jA第四章水泥混凝土及砂浆.ppt

jA第四章 水泥混凝土及砂浆 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望概概 述述l一、混凝土的概念：一、混凝土的概念：l 混凝土是由胶凝材料，水和粗、细骨混凝土是由胶凝材料，水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。间硬化而成的人造石材。“混凝土混凝土”“”“砼砼”l二、混凝土的分类：二、混凝土的分类：l（一）按表观密度的大小分类（一）按表观密度的大小分类：l 1 1、重混凝土、重混凝土干干 2600kg/m2600kg/m3 3l 2 2、普通混凝土、普通混凝土干干 =1950=19502500kg/m2500kg/m3 3l 3 3、轻混凝土、轻混凝土干干 1950kg/m1950kg/m3 3 轻混凝土又分为：轻混凝土又分为：（1 1）轻骨料混凝土）轻骨料混凝土干干 =800=8001950kg/m1950kg/m3 3 （2 2）多孔混凝土）多孔混凝土干干 =300=3001000kg/m1000kg/m3 3 （3 3）大孔混凝土：）大孔混凝土：普通大孔混凝土普通大孔混凝土干干 =1500=15001900kg/m1900kg/m3 3 轻骨料大孔砼轻骨料大孔砼干干 =500=5001500kg/m1500kg/m3 3 （二）按混凝土的抗压强度的大小分类：（二）按混凝土的抗压强度的大小分类：1 1、普通混凝土、普通混凝土 2 2、高强砼、高强砼ffcucu 60MPa 60MPa 3 3、超高强砼、超高强砼ffcu 100MPa 100MPa（三）按砼生产和施工方法的不同可分为：（三）按砼生产和施工方法的不同可分为：泵送砼、喷射砼、碾压砼、压力灌浆砼及商品泵送砼、喷射砼、碾压砼、压力灌浆砼及商品 砼等。砼等。（四）根据用途不同可分为（四）根据用途不同可分为：结构砼、防水混凝土、结构砼、防水混凝土、道路砼、水工砼、耐热道路砼、水工砼、耐热砼、耐酸砼、防砼、耐酸砼、防 射线砼、膨胀砼等。射线砼、膨胀砼等。（五）根据所用胶凝材料的不同可分为：（五）根据所用胶凝材料的不同可分为：水泥水泥 砼、沥青砼、石膏砼、水玻璃砼、硅酸盐砼、沥青砼、石膏砼、水玻璃砼、硅酸盐砼及聚合物混凝土等。砼及聚合物混凝土等。三、混凝土的特点：三、混凝土的特点：l（一）混凝土的优点：（一）混凝土的优点：l1 1、原材料丰富、价格低廉、可就地取材。、原材料丰富、价格低廉、可就地取材。l2 2、有良好的可塑性，易于塑制成型。、有良好的可塑性，易于塑制成型。l3 3、易于配制不同性能的砼。、易于配制不同性能的砼。l4 4、具有较高的力学强度和良好的耐久性。、具有较高的力学强度和良好的耐久性。l5 5、可充分利用工业废料，有利于环境保护。、可充分利用工业废料，有利于环境保护。l（二）混凝土的缺点：（二）混凝土的缺点：l1 1、自重大、比强度小。、自重大、比强度小。l2 2、脆性大、易开裂。、脆性大、易开裂。l3 3、施工周期长，质量波动大。、施工周期长，质量波动大。第一节第一节 普通混凝土的原材料普通混凝土的原材料 l概述：概述：l 普通混凝土的概念：普通混凝土的概念：普通混凝土是指普通混凝土是指采用水泥、砂、石和水配制而成的表观密采用水泥、砂、石和水配制而成的表观密度为度为2100210025002500的人造石材。的人造石材。l一、普通混凝土组成材料作用一、普通混凝土组成材料作用 l（一）水泥（一）水泥+水水水泥浆水泥浆 l 1 1、硬化前、硬化前包裹和润滑。包裹和润滑。l 2 2、硬化后、硬化后胶结和填充。胶结和填充。l （二）粗、细集料：（二）粗、细集料：l 硬化前后主要起硬化前后主要起骨架骨架作用，占混凝土总体积的作用，占混凝土总体积的l707080%80%，所以又称粗细集料为，所以又称粗细集料为“骨料骨料”l二、普通混凝土组成材料的技术要求二、普通混凝土组成材料的技术要求 l （一）水泥（一）水泥 1 1、水泥品种的选择、水泥品种的选择 l 根据混凝土工程性质与特点、工程所处环境及根据混凝土工程性质与特点、工程所处环境及l施工条件按所掌握的各种水泥特性进行合理选择。施工条件按所掌握的各种水泥特性进行合理选择。2 2、水泥强度等级的选择、水泥强度等级的选择 水泥强度等级的选择应当与所设计混凝土的强度水泥强度等级的选择应当与所设计混凝土的强度等级相适应等级相适应,一般以水泥强度为混凝土强度的一般以水泥强度为混凝土强度的1.51.5倍倍左右为宜左右为宜,对于高强度的混凝土可取对于高强度的混凝土可取1 1倍左右。