專業(yè)建筑材料第四章混凝土

建筑材料學(xué)2023/12/18ScienceofBuildingMaterials3第四節(jié)混凝土的技術(shù)性質(zhì)混凝土的密度新拌混凝土的工作性硬化混凝土的技術(shù)性質(zhì)混凝土的強(qiáng)度

混凝土的變形性能

混凝土的耐久性2023/12/18ScienceofBuildingMaterials41.1混凝土結(jié)構(gòu)特征和受力破壞過程1.2混凝土的強(qiáng)度類型1.3影響混凝土強(qiáng)度的因素1.4提高混凝土強(qiáng)度的措施1.混凝土的強(qiáng)度2023/12/18ScienceofBuildingMaterials51.1混凝土結(jié)構(gòu)特征和受力破壞過程

結(jié)構(gòu)特征水泥石骨料界面組成三相多孔復(fù)合體系固氣液

形態(tài)2023/12/18ScienceofBuildingMaterials6多余水分的泌水、蒸發(fā)形成的毛細(xì)孔；溫度的變化引起的溫度裂縫；濕度變化引起的干縮裂縫；砂漿和粗骨料之間的不一致變化產(chǎn)生界面裂縫。原始缺陷——受力破壞過程——原有孔縫系統(tǒng)的延伸、聯(lián)生和擴(kuò)大四個階段02468102030s(MPa)e×10-3BACED混凝土受壓時的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系

（單調(diào)加載）①第Ⅰ階段OA段——荷載約為極限荷載的30％以內(nèi)（比例極限以前），界面裂縫無顯著變化，荷載與變形呈直線關(guān)系，彈性階段。②第Ⅱ階段AB段——荷載超過比例極限，界面裂縫的數(shù)量、尺寸不斷增加，界面借摩擦阻力繼續(xù)承擔(dān)荷載，但尚無明顯砂漿裂縫出現(xiàn)。此時變形增長率大于荷載增長率，荷載與變形間不再是線性關(guān)系。③第Ⅲ階段BC段——荷載超過臨界荷載后（極限荷載的70％～90％），裂縫繼續(xù)開展，開始出現(xiàn)砂漿裂縫，部分界面裂縫連接成為連續(xù)裂縫，變形增長率進(jìn)一步加大，曲線明顯彎向變形橫坐標(biāo)軸。④第Ⅳ階段——達(dá)到極限荷載C點(diǎn)以后，連續(xù)裂縫急速地發(fā)展，混凝土的承載能力下降，變形自動增大直至完全破壞，曲線斜率變成負(fù)值。X光觀測裂紋擴(kuò)展——不同強(qiáng)度等級混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系2023/12/18ScienceofBuildingMaterials10普通混凝土（C50以下）——破壞最先發(fā)生在水泥石與骨料的界面處。破壞特點(diǎn)2023/12/18ScienceofBuildingMaterials111.2混凝土的強(qiáng)度類型混凝土的強(qiáng)度是指混凝土試件達(dá)到破壞極限的應(yīng)力最大值。

抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度

2023/12/18ScienceofBuildingMaterials12抗壓強(qiáng)度FF砼強(qiáng)度等級按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分2023/12/18ScienceofBuildingMaterials13立方體抗壓強(qiáng)度fcu立方體抗壓強(qiáng)度fcu立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

fcu,k條件1——邊長150mm的立方體試件條件2——標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件：t=20±2℃，RH≥95％或飽和氫氧化鈣溶液條件3——28d齡期

條件4——95%保證率

——在混凝土立方體強(qiáng)度測定值的總體分布中，低于該值的百分率不超過5％。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials14強(qiáng)度等級

根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，普通砼劃分為12個強(qiáng)度等級：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60C30：立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為30MPa的砼

