第4章 混凝土1.ppt

第4章混凝土 混凝土是由胶凝材料将骨料 集料 胶结而成的固体复合材料一 分类 按胶凝材料分为 水泥混凝土 石膏混凝土 水玻璃混凝土 树脂混凝土 沥青混凝土等 按其功能或结构特征 施工特点来分类 如防水混凝土 耐热混凝土 高强混凝土 泵送混凝土等按体积密度分为 重混凝土 0d 2800kg m3 采用重骨料 如重晶石 铁矿石 铁屑等 配制 具有良好的防射线性能 普通混凝土 0d 2300 2800kg m3 天然砂石配制次轻通混凝土 0d 2300 1950kg m3 混和骨料配制轻混凝土 0d 1950kg m3 多孔轻质骨料配制 或在混凝土内部造成大量孔隙 使混凝土具有多孔结构 1 轻骨料混凝土 800 1900 浮石 陶粒等 2 多孔混凝土 300 1200 泡沫混凝土 加气混凝土 3 大孔混凝土 1900 无砂大孔和少砂大孔混凝土二 混凝土的优缺点优点 1 依不同要求配制性质不同的混凝土 可调性2 成型各种形状和尺寸 可塑性3 抗压强度高 耐久性好4 抗震 耐火5 取材方便缺点 1 抗拉强度低 易裂2 自重大3 缺陷隐蔽 质量易波动 4 1普通混凝土组成 结构与基本要求 一 普通混凝土的组成普通混凝土 水泥 砂 石 水硬化前 称为混凝土拌合物 或新拌混凝土 硬化后 称混凝土水 水泥 水泥浆 包裹骨料并填充空隙 硬化前起润滑作用 硬化后胶结骨料 砂浆 包裹石子填充空隙 水泥石占20 30 砂 石 起骨架作用 提高混凝土强度 限制干缩 减少水泥用量和水化热 降低成本 提高耐性 骨料一般占混凝土总体积的65 75 从宏观上看 由骨料和水泥石组成的二相复合材料 因此 混凝土的性质主要取决于骨料与水泥石的性质 它们的相对含量以及骨料与水泥石间的界面粘结强度 或界面过渡层的强度 二 混凝土的结构与性质混凝土是一种非均质多相复合材料 从亚微观看 由粗 细骨料 水化产物 毛细孔 气孔 微裂纹 因水化热 干缩等致使水泥石开裂 界面微裂纹 因干缩 泌水等所致 及界面过渡层等组成 骨料的强度一般高于水泥石的强度 因而普通混凝土的强度取决于水泥石的强度和界面粘结强度 或界面过渡层的强度 而界面粘结强度又取决于水泥石的强度和骨料表面状况 粗糙程度 棱角情况 杂质 及混凝土拌合物的泌水性等 界面是最为薄弱的环节 改善界面过渡层是提高混凝土强度及其它性质的重要途径 灰 水泥浆绿 石子红 砂子 石子趋势 水趋势混凝土分层示意图 三 普通混凝土的基本要求1 满足便于搅拌 运输和浇捣密实的施工和易性 2 满足设计要求的强度等级 3 满足工程所处环境条件所必需的耐久性 4 满足上述三项要求的前提下 最大限度地降低水泥用量 节约成本 即经济合理性 4 2普通混凝土的组成材料 二 细骨料 0 15 4 75mm 1 天然砂种类 形状及表面特征 由岩石风化所成江河海砂 表面圆滑 较为清洁 粘结力 流动性 山砂 表面粗糙 棱角多 含泥多 粘结力 流动性 一 水泥水泥的品种应根据混凝上工程的性质和所处的环境条件来确定 水泥强度等级按下表选取 2 杂质含量细骨料中的有害杂质主要包括两方面 1 粘土和云母 它们粘附于砂表面或夹杂其中 水泥与砂的粘结强度 混凝土强度 抗渗性和抗冻性 收缩 2 有机质 硫化物 氯化物及硫酸盐 它们对水泥有腐蚀作用 从而影响混凝土的性能 氯化物对钢筋具有腐蚀作用 3 砂的粗细与颗粒级配 1 粗细 指砂粒混合后的平均粗细程度 砂的粒径 