第六章混凝土

1、第六章第六章 混凝土混凝土內(nèi)容提要o 本章是建筑材料課程的重點(diǎn)之一。主要介紹普通混凝土的組成材料，新拌混凝土的工作性及評(píng)定指標(biāo)，混凝土外加劑及其作用原理和應(yīng)用，硬化混凝土的力學(xué)性能、耐久性及其影響因素，混凝土配合比設(shè)計(jì)方法及混凝土質(zhì)量控制等。同時(shí)簡(jiǎn)要介紹了其他品種混凝土。內(nèi)容提要一、混凝土（一、混凝土（ Concrete Concrete ）的含義）的含義 廣義：廣義：凡由膠凝材料（膠結(jié)料）、粗細(xì)骨料和水及其它材料，按適當(dāng)?shù)谋壤浜?、拌合配制并硬化而成?， 具有所需的形體、強(qiáng)度和耐久性的人造石材，叫做砼砼。（如：水泥砼、瀝青砼） 即：膠凝材料粒狀材料水其它外加材料（外加劑、混合材料） 硬化得

2、 人工石材人工石材 狹義：狹義：指水泥砼（Cement concrete），即： 水泥 砂 石水外加劑（混合材料） 水泥砼（混凝土）砼（混凝土）第一節(jié)第一節(jié) 概述概述混凝土的分類混凝土的分類重混凝土：為了屏蔽各種射線的輻射采用各種高密度骨料配制的混凝土，表觀密度 2800kg/m3。 骨料為鋼屑、重晶石、鐵礦石等重骨料，水泥為鋇水泥、鍶水泥等重水泥。又稱防輻射混凝土，用于核能工廠的屏障結(jié)構(gòu)材料。普通混凝土：表觀密度 2000 2800kg/m3，骨料為天然砂、石，密度一般多在2500 kg/m3左右，簡(jiǎn)稱砼，用于各種建筑的承重結(jié)構(gòu)材料。輕混凝土：表觀密度 60）：水泥強(qiáng)度等級(jí)為砼強(qiáng)度的0.91

3、.5倍 細(xì)骨料 （Fine aggregate）：粒徑為0.15 4.75mm 粗骨料（Coarse-aggregate）：粒徑 4.75mm 通常：細(xì)、粗骨料的總體積占砼總體積 的70%80%。骨料性能要求：有害雜質(zhì)含量少；具有良好的顆粒形狀， 適宜的顆粒級(jí)配和細(xì)度；表面粗糙，與 水泥粘結(jié)牢固；性能穩(wěn)定，堅(jiān)固耐久。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（JGJ 52-2006）、建筑用砂建筑用砂（GB/T 14684-2001）。1.細(xì)骨料（砂FineFine ）（1）種類及特性 河砂：潔凈、質(zhì)地堅(jiān)硬，為配制混凝土的理想材料 海砂：質(zhì)地堅(jiān)

4、硬，但夾有貝殼碎片及可溶性鹽類 山砂：含有粘土及有機(jī)雜質(zhì)，堅(jiān)固性差人工砂：富有棱角，比較潔凈，但細(xì)粉、片狀顆較多，成本高 天然砂河砂的生產(chǎn)河砂的生產(chǎn)（2）砼用砂質(zhì)量要求）砼用砂質(zhì)量要求一般要求：質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、清潔、有害雜質(zhì)含量少。含泥量、石粉含量和泥塊含量天然砂含泥量和泥塊含量及人工砂石粉含量和泥塊含量應(yīng)分別符合表1和表2的規(guī)定。 表1. 天然砂含泥量和泥塊含量項(xiàng) 目 指 標(biāo)類 類類含泥量（按質(zhì)量計(jì)）（%）1.03.05.0泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)）（%）01.02.0表2. 人工砂石粉含量和泥塊含量 項(xiàng) 目 指 標(biāo)類 類類亞甲藍(lán)試驗(yàn)MB值1.40或合格含泥量（按質(zhì)量計(jì)）（%）3.05.07.0泥塊含量

5、（按質(zhì)量計(jì)）（%） 01.02.0MB值1.40或不合格含泥量（按質(zhì)量計(jì)）（%）1.03.05.0泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)）（%） 01.02.0有害物質(zhì)含量 砂中不應(yīng)混有草根、樹(shù)葉、樹(shù)枝塑料等雜物，如含有云母、有機(jī)物及硫酸鹽等，其含量應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3 砂中有害物質(zhì)含量 項(xiàng) 目 指 標(biāo)類 類類云母（按質(zhì)量計(jì)）（%），1.02.02.0輕物質(zhì)（按質(zhì)量計(jì)）（%），1.01.01.0有機(jī)物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸鹽（按SO3質(zhì)量計(jì)）（%），0.50.50.5氯化物（以氯離子質(zhì)量計(jì)）（%），0.010.020.03o 泥塊阻礙水泥漿與砂粒結(jié)合，使強(qiáng)度降低o 含泥量過(guò)大，會(huì)增加混凝土用水量，從

6、而增大混凝土收縮o 云母：表面光滑，為層狀、片狀物質(zhì)，與水泥漿粘結(jié)力差，易風(fēng)化，影響混凝土強(qiáng)度及耐久性。o 硫化物及硫酸鹽：對(duì)水泥起腐蝕作用，降低混凝土的耐久性。o 有機(jī)質(zhì)：可腐蝕水泥，影響水泥的水化和硬化。o 氯鹽：腐蝕鋼筋（3）砂的粗細(xì)程度（）砂的粗細(xì)程度（ Mx）及顆粒級(jí)配）及顆粒級(jí)配 砂的表面積(粗細(xì)程度)：相同質(zhì)量的砂，粗砂的表面積小于細(xì)砂的表面積； 孔隙率 (顆粒級(jí)配)：顆粒級(jí)配好，則孔隙率小。砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配減少水泥漿用量 砂的顆粒級(jí)配是指不同粒徑砂顆粒的分布情況。在砂的顆粒級(jí)配是指不同粒徑砂顆粒的分布情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充，為

7、節(jié)省水混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充，為節(jié)省水泥和提高混凝土的強(qiáng)度，就應(yīng)盡量減少砂粒之間的空隙。泥和提高混凝土的強(qiáng)度，就應(yīng)盡量減少砂粒之間的空隙。要減少砂粒之間的空隙要減少砂粒之間的空隙,就必須有大小不同的顆粒合理搭就必須有大小不同的顆粒合理搭配。配。骨料的顆粒級(jí)配砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配 級(jí)配不好級(jí)配不好 級(jí)配良好級(jí)配良好 砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配,常用常用的方法進(jìn)的方法進(jìn)行測(cè)定。砂的粗細(xì)程度用行測(cè)定。砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)細(xì)度模數(shù)表示，顆粒級(jí)配表示，顆粒級(jí)配用用級(jí)配區(qū)級(jí)配區(qū)表示。表示。：用一套方孔孔徑為9.50mm、4.75mm、2.36mm

8、、1.18mm 0.6mm、0.3mm、0.15mm的七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)篩，將500g干砂試樣由粗到細(xì)依次過(guò)篩，然后稱量余留在各篩上的砂量，并計(jì)算出各篩上的分計(jì)篩余百分率（各篩上的篩余量占砂子總量的百分率）a1、 a2、 a3、 a4、 a5、a6 及累計(jì)篩余百分率（各篩和比該篩粗的所有分計(jì)篩余百分率之和） A1、 A2、 A3、 A4、 A5、A6計(jì)算而得，即 Ai=a1+a2+ai砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配a1a2a3a4a5a6A1A2A3A4A5A64.75mm2.36mm1.18mm0.6mm0.3mm0.15mm對(duì)于2.36mm孔徑，其分計(jì)篩余百分率為a2，累計(jì)篩余百分率為