倍左右。注意：注意：工程中不正确观点一工程中不正确观点一 六大通用水泥新标准与老标准的差异六大通用水泥新标准与老标准的差异,仅是仅是下降一级的强度等级下降一级的强度等级,等同于水泥标号。等同于水泥标号。原因：原因：正确作法：正确作法：我国水泥新标准是强制性的国家标准我国水泥新标准是强制性的国家标准,必须必须贯彻执行。所以应熟知新、老标准间的不同点贯彻执行。所以应熟知新、老标准间的不同点,并以新标准为准绳并以新标准为准绳,指导水泥的生产和应用。指导水泥的生产和应用。工程中不正确观点二：工程中不正确观点二：不同品种、等级的水泥混用不同品种、等级的水泥混用原因：原因：正确作法：正确作法：不同品种的水泥具有不同的性能特点不同品种的水泥具有不同的性能特点,理解理解水泥的特点是正确选择水泥品种的基础。在工程水泥的特点是正确选择水泥品种的基础。在工程中通常按环境条件、工程特点、混凝土所处部位中通常按环境条件、工程特点、混凝土所处部位选择相应的水泥选择相应的水泥,通用水泥的特性和适用范围在通用水泥的特性和适用范围在一般的建筑材料教材中都有表格说明。一般的建筑材料教材中都有表格说明。工工 程程 示示 例例l 某施工队使用以煤渣掺量某施工队使用以煤渣掺量为为3030的火山灰水泥铺筑路面，的火山灰水泥铺筑路面，见图。使用两年后，表面耐磨见图。使用两年后，表面耐磨性差，已出现露石，且表面有性差，已出现露石，且表面有微裂缝。微裂缝。l 对于水泥混凝土路面，对于水泥混凝土路面，“水泥可采用硅酸盐水泥、普通水泥可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面，也可以中等及轻交通的路面，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。采用矿渣硅酸盐水泥。”所以所以说火山灰水泥铺筑路面是选用说火山灰水泥铺筑路面是选用水泥不当。水泥不当。(二二)骨料骨料 l1.1.细骨料细骨料l 粒径粒径4.75 mm4.75 mm以下的骨料称为细骨料，俗称砂。以下的骨料称为细骨料，俗称砂。l (1)(1)细骨料的种类及其特性：细骨料的种类及其特性：l 砂按产源分为砂按产源分为天然砂天然砂、人工砂人工砂两类。两类。l A A：天然砂：天然砂：是由自然风化、水流搬运和分是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于选、堆积形成的、粒径小于4.75 mm4.75 mm的岩石颗粒。的岩石颗粒。l 根据产源不同，天然砂可分为：根据产源不同，天然砂可分为：河砂、湖砂：河砂、湖砂：其颗粒圆滑，比较洁净，产其颗粒圆滑，比较洁净，产源广。源广。山砂：山砂：与河砂相比有棱角，表面粗糙，但与河砂相比有棱角，表面粗糙，但 含泥量和有机杂质含量较多；含泥量和有机杂质含量较多；淡化海砂：淡化海砂：虽然有河砂的优点，但常混有贝虽然有河砂的优点，但常混有贝壳碎片等杂质，另外盐分含量较多。壳碎片等杂质，另外盐分含量较多。一般工程上多使用河砂，如使用山砂和海砂应一般工程上多使用河砂，如使用山砂和海砂应按技术要求进行检验。按技术要求进行检验。B B：人工砂：人工砂：是天然岩石由人工破碎得到的粒是天然岩石由人工破碎得到的粒径经小于径经小于4.75 mm4.75 mm的岩石颗粒经除土处理的机制砂、的岩石颗粒经除土处理的机制砂、混合砂的统称。混合砂的统称。国家标准国家标准GB/T 14684GB/T 1468420012001建筑用砂建筑用砂规定规定了建筑用砂的技术要求。了建筑用砂的技术要求。（2 2）细骨料的技术性质：）细骨料的技术性质：l 颗粒级配及粗细程度颗粒级配及粗细程度、颗粒形状和表面颗粒形状和表面特征特征、强度强度、坚固性坚固性、含泥量、泥块含量含泥量、泥块含量、有有害物质害物质及及碱集料反应碱集料反应等。等。l11：有害杂质：有害杂质：l 骨料除不应混有草根、树叶、树枝、塑骨料除不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块、炉渣等杂物外，对卵石和碎石中的料、煤块、炉渣等杂物外，对卵石和碎石中的有机物、硫化物及硫酸盐作出限制，另还对砂有机物、硫化物及硫酸盐作出限制，另还对砂中的云母、轻物质、氯化物作出限制。中的云母、轻物质、氯化物作出限制。硫化物、硫酸盐、有机物及云母硫化物、硫酸盐、有机物及云母等对水泥等对水泥石有腐蚀作用，会降低混凝土的耐久性。