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为什么混凝土会有强度?

作者:
冯克勤 陈耀东
来源:
混凝土工程
2020/06/24 09:12
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所谓强度,是指在外力作用下,某种材料抵抗或承受外力的内在能力,一般以每平方厘米面积上所能承受外力的大小,即公斤/厘米²来表示。如混凝土每平方厘米面积所承受压力的大小,即称为它的抗压强度。而承受拉力的大小称为抗拉强度。

混凝土为什么会有强度?首先看它是由哪些材料组成的。混凝土是由胶结料、粗细骨料、外加剂与水拌合后,经凝结、硬化而成的人工石,因此在建筑上常用组合字”(即人工石)来表示。一般建筑、水利、交通等工程上大量使用的是普通混凝土。它的胶结料是水泥,粗骨料是石子,细骨料是砂子和一般不含杂质的水。砂、石本身为粒径不同的矿物石料,是具有较高抗压强度的材料。但散状的砂石颗粒,必须由胶结材料水泥牢固的粘结而成一整体, 才能承受外界的压力。

   水泥的粘结作用与水泥的化学组成,以及水泥的水化作用有着密切的联系。以普通硅酸盐水泥为例,它的主要化学成分是硅酸三钙(3CaO·SiO)、硅酸二钙(2CaO.SiO)、铝酸三钙(3CaO.A1O)和铁铝酸四钙(4CaO.A1O.FeO)等。当水泥与水拌和后,水泥颗粒被水所包围,由表及里地与水发生化学变化,逐渐水化和水解生成硅酸盐的水化物和凝胶,同时放出热量。这些水化物和凝胶与砂石颗粒表面具有很大的附着力,以很强的粘结力表现出来;而且硅酸盐的水化物在适当的温度与湿度环境下,逐渐浓缩凝聚,形成晶体结构,具有很高的强度。对混凝土来说,水泥的水解和水化作用是在砂石之间进行的,其最终结果是将散状的砂石颗粒紧紧粘结在起,形成一个共同承受外力的整体。为此,也可说混凝土强度的增长过程,就是水泥粘结能力逐渐形成的过程。所以,混凝土的强度不仅与砂石材料性能、级配有关,而且与水泥质量、用量以及用水量和外界条件都有着密切的关系。

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