什么是混凝土？

什么是混凝土？

混凝土是地球上仅次于水的第二大应用最广泛的材料！ 事实上，没有混凝土的世界是不可想象的，因为现代城市的发展依赖于这种流行的材料。 使用混凝土的原因不仅在于其广泛的应用，而且这种复合材料具有独特的性能。 但究竟什么是具体的，为什么它从过去就成为必需品？

混凝土的历史

自 1300 年代初以来，中东的建筑师就知道石灰石的重要性。 他们知道这种物质与水混合后会变成硬块。 大约在同一时期，古希腊人使用石灰和鹅卵石的混合物来创建结构构件。

公元476年被称为混凝土革命。 从万神殿的圆顶到加尔桥的渡槽，最著名的旅游景点都是用混凝土建造的。 罗马帝国灭亡后，混凝土技术逐渐倒退，并在 18 世纪重新出现。 这要归功于两项重大创新，第一项是约翰·斯米顿 (John Smeaton) 的工作，他重新发现了许多制造古罗马水泥的技术，第二项是生产水硬性石灰的方法。

意大利罗马万神殿的圆顶

1824年波特兰水泥的发现改变了世界！ 然后，随着钢筋混凝土的出现，这种材料的应用增加了。 今天，混凝土的使用是民用工业及其相关工业的一个组成部分。

什么是混凝土？

混凝土是一种复合材料和合成材料，例如由粘合剂（水泥）、水和骨料制成的石头。 成分的比例，称为“混合方案”，直接关系到最终产品的强度和质量。

具体化合物的配方如下：

混凝土 = 粘合剂 + 细骨料和粗骨料 + 水 + 添加剂（可选）

我们现在意识到混凝土的三个主要成分是水泥、水和骨料。 现在，我们将更详细地考虑每种物质的作用：

• 水泥：水泥是混凝土的重要组成部分。 当水泥和水混合时，它们会形成粘性糊状物，在混合设计中将骨料粘合在一起。

• 水：水对于制造水泥浆至关重要。 在化学上，水与水泥反应生成混凝土。 混合设计中使用的水量会改变水与水泥的比例。 反过来，它会影响这种复合材料的强度和性能。

• 骨料：骨料有助于改善混凝土的性能。 骨料包括砂（粗粒）和砂（细粒）。 沙子的特性，如圆角或尖角或粗糙度，直接影响这种复合材料的最终抗压强度。

混凝土图片

混凝土是如何制成的？

混凝土是建筑工作不可或缺的宝贵材料。 当所有成分按指定比例混合时，水泥和水开始水化反应，将最终产品变成固体。

制作混凝土的过程从混合计划开始。 但是这一步你要特别注意！ 没有足够水泥浆填充骨料之间空间的混合物会降低混凝土的抗压强度。 相反，含有大量水泥浆的化合物会增加最终产品开裂的可能性。

水泥浆应完全覆盖骨料，不留空隙。 另一方面，坍落度（效率和流动性）不应太高，以免面团松散并引导聚集体向下。 在这个阶段，通过确定水与水泥的比例和每种骨料的百分比，开始制作混凝土。

一般来说，混凝土搅拌设计中的有效参数包括：

• 暴跌
• 推阻力
• 聚合体
• 水泥种类
• 水灰比

混合物开始通过称为水合作用的化学反应变硬。 一旦最终产品在搅拌机中正确混合，就可以将混凝土倒入模具中。 倾倒后振动混合物有助于减少气泡并形成均匀的混合物。

使用混凝土的重要性

哪里有结构，哪里就有混凝土。 在当今的建筑中使用混凝土很重要，因为结构的强度和稳定性来自这种复合材料。 其次，材料便宜，可以通过多种方式成型。

混凝土是使用天然材料生产的。 因此，它是环保和可回收的。 再生混凝土可以被粉碎并用作干骨料来制造新产品。 只要建筑活动在全球范围内进行，对混凝土的需求就会不断增加。

混凝土的优点

• 它比钢更经济。
• 它具有很高的抗压强度。
• 混凝土的维护成本几乎为零。
• 它可以用作隔音剂。
• 它经久耐用，其抵抗力会随着时间的推移而增加。
• 它有很多用途。
• 它充当防水材料。
• 它易于控制并且可以成型为任何形状。
• 混凝土配料总是可用的。
• 它的表面可以承受磨损。
• 它不会暴露于蚂蚁或白蚁。
• 它具有非常高的耐火性。
• 它可以被泵送并在困难的情况下使用。
• 它不会发霉，也不会腐烂。

混凝土的缺点

• 它具有较低的抗拉强度（这个问题可以用钢和钢筋混凝土的形成来解决）
• 有必要准备收缩接头以防止收缩。
• 它们增加了结构的重量，使其蠕动。
• 达到最大阻力需要时间。
• 它的延展性很小。
• 它的混合设计很复杂，需要专业知识和工程知识。
• 对于碱性和硫酸化环境，应使用特殊水泥，因为普通水泥分解速度快。

