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执行标准执行标准 普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011 普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-2002 普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T50080-2002 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50082 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002 混凝土质量控制标准GB50164-1992 混凝土结构设计规范GB50010-2010 省建研院省建研院 其中，普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011，为2011年新发布规范，发布日期为2011-04-22，实施日期为2011-12-01。第1页/共231页混凝土概述混凝土概述混凝土的定义 混凝土是由胶凝材料将天然的（或人工的）骨料粒子或碎片聚集在一起，形成坚硬的整体，并具有强度和其他性能的复合材料。省建研院省建研院第2页/共231页 省建研院省建研院混混凝凝土土按表观密度分类按凝结材料分类按使用功能分类1、重混凝土 2、普通混凝土3、轻混凝土1、道路混凝土2、水工混凝土 3、防辐射混凝土1、水泥混凝土2、石膏混凝土3、沥青混凝土第3页/共231页混凝土的分类混凝土的分类混凝土可以从不同的角度进行分类：按照胶凝材料分类：水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物胶凝混凝土、水玻璃混凝土、石膏混凝土、聚合物水泥混凝土等等很多种。其中，使用最多的是以水泥为胶凝材料的水泥混凝土。省建研院省建研院第4页/共231页按照表观密度分类 省建研院省建研院种类密度kg/m3组成材料主要用途重混凝土大于2800高密度骨料（重晶石、钢屑）用于辐射屏蔽普通混凝土2000-2800天然砂、石为骨料建筑工程中承重结构材料轻混凝土小于2000轻骨料、多孔骨料保温和轻质结构第5页/共231页按使用功能和特性分类 按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。省建研院省建研院第6页/共231页 按照施工工艺分类：泵送混凝土、碾压混凝土、喷射混凝土、造壳混凝土等。按照用途分类：防水混凝土、防射线混凝土、耐火混凝土、水下浇筑混凝土等。省建研院省建研院第7页/共231页另外还可按照混凝土的抗压强度进行分类：省建研院省建研院普通混凝土高强混凝土超高强混凝土60MPa以下60MPa100MPa大于100MPa第8页/共231页混凝土的特点 普通混凝土在建筑工程中能够得到广泛应用，其主要原因是由于它具有以下优点：1 原材料来源丰富，造价低廉。混凝土中砂、石骨料约占80%，而砂、石为地方性材料，到处可得，因此可就地取材，价格便宜。2 混凝土拌合物具有良好的可塑性。可按照工程结构要求浇筑成各种形状和任意尺寸的整体结构或预拌构件。省建研院省建研院第9页/共231页 3 配制灵活，适应性好。改变混凝土组成材料的品种及比例，可制得不同物理力学性能的混凝土，以满足各种工程的不同需要。4 抗压强度高。硬化后的混凝土其抗压强度一般为2040MPa，故很适于制作建筑结构材料。省建研院省建研院第10页/共231页 5 与钢筋有牢固的粘结力，且混凝土与钢筋的线膨胀系数基本相同。二者复合成钢筋混凝土后，能保证共同工作，从而大大扩展了混凝土的应用范围。6 耐久性良好。混凝土一般不需要维护保养，维修费用少。省建研院省建研院第11页/共231页 7 耐火性好。普通混凝土的耐火性远比木材、钢材和塑料好，可耐数小时的高温作用仍保持其力学性能，有利于火灾时扑救。省建研院省建研院第12页/共231页普通混凝土存在的主要缺点 （1）自重大。1m3混凝土重2400kg，故结构物自重较大，导致地基处理费用增加。（2）抗拉强度低，抗裂性差。混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的1/101/20，易开裂。省建研院省建研院第13页/共231页 （3）收缩变形大。水泥水化凝结硬化引起的自身收缩和干燥收缩达500106m/m以上，易产生混凝土收缩裂缝。