建筑材料混凝土1

建筑材料混凝土1第1頁/共156頁4.1.1水泥混凝土的發(fā)展概況水泥混凝土自從19世紀(jì)20年代問世以來，它在土木工程各領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展。水泥混凝土已經(jīng)成為各種工業(yè)與民用建筑、橋梁、鐵路、公路、水利、海洋、礦山和地下工程中的主導(dǎo)材料。在研究方面，20世紀(jì)80年代以來，世界各國致力于對(duì)混凝土進(jìn)行深入的理論研究，并不斷推出混凝土新材料和新工藝?；炷镣饧觿┘案咝阅艿V物摻合材料的逐漸推廣應(yīng)用，有效地克服了混凝土的某些缺陷，并使其性能不斷改善。在應(yīng)用方面，混凝土不僅是重要的結(jié)構(gòu)材料，而且成為重要的防水、裝飾、耐腐蝕及防護(hù)等功能材料。20世紀(jì)末，全世界每年平均消耗的水泥混凝土量約為90億噸，在21世紀(jì)它仍將在眾多的工程材料中占居主導(dǎo)地位。第2頁/共156頁在生產(chǎn)水平上，水泥混凝土正逐步擺脫勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)規(guī)模零星分散、技術(shù)含量低的落后狀態(tài)。20世紀(jì)80年代以來，我國各地紛紛建立了大、中型預(yù)拌混凝土廠，可保質(zhì)保量地為用戶及時(shí)提供滿足工程要求的商品混凝土。高性能水泥混凝土(HPC)將是未來混凝土的主要發(fā)展方向之一。未來的水泥混凝土除了具有高強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度60MPa以上）外，還必須具備良好的使用操作性、體積穩(wěn)定性，而且必須具有適應(yīng)環(huán)境的高耐久性。綠色高性能混凝土(GHPC）也是未來的發(fā)展方向。未來水泥混凝土及其原材料在生產(chǎn)、開發(fā)和應(yīng)用過程中，還應(yīng)盡可能節(jié)約資源和能源、減少廢氣廢料排放、減少對(duì)環(huán)境的危害，以保護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境。第3頁/共156頁4.1.2混凝土的分類1.按表觀密度分類（1）重混凝土。它是指干表觀密度大于2600kg/m3的混凝土。又稱為防輻射混凝土。（2）普通混凝土。它是指干表觀密度為1950～2600kg/m3的混凝土。（3）輕混凝土。它是指干表觀密度小于1950kg/m3的混凝土。它又可以分為三類：①輕集料混凝土，其表觀密度范圍是800～1950kg／m3。②多孔混凝土(泡沫混凝土、加氣混凝土)。其表現(xiàn)密度范圍是300～1000kg／m3。③大孔混凝土(普通大孔混凝土、輕集料大孔混凝土)，其組成中無細(xì)集料。普通大孔混凝土的表現(xiàn)密度范圍為1500～1900kg／m3，是用碎石、卵石、重礦渣作集料配制成的。第4頁/共156頁2.按用途分類結(jié)構(gòu)混凝土水工混凝土海洋混凝土道路混凝土防水混凝土補(bǔ)償收縮混凝土裝飾混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土防輻射混凝土等第5頁/共156頁3.按強(qiáng)度等級(jí)分類低強(qiáng)度混凝土：抗壓強(qiáng)度小于30MPa；主要應(yīng)用于一些承受荷載較小的場合，如地面。中強(qiáng)度混凝土：抗壓強(qiáng)度30～60MPa；是現(xiàn)今土木工程中的主要混凝土類型，應(yīng)用于各種工程中，如房屋、橋梁、路面等。高強(qiáng)度混凝土：抗壓強(qiáng)度大于60MPa；主要用于大荷載、抗震及對(duì)混凝土性能要求較高的場合，如高層建筑、大型橋梁、高速公路等。超高強(qiáng)混凝土：抗壓強(qiáng)度大于100MPa；主要用于各種重要的大型工程，如高層建筑的樁基、軍事防爆工程、大型橋梁等。第6頁/共156頁4.按生產(chǎn)和施工方法分類按混凝土的生產(chǎn)和施工方法不同可分為：預(yù)拌（商品）混凝土泵送混凝土噴射混凝土壓力灌漿混凝土（預(yù)填骨料混凝土）離心混凝土碾壓混凝土等按每立方米混凝土中水泥用量(C)分為：貧混凝土(C≤170kg/m3)富混凝土(C≥230kg/m3)還有摻加其他輔助材料的特種混凝土：粉煤灰混凝土、纖維混凝土、硅灰混凝土、磨細(xì)高爐礦渣混凝土、硅酸鹽混凝土等。第7頁/共156頁4.1.3普通水泥混凝土的主要特點(diǎn)混凝土的優(yōu)點(diǎn)：

①混凝土組成材料來源廣泛。②新拌混凝土有良好的可塑性。③可按需要配制各種不同性質(zhì)的混凝土。④具有較高的抗壓強(qiáng)度，且與鋼筋具有良好的共同工作性。⑤具有良好的耐久性，可抵抗大多數(shù)環(huán)境破壞作用。⑥維修費(fèi)用很低。⑦具有較好的耐火性。第8頁/共156頁混凝土的缺點(diǎn)：①抗拉強(qiáng)度小，一般只有其抗壓強(qiáng)度的1/10～1/15，屬于一種脆性材料。②自重大，比強(qiáng)度低。③導(dǎo)熱系數(shù)大。一般為1.5w/m·k，相當(dāng)于粘土磚的兩倍。④干燥收縮大，徐變大。⑤生產(chǎn)周期長。第9頁/共156頁4.2普通混凝土組成材料普通混凝土是由水泥、水、細(xì)集料（天然砂等）和粗集料（石子等）等為基本材料，或再摻加適量外加劑、混合材料等制成的復(fù)合材料。各組成材料的作用：砂、石等集料在混凝土中起骨架作用，因此也稱為骨料，還可對(duì)混凝土起穩(wěn)定性作用。由水泥與水所形成的水泥漿在混凝土硬化前起潤滑作用；在混凝土硬化后，水泥漿形成的水泥石起膠結(jié)作用。第10頁/共156頁4.2.1水泥1.水泥品種的選擇

工程性質(zhì)硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥工程特點(diǎn)大體積工程不宜可宜宜宜早強(qiáng)混凝土宜可不宜不宜不宜高強(qiáng)混凝土宜可可不宜不宜抗?jié)B混凝土宜宜不宜宜宜耐磨混凝土宜宜可不宜不宜環(huán)境特點(diǎn)普通環(huán)境可宜可可可干燥環(huán)境可宜不宜不宜可潮濕或水下環(huán)境可可可可可嚴(yán)寒地區(qū)宜宜可不宜不宜嚴(yán)寒地區(qū)并有水位升降宜宜不宜不宜不宜第11頁/共156頁例某施工隊(duì)使用以煤渣摻量為30％的火山灰水泥鋪筑路面，見圖。使用兩年后，表面耐磨性差，已出現(xiàn)露石，且表面有微裂縫。露石混凝土路面按JTJ012－94《公路混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)于水泥混凝土路面，“水泥可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和道路硅酸鹽水泥。中等及輕交通的路面，也可以采用礦渣硅酸鹽水泥?！彼哉f火山灰水泥鋪筑路面是選用水泥不當(dāng)。第12頁/共156頁2.水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇，應(yīng)當(dāng)與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)。通常要求水泥的強(qiáng)度為混凝土抗壓強(qiáng)度的1.5～2.0倍；配制較高強(qiáng)度混凝土?xí)r，可取0.9～1.5倍。隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的不斷提高，新工藝的不斷出現(xiàn)以及高效外加劑性能的不斷改進(jìn)，高強(qiáng)度和高性能混凝土的配比要求將不受此比例的約束。第13頁/共156頁

