混凝土基礎(chǔ)知識

第四章普通混凝土第1頁，共304頁。目錄4.1概述4.2混凝土組成材料4.3混凝土和易性4.4混凝土強度4.5混凝土耐久性4.6混凝土配合比設(shè)計4.7新型混凝土第2頁，共304頁?！?.1概述何為混凝土混凝土起源應(yīng)用領(lǐng)域混凝土分類混凝土特性Back第3頁，共304頁?；炷潦怯赡z凝材料、骨料及其它外加材料按適當比例配制，再經(jīng)硬化而成的人工石材其中應(yīng)用最廣的是以水泥為膠凝材料，以砂石為骨料，加水拌和而成的拌合物，經(jīng)一定時間硬化而成的水泥混凝土－普通混凝土。何為混凝土？Back第4頁，共304頁?；炷恋钠鹪纯梢宰匪艿桨＜敖鹱炙ㄗ钚卵芯空J為：金字塔石料不是天然材料，而是用粘土、石灰等材料制備而成的人工材料）、古羅馬時代宮殿的落成。八十年代，我國甘肅省秦安縣大地灣新時期時期遺址出土了5000年前的混凝土100m3，其的抗壓強度為10MPa，這一發(fā)現(xiàn)堪稱世界建筑史的一大奇跡?；炷疗鹪碏ig.4.1.2

DadiwanofQinFig.4.1.1ParthenonBack第5頁，共304頁。目前混凝土的用量約為120億噸，是世界上用量最大的人工建筑材料，隨著混凝土性能的不斷提高，其用量及應(yīng)用范圍還會增加?；炷翉V泛應(yīng)用于建筑、橋梁、道路等土木工程領(lǐng)域。廣泛應(yīng)用

WidelyUsagesofConcreteBack第6頁，共304頁?；炷量蓱?yīng)用于大壩等水利工程工業(yè)與民用建筑給水排水工程公路、鐵路等交通工程水利與水電工程地下工程國防工程

ConcreteDam應(yīng)用領(lǐng)域Back第7頁，共304頁。

膠凝材料混凝土水泥混凝土石膏混凝土瀝青混凝土混凝土按膠凝材料分為水泥混凝土、石膏混凝土和瀝青混凝土等。水泥混凝土主要用于建筑結(jié)構(gòu)工程，瀝青混凝土主要用作路面材料?；炷练诸怋ack第8頁，共304頁。ConcreteApparent

densityLightweightConcreteNormalconcreteHeavyconcrete按表觀密度ρ0分為:輕混凝土（ρ0＜1900），廣泛用于高層建筑、大跨度橋梁及高強預(yù)制構(gòu)件等。包括輕骨料混凝土多孔混凝土大孔混凝土普通混凝土（ρ0=2000-2500）：各種承重結(jié)構(gòu)；重混凝土（ρ0＞2600）：原子能工程的屏蔽材料?；炷练诸惖?頁，共304頁。按強度分為：普通混凝土（抗壓強度<60MPa）高強混凝土（抗壓強度>60MPa）超高強混凝土（抗壓強度>80MPa）O.CH.S.CS.S.CCompressivestrength6080MPaBack混凝土分類第10頁，共304頁。按成型或施工工藝現(xiàn)澆混凝土預(yù)拌混凝土灌漿混凝土噴射混凝土FormingorconstructionTechnologyConcretePrecastconcreteDepositconcreteShotcreteconcreteBack混凝土分類第11頁，共304頁?；炷猎谕两üこ讨心軌虻玫綇V泛的應(yīng)用，是由于它具有優(yōu)越的技術(shù)性能及良好的經(jīng)濟效益。它具有以下特點：原材料來源豐富性能可調(diào)可塑性好可用鋼筋增強耐久性好自重大脆性混凝土特性Back第12頁，共304頁。DisadvantageofConcrete

LargedeadweightBrittleBackPlasticityAdvantageofConcrete

AdjustabletechnicalpropertiesPreferableDurabilityLowCostCapableofbeingreinforcedbysteelbar混凝土特性第13頁，共304頁?！?.2混凝土組成材料4.2.1水泥4.2.2骨料4.2.3水4.2.4添加劑

Back第14頁，共304頁。SketchMapofConcrete混凝土由以下材料組成水泥漿水泥水骨料

砂石添加劑混凝土組成材料第15頁，共304頁。品種選擇根據(jù)工程環(huán)境的要求選擇合適的水泥品種。工程中最常用的是六大水泥。強度等級選擇根據(jù)混凝土的強度等級，選擇合適的水泥等級。對普通混凝土,水泥等級＝1.5-2倍的混凝土強度等級。對高強混凝土,水泥等級＝倍的混凝土強度等級。水泥Back第16頁，共304頁。4.2.2骨料分類細骨料－砂粗骨料－石Back§4.2混凝土組成材料第17頁，共304頁。分類Aggregate

FineAggregate

CoarseAggregateRecycledconcreteaggregatePrimaryaggregate骨料按來源可分為原生骨料和再生骨料。目前大量工程中應(yīng)用的是原生骨料，如砂和石。地殼表面絕大多數(shù)的巖石可作用原生骨料。骨料的性質(zhì)對混凝土性質(zhì)有很大的影響。Back第18頁，共304頁。細骨料－砂定義與標準分類技術(shù)要求有害雜質(zhì)顆粒形狀與表面特征級配粗細程度Back第19頁，共304頁。定義：粒徑小于5mm的巖石顆粒標準混凝土用砂質(zhì)量標準JGJ52－92

建筑工程用砂質(zhì)量標準GB/T14684-2001分類按來源可分為天然砂和人工砂天然砂按來源又可分為河砂海砂山砂細骨料－砂按技術(shù)要求分為3類:Ⅰ:用于＞C60的混凝土Ⅱ:用于C30－C60的混凝土Ⅲ:用于＜C30的混凝土及建筑砂漿第20頁，共304頁。SandrawmaterialHillsandSeasandRiversandNaturalsandArtificialsand細骨料－砂SandtechnicalrequirementⅠⅡⅢ第21頁，共304頁。ImpuritiesOrganicsubstanceSiltClayMica砂的技術(shù)要求定義：骨料中妨礙水泥水化或引起水泥石腐蝕，降低水泥石與骨料粘附性的各種物質(zhì)。種類：云母、粘土、淤泥和有機物等。

危害性：妨礙水泥與骨料的粘結(jié)，影響混凝土強度；增大用水量，收縮增大；引起水泥石腐蝕。處理方法：當砂中有害雜質(zhì)含量多，但必須使用時，可用清水加以沖洗，如沖洗后符合要求，則可使用。有害雜質(zhì)含量應(yīng)符合GB/T14684-2001(JGJ52-92)Tab.4.2.1.的要求。有害雜質(zhì)第22頁，共304頁。項目

指標ⅠⅡⅢ含泥量，%<1.02.05.0泥塊含量，%<01.02.0云母，%<

1.02.02.0輕物質(zhì)，%<1.01.01.0有機物(比色法)合格合格合格硫化物及硫酸鹽，%<0.50.50.5氯化物，%<

0.010.020.06Tab.4.2.1有害雜質(zhì)含量要求

(GB/T14684-2001)第23頁，共304頁。表砂的顆粒形狀與表面特征及其對混凝土性能的影響種類顆粒形狀表面特征和易性強度河砂

圓、橢圓

光滑

好

低

海砂山砂多棱角

粗糙

差

高

顆粒形狀與表面特征砂的顆粒形狀與表面特征及其對混凝土性能的影響見表4.2.2.第24頁，共304頁。顆粒級配指砂的大小顆粒搭配的情況。顆粒級配第25頁，共304頁。顆粒級配試驗：篩分析法取500g干砂，測其在各篩上的篩余量。級配曲線：以累計篩余百分率為縱坐標，以篩孔尺寸為橫坐標作圖即為級配曲線。級配區(qū)：按600μm篩孔的累計篩余百分率劃分為3個級配區(qū)。顆粒級配及級配區(qū)如表和表所示第26頁，共304頁。篩孔尺寸mm篩余量（g）