石有腐蚀作用，会降低混凝土的耐久性。云母及轻物质（表观密度小于云母及轻物质（表观密度小于2.0 kg/m3），它们本身强度低，与水泥石黏结不牢，因而会降它们本身强度低，与水泥石黏结不牢，因而会降低混凝土强度及耐久性。低混凝土强度及耐久性。氯离子氯离子对钢筋有腐蚀作用，当采用海砂配制对钢筋有腐蚀作用，当采用海砂配制钢筋混凝土时，海砂中氯离子含量不应大于钢筋混凝土时，海砂中氯离子含量不应大于0.06（以干砂的质量计），对预应力混凝土，则不宜（以干砂的质量计），对预应力混凝土，则不宜用海砂。用海砂。含泥量含泥量是指天然砂粒径小于是指天然砂粒径小于75 m的颗粒含量。的颗粒含量。砂中的原粒径大于砂中的原粒径大于1.18 mm，经水浸洗、手捏，经水浸洗、手捏后小于后小于0.60 mm的颗粒含量称为砂的的颗粒含量称为砂的泥块含量泥块含量。22颗粒形状及表面特征：颗粒形状及表面特征：l 集料的颗粒形状和表面特征对水泥集料的颗粒形状和表面特征对水泥混凝土和沥青混合料的性能有显著的影混凝土和沥青混合料的性能有显著的影响。通常，集料颗粒有浑圆状、多棱角响。通常，集料颗粒有浑圆状、多棱角状、针状和片状四种类型的形状。状、针状和片状四种类型的形状。l 其中，较好的是接近球体或立方体其中，较好的是接近球体或立方体的浑圆状和多棱角状颗粒。而呈细长和的浑圆状和多棱角状颗粒。而呈细长和扁平的针状和片状颗粒对水泥混凝土的扁平的针状和片状颗粒对水泥混凝土的和易性、强度和稳定性等性能有不良影和易性、强度和稳定性等性能有不良影响。响。集料的表面特征集料的表面特征又称又称表面结构表面结构，是指集，是指集料表面的粗糙程度及孔隙特征等。料表面的粗糙程度及孔隙特征等。集料按表面特征分为光滑的、平整的和集料按表面特征分为光滑的、平整的和粗糙的颗粒表面。粗糙的颗粒表面。集料的表面特征主要影响混凝土的和易集料的表面特征主要影响混凝土的和易性和与胶结料的粘结力，表面粗糙的集料制性和与胶结料的粘结力，表面粗糙的集料制作的混凝土的和易性较差，但与胶结料的粘作的混凝土的和易性较差，但与胶结料的粘结力较强；反之，表面光滑的集料制作的混结力较强；反之，表面光滑的集料制作的混凝土的和易性较好，一般与胶结料的粘结力凝土的和易性较好，一般与胶结料的粘结力较差。较差。33砂的颗粒级配及粗细程度砂的颗粒级配及粗细程度lA A：颗粒级配及粗细程度的概念：颗粒级配及粗细程度的概念：l颗粒级配颗粒级配是指粒径大小不同的集料相互搭是指粒径大小不同的集料相互搭配的比例情况。配的比例情况。砂的粗细程度：砂的粗细程度：是指不同粒径的砂粒混合是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度在一起后的平均粗细程度。B B：筛分析试验：筛分析试验：砂子的粗细程度和颗粒级配砂子的粗细程度和颗粒级配,通常采用筛分通常采用筛分析的方法进行测定析的方法进行测定，所用筛子为孔径为，所用筛子为孔径为 4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm的标准筛。的标准筛。在具体计算时，在具体计算时，Ai我们只取百分数的分子部分。我们只取百分数的分子部分。C C：砂的颗粒级配、粗细程度的表证参数：砂的颗粒级配、粗细程度的表证参数 A A：砂的粗细程度的表证参数：细度模数：砂的粗细程度的表证参数：细度模数 f f B B：砂的颗粒级配的表证参数：砂的颗粒级配的表证参数：级配区和级配曲线级配区和级配曲线细骨料级配评定表细骨料级配评定表筛孔尺寸（筛孔尺寸（mm)1区区2区区3区区9.500004.751001001002.363552501001.18653550102500.608571704140160.309580927085550.151009010090100902.2.粗骨料粗骨料 l（1 1）粗骨料的种类及其特性粗骨料的种类及其特性 l普通混凝土常用的粗骨料有碎石与卵石两种。普通混凝土常用的粗骨料有碎石与卵石两种。l（2 2）混凝土用碎石或卵石的质量要求）混凝土用碎石或卵石的质量要求l建筑用碎石、卵石建筑用碎石、卵石(GB/T14685-2001)(GB/T14685-2001)l普普通通混混凝凝土土用用碎碎石石或或卵卵石石质质量量标标准准及及检检验验方方法法(JGJ53-92)(JGJ53-92)有害物质含量有害物质含量 泥和泥块含量泥和泥块含量 泥：泥：粒径小于粒径小于0.075mm0.075mm的颗粒。的颗粒。