省建研院省建研院第14页/共231页普通混凝土的基本要求普通混凝土的基本要求 （1）满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。（2）满足设计要求的强度等级。（3）满足工程所处环境条件所必需的耐久性。（4）满足上述三项要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，节约成本，即经济合理性。省建研院省建研院第15页/共231页混凝土发展趋向 混凝土虽只有170年的历史，但它的发展迅速，尤其近半个世纪以来，更加迅速，目前世界混凝土年产量在70亿吨。省建研院省建研院第16页/共231页 省建研院省建研院1867年，钢筋混凝土理论；1916年，混凝土强度的水灰比理论；1925年，水灰比学说和恒定用水量法则；1928年，混凝土的收缩与徐变理论，预应力 技术；20世纪中叶，混凝土减水剂等外加剂技术；20世纪90年代，高性能混凝土的概念与技术。第17页/共231页 为适应将来的建筑向高层、超高层、大跨度发展，以及人类要向地下和海洋开发，混凝土今后的发展是：快硬、高强、轻质、高耐久性、多功能、节能。省建研院省建研院第18页/共231页混凝土的组成材料混凝土的组成材料 普通混凝土是由水泥、砂石、水以及少量矿物外加剂和化 学外加剂组成，他们之间的数量关系直接影响着混凝土的和易性、强度和耐久性。本次主要讲述普通水泥混凝土的有关内容。省建研院省建研院第19页/共231页 省建研院省建研院粗骨料细骨料水泥石孔隙第20页/共231页 省建研院省建研院细骨料粗骨料水泥石过渡区混凝土的宏观结构第21页/共231页 省建研院省建研院水泥水水泥浆石子砂子骨 料新拌混凝土100%体积凝结硬化硬化混凝土混凝土外加剂 为了改善或提高混凝土的性能第22页/共231页 普通混凝土的各组成材料在混凝土中起着不同的作用。省建研院省建研院砂、石对混凝土起着骨架作用，其中小颗粒的骨料填充大颗粒的空隙。水泥和水组成水泥浆，包裹在骨料表面，并填充在骨料的空隙中。混凝土拌合物中，水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌合物流动性，便于施工；在混凝土硬化后起胶结作用，把砂、石骨料胶结成为整体，使混凝土产生强度，成为坚硬的人造石材。第23页/共231页 混凝土的质量和技术性质，在很大程度上是由原材料的性质及其相对含量所决定，同时也与混凝土施工工艺（配料、搅拌、捣实成型、养护）有关，因此，首先必须了解混凝土原材料的性质、作用及质量要求，合理选择原材料，才能保证混凝土的质量，并降低成本。省建研院省建研院第24页/共231页 省建研院省建研院骨料骨料氢氧化钙氢氧化钙第25页/共231页混凝土过渡区结构骨骨 料料过渡区过渡区水泥石本体水泥石本体C-S-H钙矾石钙矾石CH骨骨 料料第26页/共231页裂缝扩展的裂缝扩展的路径和方向路径和方向骨骨 料料水泥石水泥石骨料骨料周围周围的过的过渡区渡区过渡区相ITZ Phase第27页/共231页 省建研院省建研院第28页/共231页 水泥水泥 水泥是混凝土中的最重要的组分，合理选用水泥包括以下两方面问题：1 水泥品种的选择 配制混凝土用的水泥品种，应根据混凝土工程与特点、工程所处环境及施工条件，然后按照所掌握的各种水泥特性进行合理选择。省建研院省建研院第29页/共231页 2 水泥强度等级 水泥强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应，原则上是配制高强度等级的混凝土选用高强度等级的水泥，低强度等级混凝土选用低强度等级的水泥。一般对普通混凝土以水泥强度等级强度的1.5倍左右为宜。省建研院省建研院第30页/共231页 选用低强度水泥来配制高强度混凝土，为满足强度要求必然使水泥用量过多，这不仅不经济，而且造成混凝土收缩和水化热增大，以及施工困难。如果用高强度水泥来配制低强度混凝土，往往产生超强现象，拌合物的和易性较差的问题。省建研院省建研院第31页/共231页 骨料骨料 混凝土用得骨料按其粒径大小可分为细骨料和粗骨料两种，粒径为0.165mm的骨料称为细骨料，粒径大于5mm的称粗骨料。通常在混凝土中，粗、细骨料的总体积占混凝土体积的7080%，因此骨料质量的优劣，对混凝土各项性质的影响很大。省建研院省建研院第32页/共231页 细骨料 公称粒径在0.155.0mm之间的骨料称为细骨料。混凝土用砂要求其砂粒质地坚实、清洁，有害杂质含量少。混凝土的细骨料主要采用天然砂，有时也可用人工砂。天然砂又分为河砂、山砂、海砂。省建研院省建研院第33页/共231页 海砂可用于配制素混凝土，但不能直接用于配制钢筋混凝土，主要是氯离子含量高，容易导致钢筋锈蚀，如有使用，必须经过淡水冲洗，使有害成分含量减少到要求以下。