9、（a1+a2）其中a1=m1/500，a2=m2/500，A3=m3/500，以此類推。m1，m2，m3等分別為對(duì)應(yīng)各篩的篩余量控制粒徑0.6mm：使任一砂樣只能處于某一級(jí)配區(qū)內(nèi)，不會(huì)同時(shí)屬于兩個(gè)級(jí)配區(qū)。500g干砂砂的砂的細(xì)度模數(shù)（Mx）通過(guò)累計(jì)篩余百分率（Cumulative percentage retained）計(jì)算而得。11654321005)(AAAAAAAMx砂的粗細(xì)程度（Coarseness）砂的粗細(xì)程度：指不同粒徑的砂粒混合在一起后的平均粗細(xì)程度。砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)（Fineness Modulus）（ Mx ）表示。砂的細(xì)度模數(shù)按 Mx 將砂分為：粗砂： Mx =3.7

10、 3.1，中砂： Mx = 3.0 2.3， 細(xì)砂： Mx = 2.2 1.6，特細(xì)砂： Mx = 1.5 0.7普通砼用砂的細(xì)度模數(shù)： Mx = 3.7 1.6砂的細(xì)度模數(shù)砂的顆粒級(jí)配（Gradation） 砂的顆粒級(jí)配：骨料各級(jí)粒徑顆粒的分布情況。以級(jí)配區(qū)或篩分曲線判定砂級(jí)配的合格性。a) 級(jí)配區(qū) 砂按0.6mm孔徑篩的累計(jì)篩余百分率，劃分成三個(gè)級(jí)配區(qū)即 區(qū)、區(qū)、區(qū)。普通砼用砂的顆粒級(jí)配應(yīng)處于任何一個(gè)區(qū)內(nèi)，否則不合格。 砂的顆粒級(jí)配砂的顆粒級(jí)配區(qū) 級(jí)配區(qū) 累計(jì)篩余方孔篩徑區(qū)區(qū)區(qū)9.50mm0004.75mm1001001002.36mm3552501501.18mm653550102500

11、.6mm8571704140160.3mm9580927085550.15mm100901009010090砂的顆粒級(jí)配b)篩分曲線 以累計(jì)篩余百分率為縱坐標(biāo)，以篩孔尺寸為橫坐標(biāo)，作出三個(gè)級(jí)配區(qū)的篩分曲線。觀察所計(jì)算的砂的篩分曲線是否完全落在三個(gè)級(jí)配區(qū)的任一區(qū)內(nèi)，即可判斷該砂級(jí)配的合格性。砂的顆粒級(jí)配砂的顆粒級(jí)配例題：特制砼采用河砂，取砂樣烘干，特取500g，按規(guī)定步驟進(jìn)行了篩分，稱得各篩號(hào)上的篩余量如下表。求：（1）該砂的細(xì)度模數(shù)；（2）判斷該砂的級(jí)配合格否？ （3）繪制篩分曲線圖。篩孔尺寸（mm）4.752.361.180.60.30.15 0.15篩 編 號(hào)123456底盤篩余量（ g）

12、15757010012010020砂的顆粒級(jí)配計(jì)算實(shí)例解：解： （1） 求分計(jì)篩余百分率求分計(jì)篩余百分率a %4%20%24%20%14%15%10050075%3%100500157654321aaaaaaa，同理：砂的顆粒級(jí)配計(jì)算實(shí)例（2）求累計(jì)篩余百分率A%100%96%76%52%32%18%37654321321211AAAAaaaAaaAaA，同理：（3）計(jì)算砂的細(xì)度模數(shù)67.2310035)9676523218(xM（4）判斷：用各篩號(hào)的A值與表6.4（P74）對(duì)比，該砂的累計(jì) 篩余百分率落在區(qū)，該砂級(jí)配合格。 因 Mx = 2.67，所以是中砂砂的顆粒級(jí)配計(jì)算實(shí)例（1）種類與特

13、性）種類與特性 碎石： 河卵石 卵石 （ 礫石） 海卵石 山卵石（2）質(zhì)量及技術(shù)要求）質(zhì)量及技術(shù)要求a）含泥量及泥塊含量，其含量應(yīng)分別符合表4的規(guī)定。b）有害物質(zhì)含量，其含量應(yīng)分別符合表5的規(guī)定。粒徑4.75mm的巖石顆粒2.粗骨料(Coarse 項(xiàng) 目 指 標(biāo)類 類類含泥量（按質(zhì)量計(jì)）（%）1.03.05.0泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)）（%）01.02.0表4. 卵石、碎石含泥量和泥塊含量項(xiàng) 目 指 標(biāo)類 類類含泥量（按質(zhì)量計(jì)）（%）1.03.05.0泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)）（%）01.02.0表5. 卵石、碎石中有害物質(zhì)含量粗骨料的技術(shù)要求（3）強(qiáng)度）強(qiáng)度碎石強(qiáng)度： 母巖立方體抗壓強(qiáng)度 碎石的壓碎指標(biāo)

14、 一般要求碎石母巖巖石的抗壓強(qiáng)度 不小于 混凝土抗壓強(qiáng)度的 1.5倍，還要考慮母巖的風(fēng)化程度。 注意：這里的巖石抗壓強(qiáng)度的測(cè)定試件為 50mm50mm 50mm的立方體。粗骨料的強(qiáng)度壓碎指標(biāo)(Aggregate crusing value)將氣干狀態(tài)的1020mm的石子，按一定的方法裝入壓碎指標(biāo)值測(cè)定儀（內(nèi)徑152mm的圓筒）內(nèi)，上面加壓頭后放在試驗(yàn)機(jī)上，在35min內(nèi)均勻加荷到200KN，穩(wěn)定5s，卸荷后稱取試樣質(zhì)量（m0 ),再用孔徑為2.36mm的篩進(jìn)行篩分，稱取試樣的篩余量（m1 ）,壓碎指標(biāo)Qa 如下計(jì)算：%100mmm010a粗骨料的強(qiáng)度壓碎指標(biāo)值測(cè)定儀針狀：顆粒長(zhǎng)度大于平均粒徑2

15、.4倍片狀：顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍 越少越好正方形或球狀較好平均粒徑：一個(gè)粒級(jí)的骨料其上、下限粒徑的算術(shù)平均值。 卵石：光滑少棱角，孔隙率及總表面積小，工作性好，水泥用 量少，但粘結(jié)力差，強(qiáng)度低。 碎石：多棱角，孔隙率及總表面積大，工作性差，水泥用 量多，但粘結(jié)力強(qiáng)，強(qiáng)度高。粗骨料的顆粒形狀及表面特征粗骨料的顆粒形狀及表面特征最大粒徑和顆粒級(jí)配最大粒徑和顆粒級(jí)配 最大粒徑 選用原則：質(zhì)量相同的石子，粒徑越大，總表面積越小，越節(jié)約水泥，故盡量選用大粒徑石子。綜合考慮以下：a.結(jié)構(gòu)上考慮：建筑構(gòu)件的截面尺寸及配筋疏密 粗骨料最大粒徑：鋼筋砼 ： 1/4結(jié)構(gòu)截面最小尺寸 且 抗彎 抗剪 抗拉

