普通混凝土ppt课件.ppt

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1、第四章第四章 普通混凝土普通混凝土4-1 概概 述述一、混凝土的定义一、混凝土的定义混凝土混凝土 由胶凝材料、细骨料、粗由胶凝材料、细骨料、粗骨骨料料、水以及必要时掺入的化、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过胶凝材料学外加剂组成，经过胶凝材料凝结硬化后，形成具有一定强凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久性的人造石材。度和耐久性的人造石材。 普通混凝土普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂组及必要时掺入的化学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成成，经过水泥凝结硬化后形成的、干体积密度为的、干体积密度为20002800kg/m3，具有一定强度和，具有一定强

2、度和耐久性的人造石材。又称为水耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为泥混凝土，简称为“混凝土混凝土”。 二、混凝土的分类二、混凝土的分类按体积密度分按体积密度分重混凝土重混凝土 02800kg/m3。 普通混凝土普通混凝土 0 20002800kg/m3。 轻混凝土轻混凝土 02000kg/m3。 按胶凝材料分按胶凝材料分水泥混凝土、硅酸盐混凝土、水泥混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土等。土、聚合物浸渍混凝土等。 按用途分按用途分结构混凝土、防水混凝土、道结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体路混凝土、耐酸混凝土、大

3、体积混凝土、防辐射混凝土等积混凝土、防辐射混凝土等 。二、混凝土的分类二、混凝土的分类按生产和施工工艺分按生产和施工工艺分预拌混凝土（商品混预拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、凝土）、泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混喷射混凝土、碾压混凝土、离心混凝土等。凝土、离心混凝土等。按强度分按强度分普通混凝土普通混凝土 C60。高强混凝土高强混凝土 C60。超高强混凝土超高强混凝土 100MPa。按配筋情况分按配筋情况分素混凝土、钢筋混凝素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、土、预应力混凝土、钢纤维混凝土等。钢纤维混凝土等。三、混凝土的特点三、混凝土的特点优点优点抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低抗压强度

4、高、耐久、耐火、维修费用低 ；原材料丰富、成本低；原材料丰富、成本低；混凝土拌合物具有良好的可塑性；混凝土拌合物具有良好的可塑性； 混凝土与钢筋粘结良好，一般不会锈蚀钢筋混凝土与钢筋粘结良好，一般不会锈蚀钢筋 。缺点缺点抗拉强度低（约为抗压强度的抗拉强度低（约为抗压强度的1/101/20）、变形性）、变形性能差；能差；导热系数大约为导热系数大约为1.8W/（mK）；）；体积密度大（约为体积密度大（约为2400kg/m3左右）；左右）；硬化较缓慢。硬化较缓慢。 混凝土的结构混凝土的结构混凝土的结构混凝土的结构 水泥水泥+水水水泥浆水泥浆+砂砂水泥砂浆水泥砂浆+石子石子混混凝土拌合物凝土拌合物硬化

5、混硬化混凝土凝土组成材料的作用组成材料的作用粗集料细集料水泥浆孔 隙泌水形成的孔隙混凝土体积构成混凝土体积构成水泥石水泥石25左右；左右；砂和石子砂和石子70以上；以上；孔隙和自由水孔隙和自由水15%。 组成材料组成材料硬化前硬化前硬化后硬化后水泥水泥+水水润滑作用润滑作用胶结作用胶结作用砂砂+石子石子填充作用填充作用骨架作用骨架作用4-2 混凝土拌合物的技术性质混凝土拌合物的技术性质混凝土拌合物的概念混凝土拌合物的概念 将凝结硬化以前的，具有流动性或塑性的将凝结硬化以前的，具有流动性或塑性的混凝土，称为混凝土拌合物，或混凝土拌合料，混凝土，称为混凝土拌合物，或混凝土拌合料，或新拌混凝土，或新

6、鲜混凝土。硬化后混凝土或新拌混凝土，或新鲜混凝土。硬化后混凝土是否能够均匀密实，与混凝土拌合物是否具有是否能够均匀密实，与混凝土拌合物是否具有便于进行施工而不产生分层离析的性质有很大便于进行施工而不产生分层离析的性质有很大关系。关系。 一、和易性（工作性）的概念一、和易性（工作性）的概念 混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的性能。和易性主要包括流动性、粘聚性成型密实的性能。和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性：和保水性：和易性和易性粘聚性粘聚性保水性保水性流动性流动性易达结构均匀易达结构均匀易成型密实易成型密实好好好好在本身自重或施

