普通砼技术性质精.ppt

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1、普通砼技术性质第1页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土主要内容：主要内容：v普通水泥混凝土的组成材料普通水泥混凝土的组成材料v普通水泥混凝土的技术性质普通水泥混凝土的技术性质v普通水泥混凝土以抗压强度为指标的配合比普通水泥混凝土以抗压强度为指标的配合比设计设计v路面水泥混凝土配合比设计路面水泥混凝土配合比设计v普通水泥混凝土的质量控制普通水泥混凝土的质量控制第2页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土二、普通混凝土的技术性质二、普通混凝土的技术性质（一）新拌混凝土的工作性（和易性）（一）新拌混凝土的工作性（和易性）（二）硬化后混凝土的力学性质（二）硬

2、化后混凝土的力学性质（三）混凝土的耐久性（三）混凝土的耐久性第3页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土一、普通水泥混凝土的技术性质一、普通水泥混凝土的技术性质v优质混凝土应具备的性质：优质混凝土应具备的性质：1.1.良好的工作性（和易性）良好的工作性（和易性）2.2.硬化后足够的力学强度硬化后足够的力学强度3.3.必要的耐久性必要的耐久性 第4页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（一）新拌混凝土的工作性（和易性）（一）新拌混凝土的工作性（和易性）v混凝土在未凝结硬化之前，称为新拌混凝土混凝土在未凝结硬化之前，称为新拌混凝土或混凝土拌和物。或混凝土拌

3、和物。v新拌混凝土具有良好的工艺性质，称之为工新拌混凝土具有良好的工艺性质，称之为工作性（或称和易性）。作性（或称和易性）。第5页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土1、新拌混凝土工作性的含义、新拌混凝土工作性的含义v和易性（又称工作性）是混凝土在凝结硬和易性（又称工作性）是混凝土在凝结硬化前必须具备的性能，是指混凝土拌和物化前必须具备的性能，是指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、运输、浇灌、捣实）易于施工操作（拌和、运输、浇灌、捣实）并获得质量均匀、成型密实的混凝土性能。并获得质量均匀、成型密实的混凝土性能。v和易性是一项综合的技术性质，包括和易性是一项综合的技术性质，包

4、括流动流动性、粘聚性、保水性和捣实性性、粘聚性、保水性和捣实性四方面的含四方面的含义。义。第6页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土v 流动性流动性是指混凝土拌和物在本身自重或是指混凝土拌和物在本身自重或施工机械振捣的作用下，克服内部阻力和与施工机械振捣的作用下，克服内部阻力和与模板、钢筋之间的阻力，产生流动，并均匀模板、钢筋之间的阻力，产生流动，并均匀密实地填满模板的能力。密实地填满模板的能力。v 粘聚性粘聚性是指混凝土拌和物具有一定的粘是指混凝土拌和物具有一定的粘聚力，在施工、运输及浇注过程中，不致出聚力，在施工、运输及浇注过程中，不致出现分层离析，使混凝土保持整体均

5、匀性的能现分层离析，使混凝土保持整体均匀性的能力。力。第7页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土v保水性保水性是指混凝土拌和物具有一定的保是指混凝土拌和物具有一定的保水能力，在施工中不致产生严重的泌水现象。水能力，在施工中不致产生严重的泌水现象。v捣实性捣实性是指混凝土拌合物易于振捣密实、是指混凝土拌合物易于振捣密实、排除所有被挟带空气的性质。排除所有被挟带空气的性质。第8页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土有关粘聚性和保水性的相关术语有关粘聚性和保水性的相关术语v分分层层：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

6、的现象。v离离析析：混凝土拌合物在运动过程中粗骨料、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。v泌泌水水：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。第9页，本讲稿共73页和易性好的混凝土第二节第二节 混凝土拌合物的性能混凝土拌合物的性能第10页，本讲稿共73页粘聚性、保水性差的混凝土第二节第二节 混凝土拌合物的性能混凝土拌合物的性能第11页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土2、工作性的测定方法、工作性的测定方法v我国行业标准我国行业标准公路工程水泥及水泥混

7、凝土公路工程水泥及水泥混凝土试验规程试验规程（JTG E30-2005JTG E30-2005）规定，测定流）规定，测定流动性的方法有坍落度试验和维勃稠度试验两动性的方法有坍落度试验和维勃稠度试验两种方法。种方法。第12页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（1）坍落度试验）坍落度试验v 将标准圆锥坍落度筒（无底）放在水平的、将标准圆锥坍落度筒（无底）放在水平的、不吸水的刚性底板上并固定，混凝土拌和物不吸水的刚性底板上并固定，混凝土拌和物按规定方法装入其中，装满刮平后，垂直向按规定方法装入其中，装满刮平后，垂直向上将筒提起，移到一旁，筒内拌和物失去水上将筒提起，移到一旁，

