土木工程材料第六章.ppt

目目目目录录录录 文库专用1第第6章章混凝土及砂浆混凝土及砂浆l6.1 概述概述n混凝土是由胶凝材料、骨料、水及混凝土是由胶凝材料、骨料、水及其它材料按适当比例配制并经硬化其它材料按适当比例配制并经硬化而成的具有所需的形体、强度和耐而成的具有所需的形体、强度和耐久性的人造石材。久性的人造石材。n通常使用最普通的是以水泥为胶通常使用最普通的是以水泥为胶凝材料的水泥混凝土。凝材料的水泥混凝土。目目目目录录录录 文库专用2l6.1.1混凝土的优点和发展混凝土的优点和发展发展方向：发展方向：集中、工业化生产和管理（商品混凝集中、工业化生产和管理（商品混凝土）土）高性能混凝土（高强度、良好的工作、高性能混凝土（高强度、良好的工作、稳定、耐久性）稳定、耐久性）目目目目录录录录 文库专用31混凝土按照表观密度分类混凝土按照表观密度分类l(1)特重混凝土：特重混凝土：容重大于容重大于2800kgm3，采用重晶石、重，采用重晶石、重的集料制成，具有防御的集料制成，具有防御X等射线的性能。等射线的性能。l(2)普通混凝土普通混凝土简称混凝土。容重在简称混凝土。容重在2000一一2800kgm3之间。一般在之间。一般在2400kgm3左右。左右。用于建筑物承重结构材料。用于建筑物承重结构材料。l(3)轻混凝土轻混凝土l容重小于容重小于1950kgm3，可用作结构材料，可用作结构材料和保温绝热材料。和保温绝热材料。目目目目录录录录 文库专用42.2.按用途分类按用途分类按用途分类按用途分类结构、装饰、防水、道路、防辐射、耐结构、装饰、防水、道路、防辐射、耐结构、装饰、防水、道路、防辐射、耐结构、装饰、防水、道路、防辐射、耐热、大体积、膨胀混凝土等。热、大体积、膨胀混凝土等。热、大体积、膨胀混凝土等。热、大体积、膨胀混凝土等。3 3、按强度等级分类、按强度等级分类、按强度等级分类、按强度等级分类（1 1）普通混凝土）普通混凝土）普通混凝土）普通混凝土C60C60以下以下以下以下C3060MP60MP（3 3）超高强混凝土）超高强混凝土）超高强混凝土）超高强混凝土100MP100MP4 4、按生产和施工方法分类、按生产和施工方法分类、按生产和施工方法分类、按生产和施工方法分类泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、预泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、预泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、预泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、预拌混凝土、压力灌浆混凝土等。拌混凝土、压力灌浆混凝土等。拌混凝土、压力灌浆混凝土等。拌混凝土、压力灌浆混凝土等。目目目目录录录录 文库专用5n优点优点:(1)占材料用量占材料用量80以上的砂、石集料资源丰富，以上的砂、石集料资源丰富，易于就地取材。易于就地取材。(2)混合料具有可塑性，可以按工程结构要求浇筑混合料具有可塑性，可以按工程结构要求浇筑成不同形状和尺寸的整体结构或预制构件。成不同形状和尺寸的整体结构或预制构件。(3)匹配性好。与钢筋、钢纤维等，与钢材有基本匹配性好。与钢筋、钢纤维等，与钢材有基本相同的线膨胀系数，相互粘结牢固，工作整体相同的线膨胀系数，相互粘结牢固，工作整体性强。性强。(4)可调整性强。改变组分品种和数量时可以制得可调整性强。改变组分品种和数量时可以制得不同物理力学性质的混凝土。不同物理力学性质的混凝土。(5)节省钢材、木材。节省钢材、木材。(6)强度高，耐久性较好，在一般环境中使用时维强度高，耐久性较好，在一般环境中使用时维护费用低。护费用低。目目目目录录录录 文库专用6n缺点缺点:l自重大、比强度小、抗拉强度低、变形能力差、自重大、比强度小、抗拉强度低、变形能力差、易开裂。易开裂。目目目目录录录录 文库专用76.1.4普通混凝土的组成材料l基本组成材料：水泥、水、基本组成材料：水泥、水、天然砂和石子、外加剂和天然砂和石子、外加剂和掺合料。掺合料。