注：C60及以上稱為高強(qiáng)混凝土2023/12/18ScienceofBuildingMaterials15一般選用范圍——C10～C15：墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)；C20～C25：梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)；C25～C30：大跨度、要求耐久性高的結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等；C40～C45：預(yù)應(yīng)力鋼筋砼構(gòu)件、吊車梁及特種結(jié)構(gòu)等，用于25～30層的建筑；C50～C60：30層至60層以上高層建筑；C60～C80：高層建筑，采用高性能砼；C80～C120：采用超高強(qiáng)砼的高層建筑。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials16150mm×150mm×300mm棱柱體試驗(yàn)表明：在立方抗壓強(qiáng)度fcu=10～55Mpa的范圍內(nèi)，軸心抗壓強(qiáng)度fcp與fcu之比約為0.70～0.80。軸心抗壓強(qiáng)度fcp軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fc軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fck2023/12/18ScienceofBuildingMaterials17軸心抗壓強(qiáng)度意義混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度只是評定強(qiáng)度等級的一個標(biāo)志，它不能直接用來作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。為了符合工程實(shí)際，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中混凝土受壓構(gòu)件的計(jì)算采用混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度。在進(jìn)行彈性模量、徐變等項(xiàng)試驗(yàn)時需先進(jìn)行軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)以定出試驗(yàn)所必須的參數(shù)。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials18抗拉強(qiáng)度砼是種脆性材料，抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小得多，僅為1/10～1/20；且這個比值是隨著砼強(qiáng)度等級的提高而降低。砼工作時一般不依靠其抗拉強(qiáng)度，但砼抗拉強(qiáng)度對抵抗裂縫的產(chǎn)生有重要意義，是砼抗裂性的重要指標(biāo)。目前，我國仍無測定抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials19PPft=P/A橫截面積為AⅠ直拉試驗(yàn)

TensionTesting直拉試驗(yàn)2023/12/18ScienceofBuildingMaterials21

ⅠⅠ劈裂抗拉試驗(yàn)

SplittingTestPPdfts受拉原理：在試件上下兩相對表面的素線上，施加均勻分布的壓力，則能使其在外力作用下的豎向平面內(nèi)產(chǎn)生均布拉應(yīng)力，此拉應(yīng)力可以根據(jù)彈性理論計(jì)算得出。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials22立方試件的劈裂抗拉強(qiáng)度計(jì)算公式A=dl2023/12/18ScienceofBuildingMaterials23抗折強(qiáng)度L/3L/3L/3

Pfbfb=PL/bd2b×d=截面積拉壓2023/12/18ScienceofBuildingMaterials24圓柱體混凝土強(qiáng)度工程取芯檢測強(qiáng)度aa立方體（英、德、中）2aa圓柱體（美、法、日）有些國家（美、法、日）2023/12/18ScienceofBuildingMaterials251.3影響混凝土強(qiáng)度的因素

水泥強(qiáng)度水膠比骨料混凝土工藝測試條件外加劑、摻和料施工工藝養(yǎng)護(hù)溫度及濕度齡期2023/12/18ScienceofBuildingMaterials26因素1水泥強(qiáng)度在配合比相同條件下，所用水泥強(qiáng)度愈高，水泥石的強(qiáng)度以及它與集料間的粘結(jié)強(qiáng)度也愈大，進(jìn)而制成的混凝土強(qiáng)度也愈高。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials27因素2水膠比水灰比定則：當(dāng)用同一種水泥（品種及強(qiáng)度相同）時，砼強(qiáng)度主要決定于水灰比W/C。水泥水化時所需的結(jié)合水，一般只占水泥質(zhì)量的23％左右，但砼拌合物加水量約為水泥質(zhì)量的40％～70％。強(qiáng)度與水灰比（W/C）的關(guān)系示意圖2023/12/18ScienceofBuildingMaterials29強(qiáng)度與水灰比、灰水比的關(guān)系實(shí)驗(yàn)曲線2023/12/18ScienceofBuildingMaterials30混凝土28d抗壓強(qiáng)度（MPa）——

