混凝土性能.ppt

水利水电工程质量培训水利水电工程质量培训主讲人主讲人：曾曾 力力 (武汉大学武汉大学)二二二二 O O O O 一一一一 O O O O 年年年年 三三三三 月月月月 三、混凝土性能三、混凝土性能三、混凝土性能三、混凝土性能 1 11 1、概述、概述、概述、概述 2 22 2、混凝土的结构、混凝土的结构、混凝土的结构、混凝土的结构 3 33 3、混凝土拌和物性能、混凝土拌和物性能、混凝土拌和物性能、混凝土拌和物性能 4 44 4、混凝土力学性能混凝土力学性能混凝土力学性能混凝土力学性能 5 55 5、混凝土变形性能、混凝土变形性能、混凝土变形性能、混凝土变形性能 6 66 6、混凝土热学性能、混凝土热学性能、混凝土热学性能、混凝土热学性能 7 77 7、钢筋混凝土结构耐久性、钢筋混凝土结构耐久性、钢筋混凝土结构耐久性、钢筋混凝土结构耐久性 8 88 8、混凝土抗裂性、混凝土抗裂性、混凝土抗裂性、混凝土抗裂性 自重、振捣自重、振捣自重、振捣自重、振捣自重、振捣自重、振捣 流动流动流动流动流动流动 均匀密实均匀密实均匀密实均匀密实均匀密实均匀密实 普通混凝土：坍落度（普通混凝土：坍落度（普通混凝土：坍落度（普通混凝土：坍落度（普通混凝土：坍落度（普通混凝土：坍落度（cmcmcm）碾压混凝土：碾压混凝土：碾压混凝土：碾压混凝土：碾压混凝土：碾压混凝土：VCVCVC值（值（值（值（值（值（s s s）流态混凝土：坍扩度（扩散度）（流态混凝土：坍扩度（扩散度）（流态混凝土：坍扩度（扩散度）（流态混凝土：坍扩度（扩散度）（流态混凝土：坍扩度（扩散度）（流态混凝土：坍扩度（扩散度）（cmcmcm）（1 1）工作性（和易性）工作性（和易性）1 1）流流 动动 性性 在一定施工条件下，便于施工操作并能获得质量均匀、密实在一定施工条件下，便于施工操作并能获得质量均匀、密实在一定施工条件下，便于施工操作并能获得质量均匀、密实在一定施工条件下，便于施工操作并能获得质量均匀、密实混凝土的性能。混凝土的性能。混凝土的性能。混凝土的性能。流动性、粘聚性、保水性流动性、粘聚性、保水性流动性、粘聚性、保水性流动性、粘聚性、保水性3 3、混凝土拌和物性能混凝土拌和物性能 粘聚力粘聚力 不分层离析不分层离析 整体均匀整体均匀 两种离析形式：稀水泥浆从拌和物中流出两种离析形式：稀水泥浆从拌和物中流出 粗骨料从拌和物中分离粗骨料从拌和物中分离 稀水泥浆的离析：稀水泥浆的离析：模板接缝、间隙、孔洞等处模板接缝、间隙、孔洞等处漏浆漏浆混凝土表面混凝土表面 残留砂子残留砂子砂纹砂纹外观外观层间粘结层间粘结表面起灰表面起灰 2 2）粘粘 聚聚 性性粗骨料与砂浆粗骨料与砂浆表观密度表观密度的差别：的差别：普通骨料普通骨料 下沉下沉 轻骨料轻骨料 上浮上浮粗骨料与砂浆粗骨料与砂浆流动性流动性的差别：的差别：泵送泵送 滞后滞后 溜槽溜槽 先行先行粗骨料粒径与细骨料粗骨料粒径与细骨料粒径粒径的差别：的差别：颗粒运动距离颗粒运动距离 x x0 0=2r=2r2 2v v0 0/9/9 颗粒运动速度颗粒运动速度 v=2rv=2r2 2（-c c）/9/9 粗骨料的离析粗骨料的离析:离析离析蜂窝空洞蜂窝空洞整体不均匀整体不均匀混凝土质量差混凝土质量差水工常态混凝土：水工常态混凝土：水工碾压混凝土：水工碾压混凝土：泵送混凝土：泵送混凝土：自密实混凝土：自密实混凝土：水下不分散混凝土：水下不分散混凝土：骨料最大粒径限制骨料最大粒径限制150mm 80mm40mm20mm20mm毛细管孔隙毛细管孔隙 3 3）保保 水水 性性保水能力保水能力 不泌水不泌水 泌水泌水 水水 隙隙软弱夹层软弱夹层渗漏、冻融、侵蚀渗漏、冻融、侵蚀 浆骨界面粘结浆骨界面粘结新老混凝土粘结新老混凝土粘结 二次二次振捣振捣去浆去浆打毛打毛 4 4）和易性的测定）和易性的测定流动性流动性流动性流动性粘聚性粘聚性粘聚性粘聚性保水性保水性保水性保水性坍落度（定量）坍落度（定量）观察观察 （定性）（定性）1cm塑性混凝土塑性混凝土 22cm流态混凝土流态混凝土流态混凝土流态混凝土=0干硬性混凝土干硬性混凝土13cm 低流动性混凝土低流动性混凝土38cm 流动性混凝土流动性混凝土822cm 大流动性混凝土大流动性混凝土坍扩度（扩散度）坍扩度（扩散度）坍扩度（扩散度）坍扩度（扩散度）（cmcmcmcm）干硬性混凝土：干硬性混凝土：VBVBVBVB值值值值（s s s s）（）（）（）（5 5 5 50s0s0s0s）碾压混凝土：碾压混凝土：碾压混凝土：碾压混凝土：VCVCVCVC值值值值（s s s s）（）（）（）（5 5 5 50s0s0s0s）坍落度坍落度现场坍落度试验现场坍落度试验F现场扩散度试验 浆过少 浆少浆少 浆多浆多 浆过多浆过多流流 /小小 大大 过大过大粘粘 崩塌崩塌 好好 差差 流浆、离析流浆、离析保保 /好好 差差 泌水泌水（2 2）影响和易性的因素）影响和易性的因素原则：满足混凝土拌和物流动度要求为度，不宜过大。