材料——混凝土.ppt

1、第三章 混凝土（concrete）,混凝土是由膠凝材料、粗細(xì)骨料(又稱集料)加水拌和后，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材。世界上用量最大的人工建筑材料。,第一節(jié) 概 述 混凝土按照表觀密度大小分為三類： (1)重混凝土(02500Kg/M3) (2)普通混凝土(0=19502500Kg/M3) (3)輕混凝土(01950Kg/M3) 輕骨料混凝土 多孔混凝土(泡沫混凝土、加氣混凝土) 大孔混凝土,混凝土按強(qiáng)度等級(jí)可分為： 普通混凝土：強(qiáng)度等級(jí)為C7.5-C60； 高強(qiáng)混凝土：強(qiáng)度等級(jí)為C60-000； 超高強(qiáng)混凝土：強(qiáng)度等級(jí)大于C100。,按流動(dòng)性分類： 干硬性混凝土、流動(dòng)性混凝土、自流平（自密實(shí)

2、）混凝土、泵送混凝土,按膠凝材料分類： 水泥混凝土、石膏混凝土、瀝青混凝土、水玻璃混凝土、堿礦渣混凝土、聚合物混凝土。,混凝土按施工工藝可分為： 泵送混凝土、噴射混凝土、真空脫水混凝土、造殼混凝土(裹砂混凝土)、碾壓混凝土、壓力灌漿混凝土(預(yù)填骨料混凝土)、熱拌混凝土、太陽能養(yǎng)護(hù)混凝土等多種。,混凝土按摻合料可分為： 粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、磨細(xì)高爐礦渣混凝土、纖維混凝土等多種。,混凝土也可按功能或材料分類 如防水混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、纖維混凝土和聚合物混凝土。,第二節(jié) 普通混凝土的原材料 基本組分：水泥、集料(砂、石)和水 現(xiàn)代混凝土：水泥、集料(砂、石)、水、外加劑、摻合料(礦

3、物外加劑),一、 水泥cement 1. 水泥作用 與水形成水泥漿流動(dòng)性（水泥漿）、強(qiáng)度（水泥石），水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙，在硬化前，水泥漿起潤(rùn)滑作用，賦于拌合物一定的和易性，便于施工，硬化后，將骨料膠結(jié)成一個(gè)整體。,2. 水泥選擇 （1）水泥品種選擇 根據(jù)砼所要求的性能指標(biāo)及所處的環(huán)境條件、砼工程特點(diǎn)而選擇水泥。 （2）水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇 一般強(qiáng)度混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)一般為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.5-2倍。 對(duì)高強(qiáng)度混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)一般為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.0-1.5倍。 對(duì)超高強(qiáng)混凝土，選用高強(qiáng)度等級(jí)的水泥。,二、拌和與養(yǎng)護(hù)用水提供流動(dòng)性（水泥漿）及水泥水化。 優(yōu)先采用符合國(guó)家標(biāo)

4、準(zhǔn)的飲用水。 水中雜質(zhì)含量限制值(pH值、氯化物、硫酸鹽),三、 細(xì)骨料（fine aggregate） 砂sand 砂、石起到骨架的作用，故而又稱集料。 粒徑在0.15-4.75mm之間,1. 有害雜質(zhì),粘土、粉砂、淤泥影響與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度，增加需水量，從而增加了砼的收縮，降低砼強(qiáng)度與耐久性。 有機(jī)雜質(zhì)、硫酸鹽影響砼整體強(qiáng)度，對(duì)水泥腐蝕作用。 海砂中對(duì)Cl-的控制,2. 顆粒形狀及表面特征 天然砂(natural sand)：河砂、海砂 人工砂(artificial sand)：山砂、機(jī)制砂 從流動(dòng)性上看，人工砂的顆粒形狀及表面特征不及天然砂好 從粘結(jié)力上看，天然砂的顆粒形狀及表面特征不及

5、人工砂好,3. 砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配 骨料顆粒級(jí)配 篩分法 累計(jì)篩余與分計(jì)篩余的關(guān)系 砂級(jí)配區(qū)的規(guī)定、 砂的級(jí)配區(qū)篩分曲線 砂的細(xì)度模數(shù)及級(jí)配評(píng)定,4. 砂的堅(jiān)固性,在氣候、環(huán)境溫、濕度及其他物理因素作用下抵抗破裂的能力用Na2SO4溶液浸泡。,5. 砂的物理性質(zhì),（1） 密度、表觀密度、堆積密度 （2） 空隙率和填充率 （3） 含水狀態(tài)：全干、氣干、飽和面干、潤(rùn)濕四種狀態(tài),四、 粗骨料(coarse aggregate)石子(crushed stone) 粒徑大于4.75mm (1)有害雜質(zhì)含量(含泥量 、針片狀顆粒含量、堿骨料反應(yīng) ) (2)顆粒形狀及表面特征(碎石、卵石),(3)強(qiáng)度和

6、堅(jiān)固性 1)強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度、壓碎指標(biāo)) 2)堅(jiān)固性,(4)最大粒徑與顆粒級(jí)配 1)最大粒徑 2)顆粒級(jí)配(篩分析試驗(yàn)),5. 石子的物理性質(zhì),（1） 密度、表觀密度、堆積密度 （2） 空隙率和填充率 （3） 孔隙率和密實(shí)度 （4） 含水狀態(tài)：全干、氣干、飽和面干、潤(rùn)濕四種狀態(tài),五、其他品種的砼骨料,1. 礦渣骨料： 粗骨料高爐重礦渣破碎、篩分而成； 細(xì)骨料水淬高爐礦渣或粉碎后的高爐重礦渣與普通骨料砼相比，礦渣骨料砼有以下特點(diǎn)：早強(qiáng)較高，后期相同或略有下降；注意礦渣的穩(wěn)定性，主要是CaO；由于礦渣表面粗糙，易吸水，因而和易性不利；不得使用礬水泥與礦值共同使用。,2輕骨料配制輕砼,工業(yè)廢料輕骨料：

7、膨脹礦渣珠，自然煤矸石，輕砂等； 天然輕骨料：浮石、火山渣等； 人造輕骨料：粘陶粒、頁巖陶粒、粉煤灰陶粒等。 用于： （1）用于承重結(jié)構(gòu)； （2）用于非承重結(jié)構(gòu)，起隔熱、保溫、隔聲等作用。,3防護(hù)砼骨料防射線幅射比重較大，含水量調(diào)的重骨料或含硼較多的骨料。 4再生砼骨料,六、原材料間配合比,1水灰比和用水量 決定水灰比與用水量的因素：強(qiáng)度流動(dòng)性 2砂率：砂在砂、石總質(zhì)量中的百分率。 3水泥用量：考察因素：強(qiáng)度；和易性；經(jīng)濟(jì)性 4. 單位用水量,和易性 一、 混凝土拌合物的和易性 (1)和易性的概念(流動(dòng)性、粘聚性和保水性),第三節(jié) 普通混凝土拌和物,(2)和易性的檢測(cè)(流動(dòng)性的檢測(cè)) 1)坍落

