水泥混凝土与砂浆.pptx

《水泥混凝土与砂浆.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥混凝土与砂浆.pptx（163页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1基本要求 教学目标掌握混凝土的组成材料、主要技术性质及其影响因素；掌握普通混凝土的配合比设计方法；掌握砌筑砂浆的组成材料、技术性质、配合比及其应用；了解其它品种混凝土的特性、抹面砂浆、干拌砂浆及其他特种砂浆的性能与应用。教学重点普通混凝土的组成材料、主要技术性能、配合比设计砂浆的主要技术性质第1页/共163页2 混凝土的概念 混凝土的起源 混凝土的发展历史 混凝土的应用领域 混凝土的分类 混凝土的特性第一节 混凝土概述第2页/共163页3v 混凝土是指由胶凝材料，粗、细骨料，水及其他材料，按适当的比例配制,再经凝结硬化而成的人工石材。v 其中应用最广泛的是以水泥为胶凝材料,以砂石为骨料,加水

2、拌和而成的拌和物,经一定时间而成的水泥混凝土普通混凝土。混凝土截面图一、混凝土的概念第3页/共163页4v 混凝土的起源可以追溯到埃及金字塔（最新研究认为金字塔石料不是天然材料，而是用黏土、石灰等材料制备而成的人工材料）、古罗马时代宫殿的落成。v八十年代，我国甘肃省秦安县大地湾新时期遗址出土了5千年前的混凝土100M3，其抗压强度为10MPa。二、混凝土的起源第4页/共163页5三、混凝土的发展历史v泥结卵石v原始水硬性胶材v现代混凝土第5页/共163页6v 目前混凝土的用量约为120亿吨，是世界上用量最大的人工建筑材料，随着混凝土性能的不断提高，其用量及应用范围还会增加。v混凝土广泛应用于工

3、业和民用建筑、道路、桥梁、隧道等土木工程领域。中国第一条海底隧道四、混凝土的应用东海大桥第6页/共163页7v 按表观密度分重砼2600kg/m3普通砼19502500kg/m3轻砼1950kg/m3低强度混凝土 20MPa中强度混凝土2060MPa高强度混凝土60MPa超高强度混凝土80MPav 按强度分v 按胶材分水泥混凝土沥青混凝土石膏混凝土等五、混凝土的分类第7页/共163页8v混凝土在土建工程中能够得到广泛应用，是由于它具有优越的技术性能及良好的经济效益。v具有如下优点：v具有如下缺点：原材料来源丰富性能可调塑性良好可用钢筋增强久性良好经济性好工艺简单利于环保自重大脆性抗拉强度低，变

4、形小收缩及裂缝现象破损修复难度大六、混凝土的特点第8页/共163页9 概述 组成材料u 水泥u 骨料u 水u 外加剂u 掺合料第二节 混凝土的组成材料第9页/共163页10v 水泥浆体:硬化前:润滑硬化前:胶结和填充v 砂:填充粗骨料空隙 减少水泥浆干缩。v 石:起骨架作用，坚固耐久。v 外加剂:改善、调节混凝土的性能砼的结构一、概述第10页/共163页11水泥v品种的选择：应当根据混凝土工程特点，工程的环境条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的选择（见下表）工程中最常用的是六大水泥 v强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应原则：高对高，低对低约为混凝土强度等级的1.01.5倍二、

5、水泥第11页/共163页12常用水泥混凝土的选用参考表水泥品种水泥品种使用部位及环境使用部位及环境硅酸盐硅酸盐水泥水泥普通普通水泥水泥矿渣矿渣水泥水泥火山灰火山灰水泥水泥粉煤灰粉煤灰水泥水泥工工程程特特点点1.1.厚大体积混凝土厚大体积混凝土2.2.快硬混凝土快硬混凝土3.3.高强（高于高强（高于C40C40）混凝土）混凝土4.4.有抗渗要求的混凝土有抗渗要求的混凝土5.5.耐磨混凝土耐磨混凝土环环境境条条件件1.1.在普通气候环境中混凝土在普通气候环境中混凝土2.2.在干躁环境中混凝土在干躁环境中混凝土3.3.在高湿度环境中或永远在水下混凝土在高湿度环境中或永远在水下混凝土4.4.在在严严寒

6、寒地地区区的的露露天天混混凝凝土土，寒寒冷冷地地区区处处在在水位升降范围内的混凝土水位升降范围内的混凝土5.5.严寒地区在水位升降范围内的混凝土严寒地区在水位升降范围内的混凝土注：号表示优先选用；表示可以使用；表示不得使用。第12页/共163页131.粗集料（1）强度（2）坚固性（3）级配（4）最大粒径的选择（5）表面特征和形状（6）有害杂质的含量（7）碱活性检验（1）级配和细度模数（2）有害杂质的含量 1）含泥量和泥块含量 2）云母含量 3）轻物质含量 4）有机质含量 5）硫化物和硫酸盐含量需要测定表观密度2.细集料三、骨料第13页/共163页14混凝土拌合及养护用水v拌和用水水质不纯引起的