原则：满足混凝土拌和物流动度要求为度，不宜过大。1 1 1 1）水泥浆用量（水泥浆用量（水泥浆用量（水泥浆用量（W/CW/CW/CW/C一定）一定）一定）一定）过小 W/CW/CW/CW/C小小 大大 过大过大流流 /或过小或过小 小小 大大 过大过大粘粘 不宜密实不宜密实 好好 差差 离析离析保保 好好 好好 差差 泌水泌水原则：为使混凝土拌和物成型密实，原则：为使混凝土拌和物成型密实，W/C不宜过小；不宜过小；为使混凝土拌和物粘聚性和保水性好，为使混凝土拌和物粘聚性和保水性好，W/C不宜过大；不宜过大；同时由强度和耐久性要求合理选用。同时由强度和耐久性要求合理选用。2 2 2 2）水泥浆的稀稠水泥浆的稀稠水泥浆的稀稠水泥浆的稀稠 W/C W/C W/C W/C（水泥用量一定）（水泥用量一定）（水泥用量一定）（水泥用量一定）过小 适中适中 大大 过大过大流流 /或小或小 大大 小小 过小过小粘粘 离析离析 好好 好好 差差保保 流失流失 好好 好好 好好原则：通过试验选最优砂率。原则：通过试验选最优砂率。3 3 3 3）砂率砂率砂率砂率 S/S/S/S/（S+GS+GS+GS+G）（W/CW/CW/CW/C、浆量一定）、浆量一定）、浆量一定）、浆量一定）4 4 4 4）其它因素其它因素其它因素其它因素水泥品种、骨料性质、外加剂、时间、温度、掺合料水泥品种、骨料性质、外加剂、时间、温度、掺合料常态混凝土拌和物凝结时间测试，下面哪些不对：常态混凝土拌和物凝结时间测试，下面哪些不对：常态混凝土拌和物凝结时间测试，下面哪些不对：常态混凝土拌和物凝结时间测试，下面哪些不对：常态混凝土拌和物凝结时间测试，下面哪些不对：常态混凝土拌和物凝结时间测试，下面哪些不对：试验应在试验应在试验应在试验应在试验应在试验应在202020202020333333的环境中进行的环境中进行的环境中进行的环境中进行的环境中进行的环境中进行 试验环境的相对湿度应该大于试验环境的相对湿度应该大于试验环境的相对湿度应该大于试验环境的相对湿度应该大于试验环境的相对湿度应该大于试验环境的相对湿度应该大于959595959595 从混凝土拌和加水完毕时起，每隔从混凝土拌和加水完毕时起，每隔从混凝土拌和加水完毕时起，每隔从混凝土拌和加水完毕时起，每隔从混凝土拌和加水完毕时起，每隔从混凝土拌和加水完毕时起，每隔1h1h1h1h1h1h测试一次测试一次测试一次测试一次测试一次测试一次 以测针承压面积从大到小的次序更换测针以测针承压面积从大到小的次序更换测针以测针承压面积从大到小的次序更换测针以测针承压面积从大到小的次序更换测针以测针承压面积从大到小的次序更换测针以测针承压面积从大到小的次序更换测针 外加剂：外加剂：外加剂：外加剂：外加剂：外加剂：引气剂、减水剂引气剂、减水剂引气剂、减水剂引气剂、减水剂引气剂、减水剂引气剂、减水剂 水泥品种：水泥品种：水泥品种：水泥品种：水泥品种：水泥品种：普硅水泥、矿渣水泥普硅水泥、矿渣水泥普硅水泥、矿渣水泥普硅水泥、矿渣水泥普硅水泥、矿渣水泥普硅水泥、矿渣水泥 粉煤灰：粉煤灰：粉煤灰：粉煤灰：粉煤灰：粉煤灰：掺量、等级掺量、等级掺量、等级掺量、等级掺量、等级掺量、等级 水灰比：水灰比：水灰比：水灰比：水灰比：水灰比：大小大小大小大小大小大小 骨料：骨料：骨料：骨料：骨料：骨料：品种、尺寸大小品种、尺寸大小品种、尺寸大小品种、尺寸大小品种、尺寸大小品种、尺寸大小 拌和工艺：拌和工艺：拌和工艺：拌和工艺：拌和工艺：拌和工艺：方式、时间、温度、方式、时间、温度、方式、时间、温度、方式、时间、温度、方式、时间、温度、方式、时间、温度、振动振动振动振动 （4 4）含含 气气 量量 1 1）影响因素影响因素 振动时间振动时间 振动效果振动效果 延长延长 好好 过长过长 2）振振 动动离析、含气量（引气混凝土）减少离析、含气量（引气混凝土）减少排除水膜排除水膜毛细管毛细管提高与钢筋的粘结力提高与钢筋的粘结力 