省建研院省建研院第34页/共231页 山砂是岩石风化后在山间适当地形中堆积下来的岩石碎屑，颗粒多具有棱角，表面粗糙，砂中含泥量及有机杂质较多，可以直接用于一般工程混凝土结构，当用于重要结构物时，必须通过坚固性和碱活性试验。相比较河砂较为适用，故建筑工程中普遍采用河砂作为细骨料。省建研院省建研院第35页/共231页细骨料的主要质量指标有：省建研院省建研院有害杂质含量颗粒形状及表面特征坚固性粗细程度与颗粒级配砂的含水状态第36页/共231页有害杂质含量 细骨料中的有害杂质主要包括两方面：（1）粘土和云母 粘土和云母粘附于砂表面或夹杂其中，严重降低水泥与砂的粘结强度，从而降低混凝土的强度、抗渗性和抗冻性，增大混凝土的收缩。（2）有机质、硫化物及硫酸盐 有机质、硫化物及硫酸盐对水泥有腐蚀作用，从而影响混凝土的性能，必须加以限制。省建研院省建研院第37页/共231页颗粒形状及表面特征 河砂和海砂经水流冲刷，颗粒多为近似球状，且表面少棱角、较光滑，配制的混凝土流动性往往比山砂或机制砂好，但与水泥的粘结性能相对较差；山砂和机制砂表面较粗糙，多棱角，故混凝土拌合物流动性相对较差，但与水泥的粘结性能较好。省建研院省建研院第38页/共231页 水灰比相同时，山砂或机制砂配制的混凝土强度略高；而流动性相同时，因山砂和机制砂用水量较大，故混凝土强度相近。省建研院省建研院第39页/共231页坚固性 砂是由天然岩石经自然风化作用而成，机制砂也会含大量风化岩体，在冻融或干湿循环作用下有可能继续风化，因此对某些重要工程或特殊环境下工作的混凝土用砂，应做坚固性检验。省建研院省建研院第40页/共231页 坚固性根据GB/T14684规定，采用硫酸钠溶液浸泡烘干浸泡循环试验法检验，测定5个循环后的重量损失率。省建研院省建研院项 目类类类循环后质量损失（%）8810第41页/共231页粗细程度与颗粒级配（1）粗细程度 砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小,通常用细度模数（Mx）表示。Mx并不等于平均粒径，但能较准确反映砂的粗细程度。省建研院省建研院第42页/共231页 Mx越大，表示砂越粗，单位重量总表面积（或比表面积）越小；Mx越小，则砂比表面积越大。Mx根据下式计算（精确至0.01）：省建研院省建研院第43页/共231页粒径级配 砂的颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充。省建研院省建研院第44页/共231页 省建研院省建研院如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。第45页/共231页 砂的颗粒级配根据0.600mm筛孔对应的累计筛余百分率，分成、和三个级配区，省建研院省建研院筛孔尺寸（mm）累计筛余（）区 区 区10.00004.751001001002.363552501501.18653550102500.6008571704140160.3009580927085550.150100901009010090第46页/共231页 以累计筛余百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标，根据级区可绘制、级配区的筛分曲线。省建研院省建研院过粗区域过细区域在曲线上可以直观分析砂的颗粒级配第47页/共231页 配制普通混凝土的砂宜为中砂,级区。但实际工程中往往出现砂偏细或偏粗的情况，有两种处理方法：当只有一种砂源时，对偏细砂适当减少砂用量，即降低砂率；反之亦然。当粗砂和细砂可同时提供时，宜将细砂和粗砂按一定比例掺配使用，这样既可调整Mx，也可改善砂的级配，有利于节约水泥，提高混凝土性能。省建研院省建研院第48页/共231页 砂的含水状态 砂的含水状态4种 省建研院省建研院第49页/共231页 （1）绝干状态 砂粒内外不含任何水，通常在1055条件下烘干而得。（2）气干状态 砂粒表面干燥，内部孔隙中部分含水。指室内或室外（天晴）空气平衡的含水状态，其含水量的大小与空气相对湿度和温度密切相关。满足工程上的不同要求。省建研院省建研院第50页/共231页 （3）饱和面干状态 砂粒表面干燥，内部孔隙全部吸水饱和。水利工程上采用此状态计量砂用量。（4）湿润状态 砂粒内部吸水饱和，表面还含有部分表面水。施工现场，特别是雨后常出现此种状况，搅拌混凝土中计量砂用量时，要扣除砂中的含水量；同样，计量水用量时，要扣除砂中带入的水量。省建研院省建研院第51页/共231页 粗骨料 混凝土工程中常用的粗骨料有碎石和卵石两大类。碎石为岩石（有时采用大块卵石，称为碎卵石）经破碎、筛分而得；卵石多为自然形成的河卵石经筛分而得。