16、（一）混凝土的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)（一）混凝土的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí) 混凝土的抗壓強(qiáng)度是指其標(biāo)準(zhǔn)試件在壓力作用下直到破壞的單位面積所能承受的最大應(yīng)力。常作為評(píng)定混凝土質(zhì)量的指標(biāo)，并作為確定強(qiáng)度等級(jí)的依據(jù)。 二、硬化混凝土的強(qiáng)度1、立方體抗壓強(qiáng)度（立方體抗壓強(qiáng)度（fcu） ：按照標(biāo)準(zhǔn)的制作方法制成邊長(zhǎng)為150mm的正立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度202，相對(duì)濕度95%以上）下，養(yǎng)護(hù)至28d齡期，按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法測(cè)定其抗壓強(qiáng)度值，稱為“混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度”（簡(jiǎn)稱“立方抗壓強(qiáng)度”以fcu表示），以MPa計(jì)。2、立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（ fcu，k ） :按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)

17、護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)測(cè)定的抗壓強(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95%保證率的抗壓強(qiáng)度），以N/mm2即MPa計(jì)。（一）混凝土的抗壓強(qiáng)度混凝土的抗壓強(qiáng)度o 立方體抗壓強(qiáng)度（立方體抗壓強(qiáng)度（f fcucu）只是一組混凝土試件抗壓強(qiáng)度的算術(shù)）只是一組混凝土試件抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值，并未涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)和保證率的概念。而立方體抗壓平均值，并未涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)和保證率的概念。而立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（f fcu,kcu,k）是按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定，具有不低于）是按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定，具有不低于保證率的立方體抗壓強(qiáng)度。保證率的立方體抗壓強(qiáng)度

18、。3、強(qiáng)度等級(jí)（強(qiáng)度等級(jí)（Grading strength）：）：混凝土“強(qiáng)度等級(jí)”是根據(jù)“立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值”來(lái)確定的。表示方法：用“C”和“立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值”兩項(xiàng)內(nèi)容表示。如：“C30”即表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f cu，k =30MPa混凝土的抗壓強(qiáng)度o 測(cè)定混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按測(cè)定混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按粗骨料最大粒徑的尺寸而選用不同的試件尺粗骨料最大粒徑的尺寸而選用不同的試件尺寸。但在計(jì)算其抗壓強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)乘以換算系寸。但在計(jì)算其抗壓強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)乘以換算系數(shù)，以得到相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗(yàn)結(jié)果。數(shù)，以得到相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗(yàn)結(jié)果?；炷猎嚰煌叽绲膹?qiáng)度換

19、算系數(shù)骨料最大粒徑（mm）試件尺寸（mm）換算系數(shù)301001001000.95401501501501602002002001.05混凝土的抗壓強(qiáng)度 我國(guó)現(xiàn)行我國(guó)現(xiàn)行GB50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，普通混凝土按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為：規(guī)定，普通混凝土按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等等14個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。個(gè)強(qiáng)度等級(jí)?；炷恋目箟簭?qiáng)度4、砼強(qiáng)度等級(jí)的實(shí)用意義、砼強(qiáng)度等級(jí)的實(shí)用意義C15：用于墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)；：用于墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不

20、大的結(jié)構(gòu)；C15C25：用于普通砼結(jié)構(gòu)的梁、板、柱、樓梯及屋：用于普通砼結(jié)構(gòu)的梁、板、柱、樓梯及屋架；架；C25C30：用于大跨度結(jié)構(gòu)、耐久性要求較高的結(jié)構(gòu)、：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；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)、吊車梁及特種以上：用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、吊車梁及特種構(gòu)件等。構(gòu)件等。劈裂試驗(yàn)測(cè)得劈裂抗拉強(qiáng)度（Splitting tension strength）混凝土的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/101/20，故在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不考慮混凝土承受拉力，而是在混凝土中配以鋼筋，由鋼筋來(lái)承受拉力。確定抗裂度時(shí)，須考慮抗拉強(qiáng)度，它是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中確定混凝土抗裂度

21、的主要指標(biāo)。 實(shí)驗(yàn)方法：劈裂法，測(cè)出強(qiáng)度為劈裂抗拉強(qiáng)度f(wàn)ts （二）砼的抗拉強(qiáng)度（二）砼的抗拉強(qiáng)度o 我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用標(biāo)準(zhǔn)試件立方體，我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用標(biāo)準(zhǔn)試件立方體，按規(guī)定的劈裂抗拉試驗(yàn)裝置測(cè)得的強(qiáng)度為劈裂抗拉強(qiáng)度，按規(guī)定的劈裂抗拉試驗(yàn)裝置測(cè)得的強(qiáng)度為劈裂抗拉強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱劈拉強(qiáng)度簡(jiǎn)稱劈拉強(qiáng)度f(wàn) ftsts 混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算： o 式中式中f ftsts混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度，混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度，MPaMPa； F F破壞荷載，；破壞荷載，； 試件劈裂面面積，試件劈裂面面積，mmmm2 2。AFAFfts637. 02混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度與混凝

22、土標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系，可用經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)如下： 拉 應(yīng) 力 壓 應(yīng) 力2.2.軸心抗壓強(qiáng)度（軸心抗壓強(qiáng)度（f fcpcp） 主要來(lái)源：混凝土與鋼筋間的摩擦力、鋼筋與水泥石間的粘結(jié)力、變形鋼筋的表面機(jī)械咬合力。（三）砼與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度（三）砼與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度 影響因素：混凝土質(zhì)量（強(qiáng)度）、鋼筋尺寸及種類、鋼筋在混凝土中的位置、加載類型、干濕變化和溫度變化等。 （四）影響硬化后水泥砼強(qiáng)度的因素（四）影響硬化后水泥砼強(qiáng)度的因素 硬化水泥石與骨料間破壞砼破壞 硬化水泥石的破壞 骨料本身的破壞 材料組成影響 制備方法因素 養(yǎng)護(hù)條件 試驗(yàn)條件（1）水泥的強(qiáng)度和水灰比)(28,bWCceacufff

23、cu,28混凝土28d齡期的立方體抗壓強(qiáng)度（M Pa）;fce 水泥實(shí)際強(qiáng)度（MPa）， fce =1.13 fceb;C/W灰水比；a、b回歸系數(shù)，碎石： a =0.46； b =0.07 卵石： a =0.48； b =0.33 以上經(jīng)驗(yàn)公式一般只適用于流動(dòng)性混凝土、低流動(dòng)性混凝土 ，不適于干硬性混凝土。 1、材料組成對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響材料組成對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響 材料組成對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響材料組成對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響W/C(水 灰 比 ）振 動(dòng)手 工 搗 實(shí)充 分 密 實(shí) 的 混 凝 土不 完 全 密 實(shí) 的 混 凝 土C/W(灰 水 比 ）抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度W / C ( 水 灰 比 ）振

24、動(dòng)手 工 搗 實(shí)充 分 密 實(shí) 的 混 凝 土不 完 全 密 實(shí) 的 混 凝 土C / W ( 灰 水 比 ）抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系 （2）骨料的影響 有害雜質(zhì)含量少 級(jí)配良好，砂率適當(dāng)砼強(qiáng)度高 碎石 骨料強(qiáng)度高 球形及立方體形狀材料組成對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響材料組成對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響（1）濕度1-空氣養(yǎng)護(hù)2-九個(gè)月后水中養(yǎng)護(hù)3-三個(gè)月后水中養(yǎng)護(hù)4-標(biāo)準(zhǔn)濕度條件下養(yǎng)護(hù) 12340 齡期（月） 12相對(duì)強(qiáng)度（%）2、養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響、養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響（2）溫度1 齡期（d） 28 相對(duì)強(qiáng)度（%）421 46 養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響?zhàn)B護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響混凝土養(yǎng)

