建筑材料混凝土-ppt課件.ppt

1、混凝土,學(xué)習(xí)知識點： 1、 普通混凝土的組成及組成材料的作用。 2、普通混凝土拌和物的性質(zhì)：和易性。和易性的測定。影響和易性的因素。 3、普通混凝土的組成材料：水泥。細(xì)骨料（砂），粗骨料（碎石、卵石）?；炷涟韬图梆B(yǎng)護(hù)用水。 4、混凝土外加劑：減水劑。早強(qiáng)劑。引氣劑。其它外加劑。 5、普通混凝土結(jié)構(gòu)及性質(zhì)：混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土強(qiáng)度。普通混凝土的變形性質(zhì)。普通混凝土的耐久性。 6、普通混凝土配合比設(shè)計：混凝土配合比基本參數(shù)的確定?；炷僚浜媳仍O(shè)計的方法與步驟?；炷僚浜媳仍O(shè)計舉例。 7、其它混凝土：防水混凝土。耐熱混凝土。輕混凝土：輕骨料混凝土的特點,混凝土,教學(xué)要求： 了解對混凝土組成材料的技術(shù)

2、要求；著重掌握砂、石級配的意義及評定方法。 掌握混凝土拌和物和易性的概念、評定方法及影響和易性的因素。 著重了解減水劑的作用機(jī)理、效果及主要品種；了解其它外加劑（早強(qiáng)劑、引氣劑）的作用及主要種類。 掌握影響混凝土強(qiáng)度的因素、混凝土強(qiáng)度公式及提高混凝土強(qiáng)度的措施。 著重掌握混凝土配合比設(shè)計的基本要求、方法及步驟。 掌握砂石級配試驗方法，混凝土和易性評定方法及強(qiáng)度測定方法,混凝土,5、混凝土拌合物的和易性,3、混凝土外加劑,7、混凝土的變形性能,9、混凝土的質(zhì)量控制與評定,1、混凝土的組成與要求,6、混凝土的強(qiáng)度,4、混凝土摻合料,8、混凝土的耐久性,10、普通混凝土配合比設(shè)計,2、普通混凝土的組

3、成材料,4.1 普通混凝土的組成與混凝土的基本要求,1、混凝土的定義 混凝土是由膠凝材料、顆粒狀的粗細(xì)骨料和水按適當(dāng)比例配制，經(jīng)均勻攪拌、密實成型，并經(jīng)過硬化后而成的一種人造石材，是建筑工程中的主要建筑材料。 2、水泥混凝土 以水泥為膠凝材料，以砂石為骨料，加水拌制成混合物，經(jīng)一定時間凝結(jié)硬化而成的人造石材叫水泥混凝土，又稱普通混凝土。簡稱混凝土。 （本章如無特別說明，混凝土均指水泥混凝土,4.1 普通混凝土的組成與混凝土的基本要求,3、混凝土的分類 （1）、按密度分： 重混凝土 02500 kgm3 普通混凝土 1900 kgm3 02500 kgm3 輕混凝土 600 kgm3 01900

4、kgm3 特輕混凝土 0600 kgm3 （2）、按性能與用途分： 結(jié)構(gòu)混凝土、裝飾混凝土、水工混凝土、特種混凝土 （耐熱混凝土、耐酸混凝土、抗?jié)B混凝土、防輻射混凝土等。） （3）、按施工方法分： 泵送混凝土、噴射混凝土、振密混凝土、離心混凝土等。 （4）、按摻和料分： 粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、纖維混凝土等,4.1 普通混凝土的組成與混凝土的基本要求,4、混凝土的特點 （1）、使用方便：新拌制的混凝土拌和物具有良好的可塑性，可澆注成各種形狀和尺寸的構(gòu)件及結(jié)構(gòu)物。 （2）、價格低廉：原材料豐富，就地取材，其中80%的砂石料均為地方材料，價格便宜，節(jié)能經(jīng)濟(jì)。 （3）、高強(qiáng)耐久：普通混凝土的強(qiáng)度為

5、2055MPa,具有良好的耐久性。 （4）、性能易調(diào)整：改變組成材料的品種和數(shù)量，可制成不同性能的混凝土，以滿足工程的不同要求。 （5）、有利環(huán)保：混凝土可充分利用工業(yè)廢料，如礦渣、粉煤灰等，降低環(huán)境污染。 （6）、主要缺點：自重大，抗拉強(qiáng)度低，呈脆性，易產(chǎn)生裂縫,4.2 普通混凝土的材料組成,1、 組成混凝土的基本材料是： 水泥、水、砂、石子。 2、各種材料的作用： 砂石的總含量占混凝土總體積的80%左右，主要起骨架作用。 水泥加水形成水泥漿；水泥漿包裹在砂粒表面并填充砂粒間的空隙形成水泥砂漿；水泥砂漿又包裹石子并填充石子間的空隙而形成混凝土。 水泥漿在硬化前起潤滑作用，使混凝土拌和物具有流

6、動性；硬化后將砂、石膠結(jié)在一起，形成人造石材,4.2 普通混凝土的材料組成,一、水泥 1、水泥品種的選擇 根據(jù)工程性質(zhì)、施工條件、環(huán)境狀況，按各水泥品種的特性選擇水泥品種。 2、水泥強(qiáng)度等級的選擇： 原則：與混凝土的強(qiáng)度等級相適應(yīng)，滿足施工要求，考慮經(jīng)濟(jì)效益。 中低標(biāo)號混凝土： 水泥標(biāo)號為混凝土標(biāo)號的1.52.5倍。 高標(biāo)號混凝土： 水泥標(biāo)號為水泥標(biāo)號的0.81.5倍,4.2 普通混凝土的材料組成,二、骨料 粒徑大于0.08mm，小于5.0mm的骨料稱細(xì)骨料， 一般稱為砂。粒徑大于5.0mm的骨料稱為粗骨料，一般采用石子。 粒徑小于0.08mm的稱為泥土。 砂可分為：山砂、河砂、海砂、人工砂。

7、 山砂含泥量一般較高；海砂對混凝土有腐蝕作用；人工砂成本較高；河砂質(zhì)量較好，價格低廉，工程上采用較普遍。 普通混凝土用的石子分為：碎石、卵石,4.2 普通混凝土的材料組成,普通混凝土用砂、石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法（JGJ53-1992) 1、泥和泥塊含量,4.2 普通混凝土的材料組成,2、有害物質(zhì)含量,4.2 普通混凝土的材料組成,3、堅固性 堅固性是指在自然風(fēng)化和其他物理化學(xué)因素作用下，抵抗破裂的能力。 檢測方法：采用硫酸鈉溶液檢測，試樣徑5次循環(huán)浸漬后，其質(zhì)量損失應(yīng)符合下表的規(guī)定,4.2 普通混凝土的材料組成,4、堿含量 骨料中的活性氧化硅，可與水泥中的堿（Na2O、K2O)產(chǎn)生堿-骨料反應(yīng)，