分計篩余百分率（%）分計篩余百分率（%）5m1a1A1=a12.50m2a2A2=a1+a21.25m3a3A3=a1+a2+a30.63m4a4A4=a1+a2+a3+a40.315m5a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.16m6a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6表4.2.3砂的顆粒級配顆粒級配注：分計篩余百分率：各篩的篩余量/砂的總量（g）。累計篩余百分率：各篩的分計篩余率加上比該篩大的所有篩的分計篩余百分率之和。第27頁，共304頁。

區(qū)分計篩余百分率%篩孔尺寸ⅠⅡⅢ10mm0005mm10～010～010～02.5mm35~525~015~01.25mm65~3550~1025~00.63mm85~7170~4140~160.315mm95~8092~7085~550.16mm100～90100～90100～90Tab.4.2.4

級配區(qū)第28頁，共304頁。級配曲線請點擊右鍵選擇“播放”觀看Flash動畫第29頁，共304頁。砂的級配曲線040

ⅢⅡ

Ⅰ2060801000.160.3150.631.252.505.0010.00第30頁，共304頁。級配曲線分析

Ⅰ區(qū):粗砂為主,易泌水,不易密實成型，可配制富混凝土

Ⅱ區(qū):中砂為主,最適合配制普通混凝土

Ⅲ區(qū):細砂為主,配制的混凝土拌合物粘性大,保水性好,但易干縮第31頁，共304頁。定義:不同粒徑的砂混合在一起后總體的粗細程度.表示方法:粗細程度用細度模數(shù)表示:細度模數(shù):粗細程度的劃分粗細程度粗細程度f粗砂f=3.1~3.7中砂f=2.3~3.0細砂f=1.6~2.2特細砂f=0.7~1.5第32頁，共304頁。粗細顆粒含量適當空隙率小總表面積小水泥漿的用量少混凝土的和易性好密實度高強度及耐久性高合理級配Back第33頁，共304頁。粗骨料－石CoarseAggregateBack定義與標準分類技術(shù)要求有害雜質(zhì)顆粒形狀與表面特征級配粗細程度最大粒徑石子強度第34頁，共304頁。定義：粒徑大于5mm的巖石顆粒標準混凝土用砂質(zhì)量標準JGJ53－92建筑工程用砂質(zhì)量標準GB/T14685-2001分類按來源分碎石和卵石，工程中常用碎石配制混凝土按技術(shù)要求分為3類:Ⅰ:用于＞C60的混凝土Ⅱ:用于C30－C60的混凝土Ⅲ:用于＜C30的混凝土及建筑砂漿粗骨料－石第35頁，共304頁。AggregatePrimaryGravelScree粗骨料－石AggregateTechnicalrequirementⅢⅡⅠ第36頁，共304頁。有害雜質(zhì)NeedleandSliceShapeParticles種類及含量限制含泥量、泥塊含量、針片狀顆粒含量及有害物含量等均應(yīng)符合GB/T14685-2001(或JGJ52-92)的要求。堿—骨料反應(yīng)水泥中堿性物質(zhì)(氧化鈉或氧化鉀)過多，且粗骨料中含有活性成分（活性氧化硅或活性氧化鋁）,二者反應(yīng)生成堿—硅酸凝膠,引起體積膨脹,使混凝土開裂，最終破壞的現(xiàn)象。第37頁，共304頁。顆粒形狀及表面特征與砂相同顆粒形狀與表面特征顆粒級配級配碎石及卵石的級配要求見表，級配實驗方法及有關(guān)參數(shù)的計算與細骨料相同,只是篩孔尺寸和級配要求不同標準篩:2.36（2.5）、4.75（5）、9.5（10）、16（15）、19（20）、26.5（25）、31.5、37.5（40）、53（50）、63、75（80）及90（100）等共12個。Fig.4.2.2ScreenInstrument第38頁，共304頁。ParticleSizeGradationSequentGradingSingleGradation顆粒級配石子級配分為連續(xù)級配:從小到大每個粒級的石子均占一定的比例，和易性好，適合配制普通混凝土單粒級:剔除某些粒級的顆粒,使空隙率下降,易產(chǎn)生離析?？膳渲聘邚娀炷粱蚋捎残曰炷?須強力振搗.

第39頁，共304頁。表石子級配要求(GB/T14685-2001)

尺寸累計篩余%公稱粒徑mm2.36（2.5）

4.75

（5）

9.5

（10）

16.0

(15)

19.0

(20)

26.5

(25)31.5

31.5

37.5

連續(xù)粒級

5-1095-100

80-100

0-150

5-1695-10085-10030-600-100

5-2095-10090-10040-80-0-100

5-2595-10090-100-30-70-0-50

5-31.595-10090-10070-90-15-45-0-505-40-

95-10070-90-30-65--0-5第40頁，共304頁。

尺寸累計篩余%公稱粒徑mm2.36(2.5)

4.75

（5）

9.5

（10）

16.0

(15)

19.0

(20)

26.5

(25)31.5

31.5

37.5

(35)單粒粒級

10-20

95-10085-100

0-150

16-31.5

95-100

85-100

0-10020-40

95-100

80-100

0-1031.3-63

95-100

75-10045-7540-80

95-100

70-100續(xù)表石子級配要求(GB/T14685-2001)

第41頁，共304頁。石子公稱粒級的上限D(zhuǎn)max如5～20是常用的一種粒級,20mm是該粒級的上限，即最大粒徑5～20limitofnominalgradationUpperlimitofnominalgradation最大粒徑第42頁，共304頁。最大粒徑Dmax的限制條件Ⅰ.經(jīng)濟性:Dmax增大,表面積減小,水泥用量減少Ⅱ.結(jié)構(gòu)限制:

Dmax≯1/4結(jié)構(gòu)截面最小尺寸;

Dmax≯3/4鋼筋最小凈距;Dmax=1/2實心板厚度，且Dmax≯50mm。

Ⅲ.施工方面：Dmax過大，在攪拌、運輸以及振搗時易產(chǎn)生離析或易損壞葉片、堵塞泵管或振搗不實。

第43頁，共304頁?！?/4minimumsizeofsection

≯3/4minimumcleardistanceofbar=1/2thicknessofsolidfloorand≯50mmMaximumSizeEconomyQuantitiesofcementSpecificSurfacearea最大粒徑Dmax的限制條件第44頁，共304頁。二種強度巖石立體強度壓碎指標巖石的立方體強度：將巖石制成邊長5cm的立方體，水飽和狀態(tài)測抗壓強度與設(shè)計要求的混凝土強度等級之比普通混凝土≮1.5fcu高強混凝土≮2.0fcu5cm×5cm×5cmFig4.2.3Sketchmaptomeasurecubicstrength

石子強度第45頁，共304頁。石子強度也可根據(jù)巖石種類，參照表選擇巖石的品種

強度水成巖

≮80MPa變質(zhì)巖或深成的火成巖

≮60MPa火成巖

≮30MPaTab4.2.6AggregateStrengthofdifferenttypes石子強度第46頁，共304頁。方法：將直徑為10-20mm的碎石分三層裝入標準圓筒內(nèi)，按一定方法加壓至200kN，再過2.5mm的篩。壓碎指標＝

m0－壓碎前干燥石料的質(zhì)量；

m1－壓碎后干燥石料的質(zhì)量；壓碎指標的要求見表和表PressSife壓碎指標Fig.4.2.4SketchmaptomeasureCrushingIndex