7、工机械振捣在本身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。匀密实地填满模板的性能。各组成材料之间具有一定的各组成材料之间具有一定的内聚力，在运输和浇注过程内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象中不致产生离析和分层现象的性质。的性质。具有一定的保持内部具有一定的保持内部水分的能力，在施工水分的能力，在施工过程中不致发生泌水过程中不致发生泌水现象的性质。现象的性质。保证混凝土保证混凝土硬化后的质硬化后的质量量一、和易性（工作性）的概念一、和易性（工作性）的概念 混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性三者之间互相关联又互相矛盾，当流动性很大时，

8、则往往粘聚性和保水性差，反之亦然。和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性，因此不能简单地将流动性大的混凝土称为和易性好，或者流动小说成和易性变差。 一、和易性（工作性）的概念一、和易性（工作性）的概念有关粘聚性和保水性的相关术语： 分层分层：混凝土拌合物粗骨料下沉、砂浆或水泥净浆上浮，从而导致混凝土沿垂直方向不均匀的现象。 离析离析：混凝土拌合物在运动过程中（压力作用下在泵管中流动，自重或机械振捣作用下在模板中流动），粗骨料、细骨料及水泥浆运动速度不相同，从而导致它们相互分离的现象。 泌水泌水：混凝土拌合物中的拌合水，在毛细管力作用下，沿混凝土中的毛细管通

9、道，向上泌至拌合物表面，导致拌合物表层部分水灰比大幅度增大或出现一层清水的现象。一、和易性（工作性）的概念一、和易性（工作性）的概念离析泌水的危害离析泌水的危害（1 1）可能导致泵送混凝土堵泵；可能导致泵送混凝土堵泵；（2 2）会导致混凝土匀质性变差，表层出现浮浆。混凝土会导致混凝土匀质性变差，表层出现浮浆。混凝土硬化后表层出现浮灰，或塑性收缩裂缝；硬化后表层出现浮灰，或塑性收缩裂缝；（3 3）粗骨料或钢筋下方水份聚结，硬化后出现大的气孔；粗骨料或钢筋下方水份聚结，硬化后出现大的气孔；（4 4）留下毛细管通道，降低抗渗性；留下毛细管通道，降低抗渗性；（5 5）拆模后，混凝土侧面留下砂纹。拆模后

10、，混凝土侧面留下砂纹。一、和易性（工作性）的概念一、和易性（工作性）的概念降低离析泌水措施降低离析泌水措施（1 1）采用需水量大的水泥；）采用需水量大的水泥；（2 2）适当增大水泥用量；）适当增大水泥用量；（3 3）添加矿物掺合料；）添加矿物掺合料；（4 4）改善外加剂质量，如适当增加引气）改善外加剂质量，如适当增加引气 和增粘和增粘组分含量。组分含量。 二、和易性的评定二、和易性的评定定量测定拌合物的流定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验动性、辅以直观经验评定粘聚性和保水性。评定粘聚性和保水性。二、和易性的评定二、和易性的评定坍落度法：坍落度法： 测定混凝土拌合物在自重作用下产生的测定混凝土

11、拌合物在自重作用下产生的变形值变形值坍落度（单位坍落度（单位mmmm）。）。适用范围：适用范围： 集料最大粒径不大于集料最大粒径不大于40mm40mm； 坍落度值不小于坍落度值不小于10mm10mm的低塑性混凝土、的低塑性混凝土、塑性混凝土。塑性混凝土。 二、和易性的评定二、和易性的评定试验要点：试验要点： 坍落度筒的提离过程应在5-10s内完成，从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断进行并应在150s内完成。 坍落度以mm为单位，测量精确至1mm，结果约至5mm。 拌合物试样制备完毕到开始做各项性能试验不宜超过5min。 对于不同坍落度的混凝土其允许偏差也不同，坍落度规定值40mm，允许偏

12、差10mm，50-90mm，允许偏差20mm ，100mm时允许偏差30mm 。二、和易性的评定二、和易性的评定2.维勃稠度法维勃稠度法 测定使拌合物密实所测定使拌合物密实所需要的时间，需要的时间，s。适用范围适用范围 粗骨料最大粒径不大于粗骨料最大粒径不大于40mm； 坍落度小于坍落度小于10mm，维，维勃稠度在勃稠度在5s30s之间之间的干硬性混凝土。的干硬性混凝土。 二、和易性的评定二、和易性的评定3.坍落扩展度坍落扩展度 坍落度不能准确地反映高性能混凝土的流变性能，坍落度不能准确地反映高性能混凝土的流变性能，可以结合坍落扩展度来评价。但混凝土拌合物坍落度大可以结合坍落扩展度来评价。但混