Bolomey公式1930年瑞士混凝土專家Bolomey膠凝材料28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值fcu=αa

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（B/W–αb）回歸系數(shù)，與骨料品種有關(guān)JGJ55-2011

普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程2023/12/18ScienceofBuildingMaterials31回歸系數(shù)選用表——0.53系數(shù)碎石卵石αa0.49αb0.130.20fb=γfγs·fce=γfγsγc·fce，gfce—水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值，MPafce，g—水泥強(qiáng)度等級值，MPa

γf，γs—粉煤灰、粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)γc—水泥強(qiáng)度等級值的富裕系數(shù)。

fb（膠凝材料28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值MPa

）33影響系數(shù)γf，γs取值——ScienceofBuildingMaterials2023/12/18富裕系數(shù)γc取值——水泥強(qiáng)度等級值32.542.552.5富裕系數(shù)γc1.121.161.10ScienceofBuildingMaterials2023/12/18342023/12/18ScienceofBuildingMaterials35因素3

骨料

——種類、表面狀態(tài)、級配、質(zhì)量碎石表面粗糙，水泥石與其表面粘結(jié)強(qiáng)度較大；卵石表面光滑，粘結(jié)力小：在水泥強(qiáng)度和水灰比相同條件下，碎石砼強(qiáng)度往往高于卵石砼強(qiáng)度。粗骨料級配良好，用量及砂率適當(dāng)，能組成密集的骨架：不僅使水泥漿數(shù)量相對減小，而且骨料的骨架作用充分，砼強(qiáng)度有所提高。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials36因素4混凝土工藝施工工藝：攪拌機(jī)類型、攪拌時間、振動方式養(yǎng)護(hù)制度：溫度、濕度養(yǎng)護(hù)齡期2023/12/18ScienceofBuildingMaterials37養(yǎng)護(hù)溫度及濕度養(yǎng)護(hù)溫度較低，早期強(qiáng)度較低；反之，溫度較高，早期強(qiáng)度較高，但對后期強(qiáng)度有不利影響。潮濕的環(huán)境有利于水泥水化，促進(jìn)強(qiáng)度增長，故混凝土需潮濕環(huán)境養(yǎng)護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)自然養(yǎng)護(hù)蒸汽養(yǎng)護(hù)蒸壓養(yǎng)護(hù)2023/12/18ScienceofBuildingMaterials39蒸汽養(yǎng)護(hù)——將混凝土放在溫度低于100℃的常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。一般混凝土經(jīng)過16～20h蒸汽養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度可達(dá)正常條件下養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度的70％～80％。蒸汽養(yǎng)護(hù)最適于摻活性混合材料的礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥制備的混凝土。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials40蒸壓養(yǎng)護(hù)——將砼構(gòu)件放在溫度175℃及8atm的蒸壓釜中進(jìn)行的養(yǎng)護(hù)。在高溫下水泥水化析出的CH與SiO2反應(yīng)，生成結(jié)晶較好的C-S-H，可有效提高砼強(qiáng)度，并加速水泥的水化與硬化。這種方法對摻有活性混合材料的砼更為有效。主要用于硅酸鹽制品的養(yǎng)護(hù)。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials41養(yǎng)護(hù)齡期普通水泥制成的砼，在標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)下，齡期不小于3d的砼強(qiáng)度發(fā)展大致與其齡期的對數(shù)成正比。

fn—nd齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度（MPa）；

f28—28d齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度（MPa）；

n—養(yǎng)護(hù)齡期（d），n≥3。

2023/12/18ScienceofBuildingMaterials42因素5測試條件

試驗(yàn)條件不同，會影響混砼強(qiáng)度的試驗(yàn)值。實(shí)踐證明，即使砼原材料、配合比、工藝條件完全相同，但因試驗(yàn)條件不同，所得的強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果差異很大。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials431）試件尺寸2）表面狀態(tài)3）含水4）加載速度因素5測試條件