25、護(hù)混凝土養(yǎng)護(hù)維持硬化混凝土周圍環(huán)境一定的溫度和濕度；維持硬化混凝土周圍環(huán)境一定的溫度和濕度；早期精心護(hù)理，對(duì)今后早期精心護(hù)理，對(duì)今后“茁壯成長(zhǎng)茁壯成長(zhǎng)”非常重要非常重要；混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB 50204-2002）規(guī)）規(guī)定的定的養(yǎng)護(hù)措施：養(yǎng)護(hù)措施： 澆筑完澆筑完12h內(nèi)覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)；內(nèi)覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)； 澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間：通常不得小于澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間：通常不得小于7d；若摻外加劑或有抗?jié)B要；若摻外加劑或有抗?jié)B要求，不得少于求，不得少于14d 。澆水次數(shù)能夠保證混凝土濕潤(rùn)；澆水次數(shù)能夠保證混凝土濕潤(rùn)； 覆蓋嚴(yán)密，保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水。覆蓋嚴(yán)密，保持塑料布內(nèi)有

26、凝結(jié)水。 強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或安裝模板或支架。前，不得在其上踩踏或安裝模板或支架。 （3）齡期（Age）砼的強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)而提高。早期顯著，后期緩慢。相對(duì)強(qiáng)度% 3 7 28 90 齡期（d） 36528lglg28nffn養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響?zhàn)B護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響試驗(yàn)條件： 試件形狀與尺寸 試件濕度、溫度 表面狀態(tài) 加載方式混凝土試件不同尺寸的強(qiáng)度換算系數(shù)骨料最大粒徑（mm）試件尺寸（mm）換算系數(shù)301001001000.95401501501501602002002001.05(1)尺寸3、試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響(

27、2)試件形狀試件形狀環(huán)箍效應(yīng):當(dāng)試件受壓面積相同，而高度不同時(shí)，高寬比越大，抗壓強(qiáng)度越小。試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響（3）表面狀態(tài)）表面狀態(tài)壓力機(jī)壓板 試件破壞后 不受壓板約束時(shí) 對(duì)試件的約束作用 殘存的棱錐體 試件的破壞情況環(huán)箍效應(yīng)導(dǎo)致的破壞形態(tài)1、選用高強(qiáng)度水泥和早強(qiáng)型水泥2、采用低水灰比3、摻加混凝土外加劑和摻合料4、采用濕熱處理蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)5、采用機(jī)械攪拌和振搗。（三）提高混凝土強(qiáng)度的措施（三）提高混凝土強(qiáng)度的措施 蒸汽養(yǎng)護(hù)就是將成型后的混凝土制品放在蒸汽養(yǎng)護(hù)就是將成型后的混凝土制品放在100以下的以下的常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。以加快混凝土強(qiáng)度發(fā)展的速度。混

28、凝常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。以加快混凝土強(qiáng)度發(fā)展的速度?；炷两?jīng)土經(jīng)1620的蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條的蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下件下28強(qiáng)度的強(qiáng)度的70 80。 蒸壓養(yǎng)護(hù)混凝土在蒸壓養(yǎng)護(hù)混凝土在175溫度和個(gè)大氣壓的蒸壓釜中溫度和個(gè)大氣壓的蒸壓釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。主要適用于硅酸鹽混凝土拌合物及其制品。進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。主要適用于硅酸鹽混凝土拌合物及其制品。o 提高混凝土強(qiáng)度的措施提高混凝土強(qiáng)度的措施o （1 1）選用高強(qiáng)度水泥和低水灰比）選用高強(qiáng)度水泥和低水灰比 水泥是混凝土中的活性組分，在相同的配水泥是混凝土中的活性組分，在相同的配合比情況下，所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)越高，混合比情況下，所

29、用水泥的強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土的強(qiáng)度越高。水灰比是影響混凝土程度凝土的強(qiáng)度越高。水灰比是影響混凝土程度的重要因素，試驗(yàn)證明，水灰比增加的重要因素，試驗(yàn)證明，水灰比增加 ，則混凝土強(qiáng)度將下降，在滿足施工和易則混凝土強(qiáng)度將下降，在滿足施工和易性和混凝土耐久性要求條件下，盡可能降低性和混凝土耐久性要求條件下，盡可能降低水灰比和提高水泥強(qiáng)度，這對(duì)提高混凝土的水灰比和提高水泥強(qiáng)度，這對(duì)提高混凝土的強(qiáng)度是十分有效的。強(qiáng)度是十分有效的。o （2 2）摻用混凝土外加劑）摻用混凝土外加劑o 在混凝土中摻入減水劑，可減少用水量，提在混凝土中摻入減水劑，可減少用水量，提高混凝土強(qiáng)度；摻入早強(qiáng)劑，可提高混凝土高混凝土強(qiáng)

30、度；摻入早強(qiáng)劑，可提高混凝土的早期強(qiáng)度。在混凝土中摻入礦物外加劑的早期強(qiáng)度。在混凝土中摻入礦物外加劑（如磨細(xì)礦渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉等），（如磨細(xì)礦渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉等），可以節(jié)約水泥，降低成本；減少環(huán)境污染，可以節(jié)約水泥，降低成本；減少環(huán)境污染，改善混凝土諸多性能。改善混凝土諸多性能。o （3 3）采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振動(dòng)成型。）采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振動(dòng)成型。o 采用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗的混合料，可采用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗的混合料，可使混凝土混合料的顆粒產(chǎn)生振動(dòng)，降低水泥使混凝土混合料的顆粒產(chǎn)生振動(dòng)，降低水泥漿的粘度和骨料的摩擦力，使混凝土拌合物漿的粘度和骨料的摩擦力，使混凝土拌合物轉(zhuǎn)入液體

31、狀態(tài)，在滿足施工和易性要求條件轉(zhuǎn)入液體狀態(tài)，在滿足施工和易性要求條件下，可減少拌合用水量，降低水灰比。同時(shí)，下，可減少拌合用水量，降低水灰比。同時(shí)，混凝土混合物被振搗后，它的顆?；ハ嗫拷?，混凝土混合物被振搗后，它的顆粒互相靠近，并把空氣排出，使混凝土內(nèi)部孔隙大大減少，并把空氣排出，使混凝土內(nèi)部孔隙大大減少，從而使混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度大大提高。從而使混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度大大提高。o （4 4）采用濕熱處理）采用濕熱處理o 濕熱處理可分為蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)兩類。濕熱處理可分為蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)兩類。蒸汽養(yǎng)護(hù)就是將成型后的混凝土制品放在蒸汽養(yǎng)護(hù)就是將成型后的混凝土制品放在100100以下的常壓蒸汽中

32、進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。以加快以下的常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。以加快混凝土強(qiáng)度發(fā)展的速度?；炷两?jīng)混凝土強(qiáng)度發(fā)展的速度。混凝土經(jīng)16162020的蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條的蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下件下2828強(qiáng)度的強(qiáng)度的7070 8080。o 蒸壓養(yǎng)護(hù)混凝土在蒸壓養(yǎng)護(hù)混凝土在175175溫度和個(gè)大氣壓溫度和個(gè)大氣壓的蒸壓釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。主要適用于硅酸鹽混的蒸壓釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。主要適用于硅酸鹽混凝土拌合物及其制品。凝土拌合物及其制品。 影響砼強(qiáng)度的因素影響砼強(qiáng)度的因素水泥石與骨料水泥石與骨料 粘結(jié)力粘結(jié)力養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)條件條件攪拌振攪拌振搗方式搗方式水泥石水泥石強(qiáng)度強(qiáng)度溫度溫度濕度濕度機(jī)械機(jī)械人工

