(1.9)--8 混凝土强度混凝土工艺学.ppt

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1、混凝土工艺学第9讲：混凝土力学性能 （二）1)国标规定的测定混凝土强度用的标准试件尺寸是国标规定的测定混凝土强度用的标准试件尺寸是()。A.70.7 mm70.7 mm70.7 mm B.100 mm100 mm100 mmC.150 mm150 mm150 mmD.200 mm200 mm200 mm2)100 mm100 mm100 mm试件强度尺寸折算系数宜采用（试件强度尺寸折算系数宜采用（）。A0.90 B0.95C1.00 D1.053)C30混凝土的混凝土的30是（是（）强度）强度A 立方体抗压强度立方体抗压强度B 立方体抗压强立方体抗压强度平均值度平均值 C 立方体抗压强度标准值

2、立方体抗压强度标准值 D 配制强度配制强度课程回程回顾CB C“胶带楼房”中康绿城百合花园项目混凝土混凝土质量量较差：差：p 如何选择，在满足强度要求的同时，降低成本？案例分享案例分享1.混凝土强度的概念及测定方法2.混凝土强度的影响因素3.混凝土的变形章目章目录重点：重点：掌握影响混凝土强度的因素掌握影响混凝土强度的因素，了解混凝土的技术性能与内部组成、结构之间的关系及其变化规律难点：难点：掌握提高混凝土强度的措施掌握提高混凝土强度的措施，能够根据工程需求，正确分析和解决混凝土材料的选择、配制及施工使用过程中的相关问题重点与重点与难点点水泥石破坏水泥石破坏粘粘结界面破坏界面破坏粗骨料破坏粗骨

3、料破坏破坏形式：破坏形式：水胶比水泥的强度等级骨料的性质等等养护工艺搅拌工艺等等12生产工艺3试验参数混凝土强度影响因素混凝土强度混凝土强度影响因素影响因素内在因素外在因素原材料控制水泥骨料外加剂掺合料水混凝土强度影响因素内在因素l水泥用量l水泥的强度等级l水泥细度l水泥矿物组成l标准稠度需水量l骨料最大粒径和级配l骨料矿物组成l骨料的形状和表面特征l骨料的含泥量和泥块含量l减水剂l缓凝剂l早强剂l引气剂l延缓强度发展l与水化产物反应l水胶比l孔结构l界面过渡区混凝土强度影响因素021.水胶比01p 对于现代混凝土，混凝土的强度与水泥的强度呈线性关系？混凝土强度影响因素内在因素021.水胶比0

4、1混凝土强度影响因素内在因素骨料的强度比混凝土中基体和界面过渡区的强度高出几倍。骨料、和都会在不同程度上影响界面过渡区的特征。022.骨料01混凝土强度影响因素内在因素从经济上来讲，应尽可能的选用，节约水泥用量；级配良好的骨料，在达到同样工作性能时用水量较低水洗后的砂石配制的混凝土强度高于未水洗的砂石配制的混凝土。骨料中有机物含量越高，混凝土强度越低。022.骨料01混凝土强度影响因素内在因素减水剂通过降低水灰比、减少用水量，从而改善混凝土密实性和均质性，提高混凝土强度。023.外加剂减水剂会增加基体的孔隙率，从而对强度产生负面影响。引气剂引入微小的闭气孔，可，从而提高混凝土的强度。在低水泥用

5、量的混凝土拌合物中，引气伴随用水量的大幅度降低，对基体强度的负面效应则被它对界面过渡区增强的效应所补偿。引气剂01混凝土强度影响因素内在因素023.外加剂缓凝剂或早强剂通过影响水泥石强度及其发展，调节水化放热速度，从而改变其强度增长规律。其他外加剂01混凝土强度影响因素内在因素矿物掺合料替代部分水泥，通常会延缓混凝土早期强度的发展，如粉煤灰。矿物掺合料在常温下能与水泥浆中的氢氧化钙发生反应，产生大量的水化硅酸钙，使基体和界面过渡区的孔隙率显著降低。因而，掺入矿物掺合料可以提高混凝土的后期强度和密实性。024.矿物掺合料01混凝土强度影响因素内在因素混凝土强度影响因素外在因素搅拌工艺运输工艺浇筑