環(huán)箍效應(yīng)試件含水率越高，強(qiáng)度越低。加荷速度過快，材料裂紋擴(kuò)展的速度慢于荷載增加速度，故測得的強(qiáng)度值偏高。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials441）試件尺寸尺寸越大，強(qiáng)度越?。怀叽缭叫?，強(qiáng)度越大存在缺陷幾率與尺寸有關(guān)混凝土試件不同尺寸的強(qiáng)度換算系數(shù)表Dmax/mm試件尺寸/mm換算系數(shù)30100×100×1000.9540150×150×1501.060200×200×2001.052023/12/18ScienceofBuildingMaterials451）試件尺寸當(dāng)試件受壓面積相同時，h/a越大，測得的抗壓強(qiáng)度越小環(huán)箍效應(yīng)環(huán)箍效應(yīng)P壓板對試件的約束壓板Pa破裂部分2023/12/18ScienceofBuildingMaterials482）表面狀態(tài)當(dāng)試件受壓面上有油脂類潤滑劑時，試件受壓時的環(huán)箍效應(yīng)大大減小，試件將出現(xiàn)直裂破壞，測出的強(qiáng)度值較低。摩擦力涂油破壞后殘存的棱錐體不受壓板約束破壞情況2023/12/18ScienceofBuildingMaterials49因素6外加劑、摻和料專門章節(jié)介紹2023/12/18ScienceofBuildingMaterials501.4提高混凝土強(qiáng)度的措施

1.采用強(qiáng)度等級高的水泥；2.采用低水膠比；3.采用有害雜質(zhì)少、級配良好、顆粒適當(dāng)?shù)墓橇虾秃侠淼纳奥剩?.采用合理的機(jī)械攪拌、振搗工藝；5.保持合理的養(yǎng)護(hù)溫度和一定的濕度，可能的情況下采用濕熱養(yǎng)護(hù)；6.摻入合適的混凝土外加劑和摻和料。fcu=αa

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（B/W–αb）小結(jié)——水泥強(qiáng)度水膠比骨料養(yǎng)護(hù)條件齡期外加劑\摻合料施工工藝

測試條件影響強(qiáng)度的因素高強(qiáng)或早強(qiáng)型水泥降低水膠比級配良好的骨料，合理SP加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

外加劑與摻和料機(jī)械攪拌和振搗

提高強(qiáng)度的措施2023/12/18ScienceofBuildingMaterials5280%以上的開裂都是由于砼變形所引起，只有很小一部分是由于承載力不足導(dǎo)致。

我國著名混凝土裂縫控制專家——王鐵夢2.混凝土的變形2023/12/18ScienceofBuildingMaterials53使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生宏觀裂縫：降低其強(qiáng)度和剛度使砼內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫：破壞其微觀結(jié)構(gòu)，降低其耐久性變形對混凝土性能的影響——2023/12/18ScienceofBuildingMaterials54變形種類1沉縮（塑性收縮）

2干濕變形3化學(xué)變形4溫度變形5碳化收縮Ⅰ非荷載作用下的變形

Ⅱ荷載作用下的變形

6短期荷載作用下的變形——彈塑性變形7長期荷載作用下的變形——徐變2023/12/18ScienceofBuildingMaterials55（1）干濕變形——物理收縮

因砼干燥和吸濕引起其中含水量的變化，進(jìn)而引起混凝土體積變化濕脹干縮2023/12/18ScienceofBuildingMaterials56（1）干濕變形——物理收縮

