建筑材料課件混凝土

1、第第0505章章 混凝土混凝土第第 2頁(yè)頁(yè)5.1混凝土概述混凝土概述 n混凝土是指以膠凝材料（膠結(jié)料）、骨料（或稱(chēng)集料）、水（或不加水）及其他材料為原料，按適當(dāng)比例配制，經(jīng)攪拌、振搗成型后，經(jīng)一定時(shí)間養(yǎng)護(hù)硬化而成的具有固定形狀和一定強(qiáng)度的人造石材。n根據(jù)所用膠凝材料的不同，土木工程中常用的混凝土有：n水泥混凝土n瀝青混凝土n石膏混凝土n聚合物混凝土第第 3頁(yè)頁(yè)5.1.1水泥混凝土的發(fā)展概況水泥混凝土的發(fā)展概況 n水泥混凝土自從19世紀(jì)20年代問(wèn)世以來(lái)，它在土木工程各領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展。n水泥混凝土已經(jīng)成為各種工業(yè)與民用建筑、橋梁、鐵路、公路、水利、海洋、礦山和地下工程中的主導(dǎo)材料。 n20世紀(jì)

2、末，全世界每年平均消耗的水泥混凝土量約為90億噸，在21世紀(jì)它仍將在眾多的工程材料中占居主導(dǎo)地位。 第第 4頁(yè)頁(yè)5.1.3普通水泥混凝土的特點(diǎn)和發(fā)展方向普通水泥混凝土的特點(diǎn)和發(fā)展方向 n混凝土的優(yōu)點(diǎn)： n混凝土組成材料來(lái)源廣泛?；炷两M成材料來(lái)源廣泛。n可調(diào)整性好?？烧{(diào)整性好。n施工性好。施工性好。n具有較高的抗壓強(qiáng)度。具有較高的抗壓強(qiáng)度。n與鋼筋具有良好的共同工作性（匹配性）。與鋼筋具有良好的共同工作性（匹配性）。n具有良好的耐久性，可抵抗大多數(shù)環(huán)境破壞作用。具有良好的耐久性，可抵抗大多數(shù)環(huán)境破壞作用。n具有較好的耐火性。具有較好的耐火性。第第 5頁(yè)頁(yè)n混凝土的缺點(diǎn)：n自重大，比強(qiáng)度低。n抗

3、拉強(qiáng)度小，一般只有其抗壓強(qiáng)度的1/101/15，屬于一種脆性材料。 n導(dǎo)熱系數(shù)大。一般為1.5w/mk，相當(dāng)于粘土磚的兩倍。n硬化慢、生產(chǎn)周期長(zhǎng)。第第 6頁(yè)頁(yè)n普通砼發(fā)展趨勢(shì)：n高強(qiáng)、高性質(zhì)n輕質(zhì)n減少生產(chǎn)能耗和勞動(dòng)強(qiáng)度n砼工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)第第 7頁(yè)頁(yè)5.2.4 混凝土用水混凝土用水 n混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)(JGJ63)要求混凝土用水不得妨礙混凝土的凝結(jié)和硬化，不得影響混凝土的強(qiáng)度發(fā)展和耐久性，不得含有加快鋼筋混凝土中鋼筋銹蝕的成分，也不得含有污染混凝土表面的成分?；炷劣盟懈鞣N物質(zhì)含量限值應(yīng)滿(mǎn)足下表的要求。 第第 8頁(yè)頁(yè)n若對(duì)水質(zhì)有懷疑，應(yīng)利用待檢驗(yàn)水和蒸餾水分別進(jìn)行水泥凝結(jié)時(shí)間、混凝土

4、強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)。n對(duì)比試驗(yàn)所測(cè)得的水泥初凝時(shí)間差及終凝時(shí)間差均不超過(guò)30min，且符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的凝結(jié)時(shí)間要求時(shí)才可以使用。n用待檢驗(yàn)水所配制水泥混凝土試件的28d抗壓強(qiáng)度，不得低于用蒸餾水所配制對(duì)比試件抗壓強(qiáng)度的90。 第第 9頁(yè)頁(yè) 含糖份水使混凝土兩天仍未凝結(jié)含糖份水使混凝土兩天仍未凝結(jié) n某糖廠建宿舍，以自來(lái)水拌制混凝土，澆注后用曾裝食糖的某糖廠建宿舍，以自來(lái)水拌制混凝土，澆注后用曾裝食糖的麻袋覆蓋于混凝土表面，再淋水養(yǎng)護(hù)。后發(fā)現(xiàn)該水泥混凝土麻袋覆蓋于混凝土表面，再淋水養(yǎng)護(hù)。后發(fā)現(xiàn)該水泥混凝土兩天仍未凝結(jié)，而水泥經(jīng)檢驗(yàn)無(wú)質(zhì)量問(wèn)題，請(qǐng)分析此異?，F(xiàn)兩天仍未凝結(jié)，而水泥經(jīng)檢驗(yàn)無(wú)質(zhì)量問(wèn)題，請(qǐng)分析此異

5、?，F(xiàn)象的原因。象的原因。 n原因分析：由于養(yǎng)護(hù)水淋于曾裝食糖的麻袋，養(yǎng)護(hù)水已成糖水，而含糖份的水對(duì)水泥的凝結(jié)有抑制作用，故使混凝土凝結(jié)異常。 第第 10頁(yè)頁(yè)5.3新拌混凝土的性質(zhì)新拌混凝土的性質(zhì) n將粗細(xì)骨料、水泥和水等組分按適當(dāng)比例配合，并經(jīng)攪拌均勻而成的塑性混凝土混合材料稱(chēng)為新拌混凝土（也稱(chēng)為混凝土拌合物）；凝結(jié)硬化后的混凝土混合料稱(chēng)為硬化混凝土（也簡(jiǎn)稱(chēng)混凝土）。 n混凝土拌合物的性能包括和易性、凝結(jié)時(shí)間、塑性收縮和塑性沉降等。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 500802002普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其試驗(yàn)為：稠度試驗(yàn)、凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)、泌水與壓力泌水試驗(yàn)、表觀密度試驗(yàn)、含氣量試驗(yàn)和配合比分析

6、試驗(yàn)。 第第 11頁(yè)頁(yè)5.3.1新拌混凝土的和易性概念新拌混凝土的和易性概念 n和易性是指在攪拌、運(yùn)輸、澆筑、搗實(shí)等施工作業(yè)中易于流動(dòng)變形，并能保持其組成均勻穩(wěn)定的性能。和易性包括三方面性能： n（1）流動(dòng)性。流動(dòng)性是指新拌混凝土在自重或機(jī)械振搗力的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)并均勻密實(shí)地充滿(mǎn)模板的性能。 n（2）粘聚性。粘聚性是指新拌混凝土內(nèi)部組分間具有一定的粘聚力，在運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中不致發(fā)生分層離析現(xiàn)象，使混凝土能保持整體均勻穩(wěn)定的性能。 n（3）保水性。保水性是指新拌混凝土具有一定保持內(nèi)部水分的能力，在施工過(guò)程中不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。 第第 12頁(yè)頁(yè)5.3.2 新拌混凝土和易性的檢測(cè)新拌混凝土和

