第六講 混凝土

1、1混凝土混凝土 概概 述述混凝土混凝土現(xiàn)代社會(huì)的基礎(chǔ)。現(xiàn)代社會(huì)的基礎(chǔ)。 在我們的日常生活中，一定會(huì)涉及到各類混在我們的日常生活中，一定會(huì)涉及到各類混凝土。凝土。美國(guó)著名混凝土專家美國(guó)著名混凝土專家 J.Francis Young 近代文明的許多成就大多都取決于混凝土，正近代文明的許多成就大多都取決于混凝土，正如古羅馬，古希臘早期文化的成就取決于古代混如古羅馬，古希臘早期文化的成就取決于古代混凝土一樣。凝土一樣。2混凝土的發(fā)展：混凝土的發(fā)展：18241824年，波特蘭水泥的出現(xiàn)，出現(xiàn)了水泥混凝土年，波特蘭水泥的出現(xiàn)，出現(xiàn)了水泥混凝土混凝土外加劑的推廣應(yīng)用，高效減水劑的出現(xiàn)混凝土外加劑的推廣應(yīng)用，

2、高效減水劑的出現(xiàn)。商品混凝土的出現(xiàn)商品混凝土的出現(xiàn)高強(qiáng)混凝土出現(xiàn)高強(qiáng)混凝土出現(xiàn)-HSC-HSC高性能混凝土的出現(xiàn)高性能混凝土的出現(xiàn)-HPC-HPC綠色高性能混凝土的出現(xiàn)綠色高性能混凝土的出現(xiàn)GHPCGHPC3輸水管線輸水管線外徑外徑7.5m內(nèi)徑內(nèi)徑6.6m混凝土輸水管45巴西巴西 Itaipu Dam混凝土大壩6三峽工程全貌7普通混凝土的特點(diǎn)普通混凝土的特點(diǎn): :優(yōu)點(diǎn)：就地取材，價(jià)格低廉（與傳統(tǒng)材料比）優(yōu)點(diǎn)：就地取材，價(jià)格低廉（與傳統(tǒng)材料比） 良好的可塑性良好的可塑性 較高的抗壓強(qiáng)度較高的抗壓強(qiáng)度 較好的耐久性較好的耐久性 較好的耐火性較好的耐火性缺點(diǎn)：自重大；脆性材料；生產(chǎn)周期長(zhǎng)缺點(diǎn)：自重大

3、；脆性材料；生產(chǎn)周期長(zhǎng)8n普通混凝土分類及組成材料普通混凝土分類及組成材料n混凝土拌和物的性質(zhì)混凝土拌和物的性質(zhì)n硬化混凝土的力學(xué)性質(zhì)，變形性和耐硬化混凝土的力學(xué)性質(zhì)，變形性和耐久性。久性。n普通混凝土配合比設(shè)計(jì)。普通混凝土配合比設(shè)計(jì)。n混凝土技術(shù)的新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)?；炷良夹g(shù)的新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)。本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)9混凝土的分類混凝土的分類1：1.1.按表觀密度分類：按表觀密度分類：a. a. 重混凝土重混凝土303030/1950/26002000/2600mkgmkgmkgb. b. 普通砼普通砼c.c.輕混凝土輕混凝土10混凝土的分類混凝土的分類22 2、按用途分類：、按用途分類：結(jié)構(gòu)混凝

4、土結(jié)構(gòu)混凝土水工混凝土水工混凝土海洋混凝土海洋混凝土道路混凝土道路混凝土。11混凝土的分類混凝土的分類33. 3. 按膠結(jié)材料分按膠結(jié)材料分水泥砼水泥砼瀝青砼瀝青砼硅酸鹽砼硅酸鹽砼聚合物膠結(jié)砼聚合物膠結(jié)砼聚合物浸漬砼聚合物浸漬砼. .聚合物水泥砼聚合物水泥砼水玻璃砼水玻璃砼石膏砼石膏砼硫磺砼硫磺砼氯氧鎂砼氯氧鎂砼12混凝土的組成材料有六種基本組成材料有六種基本組成材料水泥水泥水砂子石子外加劑水砂子石子外加劑礦物摻合料礦物摻合料結(jié)構(gòu)構(gòu)成：結(jié)構(gòu)構(gòu)成：逐級(jí)填空：逐級(jí)填空：石子石子砂子砂子漿體漿體13 組成材料的作用：組成材料的作用： 砂、石砂、石-骨架作用，骨架作用，水泥漿水泥漿-包裹在骨料包裹在骨

5、料的表面并填充骨料的的表面并填充骨料的空隙中?？障吨小?在混凝土拌和物中在混凝土拌和物中: : 水泥漿起潤(rùn)滑作用，賦水泥漿起潤(rùn)滑作用，賦予混凝土拌和物流動(dòng)予混凝土拌和物流動(dòng)性，便于施工；性，便于施工； 硬化后硬化后: :膠結(jié)作用。膠結(jié)作用。砂子水泥漿石子14思考討論：思考討論：在混凝土配制過程中，如何的確定水泥漿的量？在混凝土配制過程中，如何的確定水泥漿的量？如何確定石子的量？如何確定石子的量？如何確定砂子的量？如何確定砂子的量？包裹部分填充部分包裹部分填充部分混凝土的體積相當(dāng)混凝土的體積相當(dāng)剛好填滿石子的空剛好填滿石子的空隙略有富余隙略有富余15一、水泥（品種、等級(jí)的選用）一、水泥（品種、等