n水、水泥形成水泥浆包裹水、水泥形成水泥浆包裹在砂粒表面，填充砂粒间在砂粒表面，填充砂粒间的空隙的空隙再形成水泥砂浆包再形成水泥砂浆包裹住石子，填充石子间空裹住石子，填充石子间空隙隙n砂和石起骨架作用砂和石起骨架作用l性质取决于原材料的性质和材料的相对含量性质取决于原材料的性质和材料的相对含量普通混凝土结构示意图 目目目目录录录录 文库专用86.1.5工程中对混凝土的基本要求工程中对混凝土的基本要求l（1）适应的和易性l（2）设计的强度l（3）适应的耐久性l（4）经济合理，降低成本 目目目目录录录录 文库专用96.2.1 水泥 在混凝土中最重要的材料，起胶结作用在混凝土中最重要的材料，起胶结作用应合理正确地选择水泥品种和等级应合理正确地选择水泥品种和等级1、水泥品种的选择、水泥品种的选择根据工程性质特点，所处环境及施工条根据工程性质特点，所处环境及施工条件合理选用件合理选用 目目目目录录录录 文库专用102、水泥强度等级的选择、水泥强度等级的选择n高强度等级砼高强度等级砼采用高强度等级水泥采用高强度等级水泥水泥强度水泥强度/混凝土强度混凝土强度n低强度等级砼低强度等级砼采用低强度等级水泥采用低强度等级水泥水泥强度水泥强度/混凝土强度混凝土强度低强度水泥配高强度砼，水泥用量多不低强度水泥配高强度砼，水泥用量多不经济。经济。高强度水泥配低强度砼，少量就能满足高强度水泥配低强度砼，少量就能满足要求，要保证施工的和易性及而久性要要求，要保证施工的和易性及而久性要增加水泥用量，也不经济。增加水泥用量，也不经济。目目目目录录录录 文库专用116.2.2 细骨料 细骨料：粒径在细骨料：粒径在之间的岩石颗粒。之间的岩石颗粒。技术性能要求：技术性能要求：有害杂质含量少有害杂质含量少具有良好的颗粒形状具有良好的颗粒形状适宜的颗粒级配和细度适宜的颗粒级配和细度表面粗糙，与水泥粘结牢固表面粗糙，与水泥粘结牢固性能稳定，坚固耐久性能稳定，坚固耐久 目目目目录录录录 文库专用121.砂的种类及特性砂的种类及特性天然砂：自然风化、水流搬运形天然砂：自然风化、水流搬运形成。有海砂、山砂、河砂。成。有海砂、山砂、河砂。人工砂：由岩石机械破碎而成。人工砂：由岩石机械破碎而成。国标规定国标规定砂按细度分为粗、中、细砂按细度分为粗、中、细按技术要求分为按技术要求分为、类类 目目目目录录录录 文库专用132.混凝土用砂的质量技术要求（1）含泥量 石粉含量和泥块含量（2）有害杂质含量砂中有害杂质的含量目 目目目目录录录录 文库专用14（3）碱活性骨料）碱活性骨料碱与骨料中碱活性物质在潮湿的环境下碱与骨料中碱活性物质在潮湿的环境下会发生导致砼开裂的膨胀反应。膨胀率会发生导致砼开裂的膨胀反应。膨胀率0.1%。目目目目录录录录 文库专用15（4）细度模数和颗粒级配定义：指砂的粗细程度。不同粒径的砂粒，混定义：指砂的粗细程度。不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体砂的粗细合在一起后的总体砂的粗细程度。程度。分为分为粗砂、中砂、细砂粗砂、中砂、细砂等几种等几种一般一般粗砂的比表面积小，其外包裹水泥粗砂的比表面积小，其外包裹水泥浆少，用水泥量最省。浆少，用水泥量最省。颗粒级配：不同粒径砂颗粒的分布情况。颗粒级配：不同粒径砂颗粒的分布情况。目目目目录录录录 文库专用16级配的粗细程度用细度模数来表示 常用常用筛分析筛分析的方法测定的方法测定方法：用一套方孔孔径（净尺寸）为，方法：用一套方孔孔径（净尺寸）为，的七个标准筛，的七个标准筛，将将500克干砂试样由粗到细依次过筛，克干砂试样由粗到细依次过筛，称筛余百分率进行计算称筛余百分率进行计算。目目目目录录录录 文库专用17n分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样总质量的百分率，用总质量的百分率，用a1a6表示。表示。n累计筛余百分率：各筛和比该筛粗的所累计筛余百分率：各筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和。用有分计筛余百分率之和。用A1A6表示。表示。目目目目录录录录 文库专用18砂样分析结果砂样分析结果分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样总质量的百分率，用a1a6表示。累计筛余百分率：各筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和。用A1A6表示。目目目目录录录录 文库专用19细度模数：Mx在之间 粗砂粗砂 中砂中砂 细砂细砂 特细砂特细砂 水工混凝土用砂水工混凝土用砂Mx在为宜。在为宜。对细度模数对细度模数的普通混凝土用砂，根据的普通混凝土用砂，根据600m孔孔径筛（控制粒级）累计筛余百分率划分为径筛（控制粒级）累计筛余百分率划分为、三个级配区。（见后图）三个级配区。