省建研院省建研院第52页/共231页 通常根据卵石和碎石的技术要求分类、类和类。省建研院省建研院类用于强度等级大于C60的混凝土 类用于C30C60的混凝土 类用于小于C30的混凝土第53页/共231页粗骨料的主要质量指标有：省建研院省建研院有害杂质含量颗粒形状及表面特征颗粒级配最大粒径粗骨料强度第54页/共231页有害杂质 主要有粘土、硫化物及硫酸盐、有机物等 省建研院省建研院项目类类类含泥量（按质量计），%0.51.01.5粘土块含量（按质量计），%00.50.7硫化物与硫酸盐含量（以SO3重量计），%0.51.01.0有机物含量（用比色法试验）合格合格合格针片状（按质量计），%51525坚固性质量损失，%5812碎石压碎指标102030卵石压碎指标121616第55页/共231页 颗粒形态及表面特征 粗骨料的颗粒形状以近立方体或近球状体为最佳，但在岩石破碎生产碎石的过程中往往产生一定量的针、片状，使骨料的空隙率增大，并降低混凝土的强度，特别是抗折强度。省建研院省建研院第56页/共231页 粗骨料最大粒径 混凝土所用粗骨料的公称粒级上限称为最大粒径。骨料粒径越大，其表面积越小，通常空隙率也相应减小，因此所需的水泥浆或砂浆数量也可相应减少，有利于节约水泥、降低成本，并改善混凝土性能。省建研院省建研院第57页/共231页 所以在条件许可的情况下，应尽量选得较大粒径的骨料。（1）最大粒径不得大于构件最小截面尺寸的1/4，同时不得大于钢筋净距的3/4。（2）对于混凝土实心板，最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得大于40mm。（3）对于泵送混凝土，当泵送高度在50m以下时，最大粒径与输送管内径之比，碎石不宜大于1:3；卵石不宜大于1:2.5。省建研院省建研院但在实际工程上，骨料最大粒径受到多但在实际工程上，骨料最大粒径受到多种条件的限制。种条件的限制。第58页/共231页 （4）对大体积混凝土（如混凝土坝或围堤）或疏筋混凝土，往往受到搅拌设备和运输、成型设备条件的限制。有时为了节省水泥，降低收缩，可在大体积混凝土中抛入大块石（或称毛石），常称作抛石混凝土。省建研院省建研院第59页/共231页 粗骨料的颗粒级配 石子的粒级分为连续粒级和单位级两种。连续粒级指5mm以上至最大粒径Dmax，各粒级均占一定比例，且在一定范围内。省建研院省建研院第60页/共231页 单粒级指从1/2最大粒径开始至Dmax。单粒级用于组成具有要求级配的连续粒级，也可与连续粒级混合使用，以改善级配或配成较大密实度的连续粒级。单粒级一般不宜单独用来配制混凝土，如必须单独使用，则应作技术经济分析，并通过试验证明不发生离析或影响混凝土的质量。省建研院省建研院第61页/共231页 粗骨料的强度 根据GB/T14685和JGJ53规定，碎石和卵石的强度可用岩石的抗压强度或压碎值指标两种方法表示。岩石的抗压强度采用50mm50mm的圆柱体或边长为50mm的立方体试样测定。一般要求其抗压强度大于配制混凝土强度的1.5倍，且不小于45MPa（饱水）。省建研院省建研院第62页/共231页 拌合用水拌合用水 根据混凝土拌合用水标准（JGJ6389）的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制各种混凝土。海水可拌制素混凝土，但不宜拌制有饰面要求的素混凝土，更不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。在野外或山区施工采用天然水拌制混凝土时，均应对水的有机质、Cl-和含量等进行检测，合格后方能使用。特别是某些污染严重的河道或池塘水，一般不得用于拌制混凝土。省建研院省建研院第63页/共231页新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性 新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示。省建研院省建研院第64页/共231页 流动性是指拌合物在自重或外力作用下产生流动的难易 程度；流动性的大小，反映拌合物的稀稠，直接影响着浇捣施工的难易和混凝土的质量。若拌合物太干稠，混凝土难以捣实，易造成内部孔隙；若拌合物过稀，振捣后混凝土易出现水泥砂浆和水上浮，石子骨料下沉的分层离析现象，影响混凝土的质量均匀性。省建研院省建研院第65页/共231页 粘聚性是指拌合物内部组分具有一定的粘聚力，各组成材料之间不产生分层离析现象，而使混凝土保持整体均匀的性能。粘聚性差的混凝土拌合物，或者发涩，或者产生石子下沉，石子与砂浆容易分离，振捣后会出现蜂窝、空洞现象。