比表面积 包裹砂所需水泥浆 因此 在满足条件下 尽量采用粗一些的砂 可节约水泥 但砂过粗 由于粗颗粒砂对石子的粘聚力较低 会引起拌合物产生离析 分层 2 颗粒级配 是指大小不同颗粒的搭配程度 级配好的砂应是大颗粒砂的空隙被中等颗粒砂所填充 而中等颗粒砂的空隙被小颗粒砂所填充 依次填充使骨料的空隙率最小 级配良好的砂可减少水泥浆 节约水泥 提高混凝土拌合物的流动性和粘聚性 提高混凝土的密实度及混凝土的强度和耐久性 减少徐变和收缩 图6 1砂颗粒级配示意图 3 粗细与级配表示方法通常采用筛分析法 将500g干砂筛分 然后称量筛余量 计算分计筛余 累计筛余 细度模数 细度模数 3 0 f 3 7 3 1为粗砂 f 3 0 2 3为中砂 f 2 2 1 6为细砂 f 1 5 0 7为特细砂 应优先选用粗砂或中砂 粗砂适合配制流动性小的混凝土或干硬性混凝土 中砂适合各种混凝土 砂的级配用级配区来表示 以0 60mm筛的累计筛余百分率来划分为三个级配区 三 粗骨料 4 75mm 1 石子种类 形状及表面特征卵石 表光 有机质含量 粘结力 流动性 碎石 表粗 棱多 较为清洁 粘结力 流动性 针状骨料 颗粒长度 平均粒径2 4倍片状骨料 颗粒厚度 平均粒径0 4倍 针 片状骨料的比表面积与空隙率较大 内摩擦力大 受力时易折断 降低混凝土拌合物的流动性及混凝土的强度与耐久性 对于高强和大流动性混凝土需严格限制其含量 2 杂质含量同砂 3 粗骨料的最大粒径与颗粒级配 1 最大粒径 粗骨料公称粒级的上限 Dmax 结构最小截面尺寸的l 4Dmax 最小钢筋净距的3 4Dmax 板厚的l 2应选Dmax较大的 但不宜超过37 5mm 混凝土强度较低时可适当放宽 因这时由于减少用水量获得的强度提高 被大粒径骨料造成的界面粘结减少和内部结构不均匀性所抵消 对高强混凝土 Dmax 19mm或16mm 2 颗粒级配 是指大小不同颗粒的搭配程度 连续级配 连续粒级 颗粒由小到大 每一级粗骨料都占有一定的比例 且相邻两级粒径相差较小 比值小于2 连续级配的空隙率较小 适合配制各种混凝土 尤其适合配制流动性大的混凝土 间断级配 粒径不连续 即中间缺少1 2级的颗粒 且相邻两级粒径相差较大 比值约为5 6 间断级配的空隙率最小 有利于节约水泥用量 但由于骨料粒径相差较大 使混凝土拌合物易产生离析 分层 造成施工困难 单粒级 由 一个粒级组成 空隙率最大 不宜单独使用 3 表示方法 筛分析法 碎石或卵石的颗粒级配范围 4 强度 1 抗压强度 50 50 50mm或 50 50mm试件 在吸水饱和状态下测定 2 压碎指标 气干下质量m 9 5 19mm 经3 5min至200kN 卸荷用2 5mm筛 筛余量m1 则压碎指标为 3 碎石强度 用抗压强度和压碎指标值来表示 卵石强度 压碎指标值表示岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比 1 5 且火成岩的强度 80MPa 变质岩的强度 60MPa 沉积岩的强度 30MPa 5 碱集料反应砂石中活性SiO2 与水泥中的碱发生反应 生成碱 硅酸凝胶 吸水肿胀 使水泥石破坏 条件 碱含量 NaO计 0 6 骨料中有活性SiO2存在H2O6 坚固性 1 坚固性 骨料在气候 环境变化或其它物理因素作用下抵抗破坏的能力 2 检验方法 在硫酸钠饱和溶液中浸泡至饱和 然后取出烘干 经5次循环后 