泥块：泥块：粒径大于粒径大于4.75mm4.75mm经水洗、手捏后小于经水洗、手捏后小于2.36mm2.36mm的颗粒。的颗粒。碱活性骨料：碱活性骨料：指含有活性指含有活性SiOSiO2 2的岩石颗粒。的岩石颗粒。强度：强度：工程中主要用骨料的压碎指标值的大小来表证工程中主要用骨料的压碎指标值的大小来表证骨料强度的大小。骨料强度的大小。压碎指标压碎指标颗粒形状颗粒形状 针状颗粒：是指颗粒长度大于该颗粒所针状颗粒：是指颗粒长度大于该颗粒所在粒级平均粒径在粒级平均粒径 2.4 2.4 倍的颗粒。倍的颗粒。片状颗粒：是指颗粒厚度小于该颗粒所片状颗粒：是指颗粒厚度小于该颗粒所在粒级平均粒径在粒级平均粒径 0.4 0.4 倍的颗粒。倍的颗粒。最大粒径最大粒径 粗骨料公称粒级的上限粗骨料公称粒级的上限 按混凝土结构工程施工及验收规范按混凝土结构工程施工及验收规范 (GB50204-2002)(GB50204-2002)的规定的规定,混凝土用粗骨料的最混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/41/4,且且不得大于不得大于钢筋间最小净距的钢筋间最小净距的3/43/4。对于混凝土实心板。对于混凝土实心板,骨料的最大粒径不宜超过板厚的骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/31/3,且不得超过且不得超过40mm40mm。颗粒级配颗粒级配 标准筛的孔径为标准筛的孔径为 2.36 2.36、4.754.75、9.59.5、1616、1919、26.526.5、31.531.5、37.537.5、5353、6363、75 75 及及 90mm 90mm 等共等共 12 12 个筛。个筛。粗骨料的级配有连续级配和间断级配两粗骨料的级配有连续级配和间断级配两种。种。连续级配是石子由小到大各粒级相连的连续级配是石子由小到大各粒级相连的级配。级配。间断级配是指石子用小颗粒的粒级直接间断级配是指石子用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配和大颗粒的粒级相配,中间为不连续的级配，中间为不连续的级配，工程中不宜采用单一的单粒级配制混凝土工程中不宜采用单一的单粒级配制混凝土工程及生产中存在的问题工程及生产中存在的问题 l一：砂、一：砂、石骨料有害杂质含量超标石骨料有害杂质含量超标 l二：用二：用“体积体积”控制砂子的用量控制砂子的用量l三：石子最大粒径、针、片状颗粒超标三：石子最大粒径、针、片状颗粒超标（三）、混凝土拌合及养护用水（三）、混凝土拌合及养护用水 l工程中有四类水不能用来拌制砼：工程中有四类水不能用来拌制砼：l1 1、海水、海水l2 2、富有有机杂质的沼泽水、含有腐植酸、富有有机杂质的沼泽水、含有腐植酸或其他酸、盐的污水和工业废水或其他酸、盐的污水和工业废水l3 3、氢离子指数、氢离子指数PHPH4 4的水的水l4 4、影响砼物理力学性能的水、影响砼物理力学性能的水l具体工程中参照具体工程中参照JGJ63-89JGJ63-89的规定执行的规定执行 根据根据JGJ63-89 JGJ63-89 的规定的规定,对混凝土用水的对混凝土用水的质量要求是：质量要求是：不影响混凝土的凝结和硬化；无损于混不影响混凝土的凝结和硬化；无损于混凝土强度发展及耐久性；不加快钢筋锈蚀；凝土强度发展及耐久性；不加快钢筋锈蚀；不引起预应力钢筋脆断；不污染混凝土表面不引起预应力钢筋脆断；不污染混凝土表面。第二节第二节 普通混凝土的主要普通混凝土的主要技术性质技术性质 l一、砼拌合物的和易性一、砼拌合物的和易性l （一）、和易性的概念（一）、和易性的概念 l （二）、和易性的指标及检测方法（二）、和易性的指标及检测方法 l 1 1、坍落度试验：、坍落度试验：l A A、试验方法、试验方法l B B、表征参数、表征参数 ：坍落度：坍落度l C C、适用范围：适用范围：适用于骨料最大粒径不适用于骨料最大粒径不l超过超过40mm40mm，坍落度值不小于，坍落度值不小于10mm10mm的混凝土拌合的混凝土拌合物流动性的测定。物流动性的测定。2 2、维勃稠度试验、维勃稠度试验 A A、试验方法、试验方法 B B、表征参数、表征参数 C C、适用范围：适用于骨料最大粒径不超过、适用范围：适用于骨料最大粒径不超过40mm40mm，维勃稠度在，维勃稠度在5 530s30s的混凝土拌合物流动的混凝土拌合物流动性的测定。性的测定。