第六章混凝土及砂浆1.ppt

第六章第六章 混凝土及砂浆混凝土及砂浆n n教学目的与要求：教学目的与要求：教学目的与要求：教学目的与要求：了解水泥混凝土的地位、基本组成材了解水泥混凝土的地位、基本组成材了解水泥混凝土的地位、基本组成材了解水泥混凝土的地位、基本组成材料及作用、混凝土的分类；料及作用、混凝土的分类；料及作用、混凝土的分类；料及作用、混凝土的分类；掌握普通混凝土的组成材料：水泥的掌握普通混凝土的组成材料：水泥的掌握普通混凝土的组成材料：水泥的掌握普通混凝土的组成材料：水泥的合理选用；对骨料的一般质量要求；合理选用；对骨料的一般质量要求；合理选用；对骨料的一般质量要求；合理选用；对骨料的一般质量要求；砂、石颗粒特征及级配；混凝土用水砂、石颗粒特征及级配；混凝土用水砂、石颗粒特征及级配；混凝土用水砂、石颗粒特征及级配；混凝土用水要求；要求；要求；要求；掌握混凝土拌和物和易性的概念及测掌握混凝土拌和物和易性的概念及测掌握混凝土拌和物和易性的概念及测掌握混凝土拌和物和易性的概念及测定方法；定方法；定方法；定方法；掌握混凝土强度等级的评定及影响因素；掌握混凝土强度等级的评定及影响因素；掌握混凝土强度等级的评定及影响因素；掌握混凝土强度等级的评定及影响因素；了解混凝土变形性能及耐久性能；了解混凝土变形性能及耐久性能；了解混凝土变形性能及耐久性能；了解混凝土变形性能及耐久性能；了解外加剂的种类、作用；了解外加剂的种类、作用；了解外加剂的种类、作用；了解外加剂的种类、作用；熟练掌握混凝土配合比的设计；熟练掌握混凝土配合比的设计；熟练掌握混凝土配合比的设计；熟练掌握混凝土配合比的设计；了解其他品种的混凝土性能及应用；了解其他品种的混凝土性能及应用；了解其他品种的混凝土性能及应用；了解其他品种的混凝土性能及应用；n n重点、难点：重点、难点：重点、难点：重点、难点：普通混凝土配合比的设计；普通混凝土配合比的设计；普通混凝土配合比的设计；普通混凝土配合比的设计；LOGO 6.1 6.1 概概 述述*当今世界上用量最大的人工建筑材料当今世界上用量最大的人工建筑材料*6.1.1 定义、分类定义、分类 混凝土是由混凝土是由胶凝材料胶凝材料、状粒材料、水状粒材料、水及其他及其他外外加剂加剂按照适量的比例配制而成的。按照适量的比例配制而成的。*在土木工程中，应用最广泛的是在土木工程中，应用最广泛的是水泥混凝土水泥混凝土：以以水泥水泥为胶凝材料，以为胶凝材料，以砂、石砂、石为骨料，加为骨料，加水水拌制拌制成的混合物，经过一定时间硬化而成的水泥混凝成的混合物，经过一定时间硬化而成的水泥混凝土。土。LOGO6.1.1.1 6.1.1.1 混凝土混凝土按胶凝材料分类按胶凝材料分类水泥混凝土水泥混凝土 在土木工程中应用最广泛；在土木工程中应用最广泛；石膏混凝土石膏混凝土沥青混凝土沥青混凝土 在公路工程中应用较多；在公路工程中应用较多；聚合物混凝土聚合物混凝土水玻璃混凝土水玻璃混凝土硅酸盐混凝土硅酸盐混凝土LOGO6.1.1.2 6.1.1.2 混凝土混凝土按体积密度分类按体积密度分类重混凝土（2800kg/m2800kg/m3 3)普通混凝土（2000 2800kg/m2000 2800kg/m3 3)轻混凝土（1950kg/m1950kg/m3 3)LOGO6.1.1.3 6.1.1.3 混凝土混凝土按用途分类按用途分类结构用混凝土；道路混凝土；特种混凝土；耐热混凝土耐酸混凝土等LOGO6.1.1.4 6.1.1.4 按强度等级分类按强度等级分类普通混凝土普通混凝土：强度等级在：强度等级在C60C60以下以下高强混凝土高强混凝土：抗压强度等于或大于：抗压强度等于或大于60MPa60MPa超高强混凝土超高强混凝土：抗压强度大于：抗压强度大于100MPa100MPa6.1.1.5 6.1.1.5 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泵送混凝土 喷射混凝土喷射混凝土碾压混凝土碾压混凝土 真空脱水混凝土真空脱水混凝土离心混凝土离心混凝土 水下不分散混凝土水下不分散混凝土 LOGO6.1.2 6.1.2 混凝土的优点与发展混凝土的优点与发展原材料丰富，成本低；混凝土中80%以上的是砂、石子，资源十分丰富。良好的可塑性；利用模板可以制成任何形状、尺寸的构件；高强度；混凝土的抗压强度为2055MPa.良好的耐久性；有抗冻、抗渗、抗风化、抗腐蚀等性能，比钢材、木材更耐久。