第四章 混凝土與砂漿——混凝土

1、了解：混凝土的特點及分類；混凝土各組成 材料在混凝土中作用。掌握：混凝土的主要技術性質及其意義和 影響因素；普通混凝土配合比設計。 熟悉：混凝土對各組成材料的要求，各技 術指標的測試方法及分類。教學目標砼結構示意圖 由膠凝材料、水和粗、細集料按適當比例配合拌制而成的混合物，再經一定時間硬化而成的人造石材，簡寫“ ”。 第一節(jié)第一節(jié) 混凝土概述混凝土概述混凝土的定義混凝土的定義砼氣孔砂子水泥漿石子在混凝土內，砂子的表面由水泥漿包裹， 砂子間空隙由水泥漿填充。在混凝土內，石子的表面由水泥砂漿包裹， 石子間空隙由水泥砂漿填充。由混凝土結構示意圖知：二.混凝土的分類)2000kg/m(輕)2800kg

2、/m2000()2800kg/m(303030輕質多孔集料，砼普通砂石集料，普通砼集料重，重砼砼水玻璃砼瀝青砼石膏砼應用廣泛）水泥砼砼(（二）按表觀密度分 （一）按膠凝材料分 大體積混凝土耐酸混凝土耐熱混凝土防水混凝土結構混凝土（四）按用途分(三)按流動性分類10mm1090mm100150mm160mm干硬性砼(坍落度)塑性砼(坍落度為，常用的一種 )砼流動性砼(坍落度為)大流動性砼(坍落度為，自密實砼)2.缺點 抗拉、抗折強度低，脆性大(變性小)，自重大。三.混凝土的性能特點與基本要求（一）性能特點1.優(yōu)點 可塑性好，取材方便經濟，抗壓強度高，與鋼筋粘結力強。三.混凝土的性能特點與基本要求

3、2：滿足施工和易性要求。(二) 對砼的基本要求1：滿足設計強度要求。3：滿足環(huán)境耐久性要求。4.滿足經濟性要求。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土組成材料混凝土組成材料為改善混凝土性能，有時還加入外加劑和礦物摻合料。原材料的質量，直接影響混凝土的質量。根據工程特點、所處環(huán)境條件及施工條件，進行合理選擇。 水泥強度等級的選擇應與砼的設計強度等級相適應。一、水泥高強度砼高強度等級水泥，低強度砼低強度等級水泥。細集料：粒徑小于4.75mm的巖石顆粒， 俗稱“ ”。二、細集料二、細集料(一)定義:集料(骨料)約占砼體積的70%80%，按粒徑分為細集料和粗集料。砂砂子技術性能含泥量和泥塊含量有害物質含量粗細程度和顆粒

4、級配（二）砂子技術性能砂的粗細用“ ”表示， 越大，砂子越粗。(1)細度模數細度模數細度模數可用篩分析法測定篩分析試驗測定砂的粗細程度 和顆粒級配0.15mm0.30mm0.60mm1.18mm2.36mm4.75mm細度模數的計算() 523456110014.75mm 2.36mm 1.18mm 0.60mm 126 0.30mm 0.15mm AAAAAAMxAAAA、 、分別為，篩的累計篩余百分率。3.73.1 3.02.3 2.21.6 1.50.7 MxMxMxMx粗砂中砂(優(yōu)先選用)粗細劃分細砂特細砂(2).顆粒級配 在砼中，砂子之間的空隙由水泥漿填充，良好的砂粒級配能有效減少砂

5、粒之間的空隙，節(jié)約水泥。 :指砂粒有粗有細，且較細的砂能較好地填充到較粗砂的空隙之中。良好的砂粒級配砂子的顆粒級配用級配曲線往左上偏超過3區(qū)，則砂過細；往右下偏超過1區(qū)，則砂過粗。 B：2區(qū)砂的級配為最好(粗細適中)，宜 優(yōu)先選用。 選砂和用砂原則A：砼用砂應處于三個級配區(qū)中任何一個 級配區(qū)內。C：若采用1區(qū)砂(較粗)，應適當提高砂率； 采用3區(qū)砂(較細)，應適當降低砂率。 泥土包裹在砂粒表面，降低了水泥與砂粒之間的界面粘結力，且增加砼的干縮，影響耐久性。集料中泥土含量常用 和 表示，不得大于標準規(guī)定值。2.粘土、塵屑和淤泥含泥量泥塊含量3.3.有害物質有害物質 (1)有機雜質 為腐爛動植物的