濕脹是由于水泥凝膠體通過凝膠孔吸入水分這些水分一方面破壞凝膠體顆粒的凝聚力，使顆粒分離；另一方面使凝膠體顆粒表面形成吸附水，降低顆粒表面張力，顆粒間距增大。二者共同作用使砼產(chǎn)生體積膨脹。但濕脹變形量很小，對砼性能無多大影響。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials57干縮主要是砼中水泥石毛細(xì)孔失水所引起的一方面毛細(xì)孔內(nèi)水分蒸發(fā)使孔中的負(fù)壓增大，產(chǎn)生收縮力使毛細(xì)孔縮小，砼產(chǎn)生收縮；另一方面凝膠體顆粒的吸附水蒸發(fā)，在分子引力作用下使顆粒間距離變小，產(chǎn)生收縮。干縮對混凝土的危害較大，使其表面出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，引起表面開裂，影響混凝土耐久性。干縮濕脹變形是可逆的——吸水膨脹。（1）干濕變形——物理收縮

2023/12/18ScienceofBuildingMaterials58水泥用量越多，水泥石含量越多，干燥收縮越大水泥的細(xì)度越大，砼用水量越多，干燥收縮越大高標(biāo)號水泥細(xì)度往往較大，配制的砼干燥收縮較大P.P配制的砼干燥收縮較大；P.F配制的砼干燥收縮較小影響混凝土干縮變形的因素——水泥用量、細(xì)度、品種影響混凝土干縮變形的因素——2023/12/18ScienceofBuildingMaterials59水灰比大，硬化后砼內(nèi)的毛細(xì)孔隙數(shù)量越多，干燥收縮越大一般：W每增加1％，砼干縮率增加2％～3％。影響混凝土干縮變形的因素——水灰比影響混凝土干縮變形的因素——2023/12/18ScienceofBuildingMaterials60影響混凝土干縮變形的因素——骨料的規(guī)格與質(zhì)量骨料粒徑大，級配好含泥量及泥塊含量少（粗）針、片狀顆粒含量少水與水泥用量少砼干燥收縮小2023/12/18ScienceofBuildingMaterials61養(yǎng)護(hù)濕度高，養(yǎng)護(hù)的時間長，則有利于推遲砼干燥收縮的產(chǎn)生與發(fā)展，可避免砼在早期產(chǎn)生較多的干縮裂紋，但對砼最終干縮率沒有顯著影響。采用濕熱養(yǎng)護(hù)時可降低混凝土的干縮率。影響混凝土干縮變形的因素——養(yǎng)護(hù)條件2023/12/18ScienceofBuildingMaterials62（3）化學(xué)變形砼硬化過程中，由于水泥水化產(chǎn)物的體積小于反應(yīng)物（水泥與水）的體積，導(dǎo)致砼在硬化時產(chǎn)生收縮。+水泥水=水泥漿水泥漿體收縮量隨砼硬化齡期的延長而增加，一般在40d內(nèi)逐漸趨向穩(wěn)定。化學(xué)收縮值很小，是不可恢復(fù)的。對砼結(jié)構(gòu)沒有破壞作用，但會引起砼內(nèi)孔隙率增加，并可能在砼內(nèi)部產(chǎn)生微細(xì)裂縫。