13、凝土拌合物坍落度大于于220mm220mm时，用钢尺量测混凝土扩展后最终的最大直径时，用钢尺量测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和最小直径，在这两个直径之差小于50mm50mm的条件下，用的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度。当之差大于其算术平均值作为坍落扩展度。当之差大于50mm50mm时，此时，此次试验无效。若坍落度与坍落扩展度的比值太大，混凝次试验无效。若坍落度与坍落扩展度的比值太大，混凝土拌合物黏稠性大，比值太小，混凝土容易离析；当两土拌合物黏稠性大，比值太小，混凝土容易离析；当两者的比值约为者的比值约为0.40.4时，混凝土拌合物工作性能较好。时，混凝土拌

14、合物工作性能较好。三、混凝土拌合物按流动性的分类三、混凝土拌合物按流动性的分类 按按混凝土质量控制标准混凝土质量控制标准（GB50164）的规）的规定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度 、维、维勃稠度分为四级。见下表。勃稠度分为四级。见下表。名名 称称代号代号指标指标混凝土拌合物混凝土拌合物塑性混凝土塑性混凝土（坍落度（坍落度10mm）低塑性混凝土低塑性混凝土塑性混凝土塑性混凝土流动性混凝土流动性混凝土大流动性混凝土大流动性混凝土T1T2T3T410mm40mm50mm90mm100mm150mm160mm干硬性混凝土干硬性混凝土（坍落度（坍落度10

15、mm）超干硬性混凝土超干硬性混凝土特干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土半干硬性混凝土 V0V1V2V331s30s21s20s11s10s5s四、混凝土施工时坍落度的选择四、混凝土施工时坍落度的选择 混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。 见见下表。下表。结结 构构 种种 类类坍落度，坍落度，mm基础或地面等的垫层，无配筋的大体积结构基础或地面等的垫层，无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结

16、构1030板、梁和大型及中型截面的柱子等板、梁和大型及中型截面的柱子等3050配筋密列的结构（如薄壁、斗仓、筒仓、细配筋密列的结构（如薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）柱等）5070配筋特密的结构配筋特密的结构7090五、影响和易性的因素五、影响和易性的因素新拌混凝土的结构模型新拌混凝土的结构模型水泥浆水泥浆大颗粒粗骨料大颗粒粗骨料小小颗粒粗骨料颗粒粗骨料细骨料细骨料五、影响和易性的因素五、影响和易性的因素1.1.水泥浆数量水泥浆数量 在在W/CW/C不变的条件下，增加单位体积中的水泥浆用不变的条件下，增加单位体积中的水泥浆用量，则拌合物的流动性有所提高。量，则拌合物的流动性有所提高。过多：浆体流失，

17、骨料分离，粘聚性变差，同时产生泌过多：浆体流失，骨料分离，粘聚性变差，同时产生泌 水现象，对硬化后的混凝土的变形及耐久性产生不良影水现象，对硬化后的混凝土的变形及耐久性产生不良影响。响。过少：保证不了必要的流动性，易产生崩坍现象，使粘聚过少：保证不了必要的流动性，易产生崩坍现象，使粘聚性变差。性变差。 水泥浆要适量，以满足流动性要求为度。水泥浆要适量，以满足流动性要求为度。 不能过多，也不能过少。五、影响和易性的因素五、影响和易性的因素2.2.水泥浆的稠度水泥浆的稠度 水泥浆稠度是由水灰比决定的。在水泥用量不变时，水泥浆稠度是由水灰比决定的。在水泥用量不变时，水灰比越小，水泥浆越稠，拌合物流动

18、性越小，反之水泥水灰比越小，水泥浆越稠，拌合物流动性越小，反之水泥过稀。过稀。 过稠：拌合物无法浇筑，施工困难，不能保证混凝土硬过稠：拌合物无法浇筑，施工困难，不能保证混凝土硬化后的密实性。化后的密实性。过稀：过稀：W/CW/C过大，强度下降，同时拌合物的粘聚性和保水过大，强度下降，同时拌合物的粘聚性和保水性不良。性不良。 W/CW/C不能过大或过小，以满足强度和耐久性要求为度。不能过大或过小，以满足强度和耐久性要求为度。五、影响和易性的因素五、影响和易性的因素3.3.砂率砂率 砂率是指混凝土砂的质量占砂、石总质量的百分率砂率是指混凝土砂的质量占砂、石总质量的百分率一般情况下，随砂率的增加，混