测定因硫酸钠结晶膨胀引起的质量损失 3 条件 寒冷室外处于潮湿或干湿交替状态下的 有抗疲劳 耐磨 抗冲击要求的 或有腐蚀介质作用的混凝土需考虑坚固性 四 混凝土拌合与养护用水混凝土拌合及养护用水应是清洁的水 不用含有油脂 糖类的水 污水 PH 4 含硫酸盐不用 海水一般不用 4 3混凝土外加剂 一 混凝土外加剂在拌制混凝土过程中掺入的 一般 5 用以改善混凝土性能的化学物质 二 分类1 按化学成分 无机 有机 2 按外加剂功能 1 改善混凝土拌合物流变性能的 包括减水剂 引气剂和泵送剂等 2 调节混凝土凝结时间的 包括缓凝剂 早强剂和速凝剂等 3 改善混凝土耐久性的 包括引气剂 防水剂和阻锈剂等 4 改善混凝土其它性能的 包括加气剂 膨胀剂 防冻剂和着色剂等 三 常用混凝土外加剂 一 减水剂在保持混凝土拌合物和易性不变条件下 具有减水及增强作用的外加剂 称为减水剂或塑化剂 混凝土减水剂大都是表面活性剂 1 表面活性剂的基本知识 1 表面活性剂 是能显著降低液体表面张力或二相间界面张力的物质 具有湿润 分散 乳化 润滑 起泡等作用 溶于水后可定向排列于液体表面或两相界面上 从而显著降低表面张力或界面张力 2 表面活性剂分子组成 由憎水基基团和亲水基基团组成 如 憎水基较强 则称增水性表面活性剂 亲水基较强 则称亲水性表面活性剂 在表面活性剂 油类 或水泥 水的体系中 表面活性剂分子多吸附在水 气界面上 或吸附在水 油类 或水泥 颗粒界面上 呈定向单分子层排列 使水 气界面 或水 油类 或水泥 颗粒界面的表面能或界面能降低 3 亲水性表面活性剂类型亲水基团能否在水中电离分为离子型 阴离子型 阳离子型和两性型 和非离子型 2 减水剂的作用机理 减水机理 水泥加水拌合后 由于水泥颗粒及水化产物间的吸附作用 会形成絮凝结构 絮凝结构中包裹着部分拌合水 没有起到提高流动性的作用 减水剂作用 1 表面活性剂降低了水的表面张力和水与水泥颗粒间的界面张力 水泥颗粒更易于润湿和分散 2 水泥颗粒表面带有同性电荷 产生斥力 破坏了絮凝结构 释放出被包裹着的水 3 减水剂的亲水基又吸附了大量极性水分子 增加了水泥颗粒表面溶剂化水膜的厚度 润滑作用增强 使水泥颗粒间易于滑动 3 常用减水剂 2 早强剂能提高混凝土早期强度并对后期强度无显著影响的外加剂 3 引气剂 1 定义 在混凝土搅拌过程中 能引入大量分布均匀的微小气泡 0 05 1 0 mm 以减少混凝土拌合物泌水 离析 改善和易性 并能显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性的外加剂 属憎水性表面活性剂 2 品种 松香热聚物 松香皂 烷基苯磺酸钠 脂肪醇硫酸钠等 3 掺量 0 5 1 5 万 含气量达到3 6 并显著改善粘聚性和保水性 减水8 10 提高抗冻性1 6倍 提高抗渗性1倍 含气量增加1 混凝土强度下降约3 5 不减水时 4 作用提高和易性 气泡的 滚珠轴承 的润滑作用改善孔结构 提高抗冻性和抗渗性f E 4 缓凝剂5 速凝剂6 防冻剂7 阻锈剂8 膨胀剂9 防水剂10 泵送剂 4 4混凝土掺合料 一 混凝土掺合料配制混凝土时 掺加到混凝土中的磨细矿物材料 二 掺合料的作用取代部分水泥 降低水化热与混凝土成本 改善和易性 提高混凝土的强度与耐久性等 其经济 技术及社会效益十分显著 三 常用的活性的掺合料 一 粉煤灰1 分类 1 按CaO含量 