8、并產(chǎn)生膨脹導(dǎo)致混凝土破壞。對于重要工程或?qū)橇嫌袘岩蓵r，應(yīng)對骨料進(jìn)行堿性檢測。 經(jīng)堿骨料反應(yīng)試驗后，由石子制備的 試件無裂縫、酥裂、硅膠體外溢等現(xiàn)象，試件養(yǎng)護(hù)6個月齡期的膨脹率值應(yīng)小于0.1,4.2 普通混凝土的材料組成,5、級配和粗細(xì)程度 骨料的級配是指骨料中不同粒徑顆粒的搭配情況,混凝土中的砂石級配良好時，能減少水泥用量，提高混凝土的密實度、強(qiáng)度、耐久性及其他性能,級配良好,級配不良,1）、砂的粗細(xì)程度和顆粒級配 砂的粗細(xì)程度和顆粒級配是用篩分析法來測定。 、取抽樣縮分后的干砂500g。 、用一套孔徑為9.5、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm的標(biāo)準(zhǔn)篩將砂樣由粗

9、到細(xì)依次篩析。 、稱取各篩篩余質(zhì)量（孔徑9.5mm篩余量單獨(dú)計算）m1、m2、m3、m4、m5、m6 。 、計算各篩的分計篩余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6（各篩的篩余量占總質(zhì)量的百分率）和累計篩余A1、A2 、A3、A4 、A5 、A6 （各篩與比該篩粗的所有篩的分計篩余百分率之和,4.2 普通混凝土的材料組成,4.2 普通混凝土的材料組成,計算分計篩余和累計篩余的關(guān)系,計算砂的細(xì)度模數(shù)： （A2+A3+A4+A5+A6 ）-5A1 M X = 100- A1 、根據(jù)砂的細(xì)度模數(shù)確定砂的粗細(xì)程度：M X 在3.7-3.1為粗砂， 3.0-2.3為中砂，2.2-1.6為細(xì)砂，1.5-

10、0.7為特細(xì)砂。 混凝土中應(yīng)優(yōu)先選用粗砂和中砂,4.2 普通混凝土的材料組成,砂的顆粒級配區(qū),砂的級配曲線,4.2 普通混凝土的材料組成,例：某砂樣500g篩分試驗結(jié)果如下表，試確定該砂的粗細(xì)程度， 畫出級配曲線，判斷該砂的級配狀況,17+38+62+80+97-5X3 MX= =2.88 100-3 該砂屬于中砂,0,3,14,21,24,18,17,3,0,3,17,38,62,80,97,100,級配良好,解,4.2 普通混凝土的材料組成,2）、石子的顆粒級配和最大粒徑 石子的顆粒級配分為連續(xù)粒級、間斷粒級、單粒級3種。在混凝土中應(yīng)優(yōu)先選用連續(xù)粒級或間斷粒級，一般不宜采用單粒級。 石子的

11、顆粒級配也是用篩分析法來測定的，其標(biāo)準(zhǔn)篩的孔徑為2.36、4.75、9.5、16、19、26.5、31.5、37.5、53、63、75、90共12個篩子，篩分方法與砂基本相同,篩分試樣的質(zhì)量按下表選取,4.2 普通混凝土的材料組成,石子的顆粒級配（部分,4.2 普通混凝土的材料組成,石子的最大粒徑 石子中公稱粒級的上限稱為該石子的最大粒徑。 石子的最大粒徑的選擇 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范（GB50204-1992）規(guī)定： 石子最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋間最小凈距的3/4。對于混凝土實心板，石子的最大粒徑不得大于板厚的1/2，且最大不超過50mm.高標(biāo)號混凝土

12、石子的最大粒徑宜選用16mm或20mm。泵送混凝土用碎石，不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的1/3,卵石不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的2/5,例：某現(xiàn)場攪拌鋼筋混凝土梁，截面配筋如下圖所示。 試選取混凝土中石子的最大粒徑,4.2 普通混凝土的材料組成,解：1、按不大于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸 1/4選取：石子最大粒徑應(yīng) 250/4=62.5（mm）； 2、按不大于鋼筋凈距3/4選?。?石子最大粒徑應(yīng) （250 _ 225224）33/4 28（mm）； 3、選取石子最大粒徑26.5mm,4.2 普通混凝土的材料組成,6、石子中針、片狀顆粒含量限值 針狀顆粒：顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑的2.4倍。 片狀顆粒：顆粒厚度

13、小于該顆粒所屬粒級的平均粒徑的0.4倍,7、強(qiáng)度 （1）、巖石的抗壓強(qiáng)度 將巖石制成邊長50mm的立方體或直徑和高均為50mm的圓柱體試件，在吸水飽和狀態(tài)下測其抗壓強(qiáng)度。其強(qiáng)度不應(yīng)低于混凝土強(qiáng)度等級的1.5倍；火成巖強(qiáng)度不宜低于80MPa，變質(zhì)巖強(qiáng)度不宜低于60MPa，水成巖強(qiáng)度不宜低于30MPa,4.2 普通混凝土的材料組成,一般在混凝土強(qiáng)度等級大于等于C60時需要對粗骨料的強(qiáng)度進(jìn)行檢測，其他情況有懷疑或必要時也可檢測,4.2 普通混凝土的材料組成,2）、碎石和卵石的壓碎指標(biāo)值的測定 測定方法：將一定量的氣干狀態(tài)的10-20mm石子裝入壓碎指標(biāo)測定儀的圓桶內(nèi)（內(nèi)徑152mm），按規(guī)定加荷速度

14、加荷至200Kn，穩(wěn)定5s，卸荷后稱取試樣質(zhì)量m0，再用孔徑2.5mm的篩進(jìn)行篩分，稱取試樣的篩余量m1,壓碎指標(biāo)0=（m0-m1)/m0 x100% 。 碎石 、卵石的壓碎指標(biāo)值（JGJ53-92,4.2 普通混凝土的材料組成,三、 混凝土用水 凡是飲用水和清潔的天然水，都可以作為混凝土的拌和水和養(yǎng)護(hù)水。 混凝土用水中的物質(zhì)含量限值（JGJ63-89,4.3 混凝土外加劑,混凝土外加劑 在水泥混凝土拌制時或拌制前摻入的、摻入量不大于水泥質(zhì)量5%(特殊情況除外）并能使水泥混凝土的使用性能得到一定程度改進(jìn)的物質(zhì)，稱為混凝土外加劑。 外加劑的作用 1、改善混凝土拌合物和易性，有利于機(jī)械化施工，提高

15、混凝土的工程質(zhì)量。 2、加快混凝土的凝結(jié)與硬化，減少養(yǎng)護(hù)時間，提高施工速度。 3、提高或改善混凝土的質(zhì)量。 4、節(jié)約水泥，降低成本。 5、使混凝土具有特殊性質(zhì)。 外加劑的分類 1、改善混凝土拌合物和易性的外加劑，減水劑、引氣劑、泵送劑。 2、調(diào)節(jié)凝結(jié)時間和硬化速度的外加劑，早強(qiáng)劑、緩凝劑、蘇凝劑。 3、提高或改善混凝土的耐久性的外加劑，防水劑、阻銹劑、引氣劑。 4、改善混凝土特殊性能的外加劑，防凍劑、膨脹劑、著色劑,4.3 混凝土外加劑,一、常用外加劑的品種、性能和應(yīng)用 （GB8076-87) 1、減水劑 在不影響混凝土拌合物和易性的條件下，具有減水及增強(qiáng)作用的外加劑，稱為減水劑或塑化劑。 （