省建研院省建研院第66页/共231页 保水性是指拌合物具有一定的保持内部水分的能力，不产生严重的泌水现象。保水性差的拌合物，在混凝土振实后，一部分水易从内部析出至表面，在水渗流之处留下毛细孔管道，称为以后混凝土内部的透水道路。省建研院省建研院第67页/共231页 省建研院省建研院粘聚性保水性流动性三者相互关联又相互矛盾。第68页/共231页 和易性的测试和评定和易性的测试和评定 检测原理 维勃稠度法在坍落度筒提起后，施加一个振动外力，测试混凝土在外力作用下完全填满面板所需时间（秒）代表混凝土流动性。时间越短，流动性越好；时间越长，流动性越差。省建研院省建研院第69页/共231页 坍落度法是将搅拌好的混凝土分三层装入坍落度筒中，垂直提起坍落度筒，混凝土则在自重作用下坍落，以坍落高度（单位mm）代表混凝土的流动性。坍落度越大，则流动性越好。省建研院省建研院第70页/共231页 检测方法 混凝土拌合物和易性是一项极其复杂的综合指标，测定方法有坍落度法、维勃稠度法、探针法、斜槽法、流出时间法和凯利球法等十多种，对普通混凝土而言，最常用的是坍落度法和维勃稠度法。省建研院省建研院第71页/共231页 水泥混凝土拌合物和易性的评定，通常采用检测混凝土拌合物的流动性，辅以直观经验评定粘聚性和保水性，来确定和易性。测定水泥混凝土拌合物流动性，应按普通混凝土拌合物性能试验方法标准（GB/T50080-2002）进行。流动性指标用“坍落度”和“维勃稠度”指标表示。省建研院省建研院第72页/共231页 检测仪器 坍落度筒：为薄钢板制成的截头圆锥筒，其内 壁应光滑、无凹凸部位。维勃稠度仪：由振动台、容器、坍落度筒和旋转架四部分组成。此外，还包括金属捣棒、铁板、钢直尺等。省建研院省建研院第73页/共231页 省建研院省建研院1.容器；2.坍落度筒；3.圆盘；4.滑棒；5.套筒；6.13.螺栓；7.漏斗；8.支柱；9.定位螺丝；10.荷重；11.元宝螺丝；12.旋转架 第74页/共231页 维勃稠度法 本方法适用于骨料最大粒径不大于40mm，维勃稠度在530s之间的混凝土拌合物稠度测定。省建研院省建研院第75页/共231页 检测步骤 省建研院省建研院把维勃稠度仪放置在坚实水平的地面上，润湿容器、坍落度筒、喂料斗内壁及其它用具把喂料斗提到坍落度筒上方扣紧，校正容器，使其中心与喂料斗中心重合，拧紧螺丝。按要求取样或制作混凝土拌合物，并装料进入坍落度筒，把料斗转离提起坍落度筒把透明圆盘转到混凝土顶面，并接触，开启振动台的同时用秒表计时，当透明圆盘被不满瞬间结束。第76页/共231页 计算结果与评定 由秒表读出的时间即为该混凝土拌合物的维勃稠度值，精确至1s。省建研院省建研院第77页/共231页 坍落度法 本测定方法用以判断混凝土拌合物的流动性，主要适用于坍落度值不小于10mm的混凝土拌合物的稠度测定，骨料最大粒径不大于40mm.省建研院省建研院第78页/共231页 检测步骤 省建研院省建研院润湿坍落度筒和底板分三层装样，每层插捣25次；抹平，清楚筒边混凝土垂直平稳提起坍落度筒；检测坍落度值观察和易性、黏聚性和保水性第79页/共231页 1 用水润湿坍落度筒及其它用具，并放置在水平铁板上，用脚踩住两边脚踏板，使坍落度筒在装料时保持固定位置。2 按要求取得的混凝土试样用小铲分三层均匀装入筒内，使捣实后每层为筒高的1/3左右。每层用捣棒沿螺旋方向由外向中心插捣25次，每层插捣应在截面均匀分布。省建研院省建研院第80页/共231页 插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应穿透本层至下层的表面。浇灌顶层时，混凝土应高于筒口，并随时添加混凝土。刮去多余的混凝土，并用抹刀抹平。省建研院省建研院第81页/共231页 3 清除筒边底板上的水泥混凝土后，垂直平稳的再510s内提起坍落度筒。整个过程不应间断，并在150s内完成。4 提起坍落度筒后，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌合物的坍落度值；省建研院省建研院第82页/共231页 坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍成一边剪坏现象，则应重新取样另行检测；如第二次仍出现上述现象，则表示该混凝土和易性不好，应予以记录备查。省建研院省建研院第83页/共231页 5观察坍落后混凝土拌合物的黏聚性与保水性：黏聚性的检查方法是用捣棒在已坍落的混凝土截面体侧面轻轻敲打，此时如果截锥试体逐渐下沉（或保持原状），则表示黏聚性良好；如果锥体倒坍、部分崩裂或出现离析现象，则黏聚性不好。