6、工艺养护工艺2 2 生产工艺生产工艺问题：为什么大多数水泥混凝土工程，都在夏季施工？混凝土强度影响因素养护工艺0102混凝土强度影响因素养护工艺01水泥混凝土的强度来源于水泥的水化。水化需要一定的温度、湿度和时间，这些外在条件都会影响混凝土的强度。02混凝土强度影响因素养护工艺011.温度温度的提高，水泥的水化速度加快，水泥的强度发展速度也加快，有助于提高混凝土的强度。02混凝土强度影响因素养护工艺011.温度对于掺加粉煤灰等活性混合材料，存在二级水化反应，温度影响更大，温度的提高对于促进其强度的发展更有利。02混凝土强度影响因素养护工艺011.温度如果在冬季施工？现浇板表面的受冻状态冬季施工

7、，混凝土强度发展较慢，当温度很低时，水泥将完全停止水化，水分结冰，导致体积膨胀，引起混凝土的开裂。02混凝土强度影响因素养护工艺011.温度冬季施工怎么办？应在气温到达零度前半个月到一个月完成混凝土的施工，以保证混凝土有充分的时间形成强度。02混凝土强度影响因素养护工艺011.温度如何利用温度对混凝土强度影响？蒸汽养护蒸压养护利用温度对强度的增长有显著的促进作用，这个关系，加速混凝土强度的发展，以提高施工的效率。02混凝土强度影响因素养护工艺011.温度蒸汽养护蒸汽养护是指利用高温水蒸气提高环境温度，促进水泥混凝土的强度发展。02混凝土强度影响因素养护工艺011.温度蒸压养护蒸压养护指利用专用

8、高压釜，在大于1个大气压条件下，将水蒸气的温度提高到100以上，以加快混凝土强度的形成。02混凝土强度影响因素养护工艺011.温度利用蒸汽养护或者压蒸养护可以在几个小时或十几个小时的时间内使混凝土强度达到标准养护28d的强度。对强度的发展，加速效果是非常明显的。02混凝土强度影响因素养护工艺011.温度随着温度的提高，水泥的水化速度加快，但大量的水化产物来不及向四周扩散，从而形成水化产物分布的不均匀水化产物稀疏的区域成为水泥石中的薄弱点，水化产物稠密的区城，包裹在水泥颗粒的周围，妨碍水化反应的继续进行，从而降低了混凝土强度。为什么标准养护的养护温度为202？加热养护时间不宜过长！02混凝土强度

9、影响因素养护工艺012.时间水泥的水化是一个长期过程，混凝土的强度是随时间的增长而不断增长的。水化3d 水化7d 水化28d随着时间的延长，水泥混凝土内部的水化产物逐渐增多，结构逐步密实。02混凝土强度影响因素养护工艺012.时间养护时间与混凝土强度的关系养护时间是保证混凝土强度的必要因素02混凝土强度影响因素养护工艺012.时间养护时间与混凝土强度的关系问题：如果掺入大量矿物掺合料，该公式是否合适？02混凝土强度影响因素养护工艺012.时间养护时间与温度的关系 温度越低，所需养护时间越长。平均气温平均气温（）最短养生最短养生龄龄期（天）期（天）592110191420291030357我国现

10、行公路水泥混凝土路面施工技术细则中，明确规定了不同气温条件下，水泥混凝土路面的养护龄期要求。02混凝土强度影响因素养护工艺013.湿度湿度低，混凝土中的水分挥发，导致水分含量减少，影响水泥水化水分挥发过程中，毛细孔内水膜表面张力的变化，引起材料的收缩变形。当收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，将引起开裂。02混凝土强度影响因素养护工艺013.湿度混凝土养护过程中，必须进行保湿养护！02混凝土强度影响因素养护工艺01如何制备高强、高性能混凝土？02试件形状试件尺寸表面状态温度及含水程度3 3 试验参数试验参数（5）加载速率混凝土强度影响因素外在因素1.试件形状150mm150mm150mm150mm