6、產物，妨礙水泥水化，降 低砼強度。(4)氯鹽 引起鋼筋銹蝕，海砂居多。以Cl-含量計不 得超標。(2)硫化物與硫酸鹽 對水泥石產生腐蝕(生成鈣礬石)，以SO3含 量計，不得超標。(3)云母 薄片狀且表面光滑，與水泥的粘結力極差。三、粗骨料三、粗骨料常用的粗集料有碎石(人工破碎、篩分而得)和卵石(自然風化形成)，主要 ：指顆粒的厚度小于該顆粒所屬 粒級平均粒徑0.4倍的顆粒。 ：指顆粒的長度大于該顆粒所屬粒級平均粒徑2.4倍的顆粒。針狀顆粒片狀顆粒如果集料中含有活性SiO2，使用的水泥含堿量(K2O、Na2O)又較高，就可能發(fā)生2.活性SiO2堿集料反應：是指水泥中的堿與集料中的活性SiO2發(fā)生

7、化學反應，生成堿硅酸鹽凝膠，并吸水膨脹產生應力，使砼開裂破壞的現象。其他有害物質的危害與細集料中的相同。反應。堿集料 較好的集料顆粒形狀應是接近球體或立方體的多棱角狀，顆粒強度高，缺陷少。 集料的表面特征主要影響砼的和易性，以及與水泥的粘結力。（二）顆粒形狀與表面特征（三）顆粒級配與最大粒徑粗骨料的顆粒級配分連續(xù)級配和間斷級配。v顆粒級配連續(xù)級配:石子顆粒由小到大各級相連,每級石子占有一定的比例,如5-16，5-20，5-25，5-31.5，5-40等。間斷級配：人為地剔除(篩分)集料中某些粒級的顆粒，級配出現間斷，如10-20，16-31.5，20-40等。 用連續(xù)級配粗集料配制的砼拌合物和

8、易性較好，不易發(fā)生分層離析，應優(yōu)先選用。 用間斷級配粗集料配制的砼拌合物和易性較差，但石子間空隙率小，節(jié)約水泥。 石子可通過篩分析試驗確定其級配情況。篩分析試驗v最大粒徑 公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。 粒徑增大，表面積減小，包裹在粗集料表面所需的砂漿量也相應減少，節(jié)約水泥。 在條件許可的情況下，最大粒徑盡量選用得大些。粒徑的大小還受結構形式和配筋疏密限 制。相關標準規(guī)定：最大粒徑不得超過 結構截面最小尺寸的1/4；不得超過鋼筋 最小凈距的3/4。 粒徑越大，其內部微裂縫、孔隙等缺 陷越多，顆粒強度越低。粒徑越大，與水泥的粘結面越小，對砼 強度不利。但粗集料的粒徑不能過大，因為： 一般地

9、，普通砼粗集料的最大粒徑不超過 40mm，高強砼粗集料的最大粒徑不超過25mm。（四）石子強度指標3(50)()巖石立方體抗壓強度或 50 50 ：吸水飽和后測強強度壓碎指標 參見教材試驗部分 混凝土拌和與養(yǎng)護用水的質量要求有：(1)不得影響砼和易性與正常凝結。(2)不得有損于砼強度及污染表面。(3)不得降低砼耐久性和腐蝕鋼筋。(4)PH值、氯鹽、硫酸鹽、硫化物等不應超標。 凡符合上述要求的飲用水、地下水、地表水、海水及工業(yè)廢水均可拌制和養(yǎng)護砼。 四、混凝土拌和與養(yǎng)護用水四、混凝土拌和與養(yǎng)護用水五、外加劑五、外加劑外加劑是在砼拌制過程中摻入，用以改善砼性能的物質(摻量水泥質量的5%) ，被稱為

10、砼的“第五組分”。按外加劑的主要功能將其分為四類：1.改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，其中包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。2.調節(jié)混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑，其中包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。（一） 外加劑的分類（一）外加劑的分類 1.減水劑減水劑（二）各種外加劑(2)減水劑的減水機理 水泥加水拌和后，水泥顆粒間會相互吸引，形成許多絮狀物。當加入減水劑后，減水劑能拆散這些絮狀結構，把包裹的游離水釋放出來。 是指在保持砼坍落度(流動性)不變的條件下，能減少拌和水量的外加劑。 (1)定義 提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性等耐久性。 (3)使用減水劑的技術經濟效果 保持坍落度(流動性)和水灰比不

11、變時， 可減少拌和水量，并節(jié)省水泥，而且不 改變混凝土的強度。 保持用水量不變時及水灰比不變時， 可 使砼拌合物的流動性大幅度提高，且不 影響混凝土的強度。 保持流動性及水泥用量不變時，可減少 拌和水量，降低水灰比，提高砼強度與 耐久性。v目前，減水劑主要有木質素系、萘系、樹脂系、糖蜜系和腐殖酸等幾類。v 按主要功能分為普通減水劑、高效減水劑、早強減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等幾種(4)常用的減水劑2. 2. 早強劑早強劑定義特點3.3.引氣劑引氣劑 (1) 改善新拌砼的和易性 (2) 提高砼的抗?jié)B性、抗凍性。 (3) 降低砼強度，適宜的引氣量為3%-5%。 適用于有抗凍或抗?jié)B要求的砼工程。