7、易性的檢測(cè) n根據(jù)GB/T50080-2002，土木工程建設(shè)中常用坍落度法或維勃稠度法來(lái)測(cè)定新拌混凝土的流動(dòng)性，并輔以經(jīng)驗(yàn)來(lái)目測(cè)評(píng)定其粘聚性和保水性，從而綜合判定其和易性。其中：n坍落度法：適用于較?。ㄗ灾刈饔孟戮哂锌伤苄裕┑男掳杌炷?；n維勃稠度法：適用于較干硬的新拌混凝土。 第第 13頁(yè)頁(yè)1.坍落度試驗(yàn)坍落度試驗(yàn) n標(biāo)準(zhǔn)坍落度圓錐筒為鋼皮制成，高度H300mm，上口直徑dl00mm，下底直徑D200mm。第第 14頁(yè)頁(yè)n坍落度試驗(yàn)方法只適用于骨料最大粒徑不大于40mm，且坍落度值為10220mm的新拌混凝土。n對(duì)于坍落度值大于220mm的新拌混凝土，應(yīng)以坍落度擴(kuò)展度檢測(cè)，即：n測(cè)量坍落后混

8、凝土的擴(kuò)展直徑最大和最小兩個(gè)方向的直徑Dmax，Dmin，當(dāng)二者的差值小于50mm時(shí)（當(dāng)二者的差值大于50mm時(shí)則表示因?qū)嶒?yàn)操作失誤而無(wú)效），則以其平均值作為坍落度擴(kuò)展度。n混凝土的坍落度擴(kuò)展度值越大，則表明其流動(dòng)性就越高。n坍落度只對(duì)富水泥漿的新拌混凝土才比較敏感，而對(duì)貧水泥漿的新拌混凝土則誤差較大。第第 15頁(yè)頁(yè)依據(jù)坍落度值對(duì)新拌混凝土流動(dòng)性的分級(jí)依據(jù)坍落度值對(duì)新拌混凝土流動(dòng)性的分級(jí) 級(jí)別級(jí)別名稱(chēng)名稱(chēng)坍落度坍落度T T1 1低塑性混凝土低塑性混凝土10104040T T2 2塑性混凝土塑性混凝土50509090T T3 3流動(dòng)性混凝土流動(dòng)性混凝土100100150150T T4 4大流動(dòng)性

9、混凝土大流動(dòng)性混凝土160160第第 16頁(yè)頁(yè)2.維勃稠度試驗(yàn)維勃稠度試驗(yàn) n將坍落度筒放在直徑為240mm、高度為200mm圓筒中，圓筒安裝在專(zhuān)用的振動(dòng)臺(tái)上。按坍落度試驗(yàn)的方法，將新拌混凝土裝入坍落度筒內(nèi)后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土頂上置一透明圓盤(pán)。開(kāi)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)并記錄時(shí)間，從開(kāi)始振動(dòng)至透明圓盤(pán)底面被水泥漿布滿(mǎn)瞬間止，所經(jīng)歷的時(shí)間，以s計(jì)(精確至1s)，即為新拌混凝土的維勃稠度值。n該法適用于骨料最大粒徑小于40mm，維勃稠度在530s之間的新拌混凝土。 第第 17頁(yè)頁(yè)混凝土按維勃稠度的分級(jí)混凝土按維勃稠度的分級(jí) 級(jí)別級(jí)別名稱(chēng)名稱(chēng)維勃稠度維勃稠度(s)(s)V V0 0超干硬性混凝土超干硬性

10、混凝土3131V V1 1特干硬性混凝土特干硬性混凝土30302121V V2 2干硬性混凝土干硬性混凝土20201111V V3 3半干硬性混凝土半干硬性混凝土10105 5第第 18頁(yè)頁(yè)5.3.3 新拌混凝土和易性的選擇新拌混凝土和易性的選擇 n根據(jù)GB 50204-2001混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，混凝土澆筑時(shí)的坍落度，宜參照下表選用。原則上應(yīng)在不妨礙施工操作并能保證振搗密實(shí)的條件下，盡可能采用較小的坍落度，以節(jié)約水泥并獲得質(zhì)量較好的混凝土。第第 19頁(yè)頁(yè)混凝土中的蜂窩混凝土中的蜂窩 n請(qǐng)觀察圖中混凝土樓面，其中有空洞（俗稱(chēng)蜂窩）。該混凝土是采用人工振搗，其混凝土坍落度為30m

11、m。請(qǐng)分析混凝土不密實(shí)的原因。 空洞位置局部放大空洞位置局部放大混凝土橫梁空洞混凝土橫梁空洞第第 20頁(yè)頁(yè)5.3.4影響新拌混凝土和易性的因素影響新拌混凝土和易性的因素 n1.水泥漿數(shù)量 n在水灰比不變的情況下，新拌混凝土中的水泥漿數(shù)量越多，包裹在骨料顆粒表面的漿層越厚，其潤(rùn)滑能力就越強(qiáng)，則會(huì)因骨料間摩擦阻力的減小而使新拌混凝土的流動(dòng)性越大。反之則小。n若水泥漿量過(guò)多，不僅浪費(fèi)了水泥，而且會(huì)出現(xiàn)流漿及泌水現(xiàn)象，導(dǎo)致新拌混凝土的粘聚性及保水性變差，甚至對(duì)混凝土的強(qiáng)度與耐久性也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。n若水泥漿數(shù)量過(guò)少，則不能填滿(mǎn)骨料間的空隙或不能完全包裹骨料表面時(shí)，新拌混凝土的流動(dòng)性與粘聚性就會(huì)變差，

12、甚至產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象。n原則：新拌混凝土中水泥漿數(shù)量不能太少，但也不能過(guò)多，應(yīng)以滿(mǎn)足流動(dòng)性要求為度。 第第 21頁(yè)頁(yè)2.水泥漿稠度水泥漿稠度 n在水泥用量不變的情況下，水灰比越小，水泥漿就越干稠，水泥漿的粘滯阻力或粘聚力增大，新拌混凝土的流動(dòng)性就越小。n當(dāng)水灰比過(guò)小時(shí)，水泥漿就過(guò)于干稠，從而導(dǎo)致新拌混凝土的流動(dòng)性很低，使其運(yùn)輸、澆注和振實(shí)施工操作困難，難以保證混凝土的成型密實(shí)質(zhì)量。n若水灰比過(guò)大時(shí)，水泥漿因過(guò)稀而幾乎失去粘聚力，由于其粘聚性和保水性的嚴(yán)重下降而容易產(chǎn)生分層離析和泌水現(xiàn)象，這將嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度及耐久性。n工程實(shí)際中絕不可以單純加水的辦法來(lái)增大流動(dòng)性，而應(yīng)在保持水灰比不變的條件下，

13、以增加水泥漿量的辦法來(lái)提高新拌混凝土的流動(dòng)性。第第 22頁(yè)頁(yè)固定加水量定則固定加水量定則 n在配制混凝土?xí)r，當(dāng)粗、細(xì)骨料的種類(lèi)及比例確定后，對(duì)于某一流動(dòng)性的新拌混凝土，其拌合用水量基本不變，即使水泥用量有所變動(dòng)（如1m3混凝土水泥用量增減50 100kg）時(shí)，新拌混凝土的坍落度也可保持基本不變。這一關(guān)系稱(chēng)為“恒定用水量法則或固定加水量定則” 。 n當(dāng)采用常用水灰比(0.40.8)時(shí)，可以根據(jù)粗骨料品種、粒徑及施工要求的流動(dòng)性來(lái)直接確定配制lm3塑性或干硬性混凝土的用水量。 第第 23頁(yè)頁(yè)3.砂率砂率 n砂率(SP)是指混凝土中砂的質(zhì)量(S)占砂、石(G)總質(zhì)量的百分率，其表達(dá)公式為：100pS