8、筒内拌和物失去水平方向约束后，由于自重将会产生坍落现象。平方向约束后，由于自重将会产生坍落现象。然后量出向下坍落的尺寸（然后量出向下坍落的尺寸（mmmm）就叫做坍落）就叫做坍落度，作为流动性指标。坍落度越大表示混凝度，作为流动性指标。坍落度越大表示混凝土拌和物的流动性越大。土拌和物的流动性越大。第13页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土用捣棒轻敲拌合物，若拌合物缓缓坍落，则粘聚性好；若崩坍，则不好。观察拌合物周边是否有大量的清水流出，若有，则保水性不好；若没有，则保水性好。第14页，本讲稿共73页第15页，本讲稿共73页第16页，本讲稿共73页适用范围适用范围 坍落度筒

9、法适用于骨料最大粒径不大于40mm，坍落度不小于10mm的流动性及塑性混凝土拌合物。第17页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（2）维勃稠度试验）维勃稠度试验击震力下的坍落度法击震力下的坍落度法v标准振幅、频率的振动台，置钢制圆筒，圆筒内置坍标准振幅、频率的振动台，置钢制圆筒，圆筒内置坍落度筒。落度筒。v维勃稠度法适用于维勃稠度法适用于维勃稠度维勃稠度5 530s30s，骨料最大粒径小于骨料最大粒径小于40mm40mm的的干硬性混凝土拌合物干硬性混凝土拌合物（坍落度小于（坍落度小于10mm10mm）。）。第18页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土

10、维勃稠度试验维勃稠度试验v按规定的方法在坍落度筒内装满混凝土拌和物，提起坍落度筒，在混凝土拌和物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时以秒表计时，到透明圆盘表面完全为水泥浆所布满时，记录秒表时间，即为该混凝土拌和物的维勃稠度值，常用Vt（秒）表示。Vt，流动性 。第19页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土3 3、影响新拌混凝土工作性的主要因素（内因、影响新拌混凝土工作性的主要因素（内因和外因）和外因）v组成材料质量及用量（内因）组成材料质量及用量（内因）（1）水泥浆的数量）水泥浆的数量v原材料一定时，坍落度主要取决于水泥浆量原材料一定时，坍落度主要取决于水泥浆量多少和粘

11、度大小。多少和粘度大小。不能过多，也不能过少。第20页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土v在水灰比不变的情况下，水泥浆水泥浆过少过少，其不能完全填充骨料空隙或包裹骨料表面，会使混凝土拌合物产生崩坍，粘聚性变差。随着水泥浆增多，混凝土拌合物流动性增大，但水泥浆过多水泥浆过多，超过了填充骨料颗粒间空隙及包裹骨料颗粒表面所需的浆量时，就会出现流浆现象，使拌合物粘聚性变差。因此，水泥浆要适量，以满足流动性要求为度。第21页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（2）水灰比的影响）水灰比的影响v水灰比是指水与水泥的质量比。水灰比是指水与水泥的质量比。v水泥浆稠

12、度是由水灰比决定的。在水泥用量水泥浆稠度是由水灰比决定的。在水泥用量不变时不变时，水灰比小，则水泥浆稠度大，混凝水灰比小，则水泥浆稠度大，混凝土拌合物的流动性小，当土拌合物的流动性小，当水灰比过小水灰比过小，在一，在一定的施工方式下就不能保证混凝土的密实成定的施工方式下就不能保证混凝土的密实成型。若型。若水灰比过大水灰比过大，水泥浆过稀水泥浆过稀，虽然混凝，虽然混凝土拌合物的流动性增加，但可能会引起混凝土拌合物的流动性增加，但可能会引起混凝土拌合物黏聚性和保水性不良，超过某一极土拌合物黏聚性和保水性不良，超过某一极限值时，将产生严重的泌水、离析现象。限值时，将产生严重的泌水、离析现象。第22页

13、，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（3 3）单位用水量）单位用水量v单位用水量实际上决定了混凝土拌合物中水泥浆的数单位用水量实际上决定了混凝土拌合物中水泥浆的数量。量。v水灰比一定时，若单位用水量过小，则水泥浆数量过水灰比一定时，若单位用水量过小，则水泥浆数量过少，集料颗粒间缺少足够的黏结材料，混凝土拌合物少，集料颗粒间缺少足够的黏结材料，混凝土拌合物的黏聚性较差，易发生离析和崩坍，不易成型密实；的黏聚性较差，易发生离析和崩坍，不易成型密实；若单位用水量过多，在混凝土拌合物流动性增加的同若单位用水量过多，在混凝土拌合物流动性增加的同时，黏聚性和保水性也恶化，会出现泌水、