12、特點定義4. 4. 緩凝劑緩凝劑 適用于大體積砼、高溫季節(jié)施工的砼、泵送砼、長時間停放或遠距離運輸的砼。定義5.5.防凍劑防凍劑防凍劑除能降低冰點外，還有促凝、早強、減水等作用，所以多為復合防凍劑。定義特點 在負溫下(冬季)施工的混凝土工程應摻入防凍劑。 能降低砼冰點，使砼中夜相不凍結或僅有小部分凍結，能使砼在負溫下凝結硬化的外加劑膨脹劑主要用于補償收縮混凝土、自應力混凝土、填充混凝土和有較高抗裂防滲要求的混凝土工程。能使砼產生體積膨脹的外加劑。5.膨脹劑v外加劑品種的選擇選擇外加劑時，應根據工程需要、現場條件及產品說明書進行全面考慮。v外加劑摻量的選擇外加劑品種選定后，還要認真確定外加劑的摻

13、量。v外加劑的摻入方法一般外加劑不能直接加入混凝土攪拌機內。 注意事項六、摻合料六、摻合料常用的有粉煤灰、硅灰、磨細礦渣粉、磨 細煤矸石等。為節(jié)約水泥，改善砼性能，在拌制砼時 摻入一定量的礦物粉狀材料，即砼摻合 料，被視為砼的“第六組分”。作用：改善新拌砼和易性，降低砼溫升， 提高砼強度和耐久性。一、混凝土拌合物的和易性第三節(jié) 新拌混凝土性能 指砼拌合物易于施工操作，并能獲得質量均勻、成型密實的性能。（一）和易性(工作性)概念和易性和易性流動性流動性粘聚性粘聚性保水性保水性 指砼拌合物在自重或施工機械振搗作用下，能產生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。1.流動性 流動性不好，則砼難于密實成型，

14、產生蜂窩、孔洞。一、混凝土拌合物的和易性離析：一是粗集料從拌合物中分離析出，二是稀的水泥漿從拌合物中流淌出來。2.粘聚性 指砼拌合物在施工過程中，其組成材料之間具有一定的粘聚力，不至于產生分層離析，使砼保持整體均勻的能力。 粘聚性差，施工中砼易發(fā)生 和 ，影響砼均勻性。分層離析分層：層狀分離，從上往下大致分成水泥凈漿層、砂漿層、小粒徑粗集料層、大粒徑粗集料層等。一、混凝土拌合物的和易性 指砼拌合物在施工過程中，具有一定保持水分的能力，不致產生嚴重的泌水現象。3.保水性泌水：指砼拌合物中部分水上浮，并在砼表面析出水的現象。一、混凝土拌合物的和易性部分水在泌出過程中，遇到集料或鋼筋 的阻礙，會積聚

15、在集料或鋼筋的下方形 成水囊，砼硬化后便是空穴，削弱了集 料或鋼筋與水泥石的粘結力，影響砼強度。泌水至少存在以下三方面的危害：泌水時在其后形成連通的透水孔隙，影 響砼的抗?jié)B性、抗凍性。泌出的水常聚集到砼的表面，在砼表面形 成疏松薄弱的表面浮漿層。 三者之間既相互關聯，又相互矛盾，流動性大，則粘聚性和保水性往往較差，反之亦然。 是指流動性、粘聚性和保水性這三方面性質，在合適的材質，科學的配比和合理的施工等條件下，達到和諧統一，均為良好。4. 流動性、粘聚性和保水性之間的關系一、混凝土拌合物的和易性坍落度法：適用于坍落度不小于10mm的塑性混凝土或流動性混凝土。1.流動性的測定 適用于坍落度小于1

16、0mm的干硬性混凝土拌合物。注：注：坍落度法用以評定、流動性；維勃稠度法用以評定流動性。維勃稠度法維勃稠度儀1.流動性的測定保水性測定：提起坍落度筒后，如果有較多的稀漿從底部析出，拌合物因失漿而骨料外露，則保水性不好。如無此現象，則表明保水性良好。粘聚性測定：用搗棒在已坍落的拌合物錐體側面輕輕敲打，如果錐體逐漸下沉，表示粘聚性良好；如果錐體倒塌、部分崩裂或出現離析現象，即粘聚性不好。 測定坍落度后，輔以直觀經驗，目測評定其粘聚性和保水性。2.粘聚性和保水性的測定混凝土和易性試驗演示 1.水泥漿數量水泥與水拌和即成水泥漿，水泥漿多，砼拌合物流動性大。但漿體過多，會出現流漿現象，粘聚性和保水性變差

17、。漿體的數量以滿足流動性為宜。二、影響混凝土和易性的因素2.水泥漿的稠度 水泥漿稠度取決于水灰比，水灰比小，漿 體稠，流動性小，水灰比過大，粘聚性和保水性差，易分層離析。用水量和水泥用量按相同的比例增加或減少！二、影響混凝土和易性的因素 用水量的多少是砼拌合物流動性大小的決定性影響因素。 在砼配合比設計時，而應在保證 的條件下，通過調整水泥漿的數量來調整拌合物的流動性。3. 用水量水灰比不變 4.砂率 指砼中砂的質量占砂、石總質量的百分率。 砂率過大或過小都會導致混凝土和易性變差。二、影響混凝土和易性的因素在石子間起潤滑作用的砂漿量不足，拌合物流動性也會降低，且粘聚性和保水性也變差。集料的總表