道路水泥混凝土質(zhì)量與水泥選用

請(qǐng)觀察此使用一年多的水泥混凝土道路表面(如圖)，該水泥混凝土選用普通硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成分別為C3S:53％，C2S:25％，C3A:15％，C4AF:7％。請(qǐng)從水泥的角度分析其選用有否不當(dāng)之處。水泥混凝土道路表面該路面磨損較嚴(yán)重，已出現(xiàn)較多裂紋。可見表面水泥砂漿層干縮較大、耐磨性較差。從資料可見，所選用的水泥熟料礦物組成中C3A含量較高，當(dāng)水泥中C3A含量較高，其耐磨性較差、干縮較大，可見選用水泥不當(dāng)。第14頁/共156頁使用受潮水泥廣西百色某車間單層磚房屋蓋采用預(yù)制空心板12m跨現(xiàn)澆鋼筋混凝土大梁，1983年10月開工，使用進(jìn)場已3個(gè)多月并存放潮濕地方的水泥。1984年拆完大梁底模板和支撐，1月4日下午房屋全部倒塌。事故的主因：是使用受潮水泥，且采用人工攪拌，無嚴(yán)格配合比。致使大梁混凝土在倒塌后用回彈儀測定平均抗壓強(qiáng)度僅5MPa左右，有些地方竟測不出回彈值。此外振搗不實(shí)，配筋不足等問題。第15頁/共156頁4.2.2細(xì)骨料（砂）集料按粒徑大小分為:粗集料細(xì)集料通常粗、細(xì)集料的總體積要占混凝土體積的70％～80％。因此，集料質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)混凝土性能影響很大。為獲得合理的混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通常要求所用集料應(yīng)具有合理的顆粒級(jí)配，其顆粒粗細(xì)程度應(yīng)滿足相應(yīng)的要求；顆粒形狀應(yīng)近圓形，且應(yīng)具有較粗糙的表面以利于與水泥漿的粘結(jié)。還要求集料中有害雜質(zhì)含量要少，集料的化學(xué)性能與物理狀態(tài)應(yīng)穩(wěn)定，且應(yīng)具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度以使混凝土獲得堅(jiān)固耐久的性能。第16頁/共156頁1.細(xì)集料的種類及其特性細(xì)集料：粒徑4.75mm以下的集料，俗稱砂。砂按產(chǎn)源分為天然砂、人工砂兩類。天然砂：河砂、湖砂：其顆粒圓滑，比較潔凈，產(chǎn)源廣；山砂：有棱角，表面粗糙，但含泥量和含有機(jī)雜質(zhì)較多；海砂：?；煊胸悮に槠秃^多鹽分等有害雜質(zhì)。人工砂：機(jī)制砂：是將天然巖石用機(jī)械軋碎、篩分后制成的顆粒，其顆粒富有棱角，比較潔凈，但砂中片狀顆粒及細(xì)粉含量較多，且成本較高?；旌仙埃菏怯蓹C(jī)制砂和天然砂混合而成，其技術(shù)性能應(yīng)滿足人工砂的要求。第17頁/共156頁依據(jù)GB/T14684-2001《建筑用砂》的規(guī)定，根據(jù)混凝土用砂的質(zhì)量狀態(tài)不同可分為：I類砂：適合配制各種混凝土，包括強(qiáng)度為60MPa以上的高強(qiáng)度混凝土；Ⅱ類砂：適合配制強(qiáng)度在60MPa以下的混凝土以及有抗凍、抗?jié)B或其他耐久性要求的混凝土；Ⅲ類砂：通常只適合配制強(qiáng)度低于30MPa的混凝土或建筑砂漿。第18頁/共156頁2.混凝土用砂的質(zhì)量要求（1）含泥量、石粉含量和泥塊含量砂中含泥量通常是指天然砂中粒徑小于75μm的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于75μm的顆粒含量；主要是由40～75μm的微粒組成泥塊含量是指砂中所含粒徑大于1.18mm,經(jīng)水浸洗、手捏后粒徑小于600μm的顆粒含量。第19頁/共156頁天然砂的含泥量和泥塊含量項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（按質(zhì)量計(jì)），％＜1.0＜3.0＜5.0泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)），％0＜1.0＜2.0第20頁/共156頁人工砂的石粉含量和泥塊含量項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類1亞甲藍(lán)試驗(yàn)MB值＜1.40

或合格石粉含量（按質(zhì)量計(jì)），％＜3.0＜5.0＜7.0①2泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)），％0＜1.0＜2.03MB值≥1.40

或不合格石粉含量（按質(zhì)量計(jì)），％＜1.0＜3.0＜5.04泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)），％0＜1.0＜2.0①根據(jù)使用地區(qū)和用途，在試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，可由供需雙方協(xié)商確定第21頁/共156頁（2）有害物質(zhì)含量有害物質(zhì)是指各種可能降低混凝土性能與質(zhì)量的物質(zhì)。通常，應(yīng)限制云母、輕物質(zhì)、硫化物與硫酸鹽、氯鹽和有機(jī)物等的含量，且砂中不得混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊、煤渣等雜物。項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ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)），％，＜0.010.020.06有機(jī)物（比色法）合格合格合格第22頁/共156頁比色試驗(yàn)將砂試樣（500g）倒入250ml的量筒中，然后注入3％濃度的NaOH溶液到200ml刻度處，劇烈搖動(dòng)后靜置24小時(shí)。用鞣酸粉和3％濃度的NaOH溶液配制標(biāo)準(zhǔn)液。若試樣上部溶液的顏色淺于標(biāo)準(zhǔn)液的顏色，則有機(jī)物的含量對(duì)混凝土無害。如果試樣上部溶液的顏色比標(biāo)準(zhǔn)液深，則表示砂中可能含有較多的有機(jī)物，但不能肯定這種砂不適用于混凝土。必須對(duì)可疑的砂再用下法檢驗(yàn)：用經(jīng)清洗有機(jī)物含量合格后的砂和未經(jīng)清洗的砂配制相同配比、相同流動(dòng)度的砂漿。若未經(jīng)清洗的砂配制的砂漿，其7天和28天抗壓強(qiáng)度不低于經(jīng)清洗的砂配制的砂漿強(qiáng)度的95％時(shí)，則此砂可采用。第23頁/共156頁（3）砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的平均粗細(xì)程度。通常砂子按粗細(xì)程度分為粗砂、中砂、細(xì)砂和特細(xì)砂等幾種。砂子的粗細(xì)對(duì)于混凝土材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能具有明顯的影響。用粗砂配制混凝土要比用細(xì)砂配制混凝土所需的水泥漿量要節(jié)省。但若砂子過粗，則顆粒間難以相互嵌固，使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以形成穩(wěn)定的相互嵌固堆聚結(jié)構(gòu)，從而造成許多不良現(xiàn)象。因此，配制混凝土用砂不宜過細(xì)，也不宜過粗。第24頁/共156頁砂的顆粒級(jí)配是指不同粒徑砂子的顆粒組配情況。也就是指砂中大小顆粒之間的搭配情況。要獲得穩(wěn)定的顆粒堆聚結(jié)構(gòu)，并需要較少的水泥漿時(shí)，砂的顆粒級(jí)配應(yīng)該為多種粒徑的顆粒相互合理搭配（下圖）。第25頁/共156頁篩分法砂篩分析法是用一套方孔孔徑分別為9.50mm,4.75mm，2.36mm，1.18mm，600μm,300μcm和150μm的7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)篩。將500g干砂試樣由粗到細(xì)依次過篩，然后稱得剩余在各篩上的砂質(zhì)量：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樣總質(zhì)量的百分率），分別以a1，a2，a3，a4，a5和a6表示；再算出各篩的累計(jì)篩余百分率（某一篩與孔徑更大的各篩的所有分計(jì)篩余百分率之和），分別以A1，A2，A3，A4，A5和A6表示。第26頁/共156頁細(xì)度模數(shù)（Mx）砂的細(xì)度模數(shù)(Mx)越大，表示砂越粗。當(dāng)Mx＝3.7～3.1時(shí)為粗砂，當(dāng)Mx＝3.0～2.3時(shí)為中砂，當(dāng)Mx=2.2～1.6時(shí)為細(xì)砂，當(dāng)Mx＝1.5～0.7時(shí)為特細(xì)砂。普通混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)范圍一般為3.7～1.6，通常采用中砂較為適宜。第27頁/共156頁級(jí)配區(qū)累計(jì)篩余％篩孔尺寸

級(jí)配區(qū)1239.50mm0004.75mm10～010～010～02.36mm35～525～015～01.18mm65～3550～1025～0600μm85～7170～4140～16300μm95～8092～7085～55150μm100～90100～90100～90第28頁/共156頁篩分曲線第29頁/共156頁砂的細(xì)度模數(shù)不能反映砂的級(jí)配優(yōu)劣，細(xì)度模數(shù)相同的砂，其級(jí)配可能差別很大。因此，在配制混凝土?xí)r，砂的顆粒級(jí)配和細(xì)度模數(shù)應(yīng)同時(shí)考慮。當(dāng)砂子的級(jí)配較好，且其中含有較多的粗顆粒，并以適量的中顆粒及少量的細(xì)顆粒填充其空隙時(shí)，這種砂的級(jí)配和粗細(xì)最適宜，其空隙率及總表面積均較小。配制混凝土?xí)r宜優(yōu)先選用合格的中砂(2區(qū)砂）。當(dāng)采用粗砂(1區(qū)砂）時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高其砂率，并保證有足夠的水泥用量以填滿集料間的空隙；當(dāng)采用細(xì)砂(3區(qū)砂）時(shí)，宜適當(dāng)降低砂率以控制需要水泥漿包覆的細(xì)集料總表面積。在選擇砂源時(shí)應(yīng)本著就地取材的原則。第30頁/共156頁第31頁/共156頁解：①計(jì)算分計(jì)篩余率和累計(jì)篩余率。

