试验员培训课件资料.pptx

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1、8.1.1混凝土的定义和分类8.1.1.1定义广义上广义上-凡由胶凝材料、骨料按适当比例配凡由胶凝材料、骨料按适当比例配合，拌合制成的混合物，经一定时间硬化而成合，拌合制成的混合物，经一定时间硬化而成的人造石材统称之为混凝土。的人造石材统称之为混凝土。目前工程上使用最多的是以水泥为胶结材料，目前工程上使用最多的是以水泥为胶结材料，以砂、石为骨料，加水及掺入适量外加剂和掺以砂、石为骨料，加水及掺入适量外加剂和掺和料拌制的普通水泥混凝土（简称普通混凝土）和料拌制的普通水泥混凝土（简称普通混凝土）第1页/共93页8.1.1.2混凝土的分类按表观密度分类按表观密度分类特特重重混混凝凝土土其其表表观观密

2、密度度大大于于2700kg/m2700kg/m3 3，用用重重骨骨料料和和钡钡水水泥泥、锶锶水水泥泥等等重重水水泥泥配配制制而而成成。具具有有防防射射线线的的性性能能，又又称称防防辐辐射射混混凝凝土土，主主要要用用作作核核能能工工程程的的屏屏蔽蔽结构材料。结构材料。普普 通通（重重）混混 凝凝 土土 表表 观观 密密 度度 1900kg/m1900kg/m3 32500kg/m2500kg/m3 3，用用普普通通的的天天然然砂砂石石为为骨骨料料配配制制而而成成，为为建筑工程中常用的混凝土。建筑工程中常用的混凝土。轻轻混混凝凝土土表表观观密密度度小小于于1900kg/m1900kg/m3 3，是

3、是采采用用陶陶粒粒等等轻轻质质多多孔孔的的骨骨料料，或或者者不不采采用用骨骨料料而而掺掺入入加加气气剂剂或或泡泡沫沫剂剂，形形成成多多孔孔结结构构的的混混凝凝土土。主主要要用用作作轻轻质质结结构构材材料和绝热材料。料和绝热材料。第2页/共93页按用途分类 结构混凝土结构混凝土 防水混凝土防水混凝土 道路混凝土道路混凝土 防辐射混凝土防辐射混凝土 耐热混凝土耐热混凝土 耐酸混凝土耐酸混凝土 大体积混凝土大体积混凝土 膨胀混凝土等。膨胀混凝土等。第3页/共93页按胶结材料分类 硅酸盐水泥混凝土硅酸盐水泥混凝土 铝酸盐水泥混凝土铝酸盐水泥混凝土 沥青混凝土沥青混凝土 树脂混凝土树脂混凝土第4页/共9

4、3页按流动性分类 干硬性混凝土：坍落度小于干硬性混凝土：坍落度小于1010，用维勃稠度表示稠度，用维勃稠度表示稠度 塑性混凝土：坍落度塑性混凝土：坍落度10109090 流动性混凝土：坍落度流动性混凝土：坍落度100100150150 大流动性混凝土：坍落度大于大流动性混凝土：坍落度大于160160第5页/共93页按其抗压强度（fcu）混凝土还可分为：混凝土还可分为：普通混凝土（普通混凝土（10MPafcu50MPa)10MPafcu50MPa)高强度混凝土（高强度混凝土（fcu60MPa)fcu60MPa)超高强度混凝土（超高强度混凝土（fcu100MPa)fcu100MPa)第6页/共93

5、页8.1.1.3混凝土的主要性质包括：包括：混凝土硬化前混凝土硬化前:混混 凝凝 土土 拌拌 合合 物物 的的 和和 易易 性性（工工 作作 性性WorkabilityWorkability）混凝土硬化后混凝土硬化后:混凝土的强度、变形性能和耐久性混凝土的强度、变形性能和耐久性第7页/共93页(1)(1)混凝土拌合物的工作性研究：研究：新拌混凝土（新拌混凝土（FreshConcreteFreshConcrete）的）的施工性、施工性、施工前后如何保持施工前后如何保持匀质性匀质性 包括：工作性的定义包括：工作性的定义工作性的评定方法工作性的评定方法影响工作性的因素影响工作性的因素实际工程调整工作

6、性的方法实际工程调整工作性的方法新新拌拌混混凝凝土土混混凝凝土土的的各各组组成成材材料料按按一一定定比比例搅拌而制成的例搅拌而制成的尚末凝固尚末凝固的混凝土拌和物。的混凝土拌和物。第8页/共93页工作性的概念 工工作作性性指指混混凝凝土土拌拌和和物物易易于于各各施施工工工工序序施施工工操操作作（搅搅拌拌、运运输输、浇浇注注、捣捣实）并能获得质量均匀，成型密实的混凝土的性能。实）并能获得质量均匀，成型密实的混凝土的性能。工作性是一项综合性的技术指标，包括：工作性是一项综合性的技术指标，包括：流动性流动性粘聚性粘聚性保水性保水性 不同的施工方式，所要求的工作性不同。不同的施工方式，所要求的工作性不