14、分层或流时，黏聚性和保水性也恶化，会出现泌水、分层或流浆现象，产生离析。浆现象，产生离析。v混凝土拌合物需水量法混凝土拌合物需水量法则则：当使用确定的材料拌制混凝土当使用确定的材料拌制混凝土时时，在水泥用量增减不超，在水泥用量增减不超过过50100kg/m3的情况下，用的情况下，用水量大小决定混凝土拌合物的流水量大小决定混凝土拌合物的流动动性性。第23页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（4 4）砂率）砂率v砂率是指混凝土中细集料（或砂）的质量占全部集料砂率是指混凝土中细集料（或砂）的质量占全部集料（砂、石）总质量的百分率。（砂、石）总质量的百分率。v在混凝土拌和物中，

15、是砂子填充石子在混凝土拌和物中，是砂子填充石子(粗骨料粗骨料)的空隙，而的空隙，而水泥浆则填充砂子的空隙，同时有一定富裕量去包裹骨料的水泥浆则填充砂子的空隙，同时有一定富裕量去包裹骨料的表面，润滑骨料，使拌和物具有流动性和易密实的性能。表面，润滑骨料，使拌和物具有流动性和易密实的性能。第24页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土v但砂率过大，细骨料含量相对增多，骨料的但砂率过大，细骨料含量相对增多，骨料的总表面积明显增大，包裹砂子颗粒表面的水总表面积明显增大，包裹砂子颗粒表面的水泥浆层显得不足，这时，拌合物的流动性随泥浆层显得不足，这时，拌合物的流动性随着砂率的增大将降低

16、。着砂率的增大将降低。v砂率过小，砂浆数量不足会使混凝土拌合物砂率过小，砂浆数量不足会使混凝土拌合物的黏聚性和保水性降低，产生离析和流浆现的黏聚性和保水性降低，产生离析和流浆现象。象。最佳砂率最佳砂率在用水量及水泥用量一定的条在用水量及水泥用量一定的条件下，使混凝土拌和物获得最大的流动性，件下，使混凝土拌和物获得最大的流动性，且保持粘聚性及保水性良好。且保持粘聚性及保水性良好。第25页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（5 5）水泥的品种和集料的性质）水泥的品种和集料的性质A A、不同品种的水泥达到标准稠度的需水量不、不同品种的水泥达到标准稠度的需水量不同，需水量大的水

17、泥拌制的混凝土，达到同同，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。样坍落度时，就需要较多的用水量。v普通水泥的混凝土拌合物比矿渣水泥、火山普通水泥的混凝土拌合物比矿渣水泥、火山灰水泥的工作性好；矿渣水泥拌合物的流动灰水泥的工作性好；矿渣水泥拌合物的流动性虽大，但黏聚性差，易产生泌水离析；火性虽大，但黏聚性差，易产生泌水离析；火山水泥流动性小，但黏聚性好。山水泥流动性小，但黏聚性好。v水泥的细度对和易性也有影响，提高细度可水泥的细度对和易性也有影响，提高细度可改善混凝土拌合物的黏聚性和保水性，减少改善混凝土拌合物的黏聚性和保水性，减少拌合物泌水、离析现象，但其流动性变差

18、。拌合物泌水、离析现象，但其流动性变差。第26页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土vB B、混凝土拌合物的工作性主要与集料的级配、混凝土拌合物的工作性主要与集料的级配、颗粒形状、表面特征、最大粒径有关。一般颗粒形状、表面特征、最大粒径有关。一般级配好的集料，其流动性较大，黏聚性与保级配好的集料，其流动性较大，黏聚性与保水性较好；表面光滑的集料，其流动性较大，水性较好；表面光滑的集料，其流动性较大，总表面积减小，流动性增大；集料棱角较少总表面积减小，流动性增大；集料棱角较少者流动性较大。者流动性较大。第27页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（6

19、6）外加剂）外加剂v加入少量外加剂，可在不增加用水量和水泥加入少量外加剂，可在不增加用水量和水泥用量的情况下，有效地改善混凝土拌合物的用量的情况下，有效地改善混凝土拌合物的工作性，提高混凝土的强度和耐久性。工作性，提高混凝土的强度和耐久性。第28页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土外界因素的影响（外因）外界因素的影响（外因）v环境因素主要由温度、湿度、风速等。环境因素主要由温度、湿度、风速等。v拌合物随时间的延长而逐渐变得干稠，和易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