高钙灰 15 低钙灰 15 2 按排灰方式 干排灰 湿排灰 3 按细度质量 级 粉煤灰的质量要求 注 需水量比是30 粉煤灰取代的硅酸盐水泥与未取代的硅酸盐水泥拌制的胶砂达到相同流动度时的加水量之比 2 粉煤灰的作用其化学成分 结构 颗粒形状 在混凝土中可以产生三种效应 1 活性效应粉煤灰属于活性矿物材料 因而对混凝土的强度有增进作用 特别是对后期强度有较大的增进作用 2 形态效应粉煤灰大多为球状玻璃体微珠 在混凝土中可以减少内摩擦力 提高拌合物的流动性或减少用水量 3 微骨料效应粉煤灰微珠还可填充水泥石中的孔隙与毛细孔 改善混凝土的孔结构和增大混凝土的密实度 提高混凝土的耐久性 混凝土中掺用粉煤灰可采用以下三种方法 3 粉煤灰掺量 4 粉煤灰掺加方法 1 等量取代法粉煤灰等量取代水泥 配制超强或大体积混凝土 2 超量取代法粉煤灰等量取代水泥 超量部分取代细骨料 目的是增加胶凝材料的数量 以补偿粉煤灰取代水泥造成的混凝土强度降低 超量系数 3 外加法在水泥不变 掺入一定量的粉煤灰 主要用于改善混凝土拌合物的和易性 5 粉煤灰应用范围粉煤灰适合用于各类结构用的混凝土 尤其适用于配制泵送混凝土 大体积混凝土 抗渗混凝土 抗硫酸盐与抗软水侵蚀的混凝土 蒸养混凝土 轻骨料混凝土 地下与水下工程混凝土 压浆混凝土及碾压混凝土 二 硅灰 硅粉 硅灰为电弧炉冶炼硅铁合金等时的副产品 是石英在2000 下被还原成Si SiO气体 冷却中又被氧化成SiO2 主要是非晶态的 的极微细颗粒 活性极高 1 硅灰的物理性质粒径0 1 0 2 m 比表面积20000 25000m2 kgSiO2含量 80 2 硅灰作用 2 硅灰作用效果远高于粉煤灰 可大幅提高混凝土的强度 抗冻性 抗渗性 抗侵蚀性 明显抑制碱 骨料反应 降低水化热 由于硅灰的活性极高 即使在早期也会与氢氧化钙发生水化反应 所以还可提高混凝土的早期强度 3 硅灰应用一般取代水泥量为5 15 当超过20 时 流动性 须同时掺加减水剂 用硅灰和高效减水剂可配制出100MPa的高强混凝土 硅灰价高 只用于高强 超高强 高耐久性混凝土 三 磨细粒化高炉矿渣 磨细矿渣或矿渣粉 代号S 由粒化高炉矿渣磨细而成 磨细时可添加少量的石膏 1 磨细矿渣成分磨细矿渣除含有活性SiO2和Al2O3外 还有部分 C2S 因而具有较高的活性 掺量与效果均高于粉煤灰 2 磨细矿渣掺量 作用掺量10 70 对流动性影响不大 可明显降低混凝土的温升 细度较低时 随掺量的增大泌水量增大 对混凝土的干缩影响不大 但超细矿渣会加大混凝土的塑性开裂 磨细矿渣的适用范围与粉煤灰基本相同 但掺量更高 四 其它掺合料磨细沸石粉和磨细硅质页岩 效果优于粉煤灰 掺量10 20 掺量大时流动性显著降低 磨细自燃煤矸石 效果与掺量均低于粉煤灰 4 5混凝土拌合物的和易性 一 混凝土拌合物的和易性 工作性或工作度 混凝土拌合物易于施工 并获得均匀密实结构的性质 1 流动性混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下 易于产生流动 运输 易于充满混凝土模板的性质 2 粘聚性混凝土拌合物各组成材料之间彼此粘聚 在施工中保持整体均匀一致的能力 不致产生离析 分层现象 3 保水性混凝土拌合物在施工中保持水分的能力 不发生大的或严重的泌水 混凝土拌合物的流动性 粘聚性及保水性相互联系又矛盾 当流动性较大时 