7、危害：影响混凝土的和易性和凝结；有损于混凝土强度发展；降低混凝土耐久性,加快钢筋腐蚀,导致钢筋脆断；使混凝土表面出现污斑。v为保证混凝土的质量和耐久性，必须使用合格水。水的分类：饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当 处理或处置后的工业废水。要求：能饮用的水均能用于制备砼。四、水第14页/共163页15v案例：某糖厂建宿舍，以自来水拌制混凝土，浇注后用曾装食糖的麻袋覆盖于混凝土表面，再淋水养护。后发现该水泥混凝土两天仍未凝结，而水泥经检验无质量问题，请分析此异常现象的原因。v分析：由于养护水淋于曾装食糖的麻袋，养护水已成糖水，而含糖份的水对水泥的凝结有抑制作用，故使混凝土凝结异常。案例分析第1

8、5页/共163页16外加剂概述常用外加剂五、外加剂第16页/共163页17外加剂概述v定义：混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中 掺入的，用以改善混凝土性能的物质。v掺量：一般情况水泥质量的5%。v分类：按化学成分分为按功能分为无机化合物，多为电解质盐类有机化合物，多为表面活性有机无机复合物。改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。调节混凝土凝结时间，硬化性能的外加剂改善混凝土耐久性能的外加剂。改善混凝土其他性能的外加剂五、外加剂第17页/共163页18常用外加剂减水剂v定义：减水剂是指在混凝土坍落度基本相同的条件下，能 减少拌合用水量的外加剂。v机理：v技术经济效益工作性、水泥用量不变，可以减少用水

9、量，提高混凝土强度；用水量、水泥用量不变,可增大混凝土的流变性；工作性、强度不变,可节约水泥用量。v种类木质素磺酸盐类 聚烷基芳族磺酸盐类 三氯氰氨胶甲醛树脂磺酸盐类第18页/共163页19常用外加剂早强剂v定义：能加速混凝土早期强度发展的外加剂v机理：早强剂对水泥中的硅酸三钙和硅酸二钙等矿物的水化有催化作用，能加速水泥的水化和硬化，而具有早强的作用。v作用掺加三乙醇胺复合早强剂能提高砼的早期强度（2d强度）40%以上，使砼达到28d强度的养护时间缩短1/2。常用于混凝土快速低温施工。v种类通常采用复合早强剂，可以获得更为有效的早强作用常用的早强剂有三类：无机盐类、有机盐类和有机复合早强剂。第

10、19页/共163页20引气剂v定义：引气剂是指在混凝土搅拌过程中能引入大量均匀分 布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。v机理：引气剂为憎水性表面活性物质，能降低水泥-水-空气的界面能；由于它的定向排列，形成单分子吸附膜提高泡膜的强度，并使气泡排开水分而吸着固相粒子表面；因而能使搅拌过程混进的空气形成微小而稳定的气泡、均匀分布于混凝土中。v常用种类松香热聚物烷基磺酸钠烷基苯碳酸钠常用外加剂第20页/共163页21v适宜掺加量：为水泥用量的0.005%0.01%混凝土中含气量为3%6%）v作用：由于气泡的存在，可改善新拌混凝土的和易性；减少泌水和离析对硬化后的混凝土；由于气泡彼此隔离，切断毛细孔通道

11、，使水分不易渗入；又可缓冲其结冰膨胀的作用因而提高混凝土的抗冻性、抗渗性和抗蚀性。v缺点由于气泡的存在，混凝土强度有些降低。常用外加剂引气剂第21页/共163页22v定义：指能延长混凝土凝结时间，对混凝土后期物理力 学性能无不利影响的外加剂。v机理在水泥及其水化物表面上的吸附作用；与水泥反应生成不溶层而达到缓凝的效果。v常用缓凝剂的种类：羟基羧酸盐，如酒石酸、酒石酸甲纳、柠檬酸等多羟基碳水化合物，如糖蜜、含氧有机酸、多元醇无机化合物 如Na3PO4、Na2B4O7、Na2SO4等。v应用：用于桥梁大体积混凝土工程可延缓混凝土的凝结时间，保持工作性，延长放热时间，消除或减少裂缝，保证结构整体性。

12、常用外加剂缓凝剂第22页/共163页23v掺合料品种：粉煤灰：火力发电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末超细矿渣粉：是指符合GB/T 203标准规定的粒化高炉矿渣经干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）达到相当细度且符合相应活性指数的粉体。硅粉：在冶炼铁合金或工业硅时，由烟道排出的硅蒸气经收尘装置收集而得的粉尘沸石粉：天然的沸石岩磨细而成的一种火山灰质铝硅酸矿物掺合料v作用：合理使用掺合料可以利用工业废弃物、节省水泥；具有很高的火山灰活性，可以改善混凝土的性能；掺合料已成为有发展前途的混凝土的一种组分。六、掺合料掺合料第23页/共163页24v案例：某工程使用等量的42.5普通硅酸盐水泥粉煤灰配制C2