6、級(jí)的選用）水泥品種的選擇水泥品種的選擇 工程性質(zhì)、部位、施工條件、環(huán)境情況工程性質(zhì)、部位、施工條件、環(huán)境情況(2) (2) 水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇一般以選擇的水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值為混凝土強(qiáng)度等一般以選擇的水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值為混凝土強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的1.51.52.02.0倍為宜。倍為宜。 16提問提問：1 1、蘭州地區(qū)有腐蝕介質(zhì)存在的混凝土灌、蘭州地區(qū)有腐蝕介質(zhì)存在的混凝土灌注樁應(yīng)選擇什么品種的水泥？注樁應(yīng)選擇什么品種的水泥？2 2、水工大壩混凝土工程應(yīng)選擇什么品種、水工大壩混凝土工程應(yīng)選擇什么品種的水泥？的水泥？摻合料水泥，最好是摻合料水泥，最好是PPPP水泥水泥選擇中熱

7、或低熱水泥選擇中熱或低熱水泥17工程實(shí)例：工程實(shí)例：某施工隊(duì)使用火山灰水泥鋪筑路面，見圖。使用某施工隊(duì)使用火山灰水泥鋪筑路面，見圖。使用兩年后，表面耐磨性差，已出現(xiàn)露石，且表面有兩年后，表面耐磨性差，已出現(xiàn)露石，且表面有微裂縫，試分析原因。微裂縫，試分析原因。 18原因分析：原因分析：按按JTJ 01294公路混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范公路混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)，對(duì)于水泥混凝土路面，于水泥混凝土路面，“水泥可采用硅酸鹽水泥、普水泥可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和道路硅酸鹽水泥。中等及輕交通的通硅酸鹽水泥和道路硅酸鹽水泥。中等及輕交通的路面，也可以采用礦渣硅酸鹽水泥。路面，也可以采用礦渣硅酸鹽水泥?！?/p>

8、所以說火山所以說火山灰水泥鋪筑路面是選用水泥不當(dāng)。灰水泥鋪筑路面是選用水泥不當(dāng)。 19二、二、骨料骨料骨料（也稱集料）總體積占混凝土體積的骨料（也稱集料）總體積占混凝土體積的60608080，按粒徑大小分為粗骨料和細(xì)骨料。，按粒徑大小分為粗骨料和細(xì)骨料。 的顆粒稱為石子的顆粒稱為砂子mmdmmd75.475.420 細(xì)骨料細(xì)骨料 a a、種類及其特征、種類及其特征4.75 mm4.75 mm以下的骨料稱為細(xì)骨料，俗稱砂。以下的骨料稱為細(xì)骨料，俗稱砂。 砂按產(chǎn)源分為砂按產(chǎn)源分為: : 天然砂天然砂 人工砂人工砂 河砂河砂海砂海砂山砂山砂表面光滑，表面光滑，形態(tài)園整形態(tài)園整表面粗糙，表面粗糙，多棱

9、角多棱角經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、混合砂的統(tǒng)稱?；旌仙暗慕y(tǒng)稱。 思考：河砂、山砂拌制混凝土?xí)r，各有什么利弊？思考：河砂、山砂拌制混凝土?xí)r，各有什么利弊？21項(xiàng)目項(xiàng)目 指標(biāo)指標(biāo)類類類類類類 云母云母( (按質(zhì)量計(jì)按質(zhì)量計(jì))(%)(%，） 1.01.02.02.0輕物質(zhì)輕物質(zhì)( (按質(zhì)量計(jì)按質(zhì)量計(jì))(%)(%， ） 1.01.0有機(jī)物（比色法）有機(jī)物（比色法） 合格合格硫化物及硫酸鹽硫化物及硫酸鹽( (按按SOSO3 3質(zhì)量計(jì)質(zhì)量計(jì)) )（% %） 0.5 0.5氯化物氯化物( (以氯離子質(zhì)量計(jì)以氯離子質(zhì)量計(jì))(%)(%， ) ) 0.010.010.020.020.060.06*

10、*貝殼（按質(zhì)量計(jì)）貝殼（按質(zhì)量計(jì)）% % 3.03.05.05.08.08.0* *該指標(biāo)僅適用海砂，其他砂不作要求該指標(biāo)僅適用海砂，其他砂不作要求1 1、砂中有害物質(zhì)含量（、砂中有害物質(zhì)含量（GB/T 146842011GB/T 146842011） 222、砂的顆粒級(jí)配及粗細(xì)程度砂的顆粒級(jí)配：砂大小顆粒的搭配情況。砂的粗細(xì)程度：不同粒徑的砂混合在一起總體的粗細(xì)程度?？偙砻娣e小空隙率小23篩分析試驗(yàn)評(píng)定砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配0.30mm0.60mm1.18mm2.36mm4.75mm分計(jì)篩余量：各篩上的篩余量占砂樣總質(zhì)量的百分率。累計(jì)篩余量：各篩與比該篩粗的所有篩之分計(jì)篩余百分率之和。0.1

11、5mm方孔篩方孔篩24累計(jì)篩余與分計(jì)篩余的關(guān)系累計(jì)篩余與分計(jì)篩余的關(guān)系篩孔尺寸，mm分計(jì)篩余，%累計(jì)篩余，%4.752.361.180.600.300.15a1a2a3a4a5a6A1= a1A2 = a1+ a2A3 = a1+ a2 + a3A4 = a1+ a2 + a3 + a4A5 = a1+ a2 + a3 + a4 + a5A6 = a1+ a2 + a3 + a4 + a5 + a62511654321005)(AAAAAAAMX細(xì)度模數(shù)的計(jì)算3.7-3.1為粗砂（I區(qū)）3.0-2.3為中砂（II區(qū)）2.2-1.6為細(xì)砂（III區(qū)）26砂顆粒級(jí)配區(qū)砂顆粒級(jí)配區(qū) 篩孔尺寸(mm)