18、面積和空隙率增大，包裹砂子表面的水泥漿量顯得不足，水泥漿的潤滑作用減弱，拌合物流動性降低。所以應選用最佳（合理）砂率值。最佳（合理）砂率值：指在水和水泥用量一定時，拌合物流動性最大的砂率，或保持流動性不變時，水泥用量最小的砂率。 碎石拌制的混凝土比卵石拌制的流動性差； 粒徑較大、級配較好的砂石，集料的總表面 積和空隙率小，包裹在集料表面的水泥漿充 足，潤滑作用強，拌合物流動性較好。 5. 骨料的性質二、影響混凝土和易性的因素卵石卵石碎石碎石6.水泥品種及細度 P.S水泥和P.P水泥需水量較大，相同配比下，用P.S水泥和P.P水泥拌制的砼流動性小。7. 時間和溫度 時間延長，溫度升高，砼拌合物流

19、動性降低。二、影響混凝土和易性的因素一、混凝土的強度一、混凝土的強度第四節(jié) 混凝土的力學性能砼經澆注成型，并經一定時間的養(yǎng)護后逐漸硬化產生強度，包括：強度抗壓強度抗拉強度抗折強度抗剪強度重要的力學性能溫度202，相對濕度95%以上。標準試件根據普通混凝土力學性能試驗方法標準(GB/T50081-2002)，制作 標準立方體試件，經 到 齡期，測得的抗壓強度為砼立方體抗壓強度fcu 。 1503標準養(yǎng)護28d試件尺寸及強度換算系數試件尺寸及強度換算系數粗集料最大粒徑試件尺寸強度換算系數31.51001001000.95401501501501632002002001.05 測立方體抗壓強度時，也

20、可根據粗集料最大粒徑的而選用不同的試件尺寸，但計算抗壓強度時，應乘以換算系數，以得到相當于標準試件的結果。見下表小試件抗壓強度大于大試件抗壓強度，這是因為：小試件受 的影響大，故抗壓強度高。環(huán)箍效應當試件受壓時，試驗機的上下壓板與砼試件的上下受壓面形成摩擦力(變形量不同)，對試件的橫向膨脹起約束作用，稱“環(huán)箍效應”。環(huán)箍效應抑制和推遲了試件的破壞，對抗壓強度有提高作用。小試件內存在的孔隙、裂縫和局部薄弱等 內部缺陷的幾率小，故強度高。試件的受壓破壞形狀：為兩個頂角相接的棱錐體(圖)砼立方體抗壓強度試驗演示：(一)立方體抗壓強度及強度等級砼立方體抗壓強度標準值與強度等級v 立方體抗壓強度標準值系

21、指在28d齡期 用標準試驗方法測得的具有不低于95 保證率的抗壓強度，以fcu,k表示。v依據fcu,k ，可將砼分為若干強度等級： C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、 C50、C55、C60等。 v砼強度等級是砼結構設計時，強度計算 取值的依據，同時也是砼施工中控制工 程質量和工程驗收時的重要依據。(二)軸心抗壓強度因混凝土實際受壓構件往往是棱柱體或圓柱體，為了使測得的混凝土強度接近于混凝土結構的實際情況，在鋼筋混凝土結構計算中，計算軸心受壓構件（如柱子）時，都是采用混凝土的軸心抗壓強度fcp (由棱柱體試件測得的抗壓強度)作為依據。軸心抗壓強度試驗用標準試件：1501

22、50300， fcp/fcu約為0.700.80 軸心抗壓強度試驗示意圖 道路路面或機場跑道用混凝土，是以抗彎強度（或稱抗折強度）為主要設計指標。 試驗用標準試件：150150600(550)，采用三分點加荷，測定其抗折強度(fcf) 。(三)混凝土抗彎(折)強度二、影響混凝土強二、影響混凝土強度度的因素的因素（一）原材料因素1.水泥強度等級 配比相同時，水泥強度等級越高，砼強度越高。2.水灰比 采用同一水泥時，砼強度取決于水灰比，混凝土強度，隨水灰比增大而降低，呈曲線關系；而混凝土強度與灰水比呈直線關系。(a)強度與水灰比的關系(b)強度與灰水比的關系 含泥量和泥塊含量多，集料表面光滑，級配