7、同。第9页/共93页粘聚性 粘聚性粘聚性是指混凝土拌和物内部组分之间具有一定的是指混凝土拌和物内部组分之间具有一定的凝聚力，在运输和浇注过程中不致发生分层离析现象，凝聚力，在运输和浇注过程中不致发生分层离析现象，使混凝土保持整体均匀的性能。使混凝土保持整体均匀的性能。粘聚性差的混凝土拌合物，在施工过程中易出现分层、粘聚性差的混凝土拌合物，在施工过程中易出现分层、离析现象。离析现象。离离析析指指混混凝凝土土拌拌合合物物各各组组分分分分离离，造造成成不不均均匀匀和和失失去去连连续续性性的的现现象象。常常有有两两种种形形式式：粗粗骨骨料料从从混混合合料料中中分分离；稀水泥浆从混合料中淌出。离；稀水泥

8、浆从混合料中淌出。分分层层指指混混凝凝土土浇浇注注后后由由于于重重力力沉沉降降产产生生的的不不均均匀匀分分布现象布现象。第10页/共93页流 动 性 流动性流动性是指混凝土拌和物在是指混凝土拌和物在自重自重或或机械振捣机械振捣作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。（广广义义上上：流流动动性性是是固固、液液体体混混合合物物，即即分分散散系系统统中中克克服服内内阻阻力力而而产产生生变变形的性能，其大小取决于固、液相的比例）。形的性能，其大小取决于固、液相的比例）。流动性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠，直接影响着浇捣施工的难易和混凝土的质量。

9、流动性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠，直接影响着浇捣施工的难易和混凝土的质量。第11页/共93页保水性保保水水性性是是指指混混凝凝土土拌拌和和物物具具有有一一定定的的保保持持内内部部水水份份的的能能力力，在施工过程中不致产生严重的泌水现象。在施工过程中不致产生严重的泌水现象。保保水水性性差差的的混混凝凝土土拌拌和和物物，在在施施工工过过程程中中，一一部部分分水水易易从从内内部部析析出出至至表表面面，在在混混凝凝土土内内部部形形成成泌泌水水通通道道，使使混混凝凝土土的的密密实实性性变变差差，降降低低混混凝凝土土的的强强度度和和耐耐久久性性。它它反反映映混混凝凝土土拌拌和和物物的的稳稳定性。定性。

10、第12页/共93页矛盾的统一 混凝土拌和物的流动性、粘聚性、保水性，三者之间互相关联又互相矛盾。混凝土拌和物的流动性、粘聚性、保水性，三者之间互相关联又互相矛盾。如如粘粘聚聚性性好好则则保保水水性性往往往往也也好好，但但当当流流动动性性增增大大时时，粘粘聚聚性性和和保保水水性性往往往往变变差，反之亦然。差，反之亦然。所所谓谓拌拌和和物物的的工工作作性性良良好好，就就是是要要使使这这三三方方面面的的性性能能在在某某种种具具体体条条件件下下，达达到均为良好，亦即使矛盾得到统一。到均为良好，亦即使矛盾得到统一。第13页/共93页流动性（坍落度）的选择流动性（坍落度）的选择*需考虑的因素：需考虑的因素

11、：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搅拌方式搅拌方式机械、人工机械、人工输送方式输送方式浇注方法浇注方法是否泵送是否泵送捣实方法等捣实方法等原则：原则：在在不不妨妨碍碍施施工工操操作作并并能能保保证证振振捣捣密密实实的的条条件件下下，尽尽可可能能采采用用较较小小的的坍坍落落度度，以以节节约约水水泥泥并并获获得得质质量量高的混凝土。高的混凝土。第14页/共93页坍落度选择表*结结结结 构构构构 种种种种 类类类类坍落度（坍落度（坍落度（坍落度（mmmm）基基基基础础础础或或或或地地地地面面面面等等等等的的的的垫垫垫垫层层层层、无无无无筋筋筋筋的的的的厚厚厚厚大大大大结结结结

12、构构构构或或或或配筋稀疏的结构构件配筋稀疏的结构构件配筋稀疏的结构构件配筋稀疏的结构构件10301030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30503050配筋密列的结构（薄壁、筒仓、细柱等配筋密列的结构（薄壁、筒仓、细柱等配筋密列的结构（薄壁、筒仓、细柱等配筋密列的结构（薄壁、筒仓、细柱等50705070配筋特密的结构配筋特密的结构配筋特密的结构配筋特密的结构70907090注：采用常规的施工方法第15页/共93页影响工作性的因素 11水泥浆的数量水泥浆的数量 22水泥浆的稠度水泥浆的稠度 33砂率砂率 44