12、級(jí)配區(qū)1區(qū)2區(qū)3區(qū)累計(jì)篩余(按質(zhì)量計(jì))(%)9.50OOO4.7510O10O10O2.363552501501.186535501025100.608571704140160.309580927085550.151009010090100 9027 例例4-4-某干砂某干砂500g500g的篩分結(jié)果如下表所列。的篩分結(jié)果如下表所列。試計(jì)算該砂的細(xì)度模數(shù)并評(píng)定其級(jí)配試計(jì)算該砂的細(xì)度模數(shù)并評(píng)定其級(jí)配2829303.砂的含泥量、石粉含量和泥塊含量砂的含泥量、石粉含量和泥塊含量含泥量：天然砂中粒徑小于含泥量：天然砂中粒徑小于75m的顆粒含量的顆粒含量石粉含量：機(jī)制砂中粒徑小于石粉含量：機(jī)制砂中粒徑小

13、于75m的顆粒含量的顆粒含量泥塊含量：砂中原粒徑大于泥塊含量：砂中原粒徑大于1.18mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于，經(jīng)水浸洗、手捏后小于 600m的顆粒含量。的顆粒含量。項(xiàng)目項(xiàng)目指標(biāo)指標(biāo)I類類II類類III類類含泥量含泥量,%1.0 3.0 5.0泥塊含量泥塊含量,%01.02.0314.堅(jiān)固性堅(jiān)固性類別類別IIIIII質(zhì)量損失，質(zhì)量損失，% 810采用硫酸鈉溶液法，測(cè)質(zhì)量損失。采用硫酸鈉溶液法，測(cè)質(zhì)量損失。5.表觀密度、松散堆積密度、空隙率表觀密度、松散堆積密度、空隙率表觀密度不小于表觀密度不小于2500kg/m3;松散堆積密度不小于松散堆積密度不小于1400kg/m3；空隙率不大于空隙率不大于

14、44%326.堿集料反應(yīng)堿集料反應(yīng)在規(guī)定的試驗(yàn)齡期膨脹率小于在規(guī)定的試驗(yàn)齡期膨脹率小于0.10%7.含水率和飽和面干吸水率含水率和飽和面干吸水率用戶有要求時(shí)，應(yīng)測(cè)。用戶有要求時(shí)，應(yīng)測(cè)。33粗骨料粗骨料卵石卵石碎石碎石粒徑大于粒徑大于4.75 mm4.75 mm的骨料稱為粗骨料，俗稱石。的骨料稱為粗骨料，俗稱石。常用的有常用的有碎石碎石及及卵石卵石兩種。兩種。 34粗骨料技術(shù)要求粗骨料技術(shù)要求（GB/T14685-2011 ) 1. 1. 顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配按供應(yīng)情況分連續(xù)粒級(jí)和單粒級(jí)。顆粒級(jí)配按供應(yīng)情況分連續(xù)粒級(jí)和單粒級(jí)。 粗骨料最大粒徑粗骨料最大粒徑: :粗骨料公稱粒級(jí)的上限。粗骨料公

15、稱粒級(jí)的上限。 粗骨料顆粒級(jí)配評(píng)定方法：同砂子顆粒級(jí)配的評(píng)定方法粗骨料顆粒級(jí)配評(píng)定方法：同砂子顆粒級(jí)配的評(píng)定方法 2.2.含泥量和泥塊含量含泥量和泥塊含量含泥量：卵石、碎石中粒徑小于75m的顆粒含量泥塊含量：卵石、碎石中原粒徑大于4.75mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。項(xiàng)目項(xiàng)目指標(biāo)指標(biāo)I類類II類類III類類含泥量含泥量,%0.5 1.0 1.5泥塊含量泥塊含量,%00.20.535粗骨料技術(shù)要求粗骨料技術(shù)要求（GB/T14685-2011 ) 3.3.針片狀顆粒含量針片狀顆粒含量 卵石、碎石顆粒的長(zhǎng)度大于該顆粒所屬相應(yīng)粒級(jí)的平均粒徑2.4倍為針狀顆粒，厚度小于平均粒徑0.4

16、倍為片狀顆粒。4.有害物質(zhì)有害物質(zhì)類別類別IIIIII針片狀顆?？偤?，針片狀顆?？偤?，%51015有機(jī)物，硫化物及硫酸鹽符合限量。有機(jī)物，硫化物及硫酸鹽符合限量。36粗骨料技術(shù)要求粗骨料技術(shù)要求（GB/T14685-2011 ) 5.5.堅(jiān)固性堅(jiān)固性 有抗凍要求的混凝土所用粗骨料有抗凍要求的混凝土所用粗骨料 , 要求測(cè)定其堅(jiān)要求測(cè)定其堅(jiān)固性。即用硫酸固性。即用硫酸鈉鈉溶液法檢驗(yàn)溶液法檢驗(yàn) , 試樣經(jīng)五次循環(huán)試樣經(jīng)五次循環(huán)后后 , 其質(zhì)量損失應(yīng)不超過表中其質(zhì)量損失應(yīng)不超過表中 的規(guī)定。的規(guī)定。 類別類別IIIIII質(zhì)量損失，質(zhì)量損失，%581237粗骨料技術(shù)要求粗骨料技術(shù)要求（GB/T146