11、150mm450mm450mm450mm450mmABCA、B、C三个试块，材料、养护条件等均相同，三者强度的大小关系？CAB，为什么？，为什么？承压面承压面150mm150mm混凝土强度影响因素试验参数031.试件形状混凝土强度影响因素试验参数03立方体试件边长越长，试件除了承压面之外的部分会对试件承压区域产生一定的约束力，试件越大，约束力越强，混凝土强度越高。但是，如果试件高度越高，承压时越容易产生轴向的弯曲变形，从而导致强度降低。正确答案：正确答案：CABABC100100100150150150200200200强度关系ABC，为什么？混凝土强度影响因素试验参数032.试件尺寸ABC1

12、00100100150150150200200200混凝土本身是一种非均相材料，立方体试件尺寸越小，内部的先天缺陷越少，故混凝土强度的实测值偏高。混凝土强度影响因素试验参数032.试件尺寸产生摩擦阻力产生摩擦阻力产生摩擦阻力产生摩擦阻力混凝土强度影响因素试验参数033.表面状态（平整度、润滑剂）环箍效应A150150150B150150150涂润滑剂涂润滑剂涂润滑剂涂润滑剂材料、养护条件等均相同，二者强度的大小关系？材料、养护条件等均相同，二者强度的大小关系？AB混凝土强度影响因素试验参数033.表面状态（平整度、润滑剂）42温度高、湿度大时，试件会有体积膨胀，材料内部质点距离加大，质点间的作

13、用力减弱，测得的强度值偏低。混凝土强度影响因素试验参数034.温度及含水程度43当加荷速度快时，由于变形速度落后于荷载增长的速度，故测得的强度值偏高，反之，因材料有充裕的变形时间，测得的强度值偏低。混凝土强度影响因素试验参数035.加载速率1.混凝土强度的概念及测定方法2.混凝土强度的影响因素3.混凝土的变形章目章目录混凝土的变形80%以上的开裂都是由于混凝土变形所引起，只有很小一部分是由于承载力不足导致。裂缝治理专家 王铁孟变形 非荷载作用下的变形 荷载作用下的变形短期荷载作用下变形弹塑性变形长期荷载作用下变形徐变干燥收缩塑性收缩化学收缩温度收缩自 收 缩碳化收缩影响因素：干燥收缩主要是水泥

14、石产生的，水泥品种、水泥细度、水泥用量、水胶比、养护条件都会对干燥收缩产生影响。定义及原理：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，产生收缩力，导致混凝土产生收缩裂缝。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。干湿变形机理示意图混凝土在非荷载作用下的变形031.干燥收缩n定义: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。混凝土在非荷载作用下的变形032.塑性收缩n原理：表面失水速率大于内部水向表面迁移的速率。造成毛细管内产生负压，使浆体中固体颗粒间产生一定的引力，当引力不均匀作用于混凝土表面，则在表面产生裂纹。n预

15、防措施：防风、降温、洒水、覆盖及喷养护剂等。泌水速率泌水速率 蒸发速率蒸发速率开裂开裂混凝土表面混凝土表面混凝土在非荷载作用下的变形032.塑性收缩v定义及原理：在混凝土硬化过程中，由于水泥水化生成物的体积比反应前物质的总体积小，从而引起混凝土的收缩，称为化学收缩。混凝土在非荷载作用下的变形033.化学减缩化学收缩是不可恢复的。其收缩量是随混凝土硬化龄期的延长而增加，一般在混凝土成型后40d左右增长较快，以后逐渐趋于稳定。化学收缩值很小（小于1%），对混凝土结构没有破坏作用，但在混凝土内部可能产生微细裂缝。混凝土在非荷载作用下的变形033.化学减缩定义及原理：温度收缩主要是由于水泥水化混凝土内