可用钢筋增强；LOGO“骨架作用骨架作用”“包裹、填充，润滑作用包裹、填充，润滑作用”6.2 6.2 普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料LOGO 6.2.1 6.2.1 水水 泥泥6.2.1.16.2.1.1水泥品种的选择：水泥品种的选择：水泥的品种主要是根据工程的特点以及环水泥的品种主要是根据工程的特点以及环境条件选择境条件选择6.2.1.26.2.1.2水泥强度等级的选择水泥强度等级的选择：水泥的强度等级一般以为混凝土强度等级标水泥的强度等级一般以为混凝土强度等级标准值的准值的1.521.52倍倍。如设计如设计C25C25强度等级的混凝土，一般选择强度等级的混凝土，一般选择42.542.5、42.5R42.5R强度等级的水泥。强度等级的水泥。LOGO 6.2.2&6.2.3 6.2.2&6.2.3 粗细骨料粗细骨料普通混凝土所用的骨料一般按照粒径的大小分为普通混凝土所用的骨料一般按照粒径的大小分为两种：两种：粗骨料和细骨料粗骨料和细骨料（1 1）粗骨料：粗骨料：颗粒粒径颗粒粒径大于大于4.75mm4.75mm的颗粒；的颗粒；混凝土用粗骨料通常有混凝土用粗骨料通常有碎石和卵石碎石和卵石两种两种（2 2）细骨料细骨料：颗粒粒径：颗粒粒径小于小于4.75mm4.75mm的颗粒。的颗粒。细骨料一般有细骨料一般有河砂、海砂和山砂河砂、海砂和山砂三类三类LOGO 砂、石的技术质量要求：砂、石的技术质量要求：*重点介绍砂、石的级配评定和粗细程度重点介绍砂、石的级配评定和粗细程度骨料的级配：骨料的级配：指骨料中不同粒径颗粒的搭配分布情况。指骨料中不同粒径颗粒的搭配分布情况。良好的级配，不但能减少水泥用量，而且提高混良好的级配，不但能减少水泥用量，而且提高混凝土的密实度、强度等性能。凝土的密实度、强度等性能。粗细程度：粗细程度：指不同粒径的颗粒混合物的平均粗细程度指不同粒径的颗粒混合物的平均粗细程度LOGO （1 1）砂的颗粒级配评定和粗细程度）砂的颗粒级配评定和粗细程度 砂的颗粒级配的评定和粗细程度一般用砂的颗粒级配的评定和粗细程度一般用筛分析法筛分析法来测定的。来测定的。具体操作方法具体操作方法：将将500g500g干砂，依次通过一套孔径干砂，依次通过一套孔径为为4.754.75、2.362.36、1.181.18、0.6600.660、0.300.30和和0.150.15的六个的六个标准筛，测量各筛筛余量的质量标准筛，测量各筛筛余量的质量m mi i，计算出各筛计算出各筛的分计筛余量和累计筛余量。的分计筛余量和累计筛余量。LOGO*砂砂的筛的筛分析法的几个概念：分析法的几个概念：分计筛余量分计筛余量mi：砂子通过六个标准筛时各筛上砂子通过六个标准筛时各筛上的筛余量，即的筛余量，即mi(其中其中i=1,2,3,4,5,6)；分计筛余率分计筛余率 ：各筛上的分计筛余量占砂样各筛上的分计筛余量占砂样总质量（总质量（500g）的百分率，即的百分率，即=mi/500;累计筛余率累计筛余率 ：各筛与比该筛粗的所有各筛与比该筛粗的所有分计筛余率之和。即分计筛余率之和。即LOGO筛筛孔孔/mm/mm分计筛分计筛余量余量/g/g分计筛分计筛余率余率%累计筛余率累计筛余率%4.754.75m m1 12.362.36m m2 21.181.18m m3 30.600.60m m4 40.300.30m m5 5 0.150.15m m6 LOGO*砂的颗粒级配评定标准：砂的颗粒级配评定标准：砂的颗粒级配评定：砂的颗粒级配评定：标准规定标准规定，按，按0.60mm0.60mm的筛孔的累计筛余百分率的筛孔的累计筛余百分率 分为三个级配区：分为三个级配区：I I级配区砂级配区砂：=（85718571）%；IIII级配区砂级配区砂：=（41704170）%；IIIIII级配区砂级配区砂：=（16401640）%。LOGO砂的粗细程度判断标准砂的粗细程度判断标准：n砂的粗细程度用砂的粗细程度用细度模数细度模数 表示：表示：普通混凝土优先使用普通混凝土优先使用中砂中砂 MX=3.02.3；粗砂：粗砂：=3.73.1；中砂：中砂：=3.02.3；细砂细砂：=2.21.6特细砂：特细砂：=1.50.7。LOGO（2）石子的最大粒径石子的最大粒径D max与颗粒级配评定与颗粒级配评定n石子粒径石子粒径D的一般范围的一般范围：4.75mmD150mm时，时，节约水泥的效果不节约水泥的效果不明显。所以明显。所以最大粒径最大粒径不宜超过不宜超过150mm。