23、不良等均會降低水泥石與集料的界面粘結力。3. 集料的影響二、影響混凝土強二、影響混凝土強度度的因素的因素（一）原材料因素1.攪拌與振搗 攪拌要均勻，振搗要密實(防漏振、過振)，機械攪拌與振搗比人工的好。二、影響混凝土強二、影響混凝土強度度的因素的因素(二）生產工藝因素4382113齡期抗壓強度031421287養(yǎng)護溫度對混凝土強度的影響2.養(yǎng)護的溫、濕度養(yǎng)護溫度高，水泥水化加快，砼早期強度高。溫度的影響增長10d后凍結增長3d后凍結增長1d后凍結增長5d后凍結沒有凍結齡期抗壓強度砼相對強度的增長與凍結時間的關系受凍越早，強度損失越大。溫度的影響2.養(yǎng)護的溫、濕度濕度的影響在混凝土澆筑完畢后，應

24、在12h內加以覆蓋并保濕養(yǎng)護；并在最初的7-14d內保溫保濕尤為重要。2.養(yǎng)護的溫、濕度 合適的濕度能保證水泥正常水化，砼強度充分發(fā)展。如濕度過低，影響水泥水化，甚至停止水化。砼也會失水干燥，產生干縮裂縫，影響砼強度和耐久性。最初最初1428抗壓強度齡期/d28d后強度增后強度增長緩慢，但仍長緩慢，但仍有增長。有增長。7 73.加荷速度：加荷速度快，裂縫擴展速度落后 于荷載增加速度，測得的強度偏高。（三）試驗因素1.試件尺寸：相同的混凝土，試件尺寸越小測得 的強度越高。2.含水程度：含水率越高，測定的強度越低。4.表面狀態(tài)：試件表面無潤滑劑時，試件受環(huán) 箍效應的影響，破壞后呈棱錐 體，所測強度

25、值偏大。 5.試件形狀：當試件受壓面積(aa)相同，而高 度(h)不同時，高寬比(h/a)越大，測 得的強度越小。一、非荷載作用下的變形化學收縮溫度變形干濕變形二、荷載作用下的變形短期荷載作用下的變形長期荷載作用下的變形徐變第五節(jié) 混凝土的變形 引起混凝土變形的因素很多，歸納起來有兩類：非荷載作用下的變形和荷載作用下的變形。n定義：在混凝土硬化過程中，由于水泥水化產物的體積小于反應物的總體積，從而引起混凝土的收縮，稱為化學收縮。發(fā)展規(guī)律：其收縮量隨砼硬化齡期的延長而增加，一般在混凝土成型后40天內增長較快，以后逐漸趨于穩(wěn)定。 n影響：化學收縮值很小（小于1），但是不可恢復，對混凝土結構沒有破壞

26、作用，但在混凝土內部可能產生微細裂縫，影響砼強度和耐久性。一、非荷載作用下的變形2.溫度變形定義：混凝土隨著溫度的變化產生熱脹冷縮 的變形。指標：砼溫度線膨脹系數約為110-5/， 即溫度升高1，每膨脹10-5 (即0.01)。原因：環(huán)境溫度的變化，砼內外溫差等。 危害：溫度變形對大體積混凝土極為不利，易 造成溫度裂縫。一、非荷載作用下的變形砼結構斷面的最小尺寸在1m以上。3.干濕變形濕脹干縮一、非荷載作用下的變形 混凝土隨著周圍環(huán)境濕度的變化而引起的濕脹干縮變形，表現為吸濕膨脹和干燥收縮。 砼的濕脹變形小，一般無破壞作用。但干縮變形的危害較大，可在砼表面產生拉應力而導致開裂，影響混凝土的耐久

27、性。危害： 水泥用量 ，水灰比 ，干縮 ； 砼中砂石用量 ，干縮 ； 砂石越干凈，搗固越密實，干縮越小。影響因素：齡期應變膨脹收縮混凝土的干濕變形示意圖水中養(yǎng)護空氣中養(yǎng)護1.短期荷載作用下的變形二、荷載作用下的變形(1) 砼的彈塑性變形 砼受力后，同時產生彈性變形和塑性變形。重復荷載作用下，作用力的大小不同，其應力應變曲線也不同：當(0.5-0.7)fcp時，塑性變形不斷增加。最終導致砼破壞疲勞破壞。若砼在0.4 fcp的應力下經多次反復加荷卸荷，最后所得應力應變曲線與初始切線大致平行，這樣測得的變形模量為砼彈性模量Ec，Ectan(為初始切線與水平軸的夾角)。 (2) 砼的變形模量變形模量：

28、應力應變曲線上任一點應力與應變的比值。砼強度越高，彈性模量越大，砼應有足夠的彈性模量，以使砼在受力下保持較小的變形。二、荷載作用下的變形 砼在恒定荷載的長期作用下，隨著時間的推移，沿作用力方向增加的變形(2-3年趨于穩(wěn)定) 。定義：徐變應變徐變應變持荷持荷卸荷卸荷 水泥石中凝膠體在外力作用下的粘滯流動和凝膠粒子間的滑移，還與水泥石內部吸附水的遷移等有關產生原因：二、荷載作用下的變形 水泥用量大，徐變大。水灰比大，徐變大。結構致密，強度高，徐變小。集料用量多，徐變小。 有利影響：可以消除砼內部溫度應力和收縮應力，可以消除鋼筋砼內的應力集中，使應力重新地均勻分布。不利影響：使預應力砼構件中的鋼筋預