13、5混凝土，工地现场搅拌，为赶进度搅拌时间较短。拆模后检测，发觉所浇筑的混凝土强度波动大，部分低于所要求的混凝土强度指标，请分析原因。v分析：该混凝土强度等级较低，而选用的水泥强度等级较高，故使用了较多的粉煤灰作掺合剂。由于搅拌时间较短，粉煤灰与水泥搅拌不够均匀，导致混凝土强度波动大，以致部分混凝土强度未达要求。案例分析第24页/共163页25新拌混凝土硬化混凝土和易性强度耐 久 性混凝土主要技术性质第三节 混凝土的技术性质变形性能第25页/共163页26 和易性概述 和易性的测试方法 和易性的选择与分类 和易性的主要影响因素 和易性的提高措施一、新拌混凝土的和易性第26页/共163页271.和

14、易性概述 v新拌混凝土：硬化前的混凝土，又称混凝土拌合物。v和易性定义：指混凝土拌合物易于施工操作（拌合 运输、浇灌、捣实）并能获致质量均 匀、成型密实的性能。v和易性综合含义流动性粘聚性保水性和易性概述第27页/共163页281.和易性概述 和易性概述第28页/共163页292.和易性测试方法 坍落度法v指标：定量测定坍落度定性判断粘聚性和保水性v试验方法和易性可采用坍落度试验和维勃稠度试验两种方法进行。第29页/共163页30 维勃稠度法（法）v试验方法：将新拌混凝土装入坍落度筒内后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土顶上置一透明圆盘。开动振动台并记录时间。v指标：维勃稠度值：从开始振动至透明圆

15、盘底面被水泥浆布满瞬间止，所经历的时间。单位：sv适用范围：适用于骨料D不大于31.5mm维勃稠度在530s之间。2.和易性测试方法 第30页/共163页313.和易性的选择和分类 选择v总原则：在不影响施工操作和保证密实成型的前提下，尽量选择 较小的流动度。v选择：依据结构物的断面尺寸、钢筋配置的疏密、捣实的机械 类型和施工方法等来选择。一般对无筋大结构、钢筋配置稀疏易于施工的结构，尽 可能选用较小的坍落度，以节约水泥。对断面尺寸较小、形状复杂或配筋特密的结构，则应选 用较大的坍落度，可易于浇捣密实，以保证施工质量。第31页/共163页323.和易性的选择和分类 坍落度坍落度（mmmm）拌合

16、物类型拌合物类型应用范围应用范围160160大流动性大流动性泵送、不易浇注的窄面及钢筋泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结构密布的结构100100150150流动性流动性泵送、不易浇注的窄面及钢筋泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结构密布的结构101090mm90mm塑性塑性普通结构，最常用普通结构，最常用1010低塑性低塑性强力振捣，预制构件及基础、强力振捣，预制构件及基础、无筋的厚大结构等无筋的厚大结构等选择第32页/共163页334.和易性的影响因素 影响因素v组成材料的影响水泥浆的数量水泥浆的稠度（水灰比）砂率水泥品种集料的性质外加剂v环境因素的影响时间温度第33页/共163页345.提高

17、和易性的措施 提高措施v当坍落度偏小时，保持水灰比不变，增加水浆总量v当坍落度偏大时，保持砂率不变，增加砂石总量v合理选择砂率v改善骨料级配v选择较大粒径的骨料v掺加外加剂和掺和料第34页/共163页35混凝土强度的定义混凝土强度的定义混凝土强度的分类混凝土强度的分类混凝土强度的影响因素混凝土强度的影响因素混凝土强度的提高措施混凝土强度的提高措施混凝土的变形性能混凝土的变形性能二、混凝土的强度第35页/共163页36工程上采用破坏试验法来测混凝土的强度定性角度:混凝土的强度可定义为混凝土抵抗外力而不受破坏的能力。混凝土的强度就是混凝土发生破坏的极限应力值。返回定量角度:1.混凝土强度的定义第3

18、6页/共163页37 (1)混凝土立方体抗压强度 (2)混凝土轴心抗压强度 返回2.混凝土强度的分类第37页/共163页38定 义:将新拌混凝土制成边长为150的立方体试 件，在标准养护条件（温度士2，相 对湿度95以上）下，养护至28龄期，按照 标准的试验方法测定的抗压强度，称为混凝土 立方体抗压强度,简称立方体抗压强度。代表符号:fcc(1)混凝土立方体抗压强度返回第38页/共163页39 试件试件 非标准试件:返回图3 边长150mm的立方体试件200mm200mm100mm100mm150mm150mm标 准 试 件:图4 边长100mm、200mm的立方体试件换算系数：0.95换算系