分計(jì)篩余和累計(jì)篩余計(jì)算結(jié)果分計(jì)篩余率（%）a1a2a3a4a5a65.7111.5314.6331.3523.7211.11累計(jì)篩余率（%）A1A2A3A4A5A65.7117.2431.8763.2286.9498.05②計(jì)算細(xì)度模數(shù)：第32頁/共156頁③確定級(jí)配區(qū)、繪制級(jí)配曲線：該砂樣在0.600mm篩上的累計(jì)篩余率A4=63.22落在Ⅱ級(jí)區(qū)，其他各篩上的累計(jì)篩余率也均落在Ⅱ級(jí)區(qū)規(guī)定的范圍內(nèi)，因此可以判定該砂為Ⅱ級(jí)區(qū)砂。級(jí)配曲線見圖。④結(jié)果評(píng)定：該砂的細(xì)度模數(shù)Mx=2.85，屬中砂；Ⅱ級(jí)區(qū)砂，級(jí)配良好?？捎糜谂渲苹炷痢５?3頁/共156頁（4）砂的堅(jiān)固性堅(jiān)固性是指集料在自然風(fēng)化和其它外界物理化學(xué)因素作用下抵抗破裂的能力。自然因素包括：溫度變化干濕變化凍融循環(huán)通常采用硫酸鈉溶液法檢驗(yàn)集料的堅(jiān)固性：將砂試樣在飽和硫酸鈉溶液中經(jīng)5次循環(huán)浸漬后；依據(jù)其質(zhì)量損失來評(píng)定其類別。人工砂則采用壓碎指標(biāo)試驗(yàn)法進(jìn)行檢測。第34頁/共156頁砂的堅(jiān)固性指標(biāo)

項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類質(zhì)量損失，％，＜8810壓碎指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類單級(jí)最大壓碎指標(biāo)，％，＜202530第35頁/共156頁（5）表觀密度、堆積密度、空隙率

砂的表觀密度、堆積密度、空隙率應(yīng)符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，一般為2600～2700kg/m3；松散堆積密度大于1350kg/m3，一般為1400～1600kg/m3，在搗實(shí)狀態(tài)下為1600～1700kg/m3；空隙率小于47％，一般為35～45％。第36頁/共156頁4.2.3粗集料（石子）粒徑大于4.75mm的集料稱為粗集料，俗稱石子。常用的有碎石及卵石兩種。卵石碎石第37頁/共156頁根據(jù)其粒徑尺寸分布狀況的不同，混凝土用粗集料有連續(xù)粒級(jí)和單粒級(jí)兩種；依據(jù)其有害雜質(zhì)含量的多少及強(qiáng)度的高低不同，又可分為I類、Ⅱ類、Ⅲ類三種類別。其中：I類粗集料適合配制各種混凝土，包括強(qiáng)度為60MPa以上的高強(qiáng)度混凝土；Ⅱ類粗集料適合配制強(qiáng)度在60MPa以下的混凝土，以及有抗凍、抗?jié)B或其他耐久性要求的混凝土；Ⅲ類粗集料通常只適合配制強(qiáng)度低于30MPa的混凝土。建筑用卵石、碎石應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14685－2001《建筑用卵石、碎石》的技術(shù)要求。第38頁/共156頁1.粗集料中的含泥量和泥塊含量粗集料的含泥量是指粒徑小于75μm的顆粒含量；泥塊含量是指粒徑大于4.75mm,經(jīng)水洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。它們?cè)诨炷林芯绊懫鋸?qiáng)度與耐久性。項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類含泥量（按質(zhì)量計(jì)），％＜0.5＜1.0＜1.5泥塊含量（按質(zhì)量計(jì)），％0＜0.5＜0.7第39頁/共156頁2.粗集料中的有害物質(zhì)含量混凝土用粗集料中應(yīng)嚴(yán)格控制有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽等有害物質(zhì)的含量（下表），并且不得混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊、爐渣等雜物。混凝土用粗集料中有害物質(zhì)含量要求

項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類有機(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)），％，＜

0.51.01.0第40頁/共156頁3.集料的堿活性當(dāng)水泥或混凝土中含有較多的強(qiáng)堿（Na2O，K2O）物質(zhì)時(shí)，在潮濕環(huán)境下可能與含有活性二氧化硅的集料反應(yīng)，在集料表面生成一種復(fù)雜的堿-硅酸凝膠體，這種反應(yīng)稱為堿-集料反應(yīng)。這種堿-硅酸凝膠體吸水時(shí)體積將會(huì)膨脹3倍以上。堿-集料反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式可簡單表達(dá)如下：若懷疑所用集料有可能含有活性集料時(shí)，應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的使用條件與要求，按規(guī)定方法(CECS48：93)進(jìn)行集料的堿活性試驗(yàn)。經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，由砂、卵石、碎石制備的試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗(yàn)齡期的膨脹率應(yīng)小于0.10％。第41頁/共156頁堿—骨料反應(yīng)引起的錯(cuò)位第42頁/共156頁4.粗集料的強(qiáng)度碎石的強(qiáng)度可用其母巖巖石的立方體抗壓強(qiáng)度或壓碎指標(biāo)值來表示。卵石的強(qiáng)度則用壓碎指標(biāo)值表示。巖石立方體抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)是將碎石的母巖制成邊長為50mm的立方體試件，在浸水飽和狀態(tài)下測定其極限抗壓強(qiáng)度值。混凝土用粗集料要求其巖石立方體抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于混凝土抗壓強(qiáng)度的1.5倍。通常：對(duì)于火成巖，其抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于80MPa；對(duì)于變質(zhì)巖，其抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于60MPa；對(duì)于水成巖，其抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于30MPa。第43頁/共156頁壓碎指標(biāo)將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下粒徑為9.0～9.5mm的粗集料裝入標(biāo)準(zhǔn)圓筒內(nèi)，并在壓力機(jī)上在3～5min內(nèi)對(duì)粗集料均勻加荷至200kN，卸荷后稱取試樣質(zhì)量G1，然后用孔徑為2.36mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粒，稱取剩余在篩上的試樣質(zhì)量G2，精確至1g。再按下式計(jì)算壓碎指標(biāo)值Qc：

Qc——壓碎指標(biāo)值，％；

G1——試樣的質(zhì)量，g；

G2——壓碎試驗(yàn)后篩余的試樣質(zhì)量，g。粗集料的壓碎指標(biāo)值越小，表示其抵抗受壓破壞的能力越強(qiáng)。第44頁/共156頁粗集料的壓碎指標(biāo)要求項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類碎石壓碎指標(biāo)（％），＜102030卵石壓碎指標(biāo)（％），＜121616第45頁/共156頁5.粗集料的堅(jiān)固性粗集料的堅(jiān)固性采用硫酸鈉溶液法進(jìn)行檢驗(yàn)，并要求其在硫酸鈉飽和溶液中經(jīng)5次循環(huán)浸漬后的質(zhì)量損失不應(yīng)超過下表的規(guī)定值。項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類質(zhì)量損失，％，＜5812第46頁/共156頁6.粗集料的顆粒形狀及表面特征針狀顆粒是指其長度大于平均粒徑2.4倍的顆粒；片狀顆粒則是指顆粒厚度小于其平均粒徑0.4倍的顆粒。對(duì)不同類別的粗集料，其針、片狀顆粒含量應(yīng)符合下表的要求。項(xiàng)目指標(biāo)Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類針片狀顆粒（按質(zhì)量計(jì)），％＜51525第47頁/共156頁集料的表面特征又稱表面結(jié)構(gòu)，是指集料表面的粗糙程度及孔隙特征等。集料按表面特征分為光滑的和粗糙的顆粒表面。表面粗糙的集料制作的混凝土的和易性較差，但與膠結(jié)料的粘結(jié)力較強(qiáng)；表面光滑的集料制作的混凝土的和易性較好，一般與膠結(jié)料的粘結(jié)力較差。在相同條件下碎石混凝土強(qiáng)度可比卵石混凝土強(qiáng)度高10％左右。第48頁/共156頁7.粗集料的最大粒徑和顆粒級(jí)配篩分析試驗(yàn)確定粗集料的顆粒級(jí)配。標(biāo)準(zhǔn)方孔篩的孔邊長分別為：2.36mm,4.75mm,9.50mm，16.0mm，19.0mm,26.5mm，31.5mm，37.5mm，53.0mm,63.0mm，75.0mm及90.0mm共12個(gè)篩孔級(jí)別。試樣篩析時(shí)，可按需要選用篩號(hào)，分計(jì)篩余百分率及累計(jì)篩余百分率的計(jì)算與砂相同。根據(jù)不同的顆粒粒徑分布，可將粗集料劃分為連續(xù)粒級(jí)和單粒粒級(jí)兩種。連續(xù)粒級(jí)指5mm以上至最大粒徑Dmax，各粒級(jí)均占一定比例，且在一定范圍內(nèi)。單粒級(jí)指從1/2最大粒徑開始至Dmax。單粒級(jí)用于組成具有要求級(jí)配的連續(xù)粒級(jí)，也可與連續(xù)粒級(jí)混合使用，以改善級(jí)配或配成較大密實(shí)度的連續(xù)粒級(jí)。第49頁/共156頁普通混凝土用粗集料的顆粒級(jí)配第50頁/共156頁連續(xù)級(jí)配是由連續(xù)粒級(jí)組成的顆粒級(jí)配，它是指粗集料按顆粒尺寸由小到大連續(xù)分級(jí)，每級(jí)粗集料都占有一定比例。間斷級(jí)配是由單粒粒級(jí)組成的顆粒級(jí)配，它是用小顆粒的粒級(jí)直接和大顆粒的粒級(jí)相搭配組成的粗集料，由于缺少中間粒徑而為不連續(xù)的級(jí)配。第51頁/共156頁粗集料的最大粒徑最大粒徑是指構(gòu)成其顆粒級(jí)配的公稱粒徑的上限值。粗集料的最大粒徑越大，其總表面積和空隙率則越小，包裹其表面和填充空隙所需的水泥漿量就越少，因而可以使水泥漿用量減少，有助于提高混凝土的密實(shí)度，減少發(fā)熱量及混凝土的收縮，這對(duì)大體積混凝土十分有利。在一般條件許可下，粗集料的最大粒徑應(yīng)盡量可能選得大一些。第52頁/共156頁選擇最大粒徑主要考慮的因素①從結(jié)構(gòu)上考慮：結(jié)構(gòu)混凝土中應(yīng)適當(dāng)限制粗集料的最大粒徑。最大粒徑不得大于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時(shí)不得大于鋼筋間最小凈距的3/4；對(duì)于混凝土實(shí)心薄板，其最大粒徑不允許超過1/2板厚。②從施工上考慮：當(dāng)攪拌機(jī)的容量小于0.8m3時(shí)，石子的最大粒徑不得超過80mm，若是大容量攪拌機(jī)，也不宜超過150mm。對(duì)泵送混凝土，最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，碎石宜小于或等于1：3，卵石宜小于1：2.5。第53頁/共156頁③從經(jīng)濟(jì)上考慮：最大粒徑超過150mm時(shí)，節(jié)約水泥的效果卻不明顯。0305080120150180