16、1）、表面活性劑 具有顯著改變（通常為降低）液體表面張力或二相界面張力的物質(zhì)。其分子由親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)二個部分組成。表面活性劑加入水溶液后，其分子中的親水基團(tuán)指向溶液，憎水基團(tuán)指向空氣、固體或非極性液體并作定向排列，形成定向吸附膜，從而降低水的表面張力和二相間的界面張力。 表面活性劑分為：陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性型表面活性劑,4.3 混凝土外加劑,2）、減水劑的減水原理 水泥加水拌和后，由于水泥顆粒及水化物間的吸附作用，形成大量的絮狀結(jié)構(gòu)，絮狀結(jié)構(gòu)中包裹著部分拌和水，減少了拌和水的潤滑作用，降低了混凝土拌合物的流動性。加入了減水劑后，減水劑的憎水基團(tuán)定向吸附在水泥顆粒表面，形

17、成單分子吸附膜： 、降低了水泥顆粒的表面能，因而降低了水泥顆粒間的粘連能力； 、水泥顆粒表面帶有同性的電荷，產(chǎn)生靜電斥力，使水泥顆粒分開,破壞了水泥漿中的絮狀結(jié)構(gòu)，釋放出被包裹的拌和水； 、減水劑的親水基團(tuán)吸附了大量極性水分子，增加了水泥顆粒表面水膜厚度，使水泥顆粒之間易于滑動； 、表面活性劑降低了水泥顆粒與水間的界面張力，使水泥顆粒更容易被水濕潤,4.3 混凝土外加劑,3）、減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 a、保持用水量不變時，可提高混凝土拌合物的流動性。 b、保持混凝土拌合物的流動性及水泥用量不變時，可減少用水量10%20%，提高混凝土的強(qiáng)度1030%，提高混凝土的耐久性。 c、保持混凝土拌合物的流

18、動性和混凝土的強(qiáng)度不變時，可減少用水量1020%，節(jié)約水泥1020。 d、減少混凝土拌合物的分層、離析、泌水現(xiàn)象。 e、減緩水泥水化放熱速度和減少最高放熱溫度。 f、改善混凝土的耐久性。 g、配制特殊混凝土和高強(qiáng)混凝土。 h、降低混凝土成本,4.3 混凝土外加劑,4）、常用減水劑的品種及其性能,4.3 混凝土外加劑,UNF型減水劑對混凝土的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,4.3 混凝土外加劑,2、早強(qiáng)劑 能提高混凝土的早期強(qiáng)度，并對后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑。 (1)、氯鹽系列早強(qiáng)劑（氯化鈣 CaCl2，氯化鈉 NaCl) 早強(qiáng)原因：參與水化反應(yīng)，與Ca(OH)2、C3S反應(yīng)生成水化氯鋁酸鈣和氧氯化鈣復(fù)鹽，促使

19、C3S水化加速。 特性：a、降低冰點，提高早期抗凍能力，可在冬季施工中作為抗凍早強(qiáng)劑使用。 b、Cl-可使鋼筋產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，故摻入量必須嚴(yán)格控制，【混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范】（GBJ119-88)和【混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范】（GB50204-92)規(guī)定：在鋼筋混凝土中氯化鈉的摻入量不得超過水泥質(zhì)量的1，在無筋混凝土中的摻入量不得超過3。同時規(guī)定，在下列結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土工程中不得使用氯化鈣或含有氯化鈣的復(fù)合早強(qiáng)劑：潮濕環(huán)境中使用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；經(jīng)常處于環(huán)境溫度為60以上的結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。 使用方法及效果：適宜摻入量為12%，使混凝土3d強(qiáng)度提高40100，7d強(qiáng)度提高25。當(dāng)

20、摻入量達(dá)到水泥質(zhì)量的4時，使水泥漿產(chǎn)生速凝現(xiàn)象，4min內(nèi)達(dá)到終凝，影響施工,4.3 混凝土外加劑,2)、硫酸鹽系列早強(qiáng)劑（硫酸鈉 Na2SO4，磷酸鈣 CaSO4) 早強(qiáng)原因：參與水化反應(yīng)，與Ca(OH)2、C3S反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣和氧氯化鈉復(fù)鹽，促使C3S水化加速。 特性：a、硫酸鈉一般與其他外加劑復(fù)合使用。 b、【混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范】（GBJ119-88)和【混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范】（GB50204-92)規(guī)定：在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中硫酸鈉的摻入量不得超過水泥質(zhì)量的1，在潮濕環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的摻入量不得超過1.5。同時規(guī)定，在下列結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土工程中不得使用硫酸鈉早

21、強(qiáng)劑：與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結(jié)構(gòu)；使用直流電源的工廠及結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)；含有活性骨料的混凝土結(jié)構(gòu)等。 使用方法及效果：適宜摻入量為0.52%，使混凝土3d強(qiáng)度提高2040,4.3 混凝土外加劑,3)、三乙醇胺（無色或淡黃色油狀液體，屬非離子型表面活性劑) 早強(qiáng)原因：不參與水化反應(yīng)，能降低水溶液的表面張力，使水泥顆粒容易分散，加快水泥水化速度。 使用方法及效果：適宜摻入量為0.020.05%，使混凝土3d強(qiáng)度提高50，28天強(qiáng)度不變或略有提高。三乙醇胺一般與其他早強(qiáng)劑復(fù)合使用。 (4)、復(fù)合早強(qiáng)劑 采用兩種或兩種以上的早強(qiáng)劑復(fù)合，早強(qiáng)效果比單獨(dú)使用大，有時可以超過各組分單獨(dú)使用的效果之和。 復(fù)合早

22、強(qiáng)劑主要有三乙醇胺復(fù)合早強(qiáng)劑和硫酸鈉復(fù)合早強(qiáng)劑,4.3 混凝土外加劑,三乙醇胺復(fù)合早強(qiáng)劑常用配方： 三乙醇胺0.02 0.05氯化鈉0.5； 三乙醇胺0.02 0.05氯化鈉0.5 亞硝酸鈉0.5 1； 三乙醇胺0.02 0.05二水石膏2亞硝酸鈉1； 甲型硫酸鹽復(fù)合早強(qiáng)劑： 硫酸鈉1.52食鹽0.5 1二水石膏2； 乙型硫酸鹽復(fù)合早強(qiáng)劑： 硫酸鈉1.52亞硝酸鈉1二水石膏2,4.3 混凝土外加劑,3、其他外加劑 （1）、引氣劑 在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布，穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。其作用為：可以減少混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土的抗凍性，混凝

23、土的強(qiáng)度有所降低，屬增水性表面活性劑。 常用引氣劑有：松香熱聚物和松香皂，烷基苯磺酸鈉，脂肪醇硫酸鈉，蛋白質(zhì)鹽，石油硫酸鹽等。其中以松香聚酯類應(yīng)用最多。 松香熱聚物和松香皂引氣劑摻入量為0.01 0.02。 使用引氣劑時，混凝土含氣量應(yīng)控制在3 6，含氣量過大，混凝土強(qiáng)度下降過多。含氣量過小，對混凝土耐久性改善不大。 摻引氣劑的混凝土含氣量限值,4.3 混凝土外加劑,2）、緩凝劑 能延緩混凝土凝結(jié)時間，并對混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展無不利影響的外加劑。 緩凝劑的主要種類有：羥基羥酸及其鹽類，如酒石酸、檸檬酸、葡萄糖酸；含糖碳水化合物類，如糖蜜、葡萄糖、蔗糖等；無機(jī)鹽類，如硼酸鹽、磷酸鹽；木質(zhì)素磺酸鹽類