LOGO*建筑工程中混凝土用石子的最大粒径建筑工程中混凝土用石子的最大粒径 D Dmaxmax大致选择范围大致选择范围：一般水利、海港等大型工程中一般水利、海港等大型工程中:混凝土用石子最大粒径混凝土用石子最大粒径D Dmaxmax采用采用120mm120mm或或150mm150mm;一般房屋建筑工程中一般房屋建筑工程中:混凝土用石子的最大粒径混凝土用石子的最大粒径D Dmaxmax一般采用一般采用20mm20mm、31.5 31.5 mmmm、40mm40mm和和60mm60mm。LOGO石子的颗粒级配：石子的颗粒级配：是指石子中不同石子粒径的搭配分布情况。石子的颗粒级配与砂子一样，也是采用筛分析法来确定的，其标准筛的孔径为2.36、4.75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90mm共12个筛.粗骨料的颗粒级配应满足相应要求。LOGO石子的颗粒级配按供应情况分为连续粒级连续粒级和和单粒级单粒级两种。两种。连续粒级：是按颗粒尺寸由大到小连续分级（4.75mmDmax),每一级粗骨料都有适量的比例。单粒级：当粗颗粒最大粒径大于37.5mm时，粗颗粒的级配很不稳定、很不连续，此时的石子搭配很不均匀。一般在混凝土配合比设计中，应优先选用连续级配；一般不宜选用“单一”的单粒级来设计混凝土。LOGO6.2.4 6.2.4 混凝土拌合及养护用水混凝土拌合及养护用水混凝土用水的基本质量要求是：不能含影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质；不得影响混凝土强度的发展和耐久性。不得加快混凝土用钢筋的锈蚀和脆断；保证混凝土的表面不受污染。现实生活中，凡是可以饮用的自来水和清洁的天然水，都可以用来拌制和养护混凝土。请思考：海水能否用来拌制钢筋混凝土？为什么？LOGO6.7 混凝土外加剂掺入外加剂的目的：掺入外加剂的目的：在拌制混凝土的过程中，为改善混凝土的在拌制混凝土的过程中，为改善混凝土的某些性能而特意掺入的物质，其掺量一般不大某些性能而特意掺入的物质，其掺量一般不大于水泥质量的于水泥质量的5%5%。国外外加剂的发展状况国外外加剂的发展状况：目前国外目前国外60%90%60%90%的混凝土和砂浆中使用了的混凝土和砂浆中使用了外加剂，因此，外加剂在当前已经成为混凝土外加剂，因此，外加剂在当前已经成为混凝土中除四种基本组成材料（胶凝材料、粗骨料、中除四种基本组成材料（胶凝材料、粗骨料、细骨料和水）以外的细骨料和水）以外的第五种重要组成材料第五种重要组成材料。LOGO6.7.1 6.7.1 外加剂的分类外加剂的分类第一类外加剂：第一类外加剂：改善混凝土拌合物流变性能的外加剂：减水剂减水剂：在混凝土拌合物坍落度基本相同的条件下，加入减水剂可以减少用水量，并提高混凝土强度。我国常用的减水剂：M型减水剂（木质磺酸盐类减水剂）减水剂在混凝土中使用最普遍。LOGO引气剂：引气剂：定义定义：指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀、稳定而指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。封闭的微小气泡的外加剂。n历史背景历史背景：引气剂于本世纪引气剂于本世纪30年代出现于美国，被认年代出现于美国，被认为是混凝土材料发展进程中的重大发现，现广泛应用为是混凝土材料发展进程中的重大发现，现广泛应用于工程中于工程中n我国常用的引气剂：我国常用的引气剂：松香树脂类。松香树脂类。n引气剂的作用：引气剂的作用：（1）改善混凝土拌和物的和易性；）改善混凝土拌和物的和易性；（2）能提高混凝土的抗渗性和抗冻性；）能提高混凝土的抗渗性和抗冻性；（3）但降低混凝土的抗压强度，可适当提高抗折强度）但降低混凝土的抗压强度，可适当提高抗折强度；LOGO第二类外加剂：第二类外加剂：调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂：缓凝缓凝剂：剂：我国应用较多的有木质素磺酸钙和糖蜜；速凝剂：速凝剂：我国应用较多的有红星一型、国产711；早强剂：早强剂：我国应用较多的有Nacl等LOGO第三类外加剂：第三类外加剂：改善混凝土耐久性能的外加剂：改善混凝土耐久性能的外加剂：引气剂引气剂：如松香树脂类等；如松香树脂类等；防水剂防水剂；阻锈剂：阻锈剂：指能减少混凝土中钢筋的锈蚀。指能减少混凝土中钢筋的锈蚀。第四类外加剂：第四类外加剂：改善混凝土其他性能的外加剂：改善混凝土其他性能的外加剂：膨胀剂：膨胀剂：能使混凝土产生补偿收缩或微膨胀能使混凝土产生补偿收缩或微膨胀。