8、度試驗(yàn) 2)維勃稠度試驗(yàn) 3)其它方法 二、流動(dòng)性(坍落度)指標(biāo)的選擇 三、砼流動(dòng)性（Slump）損失,四、影響和易性的主要因素 1)材料品種與用量的影響 水泥品種和細(xì)度：用粉煤灰水泥拌制的混凝土流動(dòng)性最好，保水性和粘聚性也較好。 水泥漿數(shù)量：水泥漿數(shù)量不能太多也不能太少 水灰比(單位用水量) 混凝土用水量選用表（kg/m3）,砂率(sand percentage) 砂率與坍落度的關(guān)系曲線(最優(yōu)砂率) 砂率與水泥漿用量的關(guān)系曲線 混凝土砂率選用表與砂率的計(jì)算公式 外加劑(減水劑、泵送劑)和摻合料(粉煤灰),2)環(huán)境的溫度與濕度的影響 環(huán)境的溫度高，空氣濕度小，拌合物水分蒸發(fā)快，坍落度損失大，坍

9、落度小。,3)工藝對(duì)和易性(workability)影響 拌合好，塌落度(slump)大。,五、混凝土拌和物流變性,凡在適當(dāng)外力作用下，材料的流動(dòng)和變形性能，即為材料的流變性。 混凝土材料在拌和物階段，由于有漿體的作用，因而具有流變性，但粗、細(xì)集料使得其流變性能的研究很復(fù)雜。 一般認(rèn)為，混凝土拌和物符合賓漢姆模型。,賓漢姆模型,d/dt,混凝土拌和物流變性能研究的對(duì)象就是測(cè)試屈服剪切應(yīng)力和塑性粘度這兩個(gè)流變參數(shù)。 測(cè)試方法：回轉(zhuǎn)粘度計(jì) 混凝土和易性測(cè)試塌落度，也就是對(duì)流變參數(shù)的簡(jiǎn)單反映。,第四節(jié) 混凝土結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度,隨著水化的進(jìn)行，混凝土開始凝結(jié)、硬化，最后形成具有強(qiáng)度的固體。在此過程中，混凝土

10、的結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化，其強(qiáng)度也在不斷的增加。,一、混凝土的結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)缺陷,1強(qiáng)度產(chǎn)生的原因： 膠凝材料水化產(chǎn)物，形成水泥石，水泥石包裹在集料周圍。,二、混凝土強(qiáng)度,2. 強(qiáng)度構(gòu)成 （1）集料強(qiáng)度； （2）水泥石強(qiáng)度 （3）界面強(qiáng)度,受力前，在水泥石和界面處存在缺陷和裂縫：,由于水泥的收縮，引起砂漿與粗骨料間產(chǎn)生拉應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫； 水泥的泌水使與集料間形成界面裂縫； 水泥水化熱引起的裂縫； 多余水的蒸發(fā)留下的孔隙； 外力碰撞、振動(dòng)不均勻，不密實(shí)產(chǎn)生的裂縫（如拆模式時(shí)）； 施工時(shí)不可能達(dá)到完全密實(shí)，留有孔隙； 加外力后，以上裂縫，孔隙不斷發(fā)展，砼破壞。,3. 混凝土的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí) 1)混凝土標(biāo)

11、準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度 2)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 3)強(qiáng)度等級(jí) 4)軸心(棱柱體)抗壓強(qiáng)度,4. 混凝土受壓破壞 混凝土受壓變形曲線 不同受力階段裂縫示意圖,5. 影響混凝土強(qiáng)度的因素 1)水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比(保羅米公式) 混凝土強(qiáng)度與灰水比的關(guān)系 2)骨料的種類、質(zhì)量及數(shù)量 3)濕度與溫度的影響 混凝土強(qiáng)度與保持潮濕日期關(guān)系 養(yǎng)護(hù)工藝 養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響,4)齡期的影響 混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)曲線 用32.5普通水泥拌制的混凝土 用32.5礦渣水泥拌制的混凝土 用42.5普通水泥拌制的混凝土 用42.5礦渣水泥拌制的混凝土,混凝土強(qiáng)度發(fā)展過程中，養(yǎng)護(hù)溫度和齡期（時(shí)間）對(duì)其影響很重要，因此有

12、人提出成熟度的概念，又叫時(shí)度積。 成熟度=f(Tt) 凡成熟度相同的混凝土，其強(qiáng)度也大概相近。,成熟度,5) 加荷速度的影響 加荷速度越快，強(qiáng)度越大。,6）試件自身情況 （1）含水率（尖劈效應(yīng)） （2）表面粗糙度（環(huán)箍效應(yīng)） （3）試件尺寸 （4）試件形狀,混凝土試件的破壞狀態(tài),6. 提高混凝土強(qiáng)度的主要措施 1)選料：水泥、骨料、外加劑、摻合料 2)采用機(jī)械攪拌和振搗 搗實(shí)方法對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響 3)養(yǎng)護(hù)工藝方面,7. 混凝土的其它各種強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度 抗折強(qiáng)度 粘結(jié)強(qiáng)度（1）新舊混凝土粘結(jié)強(qiáng)度 （2）混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度 疲勞強(qiáng)度,混凝土抗拉強(qiáng)度 1)軸心抗拉強(qiáng)度 2)劈裂抗拉強(qiáng)度 混凝土

13、劈裂抗拉實(shí)驗(yàn)裝置圖,混凝土抗折強(qiáng)度,三、強(qiáng)度理論,1. 水灰比理論 2. 孔隙率理論 3. 膠空比理論 4. 脆性斷裂理論,1. 無荷載作用時(shí)的變形 (1)化學(xué)收縮 (2)濕脹干縮變形 混凝土的脹縮 ( 3)溫度變形（熱變形） (4)碳化收縮,第五節(jié) 混凝土變形性能,2. 荷載作用下的變形 （1）短期荷載 彈塑性變形和彈性模量 混凝土在壓力作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線 混凝土彈性模量（靜彈性模量） 影響彈性模量的因素 動(dòng)彈性模量,動(dòng)彈性模量,（2）混凝土的徐變 混凝土的變形與荷載作用時(shí)間關(guān)系 素混凝土的標(biāo)準(zhǔn)徐變曲線 影響徐變的因素,一、混凝土耐久性的概念 耐久性的概念：砼抵抗所處環(huán)境的作用破壞的能力，

14、如溫度、濕度，化學(xué)侵蝕介質(zhì)等。 環(huán)境對(duì)砼的作用： 物理作用如凍融、滲透以及磨蝕，空蝕等； 化學(xué)作用，如各種酸、堿、侵蝕，碳化、堿集料反應(yīng)以及砼中的鋼筋銹蝕等。,第六節(jié) 混凝土的耐久性,二、耐久性類型,1)混凝土的抗?jié)B性 2)混凝土的抗凍性 3)混凝土抗侵蝕性 4)混凝土的碳化 5)混凝土的堿一骨料反應(yīng) 6）磨損與氣蝕,三、提高混凝土耐久性的主要措施 1合理選擇水泥品種 2增加砼密實(shí)度 W/C 成型方法 集料級(jí)配（包括砂率）等 3質(zhì)量性能穩(wěn)定的集料針對(duì)堿集料反應(yīng)尤其注意。 4摻加礦物摻合料、引合劑、防滲劑等 5砼表面處理（特別是裂縫防護(hù)） 6. 規(guī)定最小水泥用量,第七節(jié) 混凝土的外加材料 外加劑