14、S%SG第第 24頁(yè)頁(yè)合理砂率合理砂率n合理砂率：在用水量及水泥用量一定的情況下，能使新拌混凝土獲得最大的流動(dòng)性，保持良好的粘聚性和保水性。n合理砂率：使新拌混凝土在具有較好流動(dòng)性、粘聚性與保水性的同時(shí)，而使水泥用量達(dá)到最少。 第第 25頁(yè)頁(yè)4.組成材料性質(zhì)的影響組成材料性質(zhì)的影響 n（1）水泥性質(zhì)。水泥的品種、細(xì)度、礦物組成以及混合材料的摻量等都會(huì)影響需水量。 n用普通水泥的拌和物比礦渣水泥和火山灰水泥的和易性好。n礦渣水泥拌和物的流動(dòng)性雖大，但粘聚性差，易泌水離析；n火山灰水泥流動(dòng)性小，但粘聚性最好。n適當(dāng)提高水泥的細(xì)度可改善拌和物的粘聚性相保水性，減少泌水、離析現(xiàn)象。 n（2）骨料性質(zhì)。

15、骨料性質(zhì)多指混凝土所用骨料的品種、級(jí)配、粒形、顆粒粗細(xì)及表面狀態(tài)等。n采用卵石及河砂拌制的新拌混凝土流動(dòng)性要比用碎石及山砂拌制的新拌混凝土流動(dòng)性較好。n骨料級(jí)配與粗細(xì)也會(huì)影響新拌混凝土的和易性。 n（3）外加劑。第第 26頁(yè)頁(yè)5.時(shí)間及環(huán)境溫度時(shí)間及環(huán)境溫度 n新拌混凝土?xí)S著存放時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸變得越來(lái)越干稠，坍落度將逐漸減小，這種現(xiàn)象稱(chēng)為混凝土的坍落度損失。 n隨著環(huán)境溫度的升高，混凝土坍落度損失將更快。 第第 27頁(yè)頁(yè)5.3.5改善和易性的主要措施改善和易性的主要措施 n1.調(diào)節(jié)混凝土的材料組成n盡可能降低砂率。通過(guò)試驗(yàn)采用合理砂率。有利于提高混凝土的質(zhì)量和節(jié)約水泥。n改善砂、石(特別是

16、石子)的級(jí)配，好處同上，但要增加備料工作。n盡量采用較粗的骨料。n當(dāng)混凝土拌合物坍落度太小時(shí)，維持水灰比不變，適當(dāng)增加水泥和水的用量，或者加入外加劑等；當(dāng)拌合物坍落度太大，但粘聚性良好時(shí)，可保持砂率不變，適當(dāng)加砂、石子。第第 28頁(yè)頁(yè)n2.摻加各種外加劑 n常用的有減水劑、高效減水劑、流化劑、泵送劑等，不僅可以改善新拌混凝土的和易性，同時(shí)還具有提高混凝土強(qiáng)度，改善混凝土耐久性，降低水泥用量等作用。 n3.改進(jìn)水泥混凝土拌和物的施工工藝 n采用高效率的強(qiáng)制式攪拌機(jī)，可以提高水的潤(rùn)滑效率；n采用高效振搗設(shè)備，也可以在較小的坍落度情況下，獲得較高的密實(shí)度。n現(xiàn)代的商品混凝土，在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸時(shí)，為了減小

17、坍落度損失，還經(jīng)常采用二次加水法，即在攪拌站拌和時(shí)只加入大部分的水，剩下少部分水在快到施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)再加入，然后迅速攪拌以獲得較好的坍落度。5.4 5.4 硬化混凝土的性質(zhì)硬化混凝土的性質(zhì) 5.4.1 硬化混凝土的力學(xué)性質(zhì)第第 30頁(yè)頁(yè)1.混凝土受力破壞過(guò)程混凝土受力破壞過(guò)程 n第階段：荷載約為極限荷載的30以?xún)?nèi)，界面裂縫無(wú)顯著變化，荷載與變形呈直線關(guān)系。n第階段：荷載超過(guò)比例極限，達(dá)到極限應(yīng)力的3050時(shí)，尚無(wú)明顯砂漿裂縫出現(xiàn)。此時(shí)荷載與變形間不再是線性關(guān)系。當(dāng)荷載超過(guò)極限應(yīng)力的50時(shí)，有些界面裂縫就開(kāi)始失穩(wěn)而逐漸擴(kuò)展延伸至砂漿基體中。n第階段：荷載超過(guò)臨界荷載（極限荷載的7090）后裂縫繼續(xù)開(kāi)

18、展，在界面裂縫繼續(xù)擴(kuò)展的同時(shí)，砂漿基體中的裂縫也逐漸增生，并與鄰近的界面裂縫連接起來(lái)，成為連續(xù)裂縫。n第階段：達(dá)到極限荷載以后，連續(xù)裂縫急速地發(fā)展，混凝土的承載能力下降，變形自動(dòng)增大直至完全破壞。第第 31頁(yè)頁(yè) 2.硬化混凝土的強(qiáng)度硬化混凝土的強(qiáng)度 n混凝土的強(qiáng)度包括：n抗壓強(qiáng)度n抗拉強(qiáng)度n抗彎強(qiáng)度n抗剪強(qiáng)度n與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度 n混凝土強(qiáng)度與混凝土的其他性能關(guān)系密切。n混凝土的強(qiáng)度越高，其剛性、不透水性、抵抗風(fēng)化和某些介質(zhì)侵蝕的能力也越強(qiáng)。n混凝土的抗壓強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，也是混凝土質(zhì)量評(píng)定和控制的主要技術(shù)指標(biāo)。 第第 32頁(yè)頁(yè)（1）混凝土的抗壓強(qiáng)度）混凝土的抗壓強(qiáng)度 n根據(jù)普通混凝土力

19、學(xué)性能試驗(yàn)方法(GB/T50081-2002)，按規(guī)定方法制作而成150mm150mm150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度20士2，相對(duì)濕度大于90或在水中）下養(yǎng)護(hù)到28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值稱(chēng)為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度，并以fcu表示。 n在工程施工中，常需要制作同期標(biāo)準(zhǔn)試件并與混凝土結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護(hù)（簡(jiǎn)稱(chēng)同條件養(yǎng)護(hù)試件），所測(cè)試件的抗壓強(qiáng)度作為現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工工藝和進(jìn)度控制的依據(jù)。n早期推定混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)方法)(JG15)：可利用快速養(yǎng)護(hù)方法所測(cè)定的混凝土促硬強(qiáng)度值來(lái)推定28d強(qiáng)度。n對(duì)于已形成的混凝土結(jié)構(gòu)物，其抗壓強(qiáng)度可采用取芯法檢測(cè)，或利用回彈法、超聲波法等非破

20、損檢驗(yàn)推定。 第第 33頁(yè)頁(yè)（2）混凝土強(qiáng)度等級(jí)）混凝土強(qiáng)度等級(jí) n按照GB 500102002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。n立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu，k) 是以立方體抗壓強(qiáng)度為基準(zhǔn)所確定的混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值。它是用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過(guò)5（即具有強(qiáng)度保證率為95的立方體抗壓強(qiáng)度）。 n根據(jù)混凝土不同的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值可劃分為大小不同的強(qiáng)度等級(jí)。nC7.5，C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75及C80等。n例如,C40表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)

21、度標(biāo)準(zhǔn)值fcu，k40MPa。 第第 34頁(yè)頁(yè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用nC10C15墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)；墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)；nC20C25梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；nC25C30大跨度結(jié)構(gòu)、要求耐久性高的結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等；大跨度結(jié)構(gòu)、要求耐久性高的結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等；nC40C45預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件、吊車(chē)梁及特種結(jié)構(gòu)等，用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件、吊車(chē)梁及特種結(jié)構(gòu)等，用于2530層；層；nC50C6030層至層至60層以上高層建筑；層以上高層建筑；nC60C80采用高性能混凝土的高層建筑；采