具体应用

• 传统的城市结构
• 道路
• 桥梁
• 人行道
• 停车场
• 隧道
• 建筑和装饰应用
• 铺路
• 流域和下水道
• 水坝
• 海结构

混凝土类型

混凝土分为以下几种：

• 普通混凝土
• 轻质混凝土
• 聚合物混凝土
• 钢筋混凝土
• 预应力混凝土
• 预制混凝土
• 混凝土玻璃
• 自密实混凝土
• 加气混凝土
• 纤维混凝土
• 智能混凝土
• 可泵送混凝土
• 抽吸混凝土
• 海绵混凝土
• 和其他类型的混凝土

混凝土和易性

新拌混凝土的效率意味着在不降低混凝土质量的情况下浇筑、泵送、填充。 效率取决于水含量、骨料（形状和尺寸分布）和水泥含量。 它可以通过添加化学添加剂如超塑化剂进行改性。

增加水含量或添加化学添加剂可提高混凝土的性能。 过多的水会导致积水增加或骨料分离（当水泥和骨料开始分离时），由此产生的混凝土质量也会下降。 不同因素的任何组合都可能导致混合太难而且心理不健全。 因此，完成混凝土浇筑工作将具有挑战性。

效率可以通过测试混凝土坍落度来衡量。 坍落度通常通过填充 30 厘米高的锥体来计算。 具有宽端的锥体放置在平坦的非吸收性表面上。 然后填充等体积的三层以整合该层。

当小心地取下锥体时，封闭的材料会因重力而下降一定量。 相对干燥的样品脱落很少，坍落度值为 1 或 2 英寸（25 或 50 毫米）乘一英尺（305 毫米）。 相对潮湿的混凝土样品可能会下降到 8 英寸。

性能可以使用国家建筑规范中的测试表进行测量。 在不改变水与水泥的比例的情况下，可以通过添加化学添加剂（如润肤剂或超塑化剂）来增加坍落度。 其他一些添加剂，尤其是空气中的添加剂，会增加混合物的坍落度。

混凝土加工

混凝土在固化过程中必须润湿，以达到最佳强度和耐久性。 在此过程中，发生水合作用并形成硅酸钙水合物 (C-S-H)。 混合物最终强度的90%以上通常在四个星期内达到，剩下的10%将在几年甚至几十年内完成。

由于数十年来吸收 CO2，混凝土中的氢氧化钙转化为碳酸钙，进一步增强了混凝土的强度，使其更耐损坏。 然而，这种碳化反应会降低水泥孔隙溶液的 pH 值，并可能导致钢筋腐蚀。

混凝土在前三天的水化和硬化至关重要。 浇筑过程中由于蒸发导致的快速干燥和异常收缩可能会在混凝土强度不够时增加拉伸应力，从而导致更多的开裂和收缩。

如果混凝土在此过程中保持湿润，可以增加其初始强度。 处理前尽量减少压力可以最大限度地减少开裂。 高强度混凝土旨在更快地水化，并且通常与水泥用量的增加有关，这会增加收缩和开裂。

混凝土强度最多可增加三年。 这取决于结构的元素和操作条件。 短期聚合物纤维的加入可以降低加工过程中收缩引起的应力，提高初始和最终的抗压强度。

适当的混凝土固化会增加强度和降低渗透性，并防止表面过早干燥处的开裂。 混凝土还应注意防止其冻结或过热。 加工不当会导致结垢、强度降低、耐磨性差和开裂。

预制混凝土

预拌混凝土是根据客户的订单在工厂混合，然后运送到项目现场立即使用的一种混凝土。 预拌混凝土和普通混凝土的主要区别在于它的混合位置。 预拌好的混凝土在场外搅拌，用搅拌车运送到现场。

预拌混凝土有几个优点：

• 优质混凝土
• 更低的价格
• 节约时间
• 环保的

混凝土回收

拆除混凝土为新结构创造合适的空间会产生大量的混凝土废物。 处理这些废物的最常见方法是将其倾倒在垃圾填埋场，这会污染空气和水。 它促使更多国家考虑回收混凝土废物的重要性。

混凝土回收利用来自已被破坏的混凝土结构的碎片。 碎混凝土可用于路砂、空腔、挡土墙、景观或新混凝土的粗骨料。

再生混凝土的优点是：

• 为环境健康做贡献
• 减少对垃圾填埋场的运输污染
• 降低运输材料和废物的成本
• 节省垃圾填埋场空间
• 回到施工周期
• 降低生产粗骨料（砂）的成本

再生混凝土可用于墙壁作为积木。 较小的碎片也将用作新建筑项目的沙子。 再生混凝土在道路建设中的应用。

混凝土摊铺可以就地破碎，通过清除碎屑作为沥青摊铺的基层。 粉碎的混凝土可以作为原材料（代替沙子）来制造新的混凝土。

具有良好分级和美观的再生混凝土可用作景观石和覆盖物。 金属丝石笼可以用碎混凝土填充并用作挡土墙（而不是围栏）。

简而言之

混凝土是一种具有很高抗压强度的材料，可用于各种行业。 此外，它价格低廉且易于现场生产。 这种复合材料允许快速和高质量的制造。 混凝土结构通常以基本设计和建造运行多年，并能承受地震、风暴和环境危害。 最后，“混凝土仍然是一种令人难以置信的材料！”