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1、混凝土學教案第一章第一節(jié)組成材料教學目標：掌握混凝土原材料之一的水泥的相關(guān)種類性質(zhì)。掌握水泥的水化，凝結(jié)硬化。了解各種水泥的適用情況。教學重點：水泥的種類及其性質(zhì)。水泥的水化，凝結(jié)硬化。教學難點：各種水泥的組成成分分析。教學內(nèi)容：第一章 第一節(jié) 水泥水泥命名原則（GB4131-84）按性能及用途分三類：通用水泥、專用水泥、特性水泥。1.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與基本組成凡由硅酸鹽水泥熟料，石灰石或粒化高爐礦渣，適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（國外通稱波特蘭水泥）。不摻混合材料稱型硅酸鹽水泥（ ）；摻5%混合材料稱型硅酸鹽水泥（ ）。硅酸鹽水泥主要礦物組成與特性性能指標熟料礦物C

2、3SC2SC3AC4AF水泥凝結(jié)硬化速率快慢最快快28d水化熱多少最多中強度早期高低低低后期高高低低1.1.2硅酸鹽水泥的水化硬化1.硅酸鹽水泥熟料的水化2.硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程水化膜層長厚連接（初凝）失去可塑性產(chǎn)生強度（終凝）水化加深具有強度（硬化）。為了控制水泥水化速度摻入適量石膏。 1.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)要求硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-1999 ）規(guī)定如下：1細度細度是指水泥顆粒的粗細程度。2凝結(jié)時間國標規(guī)定：六大水泥的初凝45min；硅酸鹽水泥的終凝6.5h，其它五類水泥終凝10h。3體積安定性水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中，體積變化的均勻性。引起體積安定

3、性不良的原因是：熟料含有過多f-CaO、f-MgO或石膏摻量過多。4.強度和強度等級水泥強度是選用水泥時的主要技術(shù)指標，也是劃分水泥強度等級的依據(jù)。國標規(guī)定：采用（ISO法）測定水泥強度。據(jù)測定結(jié)果，按表3-7確定水泥的強度等級。國標規(guī)定：硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個強度等級；其它五種水泥分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個強度等級。5堿含量堿含量是指水泥中Na2O和 K2O的含量。若水泥中堿含量過高，易產(chǎn)生堿-骨料反應，造成工程危害。 1.1.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止1.硅酸鹽水泥的腐蝕（1）軟水的侵蝕

4、（2）硫酸鹽的腐蝕3CaOAl2O36H2O 3(CaSO42H2O) 19H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2O（3）鎂鹽的腐蝕MgSO4 Ca(OH) 2 H2O= CaSO42H2O Mg(OH) 2MgCl2 Ca(OH) 2= CaCl2 Mg (OH) 2（4）一般酸的腐蝕(均會產(chǎn)生不同程度的腐蝕)5）碳酸腐蝕Ca(OH) 2 CO2 H2O=CaCO3 2H2OCaCO3 CO2 H2O=Ca(HCO3)2（6）強堿的腐蝕3CaOAl2O3 6Na OH= 3NaOAl2O3 3Ca(OH) 22.腐蝕的防止（1）根據(jù)環(huán)境特點，合理選用水泥品種（2）提高水泥石密度，改善

5、孔結(jié)構(gòu)（3）加做保護層1.1.5其他通用水泥1.1.5.1水泥混合材料1.活性混合材料（1）?；郀t礦渣（2）粉煤灰（3）火山灰質(zhì)混合材料2.非活性混合材料低于GB1596、GB2847、GB203要求的粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料和?；郀t礦渣以及石灰石和砂巖。3.窯灰1.1.5.2幾種通用水泥的組成與技術(shù)要求1.普通硅酸鹽水泥（1）組成凡由硅酸鹽水泥熟料，6%-15%混合材料，適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥PO）。（2）技術(shù)要求混合材料的摻量較少，其礦物組成和硅酸鹽水泥相似，所以普通水泥的性能、應用范圍與同強度等級的硅酸鹽水泥相近。強度等級多了32.5和32

6、.5R，少了62.5和62.5R。 2.礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥 （1）組成凡由硅酸鹽水泥熟料和粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為礦渣硅酸鹽水泥（簡稱礦渣水泥PS ）。水泥中粒化高爐礦渣摻加量按重量百分比計為20%70%。允許用石灰石、窯灰、粉煤灰和火山灰質(zhì)混合材料中的一種材料代替礦渣，代替數(shù)量不得超過水泥重量的8%，替代后水泥中?；郀t礦渣不得少于20%。凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（簡稱火山灰水泥PP ）。水泥中火山灰質(zhì)混合材料摻加量按重量百分比計為20%50%。凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細

