最新土木工程材料PPT课件_普通混凝土PPT课件.ppt

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1、土木工程材料土木工程材料PPT课件课件_普普通混凝土通混凝土1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、重的集料制，采用重晶石、重的集料制成，具有防御成，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。一般之间。一般在在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 ，可用作结构材料和保温绝，可用作结构材料和保温绝热材料。热材

2、料。二二 细骨料细骨料 细骨料：粒径在细骨料：粒径在150m4.75mm之间的岩石之间的岩石颗粒。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 1.砂的种类及特性砂的种类及特性 天然砂：自然风化、水流搬运形成。有海天然砂：自然风化、水流搬运形成。有海砂、山砂、河砂。砂、山砂、河砂。 人工砂：由岩石机械破碎而成。国标规定人工砂：由岩石机械破碎而成。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

3、要求分为按技术要求分为、类类2.混凝土用砂的质量技术要求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%。（4）细度模数和颗粒级配）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，混合在一定义：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，其外包裹水泥浆少，粗砂的比表面积小，其外包裹水泥浆少，用水泥量最省。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。 级配的粗细程度

4、用细度模数来表示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9.5，4.75，2.36，1.18，0.6，0.3，0.15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，称筛余克干砂试样由粗到细依次过筛，称筛余百分率进行计算百分率进行计算。分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样总质分计筛余百分率：各筛上筛余量占砂样总质量的百分率，用量的百分率，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。用计筛余百分率之和。用A

5、1A6表示。表示。%100总Ggann11.aaaAnnn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。细度模数：细度模数：Mx在3.71.6之间 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 水工混凝土用砂水工混凝土用砂Mx在在2.43.0为宜。为宜。 对细度模数对细度模数3.71.6的普通混凝土用砂，根据的普通混凝土用砂，根据600m孔径筛（控制粒级）累计筛余百分率划分为孔径筛（控制粒级）累计筛余百分率划分为、三个级配区。（见后图）三

6、个级配区。（见后图）l4.75mm 010 、区l600m 85 71 区 7041 区 4016 区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。11654321005)(AAAAAAAMx细度模数：细度模数：67. 2310035)9676523218(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）砂子砂子1、2、3 级配区曲线级

7、配区曲线判断砂级配合格和依据：判断砂级配合格和依据：l4.75mm 010l600m 1685 以上两项必须满足要以上两项必须满足要求，允许其它档略有超出求，允许其它档略有超出，但超出总量应小于，但超出总量应小于5%。（按表。（按表6.5）l砂有细度模数相同，颗粒砂有细度模数相同，颗粒级配可以不同级配可以不同如级配不满足要求，可通过如级配不满足要求，可通过下面方法改善：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

8、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（5）砂的物理性质）砂的物理性质1）表观密度、堆积密度、空隙率）表观密度、堆积密度、空隙率表观密度表观密度 2500堆积密度堆积密度 1350 空隙率空隙率 47%2）砂的坚固性）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。下，抵抗破裂的能力。方法：方法： 硫酸钠溶液法硫酸钠溶液法 浸泡取出浸泡取出5次循环，质量损失符合规定要求。次循环，质量损失符合规定要求。 压碎指标法（对于人工砂）压碎指标法（对于人工砂） 分为分为、类类三 粗骨料 粒径大于4.75

9、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。1、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4.75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 4.75mm的 经水洗、手提后小于2.36mm的颗粒含量。3、有害物质 含泥量、泥块含量、有机物、硫化物 l4 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 石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径。石子的最大粒径增大，则相同的最大粒

10、径。石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。土的强度。l然而石子最大粒径（然而石子最大粒径（D Dmaxmax）过大时，则由于）过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。同时，最大粒径的选混凝土的强度下降。同时，最大粒径的选用，要受结构上