33、人工級(jí)配級(jí)配形狀形狀齡期齡期水泥等級(jí)水泥等級(jí)水灰比水灰比骨料骨料實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件試件試件尺寸尺寸形狀形狀三、混凝土的變形性能三、混凝土的變形性能（Deformation） 化學(xué)變形 化學(xué)因素 非荷載變形 干濕變形 溫度變形 荷載變形 力學(xué)因素物理因素導(dǎo)致裂縫，影響強(qiáng)度及耐久性變形（一）化學(xué)收縮（自生體積變形）混凝土終凝后，水泥水化引起的體積縮小，又稱自身收縮。特點(diǎn)：不能恢復(fù)（二）干濕變形（物理收縮）混凝土因?yàn)橹車h(huán)境的濕度變化，產(chǎn)生的干縮濕脹。砼中的水：自由水（孔隙水）變化時(shí)不會(huì)產(chǎn)生變形 毛細(xì)管水 吸附水 變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生干濕變形 砼失去自由水毛細(xì)管水蒸發(fā)收縮吸附水蒸發(fā)膠體失水而緊縮干縮變形干縮后

34、砼 大部分可恢復(fù) 30%50%不可逆2.危害性危害性砼表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力裂紋降低抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕等耐久性能。在空氣中硬化繼續(xù)干燥產(chǎn)生負(fù)壓繼續(xù)干燥引起變濕吸水3.干縮率干縮率試驗(yàn)值： （35）10-4，工程中常用： （1.52.0）10-44.影響因素影響因素（1）水泥的用量、細(xì)度、及品種水灰比不變： 水泥用量愈多，砼干縮率 水泥顆粒愈細(xì)，砼干縮率（2）水灰比的影響水泥用量不變： 水灰比，干縮率（3）施工質(zhì)量的影響延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間推遲干縮變形的發(fā)生和發(fā)展，但影響甚微采用濕熱法處理養(yǎng)護(hù)砼減小砼的干縮率（4）骨料的影響骨料含量多，干縮率。（三）溫度變形隨著溫度的變化而產(chǎn)生熱脹冷縮變形。溫度變形系數(shù)

35、： （0.61.3）10-5 / 。 一般?。?=1.010-5 / 主要危害： 大體積砼 縱長(zhǎng)的砼結(jié)構(gòu) 大面積砼工程措施：設(shè)溫度伸縮縫，以及在結(jié)構(gòu)內(nèi)配置溫度鋼筋。（四）在荷載作用下的變形1.砼在短期作用下的變形 砼為彈塑性體，受力時(shí)既產(chǎn)生彈性變形，又產(chǎn)生塑性變形，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈曲線。應(yīng)力應(yīng)變peABO（四）在荷載作用下的變形2.砼在長(zhǎng)期荷載作用下的變形徐變（Creep）混凝土在持續(xù)荷載作用下，隨時(shí)間增加的變形稱為徐變。亦稱蠕變。特點(diǎn)： 可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中，使應(yīng)力重新分配使砼構(gòu)件中局部應(yīng)力得到緩和。使鋼筋的預(yù)加應(yīng)力受到損失（預(yù)應(yīng)力），使構(gòu)件強(qiáng)度減小。 混凝土抗拉強(qiáng)度太低，正常使用條

36、件下受拉區(qū)的混凝土就開(kāi)裂，構(gòu)件的剛度降低撓度增大，鋼筋外露導(dǎo)致銹蝕破壞。如果不允許構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，鋼筋的拉應(yīng)力僅為2030 MPa；如果限制裂縫的寬度在0.2mm以下，鋼筋的拉應(yīng)力也只能達(dá)到150 MPa。在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋的強(qiáng)度未能充分發(fā)揮。既要充分發(fā)揮鋼筋的作用，又要使構(gòu)件不出現(xiàn)裂縫或裂縫很小，只有改造混凝土。 在混凝土構(gòu)件的受拉區(qū)預(yù)先施加壓力，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，造成一種人為的應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，首先要抵消混凝土的預(yù)壓應(yīng)力，然后隨著荷載的增加，混凝土才開(kāi)始受拉和開(kāi)裂。因而可以推遲裂縫出現(xiàn)，減小裂縫的寬度。如果施加的預(yù)壓應(yīng)力足夠大，甚至不出現(xiàn)裂縫。這種在構(gòu)件受荷以前

37、預(yù)先對(duì)受拉區(qū)混凝土施加壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)稱為預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)壓應(yīng)力的作用：部分抵消或全部抵消外荷載所引起的拉應(yīng)力，因此延緩了混凝土構(gòu)件的開(kāi)裂。 混凝土本身的強(qiáng)度等級(jí)愈高，預(yù)壓應(yīng)力值就可愈大，構(gòu)件抗裂性愈好。實(shí)際上，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件是利用了混凝土固有的抗壓強(qiáng)度來(lái)提高構(gòu)件的抗裂性。徐變變形與徐變恢復(fù)西太平洋西太平洋Caroline群島上的一座橋梁（主跨為群島上的一座橋梁（主跨為241m）由于徐）由于徐變使跨中向下?lián)锨愉伒臉蛎姘暹M(jìn)一步加劇徐變，使該橋變使跨中向下?lián)锨?，加鋪的橋面板進(jìn)一步加劇徐變，使該橋在建成不到在建成不到20年后坍塌年后坍塌 （1996年）。年）。 （五）防止徐變的措施1.正確選擇砂石

38、級(jí)配2.嚴(yán)格控制砼水灰比3.振搗密實(shí)4.施工時(shí)保證早期養(yǎng)護(hù)5.控制熟料成分鐵鋁酸四鈣含量高，抗裂6.骨料：硬質(zhì)7.選用后期強(qiáng)度增長(zhǎng)快的粉煤灰及礦渣水泥等。產(chǎn)生徐變?cè)颍河捎谠陂L(zhǎng)期荷載作用下，水泥石中的凝膠體產(chǎn)生粘性流動(dòng)，向毛細(xì)孔內(nèi)遷移所致。砼內(nèi)毛細(xì)孔數(shù)量越多，徐變?cè)酱蠹雍升g期越長(zhǎng)，徐變?cè)叫∷嘤昧亢退冶仍叫?，徐變?cè)叫∷霉橇蠌椥阅Ａ吭酱螅熳冊(cè)叫?所受應(yīng)力越大，徐變?cè)酱?混凝土的混凝土的耐久性耐久性是要求混凝土具有良好的是要求混凝土具有良好的長(zhǎng)期環(huán)境適應(yīng)性長(zhǎng)期環(huán)境適應(yīng)性。近年來(lái)，混凝土結(jié)構(gòu)的近年來(lái)，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性耐久性及及耐久性設(shè)計(jì)耐久性設(shè)計(jì)受到受到普遍關(guān)注普遍關(guān)注。材料破壞所引起的材料