15、：是在拌制混凝土過程中摻入的用以改善混凝土性質(zhì)的物質(zhì)。摻量很小。一般不大于水泥重量的5%（膨脹劑例外，摻量10%）?；炷恋谖褰M分 礦物外加劑(摻合料、外摻料)：是指在混凝土拌合物中摻入量超過水泥質(zhì)量的5，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮體積或質(zhì)量變化的外加材料。如粉煤灰、礦渣、硅灰、沸石粉等。 混凝土第六組分,摻量計(jì)算,一、 混凝土外加劑 混凝土外加劑分類 表面活性劑的分子模型 表面活性劑的分子在水表面吸附定向排列示意圖,1. 減水劑 1)減水劑的作用機(jī)理 吸附一分散作用 水泥絮凝結(jié)構(gòu)示意圖 減水劑的作用簡(jiǎn)圖 潤(rùn)滑塑化作用：溶劑化水膜,根據(jù)使用條件不同，摻減水劑可以產(chǎn)生以下幾個(gè)方面的效果：,a在原配

16、合比不變的條件下，可增大混凝土拌合物的流動(dòng)性，且不致降低混凝土的強(qiáng)度。,b在保持流動(dòng)性及水灰比不變的條件下，可以減少用水量及水泥用量，節(jié)約水泥。,c在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的條件下，可以減少用水量，從而降低水灰比，使混凝土的強(qiáng)度及耐久性得到提高。,2)減水劑常用品種 (1)普通減水劑（減水率510%） 木質(zhì)素系減水劑 多元醇系 (2)高效減水劑(減水率10%25%） 萘系減水劑 水溶性樹脂減水劑 (3)高性能減水劑（減水率25%） 氨基磺酸鹽、多羧酸系接枝類共聚物 (4)復(fù)合減水劑,3)減水劑的使用技術(shù) 飽和點(diǎn)問題 摻量：0.3%1%不等 摻法：同摻、后摻 與水泥的相容性,2. 早強(qiáng)劑 多用

17、于加速砼硬化，縮短施工周期，加快施工速度提高模板周轉(zhuǎn)率以及搶修工程,（1）無機(jī)物氯鹽類：CaCl2， NaCl，KCl，AlCl3等，其中，多用CaCl2，摻量：0.51.0%為宜，能使砼3天強(qiáng)度提高50100%，7天提高2040%， （2）硫酸鹽類：Na2SO4(元明粉)，CaSO4，其中，Na2SO4用的較多，適宜摻量0.52.0%。 （3）有機(jī)胺類：主要有TEA（三乙醇胺），TP（三異丙醇胺等）TEA呈無色或淡黃色油狀液體，堿性，能溶于水。摻量為0.020.05%。,氯鹽類早強(qiáng)劑對(duì)易使鋼筋銹蝕； 硫酸鹽早強(qiáng)劑摻量過多，表面易出現(xiàn)“白霜”。 TEA它單獨(dú)作用時(shí)，更表現(xiàn)出緩凝性，早強(qiáng)效果不明

18、顯，而與無機(jī)鹽，特別是Cl鹽復(fù)合使用，早強(qiáng)、增強(qiáng)效果才明顯發(fā)揮。也有資料說，摻量稍大時(shí)早強(qiáng)效果反而明顯，具體原因尚不清楚。,（1）Cl鹽不得用于以下結(jié)構(gòu)： 相對(duì)濕度大于80%的環(huán)境中的結(jié)構(gòu)，或其它與水頻繁接觸的結(jié)構(gòu)； 有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸的結(jié)構(gòu)，以及有外露預(yù)埋件而又無防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)； 有酸、堿、硫酸鹽侵蝕介質(zhì)接觸的結(jié)構(gòu)； 使用中經(jīng)常處于T=60以上的結(jié)構(gòu)； 使用冷拉或冷拔低碳鋼筋、鋼絲的結(jié)構(gòu)； 電解車間或高壓直流電源100m以內(nèi)結(jié)構(gòu)； 靠近發(fā)電站、變電所的所的結(jié)構(gòu)； 薄壁、預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)； 含有活性骨料的砼。,（2）SO42鹽早強(qiáng)劑不得用于以下結(jié)構(gòu) 有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸的結(jié)構(gòu)，以及有外露預(yù)埋

19、件而又無防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)； 使用直流電源的企業(yè)和電氣化運(yùn)輸設(shè)施的砼結(jié)構(gòu)； 含有活性集料的砼針對(duì)NaSO4注意堿含量K=Na2O+0.658k2O 相對(duì)濕度大于80%的環(huán)境中的結(jié)構(gòu)，或其它與水頻繁接觸的結(jié)構(gòu),早強(qiáng)劑與其他外加劑的復(fù)配： （1）復(fù)合早強(qiáng)劑早強(qiáng)效果更好 （2）早強(qiáng)減水劑發(fā)揮早強(qiáng)、減水 的共同特點(diǎn),3. 引氣劑 使砼在攪拌過程中引入在量的均勻分布的封閉的微小氣泡，（201000um）。,主要目的：,（1）改善砼和易性滾珠作用； （2）提高防滲、抗凍性（一定引氣量范 圍內(nèi)）； （3）強(qiáng)度一般降低，但可以由減水作用 得到一定的補(bǔ)償。,松香類：松香熱聚物，松香皂0.0050.02%；引氣量35

20、%； 木質(zhì)素類：不是以引氣為主要目的，故摻量稍大，且引氣量也不大； 烷基苯磺酸鹽類：十二烷基苯磺鈉等（0.0050.02%） 皂素類：0.0010.01%,常用引氣劑品種,引氣量影響因素,（1）摻量 （2）原材料影響 （3）引氣劑最好配制成液體再加入（由于摻量小的不易均勻分散） （4）振動(dòng)時(shí)間 與之相對(duì)應(yīng)又有穩(wěn)泡劑和消泡劑之分。（與減水劑復(fù)配，可減少?gòu)?qiáng)度降低值。）,4. 緩凝劑延長(zhǎng)混凝土及砂漿的凝結(jié)時(shí)間,常用緩凝劑類別及摻量范圍 無機(jī)類： （1）硼酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽等（0.10.2%） 有機(jī)類： （2）羥其羧酸及鹽類；酒石酸，檸檬酸、葡糖酸等（0.030.1%） （3）含糖碳水化合物類，糖蜜、

21、葡糖、蔗糖等（0.10.3%） （4）木質(zhì)素磺酸類：MCa，MNa等（0.20.8%） （5）多元醇類：如纖維素，多元醇等（0.010.3%,主要機(jī)理： 緩凝劑吸附于水泥顆粒表面，阻礙與水的水化而獲得緩凝性。,緩凝劑使用技術(shù)要求：,（1）摻量凝結(jié)時(shí)間，強(qiáng)度； （2）與水泥的適應(yīng)性； （3）與減水劑的適應(yīng)性； （4）摻加方法，如木鈣在加水拌合后1min加入，凝結(jié)時(shí)間（初、終）再延長(zhǎng)2h，加水拌合2min后，凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)2.53h； （5）溫度，T5時(shí)不宜用緩凝劑,5. 速凝劑,礦山井巷、隧道、涵洞、地下工程中的噴射砼或噴射砂漿。（快速消耗水泥中的CaSO42H2O） 速凝劑加入后，砼在5min內(nèi)

22、初凝，10min內(nèi)終凝，1h可產(chǎn)生強(qiáng)度，但后期強(qiáng)度，彈性模量、粘結(jié)力等下降，干縮增加。,分類：,（1）噴砼速凝劑，包括紅星型等，主要成分為鋁酸鈉、碳酸鈉或碳酸鉀與生石灰按比例混合而成，強(qiáng)度損失率較大，摻量：2.54%（2）復(fù)合硫鋁酸鹽型，成分中包括石膏或礬水泥等，強(qiáng)度損失率較小，摻量35%（如711型） （3）硅酸鈉型水玻璃，這一類與其它兩類相比，不但凝結(jié)所化快，且早強(qiáng)也高，以抵抗?jié)B水沖刷等作用。,速凝劑應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)： （1）注意摻量的多少，且摻量隨氣溫增加而酌減，氣溫降低可增加，摻量超過上限，砼凝結(jié)時(shí)間不再縮短； （2）水泥中CsA和CsS含量高，速凝效果好，P.S效果較差； （3）水灰比控

