第六章 混凝土2

1、普通混凝土的组成材料新拌混凝土的性能课 前 回 顾一、硬化混凝土的性能 （一）混凝土的抗压强度（二）混凝土的抗拉强度 （三）混凝土的变形 （四）混凝土的耐久性（一）混凝土的抗压强度 普通混凝土力学性能试验方法普通混凝土力学性能试验方法试块尺寸：边长试块尺寸：边长150mm立方体立方体标准条件：标准条件：养护龄期：养护养护龄期：养护28天天 混凝土质量控制标准混凝土质量控制标准GB50164-2011 立方体极限抗压强度总体分布中，具有立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%强度保障率的立方体试件强度保障率的立方体试件（一）混凝土的抗压强度 混凝土质量控制标准混凝土质量控制标准GB50164-2

2、011 立方体极限抗压强度总体分布中，具有立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%强度保障率的立方体试件的抗压强度，称强度保障率的立方体试件的抗压强度，称为混凝土立方体为混凝土立方体抗压强度标准值抗压强度标准值。 普通混凝土强度划分为普通混凝土强度划分为19个等级：个等级：C10、C15、C20、C30、C35、C100（一）混凝土的抗压强度 轴心抗压强度：轴心抗压强度： 利用利用150mm 150mm300mm的棱柱体进的棱柱体进行棱柱体抗压强度试验，测得的抗压强度称为轴行棱柱体抗压强度试验，测得的抗压强度称为轴心抗压强度。心抗压强度。 边长为边长为100mm的立方体试块，折算系数的立方体试

3、块，折算系数1.05 边长为边长为200mm的立方体试块，折算系数的立方体试块，折算系数0.95影响混凝土抗压强度的因素？1.水泥强度和水灰比 3.龄 期2.骨 料4.养 护5.其 他1.水泥强度和水灰比2.骨 料 颗粒强度颗粒强度 级配（颗粒分布）级配（颗粒分布） 粒形（骨料表面粗糙度粒形（骨料表面粗糙度 ） 最大粒径最大粒径3.龄 期f fn n=f=f2828lgn/lg28lgn/lg284.养 护养护方式养护方式（1）覆盖塑料膜、塑料垫、矿棉毡；覆盖塑料膜、塑料垫、矿棉毡；（2 2）覆盖湿麻袋、湿草袋；）覆盖湿麻袋、湿草袋；（3 3）喷洒养护剂；）喷洒养护剂；（4 4）围水浸泡；）围

4、水浸泡；（5 5）洒水或布管喷水；）洒水或布管喷水；（6 6）埋设冷却水管；）埋设冷却水管；（7 7）蒸汽养护。）蒸汽养护。养护养护蒸汽养护蒸汽养护5.其 他外加剂外加剂混合材混合材湿热处理方式湿热处理方式施工方法施工方法强度测定方法强度测定方法问题：问题：o 1、使用强度高的混凝土目的何在？使用强度高的混凝土目的何在？o 2 2、设想一下混凝土强度高了会不会带、设想一下混凝土强度高了会不会带来副作用，是否强度越高越好？来副作用，是否强度越高越好？ （二）混凝土的抗拉强度 一般只有抗压强度的一般只有抗压强度的1/101/13，且拉压比随抗压强度的增高而且拉压比随抗压强度的增高而减小减小。 混凝

5、土抗拉强度对混凝土的混凝土抗拉强度对混凝土的抗裂性抗裂性有重要作用。有重要作用。直拉试验直拉试验（三）混凝土的变形2. 干缩湿胀 3.自收缩1.化学减缩4.温度变形 5.荷载作用下变形1.化学减缩 在没有干燥和其他外界环境影响下的收缩。在没有干燥和其他外界环境影响下的收缩。 原因：原因： 水泥水化物的固体体积小于水化前反应物水泥水化物的固体体积小于水化前反应物的总体积。的总体积。 化学减缩引起的体积收缩是化学减缩引起的体积收缩是不能恢复不能恢复的。的。收缩裂缝收缩裂缝凝胶孔凝胶孔毛细孔毛细孔凝胶凝胶孔隙孔隙+水泥水泥水水=水泥浆水泥浆水泥水泥+水水水泥浆体水泥浆体=水泥水泥浆体浆体化学收缩化学