石子強度第47頁，共304頁。石子壓碎指標試驗錄像第48頁，共304頁。壓碎指標巖石的品種

混凝土強度等級

碎石壓碎指標值(%)

水成巖

C55～C40≤C35≤10≤16變質(zhì)巖或深成的火成巖

C55～C40≤C35≤12≤20火成巖

C55～C40≤C35≤13≤30表碎石的壓碎指標值Tab.4.2.8卵石的壓碎指標(GB/T14685-2001)混凝土強度等級C55-C40≤C35卵石壓碎指標值(%)≤12≤16第49頁，共304頁。石子強度采用哪種石子強度:巖石立體強度壓碎指標巖石立體強度可用于高強混凝土.當二種方法有爭議時，以巖石立體強度為準Back第50頁，共304頁。拌制混凝土用水必須選用潔凈水，凡Ph＜4的酸性水、硫酸鹽含量＞1%的工業(yè)廢水不能使用。拌制鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土不應(yīng)使用硫酸鹽、氯鹽和氧化物的水。水中物質(zhì)含量限制(見表4.2.9)4.2.3水Back第51頁，共304頁。表水中物質(zhì)含量限制

TypesPrestressedconcreteReinforcedconcretePlainconcretePH﹥4﹥4﹥4Insolublematter（mg/L）﹤2000﹤2000﹤5000Solublematter（mg/L）﹤2000﹤5000﹤10000Cl-（mg/L）﹤500﹤1200﹤3500SO42-（mg/L）﹤600﹤2700﹤2700S2-

（mg/L）﹤100------第52頁，共304頁。ContainingWaterContent

(esp.SaturatedWaterContent)Fig.4.2.5骨料的含水狀態(tài)Back第53頁，共304頁。4.2.4.1外加劑概述減水劑早強劑引氣劑緩凝劑速凝劑膨脹劑防凍劑Back4.2.4混凝土添加劑4.2.4.2礦物摻合料第54頁，共304頁。定義分類應(yīng)用概述Introduction第55頁，共304頁。外加劑指在混凝土/砂漿拌合物中摻入的不超過水泥用量5%，且能使混凝土/砂漿按要求改變性能的化學(xué)物質(zhì)。定義

分類改善流變性能－減水劑、引氣劑和泵送劑等。調(diào)節(jié)凝結(jié)時間、硬化性能－緩凝劑、早強劑和速凝劑等。改造耐久性－引氣劑、防水劑和阻銹劑等。改善其它性能－加氣劑、膨脹劑、防凍劑和著色劑等。第56頁，共304頁。應(yīng)用采用外加劑是提高混凝土強度、改善性能、節(jié)約水泥和能源的最有效的方法之一。近幾十年來混凝土外加劑的發(fā)展很快，國外許多國家外加劑的使用率達到60-80%，有的甚至高達100%，當前外加劑已成為混凝土的第五大組份。

Back第57頁，共304頁。減水劑定義分類減水劑作用機理技術(shù)經(jīng)濟效果常用減水劑第58頁，共304頁。定義在保持混凝土和易性不變的情況下，可顯著減少拌合用水量的外加劑。或：在用水量不變的情況下，可顯著增加拌合物流動性的外加劑。分類：按效能:普通減水劑(減水率為＜10%)和高效減水劑(＞10%),又稱為超塑化劑或流化劑。按對凝結(jié)時間的影響:標準型、緩凝型和促凝型按對含氣量的影響:引氣型和非引氣型減水劑第59頁，共304頁。減水劑作用機理表面活性劑可溶于水,定向排列于界面上，顯著降低表面張力的物質(zhì)。分子結(jié)構(gòu)特點雙親基團：親水基團（極性，如：－OH、－COOH、－CO等）憎水基團（非極性，如長鏈烷基）第60頁，共304頁。hydrophobicgrouphydrophilicgroupFig4.2.4SketchmapofthestructureofWater-reducingadmixture

減水劑作用機理第61頁，共304頁。第62頁，共304頁。減水劑由親水基團和憎水基團組成在混凝土拌合物表面定向吸附，其憎水基團指向水泥顆粒的內(nèi)部，而親水基團指向水中。通過以下三方面的作用，使絮凝結(jié)構(gòu)解體：水泥質(zhì)點表面電性相斥；溶劑化膜使滑動能力增加；分散度提高，流動性和強度增加減水劑作用機理第63頁，共304頁。技術(shù)經(jīng)濟效果組別水泥用量（Kg／m3）

W/C坍落度

（mm）

fcu,k(MPa)基準混凝土（不摻減水劑）

3000.625037提高流動性

3000.6210038提高強度

3000.56(下降)5046（增加）節(jié)約水泥

2700.625037.5減水劑的技術(shù)經(jīng)濟效果列于表表減水劑的技術(shù)經(jīng)濟效果第64頁，共304頁。常用減水劑木質(zhì)素系萘系樹脂系第65頁，共304頁。木質(zhì)素系減水劑由木槳廢液，經(jīng)磺化、干燥制成。最常用木質(zhì)素磺酸鈣－木鈣用量：0.2-0.3%效果：減水率為10%，或使坍落度提高10cm左右；強度增加10-20%性能特點引氣作用：使混凝土的含氣量由2%緩凝作用：摻0.25%的M劑，凝結(jié)時間延遲1-3h增加為3.6%，故使強度下降，但耐久性提高。應(yīng)用：適用于大模板、滑模施工；大體積混凝土、泵送混凝土及夏季施工等。第66頁，共304頁。萘系減水劑由煤焦油中分餾出萘及其同系物，經(jīng)磺化縮合而成，主要成分為芳香屬磺酸鹽甲醛濃縮物。目前國產(chǎn)萘系減水劑常用的品種：NF、NNO、FDN、UNF、MF、AF和建1等。Briefintroduction簡介性能摻量0.2-1.0%由于具有高分散性，屬于高效減水劑減水率>15%增強率>20%節(jié)省水泥10-20%有微緩凝作用大部分為非引氣型，不影響強度第67頁，共304頁。萘系減水劑適宜配制高強混凝土高性能混凝土流態(tài)混凝土泵送混凝土冬季施工混凝土等Application應(yīng)用萘系減水劑第68頁，共304頁。摻量0.5%-2%，減水率為20%-30%分散、減水和增強的效果比萘系好早強型7天強度可達到28天的強度28天強度增加30%-60%。優(yōu)點缺點價格貴樹脂系減水劑樹脂系減水劑屬于高效減水劑我國的產(chǎn)品主要是蜜胺樹脂（SM），減水效果最佳Back第69頁，共304頁。早強劑定義應(yīng)用常用早強劑氯鹽類硫酸鹽類三乙醇胺類Back第70頁，共304頁。定義早強劑能顯著提高混凝土早期強度，而不明顯影響后期強度的外加劑可廣泛應(yīng)用于冬季施工緊急搶修工程工期要求緊的工程舉例早強劑可以使C20混凝土在16小時內(nèi)達到拆模強度（1.5MPa）36小時達到在上面安裝樓板的強度（3.0MPa）從而加快施工進度應(yīng)用第71頁，共304頁。氯鹽類早強劑CaCl2是應(yīng)用最廣的品種效果好價格低使用方便摻加0.5-1%氯鹽類早強劑2-3d強度能夠提高50-100%7d強度提高20-40%

