《混凝土》读书体会

《混凝土》读书体会

读完这本书让我对混凝土有了一个全新的认识，之前我对混凝土完全不了解，提到混凝土就会想到建筑工地上的钢筋混凝土，原本以为混凝土很简单没有多少可研究的东西，看完这本书后我才发现自己以前对混凝土的认识有多浅薄，看上去简单的东西研究起来却如此复杂，不是所有的混凝土都是简单的水泥里加点水加点石子钢筋就能满足要求的，更不是只要强度达到要求的混凝土就可以用。以下是我通过读书对混凝土的简单认识

1.对混凝土的初步了解

混凝土是由胶结介质和埋在其中的骨料颗粒或碎片所组成的复合材料。具有良好的抗水性、便宜、易得，容易制得各种混凝土构件。按强度重量比划分可分为普通混凝土、轻混凝土和重混凝土，按抗压强度可分为低强混凝土、中强混凝土和高强混凝土度。

微结构-性能关系作为现代材料科学的核心在混凝土研究上也十分重要，材料的性能可以通过微结构适当的变化得到改进。混凝土的微结构独特之处可概括为：首先，粗骨料颗粒附近小范围存在界面过渡区，且比骨料水泥浆体薄弱。其次，两个相本体也是多相。第三，混凝土微结构不是材料固有特性随时间、温度、湿度变化。骨料的强度最高但不直接影响混凝土的强度，水化水泥浆体微结构中各个相的分布不均其中最薄弱处决定了混凝土的强度。水泥浆体中的固相分为四种分别是水化硅酸钙、氢氧化钙、硫铝酸钙水化物和未水化的水泥颗粒。水泥浆体里的孔可分为水化硅酸钙中的层间孔、毛细孔、气孔。水泥浆体中的水分为毛细孔水、吸附水、层间水、化学结合水。混凝土中最薄弱的环节是过渡区是强度的限制相。

2.混凝土的性能

（1）强度混凝土的强度是其抵抗外力而不被破坏的能力，它决定了混凝土的许多其他性质并可由强度数据推导。基体中含有形状不同大小不一的孔隙并在界面过渡区存在微裂缝，混凝土的强度和孔隙率成反比关系。此外强度与水灰比符合Abrams水灰比定则。通常情况下引气会降低混凝土的强度但在水泥用量很少的混凝土中引气又有可能提高混凝土的强度。不同品种的水泥水化快慢不同同样会影响混凝土的强度。混凝土中骨料的强度最大对强度的影响小但是骨料的粒

径、形状、表面结构、级配和矿物成分均影响混凝土的强度。其中提高骨料粒径对高强混凝土的强度有不利影响对低强和高水灰比混凝土的强度影响不大。混凝土制备中拌合水中杂质过量不仅会影响强度还会影响凝结时间、出现盐霜并会腐蚀钢筋和预应力钢筋。添加外加剂可以增强混凝土的强度。在混凝土的养护过程中养护龄期对强度影响不利，但在潮湿养护条件下养护龄期对强度有有利影响。

不同应力状态下混凝土的强度表现不同，在受单轴压缩时应力-应变曲线在最终强度30%左右以前表现为线弹性行为，应力水平为75%时称为临界应力，超过临界应力时混凝土的开裂取决于持荷时间，持续加荷作用下混凝土的微裂缝逐渐开展，在比正常实验室瞬间或短期荷载应力低的情况下破裂。混凝土的双轴抗压强度可以比单轴强度高27%双轴等压应力作用下，强度提高16%左右，双轴压-拉作用下，抗压强度随压力增大几乎直线减小。

（2）尺寸稳定性混凝土承受荷载时会呈现弹性和非弹性应变，干燥或冷却时呈现收缩应变。当受到约束时收缩应变将导致复杂应力模式，常引起混凝土开裂。当弹性材料的收缩应变被完全约束时，产生弹性拉应力的大小等于应变与材料的弹性模量的乘机。混凝土在约束状态下，干缩应变诱发的弹性拉应力和粘弹性行为带来的应力松弛之间的交互作用是大多数结构变形和开裂的核心。