19、凝土拌合物流动性增加。一般情况下，随砂率的增加，混凝土拌合物流动性增加。 SpSp过大：骨料的空隙率及总表面积增加，在水泥浆用量过大：骨料的空隙率及总表面积增加，在水泥浆用量不变的条件下，拌合物会显得干稠，流动性减小。不变的条件下，拌合物会显得干稠，流动性减小。 SpSp过小：水泥砂浆的数量不足以包裹石子表面，不但降过小：水泥砂浆的数量不足以包裹石子表面，不但降低流动性，同时会严重影响粘聚性和保水性。低流动性，同时会严重影响粘聚性和保水性。五、影响和易性的因素五、影响和易性的因素合理砂率的确定合理砂率的确定 合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合物的合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下

20、，能使拌合物的流动性（坍落度流动性（坍落度T）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度砂率；或者是在流动性（坍落度T）、强度一定，粘聚性良）、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。好时，水泥用量最小的砂率。 T，mms合理砂率水泥浆数量一定坍落度、强度一定合理砂率mc，kgs五、影响和易性的因素五、影响和易性的因素4.4.其它影响因素其它影响因素（1 1）水泥品种 主要表现在需水性方面。水泥品种不同，达到标准稠度的需水量也不同，需水量大的水泥拌制的混凝土，达到同样坍落度时，就需要较多的用水量。（2 2）骨料 种类种类: 卵石混凝土

21、比碎石混凝土在用水量等相同条件下流动性大,但粘聚性和保水性差; 粒径粒径: :在其他条件相同的情况下,粒径越大,混凝土拌合物流动性越好; 级配级配:在其他条件相同的情况下, 骨料级配越好, 混凝土拌合物的和易性越好; 五、影响和易性的因素五、影响和易性的因素形状和表面特征形状和表面特征: :针片状颗粒越少,粒形越近球形或立方体形,表面越光滑,混凝土拌合物流动性越好。 （3 3）时间和温度 拌合物随时间的延长而逐渐变得干稠，和易性变差。原因是：水泥水化，骨料吸水，水分蒸发。 温度升高，拌合物流动性降低，每升高10度，拌合物坍落度减少20mm。（4 4）外加剂 为改善混凝土拌合物流动性，可掺入减水

22、剂、引气剂等外加剂。 六、改善和易性的措施六、改善和易性的措施 采用合理砂率；采用合理砂率； 改善砂石的级配；改善砂石的级配； 掺外加剂或掺合料；掺外加剂或掺合料； 选用合适的水泥品种；选用合适的水泥品种； 采用合适的水灰比和单位用水采用合适的水灰比和单位用水量。量。 在水灰比不变的条件下，适当在水灰比不变的条件下，适当增加水泥浆的用量，可增大拌增加水泥浆的用量，可增大拌合物的流动性；合物的流动性； 在砂率不变的条件下，适当增在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌合物加砂石的用量，可减小拌合物的流动性。的流动性。掺外加剂掺外加剂的混凝土的混凝土第四节第四节 混凝土的主要性能混凝土的主

23、要性能一、混凝土的物理性能一、混凝土的物理性能（一）密实度（一）密实度（二）干湿变形（二）干湿变形（三）温度变形（三）温度变形第四节第四节 混凝土的主要性能混凝土的主要性能一、混凝土的物理性能一、混凝土的物理性能（一）密实度（一）密实度它表示在一定体积的混凝中,固体物质的填充程度,表示为： 式中D为密实度,V为绝对体积,V0为视体积。实际上，绝对密实的混凝土是不存在的，故密实度D值总是小于1。混凝土中不同程度地含有孔隙，这些孔隙产生的几个原因。0D = VV第四节第四节 混凝土的主要性能混凝土的主要性能一、混凝土的物理性能一、混凝土的物理性能（二）干湿变形（二）干湿变形干湿变形是指由于混凝土混

24、凝土周围环境湿度的变化，会引起混凝土混凝土的干湿变形，表现为干缩湿胀。 1.产生原因混凝土混凝土在干燥过程中，由于毛细孔水的蒸发，使毛细孔中 形成负压，随着空气湿度的降低，负压逐渐增大，产生收缩力，导致混凝土混凝土收缩。同时，水泥凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发，凝胶体因失水而产生紧缩。当混凝土混凝土在水中硬化时，体积产生轻微膨胀，这是由于凝胶体中胶体粒子的吸附水膜增厚，胶体粒子间的距离增大所致。第四节第四节 混凝土的主要性能混凝土的主要性能一、混凝土的物理性能一、混凝土的物理性能（二）干湿变形（二）干湿变形2.危害性 混凝土混凝土的干湿变形量很小，一般无破坏作用。但干缩变形对混混凝土凝土危害