性能-提高早強典型類型第72頁，共304頁。CaCl2，與C3A和CH反應(yīng)，生成新的水化產(chǎn)物－水化氯鋁酸鈣，在早期析出形成骨架，促進了水泥石結(jié)構(gòu)的形成CH濃度降低這兩種因素加速了C3S的水化因而，早期強度得到了提高早強機理第73頁，共304頁。早強機理早期析出CH濃度降低水化氯鋁酸鈣形成骨架加速漿體結(jié)構(gòu)的形成加速水化提高早期強度第74頁，共304頁。早強機理加速水化形成新的水化加速水泥的溶解提高早期強度Chloridehardeningaccelerator第75頁，共304頁。

硫酸鈉是應(yīng)用最廣泛的品種。當硫酸鹽摻量為1－1.5％時，混凝土強度達到設(shè)計強度70％的時間縮短50％。硫酸鹽類早強劑典型類型性能－提高早期強度第76頁，共304頁。硫酸鹽類早強劑機理提高早期強度Na2SO4+Ca(OH)2+H2ONaOH+CaSO4·2H2OCHAft形成骨架加速漿體結(jié)構(gòu)的形成加速水化第77頁，共304頁。TEA是有機胺類減水劑最主要的類型，它是淺色油狀液體，摻量為0.02－0.05%有機胺類早強劑典型類型早期強度提高50％。

28d強度基本不變。有一定的緩凝作用。性能－提高早期強度Back第78頁，共304頁。引氣劑定義機理性能提高耐久性提高和易性降低混凝土強度應(yīng)用常用引氣劑第79頁，共304頁。定義指在混凝土拌和物中引入小氣泡的物質(zhì)。大量分散獨立微小均勻引氣劑Definition第80頁，共304頁。引氣劑它是憎水性表面活性物質(zhì)減小表面張力能定向吸附于氣泡表面使混合攪拌過程中進入的空氣形成不易破裂、微小、獨立且均勻分布的氣泡。機理第81頁，共304頁。性能引氣劑降低混凝土強度提高和易性提高耐久性引氣劑能夠提高耐久性和可塑性，但是降低混凝土強度。第82頁，共304頁。性能怎樣得到提高引氣劑改善孔結(jié)構(gòu)，提高耐久性氣泡起滾球軸承的作用，提高流動性及粘聚性提高含氣量，降低強度連通的孔隙引氣劑封閉的孔隙圖4.2.2提高耐久性示意圖第83頁，共304頁。引氣劑這類外加劑常用于有凍融循環(huán)的環(huán)境中。在混凝土結(jié)構(gòu)中不可避免地降低其強度。應(yīng)用常用引氣劑松香皂和松香熱聚物等摻量為0.005%-0.012%引入D=0.05-1.25mm的氣泡使混凝土含氣量達到2%-6%第84頁，共304頁。緩凝劑和速凝劑定義：能延緩混凝土凝結(jié)時間，而不顯著影響混凝土后期硬化的外加劑常用類型：M劑、糖蜜、檸檬酸等應(yīng)用大體積混凝土工程水工工程滑模施工高溫季節(jié)施工攪拌與澆筑成型時間間隔較長的工程緩凝劑第85頁，共304頁。定義能使混凝土速凝，并能改善混凝土的粘結(jié)性和穩(wěn)定性的外加劑。無機鹽類速凝劑按其主要成分大致可分為三類：以鋁酸鈉為主要成分以鋁酸鈣為主要成分以硅酸鹽為主要成分速凝劑緩凝劑和速凝劑第86頁，共304頁。常用品種紅星Ⅰ型2.5%-4%711型2.5%-3.5%應(yīng)用噴射混凝土、堵漏工程等性能初凝時間為5min終凝時間為10min在1小時內(nèi)形成強度1天強度提高2-3倍28天強度約為不摻時的80%-90%速凝劑第87頁，共304頁。膨脹劑

定義能使混凝土產(chǎn)生補償收縮或微膨脹的外加劑

常用品種

U型膨脹劑等性能摻量10%-15%，抗?jié)B性提高Back第88頁，共304頁。防凍劑Back定義：使混凝土在負溫下正常硬化的外加劑。起降低冰點、防凍、增進早強的作用常用品種

NaNO2和Ca(NO2)2

摻1%-8%降低冰點、早強、阻銹

CaCl2和NaCl摻0.5%-1%

工程上使用的都是復(fù)合防凍劑，由防凍、早強、減水組分甚至引氣組分復(fù)合，以提高防凍效果。第89頁，共304頁?！?.3新拌混凝土的和易性4.3.1混凝土的技術(shù)性質(zhì)要求4.3.2和易性4.3.3測試方法4.3.4選擇與分類4.3.5主要影響因素4.3.6提高和易性的措施Back第90頁，共304頁?；炷恋募夹g(shù)性質(zhì)要求混凝土的技術(shù)性質(zhì)要求混凝土主要包括：和易性、強度、耐久性、經(jīng)濟性和體積穩(wěn)定性等。QualityStrengthDurabilityWorkabilityEconomyBack第91頁，共304頁。新拌混凝土的和易性概念

重要性流動性粘聚性保水性Back第92頁，共304頁。新拌混凝土

硬化前的混凝土，又稱混凝土拌合物和易性混凝土拌合物易于施工操作，并且獲得均勻密實的混凝土的性質(zhì)概念新拌混凝土的和易性Fig.4.3.1ConcreteinConstruction第93頁，共304頁。新拌混凝土的和易性決定了混凝土是否能正常施工，以滿足硬化后的性能要求不同的混凝土工程對和易性有不同的要求重要性新拌混凝土的和易性MobilityViscidityWorkabilityWaterretention第94頁，共304頁。和易性和易性的綜合含義流動性+粘聚性+保水性=和易性流動性拌合物在自重或外力作用下產(chǎn)生流動,均勻、密實地填充模板的性能粘聚性施工過程中各種組成材料之間有一定的粘聚力,不致產(chǎn)生離析或分層現(xiàn)象.離析:由于密度和粒徑不同,在外力作用下組成材料的分離析出的現(xiàn)象分層:層狀離析離析和分層使混凝土不均勻，影響硬化后的性能第95頁，共304頁。請點擊右鍵選擇“播放”觀看Flash動畫第96頁，共304頁。和易性保水性混凝土在施工過程中有一定的保持水分的能力,不致產(chǎn)生嚴重的泌水現(xiàn)象泌水水分從漿中分離出來,上浮至表面的現(xiàn)象。危害泌水通道或水囊－影響耐久性沉降(由于泌水使表面下降的現(xiàn)象)－沉降龜裂浮漿妨礙與繼續(xù)澆注的混凝土的粘結(jié),必須去除浮漿第97頁，共304頁。請點擊右鍵選擇“播放”觀看Flash動畫第98頁，共304頁。Harm泌水通道凈漿沉降耐久性降低混凝土裂紋降低粘結(jié)性Back第99頁，共304頁。指標定量測定坍落度值定性判斷粘聚性和保水性適用范圍Dmax≯40mm坍落度≮10mm和易性測試Back

坍落度試驗和易性可采用坍落度試驗和維勃稠度試驗二種方法進行測試試驗方法將拌合物按規(guī)定方法裝入坍落度筒內(nèi),刮平,垂直提起坍落度筒,測量拌合物下落的距離。坍落度=筒高－塌落后拌合物的最高點(mmorcm)第100頁，共304頁。坍落度試驗Fig.4.3.2SlumpCone第101頁，共304頁。和易性分析和判斷流動性坍落度大→流動性大粘聚性－用搗棒在的拌合物的側(cè)面輕輕敲打，出現(xiàn)圖示的三種情況真實坍落→粘聚性好沿斜面下滑或骨料外露→粘聚性差崩裂保水性－觀察稀漿析出