24、，如木鈣、木鈉等。 緩凝劑的作用原理各不相同，一般來說，有機(jī)類緩凝劑大多數(shù)為表面活性劑，對水泥顆粒和水化物表面具有較強(qiáng)的活性作用，吸附于顆粒表面延緩了水泥的水化和漿體結(jié)構(gòu)的形成。無機(jī)鹽類緩凝劑往往是在水泥顆粒表面形成一層難溶的薄膜，對水泥顆粒的水化作用起到了屏蔽作用，阻礙了水泥的正常水化。 緩凝劑主要用于高溫季節(jié)混凝土、大體積混凝土、泵送混凝土和滑?；炷潦┕ひ约斑h(yuǎn)程輸送的商品混凝土。緩凝劑不宜用于冬季施工和有早強(qiáng)要求的混凝土,4.3 混凝土外加劑,緩凝劑及緩凝減水劑的常用摻入量,緩凝劑對水泥品種的適應(yīng)性十分明顯，不同的水泥品種緩凝劑的作用效果差異較大，甚至?xí)霈F(xiàn)相反的作用效果，因此使用前必須

25、進(jìn)行試拌，檢驗其緩凝效果,4.3 混凝土外加劑,3）、速凝劑 能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。 我國常用品種有：紅星型、711型、8604型WJ1型、J85型等，國際上有名的品種有日本生產(chǎn)的“西古尼特”、奧地利生產(chǎn)的“西卡”。 速凝劑產(chǎn)生速凝早強(qiáng)的原因，一種觀點認(rèn)為是由于速凝劑能迅速參與水泥反應(yīng)，使水泥中的石膏喪生緩凝作用，從而導(dǎo)致水泥迅速凝結(jié)。另一種觀點認(rèn)為速凝加入水泥后，在水泥速凝劑水體系中，各組分急劇反應(yīng)，迅速生成微細(xì)針柱狀的鈣凡石及其中間產(chǎn)物次生石膏，這些生成物增生、發(fā)展，在水泥顆粒間交叉連生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生速凝。 速凝劑主要用于噴射混凝土和噴射砂漿。噴射混凝土是利用壓縮空氣，通過噴射

26、機(jī)的噴嘴高速高壓地將混凝土噴射到巖石表面并迅速凝結(jié)硬化，與巖基粘結(jié)為整體，可在12min內(nèi)初凝，410min內(nèi)終凝。它具有不需用模板、施工速度快、施工設(shè)備簡單等優(yōu)點，廣泛用于礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞及地下工程的巖壁襯砌、坡面支護(hù)等,4.3 混凝土外加劑,4）、防凍劑 能使混凝土在負(fù)溫度下凝結(jié)硬化，并在規(guī)定時間內(nèi)達(dá)到足夠防凍強(qiáng)度的外加劑?；炷练纼鰟┐蠖鄶?shù)為復(fù)合外加劑，通常含有防凍、早強(qiáng)、減水、引氣、阻銹等組分。 常用防凍組分物質(zhì)有：氯化鈣、氯化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鈉、硝酸鉀、碳酸鉀、尿素等。 防凍組分摻量限值,4.3 混凝土外加劑,5）、阻銹劑 抑制或減輕混凝土中鋼筋或其他預(yù)埋金屬銹蝕的外加

27、劑。當(dāng)外加劑中含有氯鹽時，常加入亞硝酸鈉。摻入量為水泥質(zhì)量的18%。 （6）、膨脹劑 能使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹的外加劑。 常用膨脹劑有：明礬石膨脹劑、CSA膨脹劑、石灰膨脹劑、氧化鎂膨脹劑等。 膨脹劑主要用于防水混凝土、補(bǔ)償收縮混凝土、自應(yīng)力混凝土、修補(bǔ)裂縫、地腳螺絲灌漿料等。 （7）、防水劑 能降低砂漿或混凝土在靜水壓力下的透水性的外加劑。作用原理為：減少混凝土內(nèi)部的孔隙，提高混凝土的密實度，改變孔隙特征，堵塞滲水通路。 （8）、泵送劑 改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。 主要成分為高效減水劑和引氣劑?？杀ＷC混凝土在泵送過程中不發(fā)生嚴(yán)重的離析、泌水現(xiàn)象,4.3 混凝土外加劑,外加劑使用注意

28、事項 1、外加劑品種的選擇 應(yīng)根據(jù)工程需要和現(xiàn)場條件（特別是水泥品種）合理選擇外加劑，參照有關(guān)資料，通過試驗確定。 2、外加劑摻入量的確定 摻入量過少，達(dá)不到預(yù)期效果，摻入量過大，造成浪費(fèi)，甚至?xí)斐晒こ藤|(zhì)量事故，應(yīng)通過試驗確定最佳摻入量。 3、外加劑摻入方法 外加劑摻入混凝土拌合物中的方法不同，其效果也不同。摻入法有先摻法（將外加劑摻入水泥中后再與水、骨料一起拌和）、同摻法（將外加劑與水拌和形成水溶液后再與水泥、骨料拌和）、后摻法（在混凝土拌合物送到澆注地點后，才加入外加劑并再次攪拌均勻后進(jìn)行澆注）。如減水劑采用后摻法比先摻法和同摻法效果好，摻入量只需一半,4.4 混凝土摻合料,一、配制混凝

29、土?xí)r，摻加到混凝土中的磨細(xì)混合材料稱為摻合料。 摻合料不同于水泥生成過程中摻入的混合材，它是在混凝土攪拌前或攪拌中直接加入的一種材料。 二、在混凝土中摻入摻合料的作用： 1、取代部分水泥，減少水泥用量，降低混凝土成本。 2、改善混凝土拌合物的和易性和硬化混凝土的性能指標(biāo)。 3、充分利用工業(yè)廢料，減少污染，有利環(huán)保。 三、常用摻合料品種 1、粉煤灰 a、粉煤灰的摻入效應(yīng)：活性效應(yīng) 粉煤灰中的活性氧化硅、氧化鋁能與水泥產(chǎn)生水化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，起到增強(qiáng)作用。形態(tài)效應(yīng) 粉煤灰顆粒為細(xì)小的玻璃微珠，可減少混凝土的內(nèi)摩擦力，從而減少用水量，起到減水作用。微骨料效應(yīng) 粉煤灰的細(xì)小顆粒均勻分

30、布在混凝土中，填充孔隙和毛細(xì)孔，改善了混凝土的結(jié)構(gòu)，增大了混凝土的密實度,4.4 混凝土摻合料,b、粉煤灰的種類及技術(shù)要求 粉煤灰按氧化鈣含量分為高鈣灰和低鈣灰兩種。 用于混凝土中的粉煤灰技術(shù)要求 C、粉煤灰的摻量規(guī)定及方法 混凝土中摻入粉煤灰的方法：等量取代法 以等質(zhì)量的粉煤灰取代混凝土中的水泥。主要適用于摻加級粉煤灰、超強(qiáng)混凝土、大體積混凝土；超量取代法 粉煤灰摻入量超過取代的水泥質(zhì)量，替代部分細(xì)骨料，增加膠凝材料用量，補(bǔ)償由于粉煤灰取代水泥而造成的強(qiáng)度降低。外加法 保持混凝土中水泥用量不變，外摻一定數(shù)量的粉煤灰，目的是改善混凝土拌合物的和易性,4.4 混凝土摻合料,粉煤灰取代水泥的最大限