7、制成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥（簡稱粉煤灰水泥PF ）。水泥中粉煤灰摻加量按重量百分比計為20%40%。 （2）技術(shù)要求礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥（GB13441999）規(guī)定的技術(shù)要求如下：1氧化鎂。熟料中氧化鎂的含量不超過5.0%，如果水泥經(jīng)壓蒸安定性試驗合格，則熟料中氧化鎂的含量允許放寬到6.0%。2三氧化硫。礦渣水泥中不得超過4.0%?；鹕交宜?、粉煤灰水泥中不得超過3.5%。3細度。80m方孔篩篩余不得超過10.0%。4凝結(jié)時間。初凝不得早于45min，終凝不得遲于10h。5安定性。用沸煮法檢驗必須合格。6強度。水泥強度等級按規(guī)定齡期的抗壓強度和抗折

8、強度劃分。三種水泥各強度等級、各齡期強度不得低于表3-9數(shù)值。7堿。水泥中堿含量按NaO 0.658K2O計算值來表示，若使用活性骨料需限制水泥中堿含量時由供需雙方商定。 （3）從這三種水泥的組成可以看出，它們的區(qū)別僅在于摻加的活性混合材料的不同，而由于三種活性混合材料的化學組成和化學活性基本相同，其水泥的水化產(chǎn)物及凝結(jié)硬化速度相近，因此這三種水泥的大多數(shù)性質(zhì)和應用相同或相近，即這三種水泥在許多情況下可替代使用。同時，又由于這三種活性混合材料的物理性質(zhì)和表面特征及水化活性等有些差異，使得這三種水泥分別具有某些特性。總之，這三種水泥與硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥相比，具有以下特點： a)三種水泥的

9、共性早期強度低、后期強度發(fā)展高。對溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護。 耐腐蝕性好。 水化熱小。 抗凍性較差。 抗碳化性較差b)三種水泥的特性礦渣硅酸鹽水泥:由于?；郀t礦渣玻璃體對水的吸附能力差，即對水分的保持能力差（保水性差），與水拌合時易產(chǎn)生泌水造成較多的連通孔隙，因此，礦渣硅酸鹽水泥的抗?jié)B性差，且干縮較大。礦渣本身耐熱性好，且礦渣硅酸鹽水泥水化后氫氧化鈣的含量少，故礦渣硅酸鹽水泥的耐熱性較好。礦渣硅酸鹽水泥適合用于有耐熱要求的混凝土工程，不適合用于有抗?jié)B要求的混凝土工程火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥:火山灰質(zhì)混合材料內(nèi)部含有大量的微細孔隙，故火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥的保水性高；火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥水化后形成較多的水化

10、硅酸鈣凝膠，使水泥石結(jié)構(gòu)致密，因而其抗?jié)B性較好；火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥的干縮大，水泥石易產(chǎn)生微細裂紋，且空氣中的二氧化碳能使水化硅酸鈣凝膠分解成為碳酸鈣和氧化硅的混合物，使水泥石的表面產(chǎn)生起粉現(xiàn)象?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥的耐磨性也較差?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥適合用于有抗?jié)B性要求的混凝土工程，不宜用于干燥環(huán)境中的地上混凝土工程，也不宜用于有耐磨性要求的混凝土工程。粉煤灰硅酸鹽水泥：粉煤灰是表面致密的球形顆粒，其吸附水的能力較差，即保水性差、泌水性大，其在施工階段易使制品表面因大量泌水產(chǎn)生收縮裂紋（又稱失水裂紋），因而粉煤灰硅酸鹽水泥抗?jié)B性差；粉煤灰硅酸鹽水泥的干縮較小，這是因為粉煤灰的比表面積小，拌合需水量

11、小的緣故。粉煤灰硅酸鹽水泥的耐磨性也較差。粉煤灰硅酸鹽水泥適合用于承載較晚的混凝土工程，不宜用于有抗?jié)B性要求的混凝土工程，且不宜用于干燥環(huán)境中的混凝土及有耐磨性要求的混凝土工程。 1.1.6特性水泥和專用水泥1.1.6.1鋁酸鹽水泥凡以鋁酸鈣為主的鋁酸鹽水泥熟料，磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為鋁酸鹽水泥（CA）。 按Al2O3含量分為CA-50、CA-60、CA-70、CA-80四類。鋁酸鹽水泥是一種快硬、高強、耐腐蝕、耐熱的水泥，又稱高鋁水泥。鋁酸鹽水泥的主要礦物成分是鋁酸一鈣（CaOAl2O3 簡寫式CA）和二鋁酸一鈣（CaO2Al2O3 簡寫式CA2），此外還有少量的其他鋁酸鹽和硅酸二鈣