防冻剂：防冻剂：能使混凝土在低温下免受冻害。能使混凝土在低温下免受冻害。着色剂：着色剂：LOGO普通混凝土的主要技术要求是：（1 1）与施工条件相适应的）与施工条件相适应的和易性和易性（工作性）；（工作性）；（2 2）符合设计要求的）符合设计要求的强度强度；（3 3）与使用环境相适应的）与使用环境相适应的耐久性。耐久性。LOGO6.3 6.3 混凝土拌合物的和易性：混凝土拌合物的和易性：6.3.1 和易性的概念：是指由水泥浆和骨料拌和而成的混凝土拌和物,在一定的施工条件下，便于各种施工工序（拌合、运输、浇灌和振捣）的操作，以保证获得均匀密实的混凝土的性能；和易性包含流动性、粘聚性和保水性三方面的内容。LOGO流动性、粘聚性和保水性的定义：流动性、粘聚性和保水性的定义：流动性：是指新拌混凝土在自重或机械振捣作用下，能产生流动，并均匀密实地填充到模板的各个角落的性能；粘聚性：是新拌混凝土在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，使得混凝土不致发生分层和离析的性能；保水性：新拌混凝土在施工过程中，保持水分不易析出的能力。LOGO和易性测定方法：和易性测定方法：和易性的测定：一般以测定混凝土拌和物的流动性为主，辅以对粘聚性和保水性的观察，以判断新拌混凝土的和易性是否满足工程的需要。流动性的测定方法：主要有坍落度法和维勃稠度法两种。LOGO坍落度法：将混凝土拌和物按规定的实验方法装入标准的圆锥形筒（坍落筒）内，均匀捣平后，再将筒垂直向上快速（510s）提起，测量筒高与坍落后的混凝土试件最高点之间的高度差，即为该混凝土拌和物的坍落度值（以mm为单位，精确到5mm),通常用T表示。LOGOLOGO坍落度法适用的条件坍落度法适用的条件：仅适用于仅适用于骨料最骨料最大粒径不大于大粒径不大于40mm40mm,且且坍落度不小于坍落度不小于10mm10mm的的混凝土拌和物。混凝土拌和物。LOGO坍落度反映的是混凝土拌合物流动性的好坏。坍落度反映的是混凝土拌合物流动性的好坏。结结 构构 种种 类类 坍坍 落落 度度基础或地面的垫层基础或地面的垫层，无配筋的大体积结构（挡土墙等）或，无配筋的大体积结构（挡土墙等）或配筋较稀的结构；配筋较稀的结构；10301030板、梁和大中型截面的柱子板、梁和大中型截面的柱子 30503050配筋密列的配筋密列的结构（薄壁、细柱等）结构（薄壁、细柱等）50705070配筋特密的配筋特密的结构结构 70907090表表6.15 混凝土浇灌时的坍落度混凝土浇灌时的坍落度(mm)LOGO混凝土拌和物的混凝土拌和物的流动性通过坍落度法测定以后流动性通过坍落度法测定以后，再观察混凝土拌和物的粘聚性和保水性再观察混凝土拌和物的粘聚性和保水性，以判断，以判断其和易性：其和易性：粘聚性的观察方法粘聚性的观察方法：将捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，如果混凝土将捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，如果混凝土锥体逐渐下降，表示粘聚性良好锥体逐渐下降，表示粘聚性良好，如果，如果锥体倒塌或崩裂，锥体倒塌或崩裂，说明粘聚性不好说明粘聚性不好；保水性观察办法：保水性观察办法：若提起坍落筒后发现若提起坍落筒后发现较多浆体从筒底流出，说明保水性较多浆体从筒底流出，说明保水性不好不好。LOGO 维维 勃勃 稠稠 度度 法法适用范围：适用范围：仅适用于骨料仅适用于骨料最大粒径不超过最大粒径不超过40mm40mm,且且坍落度坍落度小于小于10mm10mm的混凝土拌合物流动性的测定；的混凝土拌合物流动性的测定；测定方法：测定方法：试验四试验四 普通混凝土主要技术性能试验普通混凝土主要技术性能试验LOGO坍落度法的优点：坍落度法的优点：坍落度法简单易行，且指标明确，坍落度法简单易行，且指标明确，故至今仍为世界各国广泛采用故至今仍为世界各国广泛采用坍落度法的缺点：坍落度法的缺点：（1 1）测定结果受操作技术的影响较大；）测定结果受操作技术的影响较大；（2 2）观察粘聚性与保水性时有主观因素的影响；）观察粘聚性与保水性时有主观因素的影响；（3 3）该方法仅适用于骨料粒径小于）该方法仅适用于骨料粒径小于40mm40mm，且坍落度大于且坍落度大于 10mm10mm的混凝土拌合物流动性的测定。的混凝土拌合物流动性的测定。