（见后图）l4.75mm 010 、区l600m 85 71 区 7041 区 4016 区 目目目目录录录录 文库专用20砂样分析结果砂样分析结果分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样总质量的百分率，用分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样总质量的百分率，用a1a6表示。表示。累计筛余百分率：各筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和。用累计筛余百分率：各筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和。用A1A6表示。表示。细度模数：细度模数：属于中砂属于中砂600m累计百分率为累计百分率为52，属于，属于区（区（7041）目目目目录录录录 文库专用21砂子1 1、2 2、3 3 级配区曲线判断砂级配合格和依据：判断砂级配合格和依据：l4.75mm010l600m1685以上两项必须满以上两项必须满足要求，允许其它档足要求，允许其它档略有超出，但超出总略有超出，但超出总量应小于量应小于5%。（按表）。（按表）l砂有细度模数相同，砂有细度模数相同，颗粒级配可以不同颗粒级配可以不同如级配不满足要求，可如级配不满足要求，可通过下面方法改善：通过下面方法改善：l人工掺配人工掺配l过筛过筛偏向右下方，表示砂较粗偏向左下方，表示砂较细 目目目目录录录录 文库专用22级配良好的砂，空隙率小，水泥用量少，可以提级配良好的砂，空隙率小，水泥用量少，可以提高混凝土的密实度和强度。高混凝土的密实度和强度。二种就减小二种就减小三种就更小三种就更小同粒径的砂同粒径的砂空隙最大空隙最大 目目目目录录录录 文库专用23（5）砂的物理性质1）表观密度、堆积密度、空隙率表观密度 2500堆积密度 1350 空隙率 47%2）砂的坚固性定义：砂在自然风化和其它外界物理、化学因素作用下，抵抗破裂的能力。方法：硫酸钠溶液法 浸泡取出5次循环，质量损失符合规定要求。压碎指标法（对于人工砂）分为、类 目目目目录录录录 文库专用24粒径大于4.75的骨料为粗骨料（卵石和碎石）。对用于配制普通混凝土的卵石和碎石两种。目目目目录录录录 文库专用251.颗粒形状和表面特征卵石天然岩石以自然风化，水流搬运与分选，形成小于的颗粒。碎石天然岩石以破碎、筛分制成。都分为、三种类别。2、含泥量、泥块含量 含泥量 粒径75颗粒含量 泥块含量 的 经水洗、手提后小于的颗粒含量。3、有害物质 含泥量、泥块含量、有机物、硫化物 目目目目录录录录 文库专用26l4.4.最大粒径、颗粒级配最大粒径、颗粒级配l （1 1）石子最大粒径（）石子最大粒径（D Dmaxmax）l 石石子子各各粒粒级级的的公公称称上上限限粒粒径径称称为为这这种种石石子子的的最最大大粒粒径径。石石子子的的最最大大粒粒径径增增大大，则则相相同同质质量量石石子子的的总总表表面面积积减减小小，混混凝凝土土中中包包裹裹石石子子所所需需水水泥泥浆浆体体积积减减少少，即即混混凝凝土土用用水水量量和和水水泥泥用用量量都都可可减减少少。在在一一定定的的范范围围内内，石石子子最最大大粒粒径径增增大大，可可因用水量的减少提高混凝土的强度。因用水量的减少提高混凝土的强度。目目目目录录录录 文库专用27l然然而而石石子子最最大大粒粒径径（D Dmaxmax）过过大大时时，则则由由于于骨骨料料与与水水泥泥砂砂浆浆粘粘结结面面积积下下降降等等原原因因造造成成混混凝凝土土的的强强度度下下降降。同同时时，最最大大粒粒径径的的选选用用，要要受受结结构构上上诸诸因因素素和和施施工工条条件件等等方方面面的的限限制制。根根据据我我国国钢钢筋筋混混凝凝土土施施工工规规范范规规定定：混混凝凝土土用用粗粗骨骨料料的的最最大大粒粒径径不不得得大大于于结结构构物物最最小小断断面面的的短短边边长长度度的的；不不得得大大于于钢钢筋筋最最小小净净距距的的 。另另外外还还受受搅拌机以及输送管道等条件的限制。搅拌机以及输送管道等条件的限制。目目目目录录录录 文库专用28l（2 2）颗粒级配）颗粒级配l粗粗骨骨料料的的级级配配原原理理和和要要求求与与细细骨骨料料基基本本相相同同。级级配配试试验验采采用用筛筛分分法法测测定定，即即用用、和和9090等等十十二二种种孔孔径径的的圆圆孔孔筛筛进进行行筛筛分。分。l 石石子子的的颗颗粒粒级级配配可可分分为为连连续续级级配配和和间间断断级级配配。连连续续级级配配是是石石子子粒粒级级呈呈连连续续性性，即即颗颗粒粒由由小小到到大大，每每级级石石子子占占一一定定比比例例。