22、用高性能混凝土的高層建筑； nC80C120采用超高強(qiáng)混凝土的高層建筑。采用超高強(qiáng)混凝土的高層建筑。第第 35頁(yè)頁(yè)（3）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 n混凝土軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cp又稱(chēng)棱柱體抗壓強(qiáng)度，它是采用150mm150mm300mm的棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，按照標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方法與試驗(yàn)方法所測(cè)得軸向抗壓強(qiáng)度的代表值。n當(dāng)fcu在1050MPa范圍內(nèi)時(shí)，軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cp (0.70.8)fcu，其系數(shù)一般取0.76。第第 36頁(yè)頁(yè)（4）混凝土的抗折強(qiáng)度）混凝土的抗折強(qiáng)度(ftf) n混凝土的抗折強(qiáng)度（彎拉強(qiáng)度）是指處于受彎狀態(tài)下混凝土抵抗外力的能力。通?？拐蹚?qiáng)度是利用150mm150mm55

23、0mm的試梁在三分點(diǎn)加荷狀態(tài)下測(cè)得的（其試件受力狀態(tài)見(jiàn)圖4-14）。試件受彎狀態(tài)下的抗折強(qiáng)度計(jì)算公式為： ftf混凝土的抗折強(qiáng)度(MPa)； F所承受的最大垂直荷載(N)； L試件兩支點(diǎn)間的間距(450mm)； b試件截面寬度 （150mm）； h試件截面高度 （150mm）。圖圖4-14 4-14 抗折試驗(yàn)裝置圖（單位抗折試驗(yàn)裝置圖（單位mmmm）1 1、2 2、6- 6- 一個(gè)鋼球一個(gè)鋼球3 3、5-5-二個(gè)鋼球二個(gè)鋼球4-4-試件試件 7-7-活動(dòng)支架活動(dòng)支架8-8-機(jī)臺(tái)機(jī)臺(tái)9-9-活動(dòng)活動(dòng)船形墊塊船形墊塊2tfF Lfb h第第 37頁(yè)頁(yè)道面混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值要求（MPa）普通水泥混

24、凝土抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度參考關(guān)系 交通等級(jí)交通等級(jí)特重特重重重中等中等輕輕普通水泥混凝土普通水泥混凝土5.05.05.05.04.54.54.04.0鋼纖維混凝土鋼纖維混凝土6.06.06.06.05.55.55.05.0抗折強(qiáng)抗折強(qiáng)度度1.01.01.51.52.02.02.52.53.03.03.53.54.04.04.54.55.05.05.55.5抗壓強(qiáng)抗壓強(qiáng)度度5.05.07.77.711.011.014.914.919.819.824.224.219.719.735.835.841.841.848.448.4第第 38頁(yè)頁(yè)（5）混凝土的抗拉強(qiáng)度）混凝土的抗拉強(qiáng)度 n混凝土抗拉強(qiáng)度很低

25、，只有抗壓強(qiáng)度的1/101/20(通常取1/15)。 n通常采用劈裂抗拉試驗(yàn)法間接得出混凝土的抗拉強(qiáng)度，并稱(chēng)之為劈裂抗拉強(qiáng)度（fts）?；炷僚芽估瓘?qiáng)度是采用邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，計(jì)算公式為： fts 混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度，MPa；P 破壞荷載，N；A 試件劈裂面面積，mm2。20 637tsPPf.AA1-1-上壓板上壓板2-2-下壓板下壓板 3-3-墊層墊層 4-4-墊條墊條第第 39頁(yè)頁(yè)n試驗(yàn)研究證明，在相同條件下，混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度(fts)與標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度(fcu)之間具有一定的相關(guān)性，對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)為10 50MPa的混凝土，其相互關(guān)系可近似表示為： 3 40 35/t

26、scuf.f第第 40頁(yè)頁(yè)（6）混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度）混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度 n在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，為使鋼筋與混凝土間有效地協(xié)同工作，要求它們之間必須有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度（也稱(chēng)為握裹強(qiáng)度）。n粘結(jié)強(qiáng)度通常與混凝土抗壓強(qiáng)度近似成正比。n粘結(jié)強(qiáng)度還受其他許多因素的影響，如鋼筋尺寸及變形鋼筋種類(lèi)，鋼筋在混凝土中的位置（水平鋼筋或垂直鋼筋），加載類(lèi)型（受拉鋼筋或受壓鋼筋），干濕變化或溫度變化等。 第第 41頁(yè)頁(yè)n為了對(duì)比不同混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)提出了一種拔出試驗(yàn)方法：在邊長(zhǎng)為150mm的立方體混凝土試件中埋入19mm的標(biāo)準(zhǔn)變形鋼筋，以不超過(guò)34MPa/min的加荷速度對(duì)鋼筋施加拉力，直到鋼

27、筋發(fā)生屈服、混凝土開(kāi)裂或加荷端鋼筋滑移超過(guò)2.5mm時(shí)，記錄出現(xiàn)上述三種中最早出現(xiàn)的任一情況時(shí)的荷載值P，并用下式計(jì)算混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度： fN粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)； d鋼筋直徑(mm)； L鋼筋埋入混凝土中的長(zhǎng)度(mm)； P測(cè)定的荷載值(N)。NPfdL第第 42頁(yè)頁(yè)3.影響混凝土強(qiáng)度的主要因素影響混凝土強(qiáng)度的主要因素 n混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)的過(guò)程表明，正常配比的混凝土在受力破壞混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)的過(guò)程表明，正常配比的混凝土在受力破壞時(shí)主要表現(xiàn)為骨料與水泥石的粘結(jié)界面開(kāi)裂或水泥石本身的時(shí)主要表現(xiàn)為骨料與水泥石的粘結(jié)界面開(kāi)裂或水泥石本身的開(kāi)裂。因此，混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥石強(qiáng)度及其與骨開(kāi)裂。因此

28、，混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥石強(qiáng)度及其與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度。而粘結(jié)強(qiáng)度又與水泥強(qiáng)度、水灰比及骨料的料的粘結(jié)強(qiáng)度。而粘結(jié)強(qiáng)度又與水泥強(qiáng)度、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。性質(zhì)有密切關(guān)系。n混凝土的強(qiáng)度還受施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件及齡期的影響?；炷恋膹?qiáng)度還受施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件及齡期的影響。 第第 43頁(yè)頁(yè)（1）水泥強(qiáng)度與水灰比的影響）水泥強(qiáng)度與水灰比的影響 n水泥強(qiáng)度和水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的最主要因素。n在水灰比不變的情況下，水泥強(qiáng)度越高，則硬化水泥石的強(qiáng)度越大，對(duì)骨料的膠結(jié)力也就越強(qiáng)，所配制的混凝土強(qiáng)度也就越高。 n當(dāng)用同一種水泥（品種及強(qiáng)度相同）時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要決定于水灰比。這一規(guī)律只適用于新拌混

29、凝土已被充分振搗密實(shí)的情況。第第 44頁(yè)頁(yè)n混凝土的強(qiáng)度(fcu)與水灰比(W/C)之間呈近似雙曲線關(guān)系，可用方程fcuK（W/C）表示，則fcu與C/W之間呈近似線性關(guān)系。第第 45頁(yè)頁(yè)混凝土強(qiáng)度公式混凝土強(qiáng)度公式n當(dāng)混凝土的灰水比在1.22.5之間時(shí)，混凝土強(qiáng)度與灰水比、水泥強(qiáng)度之間的關(guān)系可用經(jīng)驗(yàn)公式（鮑羅米公式）表示： fcu混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度(MPa)； C1m3混凝土中水泥用量(kg)； W1m3混凝土中水的用量(kg)； fce水泥的實(shí)際強(qiáng)度(MPa) 。水泥的實(shí)際強(qiáng)度通常高于其強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)值(fce,k)。fcecfce，k代入，其中c為水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的富余系數(shù)，一