省建研院省建研院第84页/共231页 保水性以混凝土拌和物中稀浆析出的程度来评定，坍落度筒提起后如有较多稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明其保水性不好；如果坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示其保水性能良好。省建研院省建研院第85页/共231页 6 当混凝土拌合物的坍落度大于220mm时，用钢直尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个直径之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落度扩展值，否则，此次检测无效。如果发现粗骨料在中央集堆或边缘有水泥浆析出，表示混凝土拌合物抗离析性不好，应予以记录。省建研院省建研院第86页/共231页 省建研院省建研院第87页/共231页 计算结果与评定 混凝土拌合物坍落度和坍落度扩展值以毫米为单位，测量精确至1mm，结果表达修约至5mm。省建研院省建研院第88页/共231页 拌合物和易性分级 省建研院省建研院级别名称坍落度/mmT1低塑性混凝土1040T2塑性混凝土5090T3流动性混凝土100150T4大流动性混凝土大于160泵送混凝土坍落度大于100mm第89页/共231页 省建研院省建研院级别名称维勃稠度/sV0超干硬性混凝土1040V1特干硬性混凝土5090V2干硬性混凝土100150V3半干硬性混凝土大于160第90页/共231页 混凝土坍落度的选择 (a)构件截面尺寸大小 截面尺寸大，易于振捣成型，坍落度适当选小些，反之亦然。(b)钢筋疏密 钢筋较密，则坍落度选大些。(c)捣实方式 人工捣实，则坍落度选大些。机械振捣则选小些。(d)运输距离 从搅拌机出口至浇捣现场运输距离较远时，途中坍落度损失，坍落度宜适当选大些。(e)气候条件 气温高、空气相对湿度小时，因水泥水化速度加快及水份挥发加速，坍落度损失大，宜选大些。省建研院省建研院第91页/共231页 正确选择混凝土拌合物坍落度，对于保证混凝土的施工质量及节约水泥具有重要意义。在选择坍落度时，原则上应在不妨碍操作并能保证振捣密实的条件下，尽可能采用较小的坍落度，以节约水泥并获得较高的混凝土。省建研院省建研院第92页/共231页 影响混凝土拌合物和易性的因素 水泥浆的数量和水灰比的影响 砂率的影响 组成材料性质的影响 温度和时间的影响 省建研院省建研院当混凝土拌合物和易性不满足要求时如何调整第93页/共231页 水泥浆的数量和水灰比的影响 在水灰比不变的情况下，单位体积拌合物内，水泥浆愈多，拌合物的流动性越大。但水泥浆过多，将会出现流浆现象；若水泥浆过少，则骨料之间缺少粘结物质，易使拌合物发生离析和崩坍。省建研院省建研院第94页/共231页 在水泥与骨料用量不变时，水灰比增大，水泥浆自身流动性增加，故拌合物流动性增大；反之则减小。但水灰比过大，会造成拌合物粘聚性和保水性不良；水灰比过少，拌合物流动性过低，影响施工。故水灰比应根据混凝土强度和耐久性要求合理地选用。省建研院省建研院第95页/共231页 由上可知，影响混凝土拌合物和易性的决定因素是其拌合物用水量的多少。实践证明，在采用一定骨料的情况下，单位用水量选定，单位水泥用量增减50100kg/m3，混凝土的流动性基本保持不变，这一规律称为固定用水量定则。省建研院省建研院第96页/共231页 砂率的影响 砂率是指砂子占砂石总重量的百分率。砂影响混凝土拌合物流动性的原因有两方面：砂形成的砂浆可减少粗骨料之间的摩擦力，起润滑作用；省建研院省建研院第97页/共231页 另一方面砂率增大的同时，需要润湿的水分增多，在一定用水量的条件下，拌合物流动性降低，所以当砂率增大超过一定范围后，流动性反而下降。另外砂率不宜过小，否则会使拌合物粘聚性和保水性变差，产生离析、流浆等现象。省建研院省建研院第98页/共231页 另一方面砂率增大的同时，需要润湿的水分增多，在一定用水量的条件下，拌合物流动性降低，所以当砂率增大超过一定范围后，流动性反而下降。另外砂率不宜过小，否则会使拌合物粘聚性和保水性变差，产生离析、流浆等现象。省建研院省建研院第99页/共231页 组成材料的性质 水泥 需水性大的水泥比需水性小的水泥配制的拌合物，在其他条件相同的情况下，流动性变小，但其粘聚性和保水性较好。省建研院省建研院第100页/共231页 骨料 级配好的骨料，其拌合物流动性较大，粘聚性与保水性较好；表面光滑的骨料，如河砂、卵石，其拌合物流动性较大；骨料的粒径增大，总表面积减小，拌合物流动性就增大。省建研院省建研院第101页/共231页 外加剂 加入减水剂或引气剂可明显提高拌合物的流动性，引气剂还可有效的改善拌合物的粘聚性和保水性。