普通混凝土的主要性能

1、4.4普通混凝土的主要性能1. 物理性能(1)密實(shí)度：表示在混凝土體積內(nèi)，固體物質(zhì)的填充程度，D = 混凝土中不同程度的Vo含有孔隙。孔隙原因有以下幾種： 配置混凝土?xí)r多余的水分在水泥硬化后或殘留于混凝土中，或蒸發(fā)，使得混凝土內(nèi)部形成各種不同的尺寸的孔隙。 水泥水化后的體積比反應(yīng)前體積小，混凝土中水泥石的收縮受骨料的約束，產(chǎn)生局部拉應(yīng)力，會(huì)使骨料界面上以及水泥石內(nèi)部形成微細(xì)裂縫。 水泥石的干縮也會(huì)形成微裂縫。 泌水通道，水囊，在硬化后形成孔隙。 施工中殘留的氣泡。普通混凝土的密實(shí)度一般在0.80.9之間。(2 )干濕變形濕脹：由于吸水后使水泥凝膠體粒子吸附水膜增厚，膠體粒子之間的距離增大的結(jié)果

2、。干縮：一方面是由于毛細(xì)孔內(nèi)水的蒸發(fā)使孔中負(fù)壓增大，產(chǎn)生收縮力使毛細(xì)孔縮小，混凝土產(chǎn)生收縮。另一方面是由于毛細(xì)孔失水后，凝膠體顆粒的吸附水開(kāi)始蒸發(fā)縮小了顆粒間的距離，甚至產(chǎn)生新的化學(xué)結(jié)合而收縮?；炷粮煽s變形的大小用干縮率表示，它反映混凝土的相對(duì)干縮性。影響干縮性的主要原因： 水泥品種及細(xì)度：火山灰水泥礦渣水泥普通水泥 水泥用量與水灰比：水泥用量越大，水灰比越大，其干縮值也越大。 骨料的種類(lèi)與數(shù)量：采用彈性模量較大的骨料并達(dá)到一定數(shù)量可減小混凝土的干縮。 養(yǎng)護(hù)條件：濕熱養(yǎng)護(hù)處理，可減少混凝土干縮。解決方法：對(duì)長(zhǎng)度方向較大的結(jié)構(gòu)，施工時(shí)應(yīng)設(shè)置后澆帶。一般，在兩個(gè)月后混凝土的收縮可完成70%左右。

3、(3 )溫度變形 定義：混凝土熱脹冷縮的變形。 表示方法：用溫度膨脹系數(shù)表示。混凝土的膨脹系數(shù)約為1X 10 *。 解決方法：設(shè)置伸縮縫。2. 力學(xué)性能：強(qiáng)度和變形性(1)混凝土強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度a. 立方體抗壓強(qiáng)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度是指邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下(20±3)C,相對(duì)濕度90%或水中)養(yǎng)護(hù)至28d齡期，在一定條件下加壓至破壞，以試件單位面積承受 的壓力作為混凝土的抗壓強(qiáng)度。混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是具有95%保證率的立方體試件抗壓強(qiáng)度，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)分為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C

4、75、C80 十四個(gè)等級(jí)。C7.5C20用于墊層、基礎(chǔ)、地面及受力不大的結(jié)構(gòu)。C20C35用于梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。C35以上用于大跨度機(jī)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、吊車(chē)梁及特種結(jié)構(gòu)。b.軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中混凝土受壓構(gòu)件的計(jì)算采用混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（棱柱強(qiáng)度），混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)用150mm x 150mm x 300mm的棱柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件。 混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cp與立方體抗壓強(qiáng)度 fcu之比約為0.70.8。4 一抗拉強(qiáng)度a. 混凝土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/101/20，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗拉強(qiáng)度是確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)。b. 采

5、用劈裂抗拉試驗(yàn)法，間接的求出混凝土的抗拉強(qiáng)度，如 圖4.9所示。2F二 A= 0.637 fts 混凝土劈裂強(qiáng)度“圖毎9 混凝土劈裂抗拉試驗(yàn)裝詈圖1屋力機(jī)上壓板¥2F條：3墊忙;F 破壞荷載A 試件劈裂面面積 影響混凝土強(qiáng)度的因素主要因素a. 水泥的強(qiáng)度。b. 水灰比：在水泥強(qiáng)度及其他條件相同的情況 下，混凝土的強(qiáng)度主要取決與水灰比。水灰比愈 小，水泥石的強(qiáng)度及骨料的粘結(jié)強(qiáng)度愈大，混凝 土的強(qiáng)度愈高。水灰比過(guò)小，拌合物干稠，不易 保證混凝土的質(zhì)量，如圖 4.10所示。c. 骨料的種類(lèi)、質(zhì)量與數(shù)量水泥強(qiáng)度與水灰比相同的條件下碎石混凝土強(qiáng)度高于卵石混凝土。混凝土強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式C 、f28