31、量,4.4 混凝土摻合料,2、硅灰（硅粉）電弧爐煉鐵副產(chǎn)品。氧化硅含量80，主要是非晶態(tài)的無定性氧化硅，平均粒徑0.10.2m，比表面積為2000025000m2/kg，密度2.2，具有極高的活性。用硅灰取代水泥可提高混凝土的早期強(qiáng)度。 硅灰取代量為水泥質(zhì)量的515%，超過20時拌合物的流動性明顯降低，一般應(yīng)同時加入減水劑，降低水灰比，可配制出100MPa的高強(qiáng)混凝土。 3、其他摻合料 磨細(xì)礦渣粉（國外已大量采用，我國尚處于開發(fā)階段），磨細(xì)煤矸石粉，磨細(xì)浮石粉、磨細(xì)硅質(zhì)頁巖等,4.5 混凝土拌和物的和易性,一、新拌混凝土的和易性 1、和易性 新拌混凝土的和易性包括 流動性：新拌混凝土在自重或機(jī)

32、械震搗作用下，能產(chǎn)生流動，并均勻密實地充滿摸板的性質(zhì)。 粘聚性：新拌混凝土在施工過程中，各組成材料能保持整體均勻一致，不發(fā)生分層、離析的性質(zhì)。 保水性：新拌混凝土在施工過程中，保持水分不易析出的性質(zhì),混凝土的和易性是一個綜合技術(shù)性質(zhì)。是滿足混凝土的施工要求和保證混凝土的質(zhì)量的重要指標(biāo),4.5 混凝土拌和物的和易性,2、和易性的測定方法 塌落度法：、將混凝土拌和物按規(guī)定方法裝入塌落桶內(nèi)，并均勻插搗裝滿摸平后，將塌落桶平穩(wěn)垂直向上提起，拌和物在自重作用下向下塌落，測量桶高與塌落后的混凝土試體最高點之間的高度差（mm),即稱為塌落度,將搗棒在已塌落的混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打，如錐體逐漸下沉，表示粘聚性

33、良好，若錐體倒塌或部分崩塌，則表示粘聚性不好。 、若混凝土拌和物失漿而骨料外露，或較多稀漿自錐體底部流出，則表示保水性不好,此法適用于骨料最大粒徑不超過40mm，塌落度不小于10mm的混凝土拌和物的測定,4.5 混凝土拌和物的和易性,維勃稠度法： 、將混凝土拌和物按規(guī)定方法裝入塌落桶內(nèi)，并均勻插搗裝滿摸平后，置于維勃稠度儀平臺上，將塌落桶平穩(wěn)垂直向上提起,在試體頂面放一透明圓盤，開啟震動臺，同時用秒表計時。當(dāng)圓盤底面布滿水泥漿時，關(guān)閉震動臺，停止計時。秒表所走時間即為維勃稠度值,此法適用于骨料最大粒徑不超過40mm，維勃稠度值在5-30S的混凝土拌和物的測定,4.5 混凝土拌和物的和易性,混凝

34、土按流動性分類,混凝土澆筑時的塌落度（mm,4.5 混凝土拌和物的和易性,二、影響和易性的因素 水泥用量和水灰比 （水灰比水泥與拌和水的質(zhì)量比） 混凝土拌和物的流動性是由水泥漿的賦予的。在水灰比不變時，水泥漿愈多，流動性愈大。但水泥漿過多，則會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象；若水泥漿過少，則骨料間缺少粘結(jié)物質(zhì)，易使拌和物發(fā)生離析和崩塌。在水泥、骨料用量不變時，水灰比增大，流動性增大，反之減小。水灰比過大，拌和物的粘聚性和保水性降低；反之流動性降低，影響施工。 實驗證明，影響混凝土拌合物和易性的決定性因素是單位體積用水量。在骨料等不變的情況下，如果單位混凝土用水量一定，單位水泥用量增減50-100kg，混凝土塌落

35、度基本保持不變。這一規(guī)律稱為固定用水量定則，利用這一定則可通過調(diào)整水泥用量改變混凝土強(qiáng)度。 在混凝土和易性調(diào)整時，一般采用保持水灰比不變，增減水泥漿用量的方法進(jìn)行調(diào)整,4.5 混凝土拌和物的和易性,混凝土單位用水量選用表（kg/m3）（JGJ55-2000,注：1、采用細(xì)砂時，用水量可增加5-10kg，采用粗砂時，用水量可減少5-10kg。 2、摻用外加劑時，用水量相應(yīng)調(diào)整。3、本表不適用于水灰比小于0.4或大于0.8的混凝土,4.5 混凝土拌和物的和易性,砂率 砂率混凝土中砂的質(zhì)量占砂石總質(zhì)量的 百分比。 S-砂的質(zhì)量，G-石子的質(zhì)量 砂率對粗、細(xì)骨料總的比表面積和空隙率有很大影響。砂率大，

36、則粗、細(xì)骨料總比表面積和空隙率大，在水泥漿數(shù)量一定時，水泥漿厚度薄，混凝土的流動性減小；砂率小，則粗、細(xì)骨料間的空隙率大，混凝土拌合物中石子過多而砂子過少，形成的砂漿量不足以包裹石子表面，在石子間沒有足夠的砂漿潤滑層，不但降低了混凝土的流動性，而且嚴(yán)重影響混凝土拌合物的粘聚性和保水性，使混凝土產(chǎn)生粗骨料離析、水泥漿流淌，甚至出現(xiàn)潰散現(xiàn)象,SP= X 100 ,S,S+G,4.5 混凝土拌和物的和易性,合理砂率：在單位用水量及水泥用量一定的情況下，能使混凝土拌合物獲得最大的流動性，且保持粘聚性和保水性良好的砂率值。 影響合理砂率的因素有：砂石級配、石子粒徑、砂的細(xì)度模數(shù)、骨料表面粗糙程度等,塌落

37、度與砂率間的關(guān)系 （水和水泥用量一定,合理砂率,砂率,水泥用量（kg/m3,水泥用量與砂率間的關(guān)系 （塌落度相同,4.5 混凝土拌和物的和易性,混凝土砂率選用表（）（JGJ/T55-2000,4.5 混凝土拌和物的和易性,組成材料性質(zhì)的影響 水泥品種：不同水泥品種標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量不同等。 骨料性質(zhì)：品種、級配、粗細(xì)、表面形狀等。 外加劑：影響顯著。 拌合物存放時間及環(huán)境溫度的影響,塌落度與拌合物存放時間的關(guān)系,溫度對拌合物塌落度的影響,4.5 混凝土拌和物的和易性,三、改善混凝土和易性的措施 （1）、改善粘聚性和保水性的措施 1、選用級配良好的骨料，連續(xù)級配最好。 2、限制粗骨料的最大粒徑。 3

38、、適當(dāng)增大砂率或摻加摻合料，如粉煤灰、礦渣粉等。 4、摻加外加劑，如減水劑、引氣劑等。 （2）、改善流動性的措施 1、盡可能選用較粗大的粗骨料和細(xì)骨料。 2、骨料級配良好，含泥量少、雜質(zhì)含量低的骨料。 3、保持水灰比不變，適當(dāng)增加水泥用量，或保持砂率不變，增加砂石用量 4、降低砂率。 5、摻加減水劑,4.6 混凝土的強(qiáng)度,強(qiáng)度是硬化混凝土最重要的技術(shù)性質(zhì)，是混凝土工程施工中評定混凝土質(zhì)量的主要指標(biāo)?；炷恋膹?qiáng)度有立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度等，其中抗壓強(qiáng)度最大，抗拉強(qiáng)度最小。在結(jié)構(gòu)工程中混凝土主要用于承受壓力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中也常要用到混凝土的抗拉強(qiáng)度