用用连连续续级级配配的的骨骨料料配配制制的的混混凝凝土土混混合合料料，和和易易性性较较好好，不不易易发发生生离离析析现现象象。连连续续级级配配是是工工程程上上最最常常用用的的级级配。配。目目目目录录录录 文库专用29l间间断断级级配配也也称称单单粒粒级级级级配配。间间断断级级配配是是人人为为地地剔剔除除骨骨料料中中某某些些粒粒级级颗颗粒粒，从从而而使使骨骨料料级级配配不不连连续续，大大骨骨料料空空隙隙由由小小几几倍倍的的小小粒粒径径颗颗粒粒填填充充，以以降降低低石石子子的的空空隙隙率率。由由间间断断级级配配制制成成的的混混凝凝土土，可可以以节节约约水水泥泥。由由于于其其颗颗粒粒粒粒径径相相差差较较大大，混混凝凝土土混混合合物物容容易易产产生生离离析析现现象象，导导致致施工困难。施工困难。l石石子子颗颗粒粒级级配配范范围围应应符符合合规规范范要要求求。碎碎石、卵石的颗粒级配规格见表石、卵石的颗粒级配规格见表 目目目目录录录录 文库专用30 目目目目录录录录 文库专用31l5.5.粗骨料的强度及坚固性粗骨料的强度及坚固性l（1 1）粗骨料的强度）粗骨料的强度l粗粗骨骨料料的的强强度度采采用用岩岩石石立立方方体体强强度度或或粒状石子的压碎指标来表示。粒状石子的压碎指标来表示。l岩岩石石立立方方强强度度试试验验，是是用用母母岩岩制制成成555555 立立方方体体，或或直直径径与与高高度度均均为为5 5的的圆圆柱柱体体试试样样，浸浸泡泡水水中中，待待吸吸水水饱饱和和后后进进行行抗抗压压试试验验。石石子子抗抗压压强强度度与与设设计计要要求求的的混混凝凝土土强强度等级之比，不应低于。度等级之比，不应低于。目目目目录录录录 文库专用32l压碎指标是将一定重量气干状态下1020的石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到 200，卸荷后称取试样质量（0），再用孔径为的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（m1），用下式计算压碎指标：l式中a-压碎指标值，%；l0-试样质量，g；lm1-压碎试验后试样的筛余量，g。l压碎指标值越小，骨料的强度越高。目目目目录录录录 文库专用33l（2 2）骨料的坚固性）骨料的坚固性l骨骨料料的的坚坚固固性性是是指指在在气气候候、外外力力和和其其他他物物理理力力学学因因素素作作用用（如如冻冻融融循循环环作作用用）下下骨骨料料抗抗碎碎裂裂的的能能力力。坚坚固固性性试试验验是是用用硫硫酸酸钠钠溶溶液液法法检检验验，试试样样经经五五次次干干湿湿循循环环后后，其质量损失应不超过规范的规定。其质量损失应不超过规范的规定。目目目目录录录录 文库专用34l 在在拌拌制制和和养养护护混混凝凝土土用用的的水水中中，不不得得含含有有影影响响水水泥泥正正常常凝凝结结与与硬硬化化的的有有害害杂杂质质，如如油油脂脂、糖糖类类等等。凡凡是是能能饮饮用用的的自自来来水水和和清清洁洁的的天天然然水水，都都能能用用来来拌拌制制和和养养护护混混凝凝土土。污污水水、PHPH值值小小于于的的酸酸性性水水、含含硫硫酸酸盐盐（按按3 3计计）超超过过水水重重的的水水均均不不得得使使用用，在在对对水水质质有有疑疑问问时时可可将将该该水水与与洁洁净净水水分分别别制制成成混混凝凝土土试试块块，然然后后进进行行强强度度对对比比试试验验，如如果果用用该该水水制制成成的的试试块块强强度度不不低低于于洁洁净净水水制制成成的的试试块块强强度度，就就可可用用此此水水来来拌拌制制混混凝凝土土。海海水水中中含含有有硫硫酸酸盐盐、镁镁盐盐和和氯氯化化物物，对对水水泥泥石石有有侵侵蚀蚀作作用用，对对钢钢筋筋也也会会造造成成锈锈蚀蚀，因此一般不得用海水拌制混凝土。因此一般不得用海水拌制混凝土。目目目目录录录录 文库专用356.2.5 骨料的含水状态l干燥状态：含水率等于或接近于干燥状态：含水率等于或接近于0。l气干状态：含水率与大气湿度相平衡。（未饱和）气干状态：含水率与大气湿度相平衡。（未饱和）l饱和面干状态：内部孔隙含水达到饱和，而其表面干燥。饱和面干状态：内部孔隙含水达到饱和，而其表面干燥。l湿润状态：内部孔隙含水达到饱和，表面还附有自由水。湿润状态：内部孔隙含水达到饱和，表面还附有自由水。建筑工程建筑工程中：普通混凝土配合比计算以干燥状态干燥状态骨料为准。大型水利工程大型水利工程中：普通混凝土配合比计算以饱和面干状态饱和面干状态骨料为基准。目目目目录录录录 文库专用366.3 混凝土拌和物的主要性质混凝土拌和物的和易性混凝土拌和物的和易性混凝土拌和物（新拌混凝土）：砼的各组混凝土拌和物（新拌混凝土）：砼的各组成材料按一定的比例配合搅拌而成的尚成材料按一定的比例配合搅拌而成的尚未凝固的材料。