13、组成材料性质的影响组成材料性质的影响 55外加剂外加剂 66时间和温度时间和温度第16页/共93页实际工程中调整和易性的原则：通过试验，采用合理砂率，并尽可能采用较低的砂率；通过试验，采用合理砂率，并尽可能采用较低的砂率；改善砂、石（特别是石子）的级配；改善砂、石（特别是石子）的级配；在可能条件下，尽量采用较粗的砂、石；在可能条件下，尽量采用较粗的砂、石；当当混混凝凝土土拌拌和和物物坍坍落落度度太太小小时时，保保持持水水灰灰比比不不变变，增增加加适适量量的的水泥浆；当坍落度太大时，保持砂率不变，增加适量的砂石；水泥浆；当坍落度太大时，保持砂率不变，增加适量的砂石；有条件时尽量掺用外加剂减水剂、

14、引气剂。有条件时尽量掺用外加剂减水剂、引气剂。第17页/共93页（2 2）混凝土的力学性能混凝土强度的意义：混凝土强度的意义：强度是混凝土最重要的力学性质，混凝土主要用于承受荷载或抵抗各种作用力。强度是混凝土最重要的力学性质，混凝土主要用于承受荷载或抵抗各种作用力。混混凝凝土土强强度度与与混混凝凝土土的的其其它它性性能能关关系系密密切切，一一般般来来说说，混混凝凝土土的的强强度度愈愈高高，其其刚刚性性、不不透透水水性性、抵抵抗抗风风化化和和某某些些侵侵蚀蚀介介质质的的能能力力也也愈愈高高，通通常常用用混混凝凝土土强强度度来评定和控制混凝土的质量。来评定和控制混凝土的质量。第18页/共93页混凝

15、土强度的分类包括：抗压强度抗拉强度抗弯强度抗剪强度与钢筋的粘结强度等。第19页/共93页砼的抗压强度与强度等级定义：定义：混混凝凝土土的的抗抗压压强强度度是是指指标标准准试试件件在在压压力力作作用用下下直直到到破破坏坏的的单单位位面面积积所所能能承承受的最大应力受的最大应力（亦称极限强度）。（亦称极限强度）。混混凝凝土土结结构构物物常常以以抗抗压压强强度度为为主主要要参参数数进进行行设设计计，而而且且抗抗压压强强度度与与其其它它强强度度及及变变形形有有良良好好的的相相关关性性，因因此此，抗抗压压强强度度常常作作为为评评定定混混凝凝土土质质量量的的指指标标，并作为确定强度等级的依据。并作为确定强

16、度等级的依据。第20页/共93页立方体标准试件抗压强度与强度等级的关系依据国家标准依据国家标准普通混凝土力学性能试验方法普通混凝土力学性能试验方法所测得的抗压强度值为混凝土立方体抗压强度，所测得的抗压强度值为混凝土立方体抗压强度，以以f fcucu表示。表示。砼强度等级砼强度等级:依据混凝土立方体抗压强度标准值依据混凝土立方体抗压强度标准值（以（以fcu.kfcu.k表示），将混凝土划分为十二个强度等表示），将混凝土划分为十二个强度等级：级：C7.5C7.5、C10C10、C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C5

17、5及及C60C60混混凝凝土土立立方方体体抗抗压压强强度度标标准准值值fcu.kfcu.k系系指指对对按按标标准准方方法法制制作作和和养养护护的的边边长长为为150mm150mm的的立立方方体体试试件件，在在28d28d龄龄期期，用用标标准准试试验验方方法法测测得得的的抗抗压压强强度度总总体体分分布布中中的的一一个个值值，强强度度低低于于该该值值的的百百分分率率不不超超过过5 5。第21页/共93页影响混凝土强度的因素混凝土破坏的断面形式分：骨料剥离型骨料破裂型粘结界面破坏型混凝土强度关系式fcu=f(骨料强度、水泥石强度、界面强度骨料强度、水泥石强度、界面强度)第22页/共93页水泥标号与水

18、灰比水水泥泥标标号号和和水水灰灰比比是是决决定定混混凝凝土土强强度度最最主主要要的的因因素。素。水水灰灰比比不不变变时时，水水泥泥标标号号越越高高，则则硬硬化化水水泥泥石石强强度度越越大大，对对骨骨料料的的胶胶结结力力也也就就越越强强，配配制制成成的的混混凝土强度也就愈高。凝土强度也就愈高。水水泥泥标标号号相相同同的的情情况况下下，水水灰灰比比愈愈小小，水水泥泥石石的的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度愈高。强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度愈高。但但水水灰灰比比过过小小，拌拌和和物物过过于于干干稠稠，在在一一定定的的施施工工振振捣捣条条件件下下，混混凝凝土土不不能能被被振振捣捣密密实

19、实，出出现现较较多多的蜂窝、孔洞，反将导致混凝土强度严重下降。的蜂窝、孔洞，反将导致混凝土强度严重下降。W/CW/C理论理论=0.223W/C=0.223W/C实际实际=0.40.6=0.40.6第23页/共93页强度与水灰比的关系示意图 图3-6 龄期与水灰比对混凝土强度的影响第24页/共93页砼强度与W/C、水泥强度等的经验公式ffcucu=Af=Afcece（C/WBC/WB）式式 中中 f fcucu 混混 凝凝 土土 28d28d龄龄 期期 的的 抗抗 压压 强强 度度（MpaMpa）；）；CC每每 立立 方方 米米 混混 凝凝 土土 中中 水水 泥泥 用用 量量（KgKg）；）；W