11、诸因素和施工条件等方面用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。根据我国钢筋混凝土施工规范规的限制。根据我国钢筋混凝土施工规范规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断面的短边长度的；不结构物最小断面的短边长度的；不得大于钢筋最小净距的得大于钢筋最小净距的 。另外还受。另外还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。l（2 2）颗粒级配）颗粒级配l粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用筛分法测定，即用试验采用筛分法测定，即用2.362.36、4.754.75、9.59

12、.5、16.016.0、19.019.0、26.526.5、31.531.5、37.537.5、53.053.0、63.063.0、75.075.0和和9090等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。l 石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连凝土混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连续级配是工程上最常用的级配。续级

13、配是工程上最常用的级配。l间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成的混凝土，可以节约水泥。由于其颗粒制成的混凝土，可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离析粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离析现象，导致施工困难。现象，导致施工困难。l石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石、石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石、

14、卵石的颗粒级配规格见表卵石的颗粒级配规格见表l5 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粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子的压碎指标来表示。的压碎指标来表示。l岩石立方强度试验，是用母岩制成岩石立方强度试验，是用母岩制成5 55 55 5 立方体，或直径与高度均为立方体，或直径与高度均为5 5的圆柱体试样的圆柱体试样，浸泡水中，待吸水饱和后进行抗压试，浸泡水中，待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于级之比，不应低于1.51

15、.5。l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2.36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。%100010mmma l（2 2）骨料的坚固性）骨料的坚固性l骨料的坚固性是指在气候、外力和其骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用（如冻融循环作他物理力学因素作用（如冻融循环作用）下骨料抗碎裂的能力。坚固性试用）下骨料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫

16、酸钠溶液法检验，试样经五验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超过次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定。规范的规定。l四四 混凝土拌合及养护用水混凝土拌合及养护用水l 在拌制和养护混凝土用的水中，不得含有影响在拌制和养护混凝土用的水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，如油脂、糖类等。水泥正常凝结与硬化的有害杂质，如油脂、糖类等。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污水、和养护混凝土。污水、PHPH值小于的酸性水、含硫酸值小于的酸性水、含硫酸盐（按盐（按3 3计）超过水重的水均不得使用，在

17、计）超过水重的水均不得使用，在对水质有疑问时可将该水与洁净水分别制成混凝土试对水质有疑问时可将该水与洁净水分别制成混凝土试块，然后进行强度对比试验，如果用该水制成的试块块，然后进行强度对比试验，如果用该水制成的试块强度不低于洁净水制成的试块强度，就可用此水来拌强度不低于洁净水制成的试块强度，就可用此水来拌制混凝土。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水制混凝土。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此一般不泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此一般不得用海水拌制混凝土。得用海水拌制混凝土。骨料的含水状态骨料的含水状态l干燥状态：含水率等于或接近于干燥状态：含

18、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。7.3砼外加剂砼外加剂一、外加剂的分类 按主要功能分为四类： （1）改变砼拌和物的流变性能减水剂、引气剂、泵送剂 （2）调节砼的凝结

19、时间、硬化性能缓凝剂、早强剂、速凝剂 （3）改善耐久性 引气剂、防水剂、阻锈剂 （4）改善砼的其它性能加气剂、膨胀剂、防冻剂、防水剂、着色剂(1) 减水剂减水剂定义：在砼坍落度基本相同的条件下，能显著减定义：在砼坍落度基本相同的条件下，能显著减少砼拌合用水量的外加剂少砼拌合用水量的外加剂 。 分为：普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂分为：普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、缓凝减水剂1、减水剂的作用机理、减水剂的作用机理 表面活性物质：亲水基团、憎水基团。表面活性物质：亲水基团、憎水基团。 见下页图：见下页图： 表面活性物质亲水基团带负电，水泥颗粒间表面活性物质亲水基团带负电，水泥