省建研院省建研院第102页/共231页 温度和时间的影响 随着水泥水化和水分蒸发，混凝土的流动性将随着时间的延长而下降。气温高、湿度小、风速大将加速流动性的损失。省建研院省建研院第103页/共231页 改善和易性的措施 采用最佳砂率，提高混凝土的质量及节约水泥。改善砂、石级配。在可能条件下尽量采用较粗的砂、石。当拌合物坍落度太小时，保持水灰比不变，增加适量的水泥浆；坍落度太大，保持砂率不变，增加适量砂、石。尽量掺用外加剂。省建研院省建研院第104页/共231页 混凝土凝结时间的检测 检测不同质量及环境下混凝土拌合物凝结时间，可以控制现场施工流程。本检测方法适用于从混凝土拌合物中筛出的砂浆用贯入阻力法来确定坍落度值不为零的拌合物凝结试件的检测。省建研院省建研院第105页/共231页 检测设备和仪器 加荷装置：最大值不小于1000N 测针：长为100mm，承压面积为100mm2、50mm2和20mm2;距贯入端25mm处有一圈标记；标准筛：筛孔为5mm；砂浆试样筒：配有盖子 省建研院省建研院第106页/共231页 检测步骤 省建研院省建研院用4.75标准筛筛出砂浆后，一次装入三个试样筒中，插捣、振实，低于筒口10mm置于温度为202环境中，并始终保持，除在吸取泌水或进行贯入是检测外，始终加盖凝结时间测定从水泥加水开始，每隔0.5h测定一次记录贯入压力以及测试试件在102s内均匀贯入252mm深度，压力精确10N，试件精确值1min;测点间距大于测针直径两倍且不小于15mm，距筒壁不小于25mm第107页/共231页测针选用表 贯入测试在0.228MPa之间至少进行6次，直至贯入阻力大于28MPa 省建研院省建研院贯入阻力MPa0.23.53.5202028测针面积mm21005020第108页/共231页 当贯入阻力为3.5MPa时为初凝时间ts，贯入阻力为28MPa时为终凝时间te。用三个检测结果的初、终凝时间的算术平均值作为检测结果；如果三个结果中最大值或最小值有一个与中间值的差超过中间值的10%，则以中间值为结果；若都超过中间值的10%，则此次检测结果无效。省建研院省建研院第109页/共231页 硬化混凝土的力学性能硬化混凝土的力学性能 强度是硬化混凝土最重要的性质，混凝土的其他性能与强度均有密切关系，混凝土的强度也是配合比设计、施工控制和质量检验评定的主要技术指标。混凝土的强度主要有抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗剪强度等。其中抗压强度值最大，也是最主要的强度指标。省建研院省建研院第110页/共231页 混凝土受压破坏过程混凝土受压破坏过程 省建研院省建研院在混凝土成型过程中，由于收缩和泌水作用会在混凝土内部和表面形成界面裂缝。荷载达极限荷载30%之前，界面裂缝无明显变化荷载超过极限荷载30%，界面裂缝开始增长，但未出现明显裂缝荷载达极限荷载70%90%，砂浆中出现裂缝，并互相连接超过极限荷载，连续裂缝急速发展，混凝土承载力下降，至破坏第111页/共231页 混凝土抗压强度和等级 根据我国普通混凝土力学性能试验方法（GBJ81）规定，立方体试件的标准尺寸为150mm150mm150mm；标准养护条件为温度202，相对湿度95%以上；标准龄期为28天。在上述条件下测得的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度混凝土立方体抗压强度，以 表示。省建研院省建研院试件尺寸共3种分别为100mm100mm100mm 150mm150mm150mm 200mm200mm200mm第112页/共231页 省建研院省建研院试件尺寸mm骨料最大粒径mm抗压强度换算系数10010010031.50.95150150150401200200200631.05第113页/共231页 根据混凝土结构设计规范（GB500102002），混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，混凝土立方体抗压强度标准值是指标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期用标准方法测得的具有95%保证率的抗压强度。省建研院省建研院第114页/共231页混凝土的强度等级混凝土的强度等级 根据混凝土质量控制标准（GB501641992）规定，强度等级采用符号C和相应的标准值表示，如C30表示立方体抗压强度标准值为30MPa，亦即混凝土立方体抗压强度30MPa的概率要求95%以上。省建研院省建研院第115页/共231页 混凝土强度等级的划分主要是为了方便设计、施工验收等。强度等级的选择主要根据建筑物重要性、结构部位和荷载情况初步选择。