20、动性降低，每分蒸发。温度升高，拌合物流动性降低，每升高升高1010度，拌合物坍落度减少度，拌合物坍落度减少20mm20mm。v搅拌时间也影响工作性，如时间不足工作性搅拌时间也影响工作性，如时间不足工作性较差，质量不均匀，规范规定最小搅拌时间较差，质量不均匀，规范规定最小搅拌时间为为13min13min。第29页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土4 4、混凝土拌合物和易性的选择、混凝土拌合物和易性的选择 混凝土拌合物和易性根据结构物的断面尺寸、钢筋混凝土拌合物和易性根据结构物的断面尺寸、钢筋配置的疏密以及捣实的机械类型和施工方法等来选择。配置的疏密以及捣实的机械类型和施工

21、方法等来选择。v公路桥涵用混凝土拌合物的和易性公路桥涵用混凝土拌合物的和易性v道路混凝土拌合物的工作性选择道路混凝土拌合物的工作性选择按按水泥混凝土路面施工及验收规范水泥混凝土路面施工及验收规范（GBJ97-1987GBJ97-1987）规定，水泥混凝土路面用道路混凝土坍落度以为规定，水泥混凝土路面用道路混凝土坍落度以为1025mm1025mm；坍落度小于坍落度小于10mm10mm时，采用维勃稠度仪测定维勃时间宜为时，采用维勃稠度仪测定维勃时间宜为1030s1030s。第30页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（二）硬化后混凝土的力学性质（二）硬化后混凝土的力学性质v主

22、要包括强度和变形两方面主要包括强度和变形两方面。1、强度（立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、强度（立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度等劈裂抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度等）（1）混凝土的立方体抗压强度（）混凝土的立方体抗压强度（fcu）第31页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 根据国家标准根据国家标准普通混凝土力学性能试验方法标准普通混凝土力学性能试验方法标准(GB/T500812002)(GB/T500812002)制作边长制作边长150mm150mm的立方体标准试件，在的立方体标准试件，在标准条件（温度标准条件（温度202202，相对湿度

23、，相对湿度9090以上）以上）下，养护下，养护28d28d龄期，测得的抗压强度值作为混凝土的立方体抗龄期，测得的抗压强度值作为混凝土的立方体抗压强度值，用压强度值，用f fcucu表示。表示。式中：式中：f fcucu混凝土的立方体抗压强度，混凝土的立方体抗压强度，MPaMPa F F破坏荷载，破坏荷载，N N；A A试件承压面积，试件承压面积，mm2mm2。第32页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土A A、混凝土立方体抗压强度标准值（、混凝土立方体抗压强度标准值（f fcu,kcu,k）v混凝土立方体抗压标准强度是指按标准方法混凝土立方体抗压标准强度是指按标准方法制作

24、和养护的边长为制作和养护的边长为150mm150mm的立方体试件，在的立方体试件，在28d28d龄期，用标准试验方法测得的强度总体分龄期，用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于布中具有不低于9595保证率的抗压强度值，保证率的抗压强度值，用用f fcu,kcu,k表示。表示。第33页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土B B、强度等级、强度等级v混凝土强度等级是按照立方体抗压标准强度混凝土强度等级是按照立方体抗压标准强度来划分的。混凝土强度等级用符号来划分的。混凝土强度等级用符号“C C”与与“立方体抗压强度标准值（以立方体抗压强度标准值（以MPaMPa计）计）”表

25、示，表示，普通混凝土划分为普通混凝土划分为C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55、C60C60、C65C65、C70 C75C70 C75、C80C80等十四个等级。等十四个等级。混凝土结构设计规范（GB500102002）第34页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土不同工程或用于不同部位的混凝土，其强度等级要求也不不同工程或用于不同部位的混凝土，其强度等级要求也不相同，一般是：相同，一般是：vC15C15用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构。用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构。v C

26、20C20C25C25用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构。混凝土结构。vC25C25C30C30用于大跨度结构、要求耐久性高的结构、用于大跨度结构、要求耐久性高的结构、预制构件等。预制构件等。vC40C40C45C45用于预应力钢筋混凝土构件、吊车梁及特种用于预应力钢筋混凝土构件、吊车梁及特种结构等，用于结构等，用于25302530层。层。vC50C50C60C60用于用于3030层至层至6060层以上高层建筑。层以上高层建筑。vC60C60C80C80用于高层建筑用于高层建筑,采用高性能混凝土。采用高性能混凝土。第35页，本讲稿共73页第一节第