12、。 鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物與溫度密切相關(guān)，主要是十水鋁酸一鈣（CaOAl2O310H2O簡寫式CAH10）八水鋁酸二鈣（2CaOAl2O3 8H2O，簡寫式C2AH8）和鋁膠（Al2O33H2O）。CAH10和C2AH8為片狀或針狀的晶體，它們互相交錯搭接，形成堅固的結(jié)晶連生體骨架，同時生成的鋁膠填充于晶體骨架的空隙中，形成致密的水泥石結(jié)構(gòu)，因此強度較高。水化57天后，水化物的數(shù)量很少增長，故鋁酸鹽水泥的早期強度增長很快，后期強度增進很小。特別需要指出的是，CAH10和C2AH8都是不穩(wěn)定的，會逐步轉(zhuǎn)化為C3AH6，溫度升高轉(zhuǎn)化加快，晶體轉(zhuǎn)變的結(jié)果，使水泥石內(nèi)析出了游離水，增大了孔隙率；同時也由

13、于C2AH6本身強度較低，且相互搭接較差，所以水泥石的強度明顯下降，后期強度可能比最高強度降低達40%以上。鋁酸鹽水泥GB201-2000規(guī)定其細度、凝結(jié)時間及強度應符合表3-11要求。與硅酸鹽水泥相比，鋁酸鹽水泥具有以下特性及相應的應用：1快硬早強。1d強度高，適用于緊急搶修工程。2水化熱大。 放熱量主要集中在早期，1d內(nèi)即可放出水化總熱量的70%80%，因此，不宜用于大體積混凝土工程，但適用于寒冷地區(qū)冬季施工的混凝土工程。3抗硫酸鹽侵蝕性好。是因為鋁酸鹽水泥在水化后幾乎不含有Ca(OH)2，且結(jié)構(gòu)致密。適用于抗硫酸鹽及海水侵蝕的工程。4耐熱性好。是因為不存在水化產(chǎn)物Ca(OH)2在較低溫度

14、下的分解，且在高溫時水化產(chǎn)物之間發(fā)生固相反應，生成新的化合物。因此，鋁酸鹽水泥可作為耐熱砂漿或耐熱混凝土的膠結(jié)材料，能耐13001400高溫。5長期強度要降低。一般降低40%50%，因此不宜用于長期承載結(jié)構(gòu)，且不宜用于高溫環(huán)境中的工程。 1.1.6.2快硬留鋁酸鹽水泥以適當成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量的石膏和010%的石灰石，磨細制成的早期強度高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硫鋁酸鹽水泥（RSAC）。 標準快硬硫鋁酸鹽水泥（JC7141996）規(guī)定的技術(shù)要求是：1比表面積： 比表面積不得小于350m2/kg；2凝結(jié)時間： 初凝不得早于25min，終凝

15、不得遲于180min ；3強度：按各齡期強度劃分為425、525、625、725四個強度等級。 快硬硫鋁酸鹽的主要水化產(chǎn)物是：高硫型水化硫鋁酸鈣（AFt）低硫型水化硫鋁酸鈣（AFm）鋁膠和水化硅酸鹽，由于C4A3、C2S和CaSO42H2O在水化反應時互相促進，因此水泥的反應非常迅速，早期強度非常高。快硬硫鋁酸鹽水泥的特性與應用1凝結(jié)快、早期強度很高 1天的強度可達34.559.0MPa，因此特別適用搶修或緊急工程。2水化放熱快 但放熱總量不大， 因此適用于冬季施工，但不適用于大體積混凝土工程。3硬化時體積微膨脹 因為水泥水化生成較多鈣礬石，因此適用于有抗?jié)B、抗裂要求的混凝土工程。4耐蝕性好

16、因為水泥石中沒有Ca(OH)2與水化鋁酸鈣，適用于有耐蝕性要求的混凝土工程。5耐熱性差 因為水化產(chǎn)物AFt和AFm中含有大量結(jié)晶水，遇熱分解釋放大量的水使水泥石強度下降，因此不適用于有耐熱要求的混凝土工程。 1.1.7其他水泥1.白色硅酸鹽水泥和彩色水泥凡以適當成分的生料燒至部分溶融，所得以硅酸鈣為主要成分、氧化鐵含量很少的白色硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為白色硅酸鹽水泥（簡稱白水泥）。 白水泥的性能與硅酸鹽水泥基本相同，所不同的是嚴格控制水泥原料的鐵含量，并嚴防在生產(chǎn)過程中混入鐵質(zhì)。Fe2O3含量一般小于0.5%，盡可能除掉其他著色氧化物（MnO、TiO2等）。

17、 白色硅酸鹽水泥（GB2015-91）的規(guī)定，細度為0.08mm方孔篩篩余不大10%；初凝不得早于45min，終凝不得遲于12h；安定性（沸煮法）合格；水泥中SO3含量不得超過3.5%。白水泥有325、425、525、625四個強度等級。白水泥按白度分為特級、一級、二級和三級四個等級。白水泥熟料與石膏以及顏料或著色劑 共同磨細可制得彩色水泥。2.抗硫酸鹽硅酸鹽水泥按抗硫酸鹽侵蝕程度，分為中抗和高抗硫酸鹽水泥兩類。以適當成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細制成的具有抵抗中等（較高）濃度硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料，稱為中抗（高抗）硫酸鹽水泥（PMSR、 PHSR ）。PMSR：C3S、C3A

