混凝土-4配合比设计.ppt

6.7 混凝土的变形性能,一. 化学变形（化学收缩） 由于水泥水化产物的体积小于水泥与水体积之和导致的收缩。 例： 水泥100g（31.8cm3） 水42.0g,73.8cm3,水化物体积 67.9cm3 体积收缩：8,二. 塑性收缩,引起塑性收缩的原因： 混凝土内部水分上浮泌水； 表面水分蒸发。,预防塑性收缩的措施： 改善混凝土的保水性，减少混凝土泌水； 在混凝土表面覆盖，以防止水分大量蒸发；,三. 干湿变形（干缩、湿胀） 混凝土的干缩是部分可恢复变形。 收缩值：30050010-6 设计取值： 15020010-6 影响干缩的因素： 1. 水泥：品种、用量、细度 2. 用水量与水灰比 3. 集料：对收缩的约束作用 4. 养护 5. 环境温度、湿度、风速,四、自收缩 在混凝土试件与外界无物质交换时，由于水泥的水化使混凝土内部相对湿度降低，产生的宏观体积的收缩。 自收缩主要与水灰比有关。 五. 温度变形（热胀冷缩） 硬化混凝土的膨胀系数约：1010-6/ （早期的膨胀系数更大） 工程设计中注意： 1. 大体积混凝土降低内外温差； 2. 纵长的连续结构设置伸缩缝；,六. 荷载作用下的变形 1. 混凝土的变形特征 混凝土在外力作用下既发生弹性变形，又发生塑性变形。,2. 弹性模量 三次加荷，卸载后的应力与应变之比。 单位：MPa 设计取值：1.753.60104 弹性模量主要与强度有关。,3. 混凝土在长期荷载作用下的变形徐变 混凝土在长期稳定荷载作用下，沿作用力方向随时间而产生的塑性变形。,徐变对结构的影响： 1. 缓和应力集中，使应力再分配； 2. 引起钢筋的应力松弛； 影响徐变的因素： 1. 环境湿度：湿度降低，徐变增大； 2.骨料用量：体积含量增加，徐变减小； 3. 骨料的特性：弹模越大，徐变越小； 4. 水灰比：水灰比增大，徐变增大； 5. 水泥用量：水灰比一定，水泥用量增加，徐变增大 6. 荷载应力水平：荷载越大，徐变会越大；。 7. 加载龄期：加载越早，徐变越大。,环境湿度对混凝土徐变的影响,6.8混凝土的耐久性,一. 抗渗性 指标：抗渗等级（水压法） 含义：6个抗渗试件，四个试件不出现渗水时的最大水压力。,配制抗渗混凝土时： 1. 较小的水灰比； 2. 水泥用量不能过少 3. 外加剂 4. 掺合料,表示为：P6, P8 ,抗渗性能较高时，用氯离子扩散法。,二. 抗冻性 混凝土抵御冻融循环的能力。 指标：抗冻标号 含义：饱水状态下，经多次冻融，强度损失25，且重量损失 5时的最多循环次数（慢冻法） 快冻法：冻、融均在水中进行，以相对动弹性模量60，质量损失 5时的最多循环次数。,表示为：F10,F15,F25,F50,F100,F150,F200,F300 提高混凝土抗渗性的措施： 1. 提高抗渗能力； 2. 加入引气剂；,混凝土路面受盐冻剥落,掺引气剂前,掺引气剂后,三. 抗侵蚀性 混凝土抵御外界环境侵蚀的能力。 分为：淡水侵蚀、酸碱侵蚀、Cl-侵蚀、硫酸盐侵蚀等。 硫酸盐侵蚀较为常见：,配制抗侵蚀混凝土时： 1. 提高密实度和抗渗能力； 2. 适当引气； 3. 合理选择水泥品种； 4. 在水泥中加入矿物掺合料；,钢筋混凝土桥梁的侵蚀损毁,四. 碳化 水泥石中的Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成碳酸钙和水的过程称为碳化。 Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O,碳化对结构的影响： 1. 表面体积收缩； 2. 内部碱度降低，导致钢筋锈蚀；,碳化的影响因素： 1. CO2的浓度； 2. 湿度，5070 碳化速度最快； 3. 水泥的碱含量； 4. 水灰比； 5. 养护方式； 6. 外加剂、掺合料。,五. 碱骨料反应 水泥石中的碱（Na2O,K2O）与骨料中的活性组分发生的反应。 结果：在潮湿环境中，反应产物吸水产生膨胀，使混凝土发生开裂。,发生条件： 1. 水泥的碱（Na2O）含量超过0.6； 2. 骨料中存在活性组分；3. 环境条件 预防措施： 1. 使用低碱水泥； 2. 加入活性掺合料； 3. 加入碱骨料反应抑制剂 Li盐； 4. 使混凝土保持干燥；,继续,碱硅反应 (ASR)“混凝土的癌症”,碱硅凝胶(AR Gel),ASR破坏的道路路面,返回,6.9 混凝土配合比设计,预备知识： 1、强度的波动性,强度,概率密度,1）强度平均值,2）标准差,4）强度保证率与保证率系数的关系,3）概率度系数（保证率系数）,P=95%时，t=1.645,一、配合比的表示方法： 1、以1m3混凝土中各种材料的具体用量表示： 2、以水泥质量为1，其余用质量比表示 水泥：砂：石：水= 1：2：4：0.6 二、配合比的基本要求： 1、施工要求的和易性；2、设计要求的强度； 3、工程要求的耐久性；4、节约水泥、降低成本。 三、 基本资料： 1、工程要求 强度等级、标准差、工作性要求、施工部位 2、原材料情况：原材料物理及工艺性能,四 、普通混凝土配合比设计的步骤 （）确定试配强度（fcu,0）,式中 fcu,0混凝土配制强度（MPa）； fcu,k设计的混凝土强度标准值（MPa）； 混凝土强度标准差（MPa）,C20、C25混凝土，计算值2.5MPa时,取2.5MPa； C30级以上的混凝土，计算值3.0MPa时,取 3.0MPa；,无近期统计资料时，值可按下表取值。,（2）计算水灰比（W/C）,式中fcu,0混凝土试配强度, a； fce水泥28d的实测强度,a； a,b回归系数，（JGJ552000） 碎石：a=0.46 b0.07 卵石：a=0.48 b =0.33,（）选定单位用水量（w0） 用水量根据施工要求的坍落度和骨料品种规格从表中选择,注1：当施工要求坍落度大于90mm时，必须加外加剂，外加剂的坍落度增加值一般在100mm以上。 注2：用水量还与砂细度有关。,（）计算水泥用量（c0） 根据已确定的 W/C和w0，可求出m3混凝土中水泥用量c0：,注：水灰比和水泥用量还应满足最大水灰比与最小水泥用量的要求。表4-26,（）选择合理的砂率值（s） 可根据骨料种类、规格及混凝土的水灰比，参考表6-21选用，也可以通过计算确定。,注：泵送施工时，砂率适当增加58，尤其是水泥用量小时。,（6）确定粗细集料用量（ms0, mg0）,（7）确定基准配合比,（8）检验强度确定实验室配合比,（9）计算骨料含水量，确定施工配合比,五、路面混凝土配合比设计,（）确定试配弯拉强度（ff,0）,表6-22,表6-40,保证率系数 t,（2）确定