2023/12/18ScienceofBuildingMaterials63（4）溫度變形混凝土在正常使用條件下會隨溫度的變化而產(chǎn)生熱脹冷縮變形。熱膨脹系數(shù)一般為（0.6～1.3）×10－5/℃，即溫度升高1℃，每m膨脹0.01mm。砼的熱膨脹系數(shù)與組成材料及用量有關(guān)，但影響不大。普通強(qiáng)度(C30－C50)砼在1×10－5/℃左右2023/12/18ScienceofBuildingMaterials64溫度變形對混凝土的影響——危害——溫度變形對大體積砼、大面積砼工程極為不利，易使這些砼產(chǎn)生溫度裂縫。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials65大體積混凝土美國混凝土學(xué)會（ACI）：任何現(xiàn)澆混凝土，其尺寸達(dá)到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。一般：砼最小截面尺寸大于1m2023/12/18ScienceofBuildingMaterials66（6）短期荷載作用下的變形砼是一種多相復(fù)合體系，屬于非均質(zhì)材料，其加荷和卸荷時表現(xiàn)出明顯彈塑性性質(zhì)，即砼的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系不是直線而是曲線——砼的塑性變形是內(nèi)部微裂紋產(chǎn)生、增多、擴(kuò)展與匯合的結(jié)果2023/12/18ScienceofBuildingMaterials67（7）長期荷載作用下變形——徐變砼在恒定荷載作用下依賴時間而增長的變形，稱為徐變，亦稱蠕變。建筑材料學(xué)——混凝土68徐變恢復(fù)2023/12/18ScienceofBuildingMaterials69影響混凝土徐變的因素——水泥水化生成的凝膠體數(shù)量（水泥用量）毛細(xì)孔數(shù)量（水灰比）骨料的性質(zhì)—骨料對水泥石的徐變起限制作用，所以骨料的彈性模量較大時，徐變較??；荷載—所受應(yīng)力越大，徐變越大。原因——在長期荷載作用下，水泥石中的凝膠體產(chǎn)生粘性流動，向毛細(xì)管內(nèi)遷移，或者凝膠體中的吸附水或結(jié)晶水向內(nèi)部毛細(xì)孔遷移滲透所致。砼的水灰比較小或在水中養(yǎng)護(hù)時徐變較小水灰比相同、水泥用量愈多，砼徐變愈大2023/12/18ScienceofBuildingMaterials70混凝土徐變對結(jié)構(gòu)物的影響——有利面：徐變可消除鋼筋砼內(nèi)的應(yīng)力集中，使應(yīng)力重分布，從而使局部應(yīng)力集中得到緩解；對大體積砼則能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。不利面：導(dǎo)致砼變形過大；在預(yù)應(yīng)力鋼筋砼中，徐變將使鋼筋的預(yù)加應(yīng)力受到損失。徐變引起的橋梁垮塌2023/12/18ScienceofBuildingMaterials713.混凝土的耐久性2023/12/18ScienceofBuildingMaterials723.0定義混凝土在實(shí)際使用條件下抵抗各種破壞因素作用，長期保持強(qiáng)度和外觀完整性的能力。主要包括抗凍融、抗?jié)B性、抗碳化、抗腐蝕以及抗堿集料反應(yīng)等。

機(jī)械、物理、化學(xué)、生物雙重指標(biāo)兩方面要求2023/12/18ScienceofBuildingMaterials73是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保證正常功能的能力！直接關(guān)系到建筑物的使用壽命??！是混凝土結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)！??！混凝土的耐久性——2023/12/18ScienceofBuildingMaterials743.1抗?jié)B性

——混凝土抵抗壓力水滲透的能力抗?jié)B性是混凝土耐久性的第一道防線，直接影響混凝土抗凍性和抗侵蝕性。定義抗?jié)B性是評價混凝土耐久性最重要的綜合指標(biāo)水分侵蝕性介質(zhì)——內(nèi)部孔隙形成連通的滲水通道

集料混凝土滲透原因毛細(xì)孔CSHCH多余水分的蒸發(fā)混凝土泌水、離析施工振搗不密實(shí)2023/12/18ScienceofBuildingMaterials76抗?jié)B性的測試方法及評價GB/T50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》抗?jié)B等級P（逐級加壓法）抗?jié)B等級P——以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)時所能承受的最大水壓力來確定。

平均滲水高度（恒定水壓力）2023/12/18ScienceofBuildingMaterials77H：6個試件中有3個試件滲水時的靜水壓力。P2、P4、P6、P8、P10、P126個等級，分別表示能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的靜水壓力而不滲透。一般大于等于P6的混凝土稱為抗?jié)B混凝土

抗?jié)B等級：P=10H-12023/12/18ScienceofBuildingMaterials78

——提高砼密實(shí)度，改善孔隙結(jié)構(gòu)，減少滲透通道常用的辦法是摻用引氣型外加劑，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生不連通的氣泡，截?cái)嗝?xì)管通道，改變孔隙結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土的抗?jié)B性。此外，減小水灰比，選用適當(dāng)品種及強(qiáng)度等級的水泥，保證施工質(zhì)量，特別是注意振搗密實(shí)、養(yǎng)護(hù)充分等，都對提高抗?jié)B性能有重要作用。提高混凝土的抗?jié)B性能的措施2023/12/18ScienceofBuildingMaterials792023/12/18ScienceofBuildingMaterials803.2抗凍性