25、较大，干缩能使砼表面产生较大的拉应力而导致开裂，降低混凝土混凝土的抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性能。3.影响因素 （1）水泥的用量、细度及品种 水灰比不变：水泥用量愈多，砼干缩率越大；水泥颗粒愈细，砼干缩率越大。（2）水灰比的影响 水泥用量不变：水灰比越大，干缩率越大。第四节第四节 混凝土的主要性能混凝土的主要性能一、混凝土的物理性能一、混凝土的物理性能（二）干湿变形（二）干湿变形（3）施工质量的影响延长养护时间能推迟干缩变形的发生和发展，但影响甚微 ；采用湿热法处理养护砼，可有效减小砼的干缩率 。 （4）骨料的影响 骨料含量多 的混凝土混凝土，干缩率较小。（三）温度变形温度变形 温度变形温度变形

26、是指混凝土混凝土随着温度的变化而产生热胀冷缩变形。混混凝土凝土的温度变形系数 为（11.5）10-5 / ，即温度每升高1，每1m胀缩0.010.015mm。温度变形温度变形对大体积混凝土混凝土、纵长的砼结构、大面积砼工程极为不利，易使这些混凝土混凝土造成温度裂缝。可采取的措施为：采用低热水泥，减少水泥用量，掺加缓凝剂，采用人工降温，设温度伸缩缝，以及在结构内配置温度钢筋等，以减少因温度变形温度变形而引起的混凝土混凝土质量问题。 二二 力学性能力学性能一、混凝土的受力破坏特征一、混凝土的受力破坏特征混凝土受力破坏有三种破坏特征：混凝土受力破坏有三种破坏特征：骨料破坏而引起混凝土破坏水泥石破坏引

27、起混凝土破坏骨料与水泥石界面破坏而引起混凝土破坏。 通过显微镜观察，在混凝土内部从粗骨料表面至硬化水泥浆体有一厚为10-20m的过度层，这里富集有Ca(OH)2，水灰比高，空隙率大，结构疏松，强度很低。一、混凝土的受力破坏特征一、混凝土的受力破坏特征一、混凝土的受力破坏特征一、混凝土的受力破坏特征 对与普通强度等级混凝土，以上三种破坏情对与普通强度等级混凝土，以上三种破坏情况出现的概率依次为：况出现的概率依次为：界面破坏概率水泥石破坏概率骨料破坏概率对于高强混凝土及轻骨料混凝土，情况怎样？二、混凝土的强度二、混凝土的强度混凝土强度的种类混凝土强度的种类混凝土强度混凝土强度抗拉强度抗拉强度抗剪强

28、度抗剪强度抗压强度抗压强度握裹强度握裹强度轴心抗压强度轴心抗压强度立方体抗压强度立方体抗压强度钢筋与混凝土钢筋与混凝土的粘结强度的粘结强度二、混凝土的强度二、混凝土的强度1.立方体抗压强度立方体抗压强度以边长为150mm的标准立方体试件，在温度为202，相对湿度为95以上的潮湿条件下或者在Ca(OH)2饱和溶液中养护，经28d龄期，采用标准试验方法测得的抗压极限强度。用fcu表示。立方体抗压强度代表值定义立方体抗压强度代表值定义 三个混凝土立方体试件为一组，根据GB/T50081-2002标准规定的设备和方法进行检测，以三个试件的平均值作为该组试件抗压强度的代表值；若三试验之中的最大值或最小值

29、中有一个与中间值的差值超过中间值的15，则取中间值作为该组试件的代表值；若任意一个差值超过中间值的15，则该组实验结果无效。 二、混凝土的强度二、混凝土的强度单个强度(MPa)百分比（）该组代表值(MPa)单个强度(MPa)百分比（）该组代表值(MPa)单个强度(MPa)百分比（）该组代表值(MPa)38.210636.449.313137.550.5132无效36.110037.510038.210034.89635.29431.783二、混凝土的强度二、混凝土的强度2 2、环箍效应及立方体试件种类与强度换算、环箍效应及立方体试件种类与强度换算 环箍效应环箍效应: :由于压力机钢板的刚度远大

30、于混凝土，故在受压过程中，混凝土承压面会受到压力钢板施加的向内环箍约束力，试件大小不同，其单位面积上所受到的内摩擦力f摩也不一样（见图4.3）。因此，同一混凝土，试件大小不同，抗压强度的测定值也不一样，小试件偏大，大试件偏小。环箍效应。图4.4 钢压板对试件的约束作用当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表：当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表： 试件种类试件种类试件尺寸，试件尺寸，mmmm粗骨料最大粒粗骨料最大粒径，径，mmmm换算系数换算系数标准试件标准试件15015015015015015040401.001.00非标准试件非标准试件10010010010010010030300