二次振捣：二次振捣：强度提高强度提高10%20%振动频率：振动频率：高频含气量损失大高频含气量损失大F原因：原因：水泥（水泥（C3A）、）、掺合料、初始坍落度、掺合料、初始坍落度、拌和时间、温度、外加剂、水胶比拌和时间、温度、外加剂、水胶比F后果：后果：搅拌力矩搅拌力矩、劳力、劳力、成本、成本、水份水份强度强度、耐久、耐久 性性3）坍落度损失（不正常的稠化速率）坍落度损失（不正常的稠化速率）F常态混凝土含气量测试中，振动台振动时间常态混凝土含气量测试中，振动台振动时间振动时间宜为振动时间宜为15s30s宜振动至表面泛浆为止宜振动至表面泛浆为止振动时间宜至表面开始冒出气泡为止振动时间宜至表面开始冒出气泡为止振动时间宜根据拌和物的坍落度大小确定振动时间宜根据拌和物的坍落度大小确定F坍落度为坍落后的试样顶部坍落度为坍落后的试样顶部 与坍落度与坍落度筒高度之差筒高度之差F最高点F中心点F最低点F平均高度点F拌和物扩散度试验量取扩散后直径的时拌和物扩散度试验量取扩散后直径的时间为间为 F当拌和物扩散很慢F当拌和物不再扩散F扩散时间已达到30sF扩散时间已达到60sF以下关于常态混凝土拌和物凝结时间测试，以下关于常态混凝土拌和物凝结时间测试，不符合不符合水工混凝土试验规程水工混凝土试验规程SL 352-2006规定的是规定的是 F试验应在203的环境中进行F试验环境的相对湿度应该大于95F从混凝土拌和加水完毕时起，每隔1h测试一次F以测针承压面积从大到小的次序更换测针F机械拌和一次拌和量不宜大于搅拌机容机械拌和一次拌和量不宜大于搅拌机容量的量的 FA.70FB.75FC.80FD.90F大坝常态混凝土拌和物检测的内容包括大坝常态混凝土拌和物检测的内容包括F F坍落度F扩散度FVC值F含气量F水泥砂浆泌水率试验中，不符合水泥砂浆泌水率试验中，不符合水工混凝水工混凝土试验规程土试验规程 SL 352-2006的是的是 F装料前，将容量筒内壁润湿并称其质量F砂浆稠度较小时，一次装料，采用振捣法振实F砂浆稠度较大时，分两层装料，采用插捣法捣实F泌水率计算公式为：泌水率泌水总质量/砂浆试样质量 1 1 1 1）影响强度测试的因素影响强度测试的因素影响强度测试的因素影响强度测试的因素内因：内因：组分、结构、构造组分、结构、构造 外因外因受压压板：受压压板：尺寸：尺寸：加荷速度：加荷速度：温度：温度：含水：含水：涂油涂油大大快快高高干干不涂油不涂油小小高高低低慢慢低低湿湿高高4 4、混凝土力学性能混凝土力学性能 （1 1）抗压强度抗压强度F环箍效应环箍效应强度等级强度等级强度等级强度等级强度等级强度等级 2 2）强）强 度度 等等 级级标准尺寸标准尺寸标准尺寸标准尺寸标准尺寸标准尺寸:其它尺寸其它尺寸其它尺寸其它尺寸其它尺寸其它尺寸 标标标标标标准养准养准养准养准养准养护护护护护护:15151515151515151515151515cm15cm15cm15cm15cm15cm 10101010101010101010101010cm10cm10cm10cm10cm10cm 202020202020202020202020202020202020cmcmcmcmcmcm 202020202020333333（DL/T5150-2001DL/T5150-2001DL/T5150-2001DL/T5150-2001DL/T5150-2001DL/T5150-2001）、）、）、）、）、）、95%95%95%95%95%95%202020202020555555（SL352-2006SL352-2006SL352-2006SL352-2006SL352-2006SL352-2006）、）、）、）、）、）、95%95%95%95%95%95%202020202020222222（GB/T50081-2002GB/T50081-2002GB/T50081-2002GB/T50081-2002GB/T50081-2002GB/T50081-2002）、）、）、）、）、）、95%95%95%95%95%95%0.950.950.950.950.950.951.041.041.041.041.041.04以以以以以以28d28d28d28d28d28d混凝土抗压强度确定其等级：混凝土抗压强度确定其等级：混凝土抗压强度确定其等级：混凝土抗压强度确定其等级：混凝土抗压强度确定其等级：混凝土抗压强度确定其等级：C7.5C7.5C7.5C7.5C7.5C7.5、C10C10C10C10C10C10、C15C15C15C15C15C15、C20C20C20C20C20C20、C25C25C25C25C25C25、C30C30C30C30C30C30、C35C35C35C35C35C35、C40C40C40C40C40C40、C45C45C45C45C45C45、C50C50C50C50C50C50、C55C55C55C55C55C55、C60C60C60C60C60C60 