（三）和易性的选择：（三）和易性的选择：见课本见课本P102表表4-19砼拌合物和易性实验设备砼拌合物和易性实验设备（四）、影响和易性的因素（四）、影响和易性的因素 l 1 1、水泥浆用量、水泥浆用量l规律规律：在水灰比不变的情况下，单位体积拌合物：在水灰比不变的情况下，单位体积拌合物内的水泥浆含量愈高，拌合物的流动性愈大（前内的水泥浆含量愈高，拌合物的流动性愈大（前提是拌合物未出现流浆现象。）提是拌合物未出现流浆现象。）l 2 2、水泥浆的稠度（亦即水灰比）、水泥浆的稠度（亦即水灰比）l规律规律：在水泥用量一定的情况下，水灰比愈小，：在水泥用量一定的情况下，水灰比愈小，水泥浆的稠度愈大，拌合物的流动性愈小。水泥浆的稠度愈大，拌合物的流动性愈小。l 1 1、2 2归结为单位体积用水量对拌合物的影响。归结为单位体积用水量对拌合物的影响。l 3 3、砂率、砂率 l 砂率砂率指砼中砂的质量占砂、石总质量的百指砼中砂的质量占砂、石总质量的百分比。分比。影响规律见影响规律见P105P105图图4-114-11、12 12 l 合理砂率：合理砂率：是指在用水量及水泥用量是指在用水量及水泥用量定时，定时，能使砼拌合物获得最大流动性，且粘聚性及保水性能使砼拌合物获得最大流动性，且粘聚性及保水性良好的砂率值。良好的砂率值。4 4、水泥品种和骨料的性质、水泥品种和骨料的性质 5 5、外加剂、外加剂 6 6、温度与时间、温度与时间 提高温度会使砼拌合物的坍落度减小，据测定，提高温度会使砼拌合物的坍落度减小，据测定，温度每增高温度每增高1010，坍落度大约减少，坍落度大约减少202040mm 40mm 随着时间的延长，砼拌合物的坍落度也会逐渐随着时间的延长，砼拌合物的坍落度也会逐渐降低降低,原因是由于拌合物的一些水被骨料吸收、一部原因是由于拌合物的一些水被骨料吸收、一部分水蒸发损失以及化学反应等。分水蒸发损失以及化学反应等。坍落度随时间的减小称为坍落度损失，施工中坍落度随时间的减小称为坍落度损失，施工中应考虑到这个因素。应考虑到这个因素。（五）改善和易性的措施（五）改善和易性的措施l 1 1、通过试验，采用合理砂率，并尽可能、通过试验，采用合理砂率，并尽可能的采用较低的砂率。的采用较低的砂率。l 2 2、改善砂石的级配。、改善砂石的级配。l 3 3、在可能的条件下，尽量选用较粗的砂、在可能的条件下，尽量选用较粗的砂、石。石。l 4 4、有条件时尽量掺用外加剂。、有条件时尽量掺用外加剂。（六）砼拌合物和易性的调整原则：（六）砼拌合物和易性的调整原则：当砼拌合物坍落度太小时，保持水灰比不当砼拌合物坍落度太小时，保持水灰比不变，增加水泥浆的用量；当砼拌合物的坍落度变，增加水泥浆的用量；当砼拌合物的坍落度太大时、粘聚性良好时，保持砂率不变，增加太大时、粘聚性良好时，保持砂率不变，增加砂石用量。砂石用量。二、二、普通混凝土的强度普通混凝土的强度 l 1 1、砼立方体抗压强度、砼立方体抗压强度 l 根根据据标标准准试试验验方方法法，规规定定以以边边长长为为150mm150mm的的立立方方体体试试件件为为标标准准试试件件，在在标标准准养养护护条条件件（温温度度203203、相相对对湿湿度度90%90%以以上上）下下，养养护护到到2828天天，测测定定其其抗抗压压强强度度来来确确定定。以以f fcucu来来表示。表示。l注注：标标准准试试验验方方法法包包括括试试件件成成型型方方法法、试试件破型时的加荷速度。件破型时的加荷速度。砼强度检验用实验设备砼强度检验用实验设备不同尺寸砼立方体试件不同尺寸砼立方体试件抗压强度换算系数抗压强度换算系数l100mm100mm试件试件换算系数为换算系数为0.950.95l200mm200mm试件试件换算系数为换算系数为1.051.05 2 2、砼立方体抗压强度标准值：、砼立方体抗压强度标准值：是指按标准试验方法测得的立方体抗压强是指按标准试验方法测得的立方体抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过率不超过5 5（亦即具有（亦即具有9595保证率的立方体保证率的立方体抗压强度）。抗压强度）。3 3、砼强度等级：、砼强度等级：是指按照砼立方体抗压强度标准值划分出是指按照砼立方体抗压强度标准值划分出的不同的强度范围。的不同的强度范围。C10 C10、C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C25C25、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55及及C60C60等十二个等级。