《建筑材料》第四章混凝土課件

1、4 普通混凝土主要介紹了普通混凝土的組成材料，混凝土拌合物的和易性，硬化混凝土的強度、耐久性，混凝土外加劑的作用原理和應用，普通混凝土配合比設計方法等，簡要介紹了其他品種混凝土，如體現(xiàn)混凝土發(fā)展動態(tài)的高強混凝土、高性能混凝土等。 本章提要混凝土( , 砼）是由膠凝材料、骨料和水，必要時摻入化學外加劑和礦物質(zhì)混合材料，按適當比例配合，拌制成拌合物，經(jīng)硬化而成的人造石材。按膠凝材料不同，分為水泥混凝土、瀝青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表觀密度不同，分為重混凝土(026003)、普通混凝土(0=195025003)、輕混凝土(019503)； 按使用功能不同，分為結(jié)構用混凝土、道路混凝土、

2、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土及防輻射混凝土等；按施工工藝不同，又分為噴射混凝土、泵送混凝土、振動灌漿混凝土等。混凝土的特點：可塑性好、性能可調(diào)、可用鋼筋增強、耐久性好、原材料來源豐富；但自重大、呈脆性、施工過程影響因素多。 本 章 內(nèi) 容4.1 普通混凝土的組成材料4.2 混凝土的主要技術性質(zhì)4.3 混凝土外加劑4.4 普通混凝土配合比設計4.5 其他品種混凝土4.1 普通混凝土的組成材料普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、細骨料(砂)和水拌和，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。 砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細骨料表面并填充骨料間的空隙。水泥漿

3、體在硬化前起潤滑作用，使混凝土拌合物具有良好的工作性能，硬化后將骨料膠結(jié)在一起，形成堅固的整體。其結(jié)構如圖4.1。 圖4.1 普通混凝土結(jié)構示意圖 1石子；2砂子；3水泥漿；4氣孔 1） 水泥品種的選擇配制混凝土時，一般可采用六大品種水泥，必要時也可采用快硬水泥、鋁酸鹽水泥等。詳見第3章內(nèi)容。 1 水泥水泥強度等級應與混凝土強度等級相適應。一般以水泥強度(以為單位)為混凝土強度等級的1.52.0倍較適宜，水泥強度等級過高或過低，會導致水泥用量過少或過多，對混凝土的技術性能及經(jīng)濟效果都不利。 2）水泥強度等級的選擇普通混凝土的細骨料主要采用天然砂和人工砂。 天然砂是由自然風化、水流搬運和分選、堆

4、積形成的粒徑小于4.75的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風化巖石的顆粒。按產(chǎn)源不同，天然砂分為山砂、河砂和海砂。 人工砂是經(jīng)除土處理的機制砂、混合砂的統(tǒng)稱。 2 細骨料砂子常用砂建筑用砂 14684-2001砂按技術要求分為類、類、類。類宜用于強度等級大于C60的混凝土；類宜用于強度等級C3060及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。 為了節(jié)約水泥，并使混凝土結(jié)構達到較高密實度，選擇骨料時，應盡可能選用總表面積較小、空隙率較小的骨料，而砂子的總表面積與粗細程度有關，空隙率則與顆粒級配有關。 (1)粗細程度砂的粗細程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸬目傮w粗細程度

5、。 1） 砂的粗細程度及顆粒級配(2)顆粒級配砂的顆粒級配是指粒徑不同的砂?；ハ啻钆涞那闆r。同樣粒徑的砂空隙率最大，若大顆粒間空隙由中顆粒填充，空隙率會減小，若再填充以小顆粒，空隙率更小，如圖4.2所示。 圖4.2 骨料顆粒級配示意圖 (a)單一粒徑；(b)兩種粒徑；(c)多種粒徑 (3)砂的粗細程度與顆粒級配的評定砂的粗細程度和顆粒級配，常用篩分析方法進行評定。稱取試樣500g，將試樣倒入按孔徑大小從上到下組合的套篩(附篩底)上進行篩分，然后稱取各篩上的篩余量，計算各篩的分計篩余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6及累計篩余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6，其計算關系如表4.1。