LOGO 6.3.36.3.3 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素（1 1）水泥浆的数量和水灰比的影响）水泥浆的数量和水灰比的影响：在水灰比（在水灰比（W/CW/C）一定的情况下，对同一体积的混凝一定的情况下，对同一体积的混凝土拌合物而言，水泥浆越多，流动性越好，但水泥浆数土拌合物而言，水泥浆越多，流动性越好，但水泥浆数量过多时，会出现流浆现象，过少时，会导致粘性不良。量过多时，会出现流浆现象，过少时，会导致粘性不良。在水泥浆数量一定的情况下，水灰比（在水泥浆数量一定的情况下，水灰比（W/CW/C）越大，拌越大，拌合物的流动性越好，合物的流动性越好，但但W/CW/C过大时，混凝土的粘聚性与过大时，混凝土的粘聚性与保水性降低。保水性降低。LOGO（2 2）砂率的影响）砂率的影响LOGO(3)(3)组成材料的性质对和易性的影响组成材料的性质对和易性的影响水泥对混凝土拌合物和易性的影响：水泥对混凝土拌合物和易性的影响：主要是水泥品种和水泥水泥细度的影响：主要是水泥品种和水泥水泥细度的影响：使用硅酸盐水泥以及普通水泥，流动性大，保水性好。使用硅酸盐水泥以及普通水泥，流动性大，保水性好。水泥越细，流动性越小，但保水性和粘聚性越好；水泥越细，流动性越小，但保水性和粘聚性越好；骨料的影响：骨料的影响：级配越好的骨料，流动性越大；颗粒粒级配越好的骨料，流动性越大；颗粒粒径越大，流动性越大；径越大，流动性越大；LOGO（4 4）时间和温度对和易性的影响）时间和温度对和易性的影响混凝土拌合物的流动性随混凝土拌合物的流动性随温度的升高、时间的延长温度的升高、时间的延长而降低而变干稠，流动性而降低而变干稠，流动性降低；降低；LOGO工作性影响因素工作性影响因素组成材料组成材料环境因素环境因素时间时间水泥水泥水水外加剂外加剂骨料骨料温度温度湿度湿度风速风速最大粒径最大粒径砂率砂率吸水性吸水性形状形状级配级配表面纹理表面纹理总结：总结：影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素LOGO 6.4 硬化混凝土的强度硬化混凝土的强度6.4.1 混凝土的抗压强度和强度等级：混凝土的抗压强度和强度等级：抗压强度抗压强度fcu的测试：的测试：标准试件尺寸：标准试件尺寸：边长为150mm的立方体标准养护条件标准养护条件：养护时间：养护时间：28day计算公式：计算公式：fcu=P/(150*150)*P指的是混凝土试件受压的破坏载荷指的是混凝土试件受压的破坏载荷LOGO如果实验使用的为非标准试件，则结果应乘换算系数；如果实验使用的为非标准试件，则结果应乘换算系数；试件尺寸试件尺寸换算系数换算系数立方体强度值立方体强度值边长边长150mm150mm的立方体的立方体1 1f fcucu=P=P/(150*150)/(150*150)边长边长100mm100mm的立方体的立方体0.950.95f fcucu=0.95*=0.95*P P/(100*100)/(100*100)边长边长200mm200mm的立方体的立方体1.051.05f fcucu=1.05*=1.05*P P/(200*200)/(200*200)LOGO混凝土的强度等级划分的标准：混凝土的强度等级划分的标准：以以混凝土立方体抗压强度混凝土立方体抗压强度为标准为标准混凝土按照立方体抗压强度划分为混凝土按照立方体抗压强度划分为9 9级：级：C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55等等9 9级；级；我国目前建筑中采用的强度等级范围为我国目前建筑中采用的强度等级范围为：强度等级强度等级 工程应用工程应用C15C30C30预应力钢筋混凝土或特种构件预应力钢筋混凝土或特种构件LOGO 影响混凝土强度的主要因素影响混凝土强度的主要因素为了研究混凝土的强度影响因素，我们首先需了解混凝为了研究混凝土的强度影响因素，我们首先需了解混凝土的破坏形式：土的破坏形式：混凝土受压破坏可能有以下三种形式：混凝土受压破坏可能有以下三种形式：骨料与水泥石界面的粘结破坏；骨料与水泥石界面的粘结破坏；骨料本身发生劈裂破坏；骨料本身发生劈裂破坏；水泥石本身的破坏水泥石本身的破坏。LOGO（1）水泥强度等级和水灰比的影响）水泥强度等级和水灰比的影响LOGO水灰比对混凝土强度的影响示意图水灰比对混凝土强度的影响示意图LOGO（2）骨料的影响；）骨料的影响；水泥石与骨料的粘结力除了受水泥石强度水泥石与骨料的粘结力除了受水泥石强度的影响外，还与骨料（尤其是粗骨料）的表的影响外，还与骨料（尤其是粗骨料）的表面状况有关。