30、般取1.13； A，B回歸系數(shù)，它與骨料品種及水泥品種等因素有關(guān)。cuceCfAfBW第第 46頁(yè)頁(yè)回歸系數(shù)回歸系數(shù)A,B的取值的取值n按JGJ/T55-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程，回歸系數(shù)A，B按下列規(guī)定確定：nA，B應(yīng)根據(jù)工程所使用的水泥、骨料，通過(guò)試驗(yàn)由建立的水灰比與混凝土強(qiáng)度關(guān)系式確定；n當(dāng)不具備上述試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，其回歸系數(shù)可按下表選用:系數(shù)系數(shù)碎石碎石卵石卵石A A0.460.460.480.48B B0.070.070.330.33第第 47頁(yè)頁(yè)n利用混凝土強(qiáng)度計(jì)算公式，可初步解決兩個(gè)問(wèn)題：n當(dāng)水泥強(qiáng)度等級(jí)已經(jīng)選定，配制某一強(qiáng)度的混凝土?xí)r，算出應(yīng)用的水灰比近似值。n當(dāng)已知水

31、泥強(qiáng)度等級(jí)及選定水灰比時(shí)，可以計(jì)算出該混凝土28d可能達(dá)到的強(qiáng)度。n該推算公式主要適用于流動(dòng)性混凝土及低流動(dòng)性混凝土，對(duì)于干硬性混凝土則偏差較大。n對(duì)于C60以上等級(jí)的混凝土，灰水比（膠水比）與抗壓強(qiáng)度之間的線性關(guān)系不夠明顯，不宜簡(jiǎn)單套用混凝土強(qiáng)度計(jì)算公式。第第 48頁(yè)頁(yè)例題例題 n已知某混凝土所用水泥強(qiáng)度為已知某混凝土所用水泥強(qiáng)度為36.4MPa，水灰比，水灰比0.45，碎石。試估算該，碎石。試估算該混凝土混凝土28天強(qiáng)度值。天強(qiáng)度值。第第 49頁(yè)頁(yè)（2）骨料的影響）骨料的影響 n不同類(lèi)型的粗骨料直接影響著混凝土的強(qiáng)度（反映在A,B系數(shù)上）。 n通常碎石混凝土的強(qiáng)度要高于卵石混凝土的強(qiáng)度。n

32、顆粒以近似球形或立方形的骨料對(duì)混凝土強(qiáng)度有利，而過(guò)多的針狀或片狀顆粒將會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的下降。 n通常將混凝土中骨料質(zhì)量與水泥質(zhì)量之比稱(chēng)為集灰比。n在水灰比和坍落度相同的情況下，混凝土強(qiáng)度可隨著集灰比的增大而提高，但當(dāng)骨料過(guò)多時(shí)也會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度。第第 50頁(yè)頁(yè)（3）養(yǎng)護(hù)溫度及濕度的影響）養(yǎng)護(hù)溫度及濕度的影響 第第 51頁(yè)頁(yè)n在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)進(jìn)行覆蓋并開(kāi)始澆水。當(dāng)日平均氣溫低于5時(shí)不宜澆水，而應(yīng)以保濕覆蓋為主。n混凝土澆水養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間：當(dāng)采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥時(shí)，不得少于7d；當(dāng)采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或粉煤灰硅酸鹽水泥時(shí)，以及摻用緩凝型外加劑或?qū)炷?/p>

33、土有抗?jié)B性要求時(shí)，不得少于14d。第第 52頁(yè)頁(yè)（4）齡期）齡期 n在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)而不斷發(fā)展，最初714d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后便逐漸緩慢。盡管通常所指強(qiáng)度是28d強(qiáng)度，但28d后強(qiáng)度仍在發(fā)展，只是發(fā)展速度較慢。n只要溫度和濕度條件適當(dāng)，混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)過(guò)程很長(zhǎng)，可延續(xù)數(shù)十年之久。 第第 53頁(yè)頁(yè)n在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，普通水泥混凝土強(qiáng)度的發(fā)展大致與其齡期的對(duì)數(shù)成正比例關(guān)系，可利用這種關(guān)系估算不同齡期的混凝土強(qiáng)度： fn混凝土nd齡期的抗壓強(qiáng)度(MPa)； f28混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度(MPa)； n 養(yǎng)護(hù)齡期(d)，且n3d。2828nflgnflg第第 54頁(yè)頁(yè)（

34、5）試驗(yàn)條件）試驗(yàn)條件 n對(duì)混凝土強(qiáng)度測(cè)定值的影響試驗(yàn)條件是指檢測(cè)混凝土強(qiáng)度時(shí)所用試件的尺寸、形狀、表面狀態(tài)，以及試驗(yàn)時(shí)的加荷速度等。n試驗(yàn)條件不同，會(huì)影響混凝土強(qiáng)度表現(xiàn)值的大小。 第第 55頁(yè)頁(yè) 試件尺寸試件尺寸 n對(duì)于相同的混凝土，當(dāng)其試件尺寸較小時(shí)，所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值較大。n我國(guó)采用150mm150mm150mm的立方體試件作為標(biāo)準(zhǔn)試件，當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)的其他尺寸試件時(shí)，所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度應(yīng)乘以下表所列的換算系數(shù)?；炷量箟簭?qiáng)度試塊允許最小尺寸表骨料最大顆粒直徑（骨料最大顆粒直徑（mmmm）換算系數(shù)換算系數(shù)試塊尺寸（試塊尺寸（mmmm）31.531.50.950.95100100 100100

35、 100100（非標(biāo)準(zhǔn)試塊）（非標(biāo)準(zhǔn)試塊）40 40 1.001.00150150 150150 150150（標(biāo)準(zhǔn)試塊）（標(biāo)準(zhǔn)試塊）60 60 1.05 1.05 200200 200200 200200（非標(biāo)準(zhǔn)試塊）（非標(biāo)準(zhǔn)試塊）第第 56頁(yè)頁(yè)混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)破壞前后的形狀混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)破壞前后的形狀 第第 57頁(yè)頁(yè) 試件表面狀態(tài)試件表面狀態(tài) n混凝土試件承壓面的狀態(tài)，也是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素。當(dāng)試件受壓面上有油脂類(lèi)潤(rùn)滑劑時(shí)，試件受壓時(shí)的環(huán)箍效應(yīng)大大減小，試件將出現(xiàn)直裂破壞，測(cè)出的強(qiáng)度值也較低。 第第 58頁(yè)頁(yè) 加荷速度加荷速度 n試驗(yàn)時(shí)加荷速度越快，混凝土強(qiáng)度表

36、現(xiàn)值也就越大。當(dāng)加荷速度超過(guò)1.0MPa/s時(shí)，這種趨勢(shì)很明顯。n我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，混凝土抗壓強(qiáng)度的加荷速度為0. 30.8 MPa/s,且應(yīng)連續(xù)均勻地進(jìn)行加荷；否則，所測(cè)得的強(qiáng)度值就不準(zhǔn)確。第第 59頁(yè)頁(yè) 施工方法的影響施工方法的影響 n若配合比相同且成型密實(shí)條件一致時(shí)，機(jī)械攪拌混凝土的強(qiáng)度一般要比人工攪拌時(shí)混凝土的強(qiáng)度提高10左右。 n采用機(jī)械振搗比人工搗實(shí)要密實(shí)得多，這對(duì)低水灰比的混凝土尤為顯著。 n采用二次攪拌工藝，也能提高混凝土強(qiáng)度。n這種工藝的原理是將骨料和水泥投入攪拌機(jī)后，先加少量水拌和，使骨料表面裹上一層水灰比很小的水泥漿（此稱(chēng)“造殼”），以有效地改善骨料的界面結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土