6、 砂子的篩分析試驗總稱量500g表4.1 累計篩余率與分計篩余率計算關系 篩孔尺寸篩余量(g)分計篩余百分率(%)累計篩余百分率(%)4.75m1a1=(m1/500)100% A112.36m2a2=(m2/500)100%A2121.18m3a3=(m3/500)100%A3123600m m4a4=(m4/500)100%A41234300mm5a5=(m5/500)100%A512345150mm6a6=(m6/500)100%A6123456篩底m7a7=(m7/500)100%A71234567砂的粗細程度用細度模數(shù)表示，其計算式如下：建筑用砂按細度模數(shù)分為粗、中、細三種規(guī)格，其細

7、度模數(shù)分別為：粗砂：3.73.1；中砂：3.02.3；細砂：2.21.6。 砂的顆粒級配用級配區(qū)表示，以級配區(qū)或級配曲線判定砂級配的合格性。對細度模數(shù)為3.7 1.6的建筑用砂，根據(jù)600m篩的累計篩余百分率分成3個級配區(qū)，見表4.2。為了更直觀地反映砂的顆粒級配，以累計篩余百分率為縱坐標，篩孔尺寸為橫坐標，根據(jù)表4.2的數(shù)值可以畫出砂子3個級配區(qū)的級配曲線，如圖4.3所示。 表4.2 建筑用砂的顆粒級配( 146842001) 篩孔尺寸1區(qū)2區(qū)3區(qū)累計篩余百分率(%) 9.500004.75100 100 100 2.363552501501.1865355010250600m 857170

8、414016300m958092708555150m100901009010090圖4.3 砂的級配曲線 【例題】用500g烘干砂進行篩分試驗，其結(jié)果如表4.3所求。試分析該砂的粗細程度與顆粒級配。【解】計算細度模數(shù) 評定結(jié)果：將累計篩余百分率與表4.2作對照，或繪出級配曲線，此砂處于2區(qū)，級配良好；細度模數(shù)為2.66，屬中砂。 篩孔尺寸篩余量(g)分計篩余百分率(%)累計篩余百分率(%)4.7527.55.55.52.36428.413.91.18479.423.3600m 191.538.361.6300m102.520.582.1150m8216.498.5 150m7.51.5100表

9、4.3 砂樣篩分結(jié)果 含泥量是指天然砂中粒徑小于75m的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于75m的顆粒含量；泥塊含量是指砂中原粒徑大于1.18，經(jīng)水浸洗、手捏后小于600m的顆粒含量。 天然砂的含泥量應符合表4.4的規(guī)定。 人工砂的石粉含量應符合表4.5的規(guī)定。 砂中泥塊含量應符合表4.4和表4.5的規(guī)定。 2） 含泥量、石粉含量和泥塊含量表4.4 天然砂的含泥量和泥塊含量( 146842001) 項目 指標類類類 含泥量（按質(zhì)量計）（%） 1.03.05.0泥塊含量（按質(zhì)量計）（%） 01.02.0表4.5 人工砂的石粉含量和泥塊含量( 146842001) 項目 指標類類類 1亞甲藍試

10、驗 值1.40或合格 石粉含量(按質(zhì)量計)(%) 3.05.07.02泥塊含量(按質(zhì)量計)(%) 01.02.03值1.40或不合格 石粉含量(按質(zhì)量計)(%) 1.03.05.04泥塊含量(按質(zhì)量計)(%)01.02.0國家標準規(guī)定砂中不應混有草根、樹葉、塑料、煤塊、爐渣等雜物，砂中如含有云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等，其含量應符合表4.6的規(guī)定。 3） 有害物質(zhì)含量項目 指標類類類 云母(按質(zhì)量計)(%，小于） 1.02.02.0輕物質(zhì)(按質(zhì)量計)(%，小于） 1.01.01.0有機物（比色法） 合格合格合格硫化物及硫酸鹽(3質(zhì)量計)（%）0.50.50.5氯化物(以氯離子質(zhì)