29、應力受到損失。影響：影響徐變的因素：砼的耐久性主要包括以下幾方面的性能?；炷恋目?jié)B性二、混凝土的抗凍性三、混凝土的抗碳化性四、堿-集料反應五、抗侵蝕性第六節(jié) 混凝土的耐久性 砼在使用條件下抵抗周圍環(huán)境中 各種因素長期作用(物理和化學作用) 而不破壞的能力。耐久性： 抗?jié)B性好壞用抗?jié)B等級來表示。分為P6、P8、P10、P12等級。分別表示能抵抗0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa的靜水壓力而不透水。抗?jié)B試驗按規(guī)定的方法進行?；炷量?jié)B儀一、混凝土的抗?jié)B性1.定義 指混凝土抵抗壓力水(油)等液體滲透的能力。2. 抗?jié)B性的表征砼的抗?jié)B性與其內部的孔隙率和孔隙特征有關。孔隙率越小，

30、連通孔越少，抗?jié)B性越高。3.抗?jié)B性的影響因素4.提高抗?jié)B性措施(1)降低水灰比。(2)振搗密實，潮濕養(yǎng)護。(3)摻入外加劑，如減水劑、引氣劑等。(4)加入摻合料。(5)選擇級配良好的集料。一、混凝土的抗?jié)B性二、混凝土的抗凍性1.定義抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能經受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴重降低強度的性能，是評定混凝土耐久性的主要指標。砼抗凍性用抗凍等級表示，如F50、F100、F150等。F50表示砼在規(guī)定的試驗條件下能經受凍融循環(huán)的次數不少于50次。2. 抗凍性的表征強度損失25%，質量損失5%。二、混凝土的抗凍性3. 抗凍性的影響因素（1）混凝土強度，抗凍性。（2）混凝土密實度，

31、抗凍性。（3）孔隙率和孔隙特征（開口孔、閉口孔）（4）孔隙充水飽和程度，抗凍性。（5）水灰比，則開口孔隙率，抗凍性。(3) 摻入引氣劑。引氣劑可在砼內形成無 數均勻細小且封閉的氣泡，阻斷了連 通的毛細孔通道，且這種氣泡對凍脹 產生的應力有很好的緩沖作用。適宜 引氣量3%-5%。二、混凝土的抗凍性4. 提高抗凍性的措施(1) 提高砼強度。強度高，抗凍性好。(2) 降低水灰比。水灰比小，孔隙率小。三、混凝土的碳化混凝土的碳化：指空氣中的CO2與水泥水化產物Ca(OH)2發(fā)生反應，生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程，碳化也稱中性化。1.定義 用“碳化深度”表示。CO2+Ca(OH)2+H2O=C

32、aCO3+2H202. 碳化的表征(2)引起混凝土的收縮，使混凝土表面碳化 層產生拉應力，產生細微裂縫。3. 碳化的危害三、混凝土的碳化(1)降低砼的堿度，破壞了鋼筋表面的堿性 鈍化膜，鋼筋易銹蝕。(3) 降低了砼的抗拉和抗折強度，但提高了 抗壓強度。這是因為碳化反應生成的水 分有利于水泥的水化，反應生成CaCO3 填堵了砼內的孔隙，提高了密實度。3. 影響碳化的因素三、混凝土的碳化(1) 水泥品種摻混合材料的水泥，如P.S、P.F、P.P、P.C等，因Ca(OH)2含量較少，碳化比硅酸鹽水泥和普通水泥快。 (2) 水灰比 水灰比大，孔隙多，CO2容易進入，碳化快。(3) 環(huán)境濕度 必須有H2

33、O存在才能發(fā)生碳化反應。相對濕度50%-75%時，碳化最快；相對濕度25%，或達到100%時，碳化基本停止。(4) CO2的濃度孔隙中的水堵塞了CO2的入侵通道。過分干燥，缺水。四、混凝土的堿-集料反應是指水泥中的堿，與骨料中的活性SiO2發(fā)生反應，在骨料表面生成堿硅酸鹽凝膠，這種凝膠具有吸水膨脹的特性，導致砼開裂，這種現象稱為堿集料反應。1.定義必須同時具備以下三個條件：(1)所用水泥中堿含量高。(2)集料中存在活性SiO2。(3)砼所處的環(huán)境潮濕，有水分滲入。2.發(fā)生條件四、混凝土的堿-骨料反應(1)使用低堿水泥(含堿量不超過0.6%)。(2)所用集料進行堿活性檢驗。(3)提高砼密實度，防