37、的強(qiáng)度。這種混凝土稱(chēng)為“造殼混凝土”。 第第 60頁(yè)頁(yè) 混凝土強(qiáng)度低屋面倒塌混凝土強(qiáng)度低屋面倒塌 n某縣東園鄉(xiāng)美利小學(xué)某縣東園鄉(xiāng)美利小學(xué)1988年建磚混結(jié)構(gòu)校舍，年建磚混結(jié)構(gòu)校舍，11月中旬氣溫已達(dá)零下十幾度，因月中旬氣溫已達(dá)零下十幾度，因人工攪拌振蕩，故把混凝土拌得很稀，木模板縫隙又較大，漏漿嚴(yán)重，至人工攪拌振蕩，故把混凝土拌得很稀，木模板縫隙又較大，漏漿嚴(yán)重，至12月月9日，施工者準(zhǔn)備內(nèi)粉刷，拆去支柱，在屋面上用手推車(chē)推卸白灰爐渣以鋪設(shè)保溫日，施工者準(zhǔn)備內(nèi)粉刷，拆去支柱，在屋面上用手推車(chē)推卸白灰爐渣以鋪設(shè)保溫層，大梁突然斷裂層，大梁突然斷裂,屋面塌落，并砸死屋內(nèi)兩名取暖的女小學(xué)生。屋面塌落

38、，并砸死屋內(nèi)兩名取暖的女小學(xué)生。 大梁斷裂大梁斷裂第第 61頁(yè)頁(yè)4.提高混凝土強(qiáng)度的措施提高混凝土強(qiáng)度的措施 n（1）采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥或早強(qiáng)型水泥。 n（2）采用低水灰比的干硬性混凝土。 n（3）采用機(jī)械攪拌與振實(shí)等強(qiáng)化施工工藝。n（4）采用濕熱處理養(yǎng)護(hù)措施。n所謂的濕熱處理，就是提高水泥混凝土養(yǎng)生時(shí)的溫度和濕度，以加快水泥的水化，提高早期強(qiáng)度。n常用的濕熱處理處理方法，可分為蒸汽養(yǎng)護(hù)及蒸壓養(yǎng)護(hù)兩類(lèi)。第第 62頁(yè)頁(yè)蒸汽養(yǎng)護(hù)蒸汽養(yǎng)護(hù) n是將混凝土放在溫度低于100的常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。n混凝土經(jīng)過(guò)1620h蒸汽養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度可達(dá)正常條件下養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度的70%80。n蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，是使?jié)仓玫幕炷?/p>

39、土構(gòu)件經(jīng)13h時(shí)預(yù)養(yǎng)后，再在90以上的相對(duì)濕度、60以上溫度的飽和水蒸汽中養(yǎng)護(hù)。 n蒸汽養(yǎng)護(hù)最適于摻活性混合材料水泥：礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥制備的混凝土，最高養(yǎng)護(hù)溫度一般可達(dá)90，恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間不超過(guò)12h。n對(duì)普通水泥或硅酸鹽水泥配制的混凝土進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，其早期強(qiáng)度也能得到提高，但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)速度反而減緩，其28d強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d的強(qiáng)度低1015。所以用普通水泥配制的混凝上養(yǎng)護(hù)溫度不宜太高，時(shí)間不宜太長(zhǎng)，一般養(yǎng)護(hù)溫度為6080，恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間58h為宜。 第第 63頁(yè)頁(yè)蒸壓養(yǎng)護(hù)蒸壓養(yǎng)護(hù)n蒸壓養(yǎng)護(hù)是將澆筑完的混凝土構(gòu)件靜停810h后，放在高溫高壓（通常為175的溫度及8個(gè)大氣壓）的壓

40、蒸釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。n在高溫高壓下，水泥水化時(shí)析出的Ca(OH)2與混合材料中的活性SiO2反應(yīng)，生成結(jié)晶度較好的水化硅酸鈣，可有效地提高混凝土的強(qiáng)度，并加速水泥的水化與硬化。n這種方法對(duì)采用摻活性混合材料水泥及摻入磨細(xì)石英砂的混合硅酸鹽水泥更為有效。 第第 64頁(yè)頁(yè)n（5）摻加增強(qiáng)型外加劑。n混凝土中摻入早強(qiáng)劑，可提高其早期強(qiáng)度。n摻入減水劑尤其是高效減水劑，可大幅度減少拌合用水量，使混凝土獲得較高的強(qiáng)度。 n（6）摻入摻合料。n對(duì)于某些高強(qiáng)混凝土，在摻入高效減水劑的同時(shí)，往往還必須摻入磨細(xì)的礦物混合材料，如優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰、沸石粉及超細(xì)礦渣粉等。第第 65頁(yè)頁(yè)摻合料摻合料 粉煤灰SEM照片 絲

41、光沸石SEM照片 硅灰SEM照片 4 000 2 00010 000 第第 66頁(yè)頁(yè)5.混凝土的變形性能混凝土的變形性能 n混凝土的變形混凝土的變形包括非荷載作用下的變形與荷載作用下的變形。包括非荷載作用下的變形與荷載作用下的變形。n非荷載作用下的變形又分為混凝土化學(xué)收縮、干濕變形及非荷載作用下的變形又分為混凝土化學(xué)收縮、干濕變形及溫度變形；溫度變形；n荷載作用下的變形又分為短期荷載作用下的變形及長(zhǎng)期荷荷載作用下的變形又分為短期荷載作用下的變形及長(zhǎng)期荷載作用下的變形（即徐變）。載作用下的變形（即徐變）。 第第 67頁(yè)頁(yè)（1）非荷載作用下的變形）非荷載作用下的變形 n 化學(xué)收縮。混凝土在硬化過(guò)程

42、中，由于水泥水化生成物的固相體積小于水化前反應(yīng)物的總體積，從而引起混凝土的體積收縮，這種收縮稱(chēng)為化學(xué)收縮。n混凝土的化學(xué)收縮量通常很小，一般為(4100)106mmmm，通常對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有明顯影響，但當(dāng)其收縮量較大（水泥用量過(guò)多）時(shí)也可在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微細(xì)裂紋，從而降低混凝土的耐久性。 第第 68頁(yè)頁(yè) 干濕變形干濕變形 n混凝土內(nèi)部所含水分有三種形式：自由水（即孔隙水），毛細(xì)管水和凝膠體顆粒吸附水。當(dāng)后兩種水發(fā)生變化時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生干濕變形。 n干縮后的混凝土若再吸水變濕時(shí)，有3050的變形已不可恢復(fù)。第第 69頁(yè)頁(yè)混凝土的干縮變形檢測(cè)方法混凝土的干縮變形檢測(cè)方法n用100mm100m

43、m515mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，在規(guī)定試驗(yàn)條件下直接測(cè)得其干縮率。實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)的干縮率要比試驗(yàn)值小。通?；炷恋母煽s率試驗(yàn)值可達(dá)(35)104；在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)干縮率取值為(1.52.0)104，即每1米混凝土的收縮量為0.150.20mm。n干縮變形對(duì)混凝土危害較大，它可導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生很高的拉應(yīng)力而產(chǎn)生開(kāi)裂，不僅降低其結(jié)構(gòu)承載能力與安全性，而且嚴(yán)重降低混凝土的抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕等耐久性能。 第第 70頁(yè)頁(yè)影響水泥混凝土干縮變形的因素影響水泥混凝土干縮變形的因素 n水泥用量、細(xì)度及品種n混凝土中水泥漿量愈多，其干縮率就愈大。水泥顆粒愈細(xì)，干縮也愈大。采用摻混合材料較多的水泥所配制的混凝土，比用