11、量計)(%，小于) 0.010.020.06表4.6 砂中有害物質(zhì)含量（ 146842001） 砂的堅固性是指砂在自然風化和其他外界物理、化學因素作用下，抵抗破裂的能力。天然砂采用硫酸鈉溶液法進行試驗，砂樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應符合表4.7的規(guī)定。人工砂采用壓碎指標法進行試驗，壓碎指標值應符合表4.8的規(guī)定。 4） 堅固性表4.7 堅固性指標( 146842001) 項目 指標類類類 質(zhì)量損失（%，小于） 8810表4.8 壓碎指標( 146842001) 項目 指標類類類 單級最大壓碎指標(%，小于) 202530砂的表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規(guī)定：表觀密度大于25003，松散堆

12、積密度大于13503，空隙率小于47%。 5） 表觀密度、堆積密度、空隙率普通混凝土常用的粗骨料分卵石和碎石兩類。卵石是由自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的，粒徑大于4.75的巖石顆粒。按其產(chǎn)源不同可分為河卵石、海卵石、山卵石等。碎石是天然巖石或卵石經(jīng)機械破碎、篩分制成的，粒徑大于4.75的巖石顆粒。 3 粗骨料石子建筑用卵石、碎石 14685-2001卵石、碎石按技術要求分為、類。類宜用于強度等級大于C60的混凝土；類宜用于強度等級C3060及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；類宜用于強度等級小于C30混凝土。 (1)最大粒徑粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。粗骨料的最大粒徑增大，則其

13、總表面積相應減小，包裹粗骨料所需的水泥漿量就減少，可節(jié)約水泥；或者在一定和易性和水泥用量條件下，能減少用水量而提高混凝土強度。 1） 最大粒徑和顆粒級配(2)顆粒級配良好的粗骨料，對提高混凝土強度、耐久性，節(jié)約水泥是極為有利的。粗骨料的顆粒級配分連續(xù)粒級和單粒粒級。粗骨料顆粒級配好壞的判定也是通過篩分析法進行的。據(jù)國家標準，建筑用卵石、碎石的顆粒級配應符合表4.9的規(guī)定。 表4.9建筑用卵石、碎石的顆粒級配( 146852001) 粗骨料中含泥量是指粒徑小于75m的顆粒含量；泥塊含量是指原粒徑大于4.75，經(jīng)水浸洗、手捏后小于2.36的顆粒含量。粗骨料中含泥量和泥塊含量應符合表4.10的規(guī)定。

14、 2） 含泥量和泥塊含量表4.10 含泥量和泥塊含量( 146852001) 項目 指標類類類 含泥量（按質(zhì)量計）（%） 0.51.01.5泥塊含量（按質(zhì)量計）（%） 00.50.7卵石和碎石顆粒的長度大于該顆粒所屬相應粒級的平均粒徑2.4倍者為針狀顆粒；厚度小于平均粒徑0.4倍者為片狀顆粒(平均粒徑指該粒級上、下限粒徑的平均值)。針片狀顆粒易折斷，且會增大骨料的空隙率和總表面積，使混凝土拌合物的和易性、強度、耐久性降低。其含量應符合表4.11的規(guī)定。 3） 針片狀顆粒含量表4.11 針片狀顆粒含量( 146852001) 項目 指標類類類 針、片狀顆粒(按質(zhì)量計)(%，小于) 51525卵石

15、和碎石中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。卵石和碎石中如含有有機物、硫化物及硫酸鹽，其含量應符合表4.12的規(guī)定。 4） 有害物質(zhì)項目 指標類類類 有機物（比色法） 合格合格合格硫化物及硫酸鹽(3質(zhì)量計)（%）0.51.01.0表4.12 有害物質(zhì)含量( 146852001) 堅固性是指卵石、碎石在自然風化和其他外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。采用硫酸鈉溶液法進行試驗，卵石和碎石經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失應符合表4.13的規(guī)定。 5） 堅固性表4.13 堅固性指標( 146852001) 項目 指標類類類 質(zhì)量損失(%，小于) 5812(1)巖石抗壓強度巖石抗壓強度是將母巖