碎石表面粗糙，粘结力比较大，面状况有关。碎石表面粗糙，粘结力比较大，卵石表面光滑，粘结力比较小。卵石表面光滑，粘结力比较小。因而在水泥强度等级和水灰比相同的条因而在水泥强度等级和水灰比相同的条件下，碎石混凝土的强度往往高于卵石混凝件下，碎石混凝土的强度往往高于卵石混凝土。土。LOGO（3）养护温度和湿度对强度的影响：）养护温度和湿度对强度的影响：养护环境温度高，水泥水化速度加快，混凝土早期强养护环境温度高，水泥水化速度加快，混凝土早期强度高；反之亦然。若温度在冰点以下，不但水泥水化停止，度高；反之亦然。若温度在冰点以下，不但水泥水化停止，而且有可能因冰冻导致混凝土结构疏松，强度严重降低，而且有可能因冰冻导致混凝土结构疏松，强度严重降低，尤其是早期混凝土应特别加强防冻措施。为加快水泥的水尤其是早期混凝土应特别加强防冻措施。为加快水泥的水化速度，采用湿热养护的方法，即蒸气养护或蒸压养护。化速度，采用湿热养护的方法，即蒸气养护或蒸压养护。湿度通常指的是空气相对湿度。相对湿度低，混凝土中湿度通常指的是空气相对湿度。相对湿度低，混凝土中的水份挥发快，混凝土因缺水而停止水化，强度发展受阻。的水份挥发快，混凝土因缺水而停止水化，强度发展受阻。另一方面，混凝土在强度较低时失水过快，极易引起干缩，另一方面，混凝土在强度较低时失水过快，极易引起干缩，影响混凝土耐久性。一般在混凝土浇筑完毕后影响混凝土耐久性。一般在混凝土浇筑完毕后12h内应开始内应开始对混凝土加以覆盖或浇水。对混凝土加以覆盖或浇水。LOGO（4）龄期对强度的影响；）龄期对强度的影响；LOGO（6 6）施工质量）施工质量 施工质量的好坏对混凝土强度有非常重要的影响。施工质量的好坏对混凝土强度有非常重要的影响。施工质量包括配料准确，搅拌均匀，振捣密实，施工质量包括配料准确，搅拌均匀，振捣密实，养护适宜等。任何一道工序忽视了规范管理养护适宜等。任何一道工序忽视了规范管理 和操作，都会导致混凝土强度的降低。和操作，都会导致混凝土强度的降低。(7)试验条件试验条件 试验条件对混凝土强度的测定也有直接影响。如试件试验条件对混凝土强度的测定也有直接影响。如试件 尺寸，表面的平整度，加荷速度以及温湿度等，测定尺寸，表面的平整度，加荷速度以及温湿度等，测定 时，要严格遵照试验规程的要求进行，保证试验的准时，要严格遵照试验规程的要求进行，保证试验的准 确性。确性。LOGO6.5 6.5 混凝土的变形性能混凝土的变形性能LOGO6.6 硬化混凝土的耐久性混凝土的抗渗性；混凝土的抗冻性；混凝土的抗腐蚀性；混凝土的碳化；混凝土的碱-骨料反应；LOGO 6.8 混凝土的质量控制与强度评定混凝土的质量控制与强度评定v重点介绍混凝土的配制强度：重点介绍混凝土的配制强度：n我国目前规定，设计要求的混凝土配置强度保证我国目前规定，设计要求的混凝土配置强度保证率为率为95%，t=1.645,n即混凝土的配置强度计算公式：即混凝土的配置强度计算公式：LOGO混凝土的配置强度计算公式混凝土的配置强度计算公式：混凝土强度等级 C10C20 4.0 C20C35 5.0 C35 LOGO6.9 6.9 普通混凝土的配合比设计普通混凝土的配合比设计(1)(1)配合比的定义：配合比的定义：指的是混凝土组成材料中各组成材料（水泥、水、指的是混凝土组成材料中各组成材料（水泥、水、砂子和石子）用量之比；砂子和石子）用量之比；（2 2）配合比的表示方法：）配合比的表示方法：通常用通常用1m1m3 3混凝土各材料的质量来表示，混凝土各材料的质量来表示，如如1m1m3 3混凝混凝土中，水泥土中，水泥：300kg,300kg,水：水：180kg,180kg,砂子砂子:720kg,:720kg,石子石子:2400kg;:2400kg;或以各种组成材料用量的比例来表示：或以各种组成材料用量的比例来表示：水泥：砂：石水泥：砂：石=1=1：2.42.4：4 