27、一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（2 2）混凝土轴心抗压强度（）混凝土轴心抗压强度（f fcpcp）v在结构设计中在结构设计中 v国家标准规定采用国家标准规定采用150mm150mm300mm150mm150mm300mm的标准棱的标准棱柱体试件进行抗压强度试验，在立方体抗压强度柱体试件进行抗压强度试验，在立方体抗压强度101055MPa55MPa的范围内，轴心抗压强度（的范围内，轴心抗压强度（f fcpcp）和立方体）和立方体抗压强度（抗压强度（f fcucu）之比为）之比为0.700.700.800.80。第36页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（3 3）混凝土

28、抗折强度（）混凝土抗折强度（fcfcf f）v混凝土抗折强度试验采用边长为混凝土抗折强度试验采用边长为150mm150mm550mm150mm150mm550mm的棱柱体试件作为标准试件，按三分点加荷方式加载的棱柱体试件作为标准试件，按三分点加荷方式加载测得其抗折强度，计算公式为：测得其抗折强度，计算公式为：v式中：式中：fcfcf f 混凝土抗折强度混凝土抗折强度MPaMPa；F F破坏荷载，破坏荷载，N N；L L支座间跨度，支座间跨度，mmmm；v当尺寸为当尺寸为100mm100mm400mm100mm100mm400mm非标准试件应乘以换算非标准试件应乘以换算系数系数0.85；当混凝土

29、强度等级不小于；当混凝土强度等级不小于C60时宜采用标时宜采用标准试件。准试件。L/3L/3L/3LP/2P/2第37页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（4 4）劈裂抗拉强度（）劈裂抗拉强度（f ftsts）v我国标准规定，劈裂抗拉强度采用标准试件我国标准规定，劈裂抗拉强度采用标准试件边长为边长为150mm150mm的立方体，按规定的劈裂抗拉装的立方体，按规定的劈裂抗拉装置检测劈拉强度。计算公式为：置检测劈拉强度。计算公式为：式中：式中：f fts ts 劈裂抗拉强度，劈裂抗拉强度，MPaMPa；F F破坏荷载，破坏荷载，N N；A A试件劈裂面面积，试件劈裂面面积，

30、mmmm2 2。第38页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土2 2、影响水泥混凝土强度的因素、影响水泥混凝土强度的因素v混凝土破坏形式有三种：混凝土破坏形式有三种：骨料与水泥石的界骨料与水泥石的界面破坏；水泥石本身的破坏；骨料的破坏。面破坏；水泥石本身的破坏；骨料的破坏。v在普通混凝土中，水泥石的强度及其与骨料在普通混凝土中，水泥石的强度及其与骨料的粘结强度与水泥的强度等级、水灰比及骨的粘结强度与水泥的强度等级、水灰比及骨料的性质有很大关系，另外混凝土强度还与料的性质有很大关系，另外混凝土强度还与施工质量、养护条件及龄期有关，除此之外施工质量、养护条件及龄期有关，除此之外

31、还有试验因素的影响：试件形状尺寸、表面还有试验因素的影响：试件形状尺寸、表面状态、试件湿度、加荷速度、加载方式、支状态、试件湿度、加荷速度、加载方式、支撑条件等。撑条件等。第39页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土1 1）组成材料）组成材料v（1 1）水泥强度与水灰比）水泥强度与水灰比式中：式中：f fcu,ocu,o混凝土混凝土2828天抗压强度，天抗压强度，MPaMPa f fcece水泥的水泥的2828天实际强度测定值，天实际强度测定值，MPaMPa；C C每立方米混凝土中水泥用量，每立方米混凝土中水泥用量，kgkg；W W每立方米混凝土中用水量，每立方米混凝土中

32、用水量，kgkg；第40页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土aa、bb回归系数，与骨料品种、水泥品回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，种有关，普通混凝土配合比设计规程普通混凝土配合比设计规程（JGJ552000JGJ552000）提供的数据如下：）提供的数据如下：v采用碎石：采用碎石：aa=0.46,=0.46,b b=0.07=0.07；v采用卵石：采用卵石：aa=0.48,=0.48,b b=0.33=0.33；第41页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（2 2）集料特性）集料特性v如集料的强度大于水泥石强度，则混凝土强如集料的强度大于水泥石