19、数：1.05(1)混凝土立方体抗压强度第39页/共163页40骨料最大粒径（mm）试件尺寸（mm）换算系数301001001000.95401501501501602002002001.05试件的选取可依据粗骨料的最大粒径来定：(1)混凝土立方体抗压强度第40页/共163页41 标准养护：蒸压养护:同条件养护：把试件放在与工程环境相同的条件下进行的养护 在自然条件下进行的养护蒸汽养护：养护条件 自然养护：加速养护返回温度士2，相对湿度95以上（定期洒水）在大于1atm、大于100的蒸汽中进行养护在1atm、100以下的蒸汽中进行的养护(1)混凝土立方体抗压强度第41页/共163页42 标准龄期

20、：28天图5强度随龄期的变化龄期强度龄期/d28147365规律:返回(1)混凝土立方体抗压强度第42页/共163页43试件湿度：加载速度：返回表面擦干，即可测定 0.30.8a/sC30：0.30.5a/sC30：0.50.8a/s试验方法(1)混凝土立方体抗压强度第43页/共163页44 平均值：中间值：无代表值：立方体抗压强度代表值取值定义:一组（三个）试件抗压强度测定值的算术平均值 或中间值。第44页/共163页45 立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值定定 义义:立方体抗压强度标准值是具有不低于 强度保证率的立方体抗压强度值。代表符号：fcu,k图6强度的正态分布图返回第45页/

21、共163页46十六个强度等级：7.5、10、15、C20、C25、C30、35、C40、C45、C50、C55、60、65、70、75、80C40表示混凝土立方体抗压强度标准值 fcu，k40a，也即对所成型混凝土，其强度高于40a的概率大于95。强度等级表示方法：fcu，k举例：返回第46页/共163页47定 义：将新拌混凝土制成150150300mm150150300mm的棱柱 体试件，在标准养护条件下，养护至2828龄 期，按照标准标准的试验方法测定其抗压强度，此值称为轴心抗压强度。代表符号：fcpfcp返回(2)混凝土轴心抗压强度第47页/共163页483000mm150mm150mm

22、200mm100mm100mm 试件标 准 试 件：非 标 准 试 件：图7 150150300mm的棱柱体图8 100100200mm、200 200 400mm的棱柱体换算系数：0.95400mm200mm200mm换算系数：1.05返回(2)混凝土轴心抗压强度第48页/共163页49在fcc=10-55a时，fcp（0.7-0.8）fcc返回fcc和fcp的关系(2)混凝土轴心抗压强度第49页/共163页50强度理论3.影响混凝土强度的因素宏观力学理论：细观力学理论：水泥石相骨料相界面过渡区相返回混凝土是一个均质各相同性的材料。混凝土并非均质体，各组成相对混凝土的强度都有影响。图9硬化混

23、凝土结构第50页/共163页51水泥强度等级水灰比骨料养护制度龄期测试条件3.混凝土强度的影响因素返回第51页/共163页52鲍罗米经验公式：fcu混凝土28d抗压强度，MPa;A、B回归系数，fce水泥28d抗压强度实测值,MPa;C/W灰水比(水泥与水质量比);返回(1)水泥强度等级与水灰比第52页/共163页53骨料的强度骨料的表面状态骨料的粒形返回(2)骨料第53页/共163页54骨料的强度 趋势：原因：!注意注意:对高性能和低W/C的混凝土影响显著,但对普通混凝土影响不大.返回为什么？骨料的强度，所配制的混凝土强度骨架作用(2)骨料第54页/共163页55骨料的表面状态 趋势：原因：

24、碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度碎石表面粗糙，与水泥石的粘接力大；返回卵石表面光滑，与水泥石的粘接力小。(2)骨料第55页/共163页56骨料的颗粒形状返回骨料的颗粒形状(a)球形(b)立方体形(c)针状(d)片状(2)骨料第56页/共163页57温度湿度返回(3)养护制度第57页/共163页58n趋势：温度强度发展快;返回图13养护温度对混凝土强度的影响温度温度强度发展慢(3)养护制度第58页/共163页59 湿度返回图14 湿养时间对混凝土强度的影响 施工规范规定：在夏季施工的混凝土进行自然养护时，使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣水泥时，洒水保湿不少于7d；使用火山灰水泥和粉煤灰水

25、泥，不少于14d。(3)养护制度第59页/共163页60关系式:fnnd龄期混凝土的抗压程度,MPa；2828龄期混凝土的抗压强度,MPa；lglg、lg28lg28和和2828的常用对数的常用对数(n3d)返回(4)龄期第60页/共163页61试件尺寸试件形状试件湿度加载速度表面状态返回(5)测试条件第61页/共163页62影响强度诸因素的综合示意图混凝土的强度试件的参数试件尺寸 试件形状 试件湿度加荷参数加荷速度组成各相的强度水泥石的强度 水泥强度等级 水灰比 养护温度、湿度 养护时间 骨料的强度过渡区的强度 水泥强度等级 水灰比 骨料的特征 养护温度、湿度 养护时间 返回第62页/共16