6、= ： a fee（血 - ：b）水比呈直線關(guān)系，如圖lij圖4 混凝土強(qiáng)度與水咲比及灰水比的戔系f28 混凝土 28天齡期的抗壓強(qiáng)度f(wàn)ce 水泥是實(shí)際強(qiáng)度C一一灰水比W：a、： b 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與骨料種類(lèi)等有關(guān)水泥的實(shí)際強(qiáng)度即水泥經(jīng)實(shí)際測(cè)定的強(qiáng)度值，當(dāng)無(wú)法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度時(shí)可用下式計(jì)算=y f kee ece, kc 水泥的強(qiáng)度富余系數(shù)ce,k所選用強(qiáng)度等級(jí)的水泥的28天的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)碎石混凝土可?。?a =0.46， :- b =0.07對(duì)卵石混凝土可?。?a =0.48， :- b =0.33d. 施工條件（攪拌與振搗）采用機(jī)械攪拌、振搗比人工攪拌、振搗的拌合物更均勻，獲得更高強(qiáng)度。e

7、. 養(yǎng)護(hù)條件溫度升高，水化速度加快，混凝土強(qiáng)度發(fā)展也快；溫度在冰點(diǎn)以下，停止水化，且結(jié)冰 造成強(qiáng)度降低，如圖 4.11所示。濕度不足，混凝土表面失水干燥，使內(nèi)部水分向表面遷移， 造成混凝土結(jié)構(gòu)疏松、干裂，不但降低了強(qiáng)度，而且會(huì)影響其耐久性。自然養(yǎng)護(hù)：混凝土在自然條件下，溫度隨氣溫變化， 濕度條件采用人工方法實(shí)現(xiàn)是養(yǎng)護(hù)方法稱(chēng)為自然養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑完畢后 12h以?xún)?nèi)應(yīng)對(duì)混凝土加以覆蓋和澆水，對(duì)硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土不得少于7d，對(duì)摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土不得少于14d。蒸汽養(yǎng)護(hù)和壓蒸養(yǎng)護(hù)可加速?gòu)?qiáng)度的發(fā)展。f. 齡期即混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時(shí)間。

8、最初714d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展快，28d達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度。28d后，強(qiáng)度仍在發(fā)展用'邛刃啓謐氷謝樣制的*1悄朗也理20 I陽(yáng)北!5射灌水超樣制的碾聲I用牡，吁苦通水淤胖啊的祀淞-rd)閉畑號(hào)礦ift胸卅制的混軽'-d剛鼎如抑20««找星ffii-jl溫度，魅期對(duì)混凝土魚(yú)度形響曲線fa 分別為n、a天齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度，n、a均不小于3天。d.外加劑如摻入減水劑可減少拌合用水量，提高其強(qiáng) 度。另外試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度測(cè)定值的影響： 試件尺寸（越小，強(qiáng)度值越高）、試件形狀（棱 柱體比立方體試件測(cè)得的強(qiáng)度值?。⒈砻嫘螤?（受壓面上有油脂類(lèi)潤(rùn)滑物質(zhì)時(shí)，測(cè)得的強(qiáng)度值 較低，

9、如圖4.12所示）、含水程度（含水較多 的混凝土比含水較少的混凝土強(qiáng)度低）、加荷速度（加荷速度較快時(shí)強(qiáng)度偏高）提高混凝土強(qiáng)度的措施a. 采用高強(qiáng)度等級(jí)的水泥。b. 采用水灰比較小、用水量較少的干硬性混 凝土。c. 采用質(zhì)量合格、級(jí)配良好的碎石及合理的 含砂率。圖412混凝土試件受壓破壞狀態(tài)d. 采用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗；改進(jìn)施工工藝。e. 采用濕熱養(yǎng)護(hù)處理可提高水泥石與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度，從而提高混凝土的強(qiáng)度。f. 摻減水劑或早強(qiáng)劑。（2 ）混凝土的變形性硬化后的混凝土屬于彈塑性體，全部應(yīng)變由彈性應(yīng)變與塑性應(yīng)變組成。彈塑性變形工程上采用割線彈性模量作為混凝土的彈性模量。如圖4.13所示。根據(jù)規(guī)定，采