160

140

120

100Dm（mm）水泥用量百分率％第54頁/共156頁8.集料的含水狀態(tài)普通粗集料的飽和面干吸水率在1％左右，氣干狀態(tài)密實(shí)集料的含水率在1％以下。在設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)，一般以干燥集料為基準(zhǔn)，而一些大型水利工程常以飽和面干的集料為準(zhǔn)。砂的幾種含水狀態(tài)示意第55頁/共156頁

石子形狀對(duì)混凝土性能的影響請(qǐng)觀察圖4-7中A、B、C三種石子的形狀有何差別，分析其對(duì)拌制混凝土性能會(huì)有哪些影響。A—碎石1B—碎石2

C—卵石

第56頁/共156頁4.2.4混凝土用水《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ63)要求混凝土用水不得妨礙混凝土的凝結(jié)和硬化，不得影響混凝土的強(qiáng)度發(fā)展和耐久性，不得含有加快鋼筋混凝土中鋼筋銹蝕的成分，也不得含有污染混凝土表面的成分。混凝土用水中各種物質(zhì)含量限值應(yīng)滿足下表的要求。項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋混凝土素混凝土pH值不溶物（mg/L）可溶物（mg/L）氯化物（以Cl－計(jì)）（mg/L）硫酸鹽（以SO42-計(jì)）（mg/L）硫化物（以S2－計(jì)）（mg/L）＞4＜2000＜2000＜500＜600＜100＞4＜2000＜5000＜1200＜2700－＞4＜5000＜10000＜3500＜2700－第57頁/共156頁若對(duì)水質(zhì)有懷疑，應(yīng)利用待檢驗(yàn)水和蒸餾水分別進(jìn)行水泥凝結(jié)時(shí)間、混凝土強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)所測得的水泥初凝時(shí)間差及終凝時(shí)間差均不超過30min，且符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的凝結(jié)時(shí)間要求時(shí)才可以使用。用待檢驗(yàn)水所配制水泥混凝土試件的28d抗壓強(qiáng)度，不得低于用蒸餾水所配制對(duì)比試件抗壓強(qiáng)度的90％。第58頁/共156頁

含糖份水使混凝土兩天仍未凝結(jié)

某糖廠建宿舍，以自來水拌制混凝土，澆注后用曾裝食糖的麻袋覆蓋于混凝土表面，再淋水養(yǎng)護(hù)。后發(fā)現(xiàn)該水泥混凝土兩天仍未凝結(jié)，而水泥經(jīng)檢驗(yàn)無質(zhì)量問題，請(qǐng)分析此異?，F(xiàn)象的原因。原因分析：由于養(yǎng)護(hù)水淋于曾裝食糖的麻袋，養(yǎng)護(hù)水已成糖水，而含糖份的水對(duì)水泥的凝結(jié)有抑制作用，故使混凝土凝結(jié)異常。第59頁/共156頁4.3新拌混凝土的性質(zhì)將粗細(xì)集料、水泥和水等組分按適當(dāng)比例配合，并經(jīng)攪拌均勻而成的塑性混凝土混合材料稱為新拌混凝土（也稱為混凝土拌合物）；凝結(jié)硬化后的混凝土混合料稱為硬化混凝土（也簡稱混凝土）?；炷涟韬衔锏男阅馨ê鸵仔浴⒛Y(jié)時(shí)間、塑性收縮和塑性沉降等。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50080－2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其試驗(yàn)為：稠度試驗(yàn)、凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)、泌水與壓力泌水試驗(yàn)、表觀密度試驗(yàn)、含氣量試驗(yàn)和配合比分析試驗(yàn)。

第60頁/共156頁4.3.1新拌混凝土的和易性概念和易性是指在攪拌、運(yùn)輸、澆筑、搗實(shí)等施工作業(yè)中易于流動(dòng)變形，并能保持其組成均勻穩(wěn)定的性能。和易性包括三方面性能：（1）流動(dòng)性。流動(dòng)性是指新拌混凝土在自重或機(jī)械振搗力的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)并均勻密實(shí)地充滿模板的性能。（2）粘聚性。粘聚性是指新拌混凝土內(nèi)部組分間具有一定的粘聚力，在運(yùn)輸和澆筑過程中不致發(fā)生分層離析現(xiàn)象，使混凝土能保持整體均勻穩(wěn)定的性能。（3）保水性。保水性是指新拌混凝土具有一定保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。第61頁/共156頁4.3.2新拌混凝土和易性的檢測根據(jù)GB/T50080-2002，土木工程建設(shè)中常用坍落度法或維勃稠度法來測定新拌混凝土的流動(dòng)性，并輔以經(jīng)驗(yàn)來目測評(píng)定其粘聚性和保水性，從而綜合判定其和易性。其中：坍落度法：適用于較?。ㄗ灾刈饔孟戮哂锌伤苄裕┑男掳杌炷?；維勃稠度法：適用于較干硬的新拌混凝土。第62頁/共156頁1.坍落度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)坍落度圓錐筒為鋼皮制成，高度H＝300mm，上口直徑d＝l00mm，下底直徑D＝200mm。第63頁/共156頁坍落度試驗(yàn)方法只適用于集料最大粒徑不大于40mm，且坍落度值為10～220mm的新拌混凝土。對(duì)于坍落度值大于220mm的新拌混凝土，應(yīng)以坍落度擴(kuò)展度檢測，即：測量坍落后混凝土的擴(kuò)展直徑最大和最小兩個(gè)方向的直徑Dmax，Dmin，當(dāng)二者的差值小于50mm時(shí)（當(dāng)二者的差值大于50mm時(shí)則表示因?qū)嶒?yàn)操作失誤而無效），則以其平均值作為坍落度擴(kuò)展度?；炷恋奶涠葦U(kuò)展度值越大，則表明其流動(dòng)性就越高。坍落度只對(duì)富水泥漿的新拌混凝土才比較敏感，而對(duì)貧水泥漿的新拌混凝土則誤差較大。第64頁/共156頁依據(jù)坍落度值對(duì)新拌混凝土流動(dòng)性的分級(jí)

級(jí)別名稱坍落度T1低塑性混凝土10～40T2塑性混凝土50～90T3流動(dòng)性混凝土100～150T4大流動(dòng)性混凝土＞160第65頁/共156頁2.維勃稠度試驗(yàn)將坍落度筒放在直徑為240mm、高度為200mm圓筒中，圓筒安裝在專用的振動(dòng)臺(tái)上。按坍落度試驗(yàn)的方法，將新拌混凝土裝入坍落度筒內(nèi)后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土頂上置一透明圓盤。開動(dòng)振動(dòng)臺(tái)并記錄時(shí)間，從開始振動(dòng)至透明圓盤底面被水泥漿布滿瞬間止，所經(jīng)歷的時(shí)間，以s計(jì)(精確至1s)，即為新拌混凝土的維勃稠度值。該法適用于集料最大粒徑小于40mm，維勃稠度在5～30s之間的新拌混凝土。第66頁/共156頁混凝土按維勃稠度的分級(jí)級(jí)別名稱維勃稠度(s)V0超干硬性混凝土＞31V1特干硬性混凝土30～21V2干硬性混凝土20～11V3半干硬性混凝土10～5第67頁/共156頁4.3.3新拌混凝土和易性的選擇根據(jù)GB50204-2001《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，混凝土澆筑時(shí)的坍落度，宜參照下表選用。原則上應(yīng)在不妨礙施工操作并能保證振搗密實(shí)的條件下，盡可能采用較小的坍落度，以節(jié)約水泥并獲得質(zhì)量較好的混凝土。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

坍落度(mm)

機(jī)械搗實(shí)

人工搗實(shí)

基礎(chǔ)或地面等的墊層

0～3020～40

無配筋的厚大結(jié)構(gòu)或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)

10～30

30～50

板、梁和大型及中型截面的柱子等

30～50

50～70

配筋較密的結(jié)構(gòu)50～70

70～90

配筋特密的結(jié)構(gòu)