20、颗粒间产生相互排斥力，而使水泥絮凝结构解体，释产生相互排斥力，而使水泥絮凝结构解体，释放出游离水，增加流动性。放出游离水，增加流动性。二、常用外加剂减水剂机理图减水剂机理图2、经济效果（作用）、经济效果（作用）（1）增加流动性（2）提高了砼强度（3）节约水泥（4）提高砼耐久性3、常用的减水剂、常用的减水剂 木质素系减水剂木钙、木钠、木镁（生产纸浆剩下的亚硫酸盐浆废液作原料） 萘磺酸盐系减水剂萘或萘的同系物经磺化与甲醛缩合 水溶性树脂减水剂以水溶性树脂为主要原料详见下表：（2） 早强剂早强剂 定义：定义： 早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂，常早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂，常用于要

21、求拆模早的工程、抢修工程及冬季施工。用于要求拆模早的工程、抢修工程及冬季施工。 常用早强剂有：氯盐系：常用早强剂有：氯盐系：NaCl、KCl 、AlCl3 、FeCl3 硫酸盐系：硫酸盐系：CaSO4 、Na2SO4 、Al2(SO4)3 有机胺系、复合早强剂有机胺系、复合早强剂 等等（3） 引气剂引气剂 定义：定义： 引气剂是在搅拌混凝土过程中能引人大量均匀分布引气剂是在搅拌混凝土过程中能引人大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。 引气剂多属憎水性表面活性剂。主要品种有松香皂、松香引气剂多属憎水性表面活性剂。主要品种有松香皂、松香热聚物、烷基苯磺酸盐等。

22、热聚物、烷基苯磺酸盐等。 作用：作用： 1改善和易性改善和易性 2提高耐久性提高耐久性 3混凝土的强度及耐磨性降低混凝土的强度及耐磨性降低（4）防水剂）防水剂 定义：防水剂是一种能减少孔隙和堵塞毛细通道，用以降定义：防水剂是一种能减少孔隙和堵塞毛细通道，用以降低混凝土在静水压力下透水性的外加剂。低混凝土在静水压力下透水性的外加剂。 防水剂分为：防水剂分为： 无机防水剂，如三氯化铁、水玻璃等，无机防水剂，如三氯化铁、水玻璃等， 有机防水剂如有机硅、沥青、橡胶液利树脂乳液等。有机防水剂如有机硅、沥青、橡胶液利树脂乳液等。目目（5） 缓凝剂缓凝剂 定义：缓凝剂是延长混凝土凝结时间的外加剂。定义：缓凝

23、剂是延长混凝土凝结时间的外加剂。 缓凝剂还具有减水、增强、降低水化热等功能，缓凝剂还具有减水、增强、降低水化热等功能，对钢筋无腐蚀作用，多用于高温季节施工、大体积对钢筋无腐蚀作用，多用于高温季节施工、大体积混凝土施工、滑模施工、泵送混凝土及较长时间停混凝土施工、滑模施工、泵送混凝土及较长时间停放或远距离运送的商品混凝土等。放或远距离运送的商品混凝土等。 缓凝剂的分类、品种及掺量见下表：缓凝剂的分类、品种及掺量见下表：（6） 防冻剂防冻剂 定义：防冻剂是在规定温度下，能显著降低定义：防冻剂是在规定温度下，能显著降低冰点，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加冰点，并在规定时间内达到足够防冻强度的外

24、加剂。剂。 防冻剂中能降低混凝土冰点的品种有：氯防冻剂中能降低混凝土冰点的品种有：氯化钠、亚硝酸钠及尿素等；化钠、亚硝酸钠及尿素等； 能直接参与水泥水化反应，加速混凝土凝能直接参与水泥水化反应，加速混凝土凝结硬化，提高混凝土强度的品种有：碳酸钾、氯结硬化，提高混凝土强度的品种有：碳酸钾、氯什钙、硝酸钙等。什钙、硝酸钙等。 冬季使用的防冻剂通常由减水剂、引气剂、冬季使用的防冻剂通常由减水剂、引气剂、早强剂和防冻刑等复合而成，其效果要比单独使早强剂和防冻刑等复合而成，其效果要比单独使用好。用好。（7） 其它外加剂其它外加剂 膨胀剂，水下混凝土不离析剂等。膨胀剂，水下混凝土不离析剂等。7.4 混凝土

