土木工程材料與實訓(xùn)（第三版）課件 11-項目五：4、混凝土的技術(shù)性2：強度變形耐久性

《土木工程材料與實訓(xùn)》配套課件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTraining課前回顧：

1、混凝土的和易性（流動性、粘聚性、保水性）

2、坍落度法

3、維勃稠度法

4、影響和易性的因素

CONTENTS目錄04混凝土外加劑03混凝士的技術(shù)性202混凝土的技術(shù)性101普通混凝土的組成材料06混凝土實驗室配合比05混凝土初步配合比設(shè)計項目五：混凝土砼的強度、變形性能和耐久性一、混凝土的強度包括：抗壓強度★

抗拉強度抗彎強度抗剪強度與鋼筋的粘結(jié)強度等。1、砼的抗壓強度與強度等級（1）混凝土立方體抗壓強度定義：按照標(biāo)準(zhǔn)的制作方法制成邊長為150mm的正立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件(溫度20土2C,相對濕度95%以上)下，養(yǎng)護至28d齡期，按照標(biāo)準(zhǔn)的測定方法測定其抗壓強度值，稱為混凝土立方體抗壓強度。一、混凝土的強度職教云11、砼的抗壓強度與強度等級（2）混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值定義：按數(shù)理統(tǒng)計方法確定，測得立方體抗壓強度總體分布中的一個值，該值不低于95%保證率的立方體抗壓強度，強度低于該值的百分率不超過5％。

一、混凝土的強度1、砼的抗壓強度與強度等級（3）混凝土強度等級C30：表示方法:C+數(shù)字C:Concrete砼，數(shù)字:抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值

按照GB50164-2011《混凝質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，普通混凝土劃分為19個等級，即：C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80，C85，C90，C95，C100。一、混凝土的強度

不同的建筑工程，不同的部位常采用不同強度等級的混凝土，在我國混凝土工程目前水平情況下，一般選用范圍如下：①C15——用于墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)。C20～C25——用于梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；③C25～C30——用于大跨度結(jié)構(gòu)、要求耐久性高的結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等；④C40～C45——用于預(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；⑤C50～C60——用于30層至60層以上高層建筑；⑥C60～C80——用于高層建筑，采用高性能混凝土⑦C80～C120——采用超高強混凝土于高層建筑。

將來可能推廣使用高達C130以上的混凝土。一、混凝土的強度鋼筋混凝土柱的破壞狀態(tài)2、軸心抗壓強度（fck）

測定方法:根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50081-2002的規(guī)定，軸心抗壓強度采用：150mm×150mm×300mm的棱柱體。

使用:為了使測得的混凝土強度接近與混凝土結(jié)構(gòu)的實際情況，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算中，計算軸心受壓構(gòu)件（例如柱子、桁架的腹桿等）時，都是采用混凝土的軸心抗壓強度fck作為計算依據(jù)。棱柱體試件軸心抗壓強度fck比同截面的立方體抗壓強度值fcu小，棱柱體試件高寬比h/a越大，軸心抗壓強度越小，但當(dāng)h/a達到一定值后，強度不再降低。

一、混凝土的強度CementConcrete軸心抗壓強度試驗示意圖一、混凝土的強度3、抗折強度（fcf）

測定方法：使用：道路路面或機場跑道用混凝土,以抗彎強度（或稱抗折強度）為主要設(shè)計指標(biāo)。

一、混凝土的強度（1）原材料因素（2）施工工藝因素（3）實驗條件因素（影響測得值）4、影響強度的因素一、混凝土的強度4、影響強度的因素(1)原材料因素①水泥強度與水灰比②集料的種類、質(zhì)量和數(shù)量③外加劑和摻合料采用碎石αa＝0.53αb＝0.20采用卵石αa＝0.49αb＝0.13fcu—混凝土28d齡期的抗壓強度（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—混凝土的灰水比；一、混凝土的強度

【例題】已知某混凝土所用水泥強度為36.4MPa，水灰比0.45，碎石。試估算該混凝土28d強度值？【解】因為W/B=0.45，所以B/W=2.22；碎石：αa＝0.53；αb＝0.20代入混凝土強度公式有：

=0.53×36.4MPa×(2.22-0.20)=38.97MPa一、混凝土的強度

【練習(xí)題】已知某混凝土所用水泥強度為38.4MPa，水灰比0.55，卵石。試估算該混凝土28d強度值？【解】因為W/B=0.55，所以B/W=1.82；卵石：αa＝0.49；αb＝0.13代入混凝土強度公式有：

=0.49×38.4MPa×(1.82-0.13)=31.80MPa職教云2一、混凝土的強度4、影響強度的因素（2）生產(chǎn)工藝因素①施工條件一攪拌與振搗②養(yǎng)護條件(溫度與濕度)③齡期(早期強度推算后期強度)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護自然養(yǎng)護蒸汽養(yǎng)護壓蒸養(yǎng)護fcn——n天齡期混凝土立方體抗壓強度(MPa);fc28——28d齡期混凝土立方體抗壓強度(MPa);n——齡期(d),n≥3。一、混凝土的強度試件尺寸(mm)骨料最大粒徑(mm)強度換算系數(shù)100X100X10031.50.95150X150X150401200X200X200601.05