較多的稀漿析出→保水性差無稀漿析出→保水性好和易性測試第102頁，共304頁。請點擊右鍵選擇“播放”觀看Flash動畫第103頁，共304頁。適用范圍:Dmax≯40mm維勃稠度5-30s之間干硬性或低塑性混凝土試驗方法將拌合物裝入坍落度筒內(nèi),移開漏斗,把透明圓盤轉(zhuǎn)至拌合物頂面,與之接觸,開動振動臺,計時,透明圓盤表面剛被水泥漿布滿時,停止計時,記錄的時間－維勃稠度值和易性測試維勃稠度試驗第104頁，共304頁。Fig4.3.3VebeConsistometerInstrument維勃稠度試驗第105頁，共304頁。ThinCompositeLowVebeConsistometerGreatMobilityHighVebeConsistometerThickCompositeSmallMobilityBack分析和判斷維勃稠度值小→拌合物稀→流動性大維勃稠度值大→拌合物稠→流動性小第106頁，共304頁。在不影響施工操作和保證密實成型的前提下,應(yīng)盡量選擇較小的流動性?？傇瓌t選擇根據(jù)構(gòu)件截面的大小、搗實方法和鋼筋疏密等條件確定Back選擇與分類第107頁，共304頁。Example舉例選擇與分類當構(gòu)件截面尺寸較小、人工搗實、鋼筋較密時,坍落度選大些;反之,選小些第108頁，共304頁。

拌合物分類及應(yīng)用坍落度(mm)拌合物類型應(yīng)用范圍>160大流動性泵送、不易澆注的窄面及鋼筋密布的結(jié)構(gòu)100-150流動性泵送、不易澆注的窄面及鋼筋密布的結(jié)構(gòu)50-90塑性普通結(jié)構(gòu),最常用10-40低塑性(低流動性)強力振搗、預(yù)制構(gòu)件及基礎(chǔ)、無配筋的厚大結(jié)構(gòu)等Back第109頁，共304頁。組成材料的影響水灰比水泥漿數(shù)量Sp骨料環(huán)境因素的影響時間溫度和易性的影響因素Back第110頁，共304頁。Back水灰比(水泥漿稠度)－當水泥用量一定時水灰比小→混凝土干→坍落度小→不易密實成型；水灰比過小→崩潰→粘聚性差→硬化后混凝土的強度及耐久性降低水灰比大→混凝土稀→坍落度大→易離析、分層、泌水→硬化后強度及耐久性降低水灰比合適→拌合物能均勻且密實成型←必須根據(jù)混凝土的強度和耐久性的要求來選擇W/C組成材料的影響W/C的影響第111頁，共304頁。LowW/CDrycompositeSmallslumpW/C的影響第112頁，共304頁。ExcessivelylowW/CCompositewillbreakdownLowviscidityDifficulttobecondensedPoorstrengthanddurabilityW/C的影響第113頁，共304頁。HighW/CThincompositeLargeslumpW/C的影響第114頁，共304頁。Tendtosegregate,bleedPoorstrengthanddurabilityExcessivelyhighW/CW/C的影響第115頁，共304頁。ProperW/CCompositecanbecondensedfavorablyandstabilityInfluenceofW/CBackW/C的影響第116頁，共304頁。水泥漿數(shù)量(用水量或漿/集比)－W/C一定水泥漿多→流動性大;過多→流漿→粘聚性差→影響硬化后的性質(zhì)水泥漿數(shù)量少→流動性小→不密實；過少崩潰→粘聚性差→影響硬化后的性質(zhì)水泥漿數(shù)量適量→滿足流動性的要求且有較好的粘聚性和保水性←根據(jù)施工要求的坍落度選擇水泥漿數(shù)量的影響B(tài)ack組成材料的影響第117頁，共304頁。Excessive

pasteMorepasteGreatmobilityExcessivemobilityLowviscidityPoorstrengthanddurability水泥漿數(shù)量的影響第118頁，共304頁。砂率Sp指混凝土中砂的質(zhì)量占砂石總量的比例Sp=S/(S+G)當W和C一定時，Sp決定了骨料的空隙率和總表面積砂率過小→砂漿數(shù)量不足→對骨料的潤滑作用差→流動性差且易離析砂率過大→總表面積大→水泥漿多用于包裹砂子及填空→潤滑作用小→流動性小砂率Sp的影響B(tài)ack組成材料的影響第119頁，共304頁。LowSpLackofmortarPoorlubricationofthesurfaceofaggregatesPoormobilityandtendtosegregate第120頁，共304頁。LargesurfaceareaHighSpCementmortarforwrappingupsandandfilling,lackofpasteWeaklubricationofthesurfaceofaggregatesLowmobility第121頁，共304頁。合理砂率(最優(yōu)砂率)在W和C一定時,使混凝土拌合物獲得最大的流動性，且保持良好的粘聚性和保水性的砂率保持混凝土拌合物的坍落度一定的條件下，使水泥用量最低的砂率。合理砂率第122頁，共304頁。SlumpSp優(yōu)

SpSp優(yōu)

SpAmountofcement第123頁，共304頁。

Sp的選擇根據(jù)試驗和經(jīng)驗選擇，選擇原則:在保證拌合物不離析,又能搗實的條件下,Sp應(yīng)盡可能小些石子的大，且級配好，表面光滑，則Sp可小些砂較細,

Sp小些W/C小，水泥漿稠，Sp小些大流動性，Sp應(yīng)大些（避免離析）摻外加劑時，Sp可小些有抗?jié)B要求時，Sp應(yīng)大些第124頁，共304頁。LowslumpHighslumpIncreasethecementpastewithfixedW/CIncreasetheuseofaggregateswithfixedSp如何調(diào)節(jié)和易性Back第125頁，共304頁。顆粒形狀與表面特征級配最大粒徑骨料的影響B(tài)ack和易性的影響因素第126頁，共304頁。GravelorPitSandCoarsetexture,multi-angleLowmobilityScreeSmoothandRoundHighmobility顆粒形狀與表面特征碎石或山砂的表面粗糙、多棱角→流動性差卵石或河砂的表面光滑、圓潤→流動性好第127頁，共304頁。Largevoidage(Wiscertain)PropersizedistributionSmallvoidage(Wiscertain)HighmobilityPoorsizedistributionPoormobility級配級配好→W一定時，空隙小→流動性好級配差→W一定時，空隙大→流動性差第128頁，共304頁。LargeparticlesizeSmallsurfacearea(cementpasteiscertain)HighmobilityInfluenceofaggregates最大粒徑DmaxDmax大→水泥漿一定時，表面積小→流動性好第129頁，共304頁。MobilitydecreasesaccordinglyHydrationVaporizationWater

absorbedbyaggregates

Time時間的影響時間延長→水化作用+水分蒸發(fā)+骨料吸水→流動性↓時間與坍落度的關(guān)系如圖的所示施工中,測坍落度在混凝土拌合物拌好15分鐘內(nèi)進行Back環(huán)境因素的影響第130頁，共304頁。SlumpTimeTimeFig.4.3.5RelationshipbetweenSlumpandTimeBack時間的影響第131頁，共304頁。溫度升高→流動性↓溫度與坍落度的關(guān)系如圖的所示（舉例：海信立交橋施工）施工中為了保證一定的工作性,必須注意環(huán)境溫度的影響,夏季混凝土拌合物用水量>冬季用水量.SlumpTemperatureFig.4.3.6RelationshipbetweenSlumpandTemperatureBack溫度的影響環(huán)境因素的影響第132頁，共304頁。提高和易性的措施當坍落度偏小時，保持W/C