23、制在0.4左右 （4）注養(yǎng)加入速凝砼的養(yǎng)護(hù),泵送劑由高效減水劑、緩凝劑、引氣劑和增稠劑等復(fù)合制成。 抗凍劑由防凍組分（降低水的冰點(diǎn)）、減水組分、引氣組分和早強(qiáng)組分復(fù)合而成。 膨脹劑使混凝土產(chǎn)生膨脹的外加劑。 防水劑,其它外加劑,總之，無論何種外機(jī)劑，均應(yīng)以其中離子對(duì)砼性能，特別是強(qiáng)度和耐久性不產(chǎn)生影響。再者要注意外加劑使用要點(diǎn)：摻量；摻加方法；與水泥的適應(yīng)性；相互間適應(yīng)性；有害離子； 品種選擇；,二、 混凝土外摻料,1摻合料分類： （1）活性摻合料活性混合材 （2）非活性摻合料 2加入目的： （1）節(jié)約水泥（經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保） （2）改善砼性能；施工性能，強(qiáng)度，耐久性,（1）火山灰效應(yīng)， （2）比

24、重效應(yīng)， （3）填充效應(yīng)， （4）微集料效應(yīng)， （5）形貌效應(yīng)， （6）分散效應(yīng)， （7）經(jīng)濟(jì)效應(yīng)， （8）環(huán)保效應(yīng)， （9）降低砼化熱,作用機(jī)理,(1)粉煤灰 1)粉煤灰成品的質(zhì)量要求與等級(jí) 粉煤灰質(zhì)量指標(biāo)與等級(jí) 2)粉煤灰摻合料的工程應(yīng)用 泵送混凝土、大體積混凝土、低強(qiáng)度混凝土,(2)?；郀t礦渣粉 礦渣粉技術(shù)要求 工程應(yīng)用：大體積混凝土、高強(qiáng)混凝土,(3)硅灰 1)硅灰的化學(xué)成分及主要性能 化學(xué)成分(二氧化硅含量為85-98),主要性能 a.密度2.2gcm3，堆積密度為250300kgm3 b.細(xì)度：粒徑0.10.5m。其比表面積為2530m2/g，是水泥比表面積(0.3m2g)的50

25、-100倍。 c.火山灰活性：最高,2)應(yīng)用技術(shù) 摻用方式及適宜摻量：試配 對(duì)混凝土性能的影響 a.能防止混凝土拌合物的離析，提高其可泵性 b.提高混凝土的抗壓強(qiáng)度,c.提高混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性、抗凍性及耐久性 d.抑制堿骨料反應(yīng),混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律正態(tài)分布 混凝土強(qiáng)度的正態(tài)分布曲線,第八節(jié) 普通混凝土的質(zhì)量控制,混凝土強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù) (1)混凝土強(qiáng)度平均值 (2)標(biāo)準(zhǔn)差(又稱均方差) (3)變異系數(shù)Cv,混凝土強(qiáng)度保證率 強(qiáng)度保證率 不同t值的保證率P,混凝土的配制強(qiáng)度,強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定 (1)統(tǒng)計(jì)法 生產(chǎn)長(zhǎng)期穩(wěn)定時(shí)強(qiáng)度的檢驗(yàn)評(píng)定 用合格判定系數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度的評(píng)定 (2)非統(tǒng)計(jì)法,

26、第九節(jié) 普通混凝土的配合比設(shè)計(jì),一、 混凝土配合比的表示方法 以每lm3混凝土中各項(xiàng)材料的質(zhì)量比表示。例如lm3混凝土：水泥300kg，水180kg，砂720kg，石子1200kg，每lm3混凝土總質(zhì)量為2400kg。 以各項(xiàng)材料間的質(zhì)量比來表示(以水泥質(zhì)量為1)。例如，將上例換算成質(zhì)量比為：水泥砂石=12.44.0，水灰比0.60。,二、混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求 滿足施工所要求的混凝土拌合物的和易性； 滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)； 滿足耐久性要求； 節(jié)約水泥，降低成本。,三、 混凝土配合比設(shè)計(jì)中的三個(gè)基本參數(shù) 水與水泥之間的比例關(guān)系，用水灰比表示； 砂與石子之間的比例關(guān)系，用砂率表示；

27、水泥漿與骨料之間的比例關(guān)系，常用單位用水量來反映(1m3混凝土的用水量)。,四、 混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟 (1)初步配合比的計(jì)算 (2)基準(zhǔn)配合比的確定 (3)實(shí)驗(yàn)室配合比的確定 (4)施工配合比,五、 混凝土配合比設(shè)計(jì) (1)初步配合比的計(jì)算 (2)基準(zhǔn)配合比的確定 (3)實(shí)驗(yàn)室配合比的確定 (4)現(xiàn)場(chǎng)施工配合比,六、摻減水劑砼配合比設(shè)計(jì),砼中摻減水劑的目的：改善砼和易性；增加強(qiáng)度；節(jié)省水泥 （1）為改善和易性：在流動(dòng)性增大的同時(shí)，為保證砼的粘聚性和保水性，應(yīng)適當(dāng)增加砂率，根據(jù)改變后的砂率重新計(jì)算粗、細(xì)集料用量，然后再經(jīng)試配和調(diào)整。,（2）為增加強(qiáng)度減水劑減水率為a%，摻量為b%（膠凝物料用

28、量百分比），此時(shí)，Co，W=Wo(1a%) 減水劑用量=Cb% 砂率適當(dāng)減小，確定為，,（3）減小水泥用量 W/C=Wo/Co W=Wo(1a%),第十節(jié) 其它品種混凝土,一、普通砼 二、高強(qiáng)混凝土：C60-C100 三、超高強(qiáng)混凝土：C100,混凝土高強(qiáng)話途徑 1加入減水劑可降低W/C，增加砼密實(shí)度，從而增強(qiáng)； 2加入摻合料可進(jìn)一步降低W/C，增加密實(shí)質(zhì)，從而增強(qiáng)，同時(shí)，又改善了水泥石集料的粘結(jié)力，從而增加了界面強(qiáng)度。 3其他原材料：比如集料、強(qiáng)度、粒形、表面特征是否含有雜質(zhì)等，以及水泥的細(xì)度、品種、強(qiáng)度等級(jí)。,四、流態(tài)砼 指Slump為200220mm，且粘聚性與保水性符合施工要求的砼泵送

29、砼。 泵送混凝土 泵送混凝土是以混凝土泵為動(dòng)力，通過管道將攪拌好的混凝土混合料輸送到建筑物的模板中去的混凝土。 混凝土的可泵性 流態(tài)砼技術(shù)途徑： 高效減水劑 超細(xì)摻合料,五、高性能混凝土（High Performance ConcreteHPC),高性能混凝土定義 高性能混凝土制備工藝 高性能砼原材料的要求 高性能混凝土自身存在的問題 高性能混凝土的發(fā)展前景,六、輕混凝土降低砼自重，兼有保溫，隔熱之功用 輕骨料混凝土 大孔混凝土 多孔混凝土,七、防水砼 1普通砼的防水抗?jié)B要求：滿足一定的密實(shí)度， W/C，灰砂比 2外加劑防水砼 減水劑防水砼 引氣劑防水砼 膨脹劑防水砼 防水劑防水砼如FeCl3