強度換算系數(shù)

注：本表的換算系數(shù)適用于混凝土強度等級小于C60。當(dāng)混凝土強度等級大于或等于C60時,宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件。使用非標(biāo)準(zhǔn)試件時，尺寸換算系數(shù)應(yīng)由試驗確定。4、影響強度的因素（3）實驗條件因素試件形狀尺寸一、混凝土的強度試件形狀尺寸試件表面狀態(tài)4、影響強度的因素（3）實驗條件因素一、混凝土的強度試件形狀尺寸試件表面狀態(tài)試件濕度破壞試驗加荷速度4、影響強度的因素（3）實驗條件因素一、混凝土的強度【職教云3】(1)采用強度等級高的水泥(2)采用低水灰比;(3)采用有害雜質(zhì)少、級配良好、顆粒適當(dāng)骨料和合理的砂率;(4)采用合理的機械攪拌、振搗工藝;(5)保持合理的養(yǎng)護溫度和一定的濕度，可能的情況下采用濕熱養(yǎng)護;(6)摻入合適的混凝土外加劑和摻合料。5、提高混凝士強度的措施:一、混凝土的強度1、混凝土變形的類型非荷載作用下的變形荷載作用下的變形二、混凝土的變形化學(xué)收縮——干濕變形——溫度變形——膠凝材料水化生成物干燥、潮濕熱脹冷縮CementConcrete三峽大壩泄洪段－發(fā)電段

大體積混凝土1、混凝土變形的類型非荷載作用下的變形荷載作用下的變形二、混凝土的變形化學(xué)收縮——干濕變形——溫度變形——彈塑性變形徐變膠凝材料水化生成物干燥、潮濕熱脹冷縮2、混凝土的徐變對結(jié)構(gòu)物的影響有利面：徐變可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中，使應(yīng)力重分布，從而使局部應(yīng)力集中得到緩解；對大體積混凝土則能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。不利面：在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中，混凝土的徐變將使鋼筋的預(yù)加應(yīng)力受到損失。二、混凝土的變形1、混凝土耐久性的概念

DurabilityofConcreteStructure三、混凝土的耐久性

定義：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和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力稱為耐久性。

包括混凝土的抗凍性、抗?jié)B性及抗侵蝕性等。鋼筋混凝土橋梁的侵蝕損毀拆除前的西直門橋一座橋何以只有二十年壽命？

定義：指混凝土在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，同時也不嚴(yán)重降低強度的性能?？箖鲂院脡挠每箖龅燃壉硎尽８鶕?jù)混凝土所能承受的反復(fù)凍融循環(huán)的次數(shù)，抗凍性分為F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300九個等級。混凝土的密實度、孔隙的構(gòu)造特征是影響抗凍性的重要因素，對于密實的或具有封閉孔隙的混凝土，其抗凍性較好。在寒冷地區(qū)，特別是在接觸水又受凍的環(huán)境下的混凝土要求具有較高的抗凍性。

（1）混凝土的抗凍性二、混凝土的耐久性鐵路橋梁的凍害剝落破壞

定義：指混凝土抵抗有壓介質(zhì)（水、油、溶液等）滲透作用的能力?？?jié)B性好壞用抗?jié)B等級來表示。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試件28d齡期試驗時所能承受的最大水壓，分為P4、P6、P8、P10和P12五個等級，相應(yīng)表示混凝土能抵抗0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa的水壓而不被滲透。

混凝土水膠比對抗?jié)B性起決定性作用。增大水膠比，由于混凝土密實度降低，導(dǎo)致抗?jié)B性降低。另外，混凝土施工處理不當(dāng)、振搗不密實，也會嚴(yán)重影響混凝土的抗?jié)B性。滲水后的混凝土如果受凍，易引起凍融破壞。對鋼筋混凝土而言，滲水還會造成鋼筋的銹蝕及保護層開裂。提高混凝土抗?jié)B性的根本措施在于增強混凝土的密實度。

（2）混凝土的抗?jié)B性二、混凝土的耐久性

（3）混凝土的抗腐蝕性二、混凝土的耐久性

如果混凝土不密實，外界侵蝕性介質(zhì)就會通過孔隙或毛細(xì)管侵入硬化后的水泥石內(nèi)部，引起混凝土的腐蝕而破壞。由于混凝土內(nèi)的強堿性使得鋼筋表面形成鈍化膜，從而鋼筋在混凝土中不會銹蝕。如果鋼筋表面鈍化膜被破壞，則鋼筋就會發(fā)生電化學(xué)腐蝕——銹蝕破壞。（4）提高混凝土耐久性的措施1、合理選擇水泥品種;2、選用質(zhì)量良好，技術(shù)條件合格的砂石骨料;3、控制水灰比及保證足夠的水泥用量是保證混凝土密實度的重要措施，是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵;4、摻入減水劑或引氣劑，改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，對提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性有良好作用5、改善施工操作，保證施工質(zhì)量;6、摻入粉煤灰、礦粉、硅灰或沸石粉等活性混合材料.