18、55.0%、5.0%；PHSR： C3S、C3A50.0%、3.0%；燒失量3.0%；SO3 2.5%；比表面積280m2/kg；各齡期強度符合要求。適用于一般受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下、隧道、道路和橋梁基礎(chǔ)等工程設(shè)施。3.砌筑水泥由活性混合材料，加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏磨細制成，主要用于配制砌筑砂漿的低強度水泥。砌筑水泥的強度低、硬化緩慢，但其和易性、保水性較好。一般不用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，主要用于工業(yè)與民用建筑的砌筑砂漿、內(nèi)墻抹面砂漿，也可用于配制道路混凝土墊層或蒸養(yǎng)混凝土砌塊。4.膨脹水泥和自應力水泥常用水泥在空氣中硬化時會收縮，導致砼產(chǎn)生裂縫，使一系列性能變壞。膨脹水泥可克

19、服普通水泥砼的缺點。種類有：（1）硅酸鹽膨脹水泥；（2）鋁酸鹽膨脹水泥；（3）硫鋁酸鹽膨脹水泥；（4）鐵鋁酸鈣膨脹水泥。膨脹水泥的膨脹是由于水泥石中形成了鈣礬石。通過調(diào)整各組分比例，即可得到不同膨脹值的膨脹水泥。膨脹水泥主要用于配制收縮補償砼、構(gòu)件接逢及管道接頭、砼結(jié)構(gòu)的加固和修補、防滲堵漏工程、機器底座和地腳螺絲固定。膨脹水泥的膨脹會在限制條件下使砼受到壓應力，即自應力。自應力值2.0MPa時就稱為自應力水泥，可用于制造自應力鋼筋砼壓力管件及其配件。 5.中熱水泥和低熱礦渣水泥中熱水泥和低熱礦渣水泥主要特點是水化熱低，適用于大壩和大體積混凝土工程。中熱硅酸鹽水泥是由適當成分的硅酸鹽水泥熟料加

20、入適量石膏磨細而成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，簡稱中熱水泥。低熱硅酸鹽水泥是由適當成分的硅酸鹽水泥熟料加入礦渣和適量石膏磨細而成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，簡稱低熱礦渣水泥。其礦渣摻量為20%60%，允許用不超過混合材料總量50%的磷渣或粉煤灰代替礦渣。第2節(jié)：骨料教學目標：了解砂石材料的類別，石料的技術(shù)性質(zhì)及其應用了解細集料的各項技術(shù)性質(zhì)及測定方法了解粗集料的物理、力學性質(zhì)的含義及測定、評價方法教學重點：細集料的級配、表觀密度及裝填密度粗集料的表觀密度、堆積密度及篩分試驗教學難點：細集料的級配、表觀密度及裝填密度粗集料的表觀密度、堆積密度及篩分試驗教學過程： 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)一

21、、石料的技術(shù)性質(zhì)1、物理性質(zhì)：包括物理常數(shù)、吸水性和耐候性等。1）物理性質(zhì)真密度：是石料在規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)單位體積的質(zhì)量，用t 表示。則因固測定方法：李氏比重瓶法測定，將石料磨細至全部過0.25mm的篩孔，然后將其裝入比重瓶中，利用已知比重的液體置換石料的體積。毛體積密度測定方法：用靜水稱量法，亦可用蠟封法測定?？紫堵?)吸水性：指石料在規(guī)定條件下吸水的能力。(1)吸水率：20E2和大氣壓狀態(tài)下，吸水質(zhì)量的百分率。(2)飽水率：200E20C ，真空條件下，吸水質(zhì)量的百分率飽水系數(shù)當 sr90%時，抗凍性較差。通常認為在常壓下測定的吸水率，此時水分只充填部分孔隙，而當石料開口孔隙內(nèi)部空

22、氣被排空時，水分幾乎充滿開口孔隙的全部體積。3）耐候性：目前主要考慮抗凍性，常用抗凍性標號表示，測定經(jīng)過凍(-150C,4h)、融(200E20C,4h)循環(huán)，質(zhì)量損失不超過5%，抗壓強度不超過25%的次數(shù)。2、力學性質(zhì)1）單軸抗壓強度 試驗條件要求：試件形狀、尺寸、吸水飽和、加荷速度等。2）磨耗性：指石料抵抗撞擊、邊緣剪力和磨擦等聯(lián)合作用的性質(zhì)。洛杉磯式磨耗試驗Y標準方法5kg石料 12個5kg的鋼球 磨500轉(zhuǎn)測定過2mm或1.6mm(方篩)的篩余質(zhì)量狄法爾法磨耗試驗 代用方法用100塊50-70mm的試件分兩份，每份磨10000轉(zhuǎn)。兩種方法相比較，顯然洛杉磯法具有省時、省工，石料按一定規(guī)

