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混凝土结构及其在港口、航道工程中的应用
摘要:当今社会混凝土结构的应用范围日益扩大,无论从地上或地下,乃
至海洋,工程构筑物很多用混凝土建造,本文研究了混凝土结构及其在港口、航
道工程中的应用,简单介绍了混凝土的分类和特性,着重介绍了钢筋混凝土特性,
分析总结了混凝土结构的特点及分类,结合实习内容,列举实际工程,说明了混凝
土结构在港口、航道工程中的应用。
关键词:混凝土结构;港口:航道:应用
1混凝土
混凝土是用水泥、水、细骨料(如砂子)、粗骨料(如卵石、碎石)等原料
按一定比例经搅拌后人模浇筑,并经养护硬化后做成的人工石料。水泥和水在凝结
硬化过程中形成水泥胶块,把细骨料和粗骨料粘结在一起。细骨料和粗骨料以及水
泥胶块中的结晶体组成弹性骨架承受外力。弹性骨架使混凝土具有弹性变形的特
点,同时水泥胶块中的凝胶体又使混凝土具有塑性变形的性质。[1]
1.1混凝土的分类
混凝土按照不同的分类方式可分为多种类型,下面简单介绍几种分类方法:
(1)按胶凝材料分为
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凝土硅
酸盐水泥系混凝土、钙铝水泥系混凝土、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、金属混凝土等。
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。
(2)按表观密度分为
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。
(3)按定额分为
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;
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。
(4)按使用功能分为
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。
(5)按施工工艺分为
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。
(6)按拌合物分为
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。
(7)按掺和料分为
粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、矿渣混凝土、纤维混凝土等。【2】
1.2混凝土的性质
(1)强度
混凝土硬化后的最重要的力学性能,是指混凝土抵抗压、拉、弯、剪等应力
的能力。水灰比、水泥品种和用量、集料的品种和用量以及搅拌、成型、养护,都
直接影响混凝土的强度。混凝土按标准抗压强度(以边长为150mm的立方体为标准
试件,在标准养护条件下养护28天,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立
方体抗压强度)划分的强度等级,称为标号,分为C10、C15、C20、C25等。混凝土
的抗拉强度仅为其抗压强度的1/13~1/8。提高混凝土抗拉、抗压强度的比值是
混凝土改性的重要方面。
(2)变形
混凝土在荷载或温湿度作用下会产生变形,主要包括弹性变形、塑性变形、
收缩和温度变形等。混凝土在短期荷载作用下的弹性变形主要用弹性模量表示。在
长期荷载作用下,应力不变,应变持续增加的现象为徐变,应变不变,应力持续减
少的现象为松弛。由于水泥水化、水泥石的碳化和失水等原因产生的体积变形,称
为收缩。混凝土的变形分为两类,一类是在荷载作用下的受力变形,如单调短期加
载的变形、荷载长期作用下的变形以及多次重复加载的变形;另一类与受力无关,
称为体积变形,如混凝土收缩以及温度变化引起的变形。
(3)和易性
混凝土拌合物最重要的性能。它综合表示拌合物的稠度、流动性、可塑性、
抗分层离析泌水的性能及易抹面性等。测定和表示拌合物和易性的方法和指标很
多,中国主要采用截锥坍落筒测定的混凝土现场坍落度(毫米)及用维勃仪测定
的维勃时间(秒),作为稠度的主要指标。
(4)耐候性
在一般情况下,混凝土具有良好的耐候性。但在寒冷地区,特别是在水位变
化的工程部位以及在饱水状态下受到频繁的冻融交替作用时,混凝土易于损坏。为
此对混凝土要有一定的抗冻性要求。用于不透
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