30、，與Ca(OH)2 發(fā)生反應(yīng)，生成Fe3(OH)3膠體，堵塞孔隙，增加密度。,3. 防水砼應(yīng)注意事項(xiàng)： （1）減少、杜絕泌水，因泌水易在砼內(nèi)部形成滲水通路； 不宜用PS，可適當(dāng)增加FA；改善砂石級(jí)配 （2）減少砼收縮； （3）減少砼水化放熱速度。,八、特細(xì)砂混凝土 (1)配制特細(xì)砂混凝土用砂要求：細(xì)度模數(shù)、含泥量、泥塊含量 (2)特細(xì)砂混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)：干縮率較大，應(yīng)特別注意早期養(yǎng)護(hù),(3)特細(xì)砂混凝土配制特點(diǎn) 1)低砂率 2)低流動(dòng)性：細(xì)粒多；易泌水 (4)特細(xì)砂混凝土施工：干縮率較大，應(yīng)特別注意早期養(yǎng)護(hù),九、纖維混凝土 纖維混凝土是一種以普通混凝土為基材，外摻各種短切纖維材料而制成的纖

31、維增強(qiáng)混凝土。 目的是為了有效地降低混凝土的脆性，提高混凝土的抗拉、抗裂、抗彎、抗沖擊等性能。用于路面、橋梁、飛機(jī)跑道、管道、屋面板、墻板等。,低彈性模量纖維：尼龍纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維(杜拉纖維)等 高彈性模量纖維：鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維等。,十、道路混凝土 (1)水泥：通常采用普通水泥。不用粉煤灰水泥或粉煤灰摻合料。 (2)細(xì)骨料 (3)粗骨料 (4)外加劑：早強(qiáng)劑 (5)塌落度一般不超過15cm,十一、 碾壓混凝土 (1)碾壓混凝土對(duì)原材料的技術(shù)要求 1)水泥：水化熱低及耐磨性好的水泥 2)骨料： 3)粉煤灰：作為摻合料用于碾壓混凝土 4)外加劑：緩凝引氣型 (2)配合比設(shè)計(jì)：擊

32、實(shí)試驗(yàn)；用維勃綢度儀測(cè)定其工作性,十二、 智能混凝土（機(jī)敏混凝土） 具有應(yīng)力狀態(tài)自診斷功能的壓敏混凝土； 具有溫度分布自診斷和自調(diào)節(jié)功能的溫敏混凝土； 具有結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)和裂縫、損傷自診斷功能、結(jié)構(gòu)變形自監(jiān)測(cè)、自適應(yīng)功能和仿生自愈合功能的機(jī)敏混凝土等。 我校工程院院士黃尚廉教授等，早于1992年開始就廣泛研究了各種機(jī)敏材料及結(jié)構(gòu)。,十三、活性粉末砼(Reactive Powder ConcreteRPC）,200MPa級(jí) 800MPa級(jí),技術(shù)途徑：,為提高砼均質(zhì)性及消除內(nèi)應(yīng)力，不用粗集料（細(xì)石英砂、水泥、磨細(xì)石英粉、SF、SP、鋼纖維） 粉末粒徑級(jí)配最佳化 熱壓成型 熱養(yǎng)護(hù) 加入微纖維（鋼）,十

33、四、 裝飾混凝土表面光滑，色彩均勻一致一次成型后不用另作裝飾,技術(shù)要點(diǎn)： 原材料水泥、砂、石同批量； 模板的強(qiáng)度和剛度，保證表面平整、光潔、不漏漿； 分層澆注； 澆注即覆蓋養(yǎng)護(hù)還允許表面出現(xiàn)裂紋,十五 聚合物混凝土 （1）聚合物水泥混凝土 （2）聚合物膠結(jié)混凝土 （3）聚合物浸漬混凝土,十六、防輻射混凝土 十七、堿礦渣混凝土 十八、鋼管混凝土 十九、無宏觀缺陷水泥（Micro-Defectfree CementMDF） 二十、超細(xì)均布顆粒致密體系（Densified Systems Containing Homogeneously Arranged Ultrafine ParticlesDSP

34、）,二十一、硅酸鹽混凝土 1. 原材料 2. 生產(chǎn)工藝 3. 應(yīng)用 二十二、砂漿（無粗集料混凝土）,規(guī)范更新,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB50204-92) 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB50204-2002),思考題 (1)普通混凝土的基本組成材料有哪些?各自在混凝土中起什么作用?,(2)配制混凝土選擇石子最大粒徑應(yīng)從哪幾方面考慮?,(3)簡(jiǎn)述減水劑的作用機(jī)理。,(4)混凝土和易性包括哪些內(nèi)容?如何判斷混凝土和易性?,(5)影響混凝土和易性的主要因素有哪些?,(6)混凝土強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度等級(jí)是一回事嗎?為什么?,(7)影響混凝土強(qiáng)度的主要因素有哪些?,(8)為什么要控制混凝土的最

35、大水灰比和最少水泥用量?,(9)甲、乙施工隊(duì)用同樣材料和同一配合比生產(chǎn)C20混凝土。甲隊(duì)生產(chǎn)混凝土的平均強(qiáng)度為24MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為2.4MPa，乙隊(duì)生產(chǎn)混凝土的平均強(qiáng)度為26MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為3.6MPa。 試?yán)L制各施工隊(duì)的混凝土強(qiáng)度分布曲線示意圖。并對(duì)比施工質(zhì)量狀況。 哪個(gè)施工隊(duì)的強(qiáng)度保證率大?,(10)輕骨料怎樣分類?輕骨料混凝土怎樣分類?,(11)配制輕骨料混凝土為什么要加大用水量?與普通混凝土相比輕骨料混凝土施工要注意什么？,(13)稱取砂樣500g，經(jīng)篩分析試驗(yàn)稱得各號(hào)篩的篩余量如表：,(14)已知甲、乙兩種砂的累計(jì)篩余百分率如表：,(15)現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯，混凝土C20，樓梯截

36、面最小尺寸150mm；鋼筋間最小凈距29mm，提供普通水泥42.5和礦渣水泥52.5R，備有粒級(jí)為5-20mm卵石。,(16)甲、乙、丙工程的混凝土變異系數(shù)分別為10、15、20，平均強(qiáng)度為23MPa，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C20，求各工程混凝土的標(biāo)準(zhǔn)差和強(qiáng)度保證率。,(17)混凝土C20的配合比為12.24.40.58(水泥砂石子水)，已知砂、石含水率分別為：3、1。計(jì)算1袋水泥(50kg)拌制混凝土的加水量。,(18)混凝土表觀密度為2400kgm3，水泥用量300kgm3，水灰比0.60，砂率35，計(jì)算混凝混凝土土質(zhì)量配合比。,附錄,篩分法,用一套孔徑(方孔)為4.75、2.36、1.18、0.6

37、0、0.30及0.15mm的標(biāo)準(zhǔn)篩篩分。,砂的累計(jì)篩余與分計(jì)篩余的關(guān)系,砂級(jí)配區(qū)的規(guī)定,砂的細(xì)度模數(shù),堿骨料反應(yīng),堿骨料反應(yīng)是指當(dāng)水泥中含堿量(K2O，Na2O)較高，又使用了活性骨料(主要指活性SiO2)，水泥中的堿類便可能與骨料中的活性二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，在骨料表面生成復(fù)雜的堿一硅酸凝膠。這種凝膠體吸水時(shí)，體積會(huì)膨脹，從而改變了骨料與水泥漿原來的界面，所生成的凝膠是無限膨脹性的，會(huì)把水泥石脹裂。 引起堿骨料反應(yīng)的必要條件是：水泥超過安全含堿量(以Na2O計(jì)，為水泥質(zhì)量的0.6)；使用了活性骨料；水。,粗骨料的巖石立方體強(qiáng)度,50mm50mm50mm的立方體(或直徑與高均為50mm的圓柱體)試