23、格組成等優(yōu)點，故能全面反映石料的磨耗性。3、化學性質(zhì)按SiO2含量，將石料劃分為酸性巖 SiO265% 中性巖 52%= SiO2O65%堿性巖 SiO252%二、細集料的技術(shù)性質(zhì)工程上以粒徑的大小為界，通常將集料分粗集料及細集料；其中在瀝青混合料中，以 2.36mm為界，在水泥混凝土中以5mm為界。（一）細集料的技術(shù)性質(zhì)定義：在瀝青混合料中，指粒徑小于2.36mm天然砂，人工砂及石屑。在水泥混凝土中，指粒徑小于5mm的天然砂、人工砂。分類：1、天然砂：由巖石在自然條件下風化形成的。天然砂通常包括以下幾種類型：（1）河砂：性質(zhì)較好，多用。（2）山砂：含泥量及有機雜質(zhì)多。（3）海砂：混有貝殼和鹽

24、分等有害雜質(zhì)。2、人工砂：由巖石軋碎而成的顆粒，表面有棱角，較潔凈，但價格較高，無特殊情況多不采用。上述幾種細集料中，一般工程上多使用河砂。1、物理性質(zhì)（1）表觀密度測定方法：比重瓶法（2）毛體積密度（3）松方密度裝填密度：堆積密度（松裝密度）、緊裝密度（4）空隙率2、級配用篩分法測定砂的級配標準篩：5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16mm(圓孔)4.75 2.36 1.18 . 0.6 . 0.3 0.15mm(方孔)篩分后，計算相關(guān)參數(shù)如下：（1）分計篩余百分率（2）累計篩余百分率（3）通過百分率3、粗度(水泥混凝土用砂)（瀝青路面及各種路面的基層、底層用砂）砂的粗度分類為

25、粗砂為中砂為細砂三、粗集料的技術(shù)性質(zhì)（二）粗集料的技術(shù)性質(zhì)1、物理性質(zhì)：粗集料內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征與細集料的一致，故其質(zhì)量與體積之間的關(guān)系圖與細集料的一致，下列各符號的含義亦與細集料的相同。1）物理常數(shù)（1）表觀密度用吊籃法測定：1、試樣取料量由集料最大粒徑確定2、須做兩次平行試驗3、平行試驗容許誤差為0.02g/m34、試樣須浸水24h(2)毛體積密度（3）松方密度堆積密度振實密度用于水泥混凝土搗實密度用于瀝青混合料（4）空隙率2）級配（1）篩分試驗標準及取樣量公稱量大粒徑（mm）方孔 75 63 37.5 31.5 26.5 19 16 9.5 4.75 圓孔 80 63 40 31.5 25 2

26、0 16 10 51 試樣質(zhì)量不少于（kg） 10 8542.52110.5(2)篩分試樣須備兩份：水洗法（混凝土可省去水洗法）、干篩法（3）必須除去超粒徑部分顆粒后，再進行篩分試驗（4）有關(guān)參數(shù)計算通過0.075篩孔的集料含量分計篩余百分率累計篩余百分率通過百分率3)堅固性用Na2SO4溶液干濕循環(huán)5次后，測定試樣質(zhì)量損失。2、力學性質(zhì)：壓碎值、磨耗度、抗滑表層三項指標1）粗集料壓碎值取試樣：粒徑9.5mm13.2mm； 質(zhì)量 3kg；在10min內(nèi)加壓至400kN，保持5s，將試樣過2.36mm篩，稱其篩余質(zhì)量。壓碎值計算公式如下：式中：壓碎值m0試樣總質(zhì)量m1試樣篩余質(zhì)量2）粗集料磨光值

27、測定方法：先將試樣磨光，再測定擺值，經(jīng)換算后得磨光值PSV要求：一級公路、高速公路 PSV42其它公路 PSV353）粗集料的沖擊值LSV測定方法：將9.513.2mm的試樣，分三層裝入試模，用13.75kg的錘，自380mm處自由落下，連續(xù)沖擊 15次后，過2.36mm的篩，用下式計算沖擊值LSV：式中：LVS集料沖擊值m1試樣過篩質(zhì)量m試樣總質(zhì)量4）集料磨耗值A(chǔ)AV測定方法：用集料按一定的方法排列并固定，用磨耗儀磨500圈，用下式計算集料磨耗值：式中：AAV集料的磨耗值；磨耗前試樣總質(zhì)量(g)；磨耗后試樣總質(zhì)量(g)；集料飽和面干密度（g/cm3）。第6章：混凝土的耐久性教學目標：掌握跟混