25、掺合料混凝土掺合料l掺合料l是指除水泥、水、砂、石及化学外加剂之外的，用于节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级或增加其功能或赋予其智能的成分。l常用的第六组分是天然或人造的矿物材料，统称混凝土掺合料。常用的矿物掺合料主要品种有硅灰、粉煤灰、粒硅灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣粉化高炉矿渣粉等。l粉煤灰粉煤灰 粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。粉煤灰分为高钙（氧化钙含量大于10%）粉煤灰和低钙（氧化钙含量小于10%）粉煤灰。l粉煤灰作为混凝土掺合料有两个方面的作用：一是一是节约水泥（一般可节约水泥10%15%），有显著的经济效益；二是二是改善和提高混凝土的一

26、些技术性能。 l硅灰硅灰 硅灰又称硅粉或硅烟灰，是从生产硅铁合金或硅钢等所排放的烟气中收集到的颗粒极细的烟尘，颜色呈浅灰到深灰。硅灰作为混凝土掺合料主要有改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性，提高混凝土强度，改善混凝土孔结构，提高混凝土抗渗性、抗冻性及抗腐蚀性，抑制碱集料反应等作用。l粒化高炉矿渣粉粒化高炉矿渣粉 粒化高炉矿渣粉是将粒化高炉矿渣经干燥、磨细达到相当细度且符合相应活性指数的粉状材料。粒化高炉矿渣粉作为混凝土的掺合料，可等量替代水泥用量，而且还能显著地改善混凝土的综合性能。 7.5 混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性混凝土拌和物（新拌混凝土）：砼的各组成混凝土拌和物（新拌混凝土）

27、：砼的各组成材料按一定的比例配合搅拌而成的尚未凝固材料按一定的比例配合搅拌而成的尚未凝固的材料。的材料。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, 以保证砼的以保证砼的强度和耐久性强度和耐久性 7.5.1 和易性的概念及测定办法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、浇注、捣实）并能获得得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。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，

28、能流动并能均匀密实地填满流动性：在自重、振捣下，能流动并能均匀密实地填满模板的性能。模板的性能。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。注不分层离析。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）砼的强度和耐久性） 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。三方面统一即和易大流动性，粘聚性、保水往往变差。三方面统一即和易

29、性好。性好。7.5.2 和易性和易性评定和易性方法：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（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。用维勃稠度（时，为干硬性砼。用维

30、勃稠度（s）来表示。）来表示。l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 等因素来确定等因素来确定。 一般板、梁、柱，一般板、梁、柱，T=3050mm 泵送砼，泵送砼，T=80180mm562、维勃稠度、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l维勃稠度用时间秒（维勃稠度用时间秒（s）来表示，稠度值一般）来表示，稠度值一般为为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

31、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）3.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，水）不变的情况下，水泥浆越多，拌合物流动性越大。泥浆越多，拌合物流动性越大。 但太多会造成流浆、泌水、离析、分但太多会造成流浆、泌水、离析、分层（粘聚性差），影响砼的强度和耐久性层（粘聚性差），影响砼的强度和耐久性。 所以，水泥浆用量以满足砼流动性和强度所以，水泥浆用量以满足砼流动性和强

32、度为宜。不易过量。为宜。不易过量。 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，太稠会造成水泥浆变稠，流动性变小，太稠会造成施工困难，影响砼的密实。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、保水流动性增大，但过大会使粘聚性、保水性不良，产生流浆离析，影响砼的强度性不良，产生流浆离析，影响砼的强度 。 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

33、有显著、骨料的总表面积较大，对和易性有显著影响。影响。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。b、砂率过小、砂率过小 一般,比表面积减小，水泥浆相对多了，增加了流动性 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。 合理砂率：合理砂率：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水性并获得最大流动性的砂率。 合理砂率 有最大的流动性 而水泥用量最小合理砂率合理砂率 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