16、部的温度升高，最后又冷却到环境温度时产生的收缩。混凝土在非荷载作用下的变形034.温度收缩影响因素：降温、升温速度、混凝土内部和外部的温度差。混凝土在非荷载作用下的变形034.温度收缩对于大体积混凝土，其内部降温速度小于外部混凝土，有时内外温差可达5070。这将使内部混凝土的产生膨胀，而外部相对收缩，从而在外层混凝土中产生很大的拉应力（即温度应力），严重时会使混凝土产生裂缝。预防措施？混凝土在非荷载作用下的变形035.自收缩定义：自收缩是指在体系与外界没有水分交换的情况下，混凝土初凝后因胶凝材料的继续水化引起自干燥而造成的混凝土宏观体积的减少现象。原理：自收缩产生的原因是随着水泥水化的进行，在

17、硬化水泥石中形成大量微细孔，孔中自由水量逐渐降低，结果产生毛细孔应力，造成硬化水泥石受负压作用而产生收缩。混凝土在非荷载作用下的变形035.自收缩v定义：混凝土中水泥水化产物与大气中CO2发生化学反应 称为碳化，伴随碳化产生的体积收缩称为碳化收缩。混凝土在非荷载作用下的变形036.碳化收缩CO2与水化产物作用必须在一定湿度下进行。（湿度为100时不产生碳化收缩，55时为最大值，25时也不产生收缩）混凝土在非荷载作用下的变形036.碳化收缩原理：混凝土在荷载作用下的变形041.短期荷载作用下的变形弹塑性变形混凝土内部结构中含有砂石骨料、水泥石（水泥石中又存在着凝胶、晶体和未水化的水泥颗粒）、游离

18、水分和气泡，这就决定了混凝土本身的非匀质性。它不是完全的弹性体，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，又会产生不可恢复的塑性变形，其应力与应变关系不是直线而是曲线。混凝土在荷载作用下的变形041.短期荷载作用下的变形弹塑性变形在实际工程应用中，采用反复加荷、卸荷的方法使塑性变形不再改变，从而测得弹性变形。定义：指物体抵抗弹性变形的能力。弹性模量越大，物体抵抗弹性变形的能力越强，因此弹性越小。混凝土在非荷载作用下的变形041.短期荷载作用下的变形弹塑性变形弹性模量混凝土弹性模量受其相组成和孔隙率影响，并与混凝土的强度有一定的相关性。混凝土的强度越高，弹性模量也就越高。水泥石的

19、弹性模量一般低于骨料的弹性模量，所以骨料用量越多，混凝土的弹性模量越大。反之，水泥浆体越多，混凝土的弹性模量越低。混凝土含气量越大，弹性模量越小。混凝土的水胶比较小，养护较好以及龄期较长时，混凝土的弹性模量较大。混凝土在非荷载作用下的变形041.短期荷载作用下的变形弹塑性变形弹性模量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，一般要延续23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（creep）。混凝土的徐变与恢复混凝土在非荷载作用下的变形042.长期荷载作用下的变形徐变v 混凝土不论是受压、受拉或受弯时，均混凝土不论是受压、受拉或受弯时，均有徐变现象。有徐变现象。v 混凝土的徐变对钢筋混凝土构件来说，混凝土的徐变对钢筋混凝土构件来说，能消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力能消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力较均匀地重新分布；较均匀地重新分布；v 对大体积混凝土，能消除一部分由于温对大体积混凝土，能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。度变形所产生的破坏应力。v 但在预应力钢筋混凝土结构中，混凝土但在预应力钢筋混凝土结构中，混凝土的徐变，将使钢筋的预加应力受到损失。的徐变，将使钢筋的预加应力受到损失。徐变的利与弊徐变的利与弊徐徐变徐变引起西太平洋某桥梁垮塌混凝土在非荷载作用下的变形042.长期荷载作用下的变形徐变徐变危害