20、W每每 立立 方方 米米 混混 凝凝 土土 中中 水水 的的 用用 量量（KgKg）；）；C/WC/W混凝土的灰水比；混凝土的灰水比；f fcece水泥的实际强度（水泥的实际强度（MpaMpa）。）。在在无无法法取取得得水水泥泥实实际际强强度度时时，可可用用式式f fcece=.f=.fce.kce.k代入，代入，其其中中f fce.kce.k为为水水泥泥标标号号，为为水水泥泥标标号号值值的的富富余余系系数（一般为数（一般为1.131.13）。）。第25页/共93页A、B经验系数（骨料系数）A A、BB经经验验系系数数，与与骨骨料料品品种种及及水水泥泥品品种种等等因因素素有有关关，其其数数值值

21、通通过过试试验验求求得得。若若无无试试验验统统计计资资料料，则则可可按按普普通通混混凝凝土土配配合合比比设设计计规规程程（JGJ55JGJ559696）提供的）提供的A A、B B经验系数取用：经验系数取用：采用碎石采用碎石A A0.46B0.46B0.070.07采用卵石采用卵石A A0.48B0.48B0.330.33公公式式的的适适用用范范围围：只只适适用用于于流流动动性性混混凝凝土土及及低低流流动性混凝土，对于干硬性混凝土则不适用。动性混凝土，对于干硬性混凝土则不适用。混混凝凝土土强强度度公公式式的的应应用用：可可根根据据所所用用的的水水泥泥标标号号和和水水灰灰比比来来估估计计所所配配

22、制制混混凝凝土土的的强强度度，也也可可根根据据水水泥泥标标号号和和要要求求的的混混凝凝土土强强度度等等级级来来计计算算应应采采用用的水灰比。的水灰比。第26页/共93页骨料的影响影响因素：影响因素：骨料的强度骨料的强度 骨料的种类骨料的种类 骨料的级配骨料的级配 骨料的表面状态骨料的表面状态 骨料的粒形骨料的粒形 骨料的有害杂质和弱颗粒含量骨料的有害杂质和弱颗粒含量第27页/共93页龄期定义：龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常养护的条件下，混凝土的强度将随龄期的增长而不断发展，最初714天内强度发展较快，以后逐渐变缓，28天达到设计强度。28天后强度仍在发展，其增长过程可延续数

23、十年之久。第28页/共93页砼强度与龄期的关系图第29页/共93页龄期与强度经验公式在标准养护条件下，混凝土强度的发展，大致与其龄期的常用对数成正比关系（龄期不小于3d）。式中 fnnd龄期混凝土的抗压强度（MPa）；f2828d龄期混凝土的抗压强度（MPa）；n养护龄期（d），n3。第30页/共93页龄期与强度经验公式的应用 可以由所测混凝土早期强度，估算其可以由所测混凝土早期强度，估算其28d28d龄期的强度。龄期的强度。或或者者可可由由混混凝凝土土的的28d28d强强度度，推推算算28d28d前前混混凝凝土土达达到到某某一一强强度度需需要要养养护护的的天天数数，如如确确定定混混凝凝土土拆

24、拆模模、构构件件起起吊吊、放放松松预预应应力力钢钢筋筋、制制品品养养护护、出出厂厂等等日日期。期。第31页/共93页养护温度及湿度的影响 混混凝凝土土强强度度是是一一个个渐渐进进发发展展的的过过程程，其其发发展展的的程程度度和和速速度度取取决决于于水水泥泥的的水水化化，而而混混凝凝土土成成型型后后的的温温度度和和湿湿度度是是影影响响水水泥泥水水化化速速度度和和程程度度的的重重要要因因素素。因因此此，混混凝凝土土浇浇捣捣成成型型后后，必必须须在在一一定定时时间间内内保保持持适适当当的的温温度度和和足足够够的的湿湿度度以以使使水水泥充分水化，保证混凝土强度不断增长，以获得质量良好的混凝土。泥充分水

25、化，保证混凝土强度不断增长，以获得质量良好的混凝土。第32页/共93页温度影响 养养护护温温度度高高，水水泥泥水水化化速速度度加加快快，混混凝凝土土强强度度的的发发展也快；展也快；在在低低温温下下混混凝凝土土强强度度发发展展迟迟缓缓。当当温温度度降降至至冰冰点点以以下下时时，则则由由于于混混凝凝土土中中水水分分大大部部分分结结冰冰，不不但但水水泥泥停停止止水水化化，混混凝凝土土强强度度停停止止发发展展，而而且且由由于于混混凝凝土土孔孔隙隙中中的的水水结结冰冰产产生生体体积积膨膨胀胀（约约9 9），而而对对孔孔壁壁产产生生相相当当大大的的压压应应力力（可可达达100MPa100MPa），从从而而