16、制成505050的立方體試件或5050的圓柱體試件，測得的其在飽和水狀態(tài)下的抗壓強度值。國家標準規(guī)定，巖石抗壓強度：火成巖應不小于80，變質(zhì)巖應不小于60，水成巖應不小于30。 6） 強度(2)壓碎指標 壓碎指標表示石子抵抗壓碎的能力，將直徑為10-20的碎石分三層裝入標準圓筒內(nèi)，按一定方法加壓至200，再過2.36的篩。其值越小，說明強度越高。壓碎指標碎石、卵石的壓碎指標應符合表4.14的規(guī)定。項目 指標類類類 碎石壓碎指標（%，小于） 102030卵石壓碎指標（%，小于） 121616表4.14 壓碎指標( 146852001) 碎石和卵石的表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規(guī)定：表觀密

17、度大于25003，松散堆積密度大于13503，空隙率小于47%。 7） 表觀密度、堆積密度、空隙率經(jīng)堿集料反應試驗后，由卵石、碎石制備的試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗齡期的膨脹率應小于0.10%。 8） 堿集料反應骨料的四種含水狀態(tài)干燥狀態(tài)對混凝土用水的質(zhì)量要求：不得影響混凝土的和易性及凝結(jié)；不得有損于混凝土強度的發(fā)展；不得降低混凝土的耐久性，加快鋼筋銹蝕及導致預應力鋼筋脆斷；不得污染混凝土表面。混凝土拌和用水標準( 632006)對混凝土用水提出了具體的質(zhì)量要求。 4 混凝土用水4.2 混凝土的主要技術性質(zhì)混凝土的性質(zhì)包括混凝土拌合物的和易性，混凝土強度、變形及耐久性等?；炷?/p>

18、土各組成材料按一定比例攪拌后尚未凝結(jié)硬化的材料稱為混凝土拌合物。1） 和易性概念和易性又稱工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工條件下，便于各種施工工序的操作，以保證獲得均勻密實的混凝土的性能。和易性是一項綜合技術指標，包括流動性(稠度)、粘聚性和保水性三個主要方面。 1 混凝土拌合物的和易性(1)流動性是指拌合物在自重或施工機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動并均勻密實地填充整個模型的性能。流動性好的混凝土拌合物操作方便、易于搗實和成型。(2)粘聚性是指拌合物在施工過程中，各組成材料互相之間有一定的粘聚力，不出現(xiàn)分層離析，保持整體均勻的性能。 (3)保水性是指拌合物保持水分，不致產(chǎn)生嚴重泌水的性質(zhì)?；炷?/p>

19、土拌合物的流動性、粘聚性和保水性三者既互相聯(lián)系，又互相矛盾。施工時應兼顧三者，使拌合物既滿足要求的流動性，又保證良好的粘聚性和保水性。普通混凝土拌合物性能試驗方法( 500802002)規(guī)定采用坍落度試驗和維勃稠度試驗進行評定。(1)坍落度將混凝土拌合物分3次按規(guī)定方法裝入坍落度筒內(nèi)，刮平表面后，垂直向上提起坍落度筒。拌合物因自重而坍落，測量坍落的值()，即為該拌合物的坍落度(如圖4.4)。 2） 和易性測定根據(jù)坍落度大小，可將混凝土拌合物分成4級，見表4.15。 混凝土拌合物的坍落度應在一個適宜的范圍內(nèi)。其值可根據(jù)工程結(jié)構種類、鋼筋疏密程度及振搗方法按表4.16選用。 對于干硬性混凝土，和易

20、性測定常采用維勃稠度試驗。 (2)維勃稠度試驗維勃稠度試驗需用維勃稠度測定儀(見圖4.5)。 所用的時間(以秒計)稱為該混凝土拌合物的維勃稠度。維勃稠度值越大，說明混凝土拌合物越干硬?；炷涟韬衔锔鶕?jù)維勃稠度大小分為4級，見表4.17。 圖4.4 坍落度測定 表4.15 混凝土拌合物按坍落度分級 級別名稱坍落度()允許偏差()T1T2T3T4 低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土 10405090100150160 10203030表4.16 混凝土澆筑時的坍落度 項次結(jié)構種類坍落度()1基礎或地面等的墊層、無筋的厚大結(jié)構(擋土墻、基礎或厚大的塊體等)或配筋稀疏的結(jié)構 10302板