33、强度，则混凝土强度由界面强度及水泥石强度所支配；度由界面强度及水泥石强度所支配；v如集料强度小于水泥石强度，则混凝土强度如集料强度小于水泥石强度，则混凝土强度与集料强度有关。集料形状接近球形或立方与集料强度有关。集料形状接近球形或立方形为好。形为好。（3 3）浆集比）浆集比v混凝土中水泥浆的体积和集料体积之比值。混凝土中水泥浆的体积和集料体积之比值。水灰比相同的条件下，在达到最优浆集比后，水灰比相同的条件下，在达到最优浆集比后，混凝土的强度随着浆集比的增加而降低。混凝土的强度随着浆集比的增加而降低。第42页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土2 2）养护温度与湿度）养护温

34、度与湿度v养护温度和湿度是决定水泥水化速度的重要条件。养护温度和湿度是决定水泥水化速度的重要条件。v养护温度越高水泥水化速度越快，达到相同龄期时混凝养护温度越高水泥水化速度越快，达到相同龄期时混凝土的强度越高。土的强度越高。但初期温度过高将导致混凝土的早期强度发展较快，但初期温度过高将导致混凝土的早期强度发展较快，引起水泥凝胶体发育不良，对混凝土的后期强度发展引起水泥凝胶体发育不良，对混凝土的后期强度发展不利，有可能降低混凝土的后期强度。不利，有可能降低混凝土的后期强度。v湿度适当水泥能够顺利进行水化，混凝土强度能够得到湿度适当水泥能够顺利进行水化，混凝土强度能够得到充分发展。如果湿度不够混凝

35、土会失水干燥而影响水泥充分发展。如果湿度不够混凝土会失水干燥而影响水泥水化的顺利进行。水化的顺利进行。第43页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土3 3）龄期）龄期v在正常养护条件下，混凝土的强度随龄期的增长而增加。在正常养护条件下，混凝土的强度随龄期的增长而增加。发展趋势可以用下式的对数关系来描述。发展趋势可以用下式的对数关系来描述。式中：式中：f fnnn n天龄期混凝土的抗压强度，天龄期混凝土的抗压强度，MPaMPa；f f28282828天龄期混凝土的抗压强度，天龄期混凝土的抗压强度，MPaMPa；n n养护龄期（养护龄期（n n33），），d d。仅适用于普通硅

36、酸盐水泥拌制的混凝土，且龄期仅适用于普通硅酸盐水泥拌制的混凝土，且龄期3d3d。第44页，本讲稿共73页第45页，本讲稿共73页覆盖养护第46页，本讲稿共73页喷养护液养护第47页，本讲稿共73页野外公路的遮阳保湿第48页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土3 3、提高混凝土强度的技术措施、提高混凝土强度的技术措施（1 1）选用高强度等级水泥）选用高强度等级水泥 v在混凝土配合比相同的情况和满足施工和易在混凝土配合比相同的情况和满足施工和易性和混凝土耐久性要求条件下，水泥强度等性和混凝土耐久性要求条件下，水泥强度等级越高，混凝土强度越高。级越高，混凝土强度越高。v对于抢修

37、工程、桥梁拼装接头、严寒的冬季对于抢修工程、桥梁拼装接头、严寒的冬季施工以及其他要求早强的结构物，可采用特施工以及其他要求早强的结构物，可采用特种水泥配置的混凝土。种水泥配置的混凝土。第49页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（2 2）降低水灰比（或水胶比）降低水灰比（或水胶比）v水灰比越低，混凝土硬化后留下的孔隙少，水灰比越低，混凝土硬化后留下的孔隙少，混凝土密实度高，强度可显著提高。混凝土密实度高，强度可显著提高。v降低浆集比，减薄水泥浆层的厚度，充分发降低浆集比，减薄水泥浆层的厚度，充分发挥集料的骨架作用，对混凝土强度也有一定挥集料的骨架作用，对混凝土强度也有一定

38、帮助。帮助。第50页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（3 3）掺用混凝土外加剂、掺和料）掺用混凝土外加剂、掺和料v掺入外加剂，可减少用水量，提高混凝土强掺入外加剂，可减少用水量，提高混凝土强度。度。v一般掺入矿物细掺料，在低浆集比下配置混一般掺入矿物细掺料，在低浆集比下配置混凝土是提高强度的重要途径，尤其是掺加硅凝土是提高强度的重要途径，尤其是掺加硅灰既能提高混凝土的早期强度，又能够提高灰既能提高混凝土的早期强度，又能够提高混凝土的后期强度。混凝土的后期强度。第51页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（4 4）采用湿热处理方法）采用湿热处理方法