26、使使硬硬化化中中的的混混凝凝土土结结构构遭遭受受破破坏坏，导导致致混混凝凝土土已已获获得得的的强度受到损失。强度受到损失。混凝土早期强度低，更容易冻坏。混凝土早期强度低，更容易冻坏。冬冬季季施施工工时时，要要特特别别注注意意保保温温养养护护，以以免免混混凝凝土土早早期受冻破坏。期受冻破坏。第33页/共93页湿度影响 周周围围环环境境的的湿湿度度对对水水泥泥的的水水化化能能否否正正常常进进行行有有显显著影响。著影响。湿湿度度适适当当，水水泥泥水水化化反反应应顺顺利利进进行行，使使混混凝凝土土强强度度得得到到充充分分发发展展，因因为为水水是是水水泥泥水水化化反反应应的的必必要要成份。成份。如如果果

27、湿湿度度不不够够，水水泥泥水水化化反反应应不不能能正正常常进进行行，甚甚至至停停止止水水化化，严严重重降降低低砼砼强强度度，而而且且使使砼砼结结构构疏疏松松，形形成成干干缩缩裂裂缝缝，增增大大了了渗渗水水性性，从从而而影影响响混混凝土的耐久性。凝土的耐久性。施施工工规规范范规规定定：在在混混凝凝土土浇浇筑筑完完毕毕后后，应应在在12h12h内内进进行行覆覆盖盖，以以防防止止水水分分蒸蒸发发过过快快。在在夏夏季季施施工工混混凝凝土土进进行行自自然然养养护护时时，使使用用硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥和和矿矿渣渣水水泥泥时时，浇浇水水保保湿湿应应不不少少于于7d7d；使使用用火

28、火山山灰灰水水泥泥和和粉粉煤煤灰灰水水泥泥或或在在施施工工中中掺掺用用缓凝型外加剂或有抗渗要求时，应缓凝型外加剂或有抗渗要求时，应不少于不少于14d14d。第34页/共93页砼强度与保湿时间的关系图第35页/共93页试验条件对砼强度测定值的影响*试验条件是指：试件的尺寸试件形状试件表面状态加荷速度等第36页/共93页提高混凝土强度的措施 *采用高标号水泥或早强型水泥采用高标号水泥或早强型水泥 采用低水灰比的干硬性混凝土采用低水灰比的干硬性混凝土 采用湿热处理养护混凝土采用湿热处理养护混凝土 采用机械搅拌和振捣采用机械搅拌和振捣 掺入混凝土外加剂、掺合料等掺入混凝土外加剂、掺合料等第37页/共9

29、3页（3）混凝土变形的性能分类：分类：化学收缩化学收缩 非荷载作用下的变形非荷载作用下的变形干湿变形干湿变形温度变形温度变形 荷载作用下的变形荷载作用下的变形 短期荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形徐变徐变第38页/共93页（4）混凝土的耐久性混凝土的耐久性 长长期期以以来来，人人们们一一直直认认为为混混凝凝土土材材料料是是一一种种耐耐久久性性良良好好的的材材料料，因因为为不不少少用用其其建建造造的的结结构构物物使使用用寿寿命命长长久久。如如一一些些早早期期建建成成的的混混凝凝土土建建筑筑物物，已已经经使使用用了了100100年年上上下下仍仍然然完完好

30、好。但但与与此此同同时时不不少少结结构构物物过过早早地地毁毁坏坏，维维修修困困难难而而且且费费用用高高昂昂，促促使使人人们们重重视视耐耐久久性性问问题题；许许多多大大型型结结构构物物的的兴兴建建，例例如如海海底底隧隧道道、跨跨海海大大桥桥、石石油油钻钻井井平平台台、核核废废料料储储存存容容器器等等，对对使使用用寿寿命命提提出出了了更更高高的的要要求求，如如100100年年、150150年年，甚甚至至几几百百年年 定定义义混混凝凝土土抵抵抗抗环环境境介介质质作作用用并并长长期期保保持持其其良良好好的的使使用用性性能能和和外外观观完完整整性性，从从而而维维持持混混凝凝土土结结构构的的安安全全、正正

31、常常使使用的能力称为耐久性。用的能力称为耐久性。第39页/共93页混凝土的抗渗性：混凝土的抗渗性：抗渗性是决定混凝土耐久性最主要的因素，若混凝抗渗性是决定混凝土耐久性最主要的因素，若混凝土的抗渗性差，不仅周围水等液体物质易渗入内部，土的抗渗性差，不仅周围水等液体物质易渗入内部，而且当遇有负温或环境水中含有侵蚀性介质时，混而且当遇有负温或环境水中含有侵蚀性介质时，混凝土就易遭受冰冻或侵蚀作用而破坏，对钢筋混凝凝土就易遭受冰冻或侵蚀作用而破坏，对钢筋混凝土还将引起其内部钢筋锈蚀并导致表面混凝土保护土还将引起其内部钢筋锈蚀并导致表面混凝土保护层开裂与剥落。因此，对地下建筑、水坝、水池、层开裂与剥落。

