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(三)混凝土的性能特点 $lesson$
1.优点。混凝土原材料来源丰富，造价低廉，砂、石等骨料材料占总量的80%左右，在大部分地方可以就地取材，并且价格便宜。混凝土是从不定型的、可塑性材料利用自身的物理化学变化逐渐硬化变成具有强度的材料，所以其形状、尺寸不受限制，借助于模板可以浇筑成任意形状和尺寸的构件。硬化后的混凝土具有较高的抗压强度，一般工程的混凝土抗压强度为20～40MPa，同时根据需要可以设计不同的配比，制造不同强度的混凝土材料。目前已经开发出具有100MPa强度的高强混凝土，50～60MPa的混凝土已经实用化。混凝土与钢材的粘结能力强，利用这一特点可复合制成钢筋混凝土，一方面利用钢材的韧性和较高的抗拉强度弥补混凝土容易开裂、脆性的弱点，同时碱性的混凝土环境可以保护钢筋不生锈;与传统的结构材料木材、钢材等材料相比，混凝土材料耐久性好，不腐朽，不生锈，不易燃烧，耐火性能好。同时混凝土的生产能耗低。
2.缺点。首先，自重大、强重比较低。现代建筑越来越朝着高层、大跨度方向发展，要求材料具有轻质高强的性能，混凝土在这方面存在着先天不足。其次，混凝土的抗拉强度低，拉压比只有1/10～1/20，容易开裂;混凝土属于脆性材料，抗冲击能力差，在冲击荷载作用下容易产生脆断;混凝土的导热系数大，大约为普通烧结砖的3倍，所以保温隔热性差。混凝土的硬化较慢，生产周期长，与钢材相比施工效率较低。
二、普通混凝土
(一)普通混凝土用骨料
混凝土中的砂、石起骨架作用，故称骨料，它既降低了混凝土的成本，又可传递荷载，并显著减少混凝土的收缩。
1.砂子。砂子的颗粒直径在0.15～5.0mm之间。由于产地不同，可分为河砂、海砂和山砂。砂子按其直径划分为三种：粗砂平均直径不少于0.5mm，中砂平均直径不小于0.35mm，细砂平均直径不小于0.25mm。
(1)砂子的颗粒级配及粗细程度。砂子的颗粒级配表示大小颗粒砂的搭配情况，混凝土或砂浆中砂的空隙是由水泥来填充的，为达到节约水泥、提高强度和耐久性，应尽量减少砂粒之间的空隙。良好的级配应有较多的粗颗粒，同时配有适当的中颗粒及少量细颗粒填充其空隙。所以控制砂子的颗粒级配和粗细程度既有经济意义，也有技术意义。
(2)砂子的含水量与其体积之间的关系。砂子的外观体积随着砂子的湿度变化而变化，假定以干砂体积为标准，当砂的含水率为5%～7%时，砂堆的体积最大，比干松状态下的体积增大30%～35%;含水率再增加时，体积便开始逐渐减小，当含水率增到17%时，体积将缩至与干松状态下相同;当砂子完全水浸泡之后，其密度反而超过干砂，体积可较原来干松体积缩小7%～8%左右。因此，再设计混凝土和各种砂浆配合比时，均应以干松状态下的砂为标准进行计算。
(3)天然砂、天然净砂、净干砂。天然砂系指从砂坑开采的未经加工(过筛)而运至施工现场的砂，含有少量泥土、石子、杂质和水分。天然净砂系将天然砂过筛后，筛选掉石子、杂质含量的砂。天然净砂经过烘干后，称为净干砂。工作中应避免混淆三种状态砂子的概念，否则换算时往往产生错误。
(4)天然砂含水率与表观密度的关系。砂子的体积随其含水率的不同而发生变化，导致砂子表观密度随含水率不同而变化。因此，在设计各种砂浆配合比时，必须注意砂的体积、表观密度与含水率的关系。抹灰的水泥砂浆配合比为体积比，系指水泥与净干砂体积比，不得当作水泥与天然净砂的体积比，这样每立方米的水泥砂浆大约增加水泥用量18%左右。
2.石子。石子分为砾石和碎石，按粒径分：5～10mm、5～16mm、5～20mm、5～25mm、5～31.5mm、5～40mm。
(1)最大粒径。混凝土用的砾石或碎石中粒级的上限，称为该粒级的最大粒径。石子粒径大，其表面积随之减少。因此保证一定厚度的润滑层所需的水泥砂浆的数量也相应减少，所以石子最大粒径在条件许可下，应尽量选用大些的。但石子粒径的选用，取决于构件截面尺寸和配筋的疏密。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的规定，石子最大颗粒尺寸不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小间距的3/4。对于混凝土实心板，骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。
(2)颗粒级配。石子级配好坏对节约水泥和保证混凝土具有良好的和易性又很大关系。特别是拌制高强度混凝土，石子级配更为重要。石子级配也通过筛分试验，计算分析筛余百分率和累计筛余百分率确定的，要求各筛上的累计筛余百分率满足《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定，否则，应采取措施。比如，分级过筛重新组合，或用不同级配的骨料经过试验取得结果能够保证工程质量的，可以考虑使用。
(3)强度。为保证混凝土的强度要求，粗骨料都必须是质地致密、具有足够的强度。碎石或砾石的强度可用岩石立方体强度和压碎指标两种方法表示。岩石立方体强度比较直观，但试件加工比较困难，其抗压强度未能反映出石子在混凝土中的真实受力情况，只有当混凝土强度等级为C60及以上时，应进行岩石抗压强度检验;在选择采石场或对粗骨料强度有严格要求或对质量有争议时，也宜用岩石立方体强度作检验。压碎指标反映了石子的抗压碎能力，间接地表示了石子强度的高低，对经常性的生产质量控制则可用压碎指标值检验。