คอนกรีต: เป็นคำรวมสำหรับวัสดุเชิงประกอบทางวิศวกรรมที่ทำจากวัสดุประสานซึ่งกาวรวมเป็นก้อนเดียว. คำว่าคอนกรีตมักใช้เพื่ออ้างถึงซีเมนต์ว่าเป็นวัสดุประสาน, ทรายและหินเป็นส่วนผสม; และน้ำ (อาจมีสารเติมแต่งและสารผสม) ในสัดส่วนที่แน่นอน, ผสมเพื่อให้ได้ซีเมนต์คอนกรีต, หรือที่เรียกว่าคอนกรีตธรรมดา, ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมโยธา.
ณ เดือนเมษายน 2023, การผลิตคอนกรีตทั่วโลกประจำปีมากกว่า 4 พันล้านตัน.
คุณสมบัติ
คอนกรีตมีลักษณะของวัตถุดิบที่อุดมสมบูรณ์, ราคาต่ำและกระบวนการผลิตที่เรียบง่าย, จึงทำให้มีการใช้งานเพิ่มขึ้น. คอนกรีตยังมีกำลังอัดสูง, ความทนทานที่ดี, และคลาสความแข็งแกร่งที่หลากหลาย. คุณสมบัติเหล่านี้ใช้งานได้กว้างมาก, ไม่เพียงแต่ในสาขาวิศวกรรมโยธาเท่านั้น, คืออุตสาหกรรมต่อเรือ, อุตสาหกรรมเครื่องจักร, การพัฒนาของทะเล, วิศวกรรมความร้อนใต้พิภพ, เป็นต้น, คอนกรีตยังเป็นวัสดุที่สำคัญ.
การทำงาน
ความหลากหลาย
ประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุดของส่วนผสมคอนกรีต. เป็นตัวแทนที่ครอบคลุมของความสอดคล้องของส่วนผสม, ความลื่นไหล, ความเป็นพลาสติก, ต้านทานการหลุดล่อนและการหลั่งของน้ำ และง่ายต่อการเลอะเทอะของพื้นผิว. มีวิธีการและตัวบ่งชี้มากมายในการพิจารณาและแสดงความเข้ากันได้ของส่วนผสม, จีนยอมรับการตกต่ำเป็นหลัก (มม) โดยวัดจากทรงกระบอกทรงกรวยที่ถูกตัดทอนและเวลา Vibe (วินาที) วัดโดยเครื่องวัด Vibe เป็นดัชนีหลักของความสม่ำเสมอ.
ความแข็งแกร่ง
คุณสมบัติทางกลที่สำคัญที่สุดของคอนกรีตหลังการแข็งตัว, หมายถึง ความสามารถของคอนกรีตในการต้านทานแรงเค้น เช่น กำลังอัด, ความเครียด, การดัดและเฉือน. อัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์, ชนิดและปริมาณของซีเมนต์, ความหลากหลายและจำนวนของมวลรวม, เช่นเดียวกับการผสม, การปั้น, การซ่อมบำรุง, ล้วนส่งผลโดยตรงต่อกำลังของคอนกรีต. คอนกรีตตามมาตรฐานกำลังอัด (ความยาวด้านของลูกบาศก์ 150 มม. เป็นตัวอย่างมาตรฐาน, การบ่มภายใต้สภาวะการบ่มมาตรฐานสำหรับ 28 วัน, วัดด้วยวิธีทดสอบมาตรฐานกับ 95% รับประกันกำลังอัดลูกบาศก์) แบ่งเป็นระดับความแรง, ที่เรียกว่ามาตรฐาน, แบ่งเป็น C10, Q15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50, C55, ซี60 ซี65, C70, C75, C80, C85, C90, C95, ซี100, ผลรวมของ 19 เกรด. กำลังรับแรงดึงของคอนกรีตเท่านั้น 1/10 ถึง 1/20 ของแรงอัด. การปรับปรุงอัตราส่วนของแรงดึงและกำลังอัดของคอนกรีตเป็นสิ่งสำคัญของการปรับเปลี่ยนคอนกรีต.
การเปลี่ยนรูป
คอนกรีตจะเสียรูปภายใต้ภาระหรืออุณหภูมิและความชื้น, ส่วนใหญ่รวมถึงการเสียรูปที่ยืดหยุ่น, การเปลี่ยนรูปพลาสติก, การหดตัวและการเปลี่ยนรูปของอุณหภูมิ. การเสียรูปแบบยืดหยุ่นของคอนกรีตภายใต้การรับน้ำหนักระยะสั้นจะแสดงโดยโมดูลัสของความยืดหยุ่นเป็นหลัก. ภายใต้การโหลดระยะยาว, ปรากฏการณ์ของความเค้นคงที่และความเครียดที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องคือการเปลี่ยนรูปของลำห้วย, และปรากฏการณ์ของความเครียดคงที่และความเครียดลดลงอย่างต่อเนื่องคือการผ่อนคลาย. การเสียรูปปริมาตรเนื่องจากการไฮเดรชั่นของซีเมนต์, คาร์บอนไดออกไซด์ของหินซีเมนต์และการสูญเสียน้ำเรียกว่าการหดตัว.