——混凝土在使用環(huán)境中，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時強(qiáng)度也不急劇降低的性能。

定義2023/12/18ScienceofBuildingMaterials81裂縫擴(kuò)展孔隙水結(jié)冰靜水壓力裂縫凍融循環(huán)＞抗拉強(qiáng)度破壞凝膠孔中的水處于過冷狀態(tài)，其蒸汽壓高于同溫度下冰的蒸汽壓，使凝膠水向毛細(xì)孔中冰的界面滲透，產(chǎn)生滲透壓力混凝土受凍融破壞的原因2023/12/18ScienceofBuildingMaterials82孔隙結(jié)構(gòu)飽水程度——有足量的可凍水

正負(fù)溫變化混凝土受凍融破壞的必要條件2023/12/18ScienceofBuildingMaterials83影響抗凍性的主要因素

混凝土的密實(shí)度、水灰比孔隙構(gòu)造（大小、構(gòu)造、數(shù)量）孔隙的充水程度溫濕度和經(jīng)歷凍融次數(shù)凍結(jié)速度、混凝土受凍時的齡期和強(qiáng)度以及受凍時間的長短水泥品種集料的性質(zhì)：吸水性、堅(jiān)固性等2023/12/18ScienceofBuildingMaterials84抗凍性的測試方法及評價慢凍法：采用邊長100mm立方體試件；氣凍水融；循環(huán)制度為凍4融4，每次循環(huán)周期8～12h；測強(qiáng)度損失和質(zhì)量損失——周期長、試驗(yàn)煩瑣。快凍法：采用100mm×100mm×400mm的棱柱體試件；每次凍融循環(huán)周期2～4h；測相對動彈模量和質(zhì)量損失。GB/T50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》2023/12/18ScienceofBuildingMaterials86慢凍法以抗凍標(biāo)號D作為評價指標(biāo)?？箖鰳?biāo)號應(yīng)以抗壓強(qiáng)度損失率不超過25％，或者質(zhì)量損失率不超過5％時的最大循環(huán)次數(shù)確定?；炷恋目箖鰳?biāo)號有D25、D50、D100、D150、D200、D250、D300和以上，分別表示混凝土能承受凍融循環(huán)的最大次數(shù)不小于25、50、100、150、200、250、300次和300次以上?？箖鲂缘臏y試方法及評價2023/12/18ScienceofBuildingMaterials87快凍法以抗凍等級F作為評價指標(biāo)抗凍等級應(yīng)以相對動彈性模量下降至不低于60％，或者質(zhì)量損失率不超過5％時的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定。混凝土的抗凍等級有F50、F100、F150、F200、F250、F300、F400和以上，分別表示混凝土能承受凍融循環(huán)的最大次數(shù)不小于50、100、150、200、250、300、400次和400次以上?？箖鲂缘臏y試方法及評價2023/12/18ScienceofBuildingMaterials88動彈性模量的計(jì)算公式