38、件，在水飽和狀態(tài)下，測(cè)其極限抗壓強(qiáng)度。巖石的極限抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于混凝土強(qiáng)度的1.5倍。同時(shí)，火成巖試件的強(qiáng)度不宜低于80MPa，變質(zhì)巖不宜低于60MPa，水成巖不宜低于30MPa。,粗骨料的壓碎指標(biāo),將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下1020mm的石子裝入一標(biāo)準(zhǔn)圓筒內(nèi)，在壓力機(jī)上經(jīng)160300s內(nèi)均勻地加荷到200kN；卸荷后稱出試樣質(zhì)量G0，然后用孔徑為2.5mm的篩篩除被壓碎的碎粒，稱取試樣的篩余量G1，則壓碎指標(biāo)值按下式計(jì)算：,粗骨料的堅(jiān)固性,用硫酸鹽浸泡法來檢驗(yàn)，試樣經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過規(guī)定。,（1）最大粒徑（最大粒徑的選擇要考慮鋼筋間隙；結(jié)構(gòu)尺寸；攪拌；流動(dòng)性；強(qiáng)度等因素）。 粒徑大的

39、好處（流動(dòng)性好，水泥用量，對(duì)強(qiáng)度不利，粒徑大，則水泥用量可較少） 粒徑小的好處（強(qiáng)度，施工時(shí)的配筋等） 但凡事應(yīng)辯證的看，粒徑越大，雖對(duì)強(qiáng)度不利，但它又對(duì)需水量有減少的有利的一面，從而也對(duì)強(qiáng)度有利。,粗骨料的最大粒徑,條件允許時(shí)應(yīng)盡可能把石子選得大一些。 從結(jié)構(gòu)的角度規(guī)定，混凝土用粗骨料最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的14；同時(shí)不得超過鋼筋間最小凈距的34。對(duì)混凝土實(shí)心板，骨料的最大粒徑不宜超過板厚的12，且不得超過50mm。 從泵送的角度，粗集料最大粒徑與輸送管徑之比為：泵送高度在50m以下時(shí)，對(duì)碎石不宜大于13，對(duì)卵石不宜大于12.5；泵送高度在50100m時(shí)，宜為1314；泵送高度在1

40、00m以上時(shí)，宜為1415。目前所有工地常用520mm的碎石。,混凝土拌合物的和易性的概念,和易性，又稱工作度，是指混凝土拌合物易于施工操作(拌和、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí))并能獲得質(zhì)量均勻，成型密實(shí)的性能。 和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面的含義。,混凝土拌合物的流動(dòng)性,流動(dòng)性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻密實(shí)地填滿模板的性能。,混凝土拌合物的粘聚性,粘聚性是指混凝土拌合物具有一定的粘聚力，在施工、運(yùn)輸及澆筑過程中，不致出現(xiàn)分層離析，使混凝土保持整體均勻的性能。 離析,混凝土拌合物的保水性,保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力

41、，在施工過程中不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。 泌水,維勃稠度試驗(yàn),回去,混凝土用水量選用表,砂率,砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。,影響砂率的因素,影響砂率的因素： 石子級(jí)配與最大粒徑， 砂的細(xì)度模數(shù)Mx，Sp W/ C，Sp， 外加劑；可適當(dāng)降低Sp,混凝土砂率選用表,本表適用于坍落度1060mm的混凝土。坍落度若大于60mm或小于10mm，應(yīng)相應(yīng)增加或減少砂率。,砂率的計(jì)算公式,式中：s0砂子堆積密度，kgm3； g0石子堆積密度，kgm3； P空空隙率； 砂子富余系數(shù)(1.1-1.4)。,混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度(standard cube compressive streng

42、th),以邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件為標(biāo)準(zhǔn)試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度來確定。 邊長(zhǎng)為100mm的立方體試件，應(yīng)乘以強(qiáng)度換算系數(shù)0.95 邊長(zhǎng)為200mm的立方體試件，應(yīng)乘以強(qiáng)度換算系數(shù)1.05。,混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是指具有95強(qiáng)度保證率的標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度值，也就是指在混凝土立方體抗壓強(qiáng)度測(cè)定值的總體分布中，低于該值的百分率不超過5。,混凝土強(qiáng)度等級(jí)(strength grading),混凝土強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)來確定，用符號(hào)C表示，劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C5

43、0、C55、C60、C70、C80等。,軸心(棱柱體)抗壓強(qiáng)度,150mml50mm300mm的棱柱體作為軸心抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試件。 采用100mm100mm300mm棱柱體試件，最后計(jì)算強(qiáng)度值時(shí)，乘以相應(yīng)的尺寸換算系數(shù)(0.95)。 棱柱體試件抗壓強(qiáng)度與立方體試件抗壓強(qiáng)度之比為0.7-0.8。一般取0.76。(原因),混凝土單軸受壓時(shí)的變形,混凝土受力破壞的過程，實(shí)際是混凝土裂縫的發(fā)生及發(fā)展的過程，也是混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)從連續(xù)到不連續(xù)的演變過程。,保羅米公式,fcu28=Afce(CW-B) 式中fcu28混凝土28d齡期立方體抗壓強(qiáng)度，MPa； fce水泥實(shí)際強(qiáng)度，MPa，可通過試驗(yàn)測(cè)定，也可根

44、據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程(JGJ55-2000)規(guī)定取富余系數(shù)Kc=1.13，按fce=1.13 計(jì)算； 水泥強(qiáng)度等級(jí)，MPa； C每立方米混凝土中水泥用量，kg； W每立方米混凝土中用水量，kg； A、B經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與骨料品種、水泥品種和施工方法有關(guān)，當(dāng)原材料與工藝措施相同時(shí)，A、B可視為常數(shù)值。碎石：A=0.46，B=0.07；卵石：A=0.48，B=0.33。當(dāng)材料的品種和質(zhì)量不同時(shí)，應(yīng)盡可能結(jié)合工程實(shí)際通過試驗(yàn)求得數(shù)據(jù)。,骨料對(duì)強(qiáng)度的影響,骨料強(qiáng)度高，混凝土強(qiáng)度高 骨料與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度高，混凝土強(qiáng)度高。在相同水泥強(qiáng)度等級(jí)及相同水灰比的條件下，碎石混凝土的強(qiáng)度較卵石混凝土高。 骨料粒徑

45、越大，對(duì)強(qiáng)度反而不利；,養(yǎng)護(hù)工藝,a.標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：溫度為，相對(duì)濕度為90%以上； b.水中養(yǎng)護(hù)：試件全浸在水中，水溫為20，試件與周圍介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)水分自由交換。 c.絕濕養(yǎng)護(hù)：溫度20 ，試件與周圍介質(zhì)無水分自由交換。 d.自然養(yǎng)護(hù)：周圍介質(zhì)為空氣，溫度自由變化，表面保濕。 蒸汽養(yǎng)護(hù)： 蒸壓：溫度大于100 ，壓力大于1 個(gè)大氣壓的水蒸氣 蒸養(yǎng)：溫度等于100 ，壓力等于1 個(gè)大氣壓的水蒸氣,養(yǎng)護(hù)溫度和齡期對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響,環(huán)箍效應(yīng),試件受壓面與試驗(yàn)機(jī)承壓板(鋼板)之間存在著摩擦力，當(dāng)試件受壓時(shí)，承壓板的橫向應(yīng)變小于混凝土試件的橫向應(yīng)變，因而承壓板對(duì)試件的橫向膨脹起約束作用。這種約束作用通常稱