32、因此，对地下建筑、水坝、水池、港工、海工等工程，必须要求混凝土具有一定的抗港工、海工等工程，必须要求混凝土具有一定的抗渗性。渗性。抗渗等级：抗渗等级是以抗渗等级：抗渗等级是以28d28d龄期的标准试件，在龄期的标准试件，在标准试验方法下所能承受的最大静水压来确定的。标准试验方法下所能承受的最大静水压来确定的。抗渗等级有抗渗等级有P4P4、P6P6、P8P8、P10P10、P12P12等五个等级，等五个等级，表示能抵抗表示能抵抗0.40.4、0.60.6、0.80.8、1.01.0、1.2MPa1.2MPa的静水的静水压力而不渗透。压力而不渗透。提高混凝土抗渗性的主要措施：提高混凝土的密实提高混

33、凝土抗渗性的主要措施：提高混凝土的密实度度;改善混凝土中的孔隙结构，减少连通孔隙改善混凝土中的孔隙结构，减少连通孔隙;可通过可通过低的水灰比、好的骨料级配、充分的振捣和养护、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。掺入引气剂等方法来实现。第40页/共93页混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下，是指混凝土在饱水状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，同时也不严重能经受多次冻融循环而不破坏，同时也不严重降低确定的性能。降低确定的性能。在在寒寒冷冷地地区区，特特别别是是在在接接触触水水又又受受冻冻的的环环境境下下的混凝土要求具有较高的抗冻性的混凝土要求具有较高的

34、抗冻性抗抗冻冻等等级级：以以28d28d龄龄期期的的混混凝凝土土标标准准试试件件，在在饱饱水水后后承承受受反反复复冻冻融融循循环环，以以抗抗压压强强度度损损失失不不超超过过2525，且且质质量量损损失失不不超超过过5 5时时所所能能承承受受的最大循环次数来确定。的最大循环次数来确定。混混凝凝土土的的抗抗冻冻等等级级有有F10F10、F15F15、F25F25、F50F50、F100F100、F150F150、F200F200、F250F250和和 F300F300等等九九个个等等级级，分分别别表表示示混混凝凝土土能能承承受受冻冻融融循循环环的的最最大大次次 数数 不不 小小 于于 1010、1

35、515、2525、5050、100100、150150、200200、250250和和300300次。次。第41页/共93页 混凝土的碳化（中性化）混凝土的碳化（中性化）是指混凝土内水泥石中的氢氧化是指混凝土内水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳，在湿度相宜时发生化学反应，生成钙与空气中的二氧化碳，在湿度相宜时发生化学反应，生成碳酸钙和水，也称中性化。碳酸钙和水，也称中性化。碳碳化化作作用用引引起起的的碱碱度度降降低低减减弱弱了了对对钢钢筋筋的的保保护护作作用用。因因钢钢筋筋处处在在碱碱性性环环境境中中而而在在表表面面生生成成一一层层钝钝化化膜膜，保保护护钢钢筋筋不不易易腐腐蚀蚀；当当碳碳化化

36、深深度度穿穿透透混混凝凝土土保保护护层层而而达达钢钢筋筋表表面面时时，钢钢筋筋钝钝化化膜膜被被破破坏坏而而发发生生锈锈蚀蚀，此此时时产产生生体体积积膨膨胀胀，致致使使混混凝凝土土保保护护层层产产生生开开裂裂；开开裂裂后后的的混混凝凝土土有有利利于于二二氧氧化化碳碳、水水、氧氧等等有有害害介介质质的的进进入入，更更加加剧剧了了碳碳化化的的进进行行和和钢钢筋筋的的锈锈蚀蚀，最最后后导致混凝土产生顺筋开裂而破坏。导致混凝土产生顺筋开裂而破坏。影响影响碳化碳化的因素：的因素：环环境境中中二二氧氧化化碳碳的的浓浓度度二二氧氧化化碳碳浓浓度度高高（如如铸铸造造车车间间），碳化速度快，碳化速度快水水泥泥品品

37、种种掺掺混混合合材材的的水水泥泥碱碱度度较较低低，碳碳化化速速度度随随混混合合材料掺量的增多而加快。材料掺量的增多而加快。水水灰灰比比水水灰灰比比愈愈小小，混混凝凝土土愈愈密密实实，二二氧氧化化碳碳和和水水不不易侵入，碳化速度就慢。易侵入，碳化速度就慢。环环境境湿湿度度当当环环境境中中的的相相对对湿湿度度在在50507575时时，碳碳化化速速度最快，当相对湿度小于度最快，当相对湿度小于2525或大于或大于100100时，碳化将停止。时，碳化将停止。第42页/共93页提高混凝土耐久性的措施提高混凝土耐久性的措施*合理选择水泥品种。合理选择水泥品种。合理选择水泥品种。选用质量良好，技术条件合格的砂