26、3页63提高措施v选用高强度水泥和低水灰比水泥是混凝土中的活性组分，在相同的配合比情况下，所用水泥的强度等级越高，混凝土的强度越高。水灰比越小，孔隙率越小，混凝土的强度越高。v采用机械搅拌和机械振动成型可使混凝土混合料的颗粒产生振动，降低水泥浆的粘度和骨料的摩擦力，使混凝土拌合物转入液体状态，在满足施工和易性要求条件下，可减少拌合用水量，降低水灰比。混凝土混合物被振捣后，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，从而使混凝土的密实度和强度大大提高。4.提高混凝土强度的措施第63页/共163页64v掺用混凝土外加剂掺入减水剂，可减少用水量，提高混凝土强度；掺入早强剂，可提高混凝土

27、的早期强度。掺入矿物外加剂如磨细矿渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉等），可以节约水泥，降低成本；减少环境污染v采用湿热处理，以加快混凝土强度发展的速度。蒸汽养护就是将成型后的混凝土制品放在100以下的常压蒸汽中进行养护。蒸压养护混凝土在175温度和个大气压的蒸压釜中进行养护。提高措施4.提高混凝土强度的措施第64页/共163页65 案例：某小学1988年建砖混结构校舍，11月中旬气温已达零下十几度，因人工搅拌振荡，故把混凝土拌得很稀，木模板缝隙又较大，漏浆严重，至12月9日，施工者准备内粉刷，拆去支柱，在屋面上用手推车推卸白灰炉渣以铺设保温层，大梁突然断裂,屋面塌落，并砸死屋内两名取暖的女小学生。分析

28、：由于混凝土水灰比大，混凝土离析严重。从大梁断裂截面可见，上部只剩下砂和少量水泥，下部全为卵石，且相当多水泥浆已流走。现场用回弹仪检测，混凝土强度仅达到设计强度等级的一半。大梁断裂 图片案例分析返回第65页/共163页66v混凝土在非荷载作用下的变形化学收缩u混凝土在硬化过程中，由于水泥水化产物的体积小于反应物（水和水泥）的体积，引起混凝土产生收缩干湿变形u主要取决于周围环境湿度的变化，表现为干缩湿胀温度变形u混凝土的热胀冷缩的变形，称为温度变形u温度变形对大体积混凝土极为不利。塑性收缩u混凝土成型后尚未凝结硬化时属塑性阶段，在此阶段往往由于表面失水而产生收缩称为塑性收缩。三、混凝土的变形性能

29、第66页/共163页67v混凝土在荷载作用下的变形混凝土在短期荷载作用下的变形u混凝土是一种非均质材料属于弹塑性体。u在外力作用下，既产生弹性变形，又产生塑性变形，即混凝土的应力与应变的关系不是直线而是曲线。u混凝土的塑性变形是内部微裂纹产生、增多、扩展与汇合等的结果混凝土在长期荷载作用下的变形徐变 u混凝土在长期不变荷载作用下，沿作用力方向随时间而产生的塑性变形，称为混凝土的徐变。u混凝土徐变的原因u混凝土徐变的影响因素三、混凝土的变形性能第67页/共163页68 概念 重要性 抗渗性 抗冻性 抗侵蚀性 碳化/中性化 碱骨料反应 提高耐久性的措施四、混凝土的耐久性第68页/共163页691.

30、概 念 耐久性概念v耐久性：混凝土抵抗环境介质作用，并长期保持良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的能力。v包括：抗渗性抗冻性抗侵蚀性抗碳化耐碱骨料反应第69页/共163页702.耐久性重要性重要性v材料破坏所引起的结构修理和更换在整个施工预算中占有很大的比重（40%），总投资的比例用于现有结构的修理和维护，防止材料过早和突然破坏所导致的人身和经济两者损失。v提高混凝土耐久性，对于延长结构寿命，减少修复工作量，提高经济效益具有重要的意义。氯离子腐蚀的混凝土 酸雨腐蚀的混凝土 第70页/共163页713.抗渗性 抗渗性v抗渗性：是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。v渗水原因：

31、内部孔隙形成连通的渗水孔道。孔道主要来源于水泥浆中多余水分蒸发而留下的气孔、水泥浆泌水所产生的毛细管孔道、内部的微裂缝以及施工振捣不密实产生的蜂窝、孔洞。v抗渗等级：以28龄期的标准抗渗试件，按规定方法试验，以不渗水时所能承受的最大水压力（Mpa）。v例如：P2、P4、P6、P8、P12 等等级，它们分别表示能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.2 MPa的水压力而不渗透。v提高措施：提高密实度、改善孔隙构造减少水灰比、掺加引气剂、膨胀剂第71页/共163页72v案例：A、B两混凝土采用相同的水泥、砂、石，A掺用了引气剂，并降低了水灰比，其抗渗性优于B。请观察两混凝土断面的孔结构，如图。并