不變，增加水泥漿的數(shù)量當坍落度偏大時，保持Sp

不變，增加砂石的數(shù)量選擇合理Sp改善骨料級配選擇較大粒徑的骨料采用添加劑Back第133頁，共304頁?！?.4混凝土強度混凝土質(zhì)量荷載下的變形和破壞過程強度的定義普通混凝土的強度等級其它類型的強度強度影響因素提高強度的方法途徑Back第134頁，共304頁?；炷恋馁|(zhì)量通過下述值進行評定：強度耐久性體積穩(wěn)定性Back混凝土質(zhì)量第135頁，共304頁。硬化的混凝土必須有足夠的外力以承受結(jié)構(gòu)荷載所造成的應(yīng)力。由于拌合物的多樣性，混凝土必須達到足夠高的強度。強度Back混凝土質(zhì)量耐久性混凝土必須能夠承受各種劣化作用如：凍融循環(huán)干濕交替腐蝕和化學(xué)侵蝕第136頁，共304頁。由于外部荷載和混凝土自身的化學(xué)反應(yīng)作用，合格的混凝土應(yīng)該有最小的收縮或膨脹。體積穩(wěn)定性Back混凝土質(zhì)量第137頁，共304頁。

受力變形和破壞過程：受壓破壞過程初始裂紋單軸靜力受壓破壞Back受力變形和破壞過程第138頁，共304頁?；炷潦軌浩茐男问狡茐男问皆蚩赡苄运嗍茐乃嗟燃壍驮斐山?jīng)常出現(xiàn)粘結(jié)面(界面)破壞由于表面裂縫經(jīng)常出現(xiàn)粗骨料破壞正常情況下，

f巖石>fcu,很少出現(xiàn)表受力破壞形式，原因及可能性分析

在壓力作用下混凝土破壞有三種破壞形式：破壞類型，原因和可能性分析如表4.4.1和圖4.4.1所示，

第139頁，共304頁。第140頁，共304頁。受力作用破壞類型圖4.4.1受力作用下的破壞類型Back第141頁，共304頁。由于混凝土界面初始裂紋的存在，界面破壞經(jīng)常發(fā)生。初始裂紋是指混凝土受力前，粗骨料與砂漿界面等部位已有裂紋。

初始裂紋示意圖如圖4.4.2.所示初始裂紋圖4.4.2初始裂紋示意圖第142頁，共304頁。初始裂紋類型干縮冷縮體積減縮沉縮塑性收縮泌水通道Back第143頁，共304頁。單軸靜力受壓破壞過程

機理混凝土在外力作用下,內(nèi)部產(chǎn)生變形，變形增大,裂紋擴展,連通,使結(jié)構(gòu)破壞。方法變形/破壞與內(nèi)部裂紋變化通過力學(xué)試驗、顯微鏡觀察研究?？箟簭姸仍囼炄玟浵袼究箟簭姸仍囼瀮x器如圖4.4.3.所示第144頁，共304頁。不同應(yīng)力階段混凝土內(nèi)部裂縫示意圖Back第145頁，共304頁?；炷疗茐倪^程與內(nèi)部裂紋變化關(guān)系階段荷載σ～ε內(nèi)部裂縫Ⅰ-OA比例極限(30%極限荷載)σ=ε無明顯變化Ⅱ-AB臨界荷載(70%-90%的極限荷載)σ<ε產(chǎn)生裂紋,限于界面(尺寸,數(shù)量增加)Ⅲ-BC極限荷載σ<<ε裂紋擴至砂漿內(nèi)部,形成連續(xù)裂紋Ⅳ-CD達到極限荷載后ε增大連續(xù)裂紋發(fā)展,混凝土破壞表4.4.2混凝土破壞過程與內(nèi)部裂紋變化關(guān)系表4.4.2說明了混凝土破壞過程與內(nèi)部裂紋變化關(guān)系第146頁，共304頁。關(guān)于強度有三個重要的概念：混凝土立方體抗壓強度混凝土強度保證率混凝土立方體抗壓強度標準值強度定義Back第147頁，共304頁?；炷量箟簭姸然炷量箟簭姸仍囼炰浵駡D4.4.3混凝土抗壓強度試驗儀器第148頁，共304頁。概念邊長為150mm的立方體試件，標準方法成型，標準條件養(yǎng)護，28d齡期的抗壓強度。標準條件溫度=20℃±3℃，濕度﹥90%標準條件養(yǎng)護試驗儀器設(shè)備如圖

4.4.4.所示混凝土立方體抗壓強度－fcu圖4.4.4強度試驗儀器第149頁，共304頁?；炷翉姸缺ＷC率P%

混凝土強度保證率P%是指混凝土強度總體中大于設(shè)計強度等級的概率。

圖4.4.5混凝土強度保證率P%

示意圖P（t）＝90%t0tψ(l)第150頁，共304頁。

混凝土立方體抗壓強度標準值是指具有95%以上強度保證率的立方體抗壓強度。

fcuP=95%+fcu,k混凝土立方體抗壓強度標準值－fcu,k第151頁，共304頁。fcu,k是結(jié)構(gòu)設(shè)計強度取值的依據(jù)，fcu,k

被用于質(zhì)量控制，fcu,k被用于工程驗收，例如.非統(tǒng)計法驗收混凝土:平均值

≥1.15fcu,k,

最小值fcu,min≥0.95fcu,k說明：混凝土立方體抗壓強度標準值－fcu,kBack第152頁，共304頁。普通混凝土強度等級根據(jù)fcu,k.劃分普通混凝土強度等級的普通混凝土的十二個等級如下圖所示：GradesC60C7.5C10C55C50C35C15C20C25C30C45C40C25concretefcu,kBack第153頁，共304頁。

軸心抗壓強度fcp以150×150×300mm的棱柱體為標準試件,其它條件與立方體抗壓強度相同.與抗壓強度關(guān)系:fcp=0.7～0.8fcu其它強度Back第154頁，共304頁?？估瓘姸韧ㄟ^劈裂抗拉強度進行測試。

劈裂抗拉強度試驗儀器如錄像中所示。抗拉強度第155頁，共304頁?？估瓘姸仍碓谠嚰膬蓚€相對的表面素線上作用著均勻分布的壓應(yīng)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(yīng)力。該力可據(jù)彈性理論計算得出。公式P—破壞荷載,NA—試件的劈裂面面積,mm2圖

劈裂抗拉試驗示意圖第156頁，共304頁?？拐蹚姸瓤拐蹚姸韧ㄟ^三分點加荷試驗測試。圖4.4.7是混凝土抗折試驗示意圖試件：150×150×600(550)mm梁型試件圖4.4.7混凝土抗折強度試驗示意圖公式Back第157頁，共304頁?；炷量拐蹚姸仍囼灥?58頁，共304頁。

水泥強度等級水灰比混凝土強度公式骨料的影響?zhàn)B護條件試驗條件Back強度影響因素第159頁，共304頁。水泥強度等級水泥等級提高水泥石強度提高混凝土強度提高

與骨料的粘結(jié)強度提高水泥強度等級對混凝土強度是很重要的一個因素。配合比相同時，水泥強度等級提高，水泥石本身的強度及與骨料的粘結(jié)強度高，混凝土的強度高。Back第160頁，共304頁。上述規(guī)律的前提條件是混凝土密實成型。強度降低過大的孔隙率水泥用量過低水泥強度等級過高Back水泥強度等級第161頁，共304頁。水灰比