17、85-2011 ) 6.6.強(qiáng)度強(qiáng)度粗集料在水泥混凝土中起骨架作用，應(yīng)具有粗集料在水泥混凝土中起骨架作用，應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。一定的強(qiáng)度。表示方法：表示方法：2 2）壓碎指標(biāo)）壓碎指標(biāo): :1 1）抗壓強(qiáng)度：母巖）抗壓強(qiáng)度：母巖50 mm50 mm的立方體（或直徑與的立方體（或直徑與高度均為高度均為50 mm50 mm的圓柱體）試件，在飽和水狀態(tài)的圓柱體）試件，在飽和水狀態(tài)下測(cè)定的抗壓強(qiáng)度值。下測(cè)定的抗壓強(qiáng)度值。用用199.5篩余；篩余；施壓后施壓后2.36篩余篩余200KN，35s38粗骨料壓碎指標(biāo)要求粗骨料壓碎指標(biāo)要求類別類別IIIIII碎石壓碎指標(biāo)碎石壓碎指標(biāo)%102030卵石壓碎指標(biāo)卵石

18、壓碎指標(biāo)%12141639粗骨料技術(shù)要求粗骨料技術(shù)要求（GB/T14685-2011 ) 7.7.表觀密度、連續(xù)級(jí)配松散堆積空隙率表觀密度、連續(xù)級(jí)配松散堆積空隙率 表觀密度不小于2600kg/m3類別類別IIIIII空隙率，空隙率，%4345478.8.吸水率吸水率類別類別IIIIII吸水率，吸水率，%1.02.02.040粗骨料技術(shù)要求粗骨料技術(shù)要求（GB/T14685-2011 ) 9.堿集料反應(yīng)堿集料反應(yīng) 經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，試件應(yīng)無裂縫、酥裂、膠經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，試件應(yīng)無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗(yàn)齡期膨脹率應(yīng)小于體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗(yàn)齡期膨脹率應(yīng)小于0.10% 10

19、.含水率和堆積密度含水率和堆積密度41骨料的含水狀態(tài)42砼外加劑（一）la. a. 減水劑（為表面活性劑）減水劑（為表面活性劑）作用機(jī)理作用機(jī)理：43砼外加劑（二）砼外加劑（二） b. b. 早強(qiáng)劑：氯鹽、硫酸鹽、有機(jī)胺早強(qiáng)劑：氯鹽、硫酸鹽、有機(jī)胺 c. c. 引氣劑引氣劑 d.d.緩凝劑緩凝劑 e.e.速凝劑速凝劑 f.f.防凍劑：冬季施工防凍劑：冬季施工 g.g.膨脹劑膨脹劑 h.h.泵送劑泵送劑44砼摻合料 （1 1）粉煤灰）粉煤灰一般分為一般分為、級(jí)級(jí) （2 2）硅粉）硅粉提高強(qiáng)度，改善孔結(jié)構(gòu)提高強(qiáng)度，改善孔結(jié)構(gòu) （3 3）礦粉）礦粉提高流變性，改善耐久性提高流變性，改善耐久性45新拌

20、砼的和易性1.1.概念：流動(dòng)性、粘聚性、保水性概念：流動(dòng)性、粘聚性、保水性2.2.測(cè)定方法：測(cè)定方法：a.a.坍落度測(cè)定坍落度測(cè)定 適用于骨料最大粒徑不大于40mm、坍落度值為10220mm的塑性和流動(dòng)性混凝土拌合物稠度測(cè)定。46坍落度試驗(yàn)47b 維勃稠度法 維勃稠度法適用于骨料最大粒徑不大于40mm，維勃稠度在530s之間的混凝土拌合物稠度的測(cè)定。維勃稠度試驗(yàn)48C.坍落度大于220mm時(shí)，采用擴(kuò)展度試驗(yàn)49摻高效減水劑后的坍落度摻高效減水劑后的坍落度503.3.影響因素：影響因素：漿體數(shù)量、漿體稠度、砂率、水泥品種和骨料性質(zhì)、漿體數(shù)量、漿體稠度、砂率、水泥品種和骨料性質(zhì)、外加劑、時(shí)間和溫度

21、外加劑、時(shí)間和溫度砂率對(duì)混凝土坍落度的影響砂率對(duì)混凝土坍落度的影響51硬化砼的強(qiáng)度（一）硬化砼的強(qiáng)度（一）1.立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度 邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為 150mm150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件溫度（溫度（20 20 3 3） ，相對(duì)濕度，相對(duì)濕度 90% 90% 以以上下，養(yǎng)護(hù)到上下，養(yǎng)護(hù)到 28d 28d 齡期，測(cè)得的抗壓強(qiáng)齡期，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值，確定砼強(qiáng)度等級(jí)（度值，確定砼強(qiáng)度等級(jí)（1616個(gè)）。個(gè)）。非標(biāo)準(zhǔn)尺寸，乘換算系數(shù)非標(biāo)準(zhǔn)尺寸，乘換算系數(shù)52硬化砼的強(qiáng)度（二） 2.影響抗壓強(qiáng)度的因素： 膠凝材料強(qiáng)度和水膠比：fcu=afb(B/W-b) 骨料： 養(yǎng)護(hù)溫

22、度和濕度的影響 齡期與強(qiáng)度的關(guān)系：fn=f28 (lgn/lg28)53硬化砼的變形性（一）1.1.化學(xué)減縮化學(xué)減縮 水泥水化物的固體體積小于水化前（水水泥水化物的固體體積小于水化前（水水泥）的體積水泥）的體積. . C C3 3A A水化后體積減少量達(dá)水化后體積減少量達(dá)2323左右；是化左右；是化學(xué)收縮最嚴(yán)重的礦物，其次分別是學(xué)收縮最嚴(yán)重的礦物，其次分別是C C4 4AFAF、C C3 3S S、C C2 2S S 控制措施：選用控制措施：選用C C3 3A A含量低的水泥；降低含量低的水泥；降低水泥用量；選用較低的水膠比水泥用量；選用較低的水膠比. .54硬化砼的變形性（二）2.2.溫度變