破坏形式破坏形式破坏形式破坏形式破坏形式破坏形式 3 3）影响抗压强度的因素）影响抗压强度的因素水泥石本身水泥石本身水泥石本身水泥石本身水泥石本身水泥石本身骨料本身骨料本身骨料本身骨料本身骨料本身骨料本身骨料与水泥石的分界面骨料与水泥石的分界面骨料与水泥石的分界面骨料与水泥石的分界面骨料与水泥石的分界面骨料与水泥石的分界面 水泥石强度：水泥石强度：水泥石强度：水泥石强度：fcefcefcefce、W/CW/CW/CW/C、水泥水化程度等有关、水泥水化程度等有关、水泥水化程度等有关、水泥水化程度等有关骨料强度：骨料强度：骨料强度：骨料强度：骨料特性骨料特性骨料特性骨料特性界面粘结强度：界面粘结强度：界面粘结强度：界面粘结强度：水泥石强度、骨料表面特征等有关水泥石强度、骨料表面特征等有关水泥石强度、骨料表面特征等有关水泥石强度、骨料表面特征等有关 水泥强度等级水泥强度等级水泥强度等级水泥强度等级水泥强度等级水泥强度等级 (fcefcefcefcefcefce)fcfcfcfc=AfceAfceAfceAfce（C/W-BC/W-BC/W-BC/W-B）施工工艺施工工艺施工工艺施工工艺施工工艺施工工艺 BolomryBolomryBolomryBolomry公式：公式：公式：公式：（水灰比定则）（水灰比定则）（水灰比定则）（水灰比定则）养护条件（温度、湿度、龄期）养护条件（温度、湿度、龄期）养护条件（温度、湿度、龄期）养护条件（温度、湿度、龄期）养护条件（温度、湿度、龄期）养护条件（温度、湿度、龄期）二次振捣二次振捣二次振捣二次振捣二次振捣二次振捣净浆（低净浆（低净浆（低净浆（低净浆（低净浆（低W/CW/CW/CW/CW/CW/C）裹石法）裹石法）裹石法）裹石法）裹石法）裹石法骨料预干法骨料预干法骨料预干法骨料预干法骨料预干法骨料预干法人工多孔骨料人工多孔骨料人工多孔骨料人工多孔骨料人工多孔骨料人工多孔骨料 混凝土的抗拉强度约为抗压强度的混凝土的抗拉强度约为抗压强度的混凝土的抗拉强度约为抗压强度的混凝土的抗拉强度约为抗压强度的混凝土的抗拉强度约为抗压强度的混凝土的抗拉强度约为抗压强度的1/101/101/101/101/101/10 水灰比水灰比水灰比水灰比(W/C)(W/C)(W/C)(W/C)骨料种类与级配骨料种类与级配骨料种类与级配骨料种类与级配(A(A、B)B)影响因素影响因素影响因素影响因素影响因素影响因素 试件成型：试件成型：试件成型：试件成型：试件成型：试件成型：湿筛湿筛湿筛湿筛湿筛湿筛40mm40mm40mm40mm40mm40mm以上的粗骨料以上的粗骨料以上的粗骨料以上的粗骨料以上的粗骨料以上的粗骨料压力机量程范围压力机量程范围压力机量程范围压力机量程范围压力机量程范围压力机量程范围 ：20%80%20%80%20%80%试试试试试试件尺寸偏差：件尺寸偏差：件尺寸偏差：件尺寸偏差：件尺寸偏差：件尺寸偏差：实测实测实测实测实测实测尺寸与公称尺寸尺寸与公称尺寸尺寸与公称尺寸尺寸与公称尺寸尺寸与公称尺寸尺寸与公称尺寸1mm1mm1mm时时时时时时，取公称尺寸取公称尺寸取公称尺寸取公称尺寸取公称尺寸取公称尺寸加加加加加加压压压压压压速度：速度：速度：速度：速度：速度：0.30.5 0.30.5 0.30.5 MPa/sMPa/sMPa/sMPa/sMPa/sMPa/s数据数据数据数据数据数据处处处处处处理：理：理：理：理：理：3 3 3个个个个个个试试试试试试件件件件件件测值测值测值测值测值测值平均，平均，平均，平均，平均，平均，与平均与平均与平均与平均与平均与平均值值值值值值偏差偏差偏差偏差偏差偏差15%15%15%的剔除的剔除的剔除的剔除的剔除的剔除 3 3）抗压强度试验）抗压强度试验1 1 1 1）劈裂抗拉）劈裂抗拉）劈裂抗拉）劈裂抗拉 （2 2）抗抗 拉拉 强强 