水泥品種及強度等級均相同的情況下，混凝土的強度取決于W/C。

I．W/C在一定范圍內(nèi)(混凝土密實成型)，W/C降低，抗壓強度增大。II.當W/C過小(不能密實成型)W/C降低，孔隙率升高，強度降低。IIIw/c過小W/C在一定范圍內(nèi)W/C強度W/C強度第162頁，共304頁。人工振搗f28W/C機械振搗圖4.4.7f28

與W/C關(guān)系水灰比f28

與W/C關(guān)系如圖所示

第163頁，共304頁。正常水泥水化僅需水泥用量23%的水量(W/C=0.23)。為了使混凝土拌合物有較好的流動性，加入的拌合水量一般為水泥量的40～70%。(W/C=0.4～0.7)多余的水分在混凝土中留下了許多孔隙，使混凝土的實際受力面積下降。形成應(yīng)力集中?；炷翉姸冉档?。水灰比說明：第164頁，共304頁。水灰比徹底排氣減少拌和用水量密實度強度﹢目前合理的方法是減少拌合用水并同時徹底排氣，使混凝土密實度提高，提高混凝土的強度。第165頁，共304頁。目前，工程中采用下述的施工技術(shù)高速攪拌聲波攪拌高頻振幅多頻振幅水灰比提高施工技術(shù)Back第166頁，共304頁?；炷翉姸裙焦?/p>

W/C＝0.3～0.8適用范圍：塑性和低塑性混凝土fcu—混凝土28d抗壓強度（Mpa)fce—水泥的實際強度；fceb－水泥28d的抗壓強度Kc—水泥的富裕系數(shù)=1.13AB—經(jīng)驗系數(shù),與骨料的種類有關(guān)AB碎石0.460.07卵石0.480.33第167頁，共304頁。骨料的影響骨料的影響表面特征粒徑粗骨料強度粗骨料的強度、粒徑及級配等是影響混凝土強度的重要因素.Back第168頁，共304頁。粗骨料的強度裂紋擴展至骨料時繞界面而過骨料強度高混凝土強度高Factorsofaggregate當骨料強度高時，裂紋擴展至骨料時繞界面而過，混凝土強度高。第169頁，共304頁。Dmax對普通混凝土的影響小對于高強混凝土,Dmax

提高，則強度降低。(尺寸效應(yīng))粒徑

DmaxDmax強度尺寸效應(yīng)粒徑第170頁，共304頁。無影響W/C＞0.65fcu

碎石=1.38fcu卵石W/C＜0.4W/C＞0.65,表面特征對強度沒有影響。W/C＜0.4fcu碎石=1.38fcu

卵石

Back表面特征第171頁，共304頁。養(yǎng)護條件混凝土起拿過度受到水泥水化程度和速度的影響，而這又受到濕度和溫度的影響。溫度越高，水泥的水花速度越快，混凝土強度越高。濕度越大，水泥水化程度越高。溫度水泥水化速度混凝土強度溫度水泥水化速度混凝土強度Back第172頁，共304頁。養(yǎng)護條件濕度水泥水化速度混凝土強度濕度水泥水化速度混凝土強度第173頁，共304頁。強度，溫度和混凝土保持潮濕的日期的關(guān)系如動畫，圖4.4.8和圖。養(yǎng)護條件第174頁，共304頁。溫度對強度的影響fcu203040100齡期沒有凍結(jié)增長1天后凍結(jié)增長7天后凍結(jié)第175頁，共304頁。9365齡期(d)200406080100120140長期保持潮濕保持潮濕14天保持潮濕7天保持潮濕3天保持潮濕1天圖4.4.9強度和混凝土養(yǎng)護時間之間的關(guān)系f28(%)第176頁，共304頁。養(yǎng)護混凝土成型后一段時間內(nèi)維持一定的溫度和相對濕度，保證混凝土強度等性能的正常發(fā)展。這個過程叫做養(yǎng)護。有三種類型的養(yǎng)護：自然養(yǎng)護，蒸汽養(yǎng)護和蒸壓養(yǎng)護。A．自然養(yǎng)護B．蒸汽養(yǎng)護C.蒸壓養(yǎng)護第177頁，共304頁。A．自然養(yǎng)護

自然溫度和溫度條件下養(yǎng)護

P.Ⅰ、P.Ⅱ、P.O、P.S養(yǎng)護7d；

P.P及P.F養(yǎng)護14d；高鋁水泥養(yǎng)護3d。B．蒸汽養(yǎng)護蒸汽養(yǎng)護壓力=1個標準大氣壓溫度>100℃蒸汽養(yǎng)護可使摻混合材料水泥的28d提高10～40%.P.Ⅰ、P.Ⅱ及P.O降低10～15%.第178頁，共304頁。C.壓力≮

8個標準大氣壓

溫度>174.5℃場所:高壓釜中蒸壓養(yǎng)護第179頁，共304頁。圖

抗壓強度和齡期的關(guān)系齡期第180頁，共304頁。適用范圍對數(shù)公式f28=fn

×(lg28/lgn)fn—混凝土n天的強度f28—混凝土28天強度標準條件養(yǎng)護32.5—42.5級的P.O(n>3)Back第181頁，共304頁。試驗條件混凝土強度影響因素操作試驗設(shè)備試件表面形狀尺寸Back第182頁，共304頁。試驗條件環(huán)箍效應(yīng)尺寸效應(yīng)試驗條件第183頁，共304頁。環(huán)箍效應(yīng)混凝土試件受軸向壓力作用壓力機壓板橫向變形小于混凝土橫向變形故混凝土試件在與壓板的接觸面上受到向內(nèi)的約束力此力在范圍內(nèi)有效使混凝土強度提高。試件被破壞后上、下部各呈一個較完整的棱錐體。第184頁，共304頁。第185頁，共304頁。骨料Dmax（mm）試件尺寸（mm）環(huán)箍效應(yīng)強度換算系數(shù)≤60≤40≤31.5200150100弱偏低強偏高1.051.000.95試件尺寸≮3Dmax尺寸效應(yīng)

表4.4.3試件尺寸對混凝土強度的影響混凝土強度的尺寸效應(yīng)如表所示。Back第186頁，共304頁。采用高強度等級的水泥和快硬早強水泥。降低水灰比，提高混凝土密實度。采用干硬性混凝土(多用于預(yù)制構(gòu)件或條件好的工地)：強力振搗。其強度=1.4～1.8普通混凝土強度。濕熱處理：可提高效率,節(jié)約場地提高強度采用機械攪拌和振搗：強力攪拌,高頻振搗等工藝.摻外加劑及摻合料:代表混凝土的發(fā)展方向。Back提高混凝土強度的途徑第187頁，共304頁?！?.5混凝土耐久性定義重要性抗?jié)B性抗凍性碳化/中性化堿骨料反應(yīng)提高耐久性的措施Back第188頁，共304頁?；炷恋挚弓h(huán)境介質(zhì)作用，并長期保持良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)安全、正常使用的能力。簡單地說，耐久性指混凝土在長期使用中能保持質(zhì)量穩(wěn)定的性質(zhì)。包括：抗?jié)B性抗凍性防腐抗碳化耐磨損耐堿骨料反應(yīng)等定義Back第189頁，共304頁。材料破壞所引起的結(jié)構(gòu)修理和更換在整個施工預(yù)算中占有很大的比重，總投資的較大比例用于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的修理和維護，防止材料過早和突然破壞所導(dǎo)致的人身和經(jīng)濟兩者損失。耐久性的重要性圖4.5.1工程中混凝土的劣化第190頁，共304頁。材料破壞所引起的結(jié)構(gòu)修理和更換在整個施工預(yù)算中占有很大的比重，工業(yè)發(fā)達國家建筑工業(yè)總投資40%以上用于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的修理和維護，60%以下用于新的設(shè)施圖4.5.2建設(shè)投資比例耐久性的重要性Back第191頁，共304頁?；炷恋挚箟毫λ疂B透的能力。抗?jié)B性是混凝土耐久性的一個重要標志。直接影響混凝土的抗凍和防腐性等?？?jié)B性定義圖4.5.3