32、讨论如何可提高混凝土抗渗性。v分析：A混凝土虽有较多气泡，但这些气泡是不连通的，截断了毛细管通道，从而提高了抗渗性。且其减少了水灰比，使其它部分更为致密。可见，改善混凝土孔结构，提高混凝土密实度，可提高混凝土抗渗性。AB混凝土断面的孔结构 案例分析第72页/共163页734.抗冻性 抗冻性v抗冻性：指混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循 环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。v冻融破坏原因：混凝土内部的孔隙水在负温下结冰后体积膨胀造成的 静水压力；冷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凝土抗拉强度时 混凝土就会产生裂缝，多次冻融使裂缝

33、不断扩展直至 破坏。第73页/共163页744.抗冻性 第74页/共163页75抗冻性v抗冻等级：抗冻等级是采用龄期28的试块在吸水饱和后 承受反复冻融循环，以抗压强度下降25，而且质量损失 时所能承受的最大冻融循 环次数来确定的。v例如：10、F15、F25、F50、F150、F200、F250、F300等 九个等级，分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次 数为10、25、25、50、100、150、200、250和300次。v选择：抗冻等级应根据当地气候、环境及构筑物类别选择；如环境为海水，每天两次涨落，冬季混凝土频繁受冻融循环。如天津新港，每冬可能发生冻融循环80次，选F250。4.抗冻性

34、 第75页/共163页76抗冻性v影响因素：混凝土强度混凝土密实度、混凝土孔隙构造及数量。混凝土孔隙充水程度水灰比外加剂4.抗冻性 第76页/共163页775.抗侵蚀性抗侵蚀性v抗侵蚀性：指混凝土在含有侵蚀性介质环境中遭受到化学 侵蚀、物理作用不破坏的能力。v影响因素：水泥的品种混凝土密实度混凝土的孔隙特征v侵蚀类型同水泥石腐蚀第77页/共163页786.抗碳化性抗碳化性v抗碳化性：指空气中的二氧化碳与水泥石中的氢 氧化钙作用，生成碳酸钙和水。v碳化对混凝土性能影响：降低碱度，减弱对钢筋的保护作用引起收缩，使混凝土表面碳化层产生拉应力，可能产生微细裂缝，从而降低了混凝土的抗折强度。第78页/共

35、163页79抗碳化性v影响混凝土碳化速度的因素：水泥品种掺混合材的水泥碳化比普通水泥快。因其氢氧化钙含量较少。水灰比水灰比大的混凝土，碳化也快。因孔隙较多，二氧化碳易于进入。环境湿度在相对湿度为5075的环境时，碳化最快。相对湿度小于25或达到100时，碳化停止。因为碳化需要水分，但不能堵塞二氧化碳的通道。6.抗碳化性第79页/共163页80抗碳化性v影响混凝土碳化速度的因素：空气中二氧化碳浓度越高，碳化速度也越快。硬化条件空气中或蒸汽中养护的混凝土，比在潮湿环境或水 中养护的混凝土碳化快。因为前者促使水泥石形成多孔结构或产生微裂缝，后者水化程度高，混凝土较密实。6.抗碳化性第80页/共163

36、页817.碱骨料反应碱骨料反应v碱骨料反应：是指混凝土中所含的碱（Na2O或K2O）与骨料的活性成分（活性SiO2或AL2O3），在混凝土硬化后潮湿条件下逐渐发生化学反应，反应生成复杂的碱硅酸凝胶，这种凝胶吸水膨胀，导致混凝土开裂的现象。v反应条件：水泥碱含量（0.6%）骨料含活性SiO2或AL2O3水分第81页/共163页828.提高耐久性的措施提高措施v（1）合理选择水泥品种v（2）适当控制混凝土的水灰比及水泥用量v（3）选用质量良好的砂石骨料v（4）掺入引气剂或减水剂v（5）加强混凝土的施工质量控制第82页/共163页83u 质量控制的目标：是使所生产的混凝土能按规定的保证率满足设计要求

37、。u 质量控制过程：l初步控制：主要包括人员配备、设备调试、组成材料的检验及配合比的确定与调整等项内容。l生产控制：包括控制称量、搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等项内容。l合格性控制：包括批量划分，确定批取样数，确定检测方法和验收界限等项内容。第四节 混凝土的质量控制第83页/共163页84u 质量控制的评定方法：l用数理统计方法:强度平均值、强度标准差()以及变异系数(Cv)。p强度平均值：p强度标准差()：强度标准差越大，说明强度的离散程度越大，混凝土质量愈不均匀。p变异系数：值越小，混凝土质量愈均匀。l混凝土强度检验评定标准：根据强度标准差的大小，将混凝土生产单位的质量管理水平划分为“优良