การเสียรูปของคอนกรีตแข็งมาจากสองด้าน: ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม (การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้น) และโหลดแฟกเตอร์ประยุกต์, ดังนั้นจึงมี:
(1) การเสียรูปภายใต้ภาระ
- การเปลี่ยนรูปยืดหยุ่น
- การเสียรูปที่ไม่ยืดหยุ่น
(2) การเสียรูปภายใต้การทำงานแบบไม่มีโหลด
- การเสียรูปการหดตัว (การหดตัวแบบแห้ง, การหดตัวด้วยตนเอง)
- การเปลี่ยนรูปการขยายตัว (การขยายตัวแบบเปียก)
(3) การเสียรูปภายใต้การกระทำแบบผสม
- ความหยาบ
ความทนทาน
ภายใต้เงื่อนไขทั่วไป, คอนกรีตมีความทนทานดี. อย่างไรก็ตาม, ในพื้นที่หนาวเย็น, โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำในพื้นที่โครงการและในสภาวะที่มีน้ำเต็มโดยการทำน้ำแข็งละลายสลับกันบ่อยครั้ง, คอนกรีตเสียหายง่าย. สำหรับเหตุผลนี้, คอนกรีตควรมีข้อกำหนดบางประการสำหรับการต้านทานน้ำค้างแข็ง. สำหรับโครงการที่ผ่านไม่ได้, คอนกรีตจำเป็นต้องมีการซึมผ่านและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี. ความต้านทานการซึม, ต้านทานน้ำค้างแข็ง, และต้านทานการสึกกร่อนเพื่อความทนทานของคอนกรีต.
วัสดุส่วนประกอบและโครงสร้าง
คอนกรีตธรรมดาเป็นหินที่มนุษย์สร้างขึ้นจากซีเมนต์, รวมหยาบ (กรวดหรือก้อนกรวด), มวลรวมที่ดี (ทราย), ส่วนผสมและน้ำผสม, แข็ง. ทรายและหินมีบทบาทเป็นโครงร่างในคอนกรีตและยับยั้งการหดตัวของซีเมนต์; ซีเมนต์และน้ำก่อตัวเป็นซีเมนต์เพสต์ที่พันรอบพื้นผิวของมวลรวมหยาบและละเอียด และเติมเต็มช่องว่างระหว่างมวลรวม. ซีเมนต์เพสต์มีบทบาทในการหล่อลื่นก่อนการแข็งตัว, เพื่อให้ส่วนผสมคอนกรีตมีคุณสมบัติในการทำงานที่ดี, และหลังจากแข็งตัวแล้ว มวลรวมจะถูกประสานเข้าด้วยกันเพื่อสร้างความแข็งแกร่งทั้งหมด.
คุณสมบัติทางเทคนิคหลัก
คุณสมบัติของคอนกรีต ได้แก่ การเข้ากันได้ของ ผสมคอนกรีต, ความแข็งแรงของคอนกรีต, การเปลี่ยนรูป และ ความทนทาน.
- ความเข้ากันได้, หรือที่เรียกว่าความสามารถในการทำงาน, หมายถึงคุณสมบัติของส่วนผสมคอนกรีตที่อำนวยความสะดวกในการดำเนินงานของกระบวนการก่อสร้างต่างๆ ภายใต้เงื่อนไขการก่อสร้างบางอย่าง เพื่อให้แน่ใจว่าจะได้คอนกรีตที่สม่ำเสมอและหนาแน่น. ความเข้ากันได้เป็นดัชนีทางเทคนิคที่ครอบคลุม, รวมถึงสามประเด็นหลักของความลื่นไหล (ความสม่ำเสมอ), ความเหนียวแน่นและการกักเก็บน้ำ.
- ความแข็งแรงเป็นคุณสมบัติทางกลหลักของคอนกรีตหลังการแข็งตัว, สะท้อนถึงความสามารถเชิงปริมาณของคอนกรีตในการรับน้ำหนัก. กำลังของคอนกรีตรวมถึงแรงอัด, แรงดึง, เฉือน, ดัด, แรงดัดงอและแรงยึดเกาะ. แรงอัดมีค่ามากที่สุดและค่าความต้านทานแรงดึงมีค่าน้อยที่สุด.
- การเสียรูปของคอนกรีตรวมถึงการเสียรูปภายใต้การไม่รับน้ำหนักและการเสียรูปภายใต้การรับน้ำหนัก. การเสียรูปภายใต้การทำงานแบบไม่มีโหลดคือการหดตัวของสารเคมี, การเปลี่ยนรูปเปียกและแห้งและการเปลี่ยนรูปอุณหภูมิ, ฯลฯ. ปริมาณซีเมนต์ที่มากเกินไปมีแนวโน้มที่จะเกิดการหดตัวของสารเคมีภายในคอนกรีตและทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็ก.
- ความทนทานของคอนกรีต หมายถึง ความสามารถของคอนกรีตในการต้านทานการกระทำของปัจจัยทำลายล้างต่าง ๆ ภายใต้สภาพการใช้งานจริง และคงความแข็งแรงและความสมบูรณ์ของรูปลักษณ์ไว้ได้นาน. รวมถึงความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง, ความต้านทานการซึมผ่าน, ความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานคาร์บอนไดออกไซด์ของคอนกรีต.