39、破壞所引起的結(jié)構(gòu)維修結(jié)構(gòu)維修與與更換費(fèi)用更換費(fèi)用在整個(gè)施工預(yù)算中在整個(gè)施工預(yù)算中占有很大的比重，全世界每年因混凝土耐久性問(wèn)題造成的社占有很大的比重，全世界每年因混凝土耐久性問(wèn)題造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失十分巨大，修復(fù)和重建費(fèi)用上會(huì)經(jīng)濟(jì)損失十分巨大，修復(fù)和重建費(fèi)用上千億美元千億美元。材料的耐久性與材料的耐久性與可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展存在密切聯(lián)系。存在密切聯(lián)系。我國(guó)基本建設(shè)正處于高速發(fā)展時(shí)期，如何確保我國(guó)基本建設(shè)正處于高速發(fā)展時(shí)期，如何確保重大混凝土重大混凝土工程工程的耐久性延長(zhǎng)其使用壽命，既是重大科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，又的耐久性延長(zhǎng)其使用壽命，既是重大科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，又是重大社會(huì)問(wèn)題。是重大社會(huì)問(wèn)題?；炷两Y(jié)構(gòu)的混

40、凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命使用壽命：一般為：一般為50年，多數(shù)專家認(rèn)為可達(dá)年，多數(shù)專家認(rèn)為可達(dá)1502000年。年。 三、砼的耐久性國(guó)際高耐久混凝土工程國(guó)際高耐久混凝土工程英國(guó)北海采油平臺(tái)和日本明石跨海大橋英國(guó)北海采油平臺(tái)和日本明石跨海大橋100年；年；加拿大聯(lián)盟大橋加拿大聯(lián)盟大橋120年；年；沙特阿拉伯沙特阿拉伯巴林高速公路的跨海大橋巴林高速公路的跨海大橋150年；年；荷蘭東謝爾德海閘荷蘭東謝爾德海閘250年；年；中國(guó)三峽工程中國(guó)三峽工程500年。年。 美國(guó)紐約州使用了美國(guó)紐約州使用了20年的高速年的高速公路橋梁公路橋梁北京西直門立交橋承臺(tái)破北京西直門立交橋承臺(tái)破壞情況壞情況 采用含鹽砂的混凝土路面

41、因膨脹而采用含鹽砂的混凝土路面因膨脹而在預(yù)留的脹縫處被擠碎在預(yù)留的脹縫處被擠碎甘肅酒泉鹽漬土地基上修建的公路甘肅酒泉鹽漬土地基上修建的公路離岸式碼頭鋼筋混凝土柱腐蝕離岸式碼頭鋼筋混凝土柱腐蝕破壞普遍嚴(yán)重破壞普遍嚴(yán)重 超鹽浸土地區(qū)埋設(shè)的混凝土試件超鹽浸土地區(qū)埋設(shè)的混凝土試件 混凝土結(jié)構(gòu)房屋腐蝕嚴(yán)重混凝土結(jié)構(gòu)房屋腐蝕嚴(yán)重 耐久性：耐久性：綜合性指標(biāo)，指抗?jié)B性、抗凍性、抗腐蝕、抗碳化綜合性指標(biāo)，指抗?jié)B性、抗凍性、抗腐蝕、抗碳化性、抗磨性、抗堿性、抗磨性、抗堿骨料反應(yīng)及混凝土中的鋼筋耐銹蝕等性能。骨料反應(yīng)及混凝土中的鋼筋耐銹蝕等性能。1、抗?jié)B性抗?jié)B性：指砼在有壓水、油等液體作用下，抵抗?jié)B透的能力。：指

42、砼在有壓水、油等液體作用下，抵抗?jié)B透的能力。用抗?jié)B等級(jí)（用抗?jié)B等級(jí)（P）表示，有）表示，有P4、P6、P8、P10、P12等五個(gè)等級(jí)。等五個(gè)等級(jí)。砼內(nèi)部存在：貫穿孔隙、毛細(xì)管和孔洞、蜂窩等；砼內(nèi)部存在：貫穿孔隙、毛細(xì)管和孔洞、蜂窩等；措施：降低水灰比措施：降低水灰比提高密實(shí)度、改變孔隙結(jié)構(gòu)。提高密實(shí)度、改變孔隙結(jié)構(gòu)。三、砼的耐久性 抗凍性用抗凍等級(jí)表示，抗凍標(biāo)號(hào)是按規(guī)范規(guī)定的試驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)凍融循環(huán)，以同時(shí)滿足強(qiáng)度損失率不超過(guò)25%，質(zhì)量損失率不超過(guò)5%時(shí)的循環(huán)次數(shù)。它分為F25、F50、F100、F250、F300等。2、抗凍性（Frost resistance）抗凍性影響因素：密實(shí)程度、孔隙特

43、征和數(shù)量、孔隙內(nèi)充水程度耐磨性和抗侵蝕性 3.耐磨性（Wearing capacity） 抵抗機(jī)械磨損的能力。影響因素：砼的表面光滑程度、水泥品種、石子硬度等。4.抗侵蝕性 混凝土的抗侵蝕性主要取決于其所用水泥的品種及混凝土的密實(shí)度。故提高混凝土抗侵蝕性的主要措施是合理選用水泥品種、降低水灰比、提高混凝土的密實(shí)度及盡量減少混凝土中的開(kāi)口孔隙。5.混凝土的碳化 混凝土的碳化是指混凝土內(nèi)水泥石中Ca（OH）2與空氣中的CO2時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaCO3和H2O。不利影響：減弱了對(duì)鋼筋的保護(hù)作用。 增加混凝土的收縮，降低混凝土的抗拉、抗折 強(qiáng)度及抗?jié)B能力。有利影響：提高混凝土的密實(shí)度，對(duì)提高抗壓強(qiáng)

44、度有利?；炷恋奶蓟绊懸蛩兀憾趸嫉臐舛?、環(huán)境濕度、水泥品種、水灰比等。 二氧化碳的濃度高，碳化速度快； 環(huán)境中濕度在50%75%時(shí)，碳化速度最快； 濕度小于25%或大于100%時(shí)，碳化作用將停止進(jìn)行采取措施：a.合理選用水泥品種； b.使用減水劑，提高混凝土的密實(shí)度 ； c.采用水灰比小，單位水泥用量較大的混凝土配合比 d.在混凝土表面涂刷保護(hù)層，防止二氧化碳侵入等； e.加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保證振搗質(zhì)量。 混凝土的碳化 堿骨料反應(yīng)是指水泥中的堿（Na2O、K2O）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)雜的堿硅酸凝膠，吸水，體積膨脹（可增加3倍以上），從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生

45、膨脹開(kāi)裂而破壞，這種現(xiàn)象稱為堿骨料反應(yīng)。 堿骨料反應(yīng)必須具備的三個(gè)條件：a.水泥中堿含量高，(Na2O+0.658K2O)%大于0.6%；b.骨料中含有活性二氧化硅成分，此類巖石有流紋巖、玉髓等；c.有水的存在?；炷恋膲A骨料反應(yīng)6.堿骨料反應(yīng)堿硅酸凝膠堿硅酸凝膠堿骨料反應(yīng)引起的裂縫堿骨料反應(yīng)引起的裂縫 混凝土的堿骨料反應(yīng) 堿骨料反應(yīng)速度極慢，但造成的危害極大，而且無(wú)法彌補(bǔ)，其危害需幾年或幾十年才表現(xiàn)出來(lái)。通常用長(zhǎng)度法，如六個(gè)月試塊的膨脹率超過(guò)0.05%或一年中超過(guò)0.1%，這種骨料認(rèn)為具有活性。1、合理選擇水泥品種 ；2、適當(dāng)控制砼的水灰比和水泥用量 ； 3、選用品種良好，級(jí)配合格的骨料；