未凝固的材料。l提出和易性的概念主要是为了提出和易性的概念主要是为了便于施工便于施工获得均匀而密实的混凝土获得均匀而密实的混凝土以保证以保证砼的强度和耐久性砼的强度和耐久性 目目目目录录录录 文库专用372、和易性的概念及测定办法 定义：指混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇定义：指混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇注、捣实）并能获得得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。注、捣实）并能获得得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。和易性包括三个部分和易性包括三个部分l流动性：在自重、振捣下，能流动并能均匀密实地填满模板流动性：在自重、振捣下，能流动并能均匀密实地填满模板的性能。的性能。l粘聚性：砼拌和物的组分之间有一定的凝聚力。运输浇注不粘聚性：砼拌和物的组分之间有一定的凝聚力。运输浇注不分层离析。分层离析。l保水性：保持水分的能力。不泌水。（保水性差会降低砼的保水性：保持水分的能力。不泌水。（保水性差会降低砼的强度和耐久性）强度和耐久性）三者之间相互关联又互相矛盾，三者之间相互关联又互相矛盾，粘聚性好，保水性一般也好，但流动性可能差。增大流粘聚性好，保水性一般也好，但流动性可能差。增大流动性，粘聚性、保水往往变差。三方面统一即和易性好。动性，粘聚性、保水往往变差。三方面统一即和易性好。目目目目录录录录 文库专用38二、流动性的选择评定和易性方法：评定和易性方法：l流动性的检测方法：坍落度（流动性的检测方法：坍落度（T）维勃稠度（维勃稠度（s）l粘聚性的检测方法：采用直观经验目测。粘聚性的检测方法：采用直观经验目测。l保水性的检测方法：采用直观经验目测。保水性的检测方法：采用直观经验目测。1、坍落度、坍落度l定义：见下图定义：见下图 目目目目录录录录 文库专用39坍落度的测定方法 目目目目录录录录 文库专用40 目目目目录录录录 文库专用41测量坍落度值测量坍落度值 目目目目录录录录 文库专用42按坍落度值将砼流动性大小分为四按坍落度值将砼流动性大小分为四个级别个级别（1）大流动性砼：）大流动性砼：T160mm（2）流动性砼：）流动性砼：T=100-150mm（3）塑性砼：）塑性砼：T=50-90mm（4）低塑性砼：）低塑性砼：T=10-40mm当当T10mm时，为干硬性砼。用维勃稠时，为干硬性砼。用维勃稠度（度（s）来表示。）来表示。目目目目录录录录 文库专用43l选择坍落度，应根据选择坍落度，应根据结构类型结构类型构件截面大小构件截面大小配筋疏密配筋疏密输送方式输送方式施工捣实方法施工捣实方法等因素来确等因素来确定。定。一般板、梁、柱，一般板、梁、柱，T=3050mm泵送砼，泵送砼，T=80180mm 目目目目录录录录 文库专用442、维勃稠度l测定测定T10mm的干硬性砼的流动性。的干硬性砼的流动性。定义、方法见下图定义、方法见下图 目目目目录录录录 文库专用45l维勃稠度用时间秒（维勃稠度用时间秒（s）来表示，稠度值）来表示，稠度值一般为一般为530s，适用于石子最大粒径，适用于石子最大粒径DM40mm的砼。的砼。l按维勃稠度可分为四个等级按维勃稠度可分为四个等级半干硬性砼（半干硬性砼（105s）干硬性砼（干硬性砼（2011s）特干硬性砼（特干硬性砼（3021s）超干硬性砼（超干硬性砼（31s）目目目目录录录录 文库专用463.影响砼和易性的主要因素影响砼和易性的主要因素（1）水泥浆的用量（用水量及水灰比）水泥浆的用量（用水量及水灰比）在水灰比（在水灰比（W/C）不变的情况下，）不变的情况下，水泥浆越多，拌合物流动性越大。水泥浆越多，拌合物流动性越大。但太多会造成流浆、泌水、离析、但太多会造成流浆、泌水、离析、分层（粘聚性差），影响砼的强度和耐分层（粘聚性差），影响砼的强度和耐久性。久性。所以，水泥浆用量以满足砼流动性和所以，水泥浆用量以满足砼流动性和强度为宜。不易过量。强度为宜。不易过量。目目目目录录录录 文库专用47（2）水泥浆的稠度a、水泥用量不变，减小水灰比、水泥用量不变，减小水灰比水泥浆变稠，流动性变小，太稠会水泥浆变稠，流动性变小，太稠会造成施工困难，影响砼的密实。造成施工困难，影响砼的密实。