4，水灰比为，水灰比为0.600.60，其中水泥，其中水泥为为LOGO（3）普通混凝土设计的基本要求：（a）满足混凝土拌合物和易性的要求；(b）满足结构要求的强度等级；（c）满足与使用环境相适应的耐久性要求（4）配合比设计的三个重要参数：（a）水灰比W/C：表示水与水泥的用量之比；（b）单位用水量：指的是1m3混凝土中水的用量（c）砂率：LOGO配合比设计的三个重要参数：配合比设计的三个重要参数：水灰比水灰比W/C砂率砂率单位用水量单位用水量以上为普通混凝土配合比设计的一般步骤以上为普通混凝土配合比设计的一般步骤LOGO普通混凝土配合比设计的方法与步骤普通混凝土配合比设计的方法与步骤混凝土配合比设计一般分三步：混凝土配合比设计一般分三步：一、初步配合比的设计：一、初步配合比的设计：主要是利用主要是利用经验公式或经验资料经验公式或经验资料而获得的初步而获得的初步配合比配合比；二、实验室配合比的设计：二、实验室配合比的设计：由初步配合比出发，经过实验调整，得出由初步配合比出发，经过实验调整，得出满满足和易性、强度等要求足和易性、强度等要求的配合比；的配合比；三、施工配合比的设计：三、施工配合比的设计：考虑砂、石的考虑砂、石的含水率含水率，计算出满足施工要求的配合比计算出满足施工要求的配合比LOGO一、一、初步配合比的设计：初步配合比的设计：1，确定水灰比确定水灰比W/C:（1）定义：定义：水灰比表示混凝土中水的用量与水泥用量之水灰比表示混凝土中水的用量与水泥用量之比；比；（2）影响：）影响：水灰比的大小直接影响到混凝土的水灰比的大小直接影响到混凝土的强度强度和和耐耐久性久性。（3）水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，但水灰水灰比越小，强度越高，而且耐久性越好，但水灰比过小，则耗用水泥过多，不但提高了成本，而且在比过小，则耗用水泥过多，不但提高了成本，而且在混凝土硬化过程中增大了水化热；混凝土硬化过程中增大了水化热；（4）因此，确定水灰比应分别根据因此，确定水灰比应分别根据强度强度和和耐久性耐久性两方面两方面来考虑：来考虑：LOGO混凝土强度等级混凝土强度等级 C7.5C20C7.5C204.04.0 C20C35 C20C355.05.0 C35 C35 6.0 6.0混凝土的配置强度公式如下：混凝土的配置强度公式如下：（a）求满足强度要求的水灰比（）求满足强度要求的水灰比（W/C）LOGO混凝土的配置强度与水灰比（混凝土的配置强度与水灰比（W/C）的关的关系为系为：LOGO由由上述公式（上述公式（1 1）、（）、（2 2）可求得满足强度要求）可求得满足强度要求的水灰比的水灰比（W/CW/C）1 1：LOGO（b b）求满足耐久性要求的水灰比（求满足耐久性要求的水灰比（W/CW/C）2 2 主要是根据结构的类型以及使用环境，可求得该环境主要是根据结构的类型以及使用环境，可求得该环境下结构的最大水灰比下结构的最大水灰比（W/CW/C）2 2，即为即为满足耐久性要求的水满足耐久性要求的水灰比；灰比；（c c）确定水灰比：确定水灰比：从上述步骤可知，既满足强度要求、又满足耐久从上述步骤可知，既满足强度要求、又满足耐久性要求的水灰比为性要求的水灰比为：LOGO2 2 确定单位用水量确定单位用水量 m mwowo:单位用水量：单位用水量：是指是指1m1m3 3混凝土中水的用量；混凝土中水的用量；单位用水量主要控制了混凝土拌合物的流动性，而流动单位用水量主要控制了混凝土拌合物的流动性，而流动性主要以性主要以坍落度坍落度来来表示；表示；单位用水量的确定：单位用水量的确定：应根据混凝土施工要求的应根据混凝土施工要求的坍落度坍落度和已知的和已知的粗颗粒粗颗粒的种类的种类以及以及最大粒径最大粒径D Dmaxmax查查得。得。LOGO例如：例如：要求设计一混凝土梁，已知粗颗粒为卵石，且最大粒径要求设计一混凝土梁，已知粗颗粒为卵石，且最大粒径D Dmaxmax=20mm,=20mm,试求单位用水量？试求单位用水量？解：思路：应根据混凝土施工要求的坍落度（P67表5.10）和已知的粗颗粒的种类以及最大粒径Dmax查P84，表5.14可得。（1）查查 P67表5.10，可得梁的坍落度T=（3050）(2)(2)查查 P84表5.14,可得单位用水量：mW0=180kg/m3.？思考题：如果改为碎石，则单位用水量为多少？为什么两者不同？mW0=195kg/LOGO3 确定混凝土的单位水泥用量确定混凝土的单位水泥用量mC0:（a）首先根据水灰比的定义首先根据水灰比的定义：（b）再根据结构的类型和使用的环境，再根据结构的类型和使用的环境，查查P84，表，表5.13可得混凝土的最小水泥用量；可得混凝土的最小水泥用量；(c)比较两者大小，取二者的最大值比较两者大小，取二者的最大值作为单位水泥用量作为单位水泥用量mCLOGO例如：例如：要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知粗颗粒为卵石，且最大粒径粗颗粒为卵石，且最大粒径Dmax=20mm,水灰比水灰比W/C=0.6，试确定单位水泥用量？试确定单位水泥用量？