23、形溫度變形 熱脹冷縮：取決于其熱膨脹系數(shù)熱脹冷縮：取決于其熱膨脹系數(shù) 水泥水化熱在大體積砼內(nèi)部不易散失，導(dǎo)致裂水泥水化熱在大體積砼內(nèi)部不易散失，導(dǎo)致裂縫縫. .其解決辦法有：其解決辦法有：（1 1）低水化熱水泥和減少水泥用量；）低水化熱水泥和減少水泥用量；（2 2）減少用水量；（）減少用水量；（3 3）選用熱膨脹系數(shù)低的骨）選用熱膨脹系數(shù)低的骨料；（料；（4 4）預(yù)冷原材料；（）預(yù)冷原材料；（5 5）合理分縫、分塊；）合理分縫、分塊；（6 6）在砼中埋冷卻水管（）在砼中埋冷卻水管（7 7）表面絕熱）表面絕熱55硬化砼的變形性（三） 3.干縮濕脹干縮濕脹 水分散失引起體積收縮，稱為干燥收縮；受潮

24、后水分散失引起體積收縮，稱為干燥收縮；受潮后體積膨脹，稱為濕脹體積膨脹，稱為濕脹. . 4.荷載作用下的變形荷載作用下的變形（1）短期荷載作用下的彈塑性變形）短期荷載作用下的彈塑性變形（2）長(zhǎng)期荷載作用下的徐變）長(zhǎng)期荷載作用下的徐變 砼承受持續(xù)荷載時(shí)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的變形砼承受持續(xù)荷載時(shí)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的變形稱為徐變稱為徐變. .56硬化砼的耐久性硬化砼的耐久性 混凝土耐久性是指混凝土抵抗環(huán)境混凝土耐久性是指混凝土抵抗環(huán)境條件的長(zhǎng)期作用，條件的長(zhǎng)期作用， 并保持其穩(wěn)定良好的使用性能和外并保持其穩(wěn)定良好的使用性能和外觀完整性，觀完整性， 從而維持混凝土結(jié)構(gòu)安全、正常使從而維持混凝土結(jié)構(gòu)安

25、全、正常使用的能力。用的能力。GB/T50082-2009普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)，2010年年7月月1日實(shí)施日實(shí)施57用用P4P4、P6P6、P8P8表示抗?jié)B等級(jí)，表示砼承受表示抗?jié)B等級(jí)，表示砼承受0.4MPa0.4MPa、0.6MPa 0.6MPa 、0.8MPa0.8MPa的水壓力而不滲水的水壓力而不滲水. .1.1.砼的抗?jié)B性（水滲透砼的抗?jié)B性（水滲透) )3/658抗凍標(biāo)號(hào)：慢凍法，立方體，抗凍標(biāo)號(hào)：慢凍法，立方體，D100D100抗凍等級(jí)：快凍法，棱柱體，抗凍等級(jí)：快凍法，棱柱體，F(xiàn)100F1002.2.砼的抗凍性砼的抗凍性指

26、標(biāo)指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度損失不超過：抗壓強(qiáng)度損失不超過2525 質(zhì)量損失不超過質(zhì)量損失不超過5 5無破損指標(biāo)無破損指標(biāo)：動(dòng)彈性模量損失不超過：動(dòng)彈性模量損失不超過404059快速自動(dòng)凍融試驗(yàn)機(jī)快速自動(dòng)凍融試驗(yàn)機(jī)6061 如果骨料的堅(jiān)固性良好，主要侵蝕是由于環(huán)境如果骨料的堅(jiān)固性良好，主要侵蝕是由于環(huán)境介質(zhì)對(duì)水泥石的化學(xué)侵蝕，如酸、堿、硫酸鹽介質(zhì)對(duì)水泥石的化學(xué)侵蝕，如酸、堿、硫酸鹽等等. .3.3.砼的抗侵蝕性砼的抗侵蝕性抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)：干濕交替環(huán)境中經(jīng)受的最抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)：干濕交替環(huán)境中經(jīng)受的最大干濕循環(huán)次數(shù)，大干濕循環(huán)次數(shù)，KS90100mm立方體，測(cè)試強(qiáng)度損失，不低于立方體，測(cè)試強(qiáng)度損失，不低于

27、75%624.4.砼的碳化砼的碳化概念：砼堿性降低，中性化的過程，結(jié)果概念：砼堿性降低，中性化的過程，結(jié)果是使鋼筋失去堿性保護(hù)而銹蝕。是使鋼筋失去堿性保護(hù)而銹蝕。（1 1）水泥品種與碳化速度）水泥品種與碳化速度（3 3）環(huán)境條件：相對(duì)濕度）環(huán)境條件：相對(duì)濕度50507070最快最快摻混合材的水泥普通硅酸鹽水泥早強(qiáng)硅酸鹽水泥摻混合材的水泥普通硅酸鹽水泥早強(qiáng)硅酸鹽水泥（2 2）水膠比）水膠比影響因素影響因素63 含有含有活性活性二氧化硅的二氧化硅的骨料骨料與水泥和外與水泥和外加劑中帶入的加劑中帶入的堿堿（NaNa2 2O O0.66K0.66K2 2O O）在）在有有水環(huán)境水環(huán)境發(fā)生反應(yīng)，生成吸水