10、用150mm*150mm*300mm 的棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，取測(cè)定點(diǎn)的應(yīng)力為試件軸心抗壓強(qiáng)度的40%，經(jīng)三次以上反復(fù)加荷與卸載后， 測(cè)得應(yīng)力與應(yīng)變的比值， 即 為該混凝土的彈性模量。混凝土的彈性模量介于骨料與水泥石之間。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為 C10C60時(shí)，其彈性模量約4為（1.75-3.60） *10 Mpa。徐變定義：混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下，隨時(shí)間而增長(zhǎng)的圖混瞬上在壓力柞用下的應(yīng)力一應(yīng)變曲線變形。當(dāng)卸載后，混凝土將產(chǎn)生徐變恢復(fù)，最后殘留下來(lái)不能恢復(fù)的應(yīng)變稱(chēng)為殘余變形。I加荷十卸荷7a04C80120荷載作朗時(shí)間（天】3-"ft.雜<1產(chǎn)生徐變的原因：一般認(rèn)為是由于水泥石凝膠

11、體在長(zhǎng)期作用下的粘性流動(dòng)或滑移，同時(shí) 吸附在凝膠粒子上的吸附水因何載應(yīng)力而向毛細(xì)管滲出。影響徐變的因素：環(huán)境濕度減小，由于混凝土失水使之增加；水灰比越大，混凝土強(qiáng)度 越低，則混凝土徐變?cè)龃?；水泥品種，采用強(qiáng)度發(fā)展快的水泥則混凝土徐變減??；增大骨料含量會(huì)使徐變減??；延遲加荷時(shí)間會(huì)使混凝土徐變減小。3. 耐久性(1)混凝土耐久性的概念包括抗凍、抗?jié)B、耐腐指混凝土在使用條件下抵抗周?chē)h(huán)境各種因素長(zhǎng)期作用的能力。蝕、抗碳化等方面的原因。 在使用環(huán)境中，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時(shí)也不降低強(qiáng)度的性能。 示方法：抗凍等級(jí)。以 28天齡期的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，在飽水后承受反復(fù)凍融循環(huán)，以抗壓強(qiáng)度損失不超

12、過(guò) 25%,且質(zhì)量損失不超過(guò) 5%時(shí)的最大循環(huán)次數(shù)來(lái)確定?？箖龅?級(jí)有F10F300等九個(gè)等級(jí)，抗凍等級(jí)等于或大于F50的混凝土稱(chēng)為抗凍混凝土。 抗凍性主要取決于混凝土的構(gòu)造特征和含水程度。較密實(shí)、有閉口孔隙、高強(qiáng)水泥，摻入引氣劑等可提高其抗凍性能。 指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。它直接影響其抗凍性和抗侵蝕性。 表示方法：抗?jié)B等級(jí)。以28天齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按規(guī)定方法進(jìn)行試驗(yàn)，所能承受抗 的最大靜水壓力來(lái)確定?？?jié)B等級(jí)有P4P12等五個(gè)等級(jí)。抗?jié)B等級(jí)等于或大于P6的滲混凝土稱(chēng)為抗?jié)B混凝土。性 滲水的原因：內(nèi)部孔隙形成連通滲水通道。 采用較小的水灰比，良好的骨料級(jí)配及砂率，采用減水劑、引氣劑，加強(qiáng)

13、養(yǎng)護(hù)及精心施工?？?主要是對(duì)水泥石的侵蝕。侵 防止措施：提高密實(shí)度，改善孔隙結(jié)構(gòu)，采用外部保護(hù)措施一隔離侵蝕介質(zhì)不與混 蝕凝土相接觸。性指空氣中的CO2在潮濕的條件下與水泥石中的Ca(OH)2發(fā)生作用，生成CaCO3和碳 H 2 O的過(guò)程?；?影響：混凝土堿度降低，使鋼筋易銹蝕；碳化收縮與干縮相伴發(fā)生，加大混凝土干 縮；表面收縮產(chǎn)生微裂縫。 提高措施中：選用普通水泥；采用較小的水泥用量及水灰比；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、精心施工 使混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)；摻入外加劑，改善混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)。堿集料反應(yīng) 混凝土中的堿金屬離子或由外界環(huán)境摻入混凝土中的堿金屬離子可與骨料中的活 性礦物在一定的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并生成體積膨脹的產(chǎn)物引起的混凝土破壞。 堿骨料反應(yīng)的三個(gè)條件：堿活性骨料；存在堿金屬離子；水 防止反應(yīng)的措施中：使用非活性骨料；控制混凝土中的堿含量；摻入粉煤灰等活性 混合料。(2)