46、4、摻外加劑；5、保證砼的施工質(zhì)量。 提高混凝土耐久性的措施混混 凝凝 土土 的的 最最 大大 水水 灰灰 比比 和和 最最 小小 水水 泥泥 用用 量量 （ J JG GJ J5 55 5 2 20 00 00 0） 最最 大大 水水 灰灰 比比 最最 小小 水水 泥泥 用用 量量 （ ） 環(huán)環(huán) 境境 條條 件件 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 物物 類類 別別 素素 混混 凝凝土土 鋼鋼 筋筋 混混 凝凝 土土 預(yù)預(yù) 應(yīng)應(yīng) 力力 混混 凝凝 土土 素素 混混 凝凝土土 鋼鋼 筋筋 混混 凝凝 土土 預(yù)預(yù) 應(yīng)應(yīng) 力力 混混 凝凝 土土 1 1. .干干 燥燥 環(huán)環(huán) 境境 正正 常常 的的 居居 住住 或或 辦辦

47、 公公 用用 房房 屋屋 內(nèi)內(nèi) 部部 件件 不不 作作 規(guī)規(guī)定定 0 0. .6 65 5 0 0. .6 60 0 2 20 00 0 2 26 60 0 3 30 00 0 無(wú)無(wú) 凍凍 害害 高高 濕濕 度度 的的 室室 內(nèi)內(nèi) 部部 件件 室室 外外 部部 件件 在在 非非 侵侵 蝕蝕 性性 土土 和和（ 或或 ）水水中中 的的 部部 件件 0 0. .7 70 0 0 0. .6 60 0 0 0. .6 60 0 2 22 25 5 2 28 80 0 3 30 00 0 2 2. . 潮潮 濕濕環(huán)環(huán) 境境 有有 凍凍 害害 經(jīng)經(jīng) 受受 凍凍 害害 的的 室室 外外 部部 件件 在在

48、非非 侵侵 蝕蝕 性性 土土 和和（ 或或 ）水水中中 且且 經(jīng)經(jīng) 受受 凍凍 害害 的的 部部 件件 高高 濕濕 度度 且且 經(jīng)經(jīng) 受受 凍凍 害害 中中 的的 室室內(nèi)內(nèi) 部部 件件 0 0. .5 55 5 0 0. .5 55 5 0 0. .5 55 5 2 25 50 0 2 28 80 0 3 30 00 0 有有 凍凍 害害 和和 除除 冰冰劑劑 的的 潮潮 濕濕 環(huán)環(huán) 境境 經(jīng)經(jīng) 受受 凍凍 害害 和和 除除 冰冰 劑劑 作作 用用 的的室室 內(nèi)內(nèi) 和和 室室 外外 部部 件件 0 0. .5 50 0 0 0. .5 50 0 0 0. .5 50 0 3 30 00 0 3

49、 30 00 0 3 30 00 0 注注 ： 當(dāng)當(dāng) 用用 活活 性性 摻摻 合合 料料 取取 代代 部部 分分 水水 泥泥 時(shí)時(shí) ， 表表 中中 的的 最最 大大 水水 灰灰 比比 及及 最最 小小 水水 泥泥 用用 量量 即即 為為 替替 代代 前前 的的 水水 灰灰 比比 和和 水水 泥泥 用用 量量 提高混凝土耐久性的措施 某32.5普通水泥，儲(chǔ)存期超過(guò)三個(gè)月。已測(cè)得其3d強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度等級(jí)為32.5MPa的要求?，F(xiàn)又測(cè)得其28d抗折、抗壓破壞荷載如下表所示：試件編號(hào)123抗折破壞荷載（kN）2.92.62.8抗壓破壞荷載（kN）656464536670計(jì)算后判定該水泥是否能按原強(qiáng)度等級(jí)

50、使用。例題1解: 1.1.抗折破壞強(qiáng)度抗折破壞強(qiáng)度 v = 3 F L / 2 b2 = 0.00234 F試件1: v=0.00234*2900=6.786MPa試件2: v=0.00234*2600=6.084MPa試件3: v=0.00234*2800=6.552MPa平均值=(6.786+6.084+6.552)/3=6.474 MPa三個(gè)值中無(wú)超過(guò)平均值10%,故無(wú)剔除值.故該水泥的抗折強(qiáng)度為6.474 MPa. 2. 2.抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度 c = F / A = F/1600試件1: c =65000/1600=40.6MPa c =64000/1600=40MPa試件2: c =

51、64000/1600=40MPa c =53000/1600=33.1MPa例題1L L100mm100mmb b40mm40mmh h40mm40mm試件3: c =66000/1600=41.3MPa c =70000/1600=43.8MPa平均值=(40.6+40+40+33.1+41.3+43.8)/6 =39.8 MPa 其中33.1超過(guò)平均值的10%,應(yīng)剔除。剩余5個(gè)的平均值為:平均值=(40.6+40+40+41.3+43.8)/5=41.1 MPa 無(wú)值超過(guò)平均值的10%,故該水泥的抗壓強(qiáng)度為41.1 MPa。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定32.5#普通水泥28d抗折強(qiáng)度須大于5.5 MPa

52、、抗壓強(qiáng)度須大于32.5MPa，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出該水泥28d抗折強(qiáng)度為6.474 MPa、抗壓強(qiáng)度為41.1MPa，因此該水泥滿足28天的強(qiáng)度要求。已測(cè)得其3d強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度等級(jí)為32.5MPa的要求。故該水泥能按原強(qiáng)度等級(jí)使用。例題1例題2例題2第四節(jié) 混凝土外加劑o 摻量不大于水泥質(zhì)量的5%，能顯著改善砼的性能一、外加劑種類改善工作性：減水性、泵送劑、引氣劑調(diào)節(jié)凝結(jié)硬化時(shí)間：緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑改善耐久性：阻銹劑、防水劑、引氣劑其它：加氣劑、著色劑、膨脹劑、防凍劑 砼科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的主要方向是高強(qiáng)、耐久、輕質(zhì)、多功能、節(jié)能、快硬和流態(tài)，砼存在許多不足之處，為滿足不同工程的需要，摻入不同種類

53、的外加劑，可獲得提強(qiáng)、改性、節(jié)泥、節(jié)能、加速減輕帶動(dòng)強(qiáng)度等效益。外加劑視為砼的第五種組材，我國(guó)的品種達(dá)100多種。1.減水劑 在砼坍落度基本相同條件下，加入能減少拌和用水量的外加劑。o 水泥加水拌和，水泥漿成絮凝結(jié)構(gòu)，包裹一部分拌和水，降低了流動(dòng)性，加減水劑后，（1）其疏水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，使水泥顆粒表面帶有相同電荷，斥力作用使水泥顆粒分開(kāi)，放出絮凝結(jié)構(gòu)游離水，增加流動(dòng)性。1、作用機(jī)理：表面活性劑、作用機(jī)理：表面活性劑游離水水泥顆粒減水劑電性斥力水泥顆粒水泥顆粒溶劑化水膜游離水（a）（b）（c）（2）親水基吸附大量極性水分子，增加水泥顆粒表面溶劑化水膜厚度，起潤(rùn)滑作用，改善工作性；（