28、凝土耐久性有關(guān)的幾種性能教學重點：掌握滲透性，堿-骨料反應教學難點：堿-骨料反應教學過程：混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能的能力稱為混凝土的耐久性。提高混凝土耐久性，對于延長結(jié)構(gòu)壽命，減少修復工作量，提高經(jīng)濟效益具有重要的意義。1.混凝土的抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力?；炷翝B水的原因，是由于內(nèi)部孔隙形成連通的滲水孔道。這些孔道主要來源于水泥漿中多余水分蒸發(fā)而留下的氣孔、水泥漿泌水所產(chǎn)生的毛細管孔道、內(nèi)部的微裂縫以及施工振搗不密實產(chǎn)生的蜂窩、孔洞，這些都會導致混凝土滲漏水?；炷恋目?jié)B性以抗?jié)B等級來表示?？?jié)B等級是以28齡期的標準抗?jié)B試件，按規(guī)定方法試驗，

29、以不滲水時所能承受的最大水壓力來表示，劃分為P2、P4、P6、P8、P12 等等級，它們分別表示能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.2 MPa的水壓力而不滲透?；炷恋目?jié)B性與水灰比有密切關(guān)系，還與水泥品種、骨料級配、施工質(zhì)量、養(yǎng)護條件以及是否摻外加劑、摻合料有關(guān)。2.混凝土的抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時也不嚴重降低強度的性能?；炷量箖鲂砸话阋钥箖龅燃壉硎??？箖龅燃壥遣捎谬g期28的試塊在吸水飽和后，承受反復凍融循環(huán)，以抗壓強度下降不超過25，而且質(zhì)量損失不超過時所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定的。5016492將混凝土劃分為以下抗凍

30、等級：10、F15、F25、F50、F150、F200、F250、F300等九個等級，分別表示混凝土能夠承受反復凍融循環(huán)次數(shù)為10、25、25、50、100、150、200、250和300次。混凝土受凍融作用破壞的原因，是混凝土內(nèi)部的孔隙水在負溫下結(jié)冰后體積膨脹造成的靜水壓力，因冷凍水蒸汽壓的差別推動未凍水向凍結(jié)區(qū)的遷移造成的滲透壓力，當這兩種壓力所產(chǎn)生的內(nèi)應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土就會產(chǎn)生裂縫，多次凍融使裂縫不斷擴展直至破壞。影響混凝土抗凍性的因素有：（）混凝土強度愈高，抵抗凍融破壞的能力越強，抗凍性越好。（）混凝土密實度、混凝土孔隙構(gòu)造及數(shù)量。密實度越小，開口孔隙愈多，水分愈易滲入，

31、靜水壓力越大，抗凍性越差。（）混凝土孔隙充水程度。飽水程度愈高，凍結(jié)后產(chǎn)生的凍脹作用就大，抗凍性越差。（）水灰比。水灰比與孔隙率成正比，水灰比越大，且開口孔隙率大，抗凍性越差。（）外加劑。在混凝土中摻入引氣劑，可在水泥石中形成無數(shù)細小、均勻的氣泡，使之成為壓力水進出的“水庫”，使靜水壓力和滲透壓力得以釋放，對冰凍破壞起到很好的緩沖作用。適宜的引氣量以為宜。3.抗侵蝕性抗侵蝕性是指混凝土在含有侵蝕性介質(zhì)環(huán)境中遭受到化學侵蝕、物理作用不破壞的能力。混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥的品種、混凝土密實度與孔隙特征等。 混凝土的碳化混凝土的碳化作用是指空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和

32、水。碳化又叫中性化。碳化對混凝土性能有明顯的影響，首先是減弱對鋼筋的保護作用。由于水泥水化過程中生成大量氫氧化鈣，使混凝土孔隙中充滿飽和的氫氧化鈣溶液，其值可達到12.613。這種強堿性環(huán)境能使混凝土中的鋼筋表面生成一層鈍化薄膜，從而保護鋼筋免于銹蝕。碳化作用降低了混凝土的堿度，當值低于10時，鋼筋表面鈍化膜破壞，導致鋼筋銹蝕。 其次，當碳化深度超過鋼筋的保護層時，鋼筋不但易發(fā)生銹蝕，還會因此引起體積膨脹，使混凝土保護層開裂或剝落，進而又加速混凝土進一步碳化。碳化作用還會引起混凝土的收縮，使混凝土表面碳化層產(chǎn)生拉應力，可能產(chǎn)生微細裂縫，從而降低了混凝土的抗折強度。 影響混凝土碳化速度的主要因素

33、有：（1）水泥品種。摻混合材的水泥，因其氫氧化鈣含量較少，碳化比普通水泥快。（2）水灰比。水灰比大的混凝土，因孔隙較多，二氧化碳易于進入，碳化也快。（3）環(huán)境濕度。在相對濕度為5075的環(huán)境時，碳化最快。相對濕度小于25或達到100時，碳化停止。因為碳化需要水分，但不能堵塞二氧化碳的通道。此外，空氣中二氧化碳濃度越高，碳化速度也越快。 （4）硬化條件?？諝庵谢蛘羝叙B(yǎng)護的混凝土，比在潮濕環(huán)境或水中養(yǎng)護的混凝土碳化快。因為前者促使水泥石形成多孔結(jié)構(gòu)或產(chǎn)生微裂縫，后者水化程度高，混凝土較密實?；炷恋奶蓟疃却篌w上與碳化時間的平方成正比。為防止鋼筋銹蝕，必須設(shè)置足夠的鋼筋保護層。4.堿一骨料反應堿