解：解：（1）确定单位用水量：）确定单位用水量：根据混凝土施工要求的根据混凝土施工要求的坍落度坍落度（P67表表5.10）和已知的和已知的粗颗粗颗粒的种类粒的种类以及以及最大粒径最大粒径Dmax查查P84，表表5.14可得可得:mW0=180kg/m3。（2）根据定义确定单位水泥用量：根据定义确定单位水泥用量：（3）再根据结构的类型和使用的环境，再根据结构的类型和使用的环境，查查P84，表，表5.13,可得可得最小水泥用量为最小水泥用量为260 kg/m3.(4)取（取（2）、（）、（3）计算结果的较大值）计算结果的较大值(5)作为我们的单位水泥用量，即作为我们的单位水泥用量，即mco=300kg/LOGO4 确定混凝土的砂率确定混凝土的砂率q主要根据主要根据水灰比水灰比、骨料的类型骨料的类型（卵石或碎石）（卵石或碎石）以以及及最大粒径确定最大粒径确定；q砂率主要通过查表法确定：砂率主要通过查表法确定：查查P85表表5.15混凝土砂率选用表。混凝土砂率选用表。例：例：要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知粗颗粒要求设计一室内钢筋混凝土梁，已知粗颗粒为卵石，且最大粒为卵石，且最大粒Dmax=20mm,水灰比水灰比W/C=0.6，试确定混凝土的砂率？试确定混凝土的砂率？解：解：查表查表5.15可得：可得：砂率砂率=（3237）%，具体计算时，我们可以取具体计算时，我们可以取 =35%LOGO5 确定确定1m3混凝土中砂、石的用量混凝土中砂、石的用量mso、mgo:两种方法：质量法和体积法两种方法：质量法和体积法（1）质量法：）质量法：也称表观密度法表观密度法，就是在计算时，先假定所配置的混凝土的表观密度为一定假定所配置的混凝土的表观密度为一定值值，然后根据水泥、水、砂和石的总质量等于然后根据水泥、水、砂和石的总质量等于表观密度乘以总体积的原理来求解砂和石的质表观密度乘以总体积的原理来求解砂和石的质量，即：量，即：LOGO混凝土强度等级表观密度 kg/m3C7.5 C102350C15 C352400C40 C602450CLOGO（2）体积法原理：）体积法原理：假定混凝土拌合物的总假定混凝土拌合物的总体积（体积（1m3)等于各组成材料的绝对体积以等于各组成材料的绝对体积以及拌合物中所含空气的体积之和及拌合物中所含空气的体积之和LOGO 通过上述通过上述5步，我们求出了单位体积步，我们求出了单位体积（1m3)混凝土中水泥、水、砂和石的用量混凝土中水泥、水、砂和石的用量分别为分别为：mco、mwo、mso和和mgo于是混凝土的于是混凝土的初步配合比初步配合比为：为：水泥、水、砂和石的用量之比为水泥、水、砂和石的用量之比为：mco：mso：mgo，水灰比水灰比W/C=mwo：mco从从初步配合比的设计步骤来看，许多参数都是初步配合比的设计步骤来看，许多参数都是通过查通过查表或经验公式求得表或经验公式求得；因此、由初步配合比配置而成的混凝土拌合物可能达因此、由初步配合比配置而成的混凝土拌合物可能达不到不到和易性和易性和和强度强度的要求；的要求；故必须进一步调整和确定配合比故必须进一步调整和确定配合比 即进行即进行所谓的所谓的实验室配合比设计实验室配合比设计。LOGO 二二 实验室配合比的设计实验室配合比的设计主要对初步配合比进行主要对初步配合比进行和易性的调整和易性的调整及及强度的校核。强度的校核。（1）和易性的调整：）和易性的调整：q调整的目的调整的目的：a）使和易性满足施工的要求；使和易性满足施工的要求；b）使水灰比满足强度和耐久性的要求使水灰比满足强度和耐久性的要求；q调整的方法及步骤：调整的方法及步骤：按初步配合比计算出各组成材料用量，按初步配合比计算出各组成材料用量，试制试制15L（或或25L）混凝土拌合物，混凝土拌合物，配置成混凝土拌配置成混凝土拌合物；合物；测量该拌合物的流动性（坍落度法），并观察测量该拌合物的流动性（坍落度法），并观察拌合物的粘聚性和保水性，拌合物的粘聚性和保水性，如不满足要求，则如不满足要求，则需进行调整配合比。需进行调整配合比。LOGOq在在测定混凝土拌和物的和易性时，可能测定混凝土拌和物的和易性时，可能存在以下四种情况：存在以下四种情况：（P98习题习题5.14）a）流动性比要求的小：流动性比要求的小：q 调整办法：调整办法：保持保持W/C不变，增大水、水泥用量；不变，增大水、水泥用量；b）流动性比要求的大：流动性比要求的大：q 调整办法：调整办法：保持砂率不变，增大砂、石用量；保持砂率不变，增大砂、石用量；LOGOc）砂浆不足引起粘聚性和保水