70～90

90～120

第68頁/共156頁混凝土中的蜂窩請(qǐng)觀察圖中混凝土樓面，其中有空洞（俗稱蜂窩）。該混凝土是采用人工振搗，其混凝土坍落度為30mm。請(qǐng)分析混凝土不密實(shí)的原因?？斩次恢镁植糠糯蠡炷翙M梁空洞第69頁/共156頁4.3.4影響新拌混凝土和易性的因素

1.水泥漿數(shù)量在水灰比不變的情況下，新拌混凝土中的水泥漿數(shù)量越多，包裹在集料顆粒表面的漿層越厚，其潤滑能力就越強(qiáng)，則會(huì)因集料間摩擦阻力的減小而使新拌混凝土的流動(dòng)性越大。反之則小。若水泥漿量過多，不僅浪費(fèi)了水泥，而且會(huì)出現(xiàn)流漿及泌水現(xiàn)象，導(dǎo)致新拌混凝土的粘聚性及保水性變差，甚至對(duì)混凝土的強(qiáng)度與耐久性也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。若水泥漿數(shù)量過少，則不能填滿集料間的空隙或不能完全包裹集料表面時(shí)，新拌混凝土的流動(dòng)性與粘聚性就會(huì)變差，甚至產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象。原則：新拌混凝土中水泥漿數(shù)量不能太少，但也不能過多，應(yīng)以滿足流動(dòng)性要求為度。第70頁/共156頁水泥漿量與混凝土和易性

以下是混凝土水泥漿量與和易性關(guān)系的試驗(yàn)錄像。請(qǐng)討論是否水泥漿量增加，混凝土拌和物的和易性越好。水泥漿量多時(shí)視頻演示

水泥漿量少時(shí)視頻演示

第71頁/共156頁2.水泥漿稠度在水泥用量不變的情況下，水灰比越小，水泥漿就越干稠，水泥漿的粘滯阻力或粘聚力增大，新拌混凝土的流動(dòng)性就越小。當(dāng)水灰比過小時(shí)，水泥漿就過于干稠，從而導(dǎo)致新拌混凝土的流動(dòng)性很低，使其運(yùn)輸、澆注和振實(shí)施工操作困難，難以保證混凝土的成型密實(shí)質(zhì)量。若水灰比過大時(shí)，水泥漿因過稀而幾乎失去粘聚力，由于其粘聚性和保水性的嚴(yán)重下降而容易產(chǎn)生分層離析和泌水現(xiàn)象，這將嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度及耐久性。工程實(shí)際中絕不可以單純加水的辦法來增大流動(dòng)性，而應(yīng)在保持水灰比不變的條件下，以增加水泥漿量的辦法來提高新拌混凝土的流動(dòng)性。第72頁/共156頁固定加水量定則在配制混凝土?xí)r，當(dāng)粗、細(xì)集料的種類及比例確定后，對(duì)于某一流動(dòng)性的新拌混凝土，其拌合用水量基本不變，即使水泥用量有所變動(dòng)（如1m3混凝土水泥用量增減50～100kg）時(shí)，新拌混凝土的坍落度也可保持基本不變。這一關(guān)系稱為“恒定用水量法則或固定加水量定則”。當(dāng)采用常用水灰比(0.4～0.8)時(shí)，可以根據(jù)粗集料品種、粒徑及施工要求的流動(dòng)性來直接確定配制lm3塑性或干硬性混凝土的用水量。第73頁/共156頁3.砂率砂率(SP)是指混凝土中砂的質(zhì)量(S)占砂、石(G)總質(zhì)量的百分率，其表達(dá)公式為：第74頁/共156頁合理砂率合理砂率：在用水量及水泥用量一定的情況下，能使新拌混凝土獲得最大的流動(dòng)性，保持良好的粘聚性和保水性。合理砂率：使新拌混凝土在具有較好流動(dòng)性、粘聚性與保水性的同時(shí)，而使水泥用量達(dá)到最少。第75頁/共156頁4.組成材料性質(zhì)的影響（1）水泥性質(zhì)。水泥的品種、細(xì)度、礦物組成以及混合材料的摻量等都會(huì)影響需水量。用普通水泥的拌和物比礦渣水泥和火山灰水泥的和易性好。礦渣水泥拌和物的流動(dòng)性雖大，但粘聚性差，易泌水離析；火山灰水泥流動(dòng)性小，但粘聚性最好。適當(dāng)提高水泥的細(xì)度可改善拌和物的粘聚性相保水性，減少泌水、離析現(xiàn)象。（2）集料性質(zhì)。集料性質(zhì)多指混凝土所用集料的品種、級(jí)配、粒形、顆粒粗細(xì)及表面狀態(tài)等。采用卵石及河砂拌制的新拌混凝土流動(dòng)性要比用碎石及山砂拌制的新拌混凝土流動(dòng)性較好。集料級(jí)配與粗細(xì)也會(huì)影響新拌混凝土的和易性。（3）外加劑。第76頁/共156頁5.時(shí)間及環(huán)境溫度新拌混凝土?xí)S著存放時(shí)間的延長而逐漸變得越來越干稠，坍落度將逐漸減小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的坍落度損失。隨著環(huán)境溫度的升高，混凝土坍落度損失將更快。第77頁/共156頁4.3.5改善和易性的主要措施1.調(diào)節(jié)混凝土的材料組成①盡可能降低砂率。通過試驗(yàn)．采用合理砂率。有利于提高混凝土的質(zhì)量和節(jié)約水泥。②改善砂、石(特別是石子)的級(jí)配，好處同上，但要增加備料工作。③盡量采用較粗的集料。④當(dāng)混凝土拌合物坍落度太小時(shí)，維持水灰比不變，適當(dāng)增加水泥和水的用量，或者加入外加劑等；當(dāng)拌合物坍落度太大，但粘聚性良好時(shí)，可保持砂率不變，適當(dāng)加砂、石子。第78頁/共156頁2.摻加各種外加劑常用的有減水劑、高效減水劑、流化劑、泵送劑等，不僅可以改善新拌混凝土的和易性，同時(shí)還具有提高混凝土強(qiáng)度，改善混凝土耐久性，降低水泥用量等作用。3.改進(jìn)水泥混凝土拌和物的施工工藝

采用高效率的強(qiáng)制式攪拌機(jī)，可以提高水的潤滑效率；采用高效振搗設(shè)備，也可以在較小的坍落度情況下，獲得較高的密實(shí)度?，F(xiàn)代的商品混凝土，在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸時(shí)，為了減小坍落度損失，還經(jīng)常采用二次加水法，即在攪拌站拌和時(shí)只加入大部分的水，剩下少部分水在快到施工現(xiàn)場時(shí)再加入，然后迅速攪拌以獲得較好的坍落度。第79頁/共156頁4.4硬化混凝土的性質(zhì)4.4.1硬化混凝土的力學(xué)性質(zhì)第80頁/共156頁1.混凝土受力破壞過程①第Ⅰ階段：荷載約為極限荷載的30％以內(nèi)，界面裂縫無顯著變化，荷載與變形呈直線關(guān)系。②第Ⅱ階段：荷載超過比例極限，達(dá)到極限應(yīng)力的30％～50％時(shí)，尚無明顯砂漿裂縫出現(xiàn)。此時(shí)荷載與變形間不再是線性關(guān)系。當(dāng)荷載超過極限應(yīng)力的50％時(shí)，有些界面裂縫就開始失穩(wěn)而逐漸擴(kuò)展延伸至砂漿基體中。③第Ⅲ階段：荷載超過臨界荷載（極限荷載的70％～90％）后裂縫繼續(xù)開展，在界面裂縫繼續(xù)擴(kuò)展的同時(shí)，砂漿基體中的裂縫也逐漸增生，并與鄰近的界面裂縫連接起來，成為連續(xù)裂縫。④第Ⅳ階段：達(dá)到極限荷載以后，連續(xù)裂縫急速地發(fā)展，混凝土的承載能力下降，變形自動(dòng)增大直至完全破壞。第81頁/共156頁2.硬化混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度包括：抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度與混凝土的其他性能關(guān)系密切?；炷恋膹?qiáng)度越高，其剛性、不透水性、抵抗風(fēng)化和某些介質(zhì)侵蝕的能力也越強(qiáng)。混凝土的抗壓強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，也是混凝土質(zhì)量評(píng)定和控制的主要技術(shù)指標(biāo)。第82頁/共156頁（1）混凝土的抗壓強(qiáng)度根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》》(GB/T50081-2002)，按規(guī)定方法制作而成150mm×150mm×150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度20℃士2℃，相對(duì)濕度大于90％或在水中）下養(yǎng)護(hù)到28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法所測得的抗壓強(qiáng)度值稱為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度，并以fcu表示。在工程施工中，常需要制作同期標(biāo)準(zhǔn)試件并與混凝土結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護(hù)（簡稱同條件養(yǎng)護(hù)試件），所測試件的抗壓強(qiáng)度作為現(xiàn)場混凝土施工工藝和進(jìn)度控制的依據(jù)?！对缙谕贫ɑ炷翉?qiáng)度試驗(yàn)方法))(JG15)：可利用快速養(yǎng)護(hù)方法所測定的混凝土促硬強(qiáng)度值來推定28d強(qiáng)度。對(duì)于已形成的混凝土結(jié)構(gòu)物，其抗壓強(qiáng)度可采用取芯法檢測，或利用回彈法、超聲波法等非破損檢驗(yàn)推定。第83頁/共156頁（2）混凝土強(qiáng)度等級(jí)按照GB50010－2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu，k)