往往混凝土拌合物的粘聚性和保水性较差 反之亦然 二 和易性的测定 一 坍落度法坍落度法是用来测定混凝土拌合物在自重力作用下的流动性 适用于流动性较大的混凝土拌合物 1 适用条件 SL 10mmDmax 40mm 2 测定方法坍落度 粘聚性 用捣棒轻击锥体侧面 如整体缓慢均匀下沉 则粘聚性良好 如突然崩塌或石子离析 则差 保水性 如锥体底部有较多稀水泥浆或水析出 或因失浆而使骨料外露 则保水性差 二 维勃稠度法维勃稠度法用来测定混凝土拌合物在机械振动力作用下的流动性 适用于流动性较小的混凝土拌合物 2 测定方法测定当透明圆盘的底面刚刚被水泥浆所布满时所经历的时间 以s计 称为维勃稠度VB 1 适用条件 SL 10mmDmax 40mmVB 5 30s 三 混凝土拌合物流动性的级别 三 混凝土拌合物流动性的选择流动性大 则易于施工 但水泥用量大 且混凝土拌合物易产生离析 分层 因此 选择流动性的原则是在满足施工条件及保证密实成型的前提下 尽可能选择较小的流动性 工程中根据混凝土构件的截面最小尺寸 配筋疏密及成型捣实方法来选择 四 影响和易性的因素 一 用水量条件 W C 常量W 则水泥浆 流动性 W 流浆 泌水 分层离析 粘聚性 保水性 强度和耐久性 干缩与徐变 同时C和水化热 W 水泥浆少 不能填满空隙和包裹骨料 易产生崩塌现象 流动性 粘聚性 强度 耐久性 二 水灰比条件 C 常量W C 流动性 粘聚性 保水性 强度与耐久性 混凝土的干缩与徐变 W C 流浆 泌水 分层离析 粘聚性 保水性 混凝土的强度 耐久性 干缩和徐变 W C 流动性 施工难 密实度不保证 原则 混凝土拌合物的W C在满足强度和耐久性的前提下 应选择较大的W C 以节约水泥 实践证明 当C S G一定 拌合物的流动性主要取决于W 当W一定 C C 50 100kg m3 混凝土拌合物的流动性基本不变 称混凝土的恒定用水量法则 混凝土的W可通过试验来确定或根据施工要求的流动性及骨料的品种与规格来选择 三 砂率 Sp Sp对骨料的总比表面积S表和空隙率P 有很大影响 Sp S表 水泥浆相对少 流动性 Sp P 砂浆不足 流动性 合理Sp 在W C一定情况下 使混凝土拌合物获得最大的流动性及良好的粘聚性与保水性时的砂率值 或合理Sp 是指在保证混凝土拌合物具有所要求的流动性及良好的粘聚性与保水性条件下 使水泥用量最少的砂率值 合理砂率应是砂子体积填满石子的空隙后略有富余 以起到较好的填充 润滑 保水及粘聚石子的作用 W C一定 相同坍落度 确定砂率的原则 在保证混凝土拌合物的粘聚性及保水性的前提下 尽量使用较小的砂率 以节约水泥 提高混凝土拌合物的流动性 混凝土的砂率选用表 四 骨料的品种 规格与质量卵石和河砂的表面光滑 因而其配制的混凝土拌合物的流动性大于用碎石 山砂和破碎砂配制的混凝土 采用粒径粗大 级配良好的粗 细骨料时 由于骨料的比表面积和空隙率较小 则流动性大 粘聚性及保水性好 但细骨料过粗时 会引起粘聚性和保水性下降 用含泥 泥块 云母及针 片状颗粒含量较少的粗 细骨料时 混凝土拌合物的流动性较大 五 水泥品种 掺合料条件相同情况下 用火山灰水泥拌制的混凝土拌合物的流动性较小 而用矿渣水泥拌制的混凝土拌合物的保水性较差 高质量的粉煤灰掺合料 可提高混凝土拌合物的粘聚性和保水性 特别是在水灰比和流动性较大时 同时对流动性也有一定的改善 六 外加剂混凝土拌合物中掺入减水剂时 