混凝土的檢測(cè)與選擇-混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)（建筑材料）

任務(wù)4混凝土的和易性及影響因素混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱為混凝土拌合物（也叫新拌混凝土）。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量；混凝土拌合物凝結(jié)硬化以后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計(jì)荷載；并應(yīng)具有必要的耐久性。

和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)）并能獲致質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面的含義。流動(dòng)性流動(dòng)性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻密實(shí)地填滿模板的性能。流動(dòng)性的大小，反映混凝土拌合物的稀稠，直接影響著澆搗施工的難易和混凝土的質(zhì)量。泵送混凝土碾壓混凝土粘聚性粘聚性是指混凝土拌合物在施工過(guò)程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析的現(xiàn)象，使混凝土保持整體均勻的性能。分層——指混凝土澆注后由于重力沉降產(chǎn)生的不均勻分布現(xiàn)象。離析——指混凝土拌合物各組分分離，造成不均勻和失去連續(xù)性的現(xiàn)象。保水性保水性是指混凝土拌合物在施工過(guò)程中具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。泌水——從水泥漿中泌出部分拌合水的現(xiàn)象。保水性差的混凝土拌合物，由于水分泌出會(huì)形成容易透水的孔隙，使混凝土的密實(shí)性變差，降低其的強(qiáng)度和耐久性。凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性、保水性之間互相聯(lián)系又存在矛盾。如粘聚性好則保水性往往也好，但當(dāng)流動(dòng)性增大時(shí)，粘聚性和保水性往往變差，反之亦然。所謂拌合物的和易性良好，就是要使這三方面的性能在某種具體條件下，達(dá)到均為良好，即使矛盾得到統(tǒng)一。泌水的危害（1）當(dāng)泌水層出現(xiàn)混凝土表面時(shí)，使表面水灰比過(guò)大，表面疏松出現(xiàn)裂縫；（2）泌水發(fā)生在鋼筋底部，形成泌水區(qū)域，水分蒸發(fā)后留下孔隙，使鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度下降，鋼筋也容易被銹蝕；（3）泌水發(fā)生在混凝土中集料下部，也引起混凝土強(qiáng)度與耐久性下降；（4）泌水過(guò)程中形成泌水通道，導(dǎo)致強(qiáng)度與耐久性降低；（5）在混凝土泵送施工中，容易泌水的混凝土也容易發(fā)生泵送管道堵塞的情況。和易性的測(cè)定方法目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物和易性的測(cè)定方法。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》(GB/T50080-2002)，用坍落度和維勃稠度測(cè)定混凝土拌合物的流動(dòng)性，并輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。坍落度試驗(yàn)方法將混凝土拌合物分三層裝入標(biāo)準(zhǔn)坍落度筒中，每層插搗25次并裝滿刮平。垂直向上將筒提起，混凝土拌合物由于自重將會(huì)向下坍落。量測(cè)筒高與坍落后混凝土試體最高點(diǎn)之間的高度差（以mm計(jì)），即為坍落度?；炷猎囼?yàn)攪拌機(jī)坍落度筒坍落度示意圖坍落度坍落度越大，表示混凝土拌合物的流動(dòng)性越大。在進(jìn)行坍落度試驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)觀察混凝土拌合物的粘聚性、保水性，以便全面地評(píng)定混凝土拌合物的和易性。

粘聚性的評(píng)定方法：用搗棒在已坍落的混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打，若錐體逐漸下沉,則表示粘聚性良好；如果錐體倒塌，部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象,則表示粘聚性不好。保水性的評(píng)定方法：坍落度筒提起后，如有較多稀漿從底部析出，錐體部分混凝土拌合物也因失漿而骨料外露，則表明混凝土拌合物的保水性能不好；無(wú)稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示保水性良好。適用范圍坍落度試驗(yàn)只適用于骨料最大粒徑不大于40㎜，坍落度值不小于10㎜的混凝土拌合物。對(duì)坍落度值小于10㎜的干硬性混凝土，采用維勃稠度試驗(yàn)。維勃稠度試驗(yàn)方法在維勃稠度儀上的坍落度筒中按規(guī)定方法裝滿拌合物，提起坍落度筒，在拌合物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動(dòng)臺(tái)，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，當(dāng)水泥漿完全布滿透明圓盤底面的瞬間，記下秒表的秒數(shù)，稱為維勃稠度。維勃稠度儀適用范圍該法適用于粗骨料最大粒徑不超過(guò)31.5mm，維勃稠度在５～30ｓ之間的干硬性混凝土拌合物。混凝土拌合物的分級(jí)

根據(jù)坍落度的不同，可將混凝土拌合物分為4級(jí)，見下表。

混凝土按坍落度的分級(jí)級(jí)別名稱坍落度（mm）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和易性的選擇實(shí)際施工時(shí)，混凝土拌和物的和易性要根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、構(gòu)件截面大小、鋼筋疏密和施工方法來(lái)確定。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）的規(guī)定，混凝土澆筑時(shí)的坍落度宜按下表選用。