是以立方體抗壓強(qiáng)度為基準(zhǔn)所確定的混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值。它是用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的抗壓強(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5％（即具有強(qiáng)度保證率為95％的立方體抗壓強(qiáng)度）。根據(jù)混凝土不同的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值可劃分為大小不同的強(qiáng)度等級(jí)。C7.5，C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75及C80等。例如,C40表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu，k＝40MPa。第84頁/共156頁混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用C10～C15——墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)；C20～C25——梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；C25～C30——大跨度結(jié)構(gòu)、要求耐久性高的結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等；C40～C45——預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件、吊車梁及特種結(jié)構(gòu)等，用于25～30層；C50～C60——30層至60層以上高層建筑；C60～C80——采用高性能混凝土的高層建筑；C80～C120——采用超高強(qiáng)混凝土的高層建筑。第85頁/共156頁（3）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度fcp又稱棱柱體抗壓強(qiáng)度，它是采用150mm×150mm×300mm的棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，按照標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方法與試驗(yàn)方法所測得軸向抗壓強(qiáng)度的代表值。當(dāng)fcu在10～50MPa范圍內(nèi)時(shí)，軸心抗壓強(qiáng)度fcp≈

(0.7～0.8)fcu，其系數(shù)一般取0.76。第86頁/共156頁（4）混凝土的抗折強(qiáng)度(ftf)混凝土的抗折強(qiáng)度（彎拉強(qiáng)度）是指處于受彎狀態(tài)下混凝土抵抗外力的能力。通常抗折強(qiáng)度是利用150mm×150mm×550mm的試梁在三分點(diǎn)加荷狀態(tài)下測得的（其試件受力狀態(tài)見圖4-14）。試件受彎狀態(tài)下的抗折強(qiáng)度計(jì)算公式為：

ftf——混凝土的抗折強(qiáng)度(MPa)；

F——所承受的最大垂直荷載(N)；

L——試件兩支點(diǎn)間的間距(450mm)；

b——試件截面寬度（150mm）；

h——試件截面高度（150mm）。圖4-14抗折試驗(yàn)裝置圖（單位mm）1、2、6-一個(gè)鋼球3、5-二個(gè)鋼球4-試件7-活動(dòng)支架8-機(jī)臺(tái)9-活動(dòng)船形墊塊第87頁/共156頁道面混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值要求（MPa）普通水泥混凝土抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度參考關(guān)系交通等級(jí)特重重中等輕普通水泥混凝土5.05.04.54.0鋼纖維混凝土6.06.05.55.0抗折強(qiáng)度1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5抗壓強(qiáng)度5.07.711.014.919.824.219.735.841.848.4第88頁/共156頁（5）混凝土的抗拉強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度很低，只有抗壓強(qiáng)度的1/10～1/20(通常取1/15)。通常采用劈裂抗拉試驗(yàn)法間接得出混凝土的抗拉強(qiáng)度，并稱之為劈裂抗拉強(qiáng)度（fts）?；炷僚芽估瓘?qiáng)度是采用邊長為150mm的立方體試件，計(jì)算公式為：fts——

混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度，MPa；P——

破壞荷載，N；A——

試件劈裂面面積，mm2。1-上壓板2-下壓板

3-墊層4-墊條第89頁/共156頁試驗(yàn)研究證明，在相同條件下，混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度(fts)與標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度(fcu)之間具有一定的相關(guān)性，對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)為10～50MPa的混凝土，其相互關(guān)系可近似表示為：第90頁/共156頁（6）混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，為使鋼筋與混凝土間有效地協(xié)同工作，要求它們之間必須有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度（也稱為握裹強(qiáng)度）。粘結(jié)強(qiáng)度通常與混凝土抗壓強(qiáng)度近似成正比。粘結(jié)強(qiáng)度還受其他許多因素的影響，如鋼筋尺寸及變形鋼筋種類，鋼筋在混凝土中的位置（水平鋼筋或垂直鋼筋），加載類型（受拉鋼筋或受壓鋼筋），干濕變化或溫度變化等。第91頁/共156頁為了對(duì)比不同混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)提出了一種拔出試驗(yàn)方法：在邊長為150mm的立方體混凝土試件中埋入φ19mm的標(biāo)準(zhǔn)變形鋼筋，以不超過34MPa/min的加荷速度對(duì)鋼筋施加拉力，直到鋼筋發(fā)生屈服、混凝土開裂或加荷端鋼筋滑移超過2.5mm時(shí)，記錄出現(xiàn)上述三種中最早出現(xiàn)的任一情況時(shí)的荷載值P，并用下式計(jì)算混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度：

fN——粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)；

d——鋼筋直徑(mm)；

L——鋼筋埋入混凝土中的長度(mm)；

P——測定的荷載值(N)。第92頁/共156頁3.影響混凝土強(qiáng)度的主要因素混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)的過程表明，正常配比的混凝土在受力破壞時(shí)主要表現(xiàn)為集料與水泥石的粘結(jié)界面開裂或水泥石本身的開裂。因此，混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥石強(qiáng)度及其與集料的粘結(jié)強(qiáng)度。而粘結(jié)強(qiáng)度又與水泥強(qiáng)度、水灰比及集料的性質(zhì)有密切關(guān)系?；炷恋膹?qiáng)度還受施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件及齡期的影響。第93頁/共156頁（1）水泥強(qiáng)度與水灰比的影響水泥強(qiáng)度和水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的最主要因素。在水灰比不變的情況下，水泥強(qiáng)度越高，則硬化水泥石的強(qiáng)度越大，對(duì)集料的膠結(jié)力也就越強(qiáng)，所配制的混凝土強(qiáng)度也就越高。當(dāng)用同一種水泥（品種及強(qiáng)度相同）時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要決定于水灰比。這一規(guī)律只適用于新拌混凝土已被充分振搗密實(shí)的情況。第94頁/共156頁混凝土的強(qiáng)度(fcu)與水灰比(W/C)之間呈近似雙曲線關(guān)系，可用方程fcu＝K／（W/C）表示，則fcu與C/W之間呈近似線性關(guān)系。第95頁/共156頁混凝土強(qiáng)度公式當(dāng)混凝土的灰水比在1.2～2.5之間時(shí)，混凝土強(qiáng)度與灰水比、水泥強(qiáng)度之間的關(guān)系可用經(jīng)驗(yàn)公式（鮑羅米公式）表示：

fcu——混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度(MPa)；

C——1m3混凝土中水泥用量(kg)；

W——1m3混凝土中水的用量(kg)；

fce——水泥的實(shí)際強(qiáng)度(MPa)。水泥的實(shí)際強(qiáng)度通常高于其強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)值(fce,k)。fce＝γc·fce，k代入，其中γc為水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的富余系數(shù)，一般取1.13；

A，B——回歸系數(shù)，它與集料品種及水泥品種等因素有關(guān)。第96頁/共156頁回歸系數(shù)A,B的取值按JGJ/T55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，回歸系數(shù)A，B按下列規(guī)定確定：A，B應(yīng)根據(jù)工程所使用的水泥、集料，通過試驗(yàn)由建立的水灰比與混凝土強(qiáng)度關(guān)系式確定；當(dāng)不具備上述試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，其回歸系數(shù)可按下表選用:系數(shù)碎石卵石A0.460.48B0.070.33第97頁/共156頁利用混凝土強(qiáng)度計(jì)算公式，可初步解決兩個(gè)問題：①當(dāng)水泥強(qiáng)度等級(jí)已經(jīng)選定，配制某一強(qiáng)度的混凝土?xí)r，算出應(yīng)用的水灰比近似值。②當(dāng)已知水泥強(qiáng)度等級(jí)及選定水灰比時(shí)，可以計(jì)算出該混凝土28d可能達(dá)到的強(qiáng)度。該推算公式主要適用于流動(dòng)性混凝土及低流動(dòng)性混凝土，對(duì)于干硬性混凝土則偏差較大。對(duì)于C60以上等級(jí)的混凝土，灰水比（膠水比）與抗壓強(qiáng)度之間的線性關(guān)系不夠明顯，不宜簡單套用混凝土強(qiáng)度計(jì)算公式。第98頁/共156頁例題