31、.950.9520020020020020020060601.051.05二、混凝土的强度二、混凝土的强度3.混凝土强度等级混凝土强度等级 按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“C”和混和混凝土立方体抗压强度标准值（凝土立方体抗压强度标准值（fcu,k）表示，主要有）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五个强度等级。等十五个强度等级。 立方体抗压强度标准值（立方体抗压强度标准值（fcu,k ） ，是立方体抗压强度总体，是立方体抗压强度总体分布中的一个

32、值，强度低于该值的百分率不超过分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。 强度等级表示的含义：强度等级表示的含义： 强度的范围：某混凝土，其强度的范围：某混凝土，其fcu30.034.9MPa； 某混凝土，其某混凝土，其fcu30.0MPa的保证率为的保证率为95%。C30“C”代表代表“混凝土混凝土”。“30”代表代表fcu,k30.0MPa；二、混凝土的强度二、混凝土的强度3.轴心抗压强度轴心抗压强度采用采用150mm150mm300mm的的棱柱体试件。在立方体抗压强棱柱体试件。在立方体抗压强度为度为055MPa范围内范围内fcp=（0.70.8）fcu 。在结构设计。在结构设计计算

33、时，一般取计算时，一般取fcp0.67fcu。 非标准尺寸的棱柱体试件的截非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为面尺寸为100mm100mm和和200mm200mm，测得的抗压，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数强度值应分别乘以换算系数0.95和和1.05。FF二、混凝土的强度二、混凝土的强度4. 劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度式中：式中：fts劈裂抗拉强度，劈裂抗拉强度，MPa； P破坏荷载，破坏荷载，N； A试件劈裂面积，试件劈裂面积，mm2。 劈裂抗拉强度较低，一般劈裂抗拉强度较低，一般为抗压强度的为抗压强度的1/101/101/201/20。 APAPf637. 02ts拉应力拉应力压应力压应力

34、PP二、混凝土的强度二、混凝土的强度5.5.抗弯强度抗弯强度 道路路面或机场路面用水泥混凝土，主要承受弯拉荷载作用，因此以抗弯强度为主要指标，抗压强度作为参考强度指标。 测试试件尺寸：150mm150mm600（或）550mm，通过如图4.5所示三点抗压测试，并按计算抗弯强度。二、混凝土的强度二、混凝土的强度6.影响抗压强度的因素影响抗压强度的因素（1）水泥的强度和水灰比）水泥的强度和水灰比 式中：式中：fcu混凝土混凝土28d龄期龄期的抗压强度值，的抗压强度值，MPa； fce水泥水泥28d抗压强抗压强度的实测值，度的实测值，MPa； 混凝土灰水比，混凝土灰水比，即水灰比的倒数；即水灰比的倒

35、数； a、b回归系数。回归系数。振动手工捣实充分密实的混凝土不完全密实的混凝土fcumw/mcfcumc/mw）（bwcceacummffwc/ mm当混凝土水灰比值在当混凝土水灰比值在0.400.80之间时越大，则混凝土之间时越大，则混凝土的强度越低；的强度越低；水泥强度越高，则混凝土强水泥强度越高，则混凝土强度越高。度越高。二、混凝土的强度二、混凝土的强度（2）粗集料的品种）粗集料的品种 碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高；度较高； 卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥

36、石的粘结强度较低。低。 在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。卵石混凝土的强度。 （3）养护条件）养护条件 在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高；快，早期强度越高； 低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0以下时，以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。 混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度

37、，以保证混凝土不断地凝结硬化。度，以保证混凝土不断地凝结硬化。二、混凝土的强度二、混凝土的强度（4）龄期）龄期 龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。 在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在不断发展，在714d内强度发展较快，以后逐渐减慢，内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。后强度发展更慢。 由于水泥水化的原因，混凝土的强度发展可持续数十年。由于水泥水化的原因，混凝土的强度发展可持续数十年。 当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准当采用普通水泥

38、拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。 式中：式中： fn、f28分别为分别为n、28天龄期的抗压强度，天龄期的抗压强度，MPa。（5）外加剂）外加剂28lglg28nfnfn3二、混凝土的强度二、混凝土的强度6.提高混凝土抗压强度的措施提高混凝土抗压强度的措施（1）采用高强度等级水泥；）采用高强度等级水泥；（2）采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝）采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土；土；（3）采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量）采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量