度度垫条垫条垫条垫条试件试件试件试件试件试件15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm15cm垫条截面垫条截面垫条截面垫条截面5mm5mm5mm5mm5mm5mm5mm5mm5mm5mm5mm5mm试件试件试件试件试件试件45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm45cm垫条截面垫条截面垫条截面垫条截面1 11 15mm5mm5mm5mm5mm5mm15mm15mm15mm15mm15mm15mm 加压速度：加压速度：加压速度：加压速度：0.040.06 0.040.06 MPa/sMPa/sMPa/sMPa/s垫条方向：垫条方向：与成型面垂直与成型面垂直数据处理：数据处理：与抗压强度相同与抗压强度相同f f f fb b b b=2P/=2P/=2P/=2P/a a a a2 2 2 2=0.637P/A=0.637P/A=0.637P/A=0.637P/A （2 2）抗抗 拉拉 强强 度度111222抗拉强度为抗压强度的抗拉强度为抗压强度的 1/71/71/141/14 通常直接抗拉强度为劈裂抗拉强度的通常直接抗拉强度为劈裂抗拉强度的 1.01.01.41.4倍倍 111+222偏心率偏心率偏心率偏心率 e=e=15%15%2 2 2 2）直接抗拉：）直接抗拉：）直接抗拉：）直接抗拉：成型试件：成型试件：1 1组组4 4个，筛除个，筛除30mm30mm以上粗骨料以上粗骨料预拉遍数：预拉遍数：2次，相当于破坏荷载的次，相当于破坏荷载的15%20%拉伸速度：拉伸速度：0.4 0.4 MPaMPaMPaMPa/min/min/min/min数据处理：数据处理：断裂位于截面转折处断裂位于截面转折处2cm2cm内剔除，取余下平均内剔除，取余下平均静弹性模量：静弹性模量：静弹性模量：静弹性模量：（3 3）弹弹 性性 模模 量量初始切初始切初始切初始切线线线线弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量切线弹性模量切线弹性模量切线弹性模量切线弹性模量割线弹性模量割线弹性模量割线弹性模量割线弹性模量:动弹性模量：动弹性模量：动弹性模量：动弹性模量：主要用于测混凝土的抗动性主要用于测混凝土的抗动性主要用于测混凝土的抗动性主要用于测混凝土的抗动性剪切弹性模量：剪切弹性模量：剪切弹性模量：剪切弹性模量：由计算得到由计算得到由计算得到由计算得到 G=E/2(1+)G=E/2(1+)G=E/2(1+)G=E/2(1+)割割割割线线线线范范范范围围围围0.5MPa0.5MPa0.5MPa0.5MPa40%40%1)1)1)1)分分分分 类类类类预压遍数：预压遍数：3次，最大预压应力破坏荷载的次，最大预压应力破坏荷载的40%拉伸速度：拉伸速度：0.20.3 0.20.3 MPa/sMPa/sMPa/sMPa/s数据处理：数据处理：与抗压强度相同（与抗压强度相同（1 1个压强，个压强，3 3个弹模）个弹模）2）弹）弹强比强比F混混凝凝土土的的抗抗压压强强度度越越高高，其其弹弹性性模模量量也也越越高高，但但弹弹强强比反而越小；比反而越小；F高高抗抗裂裂能能力力的的混混凝凝土土，应应是是在在相相同同设设计计抗抗压压强强度度条条件件下尽量下尽量获获得比普通混凝土更低得比普通混凝土更低弹弹强强比的混凝土。比的混凝土。F例：例：塑性混凝土塑性混凝土f fc c（MPaMPa）51015202530405060E Ec c（MPaMPa）109411763722157254132787129791326003455435993E Ec c/f/fc c21881764147712711115993815691600 Ec=弹性模量（弹性模量（EcEc）/抗压强度（抗压强度（fcfc）三分点加荷：三分点加荷：三分点加荷：三分点加荷：（4 4）抗抗 弯弯 强强 度度 f ff f=PL/bh=PL/bh22中间集中中间集中加荷加荷：ff=3PL/2bh2试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸：100mm100mm515mm100mm100mm515mm 150mm150mm550mm 150mm150mm550mm抗弯强度为抗压强度的抗弯强度为抗压强度的抗弯强度为抗压强度的抗弯强度为抗压强度的 1/51/51/51/5 1/101/101/101/10 