b、水泥用量不变，增大水灰比、水泥用量不变，增大水灰比流动性增大，但过大会使粘聚性、流动性增大，但过大会使粘聚性、保水性不良，产生流浆离析，影响砼保水性不良，产生流浆离析，影响砼的强度的强度。目目目目录录录录 文库专用48(3)砂率的影响砂率的影响砂率定义：混凝土中砂的质量占砂石总重砂率定义：混凝土中砂的质量占砂石总重量的百分比。量的百分比。砂率改变，由于改变了骨料的空隙率、砂率改变，由于改变了骨料的空隙率、骨料的总表面积较大，对和易性有显著影骨料的总表面积较大，对和易性有显著影响。响。a、砂率过大、砂率过大空隙率、比表面积增大，水泥浆相对少了，空隙率、比表面积增大，水泥浆相对少了，降低了流动性。降低了流动性。目目目目录录录录 文库专用49b、砂率过小、砂率过小一般一般,比表面积减小，水泥浆相对多了，比表面积减小，水泥浆相对多了，增加了流动性增加了流动性在不能保证粗细骨料之间有足够的砂浆层在不能保证粗细骨料之间有足够的砂浆层时，也会降低流动性。时，也会降低流动性。合理砂率合理砂率：在水灰比和水泥用量一定的条：在水灰比和水泥用量一定的条件下，使砼拌和物保持良好的粘聚性和保件下，使砼拌和物保持良好的粘聚性和保水性并获得最大流动性的砂率。水性并获得最大流动性的砂率。合理砂率合理砂率有最大的流动性有最大的流动性而水泥用量最小而水泥用量最小 目目目目录录录录 文库专用50合理砂率合理砂率具有最大的流动性具有最大的流动性且水泥用量最小且水泥用量最小砂率变化与坍落度（砂率变化与坍落度（T）和水泥用量关系）和水泥用量关系砂率过大砂率过大流动性降低流动性降低砂率过大砂率过大水泥用量增加水泥用量增加 目目目目录录录录 文库专用51(4)组成材料的性质影响组成材料的性质影响A、水泥对和易性的影响、水泥对和易性的影响水泥品种不同，需水量不同。水泥品种不同，需水量不同。普通水泥普通水泥流动、保水性好流动、保水性好矿渣水泥矿渣水泥流动性大，粘聚性差，流动性大，粘聚性差，易泌水易泌水火山灰水泥火山灰水泥流动性显著降低，流动性显著降低，粘聚性、保水性好。粘聚性、保水性好。目目目目录录录录 文库专用52B、骨料对和易性的影响、骨料对和易性的影响骨料性质对和易性影响较大骨料性质对和易性影响较大a、级配良好的骨料。空隙率小，和、级配良好的骨料。空隙率小，和易性好。易性好。b、表面越粗糙，和易性越差。（碎、表面越粗糙，和易性越差。（碎石比卵石和易性差。）石比卵石和易性差。）c、细度越细，比表面积越大，流动、细度越细，比表面积越大，流动性变小。（细砂比粗砂流动性小。）性变小。（细砂比粗砂流动性小。）目目目目录录录录 文库专用53（5）外加剂 在不增加水泥用量的情况下，可改善砼在不增加水泥用量的情况下，可改善砼拌和物和和易性。拌和物和和易性。不仅可增加流动性，而且改善粘聚、保水性。不仅可增加流动性，而且改善粘聚、保水性。（6）时间、温度）时间、温度a、随时间延长、随时间延长拌和物变得干稠拌和物变得干稠和易性差和易性差b、温度升高、温度升高水分蒸发快水分蒸发快流动性流动性降低降低 目目目目录录录录 文库专用54总结：调整砼拌和物和易性的方法有：（1）采用合理砂率，尽可能用较低砂率。）采用合理砂率，尽可能用较低砂率。（2）改善砂、石级配（尤其石）改善砂、石级配（尤其石）（3）尽可能采用较粗大砂石。）尽可能采用较粗大砂石。目目目目录录录录 文库专用55调整方法：n坍落度（坍落度（T）过小，保持水灰比（）过小，保持水灰比（W/C）不变，增加水泥浆的用量。不变，增加水泥浆的用量。T每增加每增加10mm。水和水泥约增加原用量。水和水泥约增加原用量的的12%。n坍落度（坍落度（T）过大，保持砂率（）过大，保持砂率（Sp）不）不变，增加砂和石的用量变，增加砂和石的用量T每减少每减少10mm。砂和石子约增加原用量。砂和石子约增加原用量的的12%。目目目目录录录录 文库专用566.3.2 硬化混凝土的强度砼的强度砼的强度抗压强度抗压强度抗弯强度抗弯强度抗剪强度抗剪强度钢筋的粘结强度钢筋的粘结强度一般来说，砼的强度越高，其刚性、不透水性、一般来说，砼的强度越高，其刚性、不透水性、抗风化和某些介质的能力越高。抗风化和某些介质的能力越高。我们通常用砼的强度来评定和控制砼的质量。我们通常用砼的强度来评定和控制砼的质量。目目目目录录录录 文库专用571、砼的抗压强度等级l抗压强度：标准试件在压力作用下直到破坏时单位面积所能承受的最大应力。l砼的强度一般指抗压强度。目目目目录录录录 文库专用58l立方体抗压强度标准值（fcuk）：按标准方法制作的标准立方体试件（尺寸150150150mm），在标准条件下养护至28天龄期，具有强度保证率为95%的混凝土立方体抗压强度。n 标准方法：温度203。相对湿度90%以上。