34、）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，易流动性大，粘聚性差，易泌水泌水 火山灰水泥火山灰水泥流动性显著降低，粘聚流动性显著降低，粘聚性、保水性好。性、保水性好。B、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，和易性、级配良好的骨料。空隙率小，和易性好。好。 b、表面越粗糙，和易性越差。

35、（碎石比、表面越粗糙，和易性越差。（碎石比卵石和易性差。）卵石和易性差。） c、细度越细，比表面积越大，流动性变、细度越细，比表面积越大，流动性变小。（细砂比粗砂流动性小。）小。（细砂比粗砂流动性小。） （5）外加剂）外加剂 在不增加水泥用量的情况下，可改善砼拌在不增加水泥用量的情况下，可改善砼拌和物和和易性。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和易性差易性差 b、温度升高、温度升高水分蒸发快水分蒸发快流动性降流动性降低低 （1）采用合理砂率，尽可能用

36、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。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）不变，增加水泥浆的用量。，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%。 坍落度（坍落度（T）过大，保持砂率（）过大，保持砂率（Sp）不变，增）不变，增加砂和石的用量加砂和石的用量 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%。7.6 混凝土的强度混凝土的强度砼的强度砼的强度 抗压强度抗压强度

37、 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。l立方体抗压强度标准值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。 标准方法：温度203。相对湿度90%以上。l砼按此分为：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、

38、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75共十六个强度等级。C20即表示混凝土立方体抗压强度标准值fcuk =20MP。 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。故采用轴心抗型，此时接近构件实际受力情况。故采用轴心抗压强度压强度fck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棱棱柱体作为试件。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： fck =0.88 ac1 ac2 fcuk

39、一般一般 fck =(0.63-0.67)fcukl混凝土在直接受拉时，很小的变形就会开裂，它在断裂前没有残余变形，是一种脆性破坏。混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/101/20，且随着混凝土强度等级的提高，比值有所降低。因此，混凝土在工作时一般不依靠其抗拉强度，但抗拉强度对于混凝土开裂现象有重要意义。在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标。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，只在砼中不考虑砼的抗拉强度，只用于抗裂计算。用于抗裂计算。采用采用 砼的劈裂抗拉强度（砼的劈裂抗拉强度（fts）fts=2P/A=0.637 P/AP破坏

40、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劈裂强度与砼标准立方体抗压强度之间的关系度之间的关系 fts =0.35 （ fcu）3/4 1、4、压力机上下压板2、垫条 3、执层5、试件 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。 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

41、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 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 fce.k ，fce 可取实际测定的水泥强度，如未测定，一般c 取 1.13 a、b回归系数，由经验求得。 一般 碎石a=0.46 b =0.07 卵石a=0.48 b=

42、0.33 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 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。 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

43、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。 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/lg28 fnn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）n378（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

44、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0.30.8mp/s7.7 混凝土的混凝土的变形性能和耐久性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

45、：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。82 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

46、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。耐久性

47、：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表示表示）等五个等级。）等五个等级。 影响因素：

48、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。 0.6，抗渗性急剧下降。，抗渗性急剧下降。CW定义：砼在饱和水作用下，经受多次冻融循环而不破定义：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。坏，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、融化作为一次循环的空气中冻结、融化作为一次循环。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：

49、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。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

50、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)和水，使砼中性化，破和水，使砼中性化，破坏了钢筋保护膜，造成钢筋锈蚀。坏了钢筋保护膜，造成钢筋锈蚀。作用：作用： 不利的方面：钝化膜破坏，钢筋锈蚀，产生体积膨不利的方面：钝化膜破坏，钢筋锈蚀，产生体积膨胀破坏。胀破坏。 有利的方面：生成填充孔隙。生成的水有助于水泥有利的方面：生成填充孔隙。生成的水有助于水泥水化，提高砼密实度。水化，提高砼密实度。定义：碱与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应。在定义：碱与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应。在骨料表面生成复杂的碱骨料