39、。 混凝土硬化后的結(jié)構(gòu)狀態(tài) 混凝土是一種非均質(zhì)的顆粒型復(fù)合材料，硬化混凝土由粗、細(xì)骨料和硬化水泥漿組成，而硬化水泥漿由水泥水化物、未水化水泥顆粒、自由水、氣孔等組成。在粗骨料與硬化水泥漿體之間存在一厚度20100m的軟弱過渡層，并且存在大量原始裂縫，其中以界面微裂縫為主。產(chǎn)生微裂縫的原因是由于水泥漿在硬化過程中產(chǎn)生的體積變化（如化學(xué)收縮、濕漲、干縮）與粗骨料體積變化不一致而形成的，界面裂縫分布與粗骨料與硬化水泥漿粘結(jié)面處，對混凝土的強(qiáng)度影響極大,4.6 混凝土的強(qiáng)度,一、混凝土的受力破壞特點 （混凝土單軸受壓,界面裂縫未開展階段：荷載達(dá)到比例極限以前（極限荷載的30），荷載與變形基本成直線關(guān)系

40、,界面裂縫開展階段：荷載達(dá)到臨界荷載以前（極限荷載的70-90%），界面裂縫的數(shù)量、長度、寬度都不斷增大，但尚無明顯的砂漿裂縫，荷載與變形不再成直線關(guān)系,界面裂縫繼續(xù)產(chǎn)生、擴(kuò)展、匯集，出現(xiàn)砂漿裂縫階段：變形速度明顯加快，裂縫開展迅速，界面裂縫形成連續(xù)裂縫，荷載變形曲線明顯歪曲,裂縫急劇發(fā)展階段：荷載達(dá)到極限荷載，裂縫急劇開展，形成若干條貫穿裂縫，混凝土承載力急劇下降，直至混凝土破壞,4.6 混凝土的強(qiáng)度,二、混凝土的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級 （一）、混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度 【普通混凝土力學(xué)性能試驗方法】（GBJ81-85） 1、試件尺寸：標(biāo)準(zhǔn)試件為150mm邊長的立方體。非標(biāo)準(zhǔn)試件邊長為200mm或

41、100mm，換算系數(shù)分別為1.05、0.95。 （美國、日本等采用150300的圓柱體試件作為標(biāo)準(zhǔn)試件，所得抗壓強(qiáng)度值約為我國標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值的0.8） 2、養(yǎng)護(hù)條件及時間：溫度203，相對濕度90，養(yǎng)護(hù)28天。 3、強(qiáng)度測定,受壓板約束的試件破壞后的殘存棱錐體,不受壓板約束的試件破壞后的殘存棱柱體,壓板的約束作用,4.6 混凝土的強(qiáng)度,二）、混凝土的強(qiáng)度等級 【混凝土強(qiáng)度檢驗與評定標(biāo)準(zhǔn)】（GBJ107-87）規(guī)定：混凝土強(qiáng)度等級按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcc（具有95強(qiáng)度保證率的抗壓強(qiáng)度值）將混凝土強(qiáng)度劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C

42、60十二個等級。 C7.5C15的混凝土主要用于墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)；C15C25的混凝土用于普通混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱、樓梯等。C25C30用于大跨度結(jié)構(gòu)，耐久性要求較高的結(jié)構(gòu)，預(yù)制構(gòu)件等。C30以上用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高層建筑的梁柱，特種結(jié)構(gòu),4.6 混凝土的強(qiáng)度,三、混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度fcp又稱棱柱體抗壓強(qiáng)度，試件尺寸為150150300mm，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天測得的抗壓強(qiáng)度值。 軸心抗壓強(qiáng)度較立方體抗壓強(qiáng)度能更好地反映混凝土在受壓構(gòu)件中的實際情況，對混凝土軸心受壓構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時，取軸心抗壓強(qiáng)度值為計算取值。軸心抗壓強(qiáng)度值約為立方體抗壓強(qiáng)度值

43、的0.70.8。 fcp=(0.70.8)fcc,4.6 混凝土的強(qiáng)度,四、混凝土的抗拉強(qiáng)度 混凝土的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/101/20，且比值隨混凝土抗壓強(qiáng)度的提高而減小。在鋼筋混凝土強(qiáng)度設(shè)計中一般不考慮混凝土承受拉力，但抗拉強(qiáng)度對于開裂現(xiàn)象具有主要意義，是確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)，有時也用來間接衡量混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度。劈裂強(qiáng)度按下式計算,混凝土劈裂試驗時垂直于受力面的應(yīng)力分布,P:破壞荷載，N。 A:：試件受劈面積，mm2,混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度的比值約0.9,4.6 混凝土的強(qiáng)度,五、影響混凝土強(qiáng)度的因素 （一）、水泥標(biāo)號與水灰比 混凝土的強(qiáng)度取決于水泥石的強(qiáng)度和界面粘

44、結(jié)強(qiáng)度。普通混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥標(biāo)號和水灰比。在保證混凝土拌合物和易性的情況下，水灰比越小，混凝土強(qiáng)度越高，當(dāng)水灰比過小，造成混凝土成形困難時，強(qiáng)度將嚴(yán)重下降,水灰比（W/C,混凝土抗壓強(qiáng)度,密實混凝土,不完全密實混凝土,機(jī)械振實,人工振搗,混凝土強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系,灰水比（ C / W,混凝土抗壓強(qiáng)度,混凝土強(qiáng)度與灰水比的關(guān)系,4.6 混凝土的強(qiáng)度,混凝土強(qiáng)度與水灰比之間的關(guān)系（1930.瑞士 J.保羅米 Bolomey） fcu=A fce (C/WB) fcu混凝土28d抗壓強(qiáng)度,Mpa。 fce 水泥實際強(qiáng)度，Mpa。在無法取得水泥實際強(qiáng)度時，可按下式計算：fc ecfc。c為水

45、泥標(biāo)號富余系數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計資料確定，無資料時c1.13。 C/W灰水比。 A、B經(jīng)驗系數(shù)，通過試驗確定。為資料時，按以下選?。?碎石：A0.46，B0.07， 卵石：A0.48，B0.33。 該公式適用于流動性較大的混凝土，水灰比在0.40.8,4.6 混凝土的強(qiáng)度,二）、骨料的品種、規(guī)格、質(zhì)量 在水灰比相同的條件下，碎石混凝土強(qiáng)度一般高于卵石混凝土強(qiáng)度。當(dāng)水灰比為0.4時，碎石混凝土的強(qiáng)度高于卵石混凝土強(qiáng)度30，當(dāng)水灰比大于0.65時，兩者強(qiáng)度基本相同。 級配良好的骨料配制的混凝土強(qiáng)度較高。粒徑較大的骨料，可降低用水量及水灰比，有利于提高混凝土強(qiáng)度。對于高強(qiáng)度混凝土則選擇粒徑較小的粗骨料，改善