34、一骨料反應是指混凝土中所含的堿（Na2O或K2O）與骨料的活性成分（活性SiO2），在混凝土硬化后潮濕條件下逐漸發(fā)生化學反應，反應生成復雜的堿硅酸凝膠，這種凝膠吸水膨脹，導致混凝土開裂的現(xiàn)象。堿一骨料反應的反應速度很慢，需幾年或幾十年，因而對混凝土的耐久性十分不利。骨料中含有活性二氧化硅的礦物有：蛋白石、玉髓、鱗石英等。含有活性氧化硅的巖石有：安山巖、凝灰?guī)r、流紋巖等。用這種骨料配制混凝土時，必須用低堿水泥，控制混凝土堿含量（折算成Na2O）小于0.6，或采用摻混合材的水泥。對有懷疑的骨料，需做堿一骨料試驗，防止混凝土出現(xiàn)堿一骨料反應而破壞。提高混凝土耐久性的主要措施（）合理選擇水泥品種（）適

35、當控制混凝土的水灰比及水泥用量水灰比的大小是決定混凝土密實性的主要因素，它不僅影響混凝土的強度，而且也嚴重影響其耐久性，故必須嚴格控制水灰比。保證足夠的水泥用量，同樣可以起到提高混凝土密實性和耐久性的作用。普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ552000）對建筑工程所用混凝土的最大水灰比及最小水泥用量作了規(guī)定，見表48(p126表425)。 （3）選用質(zhì)量良好的砂石骨料質(zhì)量良好、技術(shù)條件合格的砂、石骨料，是保證混凝土耐久性的重要條件。改善粗細骨料級配，在允許的最大粒徑范圍內(nèi)盡量選用較大粒徑的粗骨料，可減小骨料的空隙率和比表面積，也有助于提高混凝土的耐久性。（）摻入引氣劑或減水劑摻入引氣劑或減水劑對

36、提高抗?jié)B、抗凍等有良好的作用，在某些情況下，還能節(jié)約水泥。（5）加強混凝土的施工質(zhì)量控制混凝土施工中，應當攪拌均勻、澆灌和振搗密實并加強養(yǎng)護，以保證混凝土的施工質(zhì)量。第7章：混凝土的配合比設(shè)計教學目標：會進行混凝土的配合比設(shè)計教學重點：混凝土的配合比設(shè)計教學過程：混凝土配合比設(shè)計一、理論配合比的計算（一）確定混凝土的配制強度（fcu,0）實際施工時，由于各種因素的影響，混凝土的強度值是會有波動的。為了保證混凝土的強度達到設(shè)計等級的要求，在配制混凝土時，混凝土配制強度要求高于其強度等級值fcu,k。fcu,0fcu,k1.645 （正常情況下取等號）按普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程規(guī)定，混凝土的試配強

37、度應按下式計算：fcu,0=fcu,k1.645式中:fcu,0混凝土的試配強度fcu.k混凝土立方體抗壓強度標準值混凝土強度標準差，MPa。 值可查表?；炷翉姸鹊燃壍陀贑20C20 C35高于C354.05.06.0（二）確定水灰比（W/C）根據(jù)鮑羅米公式進行計算：其中：a,b粗骨料的回歸系數(shù)，見表4-3；fce水泥28d抗壓強度實測值無水泥28d抗壓強度實測值時，fce可按下式進行計算：fcecfce,kc水泥強度等級值的富余系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資料確定。如無統(tǒng)計資料，取1.13；fce,k水泥強度等級值注意：求得W/C后，要進行耐久性的復核，查表。當水灰比的計算值大于表中的最大水灰比值時

38、，應取表中最大水灰比值；當水灰比的計算值小于表中最大水灰比值時，應取水灰比的計算值，這樣才能滿足混凝土的耐久性。（三）確定混凝土的單位體積用水量（1）干硬性和塑性混凝土用水量的確定 水灰比在0.400.80范圍時，可根據(jù)粗骨料品種、最大粒徑及施工要求的混凝土拌和物的稠度，按表選取。水灰比小于0.40或大于0.80的混凝土及大流動性的混凝土用水量，應通過試驗確定。（2）摻外加劑時混凝土的用水量可按下式計算：mwa摻外加劑時混凝土的單位體積用水量mwo未摻外加劑時混凝土的單位體積用水量外加劑的減水率，由試驗確定（四）確定水泥用量（mc0）根據(jù)初步確定的水灰比和單位體積用水量，可計算單位體積的水泥用