38、”、“一般”及“差”三等。第四节 混凝土的质量控制第84页/共163页85 配合比的定义 配合比设计的基本要求 配合比设计的基本参数 配合比设计的方法和步骤 初步计算配合比 确定基准配合比实验室配合比施工配合比第五节 混凝土的配合比设计第85页/共163页86v配合比是表示混凝土中各组成材料的比例关系v表示方法 用1m3混凝土中各种材料的重量表示 C S G W （kg/m3)300 720 1200 180用各组成材料的重量比例表示（水泥用量为1）C：S：G=1：2.4：4;C/W=0.6如果掺外加剂,其用量以水泥重量的百分数表示。一、配合比的定义第86页/共163页87v强度符合结构设计要

39、求v和易性符合施工条件要求v耐久性符合工程环境要求v经济性节约经济二、配合比设计的基本要求第87页/共163页88n水灰比混凝土中水与水泥的比例n单位用水量用水量是指1m3混凝土拌和物中 水的用量n砂率砂子占砂石总量的百分率三、配合比设计的三大参数第88页/共163页89初步配合比设计基准配合比设计实验室配合比设计施工配合比设计四、配合比设计的方法和步骤第89页/共163页901.初步配合比设计（1）确定混凝土的试配强度（fcu，0）依照普通混凝土配合比设计规范（JG155-2000）混凝土的试配强度由下式计算：fcu，0 fcuk+1.645 fcu，0混凝土的试配强度（Mpa）fcuk设计

40、要求混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa）混凝土强度标准差（Mpa）第90页/共163页91如何得到值？有统计资料时，可参考下式计算无统计资料，可参考下表选择：混凝土强度等级低于C20C20C35高于C354.05.06.01.初步配合比设计第91页/共163页921.初步配合比设计（2）确定水灰比根据强度计算 核对耐久性为了保证混凝土的耐久性,水灰比不能大于满足耐久 性要求的最大W/C;否则取规范中规定的最大值第92页/共163页93环境条件环境条件 结构物类别结构物类别 最大水灰比最大水灰比 最小水泥用量最小水泥用量 /kg/kg素混素混凝土凝土钢筋钢筋混凝土混凝土预应力预应力混凝土混凝土素

41、混素混凝土凝土钢筋钢筋混凝土混凝土预应力预应力混凝土混凝土干燥环境干燥环境正常的居住和办公用房正常的居住和办公用房室内部件室内部件不作不作规定规定0.650.650.600.60200200260260300300潮潮湿湿环环境境 无无冻冻害害1.1.高湿度的室内部件高湿度的室内部件2.2.室外部件室外部件3.3.在非侵蚀性土和在非侵蚀性土和/或水或水中的部件中的部件0.700.700.600.600.600.60225225280280300300有有冻冻害害1.1.经受冻害的室外部件经受冻害的室外部件2.2.在非侵蚀性土和在非侵蚀性土和/或水或水中且经受冻害部件中且经受冻害部件3 3高湿度

42、且经受冻害的室高湿度且经受冻害的室内部件内部件0.550.550.550.550.550.55250250280280300300有冻害和除冰有冻害和除冰剂的潮湿环境剂的潮湿环境 经受冻害和除冰剂作用经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件的室内和室外部件 0.500.500.500.500.500.50300300300300300300混凝土耐久性最大水灰比和最小水泥用量要求第93页/共163页941.初步配合比设计(3）确定单位用水量（w0）：根据坍落度、骨料的种类和最大粒径，参考下表确定。第94页/共163页951.初步配合比设计 固定用水量法则：当材料确定时，在一定的水灰比范围内，达到一

43、定的流动度 要求拌合用水量基本是一定的。相同的用水量相成相同流动度的情况下，不同的水灰比将产 生不同的混凝土强度。根据该原理，可以选择满足一定坍落度要求的混凝土拌合物 用水量。第95页/共163页96(4)确定单位水泥用量（c0）水泥的用量由下式计算 核对耐久性为了保证混凝土的耐久性,计算出的单位水泥量不能低于 上表规定能够的最小值。否则取规范中规定的最小值1.初步配合比设计第96页/共163页97(5)确定合理砂率SP：计算法试验法根据混凝土拌合物的坍落度、粘聚性及保水性来确定查表法坍落度为1060mm时，根据骨料品种、粒径及水灰比按下表确定坍落度为大于60mm时，根据坍落度每增大20mm，