28、腫脹的發(fā)生反應(yīng)，生成吸水腫脹的堿硅酸凝膠導(dǎo)致砼脹裂的耐久性破堿硅酸凝膠導(dǎo)致砼脹裂的耐久性破壞壞. .5.5.砼的堿骨料反應(yīng)砼的堿骨料反應(yīng)破壞特征破壞特征：時(shí)間性、表面開裂、膨脹、：時(shí)間性、表面開裂、膨脹、 滲出凝膠、內(nèi)部凝膠、反應(yīng)環(huán)、內(nèi)部裂紋滲出凝膠、內(nèi)部凝膠、反應(yīng)環(huán)、內(nèi)部裂紋Na（K+) + SiO2 + OH- - = Na(K)-Si-H gel gel 64其他耐久性實(shí)驗(yàn) 抗氯離子滲透抗氯離子滲透 收縮試驗(yàn)（自由收縮）收縮試驗(yàn)（自由收縮） 早期抗裂試驗(yàn)早期抗裂試驗(yàn) 受壓徐變?cè)囼?yàn)受壓徐變?cè)囼?yàn) 混凝土中鋼筋銹蝕試驗(yàn)混凝土中鋼筋銹蝕試驗(yàn) 抗壓疲勞變形試驗(yàn)抗壓疲勞變形試驗(yàn)65提高砼耐久性措施提

29、高砼耐久性措施合理選用水泥品種（如低堿水泥）合理選用水泥品種（如低堿水泥）最大水灰比和最小水泥用量限值最大水灰比和最小水泥用量限值非活性骨料非活性骨料加入摻合料和外加劑加入摻合料和外加劑改善施工和使用條件改善施工和使用條件endend66混凝土的發(fā)展方向 高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)混凝土 高性能混凝土高性能混凝土 綠色混凝土綠色混凝土 耐久混凝土：耐久混凝土：抗凍混凝土、抗?jié)B混凝土等抗凍混凝土、抗?jié)B混凝土等67混凝土配合比設(shè)計(jì)初步計(jì)算配合比初步計(jì)算配合比 實(shí)驗(yàn)室配合比實(shí)驗(yàn)室配合比 試拌（基準(zhǔn)試拌（基準(zhǔn))配合比配合比 施工配合比施工配合比調(diào)整坍落度調(diào)整坍落度校核強(qiáng)度、耐久性校核強(qiáng)度、耐久性扣減工地砂石含水量

30、扣減工地砂石含水量68第一步：混凝土配制強(qiáng)度的確定第一步：混凝土配制強(qiáng)度的確定設(shè)計(jì)強(qiáng)度小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度小于C60： fcu.0 fcu.k + 1.645(C60: fcu.0 1.15fcu.k )式中：式中：f fcu.0cu.0混凝土配制強(qiáng)度（混凝土配制強(qiáng)度（MPaMPa） f fcu.kcu.k混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPaMPa）。）。 的確定：的確定：A A、施工單位有強(qiáng)度歷史資料時(shí)，依公式計(jì)算；、施工單位有強(qiáng)度歷史資料時(shí)，依公式計(jì)算； 當(dāng)計(jì)算結(jié)果小于（當(dāng)計(jì)算結(jié)果小于（C30,C30,取取3.0;C30-C60,3.

31、0;C30-C60,取取4.0)4.0)B B、施工單位無強(qiáng)度歷史資料時(shí)，、施工單位無強(qiáng)度歷史資料時(shí)，C20: =4.0C20: =4.0； C25-C45C25-C45： =5.0=5.0；C50-C55: =6.0C50-C55: =6.0混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ55-2011從從2011年年12月月1日開始實(shí)施日開始實(shí)施69第二步、初步確定水膠比（第二步、初步確定水膠比（W/B）cesfbffbba0,cubafffBW13.0,49.020.0,53.0baba卵石：碎石：g ,cecceff強(qiáng)度小于強(qiáng)度小于C60時(shí)，水膠比計(jì)算：時(shí)，水膠比計(jì)算：膠凝材料膠凝材料2

32、8d無抗壓強(qiáng)度實(shí)無抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值時(shí)，按下式計(jì)算：測(cè)值時(shí)，按下式計(jì)算：水泥膠砂水泥膠砂28d強(qiáng)度無實(shí)測(cè)值時(shí)，強(qiáng)度無實(shí)測(cè)值時(shí)，按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：按統(tǒng)計(jì)資料確定，缺乏資料時(shí)，按表取值按統(tǒng)計(jì)資料確定，缺乏資料時(shí)，按表取值c70水泥強(qiáng)度等級(jí)富余系數(shù)水泥強(qiáng)度等級(jí)富余系數(shù)c水泥強(qiáng)度等級(jí)值水泥強(qiáng)度等級(jí)值32.542.552.5富余系數(shù)富余系數(shù)1.121.161.10種類種類 摻量摻量(%)粉煤灰影響系數(shù)粉煤灰影響系數(shù) f f?；郀t礦渣粉影響粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)系數(shù) s s0 01.001.001.001.0010100.850.850.951.001.0020200.750.750.850.950.