已知某混凝土所用水泥強(qiáng)度為36.4MPa，水灰比0.45，碎石。試估算該混凝土28天強(qiáng)度值。[解]因?yàn)椋篧/C=0.45所以C/W=1/0.45=2.22碎石：A=0.46，B=0.07代入混凝土強(qiáng)度公式有：=0.46×36.4(2.22-0.07)=36.0(MPa)答：估計(jì)該混凝土28天強(qiáng)度值為36.0MPa。第99頁/共156頁（2）集料的影響不同類型的粗集料直接影響著混凝土的強(qiáng)度（反映在A,B系數(shù)上）。通常碎石混凝土的強(qiáng)度要高于卵石混凝土的強(qiáng)度。顆粒以近似球形或立方形的集料對(duì)混凝土強(qiáng)度有利，而過多的針狀或片狀顆粒將會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的下降。通常將混凝土中集料質(zhì)量與水泥質(zhì)量之比稱為集灰比。在水灰比和坍落度相同的情況下，混凝土強(qiáng)度可隨著集灰比的增大而提高，但當(dāng)集料過多時(shí)也會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度。第100頁/共156頁（3）養(yǎng)護(hù)溫度及濕度的影響第101頁/共156頁在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)進(jìn)行覆蓋并開始澆水。當(dāng)日平均氣溫低于5℃時(shí)不宜澆水，而應(yīng)以保濕覆蓋為主?；炷翝菜B(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間：當(dāng)采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥時(shí)，不得少于7d；當(dāng)采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或粉煤灰硅酸鹽水泥時(shí)，以及摻用緩凝型外加劑或?qū)炷劣锌節(jié)B性要求時(shí)，不得少于14d。第102頁/共156頁（4）齡期在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的強(qiáng)度隨齡期的增長而不斷發(fā)展，最初7～14d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后便逐漸緩慢。盡管通常所指強(qiáng)度是28d強(qiáng)度，但28d后強(qiáng)度仍在發(fā)展，只是發(fā)展速度較慢。只要溫度和濕度條件適當(dāng)，混凝土的強(qiáng)度增長過程很長，可延續(xù)數(shù)十年之久。第103頁/共156頁在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，普通水泥混凝土強(qiáng)度的發(fā)展大致與其齡期的對(duì)數(shù)成正比例關(guān)系，可利用這種關(guān)系估算不同齡期的混凝土強(qiáng)度：

fn——混凝土nd齡期的抗壓強(qiáng)度(MPa)；

f28——混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度(MPa)；

n——養(yǎng)護(hù)齡期(d)，且n≥3d。第104頁/共156頁（5）試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度測定值的影響試驗(yàn)條件是指檢測混凝土強(qiáng)度時(shí)所用試件的尺寸、形狀、表面狀態(tài)，以及試驗(yàn)時(shí)的加荷速度等。試驗(yàn)條件不同，會(huì)影響混凝土強(qiáng)度表現(xiàn)值的大小。第105頁/共156頁①試件尺寸對(duì)于相同的混凝土，當(dāng)其試件尺寸較小時(shí)，所測得的抗壓強(qiáng)度值較大。我國采用150mm×150mm×150mm的立方體試件作為標(biāo)準(zhǔn)試件，當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)的其他尺寸試件時(shí)，所測得的抗壓強(qiáng)度應(yīng)乘以下表所列的換算系數(shù)?；炷量箟簭?qiáng)度試塊允許最小尺寸表集料最大顆粒直徑（mm）換算系數(shù)試塊尺寸（mm）31.50.95100×100×100（非標(biāo)準(zhǔn)試塊）401.00150×150×150（標(biāo)準(zhǔn)試塊）601.05200×200×200（非標(biāo)準(zhǔn)試塊）第106頁/共156頁②試件的形狀當(dāng)試件受壓面積(a×a)相同，而高度(h)不同時(shí)，高寬比（h/a）越大，抗壓強(qiáng)度越小。第107頁/共156頁混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)破壞前后的形狀

第108頁/共156頁③試件表面狀態(tài)混凝土試件承壓面的狀態(tài)，也是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素。當(dāng)試件受壓面上有油脂類潤滑劑時(shí)，試件受壓時(shí)的環(huán)箍效應(yīng)大大減小，試件將出現(xiàn)直裂破壞，測出的強(qiáng)度值也較低。第109頁/共156頁④加荷速度試驗(yàn)時(shí)加荷速度越快，混凝土強(qiáng)度表現(xiàn)值也就越大。當(dāng)加荷速度超過1.0MPa/s時(shí)，這種趨勢(shì)很明顯。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，混凝土抗壓強(qiáng)度的加荷速度為0.3～0.8MPa/s,且應(yīng)連續(xù)均勻地進(jìn)行加荷；否則，所測得的強(qiáng)度值就不準(zhǔn)確。第110頁/共156頁⑤施工方法的影響若配合比相同且成型密實(shí)條件一致時(shí)，機(jī)械攪拌混凝土的強(qiáng)度一般要比人工攪拌時(shí)混凝土的強(qiáng)度提高10％左右。采用機(jī)械振搗比人工搗實(shí)要密實(shí)得多，這對(duì)低水灰比的混凝土尤為顯著。采用二次攪拌工藝，也能提高混凝土強(qiáng)度。這種工藝的原理是將集料和水泥投入攪拌機(jī)后，先加少量水拌和，使集料表面裹上一層水灰比很小的水泥漿（此稱“造殼”），以有效地改善集料的界面結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土的強(qiáng)度。這種混凝土稱為“造殼混凝土”。第111頁/共156頁

混凝土強(qiáng)度低屋面倒塌某縣東園鄉(xiāng)美利小學(xué)1988年建磚混結(jié)構(gòu)校舍，11月中旬氣溫已達(dá)零下十幾度，因人工攪拌振蕩，故把混凝土拌得很稀，木模板縫隙又較大，漏漿嚴(yán)重，至12月9日，施工者準(zhǔn)備內(nèi)粉刷，拆去支柱，在屋面上用手推車推卸白灰爐渣以鋪設(shè)保溫層，大梁突然斷裂,屋面塌落，并砸死屋內(nèi)兩名取暖的女小學(xué)生。大梁斷裂第112頁/共156頁4.提高混凝土強(qiáng)度的措施（1）采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥或早強(qiáng)型水泥。（2）采用低水灰比的干硬性混凝土。（3）采用機(jī)械攪拌與振實(shí)等強(qiáng)化施工工藝。（4）采用濕熱處理養(yǎng)護(hù)措施。所謂的濕熱處理，就是提高水泥混凝土養(yǎng)生時(shí)的溫度和濕度，以加快水泥的水化，提高早期強(qiáng)度。常用的濕熱處理處理方法，可分為蒸汽養(yǎng)護(hù)及蒸壓養(yǎng)護(hù)兩類。第113頁/共156頁蒸汽養(yǎng)護(hù)

是將混凝土放在溫度低于100℃的常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。混凝土經(jīng)過16～20h蒸汽養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度可達(dá)正常條件下養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度的70%～80％。蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，是使?jié)仓玫幕炷翗?gòu)件經(jīng)1～3h時(shí)預(yù)養(yǎng)后，再在90％以上的相對(duì)濕度、60℃以上溫度的飽和水蒸汽中養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)最適于摻活性混合材料水泥：礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥制備的混凝土，最高養(yǎng)護(hù)溫度一般可達(dá)90℃，恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間不超過12h。對(duì)普通水泥或硅酸鹽水泥配制的混凝土進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，其早期強(qiáng)度也能得到提高，但后期強(qiáng)度增長速度反而減緩，其28d強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d的強(qiáng)度低10％～15％。所以用普通水泥配制的混凝上養(yǎng)護(hù)溫度不宜太高，時(shí)間不宜太長，一般養(yǎng)護(hù)溫度為60～80℃，恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間5～8h為宜。第114頁/共156頁蒸壓養(yǎng)護(hù)蒸壓養(yǎng)護(hù)是將澆筑完的混凝土構(gòu)件靜停8～10h后，放在高溫高壓（通常為175℃的溫度及8個(gè)大氣壓）的壓蒸釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在高溫高壓下，水泥水化時(shí)析出的Ca(OH)2與混合材料中的活性SiO2反應(yīng)，生成結(jié)晶度較好的水化硅酸鈣，可有效地提高混凝土的強(qiáng)度，并加速水泥的水化與硬化。這種方法對(duì)采用摻活性混合材料水泥及摻入磨細(xì)石英砂的混合硅酸鹽水泥更為有效。第115頁/共156頁（5）摻加增強(qiáng)型外加劑。混凝土中摻入早強(qiáng)劑，可提高其早期強(qiáng)度。摻入減水劑尤其是高效減水劑，可大幅度減少拌合用水量，使混凝土獲得較高的強(qiáng)度。（6）摻入摻合料。對(duì)于某些高強(qiáng)混凝土，在摻入高效減水劑的同時(shí)，往往還必須摻入磨細(xì)的礦物混合材料，如優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰、沸石粉及超細(xì)礦渣粉等。第116頁/共156頁摻合料