39、良好的碎石；良好的碎石；（4）改进施工工艺，加强搅拌和振捣；）改进施工工艺，加强搅拌和振捣；（5）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期强度；）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期强度；（6）在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。）在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。 二、混凝土的强度二、混凝土的强度7.7.混凝土抗压强度试验要点：混凝土抗压强度试验要点：A 现场取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽量短的时间内成型，一般不宜超过15min。B 混凝土成型方法根据混凝土拌合物的稠度确定，坍落度不大于70mm的混凝土宜用振动振实，坍落度大于70mm的混凝土，宜用捣棒人工捣实。C 采用标养的试件，应在温度为(2

40、05)的环境中静置一昼夜至两昼夜，然后编号、拆模，拆模后立即放入温度为(202)、相对适度为95%以上的标养室中养护，或在温度为(202)的不流动的饱和Ca(OH)2溶液中养护。二、混凝土的强度二、混凝土的强度D 标准养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔10-20mm，试件表面应保持潮湿并不得被水直接冲淋E 试验机测量精度应为1%，压力机的量程应根据预期的混凝土试件破坏荷载来确定，并满足试件破坏时读书为量程的20%-80%。F 试验过程中应连续均匀地加荷，混凝土强度等级为C30时，加荷速度取0.3-0.5MPa/s；混凝土强度等级为C30-C60时，加荷速度取0.5-0.8MPa/s；强度等级

41、大于等于C60时，取0.8-1.0MPa/s。三、混凝土的耐久性三、混凝土的耐久性混凝土抵抗环境介质作用并混凝土抵抗环境介质作用并长长期保持良好期保持良好的的使用性能使用性能的能力。的能力。 三、混凝土的耐久性三、混凝土的耐久性1.耐久性的主要内容耐久性的主要内容（1）抗渗性）抗渗性 混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透是指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。抗渗性直接影响到混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。的性能。抗渗性直接影响到混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。 。 混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。是以混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。是以28d龄期的标准试件，按龄期

42、的标准试件，按规定方法进行试验时所能承受的最大静水压力来确定。可分为规定方法进行试验时所能承受的最大静水压力来确定。可分为P4、P6、P8、P10和和P12等五个等级，分别表示混凝土能抵抗等五个等级，分别表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和和1.2MPa的静水压力而不发生渗透。的静水压力而不发生渗透。 引起渗透的原因：引起渗透的原因：施工造成不密实、施工造成不密实、水泥浆中多余水分的蒸发留水泥浆中多余水分的蒸发留下的气孔下的气孔 、粗骨料下部聚集的水膜。粗骨料下部聚集的水膜。 提高混凝土抗渗性的措施：提高混凝土抗渗性的措施：提高混凝土的密实度；改善混凝土中提高混凝土的密实度；改善混

43、凝土中的孔隙结构，减少连通孔隙；可通过低的水灰比、好的骨料级配、的孔隙结构，减少连通孔隙；可通过低的水灰比、好的骨料级配、充分的振捣和养护、掺入引气剂等方法来实现。充分的振捣和养护、掺入引气剂等方法来实现。三、混凝土的耐久性三、混凝土的耐久性1.耐久性的主要内容耐久性的主要内容（2）抗冻性）抗冻性 混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循是指混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。在寒冷地区，特别环而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。在寒冷地区，特别是在接触水又受冻的环境下的混凝土，应具有较高抗冻性。是在接触水又受冻的环境下

44、的混凝土，应具有较高抗冻性。 。 用抗冻等级表示。抗冻等级是以规定龄期的混凝土标准试件，在用抗冻等级表示。抗冻等级是以规定龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态下，相对动弹性模量损失不超过饱和水状态下，相对动弹性模量损失不超过40，且质量损失不，且质量损失不超过超过5时，所能承受的最大冻融循环次数来表示，有时，所能承受的最大冻融循环次数来表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和和F300等九个等级。等九个等级。 混凝土冻融破坏的原因：混凝土冻融破坏的原因：混凝土内部孔隙的水在负温下结冰后体混凝土内部孔隙的水在负温下结冰后体积膨胀造成的静水压力，因冻水蒸汽压的差别推动未

45、冻水向冻结积膨胀造成的静水压力，因冻水蒸汽压的差别推动未冻水向冻结区的迁移造成的渗透压力，当这两种压力所产生的内应力超过混区的迁移造成的渗透压力，当这两种压力所产生的内应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂纹，多次冻融循环使裂缝凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂纹，多次冻融循环使裂缝不断扩展直至破坏。不断扩展直至破坏。 三、混凝土的耐久性三、混凝土的耐久性（3）抗侵蚀性）抗侵蚀性混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。合理选择水泥品种、提高混凝土制品的密实度均可以提高抗侵蚀性。合理选择水泥品种、提高混凝土制品的密实度均可以提高抗侵蚀性。 （