21、、梁和大型及中型截面的柱子等30503配筋密列的結(jié)構(薄壁、斗倉、筒倉、細柱等)50704配筋特密的結(jié)構7090圖4.5 維勃稠度儀 級別名稱維勃稠度（s）V0V1V2V3 超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土 3130212011105 表4.17 混凝土按維勃稠度的分級 (1)水泥漿的數(shù)量在水灰比不變的條件下，增加混凝土單位體積中的水泥漿數(shù)量，能使骨料周圍有足夠的水泥漿包裹，改善骨料之間的潤滑性能，從而使混凝土拌合物的流動性提高。但水泥漿數(shù)量不宜過多，否則會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，粘聚性變差，浪費水泥，同時影響混凝土強度。3 影響混凝土和易性的主要因素(2)水泥漿的稠度水泥漿的稠度

22、主要取決于水灰比(1m3混凝土中水與水泥用量的比值)大小。水灰比過大，水泥漿太稀，產(chǎn)生嚴重離析及泌水現(xiàn)象；過小，因流動性差而難于施工，通常水灰比在0.400.75之間，并盡量選用小的水灰比。 (3)砂率(S或)砂率是指混凝土內(nèi)砂的質(zhì)量占砂、石總量的百分比。 選擇砂率應該是在用水量及水泥用量一定的條件下，使混凝土拌合物獲得最大的流動性，并保持良好的粘聚性和保水性；或在保證良好和易性的同時，水泥用量最少。此時的砂率值稱為合理砂率(如圖4.6、圖4.7)。合理砂率一般通過試驗確定，在不具備試驗的條件下，可參考表4.18選取。 圖4.6 砂率與坍落度關系 (水及水泥用量不變) 圖5.7 砂率與水泥用量

23、關系 (坍落度不變) 表4.18 混凝土砂率(%) 水灰比() 卵石最大粒徑() 碎石最大粒徑() 1020401020400.400.500.600.70 2632303533383641 2531293432373540 2430283331363439 3035333836413944 2934323735403843 2732303533383641(4)原材料的性質(zhì)水泥品種 在其他條件相同時，硅酸鹽水泥和普通水泥較礦渣水泥拌制的混凝土拌合物的和易性好。 骨料 如其他條件相同，卵石混凝土比碎石混凝土流動性大，級配好的比級配差的流動性大。 (5)其他因素外加劑拌制混凝土時，摻入少量外加劑

24、，有利于改善和易性 溫度混凝土拌合物的流動性隨溫度的升高而降低。 時間隨著時間的延長，拌和后的混凝土坍落度逐漸減小。 1） 混凝土立方體抗壓強度普通混凝土力學性能試驗方法( 500812002)規(guī)定，制作150150150 的標準立方體試件(在特殊情況下，可采用150300的圓柱體標準試件)，在標準條件(溫度202，相對濕度95%以上)下養(yǎng)護到28d，所測得的抗壓強度值為混凝土立方體抗壓強度，以表示。 2 混凝土強度當采用非標準尺寸的試件時，應換算成標準試件的強度。換算方法是將所測得的強度乘以相應的換算系數(shù)(見表4.19)?；炷亮⒎襟w抗壓強度標準值是指具有95%強度保證率的立方體抗壓強度。

25、fcuP=95%+fcu,k表4.19 強度換算系數(shù)( 500812002) 試件尺寸( )骨料最大粒徑()強度換算系數(shù) 100100100150150150200200200 31.54063 0.9511.05混凝土強度等級采用符號C與立方體抗壓強度標準值表示。普通混凝土通常劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12個強度等級(C60以上的混凝土稱為高強混凝土)?；炷恋妮S心抗壓強度與立方體抗壓強度之間具有一定的關系，通過大量試驗表明：在立方體抗壓強度為1055的范圍內(nèi)，(0.70.8)。 2） 混凝土其他強度 （1）軸心抗