44、砂率增大1%的幅度调整。1.初步配合比设计第97页/共163页98混凝土的砂率SP（%）1.初步配合比设计第98页/共163页99(6)计算砂（s0）、石（g0）用量体积法（绝对体积法）假定混凝土的组成材料的体积总和为1质量法（假定表观密度法）假定混凝土的表观密度为常数（普通混凝土为23502450Kg/m3）1.初步配合比设计第99页/共163页100体积法 w0、c0、s0 和g0混凝土组分的单位用量；c水泥密度，取2900-3100kg/m3；w水的密度，1000kg/m3；s、g砂、石表观密度，kg/m3；混凝土的含气量，不使用外加剂时为1。1.初步配合比设计第100页/共163页10

45、1质量法 表示方法：c0g0s0w0 OH1.初步配合比设计第101页/共163页1022.基准配合比设计概念：初步配合比经和易性试拌调整所得到的配合比称为基准 配合比。和易性调整的步骤和方法坍落度试验：按初步配合比称料，拌匀并测定坍落度，同时观测 粘聚性和保水性。和易性调整：坍落度满足要求后，测出试拌调整后的实际表观密度OH实，供 确定试验室配合比使用。确定基准配合比：C基=C拌+C；W基=W拌+W；S基=S拌+S；G基=G拌+G 第102页/共163页103如何调整和易性坍落度大坍落度小稀薄 易流淌干稠 不易密实保持SP不变提高骨料总量保持W/C不变提高水泥浆量2.基准配合比设计第103页

46、/共163页1043.试验室配合比设计概念：基准配合比经强度检验调整所得到的配合比称为试验室 配合比。采用三组不同配合比同时进行强度检验：Group1:W/C基准 W SPGroup2：W/C基准+0.05 W SPGroup3：W/C基准-0.05 W SP制作检验混凝土强度的试件时，尚应检验拌和物的坍落度、粘聚 性、保水性及测定混凝土的表观密度，并以此结果表征该配合比 的混凝土拌和物的性能。第104页/共163页105每种配合比至少制作一组（3块）试件，标准养护28d，测定抗压 强度。作图:由三组配合比作出fW/C图，求出与配置强度对应的W/C。确定满足强度要求的配合比，表示为mcb：mw

47、b：msb：mgb。注意：重新计算各材料用量，保持经调整的基准配合 比中单位用水量不变。3.试验室配合比设计第105页/共163页106显然，在实验室中配置1m3混凝土并不实用，所以需要进行表观密度的校正。混凝土计算表观密度：混凝土实测表观密度确定校正系数：确定试验室配合比：注意：若 2%时，才需要校正。3.试验室配合比设计第106页/共163页1074.施工配合比设计考虑到砂石中的含水量，实验室配合比应根据下式换算成施工配 合比。施工配合比为：a%、b%砂、石含水率第107页/共163页108水泥混凝土配合比设计实例试设计某工程预制钢筋混凝土梁的土配合比。原始资料 已知混凝土设计强度等级为C

48、25，无强度历史统计资料，要求混凝土拌和物坍落度为3050mm（机械搅拌、振捣）。不受风雪影响。组成材料：水泥:P.O32.5，密度c=3.1g/cm3，实测强度35.0MPa。砂为:中砂，表观密度s=2.65g/cm3。碎石:最大粒径20mm，表观密度g=2.70g/cm3 自来水。原始要求1.设计该混凝土的(干材料)；2.施工现场砂含水率3%，碎石含水率1%，求施工配合比。第108页/共163页109 设计步骤设计步骤 1.计算初步配合比（1）确定混凝土配制强度 fcu,k=25MPa，无历史统计资料，查表，标准差S=5.0MPa。混凝土配制强度：fcu,0=fcu,k+1.645S=25

49、+1.6455.0 =33.2MPa（2）计算水灰比（W/C）按耐久性校核水灰比：不受风雪影响，查表允许最大水灰比为0.65。0.47小于0.65，满足耐久性要求。第109页/共163页110（3）选定单位用水量（mw0）要求坍落度3050mm，碎石最大粒径为20mm。查表，选用混凝土用水量mw0=195kg/m3。（4）计算单位用灰量（mc0）按耐久性校核单位用灰量：查表，最小水泥用量不得低于 260kg/m3。计算单位用灰量 415kg/m3，符合耐久性要求。设计步骤设计步骤 第110页/共163页111（5）选定砂率（SP）采用碎石最大粒径20mm，水灰比W/C=0.47。查表，选定砂率

50、=30%。（6）计算砂石用量 1）采用质量法解得：砂用量ms0=537kg/m3，碎石用量mg0=1253kg/m3。按质量法计算得初步配合比：mc0：ms0：mg0：mw0=415:537:1253:195，或 1:1.88:3.83:0.47 设计步骤设计步骤 第111页/共163页1122）采用体积法 解得：砂用量ms0=532kg/m3；碎石用量mg0=1242kg/m3。按体积法计算得初步配合比为：mc0：ms0：mg0：mw0=415：532：1242：195，或1：1.88：3.83：0.47 设计步骤设计步骤 第112页/共163页113（1）计算试拌材料用量 按计算初步配合比