46、為“環(huán)箍效應(yīng)”。,尖劈效應(yīng),在持續(xù)加載下，混凝土中裂縫的擴(kuò)展對(duì)水的存在反應(yīng)敏感（尖劈效應(yīng)）。干燥的混凝土試件要經(jīng)歷更長(zhǎng)時(shí)間才斷裂破壞（荷載更大）；而水飽和混凝土試件裂縫擴(kuò)展更迅速，于是在較低的荷載下便斷裂破壞了。這可能是飽水的混凝土在裂縫擴(kuò)展時(shí)，有應(yīng)力腐蝕作用存在（因有害液體或氣體的侵入使材料結(jié)構(gòu)受到削弱，而使材料在較低應(yīng)力下斷裂叫應(yīng)力腐蝕）。,軸心抗拉強(qiáng)度,用“”字形試件或棱柱體試件直接測(cè)定。 試件夾頭附近的局部破壞很難避免，而且外力作用線與試件軸心方向不易一致，試驗(yàn)難度較大，試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。,劈裂抗拉強(qiáng)度,水灰比理論,公式中，A、B值大小與集料種類有關(guān)。,孔隙率理論,r,膠空比理論,所謂膠

47、空比，就是水泥水化產(chǎn)物對(duì)水泥水化產(chǎn)物與毛細(xì)管體積之和的比值。,X膠空比 C水泥重量 Vc水泥比容； Vc =1/c W0水的體積 水化程度 2.06水泥完全水化后，1體積水泥生成2.06體積的水化產(chǎn)物。,若V=0.319，可以計(jì)算出：,n:常數(shù)，其值約 為2.53.0之間； A：水化產(chǎn)物固 有強(qiáng)度,強(qiáng)度可以由以下經(jīng)驗(yàn)公式得到：,X越大，強(qiáng)度越高； 硅酸鹽水泥礦物組分變化，特別是C3A，雖然X不變化，但強(qiáng)度仍然下降； 膠空比理論只是水灰比理論的不同表達(dá)； 膠空比與水膠比理論的不足。,脆性斷裂理論,化學(xué)收縮(chemical shrinkage),水泥水化后生成物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，而使

48、混凝土產(chǎn)生收縮；這種收縮稱為化學(xué)收縮。,濕脹干縮,與干濕變形相關(guān)的因素：,水泥用量； 水灰比；水泥細(xì)度；水泥品種（P.S比P.C大）；集灰比；集料種類（隨集料彈性模量E而）；外加劑；配筋率；構(gòu)件尺寸（尺寸越小，收縮越大）；齡期,熱脹冷縮,L=aLt 式中：L混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度變化，m； L混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，m； t溫差，； a混凝土溫度變形系數(shù) 。,AC卸荷應(yīng)力應(yīng)變曲線呈直線 有殘余變形,初始彈性模量Ec=tan0 割線彈性模量 切線彈性模量,混凝土彈性模量(elasticity modulus),影響Ec的因素：,集料與水泥石的Ec，主要是骨料Ec（集料Ec，則砼Ec）； W/C； 齡期； 強(qiáng)度，

49、則Ec； 砼試件的含水率，則Ec； 集灰比,影響徐變的因素：,W/C；水泥用量；集料Ec，徐變；砼Ec；集料含量（集灰比）；外加劑，如加入減水劑或緩凝劑，不改變W/C，則徐變，若減小W/C，則對(duì)徐變無增長(zhǎng)影響；環(huán)境溫度，徐變，濕度，則徐變。,混凝土的抗?jié)B性,抗?jié)B性指的是砼抵抗水、油等液體在壓力作用下滲透的性能，它直接影響砼的抗凍性及抗化學(xué)侵蝕性及鋼筋銹蝕等。 抗?jié)B性主要與砼內(nèi)部的孔隙大小及孔隙（開放的孔隙及毛細(xì)管通路）特征以及砼密（蜂窩、孔洞等）實(shí)行有關(guān)。,混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B標(biāo)號(hào)表示?？?jié)B標(biāo)號(hào)是以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按規(guī)定方法進(jìn)行試驗(yàn)，以所能承受的最大水壓力確定，分為P2、P4、P6、P8

50、、P10、P12等，它們分別表示試件出現(xiàn)滲水時(shí)的最大壓力為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa。,影響砼抗?jié)B性的因素： W/C 骨料的最大粒徑 養(yǎng)護(hù)條件 水泥品種及細(xì)度過外加劑 摻合料 齡期,混凝土的抗凍性,砼抗凍性是指砼在水飽和狀態(tài)下，經(jīng)多次凍融循環(huán)作用，能保持強(qiáng)度和外觀完整性的能力。 在寒冷地區(qū)，砼在接觸水又受凍的環(huán)境下，由于砼孔隙中的水結(jié)冰、膨脹；同時(shí)因?yàn)楸c水的蒸氣壓不同造成的滲透壓力，這兩種作用若超過砼（砼是脆性材）的抗拉強(qiáng)度，砼就會(huì)產(chǎn)生裂縫。 裂縫一經(jīng)產(chǎn)生，待水融化后更多水滲入砼內(nèi)部，造成的裂縫就更多。,混凝土的抗凍性，常用抗凍標(biāo)號(hào)來表示?？箖鰳?biāo)號(hào)是以28d齡期的混

51、凝土試件，在水飽和狀態(tài)下所能承受的凍融循環(huán)次數(shù)而確定的?；炷恋目箖鰳?biāo)號(hào)分為：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等九個(gè)等級(jí)。分別表示混凝土能夠承受反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)為：10、15、25、50、100、150、200、250、300。例如，混凝土試件經(jīng)50次凍融循環(huán)后，強(qiáng)度降低不超過25，質(zhì)量損失率不超過5時(shí)，它的抗凍標(biāo)號(hào)就達(dá)到F50。,決定砼抗凍性的因素： 砼的密實(shí)度 孔隙結(jié)構(gòu)特征 砼齡期 砼強(qiáng)度 引氣劑,混凝土抗侵蝕性,混凝土可能因化學(xué)介質(zhì)的作用而遭受腐蝕。一般來說，化學(xué)腐蝕破壞的形式不外乎：水泥石中某些組分被介質(zhì)溶解；介質(zhì)與水泥石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后的

52、生成物是溶于水的；化學(xué)反應(yīng)后生成物體積與反應(yīng)前比顯著增大，即體積膨脹。化學(xué)腐蝕介質(zhì)主要指流動(dòng)的淡水、某些鹽類、酸類、堿類的溶液、海水等?；炷潦苓@些介質(zhì)作用后是如何遭受破壞的，已在水泥一章中敘述。,影響因素： 砼密實(shí)度 a.水灰比 b.成型方法 ； 孔隙特征； 砼強(qiáng)度,混凝土的碳化(carbonation),又叫混凝土的中性化。 混凝土的碳化作用是空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣在有水存在的條件下發(fā)生化學(xué)作用，生成碳酸鈣和水。 碳化過程是二氧化碳由表及里向混凝土內(nèi)部逐漸擴(kuò)散的過程。 碳化對(duì)混凝土最主要的影響是使混凝土的堿度降低，減弱了對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，可能導(dǎo)致鋼筋銹蝕。 碳化還會(huì)引起混凝土