等十二个等级。4 4、混凝土的轴心抗压强度、混凝土的轴心抗压强度fcpfcp （1 1）轴心抗压强度试验用标准试件尺寸：）轴心抗压强度试验用标准试件尺寸：150 150 x150 x300mmx150 x300mm （2 2）普通混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强）普通混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度间的换算关系：度间的换算关系：fcp=0.7fcp=0.70.8fcu0.8fcu 5 5、混凝土的抗拉强度、混凝土的抗拉强度6 6、混凝土的抗折强度、混凝土的抗折强度l（1 1）标准试件尺寸：）标准试件尺寸：l 150 x150 x600 150 x150 x600（550550）mmmml（2 2）混凝土抗折强度计算公式：）混凝土抗折强度计算公式：l（3 3）尺寸换算系数与折算系数：）尺寸换算系数与折算系数：l 100mm 100mm400mm400mm为为0.850.85；l 跨中单点加载再乘跨中单点加载再乘0.850.857 7、影响砼强度的因素、影响砼强度的因素 l（1 1）、水泥强度等级和水灰比）、水泥强度等级和水灰比l A A、B B系数为经验系数，与粗骨料的品种系数为经验系数，与粗骨料的品种有关：有关：l 碎石：碎石：A=0.46 B=0.07A=0.46 B=0.07l 卵石：卵石：A=0.48 B=0.33A=0.48 B=0.33 1由本公式由本公式得出得出的水泥强度等级、水灰比对砼立的水泥强度等级、水灰比对砼立方体抗压强度的方体抗压强度的影响规律影响规律为：为：在水灰比一定的情况下，水泥的强度等级越高，在水灰比一定的情况下，水泥的强度等级越高，混凝土的立方体抗压强度越大；在水泥的强度等级混凝土的立方体抗压强度越大；在水泥的强度等级一定的情况下，水灰比越小，混凝土的立方体抗压一定的情况下，水灰比越小，混凝土的立方体抗压强度越大。强度越大。22保罗米公式在工程中的应用：保罗米公式在工程中的应用：A A：已知配制混凝土用水泥的强度等级、水灰比，：已知配制混凝土用水泥的强度等级、水灰比，估算标准养护条件下混凝土估算标准养护条件下混凝土2828天的抗压强度。天的抗压强度。B B：已知要求配制的混凝土的立方体抗压强度值、：已知要求配制的混凝土的立方体抗压强度值、水泥的强度等级，计算配制混凝土时应采用的水灰比。水泥的强度等级，计算配制混凝土时应采用的水灰比。C C、已知要求配制的混凝土的立方体抗压强度值、已知要求配制的混凝土的立方体抗压强度值、拟采用的水灰比值，确定水泥的强度等级。拟采用的水灰比值，确定水泥的强度等级。（2 2）、骨料的种类、质量及数量）、骨料的种类、质量及数量l（3 3）、养护条件与龄期）、养护条件与龄期lA A：养护条件：养护条件-养护温度和湿度养护温度和湿度l 规规律律：在在保保证证水水泥泥正正常常水水化化的的前前提提下下，养养护护温温度度越越高高，砼砼的的强强度度发发展展速速度度（不不是是强强度度）越大。越大。lB B：龄龄期期-规规律律：在在水水泥泥正正常常水水化化前前提提下下，养养护护龄期越长，砼的强度越高。龄期越长，砼的强度越高。l本公式的应用条件：本公式的应用条件：l 1 1：配制砼用水泥为普通硅酸盐水泥：配制砼用水泥为普通硅酸盐水泥l 2 2：砼采用标准养护方式养护。：砼采用标准养护方式养护。l 3 3：龄期：龄期n n不小于不小于3 3。l（4 4）、施工方法及施工质量）、施工方法及施工质量l（5 5）、试验条件）、试验条件l 试验条件主要考虑：试件尺寸、加荷速度等。试验条件主要考虑：试件尺寸、加荷速度等。8 8、提高混凝土强度的措施、提高混凝土强度的措施 l提高强度的措施有以下五点；提高强度的措施有以下五点；l(1)(1)、采用高等级水泥。、采用高等级水泥。l(2)(2)、减减小小水水灰灰比比，或或采采用用用用水水量量较较少少的的干干硬性砼。硬性砼。l(3)(3)、改改进进施施工工工工艺艺、采采用用机机械械搅搅拌拌和和机机械械振捣振捣l(4)(4)、采用湿热处理。湿热处理有两种方法。、采用湿热处理。湿热处理有两种方法。