46、4）抗碳化性）抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化，化学反应混凝土的碳化主要指水泥石的碳化，化学反应式式： Ca(OH)Ca(OH)2 2+CO+CO2 2+nH+nH2 2O=CaCOO=CaCO3 3+(n+1)H+(n+1)H2 2O O混凝土碳化对混凝土性能的影响：混凝土碳化对混凝土性能的影响：碱度降低碱度降低，水泥的碱性可使混凝土水泥的碱性可使混凝土中的钢筋表面生成一层钝化膜，从而保护钢筋免于锈蚀。碳化使混凝中的钢筋表面生成一层钝化膜，从而保护钢筋免于锈蚀。碳化使混凝土的碱度降低，钢筋表面钝化膜破坏，导致钢筋锈蚀。钢筋锈蚀还会土的碱度降低，钢筋表面钝化膜破坏，导致钢筋锈蚀。钢筋锈蚀

47、还会导致膨胀，使混凝土保护层开裂或剥落，进而又加速混凝土进一步碳导致膨胀，使混凝土保护层开裂或剥落，进而又加速混凝土进一步碳化和钢筋的继续锈蚀，使结构承载力下降。化和钢筋的继续锈蚀，使结构承载力下降。 混凝土的碳化收缩混凝土的碳化收缩，碳，碳化将显著增加混凝土的收缩，使表面产生拉应力，如果拉应力超过混化将显著增加混凝土的收缩，使表面产生拉应力，如果拉应力超过混凝土的抗拉强度，则会产生微细裂缝凝土的抗拉强度，则会产生微细裂缝。三、混凝土的耐久性三、混凝土的耐久性（5）碱集料反应）碱集料反应 碱集料反应指混凝土内水泥中的碱性氧化物（碱集料反应指混凝土内水泥中的碱性氧化物（此处专指此处专指K K2

48、2O O和和NaNa2 2O O）含量较高时，它）含量较高时，它会与集料中所含的活性会与集料中所含的活性SiOSiO2 2发生化学反发生化学反应并在集料表面生成一层复杂的碱应并在集料表面生成一层复杂的碱硅酸凝胶，这种凝胶吸水硅酸凝胶，这种凝胶吸水后会产生很大的体积膨胀后会产生很大的体积膨胀,从而导致混凝土开裂，此现象称为从而导致混凝土开裂，此现象称为AAR。 反应类型：碱反应类型：碱-硅酸反应，碱硅酸反应，碱-硅酸盐反应和碱硅酸盐反应和碱-碳酸盐反应。碳酸盐反应。 发生的必要条件：发生的必要条件： 碱碱含量高，以等当量含量高，以等当量NaNa2 2O O计，即（计，即（NaNa2 2O O0.

49、658K0.658K2 2O O）。）。 混凝土中含有混凝土中含有碱活性物质碱活性物质，并具有一定含量。，并具有一定含量。 有有水水存在。在无水情况下，混凝土不可能发生碱骨料反应。存在。在无水情况下，混凝土不可能发生碱骨料反应。 三者缺一不可三者缺一不可三、混凝土的耐久性三、混凝土的耐久性2.提高混凝土耐久性的措施提高混凝土耐久性的措施 （1）合理选择混凝土的组成材料）合理选择混凝土的组成材料 根据混凝土工程特点或所处环境条件，选择水泥品种；根据混凝土工程特点或所处环境条件，选择水泥品种； 选择质量良好、技术要求合格的骨料。选择质量良好、技术要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密实度）提高混

50、凝土制品的密实度 严格控制混凝土的水灰比和水泥用量。见下页表。严格控制混凝土的水灰比和水泥用量。见下页表。 选择级配良好的骨料及合理砂率，保证混凝土的密实度。选择级配良好的骨料及合理砂率，保证混凝土的密实度。 掺入适量减水剂，提高混凝土的密实度。掺入适量减水剂，提高混凝土的密实度。 严格按操作规程进行施工操作。严格按操作规程进行施工操作。（3）改善混凝土的孔隙结构）改善混凝土的孔隙结构 在混凝土中掺入适量引气剂，可改善混凝土内部的孔结构，在混凝土中掺入适量引气剂，可改善混凝土内部的孔结构，封闭孔隙的存在，可以提高混凝土的抗渗性、抗冻性及抗封闭孔隙的存在，可以提高混凝土的抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性