53、收縮(碳化收縮)，容易使混凝土的表面產(chǎn)生微細(xì)裂縫。,混凝土的堿一骨料反應(yīng),骨料中的活性氧化硅（SiO2）與水泥中的堿（并非Ca(OH)2等）性氧化物之間發(fā)生反應(yīng)，堿性氧化物水斛，生成NaOH，KOH，與SiO2反應(yīng)生成堿硅酸凝膠，吸水可以無限膨脹，由于此反應(yīng)發(fā)生在集料水泥石界面，被水泥石包裹，堿硅酸凝膠膨脹使水泥石脹裂。 除此之外，還有堿碳酸凝膠反應(yīng)等；,這一反應(yīng)發(fā)生的條件： 集料中的活性SiO2， 水泥中的含堿量；這一反應(yīng)很慢，一般等待幾條后才有可能出現(xiàn)。只有當(dāng)K=Na2O%+0.658K2O%0.6%時(shí)， 水是其充分條件,影響堿集料反應(yīng)的因素： 集料活性，水泥中的堿含量，水份，集料粒徑，粒

54、徑越小，則反應(yīng)膨脹越大，砼密實(shí)度，所采取的措施,抑制堿集料反應(yīng)的措施： 斷絕三條件中的任何一條件，包括外加劑中的堿含量； 摻用活性混合材，（摻合料） 機(jī)理：a.混合材與堿起反應(yīng)，同時(shí)混合材粒徑小，比表面積大，因此反應(yīng)快；b.降低了作用于集料表面的堿含量，使堿組分的發(fā)揮分散于整個(gè)砼體系中；c.形成了石灰堿氧化硅絡(luò)合物，此物不膨脹 增加砼密實(shí)度，減小水份的滲透 加入引氣劑,粉煤灰,粉煤灰是以燃煤發(fā)電的火力發(fā)電廠排出的一種工業(yè)廢渣。磨成一定細(xì)度的煤粉在煤粉鍋爐中燃燒后（爐膛內(nèi)溫度高達(dá)11001500），由吸塵器負(fù)壓抽風(fēng)收集的細(xì)飛灰（Fly Ash）稱為粉煤灰。,粉煤灰質(zhì)量指標(biāo)與等級(jí),?；郀t礦渣粉,

55、高爐礦渣是煉鐵過程中的廢渣。在高爐煉鐵時(shí)，鐵礦石、燃料及溶劑礦物（石灰石或白云石），在冶煉條件下氧化鐵還原成金屬鐵，溶劑礦物分解后產(chǎn)生的氧化鈣與礦石中雜質(zhì)SiO2、Al2O3等相熔并互相作用生成為一種熔融液的非金屬物，其密度比鐵水小，熔融液的2.52.8，而鐵水的7.08.0，它易與鐵水相分離，爐子的下方排出鐵水，而爐子上方排出熔融液，經(jīng)水淬后呈粒狀的高爐礦渣。,礦渣粉技術(shù)要求,硅灰,硅灰是鐵合金廠回收的廢灰，在采用電爐煉制硅鐵時(shí)，由爐煙所濾收集的煙灰，其主要成分是二氧化硅，故稱之硅灰。硅灰中的非晶態(tài)的SiO2含量大于90；硅灰顆粒為微細(xì)球形，平均粒徑為0.1m，比表面積為2萬cm2/g3萬c

56、m2/g，比普通水泥所要求的細(xì)度小近百倍，而密度又較小，約為2.2gcm3左右。,（1）按砼外加劑作用分類 a：用以改善拌合物性質(zhì)（包括砼、砂漿、凈漿） 減水劑、引氣劑； b：調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，硬化時(shí)間 早強(qiáng)劑，緩凝劑，促凝劑； c：調(diào)節(jié)含氣量 引氣劑、加氣劑、泡沫劑、消泡劑等； d：硬化后力學(xué)性能 引氣劑、膨脹劑、抗凍劑、防水劑； e：抗鋼筋腐蝕性阻銹劑； f：提供特殊性能 引氣劑、著色劑、脫模劑、養(yǎng)護(hù)劑。,（2）按化學(xué)成分： 無機(jī)化合物：多為影響砼凝結(jié)時(shí)間； 有機(jī)：多為表面活性劑； 復(fù)合外加劑外加劑的發(fā)展方向之一。,曲線窄而高，說明強(qiáng)度比較集中，波動(dòng)小，混凝土的均勻性好，施工水平較高。,曲線矮

57、而寬，表示強(qiáng)度數(shù)據(jù)的離散程度大，說明施工控制水平差,混凝土強(qiáng)度平均值,標(biāo)準(zhǔn)差,變異系數(shù),不同t值的保證率P,生產(chǎn)長(zhǎng)期穩(wěn)定時(shí)強(qiáng)度的檢驗(yàn)評(píng)定,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20時(shí) mfcufcu,k+0.70 fcu,minfcu,k0.70 fcu,min0.85fcu,k 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20時(shí) mfcufcu,k+0.70 fcu,minfcu,k0.70 fcu,min0.90fcu,k 式中：mfcu同一驗(yàn)收批試塊的平均強(qiáng)度，MPa； fcu,k混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，MPa； 0同一驗(yàn)收批試塊強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，MPa； fcu,min同一驗(yàn)收批強(qiáng)度的最小值，MPa,用合格判定系數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度的評(píng)定,mfcu

58、-100.9fcu,k fcu,min2fcu,k 式中：0同一驗(yàn)收批試塊強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，MPa；當(dāng)0計(jì)算值小于0.06fcu,k時(shí)，取0=0.06fcu,k； 1、2合格判定系數(shù)(表5.28)。,零星混凝土的非統(tǒng)計(jì)法評(píng)定,mfcu1.15fcu,k fcu,min0.95fcu,k,混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)例,某工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，施工要求坍落度為50-70mm。不受風(fēng)雪等作用。施工單位的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為4.0MPa。所用材料：42.5普通硅酸鹽水泥，實(shí)測(cè)28d強(qiáng)度48MPa，c=3.15gcm3；中砂，符合區(qū)級(jí)配，0s=2.6gcm3；碎石，粒級(jí)5-40mm，0g=2.6

59、5gcm3；自來水。現(xiàn)場(chǎng)砂含水率3，石含水率1，求施工配合比。,初步配合比的計(jì)算,1)確定配制強(qiáng)度 2)初步確定水灰比值（W/C） 3)選擇每1m3混凝土的用水量(W0) 4)計(jì)算混凝土的單位水泥用量(C0) 5)選取合理砂率Sp 6)計(jì)算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)書寫初步配合比,確定配制強(qiáng)度,計(jì)算混凝土試配強(qiáng)度(fcu,0) fcu,0=fcu,k+t =25+1.6454 =31.58MPa,確定水灰比（W/C）,選擇每1m3混凝土的用水量(W0),查表5.15，取W0=190kg(按新規(guī)范應(yīng)為185kg)。,計(jì)算混凝土的單位水泥用量(C0),選取合理砂率Sp,參照本章5.3 查表5.16，取Sp=33。,計(jì)算1m3混凝土中砂、石骨料的用量,絕對(duì)體積法 假定表觀密度法,絕對(duì)體積法,絕對(duì)體積法是基于這樣考慮：即搗實(shí)后