33、951.0030300.650.650.750.900.901.0040400.550.550.650.800.800.905050- -0.700.700.85粉煤灰影響系數(shù)粉煤灰影響系數(shù)( ( f f) )和粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)( ( s s) )注：宜采用注：宜采用級(jí)、級(jí)、級(jí)粉煤灰宜取上限值；級(jí)粉煤灰宜取上限值； 采用采用S75S75級(jí)?；郀t礦渣粉宜取下限值，采用級(jí)?；郀t礦渣粉宜取下限值，采用S95S95級(jí)粒化高爐礦渣粉宜取上限級(jí)?；郀t礦渣粉宜取上限值，采用值，采用S105S105級(jí)?；郀t礦渣粉可取上限值加級(jí)?；郀t礦渣粉可取上限值加0.050.05。

34、當(dāng)超出表中的摻量時(shí)，粉煤灰和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。當(dāng)超出表中的摻量時(shí)，粉煤灰和粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。71混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別（GB50010-2010)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范環(huán)境類別環(huán)境類別條件條件 一一室內(nèi)干燥環(huán)境；室內(nèi)干燥環(huán)境；無侵蝕性靜水浸沒環(huán)境無侵蝕性靜水浸沒環(huán)境二二a室內(nèi)潮濕環(huán)境；室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以下與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以

35、下與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境二二b干濕交替環(huán)境；干濕交替環(huán)境；水位頻繁變動(dòng)環(huán)境；水位頻繁變動(dòng)環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境三三a嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動(dòng)區(qū)環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動(dòng)區(qū)環(huán)境；受除冰鹽影響環(huán)境；受除冰鹽影響環(huán)境；海風(fēng)環(huán)境海風(fēng)環(huán)境三三b鹽漬土環(huán)境；鹽漬土環(huán)境；除受冰鹽作用環(huán)境；除受冰鹽作用環(huán)境；海岸環(huán)境海岸環(huán)境四四海水環(huán)境海水環(huán)境五五受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境72結(jié)構(gòu)混凝土材料的耐

36、久性基本要求結(jié)構(gòu)混凝土材料的耐久性基本要求（GB50010-2010)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范環(huán)境等級(jí)環(huán)境等級(jí)最大水膠比最大水膠比最低強(qiáng)度等最低強(qiáng)度等級(jí)級(jí)最大氯離子含最大氯離子含量量（%）最大堿含量最大堿含量kg/m3一一0.6C200.30不限制不限制二二a0.55C250.203.0二二b0.50（0.55）C30 (C25)0.15三三a0.45（0.50）C35 (C30)0.15三三b0.40C400.10 注： 1 氯離子含量系指其占膠凝材料總量的百分比；氯離子含量系指其占膠凝材料總量的百分比； 2 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土中的最大氯離子含量為預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土中的最大氯離子含量

37、為0.06%；其最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)；其最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜按表中的規(guī)定提高兩個(gè)等級(jí)；宜按表中的規(guī)定提高兩個(gè)等級(jí)； 3 素混凝土構(gòu)件的水膠比及最低強(qiáng)度等級(jí)的要求可適當(dāng)放松；素混凝土構(gòu)件的水膠比及最低強(qiáng)度等級(jí)的要求可適當(dāng)放松； 4 當(dāng)有可靠工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，處于二類環(huán)境中的最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)可降低一個(gè)等當(dāng)有可靠工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，處于二類環(huán)境中的最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)可降低一個(gè)等級(jí)；級(jí)； 5 處于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)二處于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)二b、三、三a類環(huán)境中的混凝土應(yīng)使用引氣劑，并可采用括類環(huán)境中的混凝土應(yīng)使用引氣劑，并可采用括號(hào)中的有關(guān)參數(shù)；號(hào)中的有關(guān)參數(shù)； 6 當(dāng)使用非堿活性骨料時(shí)，對(duì)混凝土中的堿含量可不作限制。當(dāng)使

38、用非堿活性骨料時(shí)，對(duì)混凝土中的堿含量可不作限制。73除配制除配制C15及以下強(qiáng)度等級(jí)的混凝土外，膠凝材料須滿及以下強(qiáng)度等級(jí)的混凝土外，膠凝材料須滿足下表要求，足下表要求，普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ55-2011最大水灰（膠）最大水灰（膠）比比最小膠凝材料用量（最小膠凝材料用量（kg/m3）素混凝土素混凝土鋼筋混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土0.600.602502502802803003000.550.552802803003003003000.500.503203200.45320320混凝土的最小膠凝材料用量混凝土的最小膠凝材料用量74普通混凝土配合比設(shè)

39、計(jì)規(guī)程普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ55-201175第三步、確定用水量第三步、確定用水量( (m mw0w0) )干硬性混凝土或塑性混凝土用水量應(yīng)符合下列規(guī)定：干硬性混凝土或塑性混凝土用水量應(yīng)符合下列規(guī)定：1. 水膠比在水膠比在0.40-0.80范圍內(nèi)時(shí)，干硬性混凝土（坍落度小范圍內(nèi)時(shí)，干硬性混凝土（坍落度小于于10mm且須用維勃稠度且須用維勃稠度(s)表示其稠度）用水量按表表示其稠度）用水量按表5.2.1-1選?。哼x取：拌合物稠度拌合物稠度卵石最大公稱粒徑卵石最大公稱粒徑(mm)碎石最大粒徑碎石最大粒徑(mm)項(xiàng)目項(xiàng)目指標(biāo)指標(biāo)10.010.020.020.040.040.016.016.0

40、20.020.040.040.0維勃稠維勃稠度度(s)(s)1616201751751601601451451801801701701551551111151801801651651501501851851751751601605 510185185170170155155190190180180165165干硬性混凝土的用水量干硬性混凝土的用水量(kg/m(kg/m3 3) )76水膠比在水膠比在0.40-0.800.40-0.80范圍內(nèi)時(shí)，塑性混凝土范圍內(nèi)時(shí)，塑性混凝土( (坍落度坍落度10-90mm10-90mm）用水量按下表選用）用水量按下表選用|注：本表用水量系采用中砂時(shí)取值，采用細(xì)