抗弯强度（抗弯强度（抗弯强度（抗弯强度（ff）与抗拉强度（）与抗拉强度（）与抗拉强度（）与抗拉强度（ft）关系：关系：关系：关系：ft=0.574=0.574=0.574=0.574ff 预弯遍数：预弯遍数：2次，相当于破坏荷载的次，相当于破坏荷载的15%20%加荷速度：加荷速度：250N250N/s/s/s/s数据处理：数据处理：与抗压强度相同与抗压强度相同极限抗剪强度：极限抗剪强度：=f+C （5 5）抗抗 剪剪 强强 度度试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸：15cm15cm15cm15cm15cm 15cm 抗剪强度为抗压强度的抗剪强度为抗压强度的 1/41/41/41/4 1/61/61/61/6 剪应力：剪应力：剪应力：剪应力：i=Q/A法向应力：法向应力：法向应力：法向应力：i=P/A加荷速度：加荷速度：0.4 0.4 MPaMPaMPaMPa/min/min/min/minF海水环境混凝土配合比设计中，混凝土海水环境混凝土配合比设计中，混凝土配制强度应满足配制强度应满足 设计强度耐久性要求所决定的强度设计强度或耐久性要求所决定的强度设计强度和耐久性要求所决定的强度F在设计混凝土配合比时，配制强度要比设计在设计混凝土配合比时，配制强度要比设计要求的强度等级高，提高幅度的多少，取决要求的强度等级高，提高幅度的多少，取决于于 FA.设计要求的强度保证率FB.对坍落度的要求FC.施工水平的高低FD.设计要求的强度保证率和施工水平的高低F混凝土轴向拉伸试验时，应通过预拉，混凝土轴向拉伸试验时，应通过预拉，调整荷载传递装置使偏心率不大于调整荷载传递装置使偏心率不大于 。F5%F15 F20 F33F混凝土立方体抗压强度测试时产生偏心混凝土立方体抗压强度测试时产生偏心受压的原因可能有受压的原因可能有 ：F试模尺寸不标准F压力机球座不灵活F加载速度大于0.3 MPa/s0.5 MPa/sF试件的承压面与成型时的顶面相垂直F混凝土劈裂抗拉强度测试时，以下不符合混凝土劈裂抗拉强度测试时，以下不符合水工混凝土试验规程水工混凝土试验规程SL 352-2006规定的规定的操作是操作是 ：F制作标准试件所用混凝土骨料的最大粒径不应大于30mm。F垫条材料宜采用三合板。F承压面应与成型时的顶面垂直，垫条方向应与成型时的顶面平行。F试验加载速度为0.04 MPa/s0.06 MPa/s。F混凝土静弹性模量测试时，以下符合混凝土静弹性模量测试时，以下符合水工混凝土试水工混凝土试验规程验规程SL 352-2006规定的操作是规定的操作是 ：F试件从养护室取出后，应先自然晾干，再进行测试。F试件应反复预压，直至相邻两次变形值相差不超过1为止。F预压的最大应力为试件破坏强度的0.4fc。F试验结果取舍方法与混凝土立方体抗压强度试验方法的相同。F关于混凝土轴向拉伸测试，不符合关于混凝土轴向拉伸测试，不符合水工混凝水工混凝土试验规程土试验规程SL 352-2006要求的是要求的是：试件在测试前应晾干，以便粘贴应变片。正式测试前，应进行2次预拉。拉伸时的加载速度控制在0.04 MPa/s0.06 MPa/s。单个测值与平均值的允许差值为15，超过时应将该测值剔除。F下列哪些措施有利于提高混凝土的抗裂下列哪些措施有利于提高混凝土的抗裂性性 F通温度尽量低的冷却水F减小内外温差F采用早强型水泥F降低水泥水化热变形变形变形变形变形变形 5 5、混凝土变形性能混凝土变形性能自生体积变形自生体积变形自生体积变形自生体积变形自生体积变形自生体积变形干干干干干干缩变缩变缩变缩变缩变缩变形形形形形形温度温度温度温度温度温度变变变变变变形形形形形形 短期荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形长期长期长期长期长期长期荷载作用下的变形荷载作用下的变形荷载作用下的变形荷载作用下的变形荷载作用下的变形荷载作用下的变形非荷载作用下的变形非荷载作用下的变形非荷载作用下的变形非荷载作用下的变形非荷载作用下的变形非荷载作用下的变形有荷载作用下的变形有荷载作用下的变形有荷载作用下的变形有荷载作用下的变形有荷载作用下的变形有荷载作用下的变形 （1 1）概概 述述自由收缩自由收缩自由收缩自由收缩自由收缩自由收缩变形变形变形变形变形变形破坏破坏破坏破坏破坏破坏 收缩收缩收缩收缩收缩收缩 膨胀膨胀膨胀膨胀膨胀膨胀 