39、v蒸汽养护：一般养护温度为蒸汽养护：一般养护温度为60806080，恒温养，恒温养护时间以护时间以58h58h为宜。火山灰水泥和矿渣水泥为宜。火山灰水泥和矿渣水泥配置的混凝土，蒸汽养护的效果比普通水泥配置的混凝土，蒸汽养护的效果比普通水泥混凝土好。混凝土好。v蒸压养护：此法对掺活性混合材料的水泥配蒸压养护：此法对掺活性混合材料的水泥配置的混凝土，对掺有磨细石英砂混合材料的置的混凝土，对掺有磨细石英砂混合材料的硅酸盐水泥更有有效。硅酸盐水泥更有有效。第52页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（5 5）采用机械搅拌和振捣混凝土）采用机械搅拌和振捣混凝土v机械搅拌不仅比人工搅

40、拌工效高，而且更均机械搅拌不仅比人工搅拌工效高，而且更均匀，所以能提高混凝土的强度。匀，所以能提高混凝土的强度。v混凝土拌合物被振捣后，它的颗粒互相靠近，混凝土拌合物被振捣后，它的颗粒互相靠近，并把空气排出，使混凝土内部孔隙大大减少，并把空气排出，使混凝土内部孔隙大大减少，因此提高混凝土的密实度和强度。因此提高混凝土的密实度和强度。第53页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土4 4、混凝土的变形、混凝土的变形v硬化后水泥混凝土的变形，包括非荷载作用硬化后水泥混凝土的变形，包括非荷载作用下的化学变形、干湿变形和温度变形以及荷下的化学变形、干湿变形和温度变形以及荷载作用下的弹

41、载作用下的弹-塑性变形和徐变。塑性变形和徐变。第54页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土1)非荷载作用变形非荷载作用变形（1）化学收缩）化学收缩v由于水泥水化产物的总体积小于水化前反应由于水泥水化产物的总体积小于水化前反应物的总体积而产生的混凝土收缩称为化学收物的总体积而产生的混凝土收缩称为化学收缩。一般对结构无影响。缩。一般对结构无影响。第55页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（2 2）干湿变形）干湿变形v混凝土在干燥过程中，首先发生气孔水和毛混凝土在干燥过程中，首先发生气孔水和毛细水的蒸发。气孔水的蒸发并不引起混凝土细水的蒸发。气孔水的蒸发

42、并不引起混凝土的收缩。毛细孔水的蒸发，使毛细孔中形成的收缩。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，负压，随着空气湿度的降低，负压逐渐增大，产生收缩力，导致混凝土收缩。产生收缩力，导致混凝土收缩。v混凝土干缩主要是水泥石产生的，因此尽量混凝土干缩主要是水泥石产生的，因此尽量降低水泥用量，减少水灰比是减少混凝土干降低水泥用量，减少水灰比是减少混凝土干缩的关键。缩的关键。第56页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土(3)(3)温度变形温度变形v混凝土与其他材料一样，也会随着温度的变混凝土与其他材料一样，也会随着温度的变化产生热胀冷缩的变形，对大体

43、积及大面积化产生热胀冷缩的变形，对大体积及大面积混凝土极为不利。混凝土极为不利。v对于大体积混凝土工程尽量减少混凝土的发对于大体积混凝土工程尽量减少混凝土的发热量，常采用的办法有最大限度减少用水量热量，常采用的办法有最大限度减少用水量和水泥用量；大量掺加粉煤灰、磨细矿渣等和水泥用量；大量掺加粉煤灰、磨细矿渣等掺合料；采用低热水泥；选用热膨胀系数低掺合料；采用低热水泥；选用热膨胀系数低的骨料，减小热变形；对混凝土合理分缝、的骨料，减小热变形；对混凝土合理分缝、分块等。分块等。第57页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土2)2)荷载作用下的变形荷载作用下的变形（1 1）弹）弹

44、-塑性变形和弹性模量塑性变形和弹性模量v由于混凝土内部结构本身的不均质性（砂石由于混凝土内部结构本身的不均质性（砂石骨料、水泥石、游离水分和气泡），因此它骨料、水泥石、游离水分和气泡），因此它不是完全的弹性体，而是一种弹塑性体。受不是完全的弹性体，而是一种弹塑性体。受力时，混凝土既产生可以恢复的弹性变形，力时，混凝土既产生可以恢复的弹性变形，又会产生不可恢复的塑性变形，其应力与应又会产生不可恢复的塑性变形，其应力与应变关系为曲线。变关系为曲线。v在应力应变曲线上任一点的应力在应力应变曲线上任一点的应力与应变与应变的的比值，叫做混凝土在该应力下的弹性模量。比值，叫做混凝土在该应力下的弹性模量。第