54、3）減水劑降低表面張力，水泥顆粒更易濕潤(rùn)。 增大流動(dòng)性（100200mm ）； 提高強(qiáng)度（W/C）1520 ； 節(jié)約水泥，1015 2、減水劑的作用效果、減水劑的作用效果 摻量為水泥量的摻量為水泥量的0.5%1.0%，減水率為，減水率為10%27%； 28d強(qiáng)度提高強(qiáng)度提高30%50%； 當(dāng)水泥用量相同和強(qiáng)度相近時(shí)，可使塑性混凝當(dāng)水泥用量相同和強(qiáng)度相近時(shí)，可使塑性混凝土的坍落度增加土的坍落度增加150mm以上。以上。 適用于蒸養(yǎng)混凝土、高強(qiáng)混凝主、早強(qiáng)混凝土適用于蒸養(yǎng)混凝土、高強(qiáng)混凝主、早強(qiáng)混凝土及流態(tài)混凝土。及流態(tài)混凝土。3、減水劑的種類、減水劑的種類 4、注意、注意木質(zhì)素系、糖蜜系、萘系、

55、樹(shù)脂系、氨基磺酸鹽、聚羧酸。木質(zhì)素系、糖蜜系、萘系、樹(shù)脂系、氨基磺酸鹽、聚羧酸。減水劑的減水劑的摻入方法摻入方法先摻法：先摻法：減水劑與水泥混合后再與骨料和水一起攪拌。減水劑與水泥混合后再與骨料和水一起攪拌。同摻法：同摻法：減水劑溶于水后再加入拌合物中一起攪拌。減水劑溶于水后再加入拌合物中一起攪拌。 后摻法：后摻法：混凝土運(yùn)送到澆筑地點(diǎn)后，加入減水劑再次攪拌?；炷吝\(yùn)送到澆筑地點(diǎn)后，加入減水劑再次攪拌。滯水法：滯水法：在攪拌過(guò)程中減水劑滯后在攪拌過(guò)程中減水劑滯后13min加入。加入。2. .引氣劑引氣劑攪拌混凝土?xí)r，能引入大量均勻、穩(wěn)定而封閉的攪拌混凝土?xí)r，能引入大量均勻、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡

56、微小氣泡；作用：作用：改善改善和易性和易性、抗凍性抗凍性、抗?jié)B性抗?jié)B性、保水性保水性和和粘聚性粘聚性，降降低強(qiáng)度低強(qiáng)度；主要產(chǎn)品：松香熱聚物主要產(chǎn)品：松香熱聚物、松脂皂松脂皂和和烷基磺酸鹽烷基磺酸鹽等；等； 不適宜用于不適宜用于蒸養(yǎng)混凝土蒸養(yǎng)混凝土及及預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土。 加速砼早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑，后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響，用于冬季施工和搶修工程。砼短期拆膜，加快模板的周轉(zhuǎn)率。o 1 1 機(jī)理機(jī)理 早強(qiáng)劑是加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。早強(qiáng)劑對(duì)水早強(qiáng)劑是加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。早強(qiáng)劑對(duì)水泥中的硅酸三鈣和硅酸二鈣等礦物的水有催化作用，能加速泥中的硅酸三鈣和硅酸二鈣等礦物的水有催化作用

57、，能加速水泥的水化和硬化，而具有早強(qiáng)的作用。水泥的水化和硬化，而具有早強(qiáng)的作用。3.早強(qiáng)劑早強(qiáng)劑2 種類種類 常用的早強(qiáng)劑有三類：無(wú)機(jī)鹽類、有機(jī)鹽類和有機(jī)復(fù)合早常用的早強(qiáng)劑有三類：無(wú)機(jī)鹽類、有機(jī)鹽類和有機(jī)復(fù)合早強(qiáng)劑。通常采用復(fù)合早強(qiáng)劑，可以獲得更為有效的早強(qiáng)作用。強(qiáng)劑。通常采用復(fù)合早強(qiáng)劑，可以獲得更為有效的早強(qiáng)作用。1）CaCl2 反應(yīng)生成不溶于此混合物的物質(zhì)，硬化快，早強(qiáng)高，摻量為水泥質(zhì)量的1%2%，2-3d強(qiáng)度顯著提高。注意：Cl-易使鋼筋產(chǎn)生原電池腐蝕。2）Na2SO4 Na2SO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4.2H2O+2NaOH+C3A水泥硫化鋁酸鈣 可用于不允許摻用氯鹽的

58、砼，但嚴(yán)禁用于含有活性骨料的砼。3）復(fù)合早強(qiáng)劑 摻加三乙醇胺復(fù)合早強(qiáng)劑能提高砼的早期強(qiáng)度（摻加三乙醇胺復(fù)合早強(qiáng)劑能提高砼的早期強(qiáng)度（2d強(qiáng)度）強(qiáng)度）40%以上，使砼達(dá)到以上，使砼達(dá)到28d強(qiáng)度的養(yǎng)護(hù)時(shí)間縮短強(qiáng)度的養(yǎng)護(hù)時(shí)間縮短1/2。常用。常用于混凝土快速低溫施工。于混凝土快速低溫施工。 1 1）機(jī)理）機(jī)理 緩凝劑是能延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，對(duì)混凝土后期物理力學(xué)緩凝劑是能延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，對(duì)混凝土后期物理力學(xué)性能無(wú)不利影響的外加劑。緩凝劑能延緩水泥凝結(jié)時(shí)間，是因性能無(wú)不利影響的外加劑。緩凝劑能延緩水泥凝結(jié)時(shí)間，是因?yàn)樵谒嗉捌渌锉砻嫔系奈阶饔?，或與水泥反應(yīng)生成不為在水泥及其水化物表面上的

59、吸附作用，或與水泥反應(yīng)生成不溶層而達(dá)到緩凝的效果。溶層而達(dá)到緩凝的效果。 2 2）常用緩凝劑的種類）常用緩凝劑的種類 羥基羧酸鹽羥基羧酸鹽 如酒石酸、酒石酸甲納、檸檬酸、水楊酸等。如酒石酸、酒石酸甲納、檸檬酸、水楊酸等。 多羥基碳水化合物多羥基碳水化合物 如糖蜜、含氧有機(jī)酸、多元醇等。如糖蜜、含氧有機(jī)酸、多元醇等。 無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物 如如NaNa3 3POPO4 4、NaNa2 2B B4 4O O7 7、NaNa2 2SOSO4 4等。等。4.緩凝劑主要產(chǎn)品：木鈣、糖蜜主要產(chǎn)品：木鈣、糖蜜等；等；速凝劑o 使水泥中的石膏變成Na2SO4。3）應(yīng)用）應(yīng)用 緩凝劑用于橋梁大體積混凝土工程，可

60、延緩混凝土的凝結(jié)緩凝劑用于橋梁大體積混凝土工程，可延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，保持工作性，延長(zhǎng)放熱時(shí)間，消除或減少裂縫，保證結(jié)時(shí)間，保持工作性，延長(zhǎng)放熱時(shí)間，消除或減少裂縫，保證結(jié)構(gòu)整體性。構(gòu)整體性。作用：作用：保坍、防冷縫、大體積混凝土施工；保坍、防冷縫、大體積混凝土施工；最常用的兩大種最常用的兩大種粉煤灰粉煤灰硅粉硅粉火力發(fā)電廠工業(yè)廢渣火力發(fā)電廠工業(yè)廢渣 生產(chǎn)硅鐵合金或硅鋼的副產(chǎn)品生產(chǎn)硅鐵合金或硅鋼的副產(chǎn)品 具有很高的火山灰活性具有很高的火山灰活性配制一般混凝土，摻量為水泥用量的配制一般混凝土，摻量為水泥用量的5%10%；配制高強(qiáng)混凝土，摻量為水泥用量的配制高強(qiáng)混凝土，摻量為水泥用量的20%30