46、粗骨料與水泥石的界面粘結(jié)強(qiáng)度，可提高混凝土的強(qiáng)度。 骨料的含泥量及雜質(zhì)含量較少，混凝土的強(qiáng)度較高,4.6 混凝土的強(qiáng)度,三）、養(yǎng)護(hù)條件 1、溫度 一般情況下，在溫度440范圍內(nèi)，養(yǎng)護(hù)溫度提高可以促進(jìn)水泥的水化硬化，提高混凝土的強(qiáng)度。 對于硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，若早期養(yǎng)護(hù)溫度過高（40 以上），影響后期強(qiáng)度增長。對于礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥，提高早期養(yǎng)護(hù)溫度不但有利于水泥的早期水化，而且對后期強(qiáng)度增長有利。 養(yǎng)護(hù)溫度過低，混凝土強(qiáng)度增長緩慢，當(dāng)溫度低于0 時，水化反應(yīng)停止，還會因毛細(xì)管中的水分結(jié)冰產(chǎn)生凍漲破壞。混凝土在早期凍漲破壞造成的強(qiáng)度損失較大。冬季施工應(yīng)注意保溫養(yǎng)護(hù),4.6

47、混凝土的強(qiáng)度,養(yǎng)護(hù)溫度對混凝土強(qiáng)度的影響,4.6 混凝土的強(qiáng)度,2、濕度 環(huán)境的濕度對水泥的水化是否能正常進(jìn)行有顯著影響。濕度適當(dāng)，水泥的水化反應(yīng)能順利進(jìn)行，混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)展。如果濕度不夠，混凝土失水干燥而影響水化作用的正常進(jìn)行，甚至停止水化。受干燥作用的時間越早，干縮開裂越嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)越疏松，強(qiáng)度越低。所以，為了使混凝土正常硬化，必須在混凝土成型后一定時間內(nèi)維持周圍環(huán)境有一定的溫度濕度?；炷猎谧匀粭l件下養(yǎng)護(hù)，稱為自然養(yǎng)護(hù)。在混凝土凝結(jié)后，表面應(yīng)覆蓋草袋等物并不斷澆水。使用普通水泥、硅酸鹽水泥時，澆水保濕不得少于7d；使用礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥時，保濕養(yǎng)護(hù)時間不得少于14d；對

48、于有抗?jié)B要求的混凝土保濕時間不得少于14d,4.6 混凝土的強(qiáng)度,養(yǎng)護(hù)時間對混凝土強(qiáng)度的影響,4.6 混凝土的強(qiáng)度,三）、齡期 在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的強(qiáng)度隨齡期的增加而增長。最初714d內(nèi)強(qiáng)度增長較快，28d后增長緩慢。中等標(biāo)號的普通混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度與齡期（n3）的對數(shù)成正比，即,f n-n 天齡期混凝土地抗壓強(qiáng)度,此式可用于估計混凝土的強(qiáng)度，但由于影響混凝土強(qiáng)度的因素較多，其結(jié)果僅作為參考。 也可按中低強(qiáng)度混凝土 f7 =(0.55-0.75) fcu； 高強(qiáng)度混凝土 f7 =(0.80-0.95) fcu 估算,4.6 混凝土的強(qiáng)度,四）、混凝土的成熟度（N） 混凝土養(yǎng)護(hù)

49、過程中，所經(jīng)歷的時間和溫度的乘積的總和，稱為混凝土的成熟度（N），也稱作度時積。單位為小時.度（h.）。 混凝土的成熟度與強(qiáng)度之間的關(guān)系很復(fù)雜，與水泥的性質(zhì)、混凝土的質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)溫度濕度等有關(guān)。當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)溫度在某一范圍內(nèi)，并且在所經(jīng)歷的時間內(nèi)不發(fā)生干燥失水的情況下，混凝土的強(qiáng)度與成熟度的對數(shù)成線形關(guān)系。 在混凝土工程中，用成熟度來控制混凝土的養(yǎng)護(hù)、脫模、切縫等工序的時間，具有非常實際的意義,4.6 混凝土的強(qiáng)度,六、提高混凝土強(qiáng)度和促進(jìn)強(qiáng)度發(fā)展的主要措施 1、采用高強(qiáng)水泥和快硬早強(qiáng)類水泥。 2、減小水灰比和單位體積用水量。 3、采用級配良好的骨料。 4、摻加混凝土外加劑和摻合料。 5、采用機(jī)械

50、攪拌和振搗成型。 6、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。 7、采用蒸汽養(yǎng)護(hù)或蒸壓養(yǎng)護(hù),4.7 混凝土的變形性能,一、化學(xué)變形 混凝土在硬化過程中，由于水泥水化物的體積小于反應(yīng)物（水泥和水）的體積，導(dǎo)致混凝土在硬化時產(chǎn)生收縮，稱為化學(xué)收縮?；瘜W(xué)收縮是不可恢復(fù)的。 化學(xué)收縮值很小，對混凝土結(jié)構(gòu)沒有破壞作用。 二、干濕變形 混凝土產(chǎn)生干濕變形的原因是由于水泥石中膠體的吸附水和毛細(xì)孔水的變化造成的，當(dāng)水分減少時，膠體緊縮，毛細(xì)管產(chǎn)生負(fù)壓，從而使混凝土體積收縮，反之產(chǎn)生體積膨脹?；炷恋臐駶q變形值很小，對結(jié)構(gòu)無破壞作用，干縮變形可使混凝土表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而開裂，使混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗凍性下降。 影響混凝土干濕變形的因素

51、有水泥品種、用量、水灰比、骨料規(guī)格與質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件等,4.7 混凝土的變形性能,三、溫度變形 1、水化硬化過程中的溫度變形 水泥水化熱使混凝土溫度上升，造成內(nèi)外溫差，從而導(dǎo)致混凝土表面開裂。為降低混凝土內(nèi)部溫度，可采用水化熱較低的水泥品種，降低水泥用量，摻加緩凝劑，人工降溫等措施。 2、正常使用狀態(tài)下的溫度變形 混凝土的熱膨脹系數(shù)一般為（0.61.3）10-5/，即溫度上升1 ，1m長的混凝土長度變化約為0.01mm。溫度變形對大體積混凝土、大面積混凝土、長結(jié)構(gòu)混凝土極為不利，易使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，設(shè)計規(guī)范規(guī)定采用設(shè)置變形縫（伸縮縫）來限制結(jié)構(gòu)長度，減少溫度變形對結(jié)構(gòu)的不利影響,4.7 混凝

52、土的變形性能,四、荷載作用下的變形 1、混凝土在短期荷載作用下的變形彈塑性變形 混凝土是一種非均質(zhì)材料，在外力作用下，產(chǎn)生彈塑性變形，其應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系不是直線而是曲線,殘,彈,總,4.7 混凝土的變形性能,2、混凝土的彈性模量 混凝土的應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱為彈性模量，彈性模量隨著應(yīng)力增大而降低。規(guī)范規(guī)定：混凝土采用150150300mm的棱柱體試件，以40的軸心抗壓強(qiáng)度fa為荷載值，經(jīng)3次循環(huán)加荷、卸荷的重復(fù)作用后，測得的應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即為混凝土的彈性模量（割線模量）。 C10C60混凝土的彈性模量為:（1.753.60）104MPa,低應(yīng)力下重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線,40%fa,4.