粉煤灰SEM照片絲光沸石SEM照片硅灰SEM照片

4000×

2000×

10000×

第117頁/共156頁5.混凝土的變形性能混凝土的變形包括非荷載作用下的變形與荷載作用下的變形。非荷載作用下的變形又分為混凝土化學(xué)收縮、干濕變形及溫度變形；荷載作用下的變形又分為短期荷載作用下的變形及長期荷載作用下的變形（即徐變）。第118頁/共156頁（1）非荷載作用下的變形①化學(xué)收縮?；炷猎谟不^程中，由于水泥水化生成物的固相體積小于水化前反應(yīng)物的總體積，從而引起混凝土的體積收縮，這種收縮稱為化學(xué)收縮?；炷恋幕瘜W(xué)收縮量通常很小，一般為(4～100)×10－6mm／mm，通常對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)幾乎沒有明顯影響，但當(dāng)其收縮量較大（水泥用量過多）時(shí)也可在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微細(xì)裂紋，從而降低混凝土的耐久性。第119頁/共156頁②干濕變形混凝土內(nèi)部所含水分有三種形式：自由水（即孔隙水），毛細(xì)管水和凝膠體顆粒吸附水。當(dāng)后兩種水發(fā)生變化時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生干濕變形。干縮后的混凝土若再吸水變濕時(shí)，有30％～50％的變形已不可恢復(fù)。第120頁/共156頁混凝土的干縮變形檢測方法用100mm×100mm×515mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，在規(guī)定試驗(yàn)條件下直接測得其干縮率。實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)的干縮率要比試驗(yàn)值小。通?；炷恋母煽s率試驗(yàn)值可達(dá)(3～5)×10－4；在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)干縮率取值為(1.5～2.0)×10－4，即每1米混凝土的收縮量為0.15～0.20mm。干縮變形對(duì)混凝土危害較大，它可導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生很高的拉應(yīng)力而產(chǎn)生開裂，不僅降低其結(jié)構(gòu)承載能力與安全性，而且嚴(yán)重降低混凝土的抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕等耐久性能。第121頁/共156頁影響水泥混凝土干縮變形的因素水泥用量、細(xì)度及品種混凝土中水泥漿量愈多，其干縮率就愈大。水泥顆粒愈細(xì)，干縮也愈大。采用摻混合材料較多的水泥所配制的混凝土，比用普通水泥配制的混凝土干縮率大。水灰比當(dāng)混凝土中的水泥用量不變時(shí)，混凝土的干縮率將隨著水灰比的增大而增加?；炷羻挝挥盟康亩嗌?，也是影響其干縮率的重要因素，一般用水量每增加1％時(shí)，干縮率增大2％～3％。集料質(zhì)量集料的彈性模量較大時(shí)，則其干縮率較小。吸水率較大的集料其干縮率較大。集料的含泥量較多時(shí)，也會(huì)增大混凝土的干縮性。通常，集料粒徑較大且級(jí)配良好時(shí)，混凝土干縮率較小。施工質(zhì)量利用可靠的成型密實(shí)工藝和長期穩(wěn)定的保濕養(yǎng)護(hù)，可推遲混凝土干縮變形的發(fā)生和發(fā)展，但對(duì)混凝土的最終干縮率無顯著影響。第122頁/共156頁混凝土干縮縫某車間完工后發(fā)現(xiàn)頂層每個(gè)框架橫梁上都出現(xiàn)不同程度的裂縫。裂縫均于梁的上部，長約為梁高一半，裂縫上寬下窄，最大寬為0.5mm。經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)查，設(shè)計(jì)計(jì)算無誤；整個(gè)車間坐落于完整的砂巖地基上，沒有不均勻沉降，材料全部合格，混凝土強(qiáng)度滿足要求。經(jīng)了解，在頂層施工中為趕進(jìn)度，把混凝土的強(qiáng)度等級(jí)從C20提高至C30，單位水泥用量增加了90kg，且當(dāng)時(shí)使用的砂亦恰好細(xì)度變細(xì)。原因分析：從裂縫形狀看，可知不屬荷載裂縫，為收縮變形產(chǎn)生的裂縫。原因是施工中任意提高混凝土強(qiáng)度，加大水泥用量，且采用細(xì)度模數(shù)小的砂，這兩方面都會(huì)使收縮增大，從而導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。第123頁/共156頁③溫度變形混凝土熱脹冷縮變形對(duì)于早期的混凝土結(jié)構(gòu)危害很大，尤其是對(duì)大體積混凝土。

混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為(1.0～1.5)×10－5／℃，即溫度每升降1℃，1m長的混凝土結(jié)構(gòu)物將產(chǎn)生0.01～0.015mm的膨脹或收縮變形。

對(duì)縱長的混凝土結(jié)構(gòu)或大面積混凝土工程來說，其累計(jì)熱脹冷縮變形也可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。通常采用每隔一段距離設(shè)置一道伸縮縫，或在結(jié)構(gòu)中設(shè)置溫度鋼筋等措施，以避免其熱脹冷縮變形造成的破壞。第124頁/共156頁（2）荷載作用下的變形①混凝土的彈塑性變形第125頁/共156頁②混凝土的彈性模量采用其軸心抗壓強(qiáng)度(fcp)的40％作為試驗(yàn)控制應(yīng)力荷載值（即σ=0.4fcp），經(jīng)四次以上反復(fù)加荷與卸荷后，測得應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即為混凝土的彈性模量E,它在數(shù)值上與tanα相近。第126頁/共156頁影響混凝土彈性模量的因素混凝土的彈性模量隨著其強(qiáng)度的提高而增大。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)由C10增加到C60時(shí)，其彈性模量大致由1.75×104MPa增加到3.60×104MPa。集料含量越多，或其彈性模量越大，則混凝土的彈性模量就越高?；炷恋乃冶容^小，或養(yǎng)護(hù)較充分且齡期較長時(shí)，混凝土的彈性模量就較大。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，混凝土彈性模量是計(jì)算鋼筋混凝土的變形、裂縫擴(kuò)展及大體積混凝土的溫度應(yīng)力時(shí)所必須的參數(shù)。第127頁/共156頁③徐變徐變是指混凝土在長期恒荷載作用下，隨著時(shí)間的延長，沿著作用力的方向發(fā)生的變形。這種變形一般要延續(xù)2～3年才逐漸趨向穩(wěn)定。第128頁/共156頁混凝土產(chǎn)生徐變的原因一般認(rèn)為是由于水泥石中的凝膠體在長期荷載作用下產(chǎn)生粘性流動(dòng)，使凝膠孔水向毛細(xì)孔內(nèi)遷移滲透所致（滲出假說）。當(dāng)混凝土處于硬化初期時(shí)，水泥水化量很少，所含毛細(xì)孔較多，且凝膠體結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)不夠緊密，凝膠體易于在水泥石中流動(dòng)，此時(shí)過早的加荷將會(huì)導(dǎo)致徐變發(fā)展較快且徐變量也較大；當(dāng)混凝土經(jīng)充分硬化后，水泥水化量較多，毛細(xì)孔相對(duì)較少，凝膠體結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)已較緊密，毛細(xì)孔抗變形能力與凝膠體抗流變能力均較高，此時(shí)加荷時(shí)混凝土的徐變發(fā)展緩慢且徐變量也較小。第129頁/共156頁徐變的影響因素混凝土徐變是其水泥石中毛細(xì)孔相對(duì)數(shù)量的函數(shù)。毛細(xì)孔數(shù)量越多，混凝土的徐變?cè)酱?，反之亦然。因此，?dāng)混凝土的水灰比較小，硬化齡期較長時(shí)，其中毛細(xì)孔含量就較少，徐變量也就較小?；炷两?jīng)充分濕養(yǎng)護(hù)后，其中毛細(xì)孔數(shù)量顯著減少，內(nèi)部凝膠體結(jié)構(gòu)較密實(shí)，則其徐變量也較小?；炷林屑嫌昧枯^多，且集料彈性模量較大、級(jí)配較好及最大粒徑較大時(shí)，則徐變量較小。第130頁/共156頁徐變的影響混凝土徐變對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響有利也有弊。有利方面：徐變可消除混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力集中，通過應(yīng)力重新分布而使結(jié)構(gòu)物的整體承載能力提高，也可避免因局部集中應(yīng)力而造成的逐漸破壞；對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)，徐變還能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。不利方面：由于徐變變形而使預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失。第131頁/共156頁4.4.2硬化混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土抵抗環(huán)境條件的長期作用，并保持其穩(wěn)定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。氯離子腐蝕

酸雨腐蝕被腐蝕的混凝土第132頁/共156頁1.混凝土抗?jié)B性混凝土抗?jié)B性是指混凝土抵抗液體（水、油、溶液等）壓力滲透作用的能力。水灰比大小是影響混凝土中水泥石抗?jié)B性的最主要因素。第133頁/共156頁抗?jié)B等級(jí)（P）抗?jié)B等級(jí)是以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)所能承受的最大水壓力來確定。GB50164《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)混凝土試件在抗?jié)B試驗(yàn)時(shí)所能承受的最大水壓力（混凝土抗?jié)B試驗(yàn)時(shí)一組6個(gè)試件中4個(gè)試件未出現(xiàn)滲水時(shí)的最大水壓力），將混凝土的抗?jié)B等級(jí)劃分為P4、P6、P8、P10、P12等五個(gè)等級(jí)，分別表示混凝土可抵抗0.4MPa，0.6MPa，0.8MPa，1.0MPa及1.2MPa的靜水壓力而不滲透。在工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)依據(jù)工程實(shí)際所承受的水壓大小來選擇抗?jié)B等級(jí)。第134頁/共156頁試配時(shí)應(yīng)采用水灰比最大的配合比作抗?jié)B試驗(yàn):其抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合下式要求：Pt≥P/10＋0.2式中P——設(shè)計(jì)要求的抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B等級(jí)最大水灰比C20～C30C30以上P60.6