45、58页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（2 2）徐变）徐变v定义：混凝土在恒定荷载的长期作用下，沿定义：混凝土在恒定荷载的长期作用下，沿着作用力方向的变形随时间不断增长，一般着作用力方向的变形随时间不断增长，一般要延续要延续2 23 3年才逐渐趋于稳定。这种在长期年才逐渐趋于稳定。这种在长期荷载作用下产生的变形，称为徐变。荷载作用下产生的变形，称为徐变。v混凝土在变形稳定后，如卸去荷载，一部分混凝土在变形稳定后，如卸去荷载，一部分变形瞬间恢复，还有一部分要若干天内才能变形瞬间恢复，还有一部分要若干天内才能逐渐文帝，称为徐变恢复，剩下不可恢复部逐渐文帝，称为徐变恢复，剩

46、下不可恢复部分称为残余变形。分称为残余变形。第59页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土v徐变变形主要是水泥石徐变变形引起的，因徐变变形主要是水泥石徐变变形引起的，因此混凝土中集料的体积率越大，混凝土的徐此混凝土中集料的体积率越大，混凝土的徐变变形越小。变变形越小。v影响混凝土徐变的因素：影响混凝土徐变的因素：混凝土水灰比大，龄期短，徐变量大；混凝土水灰比大，龄期短，徐变量大；荷载应力大，徐变大；荷载应力大，徐变大；水泥用量多时，徐变量大；水泥用量多时，徐变量大；混凝土弹性模量小，徐变大。混凝土弹性模量小，徐变大。第60页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水

47、泥混凝土（三）混凝土的耐久性（三）混凝土的耐久性v混凝土的耐久性是它暴露在使用环境下抵抗混凝土的耐久性是它暴露在使用环境下抵抗各种物理和化学作用破坏的能力。各种物理和化学作用破坏的能力。v耐久性主要是抗冻性，其次是耐磨性、碱耐久性主要是抗冻性，其次是耐磨性、碱集料反应、混凝土的碳化和抗侵蚀性等。集料反应、混凝土的碳化和抗侵蚀性等。第61页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土1 1、抗冻性、抗冻性v（1 1）抗冻性定义与冻融破坏机理）抗冻性定义与冻融破坏机理v混凝土的抗冻性是指混凝土在水饱和状态下混凝土的抗冻性是指混凝土在水饱和状态下经受多次冻融循环作用，能保持强度和外观经

48、受多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整性的能力。完整性的能力。第62页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（2 2）抗冻性的表征）抗冻性的表征v混凝土抗冻性用抗冻等级表示。抗冻试验有混凝土抗冻性用抗冻等级表示。抗冻试验有两种方法：慢冻法和快冻法。两种方法：慢冻法和快冻法。v慢冻法：采用立方体试块，以龄期慢冻法：采用立方体试块，以龄期2828天的试天的试件在吸水饱和后承受反复冻融循环作用（冻件在吸水饱和后承受反复冻融循环作用（冻4h4h，融，融4h4h），以抗压强度下降不超过），以抗压强度下降不超过25%25%，质，质量损失不超过量损失不超过5%5%时所承受的最大冻融循环

49、次时所承受的最大冻融循环次数表示，例如数表示，例如D50D50、D100D100。第63页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土v快冻法：快冻法：采用采用100mm100mm400mm100mm100mm400mm的棱柱的棱柱体试件，在体试件，在28d28d后进行试验，试件饱和吸水后后进行试验，试件饱和吸水后承受反复冻融循环，一个循环在承受反复冻融循环，一个循环在24h24h内完成，内完成，以相对动弹性模量值不小于以相对动弹性模量值不小于60%60%，而且质量损，而且质量损失率不超过失率不超过5%5%所承受的最大循环次数表示，所承受的最大循环次数表示，例如例如F150F15

50、0、F200F200、F300F300。抗冻等级。抗冻等级F50F50的混的混凝土为抗冻混凝凝土为抗冻混凝土。土。第64页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（3 3）提高混凝土抗冻性的措施）提高混凝土抗冻性的措施v降低混凝土水胶比，降低孔隙率降低混凝土水胶比，降低孔隙率 ；v掺加引气剂，保持含气量在掺加引气剂，保持含气量在4 45%5%；v提高混凝土强度，在相同含气量的情况下，提高混凝土强度，在相同含气量的情况下，混凝土强度越高，抗冻性越好。混凝土强度越高，抗冻性越好。第65页，本讲稿共73页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土2 2、耐磨性、耐磨性v耐磨性是道路