34、止水分滲入。(4)摻加活性混合材料，與水泥中的堿反 應，降低混凝土的含堿量。3.防止措施：五、抗侵蝕性 同“水泥石的腐蝕”，參見水泥相關章節(jié)內容。六、提高混凝土耐久性的主要措施.合理選擇水泥品種. 控制好水灰比及水泥用量 水灰比的大小，不僅影響混凝土的強度，而且也嚴重影響其耐久性。 保證足夠的水泥用量，同樣可以起到提高混凝土密實性和耐久性的作用。（最大水灰比及最小水泥用量）3.選用質量良好的砂石集料 改善粗細骨料級配；盡量選用較大粒徑的粗骨料，可減小骨料的空隙率和比表面積，也有助于提高混凝土的耐久性。.摻入外加劑 如摻入引氣劑或減水劑對提高抗?jié)B、抗凍等有良好的作用，5.加強混凝土的施工質量控制

35、 混凝土施工中，應當攪拌均勻、澆灌和振搗密實并加強養(yǎng)護，第八節(jié) 普通混凝土配合比設計砼配合比：指單位體積的砼中各組成材料的質 量比例關系。一、概述砼配合比設計：確定這種數量比例關系的工作。砼配合比表示方法： (1) 以每立方砼中各組成材料的質量表示。如某砼配合比：水泥300kg/m3，水180kg/m3，砂720kg/m3，石子1200kg/m3。(2) 以各組成材料相互間的質量比表示(以水泥為1)。 如上述配合比也可表示為：水泥:砂:石子=1:2.4:4, 水灰比為0.60。1.滿足砼結構設計的強度等級要求；2.滿足施工所要求的砼拌合物的和易性；3.滿足工程耐久性的要求；4.符合經濟原則.二

36、、砼配合比設計的基本要求：三、砼配合比設計的三個主要參數 普通砼中四種主要組成材料的比例，通常、 和三個參數控制；正確確定了這三個參數，就能使砼滿足設計要求。1.水灰比 水灰比影響著砼強度和耐久性。確定原則： 在滿足強度和耐久性要求下，應選用較大水灰比，以節(jié)約水泥。 砂率影響新拌砼和易性，尤其對粘聚性和保水性影響較大。2.砂率m=100%mm砂石砂砂率確定原則： 在滿足和易性要求下，應選用較小的砂率，以節(jié)約水泥。 指1m3砼拌合物中水的用量。單位用水量主要影響新拌砼的流動性。3.單位用水量確定原則： 在滿足流動性的前提下，應取較小的用水量，以節(jié)約水泥，并減小泌水。初步配合比計算試配與調整基準配

37、合比實驗室配合比施工配合比 按普通混凝土配合比設計規(guī)程(JGJ55-2000)，砼配合比設計經歷三步：四、砼配合比設計步驟確定配制強度(fcu,o)645. 1,kcucuoff(一）初步配合比的計算一）初步配合比的計算 1.645-強度保證系數(不低于95%)。 一般取“等于”號， 特殊情況下取“大于”號。 強度標準差應根據該施工單位同類砼統計 資料計算確定，無統計資料時，按下表取值。砼強度等級低于C20C20-C35高于C354.05.06.0備注：摘自混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范(GB50204-2002)2.計算水灰比(W/C（一）初步配合比的計算（一）初步配合比的計算28d0.460

38、.070.480.33ceababf式中：水泥抗壓強度實測值，采用碎石：，采用卵石：，注：為滿足耐久性要求，水灰比計算值不得大于最大水灰比。3.確定用水量(mwo)（一）初步配合比的計算（一）初步配合比的計算 用水量應根據施工要求的坍落度和粗集料的品種規(guī)格，通過查表確定。注：本表用水量系采用中砂時的平均取 值，采用細砂時，每立方米混凝土 用水量可增加510，采用粗砂 可減少5-10 。 摻用外加劑或摻合料時，用水量應 相應調整。計算水泥用量(mco)（一）初步配合比的計算（一）初步配合比的計算CWmmwco/0 注：為滿足砼的耐久性，經計算得出的水泥用量不得小于規(guī)定的最小水泥用量。根據骨料種類

39、、根據骨料種類、規(guī)格及混凝土的規(guī)格及混凝土的水灰比查表。水灰比查表。試驗是通過變化砂率檢測混合物坍落度，能獲得最大流動度的砂率為最佳砂率。 砂率可通過或求得。s（一）初步配合比的計算（一）初步配合比的計算確定砂率時應注意：采用細砂或粗砂，可相應減少或增大砂率。坍落度大于60mm的砼砂率，按坍落度每增大 20mm，砂率增大1%的幅度調整。坍落度小于10mm的砼砂率，應經試驗確定。計算粗、細集料的用量(mgo，mso)2350 2450kg100%sogocpcpmmmmmmmmmcogosowocpmsosmmsogo，聯立解得和式中：每立方米砼拌合物的假定質量， 取基本原理：混凝土拌合物各組成