l(5)(5)、掺入砼外加剂、掺合料、掺入砼外加剂、掺合料 工程中存在的问题工程中存在的问题 l混凝土抗压强度值等同于强度等级混凝土抗压强度值等同于强度等级 三、混凝土的变形性能三、混凝土的变形性能l1 1、化学收缩：、化学收缩：l2 2、干湿变形：、干湿变形：A-A-湿涨湿涨l B-B-干缩干缩l3 3、温度变形：注意砼的温度膨胀系数、温度变形：注意砼的温度膨胀系数l 10X10 10X10-5-5l4 4、在荷载作用下的变形：、在荷载作用下的变形：l （1 1）在短期荷载作用下的变形）在短期荷载作用下的变形l 1 1）混凝土的弹塑性变形）混凝土的弹塑性变形l 2 2）混凝土的变形模量）混凝土的变形模量-静力弹性模量静力弹性模量（2 2）徐变）徐变 A A：概念：概念砼在长期荷载作用下，沿作用力方砼在长期荷载作用下，沿作用力方向产生的随时间而增长的变形。向产生的随时间而增长的变形。B B：徐变的特点：徐变的特点在荷载不变的情况下，随时在荷载不变的情况下，随时间的增加而增长；早期增长快，后期增长速度变间的增加而增长；早期增长快，后期增长速度变慢；不可完全恢复。慢；不可完全恢复。C C：徐变产生的机理：徐变产生的机理：1 10 0渗出假说：渗出假说：2 20 0粘性流动学说：粘性流动学说：D D：徐变的影响因素：徐变的影响因素：1 10 0环境湿度，环境湿度，2 20 0水泥和水灰比，水泥和水灰比，3 30 0骨料和骨料体积率，骨料和骨料体积率，4 40 0尺寸效应，尺寸效应，5 50 0应力状态，应力状态，6 60 0温度。温度。四、普通混凝土的耐久性四、普通混凝土的耐久性 l A A：耐久性的概念：耐久性的概念：l 混凝土的耐久性是指混凝土在所处环境及混凝土的耐久性是指混凝土在所处环境及使用条件下经久耐用的性能使用条件下经久耐用的性能 。l（一）混凝土的抗渗性（一）混凝土的抗渗性 l A A、概念：、概念：l B B、表征参数：、表征参数：a-a-抗渗系数抗渗系数l b-b-抗渗等级抗渗等级（二）抗冻性（二）抗冻性 l A A、概念：、概念：l B B、表征参数：抗冻等级、表征参数：抗冻等级l(三三)抗侵蚀性抗侵蚀性l(四四)混凝土的碳化混凝土的碳化l 1 1碳化及其对混凝土性质的影响碳化及其对混凝土性质的影响 l Ca(OH)Ca(OH)2 2+C0+C02 2+nH+nH2 20 CaC00 CaC03 3+(n+1)H+(n+1)H2 2O O l 碳化过程是空气中的碳化过程是空气中的COCO2 2由表及里向混凝由表及里向混凝l土内部扩散的过程。碳化对混凝土性质有明显土内部扩散的过程。碳化对混凝土性质有明显l影响，主要有以下三方面：影响，主要有以下三方面：(1)(1)混凝土的碱度降低，减弱了对钢筋的保护作混凝土的碱度降低，减弱了对钢筋的保护作用用.(2)(2)混凝土收缩显著增加混凝土收缩显著增加 (3)(3)混凝土抗压强度有所提高混凝土抗压强度有所提高 2 2、影响混凝土碳化速度的主要因素（、影响混凝土碳化速度的主要因素（6 6项）项）(1)(1)水泥品种和混合材料掺量水泥品种和混合材料掺量 (2)(2)水灰比水灰比 (3)(3)碳化时间碳化时间 (4)(4)环境的湿度环境的湿度 (5)(5)环境中环境中COCO2 2的浓度的浓度 (6)(6)外加剂外加剂 (五五)碱碱骨料反应骨料反应(Alkali-Aggregate.Reaction(Alkali-Aggregate.Reaction简称简称AAR)AAR)l1 1、碱、碱骨料反应的概念：骨料反应的概念：l 碱碱骨骨料料反反应应是是指指混混凝凝土土内内水水泥泥中中的的碱碱性性氧氧化化物物(此此处处专专指指氧氧化化钠钠和和氧氧化化钾钾)含含量量较较高高时时，碱碱会会与与骨骨料料中中所所含含的的活活性性二二氧氧化化硅硅发发生生化化学学反反应应，并并在在骨骨料料表表面面生生成成一一层复杂的碱硅酸凝胶，其反应式如下；层复杂的碱硅酸凝胶，其反应式如下；l NaNa2 20 0+SiOSiO2 2+n n H H2 2ONaONa2 20 0Si0Si02 2nHnH2 2O O 这种凝胶吸水后，会产生很大的体这种凝胶吸水后，会产生很大的体积膨胀（约增大积膨胀（约增大3 3倍以上），而且膨胀倍以上），而且膨胀是无限的（即指不断吸水、不断肿胀），是无限的（即指不断吸水、不断肿胀），从而导致混凝土胀裂，这种现象称为从而导致混凝土胀裂，这种现象称为碱碱骨料反应骨料反应。2 2、混凝土发生碱、混凝土发生碱骨料反应必须骨料反应必须同时具备以下三个条件同时具备以下三个条件 l(1)(1)水水泥泥中中含含碱碱量量（K K2 20+Na0+Na2 2O O）0.60.6(折折算算成成NaNa2 2O O)；l(2)(2)砂砂、石石骨骨料料中中夹夹杂杂有有非非晶晶质质的的活活性性二二氧氧化化硅硅矿矿物物，如如蛋蛋白白石石、玉玉髓髓、鳞鳞石石英英和和燧燧石石等等，它它们们常常存存在在于于流流纹纹岩岩、安安山山岩岩、凝凝灰灰岩岩等等天天然然岩石中。