26、壓強度 f 以150150300的棱柱體為標準試件，其他條件與立方體抗壓強度相同。（2）抗拉強度抗拉強度通過劈裂抗拉強度進行測試。原理：在試件的兩個相對的表面素線上作用著均勻分布的壓應力，這樣就能夠在外力作用的豎向平面內(nèi)產(chǎn)生均布拉伸應力。公式P破壞荷載, NA試件的劈裂面面積, (3)抗折強度抗折強度通過三分點加荷試驗測試。試件： 150150550 梁型試件混凝土強度主要取決于水泥石強度及其與骨料表面的粘結(jié)強度，而水泥石強度及其與骨料的粘結(jié)強度又與水泥強度等級、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切關系。同時，齡期及養(yǎng)護條件等因素對混凝土強度也有較大影響。 3） 影響混凝土強度的主要因素(1)水泥強度等級

27、和水灰比 配合比相同時，水泥強度等級越高，混凝土強度也越大；在一定范圍內(nèi)，水灰比越小，混凝土強度也越高。試驗證明，混凝土強度與水灰比呈曲線關系，而與灰水比呈直線關系(見圖4.8)。其強度計算公式是： A B 碎石 0.46 0.07 卵石 0.48 0.33圖4.8 混凝土強度與水灰比及灰水比關系 (a)強度與水灰比關系；(b)強度與灰水比關系 (2)粗骨料的顆粒形狀和表面特征粗骨料對混凝土強度的影響主要表現(xiàn)在顆粒形狀和表面特征上。當粗骨料中含有大量針片狀顆粒及風化的巖石時，會降低混凝土強度。碎石表面粗糙、多棱角，與水泥石粘結(jié)力較強，而卵石表面光滑，與水泥石粘結(jié)力較弱。因此，水泥強度等級和水灰

28、比相同時，碎石混凝土強度比卵石混凝土的高些。 卵石碎石(3)養(yǎng)護條件 試驗表明，保持足夠濕度時，溫度升高，水泥水化速度加快，強度增長也快?；炷两Y(jié)構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范( 502042002)規(guī)定，在混凝土澆筑完畢后，應在12h內(nèi)加以覆蓋并保濕養(yǎng)護?；炷翉姸扰c保持潮濕日期的關系見圖4.9，溫度對混凝土強度的影響見圖4.10。 圖4.9 混凝土強度與保持潮濕時間的關系 1長期保持潮濕；2保持潮濕14d；3保持潮濕7d；4保持潮濕3d；5保持潮濕1d 圖4.10 溫度、齡期對混凝土強度影響參考曲線 (4)齡期 混凝土在正常養(yǎng)護條件下，其強度隨齡期增長而提高。在最初714d內(nèi)，強度增長較快，28d

29、后強度增長緩慢(見圖4.10)?；炷翉姸鹊陌l(fā)展大致與齡期的對數(shù)成正比關系： (5) 試驗條件 試件尺寸 相同的混凝土，試件尺寸越小測得的強度越高。 試件的形狀當試件受壓面積(aa)相同，而高度(h)不同時，高寬比()越大，抗壓強度越小。見圖4.11 表面狀態(tài) 加荷速度 圖4.11 混凝土試件的破壞狀態(tài) (a)立方體試件；(b)棱柱體試件；(c)試件破壞后的棱錐體；(d)不受承壓板約束時試件的破壞情況 (1) 采用高強度等級水泥(2) 采用干硬性混凝土(3) 采用有害雜質(zhì)少、級配良好的集料和合理的砂率(4)采用機械攪拌和振搗 圖4.12(5)采用蒸汽或蒸壓養(yǎng)護 (6) 摻入合適的外加劑和摻合料

30、 4） 提高混凝土強度的措施圖4.12 搗實方法對混凝土強度的影響 1） 非荷載作用下的變形非荷載作用下的變形有化學收縮、干濕變形及溫度變形等。 (1)化學收縮是指由于水泥水化生成物的體積比反應前物質(zhì)的總體積小，致使混凝土產(chǎn)生收縮。水泥用量過多，在混凝土的內(nèi)部易產(chǎn)生化學收縮而引起微細裂縫。3 混凝土變形(2)干濕變形即混凝土干燥、潮濕引起的尺寸變化。其中濕脹變形量很小，一般無破壞性，但干縮對混凝土危害較大，應盡量減小。 (3)溫度變形即混凝土熱脹冷縮的性能。由于水泥水化放出熱量，因此，溫度變形對大體積混凝土工程極為不利，容易引起內(nèi)外膨脹不均而導致混凝土開裂。 荷載作用下的變形主要是徐變，所謂徐