40、材料的單位用量之和即為其表觀密度。（一）初步配合比的計算（一）初步配合比的計算(一一)初步配合比的計算初步配合比的計算計算粗、細集料的用量(mgo，mso)（2）體積法 通過以上計算，得出每立方米混凝土各種材料用量，即初步配合比計算完成。0.01(1)1100%cgswmmmmgocosowommsogomsosmmsogo，聯立解得式中：混凝土含氣量不摻引氣劑時， 和基本原理：新拌砼的體積等于各組成材料的絕對體積與新拌砼中所含少量空氣體積之和。（二）配合比的試配、調整與確定（二）配合比的試配、調整與確定 通過計算求得的各項材料用量（初步配合比），必須進行試配加以檢驗并進行必要的調整。.調整和

41、易性，確定基準配合比或粘聚性和保水性不良時，當坍落度不滿足要求，保證水灰比不變，適當提高砂率保證水灰比不變，適當提高砂率.保證水灰比不變，保證水灰比不變，調整用水量調整用水量. 調整后再次試拌，測和易性，直至和易性滿足要求，此時得出基準配合比基準配合比。和易性滿足要求的配合比。 按初步計算配合比稱取材料進行試拌，測砼拌合物和易性。 基準配合比是否滿足強度要求，需進行強度檢驗。用三個配合比：一個為基準配合比，另兩個配合比的水灰比分別增加和減少0.05，用水量相同，砂率分別增加和減少1%。每種配合比至少制作一組(三塊)強度檢驗試塊，標養(yǎng)28d測強。2.檢驗強度（二）配合比的試配、調整與確定（二）配

42、合比的試配、調整與確定插入法作強度強度灰水比灰水比(c/w)關系曲線(為直線)。3. 初步配合比的確定 根據試驗得出的各灰水比及其相對應的混凝土強度關系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（fcu,0）相對應的灰水比值。強度(MPa)灰水比(C/W)fcu,o所求灰水比砼強度與灰水比關系圖砼強度與灰水比關系圖（二）配合比的試配、調整與確定（二）配合比的試配、調整與確定 用水量(mw)取基準配合比用水量。 水泥用量(mc)用水量乘以選定出的 灰水比。 粗、細集料用量(mg、ms)取基準 配合比粗、細集料用量。按下列原則確定每立方米材料用量：至此，得出混凝土初步配合比。（二）配合比的試配、調整與

43、確定（二）配合比的試配、調整與確定3. 初步配合比的確定 表觀密度計算值： c,c= mc+mg+ms+mw4.表觀密度校正，確定實驗室配合比2%2%c,cc,tc,c當 ， 則 上 述 確 定 的 配 合 比即 為 最 終 實 驗 室 配 合 比 ； 若 大 于， 應 將 各材 料 用 量 均 乘 以 校 正 系 數， 得 出 設 計 配 合 比 。c,tc,c表觀密度實測值表觀密度計算值配合比校正系數（二）配合比的試配、調整與確定（二）配合比的試配、調整與確定n 假設工地砂、石含水率分別為a%和b%，則施工配合比為：( (三三) )施工配合比的換算施工配合比的換算 以上為實驗室配合比，實驗

44、室配合比的設計是以干燥材料為基準的，但施工現場的集料常含有水分，必須將實驗室配合比換算為工地實際施工用的配合比施工配合比。水泥：mc =mc砂子：ms=ms(1+a%)水：mw=mw- msa% - mgb%石子：mg=mg(1+b%)(四）混凝土配合比設計實例 某工程的預制鋼筋混凝土梁(不受風雪影響)?；炷猎O計強度等級為C25。施工要求坍落度為35-50mm。該施工單位無歷史統計資料。原材料：普通水泥：強度等級32.5級，28d實測強度 35.0MPa，表觀密度3.1g/cm3。砂子：中砂，表觀密度2.65g/cm3。石子：碎石，表觀密度2.70g/cm3。最大粒徑20mm。拌和水：自來水

45、。設計要求：(1) 設計該混凝土配合比。(2) 施工現場砂含水率3%，碎石含水率1%， 求施工配合比。(1) 計算配制強度(fcu,o) fcu,o = fcu,k +1.645 解：查表，砼強度等級為C25時，取=5.0MPa，則： fcu,o = 25 +1.6455.0=33.2MPa(2) 計算水灰比0.470.46 35.033.20.46 0.07 35.0,fwa cecffcu oaceb 最大水灰比規(guī)定為0.65，所以取w/c=0.47。 所用碎石最大粒徑20mm，坍落度為35-50，查表，取mwo =195kg。(3) 確定單位用水量(mwo)(4) 計算水泥用量(mco)查表，最小水泥用量規(guī)定為260kg，所以取mco =415kg。1954150.47wocommkgwc 所用碎石最大粒徑為20mm，計算水灰比為0.47，查表，取s =33%，(5) 確定砂率(s) (6) 計算粗、細集料的用量(mgo，mso)1 2 0 05 9 04 1 51 9 52 4 0 03 3 %1 0 0 %kgkgmmg osom