Ed－混凝土動彈性模量（MPa）

a

－正方形截面試件的邊長(mm)L

－試件的長度(mm)W－試件重量（Kg）

f

－試件的橫向振動時的基頻（Hz）

K

－試件尺寸修正系數(shù)，當(dāng)L/a=4時為1.42023/12/18ScienceofBuildingMaterials89相對動彈性模量P－經(jīng)N次凍融循環(huán)后試件的相對動彈性模量，以三個試件的相對動彈性模量計(jì)算（％）;fn－N次凍融循環(huán)后試件的橫向基頻（Hz）;f0－凍融循環(huán)試驗(yàn)前測得的試件橫向基頻初始值（Hz）2023/12/18ScienceofBuildingMaterials90質(zhì)量損失率2023/12/18ScienceofBuildingMaterials913.3碳化混凝土堿度（PH值）降低的過程，稱為混凝土碳化，亦稱中性化。定義CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O=2023/12/18ScienceofBuildingMaterials92碳化對混凝土性能的影響1.鋼筋銹蝕、混凝土保護(hù)層開裂剝落2.碳化收縮2023/12/18ScienceofBuildingMaterials931.鋼筋銹蝕、混凝土保護(hù)層開裂剝落PH=12～13CO2

+

Ca(OH)2

=CaCO3+H2OCO2碳酸鈣形成的中性區(qū)域2023/12/18ScienceofBuildingMaterials94體積膨脹對周圍混凝土產(chǎn)生壓力，混凝土開裂1.鋼筋銹蝕、混凝土保護(hù)層開裂剝落H2O，O2nFe2O3?mH2O（紅銹）Fe3O4（黑銹）2023/12/18ScienceofBuildingMaterials952023/12/18ScienceofBuildingMaterials96CO2與水泥石中Ca(OH)2作用，置換出水分子，引起水泥石固相體積減小而產(chǎn)生收縮。碳化收縮不可逆，會導(dǎo)致混凝土表面發(fā)生裂縫。2.碳化收縮CO2

+

Ca(OH)2

=CaCO3+H2O2023/12/18ScienceofBuildingMaterials97混凝土抗碳化性的評價GB/T50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》濃度為1%的酚酞酒精溶液2023/12/18ScienceofBuildingMaterials98影響碳化的因素環(huán)境濕度—當(dāng)環(huán)境中的相對濕度在50～75％時，碳化速度最快，當(dāng)相對濕度小于25％或大于100％時，碳化將停止。二氧化碳濃度水泥品種（混合材——堿儲備）水灰比碳化經(jīng)歷時間輕集料混凝土D=1.18t1/2普通混凝土D=2.32t1/2——碳化速度系數(shù)2023/12/18ScienceofBuildingMaterials1003.4堿集料反應(yīng)

——所謂堿—骨料反應(yīng)（簡稱AAR）是指活性氧化硅成分較高的活性骨料與混凝土微孔中的堿溶液反應(yīng)，由于所生成的物質(zhì)不斷膨脹，導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂紋、崩裂和強(qiáng)度降低，甚至破壞的現(xiàn)象。定義Na2O+SiO2→Na2O·SiO22023/12/18ScienceofBuildingMaterials101常見的堿—骨料反應(yīng)破壞形式2023/12/18ScienceofBuildingMaterials102堿集料反應(yīng)主要特點(diǎn)

引起混凝土開裂、剝落，周圍往往聚集較多白色浸出物，當(dāng)鋼筋銹露時，附近有棕色沉淀物。集料周圍有裂縫、反應(yīng)環(huán)與白色膠狀泌出物。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials103堿集料反應(yīng)主要特點(diǎn)

產(chǎn)生的裂縫形貌與分布，與結(jié)構(gòu)中鋼筋形成限制和約束作用有關(guān)，其裂縫往往發(fā)生在順筋方向，裂縫呈龜背狀或地圖形狀。2023/12/18ScienceofBuildingMaterials104引起的混凝土裂縫，往往發(fā)生在斷面大，受雨水或滲水區(qū)段、受環(huán)境溫度與濕度變化大的部位。對同一構(gòu)件或結(jié)構(gòu)，在潮濕部位出現(xiàn)裂縫有白色沉淀物，而干燥部位無裂縫癥狀，應(yīng)考慮堿集料反應(yīng)破壞。引起混凝土開裂速度和危害比其他耐久性因素引起的破壞都快，更為嚴(yán)重。一般不到2年就有明顯裂縫出現(xiàn)。堿集料反應(yīng)主要特點(diǎn)