31、變是指在長期不變的荷載作用下，隨時間而增長的變形。圖4.13表示混凝土徐變的曲線。混凝土徐變大小與許多因素有關。如水灰比、養(yǎng)護條件、水泥用量等均對徐變有影響。 徐變的產(chǎn)生，有利也有弊。 2） 載荷作用下的變形圖4.13 混凝土徐變曲線 工程中混凝土的劣化1） 混凝土耐久性概念 混凝土耐久性是指混凝土在實際使用條件下抵抗各種破壞因素作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。包括混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗侵蝕性及抗碳化性、堿集料反應等等。 4 混凝土耐久性(1)抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴重降低強度的性能，是評定混凝土耐久性的主要指標?？箖龅燃壐鶕?jù)混凝土所能承受的

32、反復凍融循環(huán)的次數(shù)，劃分為F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9個等級?；炷恋拿軐嵍?、孔隙的構造特征是影響抗凍性的重要因素 (2)抗?jié)B性是指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力?？?jié)B性好壞用抗?jié)B等級來表示?？?jié)B等級分為P4、P6、P8、P10、P12等5個等級?；炷了冶葘?jié)B性起決定性作用。 提高混凝土抗?jié)B性的根本措施在于增強混凝土的密實度。 (3)抗侵蝕性 腐蝕的類型通常有軟水腐蝕、硫酸鹽腐蝕、強堿腐蝕等，其腐蝕機理詳見第3章?；炷恋目骨治g性與密實度有關，同時，水泥品種、混凝土內(nèi)部孔隙特征對抗腐蝕性也有較大影響。 (4)抗碳化性碳化是指混凝土

33、中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應。 碳化引起混凝土的中性化，減弱對鋼筋的保護增大混凝土的收縮，產(chǎn)生細微裂紋使抗壓強度略增加3堵孔，碳化放出水分，有利水泥水化 (5)堿集料反應是指水泥中的堿性物質(zhì)(氧化鈉或氧化鉀)過多，且集料中含有活性二氧化硅時，二者反應生成堿硅酸凝膠,不斷吸水引起體積膨脹,使混凝土開裂、最終破壞的現(xiàn)象。(1) 根據(jù)工程所處環(huán)境及要求，合理選擇水泥品種。(2) 控制水灰比及保證足夠的水泥用量(表4.20)(3) 改善粗細骨料的顆粒級配。(4) 摻加外加劑，以改善抗凍、抗?jié)B性能。(5) 加強澆搗和養(yǎng)護，以提高混凝土強度及密實度，避免出現(xiàn)裂縫、蜂窩等現(xiàn)象。(6) 采用浸漬處理或用

34、有機材料作防護涂層。 2） 提高混凝土耐久性措施表4.20 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量( 552000) 4.3 混凝土外加劑國家標準 80761997混凝土外加劑按外加劑的主要功能將混凝土外加劑分為4類： (1)改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，其中包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。(2)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑，其中包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。1 外加劑的分類(3)改善混凝土耐久性的外加劑，其中包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。(4)改善混凝土其他性能的外加劑，其中包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。 1） 減水劑減水劑是指能保持混凝土的和易性不變，而顯著

35、減少其拌和用水量的外加劑。 (1)減水劑的減水作用水泥加水拌和后，水泥顆粒間會相互吸引，形成許多絮狀物圖4.14(a)。當加入減水劑后，減水劑能拆散這些絮狀結(jié)構，把包裹的游離水釋放出來圖4.14(b)。2 常用的外加劑圖4.14 水泥漿結(jié)構 1水泥顆粒；2游離水 (a)未摻減水劑時的水泥漿體中絮狀結(jié)構；(b)摻減水劑的水泥漿結(jié)構 (2)使用減水劑的技術經(jīng)濟效果在保持和易性不變，也不減少水泥用量時，可減少拌和水量525%或更多。 在保持原配合比不變的情況下，可使拌合物的坍落度大幅度提高(可增大100200) 。若保持強度及和易性不變，可節(jié)省水泥1020%。 提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性，使混凝土的