省建研院省建研院第116页/共231页 影响混凝土强度的主要因素 分析影响混凝土强度各因素的目的，在于可根据工程实际情况，采取相应技术措施，提高混凝土的强度。省建研院省建研院水泥强度、水灰比和骨料质量施工条件、养护温度、湿度、龄期、试验条件和外加剂等等。内因外因第117页/共231页 水泥强度和水灰比 混凝土的强度主要来自水泥石以及与骨料之间的粘结强度，试验证明，混凝土与水泥强度成正比关系。水泥完全水化的理论需水量约为水泥重的23%左右，但实际拌制混凝土时，为获得良好的和易性，水灰比大约在0.400.65之间，多余水分蒸发后，在内部留下孔隙，且水灰比越大，留下的孔隙越大，使有效承压面积减少，混凝土强度也就越小。省建研院省建研院第118页/共231页 另一方面，多余水分在混凝土内的迁移过程中遇到粗骨料的阻碍，水分往往在其底部积聚，形成水泡，极大地削弱砂浆与骨料的粘结强度，使混凝土强度下降。因此，在水泥强度和其他条件相同的情况下，水灰比越小，混凝土强度越高，水灰比越大，混凝土强度越低。但水灰比太小，混凝土过于干稠，使得不能保证振捣均匀密实，强度反而降低。省建研院省建研院粗骨料与水泥石间界面是混凝土强度最薄弱部位第119页/共231页 省建研院省建研院第120页/共231页 骨料的品质 骨料中的有害物质含量高，则混凝土强度低，骨料自身强度不足，也可能降低混凝土强度。当粗骨料中针片状含量较高时，将降低混凝土强度，对抗折强度的影响更显著。所以在骨料选择时要尽量选用接近球状体的颗粒。省建研院省建研院第121页/共231页 施工条件施工条件 施工条件主要指搅拌和振捣成型。一般来说机械搅拌比人工搅拌均匀，因此强度也相对较高；搅拌时间越长，混凝土强度越高，但考虑到能耗、施工进度等，一般要求控制在23min之间；投料方式对强度也有一定影响，如先投入粗骨料、水泥和适量水搅拌一定时间，再加入砂和其余水，能比一次全部投料搅拌提高强度10%左右。省建研院省建研院第122页/共231页 省建研院省建研院第123页/共231页 省建研院省建研院第124页/共231页龄期 龄期是指混凝土在正常养护下所经历的时间。随养护龄期增长，水泥水化程度提高，凝胶体增多，自由水和孔隙率减少，密实度提高，混凝土强度也随之提高。最初的7天内强度增长较快，而后增幅减少，28天以后，强度增长更趋缓慢，但如果养护条件得当，则在数十年内仍将有所增长。省建研院省建研院第125页/共231页提高混凝土强度的措施 根据上述影响混凝土强度的因素分析，提高混凝土强度可从以下几方面采取措施：（1）采用高标号水泥。（2）尽可能降低水灰比，或采用干硬性混凝土。（3）采用优质砂石骨料，选择合理砂率。（4）采用机械搅拌和机械振捣，确保搅拌均匀性和振捣密实性，加强施工管理。省建研院省建研院第126页/共231页 （5）掺入减水剂或早强剂，提高混凝土的强度或早期强度。（6）改善养护条件，保证一定的温度和湿度条件，必要时可采用湿热处理，提高早期强度。（7）掺硅灰或超细矿渣粉也是提高混凝土强度的有效措施。省建研院省建研院第127页/共231页混凝土力学性能检测 混凝土立方体抗压强度的检测 检测立方体抗压强度，可用以检测材料的质量确定、校准配合比，并为控制施工质量提供依据。水泥混凝土立方体抗压强度是以同龄期为一组，每组至少3个同时制作并共同养护的混凝土试件。省建研院省建研院第128页/共231页 混凝土时间的尺寸按骨料的最大粒径规定，共分为三种，其中标准试件为150mm 150mm 150mm。省建研院省建研院试件尺寸 mm骨料最大粒径 mm抗压强度换算系数100mm 100mm 100mm31.50.95150mm 150mm 150mm401200mm 200mm 200mm631.05第129页/共231页试件的制作 成型前，试模内应涂抹脱模剂，并保证不与混凝土发生反应；取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短时间内完成，一般不宜超过15min；省建研院省建研院第130页/共231页 根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm的混凝土采用振动捣实；大于70mm的宜用捣棒人工捣实，检验现浇混凝土或预构件混凝土，成型方法与实际方法相同。省建研院省建研院第131页/共231页 采用振动台振实时，应将拌合物一次装入试模，使混凝土拌合物高出试模，并用抹刀插捣；开启振动台，振动应持续到表面出浆为止，不得过振。省建研院省建研院第132页/共231页u 采用人工振捣时，应分两层装模，厚度大致相等；u 捣棒应螺旋方向从边缘向中心进行，插捣底层混凝土时，应到达试模底部；插捣上层时，应