约束收缩约束收缩约束收缩约束收缩约束收缩约束收缩自由膨胀自由膨胀自由膨胀自由膨胀自由膨胀自由膨胀约束膨胀约束膨胀约束膨胀约束膨胀约束膨胀约束膨胀不会裂不会裂不会裂不会裂不会裂不会裂 会裂会裂会裂会裂会裂会裂 会裂会裂会裂会裂会裂会裂不会裂不会裂不会裂不会裂不会裂不会裂相向变形相向变形相向变形相向变形相向变形相向变形 ：混凝土中：混凝土中：混凝土中：混凝土中：混凝土中：混凝土中质质质质质质点的点的点的点的点的点的间间间间间间距距距距距距缩缩缩缩缩缩小的小的小的小的小的小的变变变变变变形形形形形形 可能不裂可能不裂可能不裂可能不裂可能不裂可能不裂背向变形背向变形背向变形背向变形背向变形背向变形 ：混凝土中：混凝土中：混凝土中：混凝土中：混凝土中：混凝土中质质质质质质点的点的点的点的点的点的间间间间间间距距距距距距扩扩扩扩扩扩大的大的大的大的大的大的变变变变变变形形形形形形 可能会裂可能会裂可能会裂可能会裂可能会裂可能会裂 混凝土变形破坏混凝土变形破坏荷载荷载内部受拉内部受拉拉伸变形拉伸变形极限拉伸值极限拉伸值开裂开裂p p=60=601201012010-6-6 拉、压、弯、剪等拉、压、弯、剪等（2 2）极限拉伸值）极限拉伸值(p p)定义：定义：混凝土轴心拉伸时断裂前最大伸长应变称为极限拉伸值。混凝土轴心拉伸时断裂前最大伸长应变称为极限拉伸值。评价：评价：极限拉伸值越大，抗裂性越强。极限拉伸值越大，抗裂性越强。难度：难度：测定比较困难，混凝土的拉伸应力测定比较困难，混凝土的拉伸应力应变曲线上常存在不应变曲线上常存在不 连续点，试验结果与真实值之间常有较大差异。连续点，试验结果与真实值之间常有较大差异。问题：问题：水泥浆水泥浆(或胶凝材料或胶凝材料)用量越多，其极限拉伸值也越大。但用量越多，其极限拉伸值也越大。但 水泥用量的增加又带来水化热温升及干缩变形增大。水泥用量的增加又带来水化热温升及干缩变形增大。例如：例如：砂浆的极限拉伸值比混凝土的极限拉伸值大得多砂浆的极限拉伸值比混凝土的极限拉伸值大得多(约为混约为混 凝土的凝土的1.41.4倍倍)，而砂浆干缩变形远大于混凝土，其抗裂性，而砂浆干缩变形远大于混凝土，其抗裂性 又小于混凝土。又小于混凝土。影响因素影响因素:水泥矿物成分、掺合料、胶材料量、试验等水泥矿物成分、掺合料、胶材料量、试验等（3 3）徐徐 变变徐变：徐变：在荷载持续作用下，混凝土逐渐增大的变形。在荷载持续作用下，混凝土逐渐增大的变形。徐变度：徐变度：单位应力作用下的徐变变形。单位应力作用下的徐变变形。应力松弛：应力松弛：混凝土加荷产生一定变形后，若保持变形不变，随着混凝土加荷产生一定变形后，若保持变形不变，随着 时间的延长，混凝土内应力逐渐减小的现象。时间的延长，混凝土内应力逐渐减小的现象。好处：好处：降低温度应力、应力重新分布（缓解集中应力）、减少收降低温度应力、应力重新分布（缓解集中应力）、减少收 缩裂缝等。缩裂缝等。坏处：坏处：预应力损失、增加梁的饶度等预应力损失、增加梁的饶度等影响因素影响因素:水泥品种、水灰比、掺合料、胶材料量、外加剂、试水泥品种、水灰比、掺合料、胶材料量、外加剂、试 验等验等试验环境条件试验环境条件:202202 (4)(4)干干 缩缩水分蒸发水分蒸发收缩收缩水泥水泥+水水水化水化泌水泌水毛细管毛细管凝胶凝胶表表面面开开裂裂W/C、用水量、水泥（品种、细度）、减水剂、用水量、水泥（品种、细度）、减水剂、骨料（品种、用量、最大粒径、级配）、骨料（品种、用量、最大粒径、级配）、掺合料、粘土、养护条件等掺合料、粘土、养护条件等 影响因素：影响因素：试件尺寸：试件尺寸：100mm100mm515mm 环境条件环境条件:202202、605%605%拆模时间：拆模时间：48h48h后后初长遍数：初长遍数：最少最少最少最少2 2 2 2遍遍遍遍 检测仪器：检测仪器：弓形螺旋测微计、比长仪、干缩仪弓形螺旋测微计、比长仪、干缩仪 混凝土不同湿养护时的干缩率（混凝土不同湿养护时的干缩率（10-6）干燥时间干燥时间（d）湿养护龄期（湿养护龄期（d）714287144140153142262102182833731432856447423412112498506492 长期湿养护不能有效减少混凝土的干缩，长期湿养护不能有效减少混凝土的干缩，为什么裂缝却总在早期出现？为什么裂缝却总在早期出现？