混凝土澆筑時(shí)的坍落度結(jié)構(gòu)種類坍落度(mm)基礎(chǔ)或地面等的墊層、無(wú)配筋的大體積結(jié)構(gòu)（擋土墻、基礎(chǔ)等）或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的結(jié)構(gòu)（薄壁、斗倉(cāng)、筒倉(cāng)、細(xì)柱等）50～70配筋特密的結(jié)構(gòu)70～90任務(wù)4混凝土的強(qiáng)度及影響因素混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱為混凝土拌合物（也叫新拌混凝土）。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量；混凝土拌合物凝結(jié)硬化以后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計(jì)荷載；并應(yīng)具有必要的耐久性。（二）硬化混凝土的強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度的意義強(qiáng)度是混凝土最重要的力學(xué)性質(zhì)，混凝土主要用于承受荷載或抵抗各種作用力?；炷翉?qiáng)度與混凝土的其它性能關(guān)系密切，一般來(lái)說(shuō)，混凝土的強(qiáng)度愈高，其剛性、不透水性、抵抗風(fēng)化和某些侵蝕介質(zhì)的能力也愈高，通常用混凝土強(qiáng)度來(lái)評(píng)定和控制混凝土的質(zhì)量?；炷恋钠茐氖芰η?，在水泥石和界面處存在缺陷和裂縫：由于水泥的收縮，引起砂漿與粗骨料間產(chǎn)生拉應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫；水泥的泌水使與集料間形成界面裂縫；水泥水化熱引起的裂縫；多余水的蒸發(fā)留下的孔隙；外力碰撞、振動(dòng)不均勻，不密實(shí)產(chǎn)生的裂縫（如拆模式時(shí)）；施工時(shí)不可能達(dá)到完全密實(shí)，留有孔隙。受力后，以上裂縫、孔隙不斷發(fā)展，混凝土破壞?；炷潦芰ζ茐牡倪^(guò)程，實(shí)際是混凝土裂縫的發(fā)生及發(fā)展的過(guò)程?；炷翉?qiáng)度的分類抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度劈裂抗拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度

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20±2℃，相對(duì)濕度95%以上）下，（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的試件應(yīng)放在支架中；彼此間隔10~20mm，試件表應(yīng)保持潮濕，并不得被水直接沖淋的條件下）養(yǎng)護(hù)28天齡期，按標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定其抗壓強(qiáng)度值，稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱立方體抗壓強(qiáng)度可按下式計(jì)算：式中：fcu——立方體抗壓強(qiáng)度，Mpa；F——試件破壞荷載，N；A——試件承壓面積，mm2。

壓力試驗(yàn)機(jī)數(shù)顯壓力試驗(yàn)機(jī)微機(jī)控制電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在28天齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(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)，以fcu，k表示。混凝土強(qiáng)度等級(jí)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。強(qiáng)度等級(jí)的表示方法，用符號(hào)“C”和“立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值”兩項(xiàng)內(nèi)容來(lái)表示，如C20即表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為20Mpa。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范（GB50010—2002）規(guī)定，普通混凝土按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分C７.５C1０C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等1２等級(jí)。影響混凝土強(qiáng)度的因素水泥強(qiáng)度等級(jí)與水灰比水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比是決定混凝土強(qiáng)度最主要的因素。水灰比不變時(shí)，水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，則硬化水泥石強(qiáng)度越大，對(duì)骨料的膠結(jié)力也就越強(qiáng)，配制成的混凝土強(qiáng)度也就愈高。水泥強(qiáng)度等級(jí)相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強(qiáng)度愈高，與骨料粘結(jié)力愈大，混凝土強(qiáng)度愈高。但水灰比過(guò)小，拌和物過(guò)于干稠，在一定的施工振搗條件下，混凝土不能被振搗密實(shí)，出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，反將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重下降。

混凝土強(qiáng)度與水灰比及灰水比的關(guān)系

（ａ）強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系；（ｂ）強(qiáng)度與灰水比的關(guān)系混凝土強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式：式中：fcu——混凝土28d抗壓強(qiáng)度，Mpa；C——每立方米混凝土中水泥用量，Kg；W——每立方米混凝土中水的用量，Kg；C/W——灰水比；

fce——水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值，Mpa；在無(wú)法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度時(shí)，可用下式計(jì)算：式中：fcu,.k——水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，Mpa；

γc——水泥強(qiáng)度等級(jí)的富余系數(shù)，一般為1.13。αa、αb——回歸系數(shù)，與骨料品種及水泥品種等因素有關(guān)，其數(shù)值通過(guò)試驗(yàn)求得。若無(wú)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料，則可按《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55－2000）提供的回歸系數(shù)取用：采用碎石αa＝0.46αb＝0.07采用卵石αa＝0.48αb＝0.33公式的適用范圍只適用于流動(dòng)性混凝土及低流動(dòng)性混凝土，對(duì)于干硬性混凝土則不適用?；炷翉?qiáng)度公式的應(yīng)用