可明显提高其流动性 掺入引气剂时 可显著提高混凝土拌合物的粘聚性和保水性 且流动性也有一定的改善 七 时间 温度时间 由于水分的蒸发 骨料吸水 水泥水化与凝结 流动性逐渐降低 这种减少称坍落度经时损失 温度 流动性 且坍落度 2 4cm 每升高10 五 改善和易性的措施 一 改善粘聚性和保水性的措施 1 选用级配良好的粗 细骨料 并选用连续级配 2 适当限制粗骨料Dmax 避免用过粗的细骨料 3 适当增大砂率或掺加粉煤灰等掺合料 4 掺加引气剂 二 改善流动性的措施 1 尽可能选用较粗大的粗 细骨料 2 采用杂质含量少 级配好的粗 细骨料 3 尽量降低砂率 4 在上述基础上 如流动性小 保持W C不变 增加水泥浆 如流动性大 则保持Sp不变 增加S G 5 掺加减水剂 4 6混凝土的强度 一 混凝土的受力破坏形式及过程 一 破坏形式界面破坏 水泥石破坏 骨料破坏 二 破坏过程受力前 由于水化热 干燥收缩及泌水等原因 混凝土在受力前就在水泥石中存在有微裂纹 特别是在骨料的表面处存在有部分界面微裂纹 受力后 在微裂纹处产生应力集中 使这些微裂纹不断扩展 增多 汇合 连通 最终形成若干条可见的裂缝而使混凝土破坏 通过显微镜观测混凝土的受力破坏过程 可分为四个阶段 界面裂纹无明显变化 界面裂纹增长 无明显砂浆裂纹 出现砂浆裂纹和连续裂纹 连续裂纹迅速扩展 汇合 贯通 裂纹缓慢增长 裂纹迅速增长 二 混凝土的抗压强度与强度等级 一 混凝土的立方体抗压强度fcu150 150 150mm试件 标养 20 2 相对湿度 95 28d的抗压强度值 称立方体抗压强度fcu 简称抗压强度 100 200mm的非标试件的换算系数为0 95 1 05 二 混凝土的强度等级fcu k混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值划分 混凝土的立方体抗压强度标准值 简称抗压强度标准值 是测得的抗压强度总体分布中的一个值 强度低于该值的百分率不超过5 或具有95 强度保证率的抗压强度值 混凝土的强度等级用符号C和立方体抗压强度标准值来表示 如C30 三 混凝土的轴心抗压强度fcp 棱柱体抗压强度 150 150 300mm试件标养28d的抗压强度值 混凝土结构设计中计算轴心受压构件时 取fcp fcp 0 7 0 8 fcu原因 环箍效应 试件在上下两块压板的摩擦力约束下 侧向变形受到限制 其影响高度大约为试件边长的0 866倍 立方体试件整体受到环箍效应的限制 测得强度相对较高 而棱柱体试件的中间区域未受到 环箍效应 的影响 属纯压区 测得的强度相对较低 当钢压板与试件之间涂上润滑剂后 摩擦阻力减小 环箍效应减弱 立方体抗压强度与棱柱体抗压强度趋于相等 式中P 破坏荷载 N A 试件受劈面的面积 mm2 四 混凝土的抗拉强度ft劈拉强度fts 150 150 150mm试件标养28d 试验表明 ft 08 0 9 fts混凝土属于脆性材料 ft 1 10 1 20 fcu 在无试验资料时 fts可通过fcu估算 五 影响混凝土强度的因素保罗米公式 式中f28 fcu 混凝土28d的强度fce 水泥的实际强度 fce Kcfce g Kc水泥强度富余系数1 13 fce g水泥强度等级 碎石 a 0 46 b 0 07卵石 a 0 48 b 0 33 一 水泥强度等级与水灰比混凝土强度主要取决于水泥石强度和界面粘结强度 