38、石骨料。选用质量良好，技术条件合格的砂石骨料。选用质量良好，技术条件合格的砂石骨料。控控控制制制水水水灰灰灰比比比及及及保保保证证证足足足够够够的的的水水水泥泥泥用用用量量量是是是保保保证证证混混混凝凝凝土土土密密密实实实度度度的的的重重重要要要措措措施施施，是是是提提提高高高混混混凝土耐久性的关键。凝土耐久性的关键。凝土耐久性的关键。掺掺掺入入入减减减水水水剂剂剂或或或引引引气气气剂剂剂，改改改善善善混混混凝凝凝土土土的的的孔孔孔结结结构构构，对对对提提提高高高混混混凝凝凝土土土的的的抗抗抗渗渗渗性性性和和和抗抗抗冻冻冻性性性有良好作用。有良好作用。有良好作用。改善施工操作，保证施工质改善施

39、工操作，保证施工质改善施工操作，保证施工质第43页/共93页8.1.2混凝土材料及作用水泥水泥水泥水泥(Cement)(Cement)(Cement)(Cement)：颗粒尺寸：颗粒尺寸：颗粒尺寸：颗粒尺寸1-50m1-50m1-50m1-50m 密度密度密度密度3.1g/cm3.1g/cm3.1g/cm3.1g/cm3 3 3 3骨料骨料骨料骨料(Aggregate):(Aggregate):(Aggregate):(Aggregate):粗骨料（粒径大粗骨料（粒径大粗骨料（粒径大粗骨料（粒径大4.75mm4.75mm4.75mm4.75mm）细骨料（粒径小于细骨料（粒径小于细骨料（粒径小于

40、细骨料（粒径小于4.75mm4.75mm4.75mm4.75mm）密度密度密度密度 2.7g/cm2.7g/cm2.7g/cm2.7g/cm3 3 3 3水水水水(water)(water)(water)(water)：密度密度密度密度1g/cm1g/cm1g/cm1g/cm3 3 3 3化学外加剂化学外加剂化学外加剂化学外加剂(admixture)(admixture)(admixture)(admixture)和和和和 矿物掺合料矿物掺合料矿物掺合料矿物掺合料 第44页/共93页 水泥浆的作用水泥浆的作用：在混凝土硬化前，水泥桨起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的在混凝土硬化前，水泥桨起润滑

41、作用，赋予混凝土拌合物一定的流动性，便于施工。水泥桨硬化后，起胶结作用，把砂石骨料胶结在一起，成为流动性，便于施工。水泥桨硬化后，起胶结作用，把砂石骨料胶结在一起，成为坚硬的人造石材砼，并产生力学强度。坚硬的人造石材砼，并产生力学强度。砂石材料作用：填充、骨架；约束收缩砂石材料作用：填充、骨架；约束收缩 外加剂：有效改善新拌混凝土的工作性、凝结时间，硬化混凝土的强度、耐久性外加剂：有效改善新拌混凝土的工作性、凝结时间，硬化混凝土的强度、耐久性等性质。等性质。第45页/共93页8.2混凝土配合比设计目的：目的：确定混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。确定混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。常

42、用的表示方法：常用的表示方法：以每以每1 1混凝土中各项材料的质量表示，混凝土中各项材料的质量表示，水水 泥泥（mmc c）300300 kgkg、水水（mmww）180180 kgkg、砂砂（mms s）720kg720kg、石子（、石子（mmg g）1200kg1200kg；以各项材料的质量比来表示（以水泥质量为以各项材料的质量比来表示（以水泥质量为1 1）如如水泥：砂：石子：水水泥：砂：石子：水1 1：2.4:4:0.62.4:4:0.6第46页/共93页（1）混凝土配合比设计的基本要求1)1)满足混凝土结构设计满足混凝土结构设计强度等级；强度等级；2)2)满足混凝土施工满足混凝土施工和

43、易性；和易性；3)3)满足工程所处环境满足工程所处环境耐久性的要求；耐久性的要求；4)4)符合经济原则符合经济原则尽可能采用当地材料。尽可能采用当地材料。第47页/共93页混凝土配合比设计的资料准备 了了解解工工程程设设计计要要求求的的混混凝凝土土强强度度等等级级，以以便便确确定定混混凝凝土土配配制强度。制强度。了了解解工工程程所所处处环环境境对对混混凝凝土土耐耐久久性性的的要要求求，以以便便确确定定所所配配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。了了解解结结构构构构件件断断面面尺尺寸寸及及钢钢筋筋配配制制情情况况，以以便便确确定定混混凝凝土骨料的最大粒径。土骨

44、料的最大粒径。了了解解混混凝凝土土施施工工方方法法及及管管理理水水平平，以以便便选选择择混混凝凝土土拌拌和和物物坍落度及混凝土强度的标准差。坍落度及混凝土强度的标准差。掌握原材料的性能指标。掌握原材料的性能指标。水水泥泥品种、标号、密度；品种、标号、密度；砂、石骨料砂、石骨料种类、表观密度、级配、种类、表观密度、级配、最大粒径等；最大粒径等；拌和用水拌和用水水质情况；水质情况；外加剂外加剂品种、性能、适宜掺量；品种、性能、适宜掺量；掺和料掺和料粉煤灰、矿渣、硅粉等。粉煤灰、矿渣、硅粉等。第48页/共93页混凝土配合比设计中的三个参数、水水与与水水泥泥之之间间的的比比例例关关系系水水灰灰比比表表