44、普通水泥配制的混凝土干縮率大。n水灰比n當(dāng)混凝土中的水泥用量不變時(shí)，混凝土的干縮率將隨著水灰比的增大而增加?；炷羻挝挥盟康亩嗌伲彩怯绊懫涓煽s率的重要因素，一般用水量每增加1時(shí)，干縮率增大23。n骨料質(zhì)量n骨料的彈性模量較大時(shí)，則其干縮率較小。吸水率較大的骨料其干縮率較大。骨料的含泥量較多時(shí)，也會(huì)增大混凝土的干縮性。通常，骨料粒徑較大且級(jí)配良好時(shí)，混凝土干縮率較小。n施工質(zhì)量n利用可靠的成型密實(shí)工藝和長(zhǎng)期穩(wěn)定的保濕養(yǎng)護(hù)，可推遲混凝土干縮變形的發(fā)生和發(fā)展，但對(duì)混凝土的最終干縮率無(wú)顯著影響。第第 71頁(yè)頁(yè)混凝土干縮縫混凝土干縮縫 n某車(chē)間完工后發(fā)現(xiàn)頂層每個(gè)框架橫梁上都出現(xiàn)不同程度的裂縫。裂縫均

45、于梁的上部，長(zhǎng)約為梁高一半，裂縫上寬下窄，最大寬為0.5 mm。經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)查，設(shè)計(jì)計(jì)算無(wú)誤；整個(gè)車(chē)間坐落于完整的砂巖地基上，沒(méi)有不均勻沉降，材料全部合格，混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。經(jīng)了解，在頂層施工中為趕進(jìn)度，把混凝土的強(qiáng)度等級(jí)從C20提高至C30，單位水泥用量增加了90 kg，且當(dāng)時(shí)使用的砂亦恰好細(xì)度變細(xì)。 n原因分析：從裂縫形狀看，可知不屬荷載裂縫，為收縮變形產(chǎn)生的裂縫。原因是施工中任意提高混凝土強(qiáng)度，加大水泥用量，且采用細(xì)度模數(shù)小的砂，這兩方面都會(huì)使收縮增大，從而導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。第第 72頁(yè)頁(yè) 溫度變形溫度變形 n混凝土熱脹冷縮變形對(duì)于早期的混凝土結(jié)構(gòu)危害很大，尤其是對(duì)大體積混凝土。 n混凝土的溫

46、度線膨脹系數(shù)為(1. 01. 5) 105，即溫度每升降1 ，1m長(zhǎng)的混凝土結(jié)構(gòu)物將產(chǎn)生0.010.015mm的膨脹或收縮變形。 n對(duì)縱長(zhǎng)的混凝土結(jié)構(gòu)或大面積混凝土工程來(lái)說(shuō)，其累計(jì)熱脹冷縮變形也可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。 n通常采用每隔一段距離設(shè)置一道伸縮縫，或在結(jié)構(gòu)中設(shè)置溫度鋼筋等措施，以避免其熱脹冷縮變形造成的破壞。 第第 73頁(yè)頁(yè)（2）荷載作用下的變形）荷載作用下的變形n 混凝土的彈塑性變形第第 74頁(yè)頁(yè) 混凝土的彈性模量混凝土的彈性模量 n采用其軸心抗壓強(qiáng)度(fcp)的40作為試驗(yàn)控制應(yīng)力荷載值（即=0.4 fcp），經(jīng)四次以上反復(fù)加荷與卸荷后，測(cè)得應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即為混凝土的彈性模量E,

47、它在數(shù)值上與tan相近。 第第 75頁(yè)頁(yè)影響混凝土彈性模量的因素影響混凝土彈性模量的因素n混凝土的彈性模量隨著其強(qiáng)度的提高而增大。n當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)由C10增加到C60時(shí)，其彈性模量大致由1.75104MPa增加到3.60104MPa。n骨料含量越多，或其彈性模量越大，則混凝土的彈性模量就越高。n混凝土的水灰比較小，或養(yǎng)護(hù)較充分且齡期較長(zhǎng)時(shí)，混凝土的彈性模量就較大。n在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，混凝土彈性模量是計(jì)算鋼筋混凝土的變形、裂縫擴(kuò)展及大體積混凝土的溫度應(yīng)力時(shí)所必須的參數(shù)。 第第 76頁(yè)頁(yè)徐變徐變 n徐變是指混凝土在長(zhǎng)期恒荷載作用下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，沿著作用力的方向發(fā)生的變形。這種變形一般要延續(xù)23年

48、才逐漸趨向穩(wěn)定。第第 77頁(yè)頁(yè)混凝土產(chǎn)生徐變的原因混凝土產(chǎn)生徐變的原因n一般認(rèn)為是由于水泥石中的凝膠體在長(zhǎng)期荷載作用下產(chǎn)生粘性流動(dòng)，使凝膠孔水向毛細(xì)孔內(nèi)遷移滲透所致（滲出假說(shuō)）。n當(dāng)混凝土處于硬化初期時(shí)，水泥水化量很少，所含毛細(xì)孔較多，且凝膠體結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)不夠緊密，凝膠體易于在水泥石中流動(dòng)，此時(shí)過(guò)早的加荷將會(huì)導(dǎo)致徐變發(fā)展較快且徐變量也較大；n當(dāng)混凝土經(jīng)充分硬化后，水泥水化量較多，毛細(xì)孔相對(duì)較少，凝膠體結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)已較緊密，毛細(xì)孔抗變形能力與凝膠體抗流變能力均較高，此時(shí)加荷時(shí)混凝土的徐變發(fā)展緩慢且徐變量也較小。 第第 78頁(yè)頁(yè)徐變的影響因素徐變的影響因素n混凝土徐變是其水泥石中毛細(xì)孔相對(duì)數(shù)量的函數(shù)。n毛

49、細(xì)孔數(shù)量越多，混凝土的徐變?cè)酱?，反之亦然。因此，?dāng)混凝土的水灰比較小，硬化齡期較長(zhǎng)時(shí)，其中毛細(xì)孔含量就較少，徐變量也就較小。n混凝土經(jīng)充分濕養(yǎng)護(hù)后，其中毛細(xì)孔數(shù)量顯著減少，內(nèi)部凝膠體結(jié)構(gòu)較密實(shí)，則其徐變量也較小。n混凝土中骨料用量較多，且骨料彈性模量較大、級(jí)配較好及最大粒徑較大時(shí)，則徐變量較小。第第 79頁(yè)頁(yè)徐變的影響徐變的影響n(yōu)混凝土徐變對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響有利也有弊。n有利方面：n徐變可消除混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力集中，通過(guò)應(yīng)力重新分布而使結(jié)構(gòu)物的整體承載能力提高，也可避免因局部集中應(yīng)力而造成的逐漸破壞；n對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)，徐變還能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。n不利方面：n由于徐變變形

50、而使預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失。第第 80頁(yè)頁(yè)5.4.2硬化混凝土的耐久性硬化混凝土的耐久性 n混凝土的耐久性是指混凝土抵抗環(huán)境條件的長(zhǎng)期作用，并保持其穩(wěn)定良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)安全、正常使用的能力。氯離子腐蝕氯離子腐蝕酸雨腐蝕酸雨腐蝕 被腐蝕的混凝土被腐蝕的混凝土第第 81頁(yè)頁(yè)1.混凝土抗?jié)B性混凝土抗?jié)B性 n混凝土抗?jié)B性是指混凝土抵抗液體（水、油、溶液等）壓力滲透作用的能力。 n水灰比大小是影響混凝土中水泥石抗?jié)B性的最主要因素。第第 82頁(yè)頁(yè)抗?jié)B等級(jí)（抗?jié)B等級(jí)（P） n抗?jié)B等級(jí)是以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)所能承受的最大水壓力來(lái)確定。nGB