二 骨料的品种 规格 质量 级配 三 温度 湿度与龄期1 温度 湿度 混凝土在达到具有抗冻能力临界强度后 方可撤除保温措施 环境湿度越高 水泥的水化程度越高 强度越高 2 龄期用中等强度普通水泥 非R型 配制的混凝土 在标准养护条件下 龄期 3d 有以下关系 只作参考 四 施工工艺 质量及外加剂六 提高混凝土强度的措施 思考题 4 7混凝土的变形性能 一 化学变形混凝土在凝结硬化过程中 由于水泥水化产物的体积小于反应物 水泥与水 的体积 导致混凝土收缩 称化学收缩 不可恢复 一般40d内趋向稳定 化学收缩一般对混凝土结构没有破坏作用 二 塑性收缩混凝土未硬化前因表面水分蒸发而引起的收缩 在表面产生很大的湿度梯度 从而导致混凝土表面开裂 高强和高性能混凝土非常容易发生塑性开裂 若混凝土拌合料泌水严重则可引起混凝土产生整体沉降 称塑性沉降 三 自收缩由于水泥水化消耗水分 使混凝土内部的相对湿度降低 造成毛细孔 凝胶孔的液面弯曲 体积减小 产生所谓的自干缩现象 1d可以达到28d自收缩值的50 60 早期强度高 水化快 水胶比小 早强剂 促凝剂都会加剧混凝土的早期自收缩 四 干湿变形 由混凝土中水分变化所致 1 干缩水泥石内吸附水和毛细孔水蒸发时 会引起凝胶体紧缩和毛细孔负压 从而使混凝土产生收缩 2 湿胀混凝土吸湿使毛细孔负压减小或消失产生膨胀 3 干缩湿胀不可逆混凝土的湿胀很小 无害 干缩使混凝土表面产生较大的拉应力而引起开裂 使混凝土性能降低 混凝土的干湿变形用100 100 515mm的试件 其值可达 3 5 10 4 实际构件的尺寸较大 干缩值远小于试验值 结构设计时取 1 5 2 0 10 4 即lm混凝土收缩0 15 0 20mm 4 影响混凝土干缩变形的因素 1 水泥用量 细度 品种 2 水灰比 般用水量 1 干缩 2 3 3 骨料的规格与质量 4 养护条件 5 外加剂 许多早强剂和减水剂会增大收缩 五 温度变形 由温度变化所致1 大体积混凝土工程在凝结硬化初期 混凝土内外温差很大 可达40 50 以上 导致混凝土表面开裂 2 热胀冷缩变形混凝土在正常使用条件下产生热胀冷缩变形 其热膨胀系数 0 6 1 3 10 5 即温度每升降1 lm混凝土的胀缩约为0 01mm3 措施 1 低热水泥 降低水泥用量 掺缓凝剂 2 人工降温 3 设温度钢筋或伸缩缝 六 混凝土的弹塑性变形混凝土是一种非均质材料 属于弹塑性体 在外力作用下 既产生弹性变形 又产生塑性变形 1 混凝土的弹性模量E混凝土以0 4fcp 经3次以上循环加 卸荷后 应力与应变的比值 为混凝土的弹性模量E 0 4fcp 是一个条件弹性模量对C10 C60的混凝土 E 1 75 3 60 104MPa 2 影响混凝土弹性模量的主要因素 1 混凝土的强度 2 水泥用量与水灰比 3 骨料的弹性模量与骨料的质量 4 养护龄期 5 引气剂 降低20 30 五 徐变混凝土在长期恒载作用下 沿作用力方向随时间而产生的塑性变形 1 徐变原因 是水泥石中凝胶的粘性流动 并向毛细孔中移动 以及凝胶体内的吸附水在荷载作用下向毛细孔迁移 2 影响徐变的因素 1 水泥用量与水灰比 2 骨料的弹性模量 规格与质量 3 养护湿度 4 龄期3 徐变作用 1 可降低混凝土 钢筋混凝土中的应力集中程度 2 对大体积混凝土可降低或消除温度应力 3 在预应力混凝土中 使预应力损失 4 8混凝土的耐久性 一 抗渗性二 抗冻性