l砼按此分为：、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75共十六个强度等级。nC20即表示混凝土立方体抗压强度标准值fcuk=20MP。目目目目录录录录 文库专用592.砼的轴心抗压强度（fcp）在实际中，砼构件一般是棱柱体型和圆柱体在实际中，砼构件一般是棱柱体型和圆柱体型，此时接近构件实际受力情况。故采用轴心抗压型，此时接近构件实际受力情况。故采用轴心抗压强度强度fcp作为受力依据。作为受力依据。轴心抗压强度：采用尺寸轴心抗压强度：采用尺寸150150300mm棱柱体作为试件。棱柱体作为试件。高宽比（高宽比（h/a）与强度关系：）与强度关系：h/a越大，强度越越大，强度越小。小。所以：所以：fcp（）（）fcuk一般取一般取fcpcuk 目目目目录录录录 文库专用60砼与钢筋的粘结强度 粘结强度来源：砼与钢筋之间的磨擦力 钢筋与水泥石之间的粘结力 变形钢筋的表面机械啮合力。影响在因素：混凝土的抗压强度 钢筋的尺寸、变形钢筋的种类 钢筋在砼中的位置（垂直、水平钢筋）加载类型（受拉受压）干温变化、温度变化 决定砼结构构件中的锚固长度。目目目目录录录录 文库专用61（3）影响砼强度的主要因素 在骨料与砂浆界面由于化学、物理收缩产生许多微细裂缝。砼成型后的泌水作用形成界面裂缝 砼受力时，会在界面裂缝扩大，最后汇合连通而破坏。因此，砼的强度取决于 水泥石的强度 即：水泥的强度等级 水灰比 骨料的性质 有关 其与骨料的粘结强度 施工质量、养护方法、龄期影响 目目目目录录录录 文库专用621）水泥强度与水灰比 决定砼最主要的因素 水泥强度 和 水灰比 水灰比不变时，水泥强度越高，则砼强度愈高。水泥强度等级相同，水灰比越小，则水泥强度愈高。砼强度与水灰比、水泥强度之间的线型经验公式：fcuafce(C/Wb)fcu砼的抗压强度（MP）fce水泥的实际强度（MP）fce=c f，fce 可取实际测定的水泥强度，如未测定，一般c 取 a、b回归系数，由经验求得。一般 碎石 卵石 C/W灰水比 C1M3砼中水泥用量（kg）W1M3砼中水用量（kg）公式适用范围：流动性砼和低流动性砼 不适用于干硬性砼 目目目目录录录录 文库专用632）骨料的影响 级配良好，砂率适当，有得于砼强度的提高。骨料的强度，越高砼强度越高 表面越粗糙，粘结力越高，强度越高。骨料中有害杂质多，会降低砼的强度。3）养护温度及湿度的影响 温度和湿度是影响水泥水化程度的速度和重要因素。湿度足够加上适当的的温度，水泥的水化速度加快，砼强度发展也快。当温度小于0 度时，水分结冰，水化停止，强度也停止发展，同时体积膨胀造成砼破坏。养护方法：增加和保持湿度：砼浇完后，12 小时内覆盖草袋和薄膜。夏季施工，砼在硬化后要及时浇水保湿。改变温度的方法：冬期施工，可提高材料和环境温度，以快速提高砼早期强度。大体积砼，用埋设水管用水流不降低温度，防止砼开裂。目目目目录录录录 文库专用644）龄期 定义：砼在正常养护条件下所经历的时间。定义：砼在正常养护条件下所经历的时间。714天强度发展较快。天强度发展较快。对于普通水泥，强度与龄期的常用对数成正比。其经验公对于普通水泥，强度与龄期的常用对数成正比。其经验公式如下：式如下：fn/f28=lgn/lg28fnn天龄期的抗压强度。天龄期的抗压强度。f2828天的龄期的抗压强度天的龄期的抗压强度n养护龄期（天数）养护龄期（天数）n3 目目目目录录录录 文库专用655）试验条件对砼强度测定值的影响（1）试件尺寸）试件尺寸不同尺寸可用系数换算，体积越大，在压力机不同尺寸可用系数换算，体积越大，在压力机上压出的强度越低。上压出的强度越低。可书上表格。可书上表格。（2）试件形状）试件形状h/a高宽比越大，在压力机上压出的抗压强度越高宽比越大，在压力机上压出的抗压强度越小。（失稳破坏）小。（失稳破坏）（3）表面状态）表面状态越粗糙，在压力机上压出的强度越高。越粗糙，在压力机上压出的强度越高。环箍效应（见图）环箍效应（见图）（4）加荷速度）加荷速度加荷速度越快，测得的强度值越大。加荷速度越快，测得的强度值越大。一般加荷速度采用一般加荷速度采用 目目目目录录录录 文库专用662.砼的抗拉强度（fts）抗拉强度一般为抗压强度的抗拉强度一般为抗压强度的1/101/20。在砼中不考虑砼的抗拉强度，只用在砼中不考虑砼的抗拉强度，只用于抗裂计算。于抗裂计算。采用采用砼的劈裂抗拉强度（砼的劈裂抗拉强度（fts）fts=2P/A=0.637P/AP破坏荷载破坏荷载(N)A试件劈裂面积（试件劈裂面积（mm2）劈裂强度与砼标准立方体抗压强度劈裂强度与砼标准立方体抗压强度之间的关系之间的关系fts（fcu）3/4劈裂抗拉劈裂抗拉劈裂抗拉劈裂抗拉1、4、压力机上下压板2、垫条 3、执层5、试件 目目目目录录录录 文库专用671.