39、量。mc0mw0/(W/C)為滿足耐久性要求，計算出來的水泥用量必須大于表中的最小水泥用量，則滿足耐久性要求。如水泥用量的計算值小于表中的最小水泥用量，應取表中的最小水泥用量。（五）確定合理砂率(s)應當根據(jù)本單位所用材料的使用經(jīng)驗選取合理砂率，通過試驗來確定。如無歷史資料，坍落度為1060mm的混凝土，可根據(jù)骨料種類、規(guī)格和水灰比，按表選用砂率。（六）確定砂（ms0）、石（mg0）用量質(zhì)量法（假定體積密度法）：根據(jù)經(jīng)驗，如果原材料比較穩(wěn)定，則所配制的混凝土拌和物的體積密度將接近一個固定值，大概在2350-2450kg/m3。這樣就可先假定每立方米混凝土拌和物的質(zhì)量mcp（Kg），由以下兩式聯(lián)

40、立求出ms0 、mg0 。 體積法（又稱絕對體積法）：這種方法是假定1m3混凝土拌和物的體積等于各組成材料的體積和拌和物所含空氣體積之和。聯(lián)立求出ms0 、mg0 ?；炷梁瑲饬康陌俜謹?shù)，在未使用引氣型外加劑時，1相比較來說，體積法計算的結(jié)果比較準確。通過上述六個步驟，可計算出1m3混凝土中水泥、水、砂、石的用量，即混凝土的初步配合比：1m3混凝土的用料/Kg水泥砂子石子水質(zhì)量比確定基準配合比時還應考慮：當存在可能影響混凝土強度的因素比較多時，要適當降低水灰比，提高水泥用量。 二、配合比的適配與調(diào)整混凝土的初步配合比是借助經(jīng)驗公式算得的，或是利用經(jīng)驗資料查得的，許多影響混凝土技術(shù)性質(zhì)的因素并未

41、考慮進去。因而不一定符合實際情況，不一定能滿足配合比設(shè)計的基本要求。因此，必須進行試配與調(diào)整。配合比調(diào)整基本方法：一、當坍落度小于設(shè)計要求時，首先看混凝土的狀態(tài)，不可一概而論。一般適量增加減水劑摻量不能解決的話可考慮以下幾點：（1）如果混凝土發(fā)干，則可考慮增加水泥漿量（W/C不變）或者減小砂率。（2）如果混凝土發(fā)粘，流動性很差，可考慮在滿足強度要求的情況下適量加大用水量。 （3）如果混凝土粗骨料偏多，比如有大量骨料外露，包裹的漿體量不夠?？煽紤]增加砂率。二、當坍落度大于設(shè)計要求時（1）當混凝土過稀時，首先考慮減少用水量或減少外加劑摻量。（2）如果混凝土的和易性還可以的時候，考慮適當減少水泥漿量

42、。（3）有時盡管實測坍落度并不大，但漿體過稀，而骨料冒尖堆積。這樣考慮水泥漿粘性不夠，沒有包裹力，可適當減少水量，或提高水泥用量。（4）如果漿體偏多，可適當降低砂率。影響混凝土和易性的因素很多，有時同一種情況可能有不同的處理方法，調(diào)整的時候要根據(jù)實際情況來做出判斷，對于操作者的經(jīng)驗有很高要求。一般總得原則是，不管怎么調(diào)整，不能對強度有太大影響。配合比試驗設(shè)計方法一、配合比試驗設(shè)計中常考慮的變量 1、砂率一般以2%為一個變化等級，在基準配比的基礎(chǔ)上取35個做為一組平行試驗。例如：基準配合比的砂率為35%，可選擇平行試驗的砂率可以選擇33%、35%和37%?？梢愿鶕?jù)實際情況多選幾組。2、膠凝材料總

43、用量一般以1525kg為一個變化等級，在基準配比的基礎(chǔ)上取35個做為一組平行試驗。例如：基準配合比的膠凝材料總量為450，可選擇平行試驗的砂率可以選擇430、450和470?？梢愿鶕?jù)實際情況多選幾組。3、水灰比一般以0.02為一個變化等級，在基準配比的基礎(chǔ)上取35個做為一組平行試驗。例如：基準配合比的水灰比為0.40，可選擇平行試驗的砂率可以選擇0.38、0.40和0.42?？梢愿鶕?jù)實際情況多選幾組。4、礦物摻合料取代量（1）粉煤灰單摻（等量取代）基準配合比選定以后，一般以10%為一個變化等級，取3個做為一組平行試驗。例如：可以選取10%、20%、30%或選擇15%、25%、35%。注意：數(shù)值僅供參考，實際應用中可能根據(jù)實際配合比數(shù)據(jù)稍有偏差。例如總膠凝材料用量選定為515kg，假如粉煤灰取代量為20%，則應為103kg，但為計算方便可取粉煤灰105kg，水泥410kg。（2）粉煤灰、礦粉混摻取代量（等量取代）粉煤灰、礦粉混摻首先應該做與單摻的比較?；鶞逝浜媳?/p>