41、砂時(shí)，每立方米混凝土用水量注：本表用水量系采用中砂時(shí)取值，采用細(xì)砂時(shí)，每立方米混凝土用水量可增加可增加510，采用粗砂則可減少，采用粗砂則可減少510。| 摻用礦物摻合料和外加劑時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。摻用礦物摻合料和外加劑時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。2.2.水膠比小于水膠比小于0.400.40，由試驗(yàn)確定，由試驗(yàn)確定。77摻外加劑時(shí)，摻外加劑時(shí)，流動(dòng)性（坍落度流動(dòng)性（坍落度100-150mm）或大流動(dòng)性）或大流動(dòng)性(坍落度大于坍落度大于160mm)混凝土的用水量（混凝土的用水量（mw0）可按下式計(jì)）可按下式計(jì)算：算：)1 (mm0w0w外加劑的減水率（外加劑的減水率（%），應(yīng)經(jīng)混凝土試驗(yàn)確定。），應(yīng)

42、經(jīng)混凝土試驗(yàn)確定。計(jì)算配合比每計(jì)算配合比每m3混凝土的用水量混凝土的用水量(kg/m3)；未摻外加劑時(shí)推定的滿足實(shí)際坍落度要求的每未摻外加劑時(shí)推定的滿足實(shí)際坍落度要求的每m3混凝混凝土用水量土用水量(kg/m3)，以表中以表中90坍落度的用水量為基礎(chǔ)，坍落度的用水量為基礎(chǔ)，按每增大按每增大20坍落度相應(yīng)增加坍落度相應(yīng)增加5kg/m3用水量來計(jì)算，用水量來計(jì)算，當(dāng)坍落度增大到當(dāng)坍落度增大到180以上時(shí)，隨坍落度相應(yīng)增加的用以上時(shí)，隨坍落度相應(yīng)增加的用水量可減少；水量可減少； 78每立方米混凝土中外加劑用量每立方米混凝土中外加劑用量(ma0）應(yīng)按下式計(jì)算：）應(yīng)按下式計(jì)算：a0b0amm計(jì)算配合比每

43、計(jì)算配合比每m m3 3混凝土中外加劑用量混凝土中外加劑用量(kg/m(kg/m3 3) )； 計(jì)算配合比每計(jì)算配合比每m m3 3混凝土中膠凝材料用量混凝土中膠凝材料用量(kg/m(kg/m3 3) )；外加劑摻量外加劑摻量(%),(%),應(yīng)經(jīng)混凝土試驗(yàn)確定。應(yīng)經(jīng)混凝土試驗(yàn)確定。79第四步 膠凝材料、礦物摻合料和水泥用量每每m m3 3混凝土的膠凝材料用量混凝土的膠凝材料用量( (m mbobo) )應(yīng)按式應(yīng)按式5-205-20計(jì)算，并計(jì)算，并應(yīng)進(jìn)行試拌調(diào)整，在拌合物性能滿足的情況下，取經(jīng)應(yīng)進(jìn)行試拌調(diào)整，在拌合物性能滿足的情況下，取經(jīng)濟(jì)合理的膠凝材料用量。濟(jì)合理的膠凝材料用量。 (5-20)

44、 計(jì)算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量計(jì)算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量(kg/m(kg/m3 3) )； 計(jì)算配合比每計(jì)算配合比每m m3 3混凝土的用水量混凝土的用水量(kg/m(kg/m3 3) )；混凝土水灰（膠）比。混凝土水灰（膠）比。80每m3混凝土的礦物摻合料用量()應(yīng)按式5-21計(jì)算： (5-21)式中：式中：計(jì)算配合比每計(jì)算配合比每m m3 3混凝土中礦物摻合料用量混凝土中礦物摻合料用量(kg/m(kg/m3 3) )；每每m m3 3混凝土的水泥用量混凝土的水泥用量( () )應(yīng)按式應(yīng)按式5-225-22計(jì)算：計(jì)算：礦物摻合料摻量礦物摻合料摻量(%)(%)； (5-2

45、2)(5-22)計(jì)算配合比每計(jì)算配合比每m m3 3混凝土中水泥用量混凝土中水泥用量(kg/m(kg/m3 3) )81第五步第五步 選取合理砂率值（選取合理砂率值（s s）當(dāng)缺乏砂率的歷史資料時(shí)，混凝土砂率的確定應(yīng)符當(dāng)缺乏砂率的歷史資料時(shí)，混凝土砂率的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：合下列規(guī)定：1 1坍落度坍落度10mm10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。2 2坍落度為坍落度為101060mm60mm的混凝土砂率，其砂率可根的混凝土砂率，其砂率可根據(jù)粗骨料品種、最大公稱粒徑及水灰（膠）比按表?yè)?jù)粗骨料品種、最大公稱粒徑及水灰（膠）比按表5-365-36選取。選取。3 3坍落度

46、坍落度60mm60mm的混凝土砂率，可經(jīng)試驗(yàn)確定，的混凝土砂率，可經(jīng)試驗(yàn)確定，也可在表也可在表5-265-26的基礎(chǔ)上，按坍落度每增大的基礎(chǔ)上，按坍落度每增大20mm20mm、砂、砂率增大率增大1 1的幅度予以調(diào)整。的幅度予以調(diào)整。8283第六步第六步 粗、細(xì)骨料的用量粗、細(xì)骨料的用量A 質(zhì)量法：質(zhì)量法： 若原材料情況比較穩(wěn)定，所配制若原材料情況比較穩(wěn)定，所配制的混凝土拌和物的表觀密度將接近一的混凝土拌和物的表觀密度將接近一個(gè)固定值。個(gè)固定值。B 體積法：體積法： 假定混凝土拌和物的體積等于各假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料絕對(duì)體積和混凝土拌和物中組成材料絕對(duì)體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和。所含空氣體積之總和。84質(zhì)量法：質(zhì)量法：mgo-每立方米混凝土的粗骨料用量（每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）; mso每立方米