53、7 混凝土的變形性能,3、混凝土在長期荷載作用下的變形徐變 混凝土在長期不變的荷載作用下，沿作用力方向隨時間而產(chǎn)生的塑性變形稱為混凝土的徐變,4.7 混凝土的變形性能,混凝土在受拉、受壓、受彎時均產(chǎn)生徐變。 混凝土的徐變對混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)影響很大，徐變可能超過彈性變形，甚至達(dá)到彈性變形的24倍。 有些情況下，徐變有利于削弱由溫度、干縮等引起的約束變形，從而防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。但在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，徐變將產(chǎn)生應(yīng)力松弛，引起預(yù)應(yīng)力損失，造成不利影響。 影響混凝土徐變的因素有：荷載大小、持續(xù)時間、材料組成（水泥用量、水灰比、骨料規(guī)格）、強(qiáng)度、齡期、養(yǎng)護(hù)環(huán)境條件等,4.8

54、混凝土的耐久性,一、混凝土的耐久性 1、抗?jié)B性（Percolation） 混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B標(biāo)號來表示。抗?jié)B試件為圓臺型試件，上口直徑175mm，下口直徑185mm，高165mm,每組6只，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天后進(jìn)行抗?jié)B試驗，混凝土的抗?jié)B等級以每組6個試件中4個未發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象時的最大水壓力表示。分為P4、P6、P8、P10、P12五個等級，分別表示其抗?jié)B水壓力為0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa。 混凝土的抗?jié)B性與水泥品種、孔隙特征、水灰比有關(guān)。地下工程及有防水要求的混凝土工程應(yīng)考慮混凝土的可視性能,4.8 混凝土的耐久性,2、抗凍性（Freeze） 混凝土的抗凍性用抗凍標(biāo)號來表示。

55、慢凍法：抗凍試件同抗壓試件，在吸水飽和狀態(tài)下反復(fù)凍結(jié)（-15-20的空氣中）與融化（20 的水中），以混凝土的抗壓強(qiáng)度損失不超過25，質(zhì)量損失不超過5時混凝土所承受的最多凍融循環(huán)次數(shù)來表示。混凝土的抗凍標(biāo)號分為F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300九個級別，其中數(shù)字表示凍融循環(huán)的次數(shù)。 快凍法：試件尺寸為100100400mm，在凍融箱內(nèi)進(jìn)行凍融循環(huán)。以相對動彈性模量值不小于60，質(zhì)量損失率不超過5時所承受的最大循環(huán)次數(shù)來表示。 提高混凝土抗凍性的有效方法是提高密實度，減小水灰比，摻加引氣劑、減水劑等,4.8 混凝土的耐久性,3、抗侵蝕性 混凝土的抗侵

56、蝕性主要與水泥品種以及混凝土的密實度有關(guān)，特殊情況下，與骨料的性質(zhì)有關(guān)，當(dāng)環(huán)境中含有酸性物質(zhì)時，應(yīng)選用耐酸骨料（石英巖、花崗巖），當(dāng)環(huán)境中含有堿性物質(zhì)時，應(yīng)選用耐堿骨料（石灰?guī)r、白云巖）。 4、炭化 混凝土的炭化是指空氣中的二氧化碳滲透到混凝土中，與氫氧化鈣反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程，也叫中性化。混凝土孔隙內(nèi)充滿氫氧化鈣飽和溶液，pH值為1213。在堿性環(huán)境中，混凝土中的鋼筋表面能形成一層氧化鐵鈍化膜，保護(hù)鋼筋不銹蝕,4.8 混凝土的耐久性,當(dāng)混凝土炭化深度達(dá)到鋼筋時，由于堿度降低，起保護(hù)作用的鈍化模中性化，鋼筋隨即產(chǎn)生銹蝕。銹蝕的鋼筋產(chǎn)生體積膨脹，引起混凝土開裂，加速了鋼筋

57、的銹蝕，降低了混凝土的強(qiáng)度。 混凝土的炭化產(chǎn)生的碳酸鈣使混凝土表面更加密實，有利于抗壓強(qiáng)度。但總體來說，弊大于利。 在正常大氣條件下，炭化深度D(mm)隨時間 t （d）延長而增大，D=at 。a 炭化速度系數(shù) 。 影響炭化深度的因素：二氧化碳濃度；濕度，濕度50%70%時炭化速度最快；水泥品種，硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥抗炭化能力較強(qiáng)，摻混合材的水泥較弱；骨料質(zhì)量；水灰比；外加劑；養(yǎng)護(hù),4.8 混凝土的耐久性,5、堿骨料反應(yīng) 19201940年間，美國報道了很多混凝土建筑出現(xiàn)破壞現(xiàn)象，這些破壞表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)遍體開裂，在混凝土表面呈現(xiàn)廣泛的地圖形圖案裂紋，并在開裂處經(jīng)常伴有白色凝膠狀物質(zhì)滲出，甚至

58、表面崩裂。后經(jīng)斷定，這些破壞是由于骨料內(nèi)部的活性氧化硅與水泥中的堿（氧化鈉、氧化鉀）間的反應(yīng)產(chǎn)物堿硅酸凝膠，吸水后產(chǎn)生巨大體積膨脹造成。堿骨料反應(yīng)只有在水泥中堿含量大于0.6（以NaO2含量計）的情況下，骨料中含有活性氧化硅時，并且在有水或潮濕環(huán)境中才能進(jìn)行。堿骨料反應(yīng)速度極慢，其危害需幾年或十幾年時間才逐漸表現(xiàn)出來。當(dāng)骨料中含有活性氧化硅又必須使用時，應(yīng)采用以下措施：1、使用含堿量小于0.6的水泥；2、摻加磨細(xì)活性混合料；3、摻加引氣劑,4.8 混凝土的耐久性,二、提高混凝土耐久性的措施 1、合理選擇水泥品種和水泥標(biāo)號，摻加適量的活性摻合料。 2、采用較小的水灰比，并限制最大水灰比和最小水泥

59、用量。 3、采用質(zhì)量好、級配好、粒徑適當(dāng)?shù)墓橇稀?4、摻加外加劑或引氣劑。 5、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，特別是早期養(yǎng)護(hù)。 6、采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振搗。 7、必要時，適當(dāng)增大砂率,4.8 混凝土的耐久性,混凝土的最大水灰比和最小水泥用量（JGJ/T55-2000,4.9 混凝土的質(zhì)量控制與評定,一、影響混凝土質(zhì)量的因素與質(zhì)量控制 1、影響混凝土質(zhì)量的因素 （1）、原材料的影響：混凝土原料的質(zhì)量和計量的波動， 用水量和骨料含水量的變化引起的水灰比的波動。 （2）、施工操作的影響：攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)、 氣溫等條件的變化與波動。 （3）、試驗條件的影響：試驗取樣方法、試件成型、養(yǎng)護(hù) 條件、試驗設(shè)備誤差、試

60、驗人員操作水平差異等。 2、混凝土質(zhì)量控制 （1）、嚴(yán)格控制混凝土組成材料的質(zhì)量。 （2）、嚴(yán)格計量，保證混凝土配合比的準(zhǔn)確性。 （3）、加強(qiáng)施工過程管理，確保施工質(zhì)量,4.9 混凝土的質(zhì)量控制與評定,二、混凝土的強(qiáng)度評定 1、混凝土強(qiáng)度的波動規(guī)律正態(tài)分布 在正常施工條件下，影響混凝土強(qiáng)度的因素是隨機(jī)變化的因此混凝土的強(qiáng)度也是隨機(jī)變量。對于隨機(jī)變量問題，可采用數(shù)理統(tǒng)計的方法處理。 在一定的施工條件下，對同一種混凝土進(jìn)行隨機(jī)取樣，制作n組試件（n25），測其28d抗壓強(qiáng)度，然后以混凝土強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，以混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)的概率為縱坐標(biāo)，繪制出混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)的概率分布曲線。混凝土強(qiáng)度分布曲線符合正態(tài)分布