（1）可根據(jù)所用的水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比來(lái)估計(jì)所配制混凝土的強(qiáng)度；（2）可根據(jù)水泥強(qiáng)度等級(jí)和要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)來(lái)計(jì)算應(yīng)采用的水灰比；（3）可根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和采用的水灰比確定所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)。集料的特征集料的強(qiáng)度集料的種類集料的級(jí)配集料的表面狀態(tài)集料的粒形集料的有害雜質(zhì)和弱顆粒含量

混凝土強(qiáng)度是一個(gè)漸進(jìn)發(fā)展的過(guò)程，其發(fā)展的程度和速度取決于水泥的水化，而混凝土成型后的溫度和濕度是影響水泥水化速度和程度的重要因素。因此，混凝土澆搗成型后，必須在一定時(shí)間內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臏囟群妥銐虻臐穸纫允顾喑浞炙?，保證混凝土強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，以獲得質(zhì)量良好的混凝土。養(yǎng)護(hù)溫度養(yǎng)護(hù)溫度高，水泥水化速度加快，混凝土強(qiáng)度的發(fā)展也快；在低溫下混凝土強(qiáng)度發(fā)展遲緩。當(dāng)溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí)，則由于混凝土中水分大部分結(jié)冰，不但水泥停止水化，混凝土強(qiáng)度停止發(fā)展，而且由于混凝土孔隙中的水結(jié)冰產(chǎn)生體積膨脹（約9％），而對(duì)孔壁產(chǎn)生相當(dāng)大的壓應(yīng)力（可達(dá)100MPa），從而使硬化中的混凝土結(jié)構(gòu)遭受破壞，導(dǎo)致混凝土已獲得的強(qiáng)度受到損失。混凝土早期強(qiáng)度低，更容易凍壞。冬季施工時(shí)，要特別注意保溫養(yǎng)護(hù)，以免混凝土早期受凍破壞。蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土構(gòu)件濕度水泥水化必須在有水的條件下進(jìn)行，濕度適當(dāng)，水泥水化反應(yīng)順利進(jìn)行，使混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)展，因此，周圍環(huán)境的濕度對(duì)水泥的水化能否正常進(jìn)行有顯著影響。如果濕度不夠，水泥水化反應(yīng)不能正常進(jìn)行，甚至停止水化，嚴(yán)重降低砼強(qiáng)度，而且使砼結(jié)構(gòu)疏松，形成干縮裂縫，增大了滲水性，從而影響混凝土的耐久性。施工規(guī)范規(guī)定：在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)進(jìn)行覆蓋，以防止水分蒸發(fā)過(guò)快。在夏季施工混凝土進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和礦渣水泥時(shí)，澆水保濕應(yīng)不少于7d；使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求時(shí)，應(yīng)不少于14d。砼強(qiáng)度與保濕時(shí)間的關(guān)系圖覆蓋養(yǎng)護(hù)齡期齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時(shí)間。在正常養(yǎng)護(hù)的條件下，混凝土的強(qiáng)度將隨齡期的增長(zhǎng)而不斷發(fā)展，最初7～14天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后逐漸變緩，28天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。28天后強(qiáng)度仍在發(fā)展，其增長(zhǎng)過(guò)程可延續(xù)數(shù)十年之久。普通水泥制成的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度的發(fā)展，大致與其齡期的對(duì)數(shù)成正比（齡期不小于3ｄ）：式中： fn——nd齡期混凝土的抗壓程度，MPa；

f28——28d齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度，MPa；ｎ——養(yǎng)護(hù)齡期（ｎ≥3），d。齡期與強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式的應(yīng)用（1）可以由所測(cè)混凝土早期強(qiáng)度，估算其28d齡期的強(qiáng)度；（2）可由混凝土的28d強(qiáng)度，推算28d前混凝土達(dá)到某一強(qiáng)度需要養(yǎng)護(hù)的天數(shù)，如確定混凝土拆模、構(gòu)件起吊、放松預(yù)應(yīng)力鋼筋、制品養(yǎng)護(hù)、出廠等日期。試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響試件尺寸

150200200100標(biāo)準(zhǔn)試件試件形狀示意圖100150相同配合比的混凝土，試件的尺寸越小，測(cè)得的強(qiáng)度越高，反之亦然。試件尺寸影響的主要原因是：試件尺寸大時(shí)，內(nèi)部孔隙、缺陷等出現(xiàn)的機(jī)率也越大，導(dǎo)致有效受力面積的減小及應(yīng)力集中，從而引起強(qiáng)度的降低。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用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)的其它尺寸試件時(shí)，所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度應(yīng)乘以下表的換算系數(shù)。

混凝土試件不同尺寸的強(qiáng)度換算系數(shù)