

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