抗?jié)B示意圖Back第192頁，共304頁。圖4.5.4

抗?jié)B試驗儀器設(shè)備第193頁，共304頁。以28天令期標準試件，按規(guī)定方法檢驗混凝土所能承受的最水壓力（MPa），例如，P2、P4、P8分別表示混凝土能抵抗0.2、

0.4、0.8MPa的水壓力而不滲水.抗?jié)B等級第194頁，共304頁。提高密實度、改善孔隙構(gòu)造等

如減小W/C，摻加引氣劑、膨脹劑提高抗?jié)B性的措施圖4.5.5海工混凝土柱的開裂

Back第195頁，共304頁。混凝土吸水飽和后，能抵抗凍融循環(huán)作用，不破壞的性質(zhì)?；炷恋拿軐嵍取⒖紫稊?shù)量及構(gòu)造、孔隙的充水程度均是決定抗凍性的重要因素。對寒冷地區(qū)，與水接觸，且受凍的環(huán)境中使用的混凝土，采用F50以上的抗凍混凝土。定義Back抗凍性第196頁，共304頁。抗凍等級以28天試件在吸水飽和后，承受反復(fù)凍融循環(huán)，抗壓強度下降不大于25%，重量損失不超過5%時所能承受的最大凍融循環(huán)的次數(shù)表示。

抗凍等級例如:F25、F50、F100……F300選擇抗凍等級應(yīng)根據(jù)當?shù)貧夂?、環(huán)境及構(gòu)筑物類別選擇。如環(huán)境為海水，每天兩次漲落，冬季（北方）混凝土頻繁受凍融循環(huán)。如天津新港，每冬可能發(fā)生凍融循環(huán)82次，選F250。第197頁，共304頁。圖4.5.6抗凍試驗儀器設(shè)備Back第198頁，共304頁。碳化/中性化圖4.5.7混凝土碳化示意圖碳化是指混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)。碳化引起混凝土的中性化，使混凝土保護鋼筋的性能降低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增加（回彈法應(yīng)考慮）CaCO3堵孔，碳化放出水分，有利水泥水化Back第199頁，共304頁。圖4.5.8碳化試驗儀器設(shè)備第200頁，共304頁。影響碳化的主要因素水泥品種（有摻合料的碳化快）水灰比碳化時間濕度CO2濃度外加劑碳化/中性化第201頁，共304頁。堿骨料反應(yīng)圖4.5.9堿骨料反應(yīng)示意圖水泥中堿性物質(zhì)(氧化鈉或氧化鉀)過多，且粗骨料中含有活性成分（活性氧化硅或活性氧化鋁）,二者反應(yīng)生成堿—硅酸凝膠,引起體積膨脹,使混凝土開裂，最終破壞的現(xiàn)象第202頁，共304頁。ActiveaggregateWaterCementwithhighalkalicontent水泥含堿量高(>0.6%)骨料含活性氧化硅水份堿骨料反應(yīng)的條件Alkali-aggregateReaction圖4.5.10堿骨料反應(yīng)條件示意圖Back第203頁，共304頁。合理選擇水泥品種控制最大水灰比和最少水泥用量選擇合適的骨料選擇合適的摻合料和外加劑保證施工質(zhì)量提高混凝土耐久性的措施Back第204頁，共304頁。什么是配合比任務(wù)基本要求原理方法和步驟初步計算配合比確定基準配合比實驗室配合比施工配合比§4.6混凝土配合比設(shè)計Back第205頁，共304頁。什么是配合比？配合比表示混凝土中各組成材料用量之間的比例關(guān)系表示方法用1m3混凝土中各種材料的重量表示

CSGW(Kg/m3)

3007201200180用各種材料的重量比例表示(水泥用量為1)C:S:G=1:2.4:4.0W/C=0.6如果摻外加劑，其用量以水泥重量的百分數(shù)表示。Back第206頁，共304頁?；炷僚浜媳仍O(shè)計的任務(wù)根據(jù)以下因素合理選擇原材料技術(shù)性質(zhì)結(jié)構(gòu)要求施工條件確定出滿足工程所要求的技術(shù)經(jīng)濟指標確定材料的用量任務(wù)選擇原材料確定指標確定配合比Back第207頁，共304頁。配合比設(shè)計基本要求強度—符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求和易性—符合施工條件的要求耐久性—符合工程環(huán)境的要求經(jīng)濟合理Back強度耐久性經(jīng)濟合理和易性配合比設(shè)計第208頁，共304頁?；炷僚浜媳仍O(shè)計的原理混凝土性能變化規(guī)律W/CSpW0WCSGBack混凝土配合比設(shè)計的基本原理是建立在混凝土性能變化規(guī)律的基礎(chǔ)。普通混凝土配合比由四個基本變量:C、W、S、G第209頁，共304頁。方法和步驟Back初步計算配合比確定實驗室配合比確定基準配合比確定施工配合比第210頁，共304頁。(一)初步計算配合比確定混凝土的試配強度依照普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)范(JGJ55-2000)混凝土的試配強度由下式計算:fcu，0—

混凝土的試配強度,MPa;fcu，k—設(shè)計要求的混凝土立方體抗壓強度標準值

σ—

混凝土強度離散程度.

1.Back第211頁，共304頁。如何得到值有統(tǒng)計資料時,可參考下式計算無統(tǒng)計資料時,可參考下表選擇。混凝土強度等級低于C20C20～C35高于C35σ4.05.06.0表4.6.1值的選擇第212頁，共304頁。

確定水灰比根據(jù)強度計算2.c=1.13第213頁，共304頁。確定水灰比依據(jù)耐久性核對為了保證混凝土的耐久性，W/C不得大于滿足耐久性要求的最大W/C(表4.6.2)；否則取規(guī)范中規(guī)定的最大值。2.第214頁，共304頁。環(huán)境條件

結(jié)構(gòu)類別

最大水灰比

最小水泥用量（Kg）

素混凝土

鋼筋混凝土

預(yù)應(yīng)力混凝土

素混凝土

鋼筋混凝土

預(yù)應(yīng)力混凝土

干燥環(huán)境正常的居住或辦工房屋內(nèi)

不作規(guī)定

0.650.60200260300潮濕環(huán)境無凍害高濕度的屋內(nèi)

室外部位

在非侵蝕性土和（或）水中的部件

0.700.600.60225280300有凍害經(jīng)受凍害的室外部件在非侵蝕性土和（或）水中且經(jīng)受凍害的部件高濕度且經(jīng)受凍害中的室內(nèi)部件

0.550.550.55250280300有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境

經(jīng)受凍害和除冰劑作用的室內(nèi)和室外部件

0.500.500.50300300300表4.6.2最大水灰比和最小水泥用量

第215頁，共304頁。表4.6.3干硬性和塑性混凝土的用水量

確定單位用水量3.根據(jù)坍落度、粗骨料的種類和最大粒徑，參考表確定用水量。拌合物稠度卵石最大粒徑(mm)碎石的最大粒徑（mm）項目指標102040162040維勃稠度（S）15～2010～155～10175180185160165170145150155