36、耐久性得到提高。 (3)常用的減水劑 目前，減水劑主要有木質(zhì)素系、萘系、樹脂系、糖蜜系和腐殖酸等幾類，各類可按主要功能分為普通減水劑、高效減水劑、早強減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等幾種。詳細介紹見教材P77。 加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑稱為早強劑。這類外加劑能加速水泥的水化過程，提高混凝土的早期強度并對后期強度無顯著影響。目前常用的早強劑有氯鹽、硫酸鹽、三乙醇胺三大類及以它們?yōu)榛A的復合早強劑。 2） 早強劑在攪拌混凝土的過程中，能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑稱為引氣劑。引氣劑可在混凝土拌合物中引入直徑為0.051.25的氣泡，能改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗凍性、

37、抗?jié)B性等耐久性，適用于港口、土工、地下防水混凝土等工程。常用的產(chǎn)品有松香熱聚物、松香皂等，此外還有烷基磺酸鈉及烷基苯磺酸鈉等。 3） 引氣劑延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑稱為緩凝劑。 常用的緩凝劑有無機鹽類，如硼砂(2B4O710H2O)，其摻量為水泥質(zhì)量0.10.2%；磷酸三鈉(3412H2O)，其摻量為水泥質(zhì)量0.11.0%等。還有有機物羥基羥酸鹽類，如酒石酸，摻量為0.20.3%；檸檬酸，其摻量為0.050.1%；以及使用較多的糖蜜類緩凝劑，其摻量為0.10.5%。 4） 緩凝劑能使混凝土在負溫下硬化，并在規(guī)定時間內(nèi)達到足夠防凍強度的外加劑稱為防凍劑。在負溫度條件下施工的混凝土工程須摻入防凍

38、劑。一般，防凍劑除能降低冰點外，還有促凝、早強、減水等作用，所以多為復合防凍劑。常用的復合防凍劑有型、3型、型、2、3、4等。 5） 防凍劑(1)外加劑品種的選擇選擇外加劑時，應根據(jù)工程需要、現(xiàn)場條件及產(chǎn)品說明書進行全面考慮。(2)外加劑摻量的選擇外加劑品種選定后，還要認真確定外加劑的摻量。(3)外加劑的摻入方法先摻法、后摻法、同摻法等。 3 外加劑施工和保管注意事項4.4 普通混凝土配合比設計【例題】某工程鋼筋混凝土大梁，混凝土設計強度等級為C20，施工要求坍落度為3550，采用機械振搗。該施工單位無歷史統(tǒng)計資料。采用材料：普通水泥，32.5級，實測強度為34.8，密度為31003；中砂，表

39、觀密度為26503，堆積密度為14503；卵石，最大粒徑20，表觀密度為2.733，堆積密度為15003；自來水。試設計混凝土的配合比(按干燥材料計算)。若施工現(xiàn)場中砂含水率為3%，卵石含水率為1%，求施工配合比。 【解】 (1) 確定配制強度。 (2) 確定水灰比() (3) 確定用水量(0) (4) 計算水泥用量(0） (5) 確定砂率 (6) 計算砂、石用量0、0 (7) 計算初步配合比 (8) 配合比調(diào)整 (9) 試驗室配合比 (10) 施工配合比4.5 其他品種混凝土(了解）在混凝土中摻加一定量粉煤灰，可以改善混凝土性能、節(jié)約水泥、提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低產(chǎn)品成本。 粉煤灰按其質(zhì)量分為、三個等級。 摻粉煤灰的混凝土早期強度會降低(但后期強度較普通混凝土高些) ，因此，使用摻粉煤灰的混凝土時，最好同時摻加減水劑或早強劑。 1 摻粉煤灰混凝土防水混凝土分為普通防水混凝土、