不同早强剂不同早强剂(CaCl2)掺量的干缩掺量的干缩龄期龄期(d)01%2%3%39.419.061.5128.2713.227.467.6143.42816.631.278.0157.49019.040.085.0162.018020.443.087.0163.236521.043.588.0163.6F对大体积混凝土对大体积混凝土:28d干缩可达6cm深度 10y干缩可达70cm深度（5 5）自生体积变形）自生体积变形自生体积变形：自生体积变形：在恒温绝湿条件下，由胶凝材料水化在恒温绝湿条件下，由胶凝材料水化 引起的混凝土体积变形。引起的混凝土体积变形。影响因素影响因素:水泥（品种、用量）、掺合料（品种、掺量）、水泥（品种、用量）、掺合料（品种、掺量）、外加剂等外加剂等变形量：变形量：一般的水泥表现为收缩一般的水泥表现为收缩 20201001010010-6-6 中热水泥或掺中热水泥或掺MgOMgO等膨胀剂表现为膨胀等膨胀剂表现为膨胀 20201001010010-6-6条条 件：件：恒温绝湿，恒温绝湿，202202试件个数：试件个数：至少至少2个个数据处理：数据处理：考虑温度影响、与线膨胀系数有关考虑温度影响、与线膨胀系数有关 （6 6）温温 度度 变变 形形T TKp p出现裂缝出现裂缝T T=Tp+Tr TfTr=C HCcF 温度变形系数温度变形系数/1010-6-6/；F Tp、Tr、Tf 浇筑温度、水化热温升、稳定温度，浇筑温度、水化热温升、稳定温度，；F C 水泥用量水泥用量，kg/mkg/m3 3；F H 水泥水化热水泥水化热，kJ/kgkg；F Cc 比热比热，kJ/kgkg；F 表观密度，表观密度，kg/mkg/m3 3 ；F K K 约束系数。约束系数。影响线膨胀系数影响线膨胀系数的因素的因素 骨料品种（骨料品种（由大到小）：由大到小）：石英岩、砂岩、石英岩、砂岩、玄武岩、玄武岩、花岗岩、花岗岩、石灰岩石灰岩 骨料最大粒径大、水泥浆少：骨料最大粒径大、水泥浆少：较小较小 无机粘结胶与几种常用材料的无机粘结胶与几种常用材料的 材材 料料 名名 称称线膨胀系数（线膨胀系数（1010-6 6/C C）备备 注注新老混凝土界面无机粘结胶新老混凝土界面无机粘结胶10.810.8实实 测测无机钢筋锚固胶无机钢筋锚固胶10.310.3实实 测测高强砂浆高强砂浆11.611.6实实 测测混混 凝凝 土土5 5 1313引用资料引用资料钢钢 材材10 10 1414引用资料引用资料环氧树脂环氧树脂58 58 6464引用资料引用资料骨骨 料料4 4 13 13引用资料引用资料水水210210引用资料引用资料 F 温温 控控 措措 施施F 混凝土材料：混凝土材料：F 施工工艺：施工工艺：F 结构设计：结构设计：（约束条件）（约束条件）低水泥用量、低热水泥等低水泥用量、低热水泥等低温浇筑、材料预冷、养护、低温浇筑、材料预冷、养护、加冰拌和、埋冷却水管等加冰拌和、埋冷却水管等分缝分分缝分块、避免结构突变等块、避免结构突变等F混凝土干缩试验时，试件的基长最少重混凝土干缩试验时，试件的基长最少重复测试复测试 。FA.1次 FB.2次 FC.3次 FD.4次F混凝土干缩试验时，变形量测仪器可选混凝土干缩试验时，变形量测仪器可选用用 ，测量精度不低于，测量精度不低于0.01mm。F弓形螺旋测微计 F比长仪 F应变片 F干缩仪F混凝土大坝结构拉应力和温度应力计算，混凝土大坝结构拉应力和温度应力计算，抗拉强度采用的是抗拉强度采用的是 ：FA.劈裂抗拉强度FB.抗弯强度FC.轴拉强度FD.抗剪强度F下列因素中，会影响水工混凝土抗裂性下列因素中，会影响水工混凝土抗裂性的有的有 F含气量F混凝土浇筑温度F环境温度F骨料品种 F测定混凝土的静弹性模量时，至少应成测定混凝土的静弹性模量时，至少应成型型 个个150300mm的试件。的试件。FA、2FB、3FC、4FD、6F混凝土干缩试件成型后，送入养护室养混凝土干缩试件成型后，送入养护室养护，护，后拆模并编号。后拆模并编号。F按照实际施工潮湿养护时间养护 F24h F48h F72hF混凝土自生体积变形测试时，试件应处混凝土自生体积变形测试时，试件应处在在 条件之下。条件之下。F恒温 F恒湿 F绝湿 F无外部荷载 矿物物名称名称特特 性性矿物含量物含量强 度度水化水化热水化速度水化速度耐腐耐腐蚀能力能力普硅水泥普硅水泥中热水泥中热水泥C3S最高最高大大快快中中376055C2S早期低、后期高早期低、后期高最小最小最慢最慢大大1537C3A小小最最大大最快最快小小7156C4AF小小中中快快大大1018