尽管水泥和骨料呈现线弹性但混凝土却不是，应力水平和混凝土微裂缝开展的关系分为四个阶段，首先，在极限载荷30%以下，界面过渡区的裂缝保持稳定。其次，在极限载荷50%左右以前，界面过渡区存在微裂缝的稳定系统。再次，应力水平进一步提高到极限荷载的75%左右时，不仅界面过渡区的微裂缝变得不稳定而且基体的裂缝也将延伸扩展。最后，在极限荷载75%-80%时，应变能的释放速率似乎达到持续应力下裂缝自发延伸所需的临界水平，材料变形直至破坏。影响弹性模量的因素包括骨料、水泥浆体基体和过渡区，粗骨料的弹性模量越高，用量越大，混凝土的弹性模量就越大。水泥浆体基体的弹性模量由其孔隙率决定。通常孔隙、微裂缝和氢氧化钙定向结晶在界面过渡区比集体更普遍存在。

干缩与徐变都与水化水泥浆体吸附水的迁移有关，干缩以混凝土与环境相对湿度为驱动力，徐变则是持续施加的应力。影响干缩与徐变的因素包括材料与配合比，骨料的级配、最大粒径、形状和结构，水灰比、水泥品种、水泥用量，混凝土外加剂，时间与湿度，混凝土构件的几何形状。

（3）耐久性是混凝土对大气侵蚀、化学侵蚀、磨耗或其他劣化过程的抵抗能力。水是大多数混凝土耐久性问题的核心，同时也会引起化学退化过程。硬化水泥浆体的渗透系数受孔隙尺寸和连通性所控制，水灰比较高，水化程度较低时水泥浆体的毛细管孔隙率较高，水泥浆体中大的互相连通的孔隙数量相对较多渗透系数较高，随水化程度的进行孔隙减小渗透性减小。大多数骨料的渗透性远低于水泥浆体，少数骨料渗透性较大。混凝土对水的渗透性主要取决于水灰比和最大骨料粒径。

混凝土的劣化原因可分为三类1.水泥浆体被软水水解溶蚀2.在侵蚀性液体和水泥浆体之间发生阳离子交换 3.导致膨胀产物形成的化学反应。磨耗、冲蚀气蚀引气混凝土表面质量损失，硬化水泥浆体抗磨性不高，为得耐磨表面混凝土抗压强度不能低于28MPa，选择低水灰比、合理的粗细骨料级配、满足浇筑和振捣需要的最低稠度和适于露置条件的最小含气量。

冰冻会影响混凝土的耐久性，非引气饱和水泥浆体冰冻期间由于产生水压会出现膨胀，引气量逐渐增大时因引入气孔提供了溢出边界膨胀趋势减小。当混凝土中骨料颗粒粒径大于临界尺寸时，冰会伴有爆皮，即骨料被破坏。保护混凝土免受冻害所必须的不是总含气量，而是硬化水泥浆体中孔间距在0.1-0.2mm以内含气量一定时保护混凝土免受冻害取决于气泡大小，孔的数量和孔间距变化。混凝土可结冰水的数量随温度降低而增大，可结冰水的量随水灰比增大而增大。混凝土的渗透性对其抗冻性能起重要的作用，它不仅控制结冰时由内部水分迁移引起的水压力，而且控制结冰前的临界饱和度。火灾对混凝土的耐久性同样影响巨大混凝土温度升高时，容易失去各种类型的水分，混凝土可能以表面脱落的形式损伤。骨料的孔隙率和矿物组成对混凝土在火灾中的行为有重要影响。根据升温速率和骨料的尺寸、渗透性、含水状态等不同，多孔骨料本身容易与冻害一样遭受破坏性膨胀而导致突然爆裂。含碳酸盐或轻质骨料的混凝土暴露在更高的温度下能表现出较好的性能。

混凝土中化学反应引起的劣化过程，通常包括外界环境的侵蚀介质与水泥浆体组分之间的化学反应。这些化学反应通常有水泥浆体组分的水解和阳离子交换反应。硫酸盐侵蚀以混凝土的膨胀和开裂形式表现。当混凝土开裂时，渗透性增加，侵蚀水就很容易渗入内部，因此使劣化过程加速。硫酸盐侵蚀由于劣化水泥