45、示；示；、砂与石子之间的比关系、砂与石子之间的比关系砂率表示；砂率表示；、水水泥泥浆浆与与骨骨料料之之间间的的比比例例关关系系单单位位体积用水量来表示。体积用水量来表示。第49页/共93页确定三个参数的基本原则：在在满满足足混混凝凝土土强强度度和和耐耐久久性性的的基基础础上上，确确定定混凝土的水灰比；混凝土的水灰比；在在满满足足混混凝凝土土施施工工要要求求的的和和易易性性基基础础上上，根根据据粗粗骨骨料料的的种种类类和和规规格格确确定定混混凝凝土土的的单单位位用用水量；水量；砂砂在在骨骨料料中中的的数数量量应应以以填填充充石石子子空空隙隙后后略略有有富余的原则来确定砂率。富余的原则来确定砂率。

46、第50页/共93页4.8.2混凝土配合比设计的步骤初步计算配合比 实验室配合比 基准配合比 施工配合比调整坍落度校核强度、耐久性扣减工地砂石含水量第51页/共93页二、初步计算配合比计算步骤：计算步骤：计算步骤：第一步：确定配制混凝土强度第一步：确定配制混凝土强度第一步：确定配制混凝土强度(f(f(fcu,t)cu,t)cu,t)第二步：确定水灰比第二步：确定水灰比第二步：确定水灰比(w/c)(w/c)(w/c)第三步：确定用水量第三步：确定用水量第三步：确定用水量WWW000第四步：确定水泥用量第四步：确定水泥用量第四步：确定水泥用量C C C0 00第五步：确定砂率第五步：确定砂率第五步：

47、确定砂率 s ss第六步：确定砂石用量第六步：确定砂石用量第六步：确定砂石用量S S S0 00,G,G,G0 00第52页/共93页第一步：混凝土配制强度的确定依据公式：依据公式：f fcu.0cu.0 f fcu.kcu.k +1.645+1.645 式中：式中：f f f fcu.0cu.0cu.0cu.0混凝土配制强度（混凝土配制强度（MPaMPaMPaMPa）f f f fcu.kcu.kcu.kcu.k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；混凝土强度标准差（混凝土强度标准差（MPaMPaMPaMPa）。）。的确定：的确定：A A A A、施工单位有强度历史资料时，

48、依公式计算；、施工单位有强度历史资料时，依公式计算；B B B B、施工单位无强度历史资料时，、施工单位无强度历史资料时，C20C20C20C40 C40 C40 C40时时,=5.5,=5.5,=5.5,=5.5第53页/共93页第二步、初步确定水灰比（W/C）依混凝土强度公式：依混凝土强度公式：f fcu,ocu,o=Af=Afcece(C/W-B)(C/W-B)W/C=AfW/C=Afcece/(f/(fcu,ocu,o+ABf+ABfcece)耐久性校核：耐久性校核：水水灰灰比比还还不不得得大大于于P238P238表表8.48.4中中规规定定的的最大水灰比值最大水灰比值结果结果两者取最

49、小值。两者取最小值。第54页/共93页第三步选取M3混凝土的用水量（mwo)根根据据所所用用粗粗骨骨料料的的种种类类、最最大大粒粒径径及及施施工工所所要要求求的的坍坍落落度度值值，查查表表8.58.5，选选取取11MM3 3混凝土的用水量。混凝土的用水量。第55页/共93页第四步计算1M3混凝土的水泥用量（mco）计计算算根根据据确确定定的的水水灰灰比比（W/CW/C）和和选选用用的的单单 位位 用用 水水 量量（mmwowo），可可 计计 算算 出出 水水 泥泥 用用 量量（mmcoco）。）。W/C=mW/C=mwowo/m/mwcwc mmcoco=m=mwowo/(W/C)/(W/C)

50、校校核核为为保保证证混混凝凝土土的的耐耐久久性性，由由上上式式计计算算得得出出的的水水泥泥用用量量还还应应满满足足P238P238表表8.48.4规规定定的的最最小水泥用量的要求；小水泥用量的要求；取值取值两者最大值。两者最大值。第56页/共93页第五步 选取合理砂率值（s s）方法：方法：、依据填充理论和砂石状态参数，计算砂率；、依据填充理论和砂石状态参数，计算砂率；、根根据据混混凝凝土土拌拌和和物物的的和和易易性性，通通过过试试验验求求出合理砂率出合理砂率坍落度最大的最小砂率；坍落度最大的最小砂率；、如如无无试试验验资资料料，可可根根据据骨骨料料品品种种、规规格格和和水灰比，按水灰比，按P