混凝土产生裂缝的原因 1.拉应力超过抗拉强度 2.干缩变形 3.温度应力 目目目目录录录录 文库专用682.提高抗裂性的主要措施提高抗裂性的主要措施（1）选择适当的水泥品种（2）适当的水灰比（3）采用流动性较少的骨料（4）加外加剂（5）加强养护 目目目目录录录录 文库专用69 砼的变形性能l变形：非荷载作用下的变形：砼的化学收缩、干湿变形、温度变形荷载作用下的变形：短期荷载作用下的变形 长期荷载作用下的变形徐变一、非荷载作用下的变形 1、化学收缩：水泥水化生成的固体体积比反应前物质的总体积小。2、干湿变形 干缩湿胀 3、温度变形 热胀冷缩 目目目目录录录录 文库专用70二、荷载作用下的变形1、短期荷载作用下的变形、短期荷载作用下的变形（1）砼的弹塑性变形）砼的弹塑性变形砼是弹塑性体（见右图）砼是弹塑性体（见右图）（2）砼的弹性模量）砼的弹性模量弹性模量弹性模量Ec（3）砼受压变形与破坏砼受压变形与破坏原生界面裂缝在受力作用下原生界面裂缝在受力作用下发生变化。发生变化。目目目目录录录录 文库专用71 目目目目录录录录 文库专用722、长期荷载作用下的变形徐变 徐变定义徐变定义：在长期荷载作用下，除产生瞬间的弹性在长期荷载作用下，除产生瞬间的弹性变形和塑性变形外，还会随时间增长的非弹性变形。变形和塑性变形外，还会随时间增长的非弹性变形。在荷载初期徐变增长较快，以后逐渐稳定。在荷载初期徐变增长较快，以后逐渐稳定。产生原因：水泥石中凝胶体在长期荷载作用下的粘产生原因：水泥石中凝胶体在长期荷载作用下的粘性流动。使凝胶孔水向毛细孔内迁移的结果。性流动。使凝胶孔水向毛细孔内迁移的结果。影响因素：影响因素：W/C小，则徐变小小，则徐变小骨料骨料弹性模量大，则徐变大弹性模量大，则徐变大应力应力越大，徐变越大越大，徐变越大作用：有利一面：减少应力集中，使应力重分布作用：有利一面：减少应力集中，使应力重分布不利一面：会造成预应力损失。不利一面：会造成预应力损失。目目目目录录录录 文库专用736.3.4 砼的耐久性耐久性：砼抵抗环境介质作用并长期保持良好的使用耐久性：砼抵抗环境介质作用并长期保持良好的使用性能和外观完整性，从而维持砼结构的安全、正常性能和外观完整性，从而维持砼结构的安全、正常使用的能力。使用的能力。包括：抗渗、抗冻、抗磨、抗侵蚀性包括：抗渗、抗冻、抗磨、抗侵蚀性抗碳化、抗碱骨料反应抗碳化、抗碱骨料反应砼中钢筋耐锈蚀的能力砼中钢筋耐锈蚀的能力1、砼的抗渗性、砼的抗渗性定义定义：砼抵抗有介质渗透作用的能力。：砼抵抗有介质渗透作用的能力。砼的抗渗强度等级砼的抗渗强度等级分为分为P2、P4、P6、P8、P10、P12（旧用（旧用S2S12表表示）等五个等级。示）等五个等级。影响因素：水灰比是影响抗渗性的主要因素。影响因素：水灰比是影响抗渗性的主要因素。大大,抗渗性越差。抗渗性越差。，抗渗性急剧下降。，抗渗性急剧下降。目目目目录录录录 文库专用742、砼的抗冻性、砼的抗冻性定义：砼在饱和水作用下，经受多次冻融循环而不破坏定义：砼在饱和水作用下，经受多次冻融循环而不破坏，同时也不严重降低所具有性能的能力。，同时也不严重降低所具有性能的能力。以砼的强度损失以砼的强度损失25%，质量损失，质量损失5%所能承受所能承受的最多冻融循环次数来表示。的最多冻融循环次数来表示。1520的空气中冻结、融化作为一次循的空气中冻结、融化作为一次循环。环。砼抗冻强度等级用砼抗冻强度等级用F（旧用（旧用D）表示。）表示。共分为九个等级：共分为九个等级：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300如如F50表示材料能抵抗冻融循环表示材料能抵抗冻融循环50次。次。试验方法评定：试验方法评定：慢冻法：循环周期慢冻法：循环周期812小时小时快冻法：循环周期快冻法：循环周期24小时小时用于强度较高的砼。用于强度较高的砼。目目目目录录录录 文库专用753、砼的抗侵蚀性、砼的抗侵蚀性侵蚀的种类：软水、盐类、酸类、强碱的侵蚀。侵蚀的种类：软水、盐类、酸类、强碱的侵蚀。提高抗侵蚀性的措施：提高抗侵蚀性的措施：l选择合适的水泥品种选择合适的水泥品种l降低水灰比降低水灰比l提高砼的密实度、改善砼的孔隙结构。提高砼的密实度、改善砼的孔隙结构。4、抗碳化性、抗碳化性定义：也叫中性化。空气中定义：也叫中性化。空气中CO2的与水泥石中的与水泥石中Ca(OH)2反应生成反应生成Ca(CO3