岩石中。l(3)(3)有水存在。有水存在。3 3、预防碱、预防碱骨料反应的措施骨料反应的措施 l(1)(1)采用含碱量小于采用含碱量小于0.60.6的水泥的水泥l(2)(2)在水泥中掺加火山灰质混合材料，在水泥中掺加火山灰质混合材料，l如沸石岩、粉煤灰、火山灰等如沸石岩、粉煤灰、火山灰等 l(3)(3)加强骨料生产的质量控制加强骨料生产的质量控制 l(4)(4)适当掺入引气型外加剂适当掺入引气型外加剂 B B、提高混凝土耐久性的途径、提高混凝土耐久性的途径 l(1)(1)合理选择水泥品种和强度等级合理选择水泥品种和强度等级l(2)(2)选用品质良好的骨料选用品质良好的骨料 如骨料的坚固如骨料的坚固l性、有害杂质含量、级配等都应考虑。性、有害杂质含量、级配等都应考虑。l(3)(3)提高混凝土的密实度提高混凝土的密实度 l(4)(4)改善混凝土的孔隙特征以减少大的开孔改善混凝土的孔隙特征以减少大的开孔 l(5)(5)采用机械施工以保证搅拌均匀、振捣采用机械施工以保证搅拌均匀、振捣l密实，同时加强养护，特别是早期养护。密实，同时加强养护，特别是早期养护。第四节第四节 普通混凝土配合比普通混凝土配合比设计设计 l 混混凝凝土土的的配配合合比比通通常常是是指指混混凝凝土土中中水水泥泥、水水、砂、石子四种主要组成材料用量之间的比例关系。砂、石子四种主要组成材料用量之间的比例关系。l 常常用用的的表表示示方方法法有有两两种种：一一种种是是以以每每m m3 3混混凝凝土土中中各各材材料料的的用用量量（kgkg）来来表表示示的的，例例如如水水泥泥300kg300kg、水水180kg180kg、砂砂720kg720kg、石石子子1200kg1200kg；另另一一种种是是以以水水泥泥为为1 1，表表示示出出各各材材料料用用量量之之间间的的比比例例关关系系，如如上上述述数数据据可可写写成成为为水水泥泥：砂砂：石石子子1 1：2.402.40：4.0 04.0 0，水灰比，水灰比0.600.60。一、配合比设计的一般要求一、配合比设计的一般要求 l(1)(1)混混凝凝土土拌拌合合物物具具有有良良好好的的和和易易性性，以以满满足足施工施工要求；要求；l(2)(2)满足满足结构结构设计及施工进度要求的强度；设计及施工进度要求的强度；l(3)(3)满满足足具具体体要要求求的的抗抗渗渗、抗抗冻冻等等方方面面的的耐耐久久性；性；l(4)(4)在满足上述要求的前提下，做到尽量节约在满足上述要求的前提下，做到尽量节约水泥，合理地使用材料和降低成本。（水泥，合理地使用材料和降低成本。（经济经济）二、配合比设计参数的确定原则二、配合比设计参数的确定原则 l设计参数：设计参数：水灰比水灰比、砂率砂率、单位体积用水量单位体积用水量l水灰比水灰比砼强度、耐久性砼强度、耐久性l砂率砂率在保证混凝土拌合物和易性的前提下，在保证混凝土拌合物和易性的前提下，尽量选用较小的砂率，以满足经济性的要求。尽量选用较小的砂率，以满足经济性的要求。l单位体积用水量单位体积用水量要尽量小一些，以降低水泥要尽量小一些，以降低水泥浆的用量，满足和易性和经济性的要求浆的用量，满足和易性和经济性的要求 三、配合比设计的基本资料三、配合比设计的基本资料 l(1)(1)混混凝凝土土强强度度设设计计要要求求 混混凝凝土土强强度度等等级。级。l(2)(2)混混凝凝土土耐耐久久性性要要求求 混混凝凝土土所所处处环环境境条件或要求的抗冻等级及抗渗等级。条件或要求的抗冻等级及抗渗等级。l(3)(3)原材料情况原材料情况：l(4)(4)施工条件及工程性质施工条件及工程性质 四、混凝土配合比设计程序四、混凝土配合比设计程序 l(1)(1)初步配合比的计算初步配合比的计算l(2)(2)试配确定基准配合比试配确定基准配合比l(3)(3)检验强度确定试验室配合比检验强度确定试验室配合比l(4)(4)施工配合比的换算施工配合比的换算 五、配合比的设计步骤五、配合比的设计步骤 l(一一)确定初步配合比确定初步配合比l 1 1确定混凝土配制强度确定混凝土配制强度(fcu.0)(fcu.0)l 的取值：的取值：1 10 0查表（课本表查表（课本表4-304-30）l 2 20 0由施工单位的原始资料计算：由施工单位的原始资料计算：l2 2、初步确定水灰比（、初步确定水灰比（W/CW/C）及耐久性复核及