51、 50164混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)混凝土試件在抗?jié)B試驗(yàn)時(shí)所能承受的最大水壓力（混凝土抗?jié)B試驗(yàn)時(shí)一組6個(gè)試件中4個(gè)試件未出現(xiàn)滲水時(shí)的最大水壓力），將混凝土的抗?jié)B等級(jí)劃分為P4、P6、P8、P10、P12等五個(gè)等級(jí)，分別表示混凝土可抵抗0.4MPa，0.6MPa，0.8MPa，1.0MPa及1.2MPa的靜水壓力而不滲透。n在工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)依據(jù)工程實(shí)際所承受的水壓大小來(lái)選擇抗?jié)B等級(jí)。 第第 83頁(yè)頁(yè)n試配時(shí)應(yīng)采用水灰比最大的配合比作抗?jié)B試驗(yàn): n其抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合下式要求：PtP/100.2n式中P設(shè)計(jì)要求的抗?jié)B等級(jí) 抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B等級(jí)最大水灰比最大水灰比C20C20C30C30C30C30以上以

52、上P6P60.600.600.550.55P8P8P12P120.550.550.500.50P12P120.500.500.450.45第第 84頁(yè)頁(yè)影響抗?jié)B性的因素影響抗?jié)B性的因素 n水灰比：水灰比越大，其抗?jié)B性越差。 n骨料的最大粒徑：在水灰比相同時(shí)，混凝土骨料的最大粒徑越大，其抗診性能越差。 n養(yǎng)護(hù)方法：蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土，其抗?jié)B性較潮濕養(yǎng)護(hù)的混凝土要差。在干燥條件下，混凝土早期失水過(guò)多，容易形成收縮裂隙，因而降低混凝土的抗?jié)B性。 n水泥品種：水泥的細(xì)度越大，水泥硬化體孔隙率越小，強(qiáng)度就越高，則其抗?jié)B性越好。 n外加劑：在混凝土中摻入某些外加劑，如減水劑等，可減小水灰比，提高混凝土的抗?jié)B

53、性能。 n摻合料：在混凝土中加入摻合料，可提高混凝土的密實(shí)度、細(xì)化孔隙，從而提高混凝土的抗?jié)B性。第第 85頁(yè)頁(yè)2.混凝土抗凍性混凝土抗凍性 n混凝土抗凍性是指混凝土在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，同時(shí)也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能。 n混凝土的抗凍性常用抗凍等級(jí)表示?；炷恋目箖龅燃?jí)是以28d齡期的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，在飽水后承受反復(fù)凍融循環(huán)，以其抗壓強(qiáng)度損失不超過(guò)25，質(zhì)量損失不超過(guò)5時(shí)，混凝土所能承受的最多的凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示。n常用混凝土的抗凍等級(jí)有F10, F15, F25, F50, F100, F150, F200, F250和F300等九個(gè)等級(jí)；例如其中F150表示混凝土在滿(mǎn)足上述

54、條件的情況下，能夠承受凍融循環(huán)的次數(shù)不少于150次。第第 86頁(yè)頁(yè)n混凝土的抗凍性與其內(nèi)部孔隙等缺陷的數(shù)量、孔隙特征、孔隙內(nèi)充水程度、環(huán)境溫度降低的程度及速度等有關(guān)。n當(dāng)混凝土的水灰比較小、密實(shí)度較高、含封閉小孔較多、或開(kāi)口孔中充水不滿(mǎn)時(shí)，則其抗凍性好?？梢?jiàn)，提高混凝土抗凍性應(yīng)提高其密實(shí)度或改善其孔結(jié)構(gòu)。n工程實(shí)際中，混凝土的抗凍等級(jí)應(yīng)根據(jù)氣候條件或環(huán)境溫度、混凝土所處部位，以及可能遭受凍融循環(huán)的次數(shù)等因素來(lái)確定。n對(duì)于有抗凍要求的混凝土，通常要求其水灰比較小，且應(yīng)采用質(zhì)量可靠的原材料及良好的配比，還可通過(guò)摻加引氣劑或引氣型減水劑等手段，使混凝土中含有適量封閉孔隙，以顯著提高其抗凍性。 第第

55、87頁(yè)頁(yè)3.混凝土的抗侵蝕性混凝土的抗侵蝕性 n造成混凝土被腐蝕的形式主要是軟水侵蝕、硫酸鹽侵蝕、鎂鹽侵蝕、碳酸侵蝕、一般酸侵蝕和強(qiáng)堿侵蝕等。n在海岸與海洋混凝土工程中，海水對(duì)混凝土的侵蝕作用除了化學(xué)作用外，尚有反復(fù)干濕的物理作用、鹽分在混凝土內(nèi)的結(jié)晶與聚集、海浪的沖擊磨損、海水中氯離子對(duì)混凝土內(nèi)鋼筋的銹蝕作用等。這些綜合侵蝕作用將會(huì)加劇混凝土的破壞速度。 n混凝土的抗侵蝕性與所用水泥品種、混凝土的密實(shí)程度及缺陷等有關(guān)。 第第 88頁(yè)頁(yè)n為保證混凝土的耐久性，還應(yīng)限制其中侵蝕性較強(qiáng)的氯化物含量，因此， 混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)(GB50164)要求，混凝土中的氯化物總含量，以氯離子含量計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)

56、定：n對(duì)素混凝土，不得超過(guò)水泥質(zhì)量的2；n對(duì)處于干燥環(huán)境或有防潮措施的鋼筋混凝土，不得超過(guò)水泥質(zhì)量的1；n對(duì)處于潮濕而不含有氯離子環(huán)境中的鋼筋混凝土，不得超過(guò)水泥質(zhì)量的0.3；n對(duì)在潮濕并含有氯離子環(huán)境中的鋼筋混凝土，不得超過(guò)水泥質(zhì)量的0.1；n對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土及處于易侵蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土，不得超過(guò)水泥質(zhì)量的0.06。 第第 89頁(yè)頁(yè) 4.混凝土的碳化混凝土的碳化 n混凝土的碳化是指在濕度相宜時(shí)，混凝土內(nèi)水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成碳酸鈣和水的過(guò)程，該過(guò)程也稱(chēng)為混凝土的中性化。 n混凝土的碳化深度大致與其碳化時(shí)間的平方根成正比，可用下式表示： D混凝土碳化深度(

57、mm)； t混凝土碳化時(shí)間(d)； 碳化速度系數(shù)。Dt第第 90頁(yè)頁(yè)碳化對(duì)混凝土性能的影響碳化對(duì)混凝土性能的影響n(yōu)碳化不利影響：n主要是堿度降低，減弱了強(qiáng)堿環(huán)境對(duì)鋼筋的保護(hù)作用。致使混凝土保護(hù)層產(chǎn)生開(kāi)裂。n碳化作用會(huì)增加混凝土的收縮，引起混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)微細(xì)裂縫，從而降低混凝土的抗拉、抗折強(qiáng)度及抗?jié)B能力。 n碳化有利影響：n碳化作用可提高混凝土碳化層的密實(shí)度，并對(duì)提高其強(qiáng)度與硬度有利。如混凝土預(yù)制基樁就可以利用碳化作用來(lái)提高樁的表面硬度。 第第 91頁(yè)頁(yè)影響混凝土碳化速度的主要因素影響混凝土碳化速度的主要因素n二氧化碳濃度高，混凝土碳化速度快；n當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度為5075時(shí)，混凝土碳化速度最快，當(dāng)相對(duì)濕度小于25