6、收缩大水灰比大水灰比0.4小水灰比小水灰比0.41.化学减缩2. 干缩湿胀 干燥收缩分为干燥收缩分为可逆可逆收缩和收缩和不可逆不可逆收缩。收缩。 干燥收缩对混凝土的影响？干燥收缩对混凝土的影响？2. 干缩湿胀 干燥收缩的影响因素？干燥收缩的影响因素？ 水泥用量、品质水泥用量、品质 水灰比水灰比 骨料用量骨料用量 养护条件养护条件 结构体型特征结构体型特征比较化学收缩和干燥收缩的异同？相同点相同点：均由于水的迁移所引起；：均由于水的迁移所引起；不同点不同点： 1.化学收缩不失重；化学收缩不失重； 2.化学收缩各向同性地发生，干缩化学收缩各向同性地发生，干缩 由表及里地发生；由表及里地发生； 3.

7、水灰比水灰比降低时，干缩减小，化学收降低时，干缩减小，化学收 缩增大；缩增大； 3. 自收缩 如果养护期间除了拌合用水外，没有补如果养护期间除了拌合用水外，没有补充水分，混凝土内部将开始干燥，由此引起充水分，混凝土内部将开始干燥，由此引起收缩称为自收缩。收缩称为自收缩。4. 温度变形环境升温或降温引起的热胀冷缩变形环境升温或降温引起的热胀冷缩变形混凝土内部升温或降温引起的温度变形混凝土内部升温或降温引起的温度变形q混凝土热膨胀系数为（混凝土热膨胀系数为（612）10-6-1，设计，设计中取中取10 10-6-1，即每温升，即每温升1 ，每米混凝土膨，每米混凝土膨胀胀0.01mm。减少大体积混凝

8、土开裂措施？u用低水化热水泥和尽量减少水泥用量；用低水化热水泥和尽量减少水泥用量；u尽量减少用水量，提高混凝土的强度；尽量减少用水量，提高混凝土的强度；u选用热膨胀系数低的骨料，减少热变形；选用热膨胀系数低的骨料，减少热变形；u预冷原材料；预冷原材料；u合理分缝、分块、减轻约束；合理分缝、分块、减轻约束；u在混凝土中预埋冷却水管；在混凝土中预埋冷却水管；u表面绝热，调节表面温度下降速度。表面绝热，调节表面温度下降速度。5. 荷载作用下的变形 短期荷载作用下的变形：短期荷载作用下的变形： 弹性变形、塑性变形弹性变形、塑性变形 长期荷载作用下的变形：长期荷载作用下的变形： 徐徐 变变 指混凝土承受

9、持续荷载时，随时间指混凝土承受持续荷载时，随时间的延长而增加的变形。的延长而增加的变形。5. 荷载作用下的变形徐变的原理：徐变的原理： 水泥石长期在荷载作用下的粘性流水泥石长期在荷载作用下的粘性流动和滑移。动和滑移。 徐变对混凝土构件的影响？徐变对混凝土构件的影响？工程实例分析工程实例分析【概况概况】某车间完工后发现顶层每个框架横梁上都某车间完工后发现顶层每个框架横梁上都出现不同程度的裂缝。裂缝均于梁的上部，长约为出现不同程度的裂缝。裂缝均于梁的上部，长约为梁高一半，裂缝上宽下窄，最大宽为梁高一半，裂缝上宽下窄，最大宽为0.5 mm0.5 mm。经设。经设计复查，设计计算无误；整个车间坐落于完

10、整的砂计复查，设计计算无误；整个车间坐落于完整的砂岩地基上，没有不均匀沉降，材料全部合格，混凝岩地基上，没有不均匀沉降，材料全部合格，混凝土强度满足要求。经了解，在顶层施工中为赶进度，土强度满足要求。经了解，在顶层施工中为赶进度，把混凝土的强度等级从把混凝土的强度等级从C20C20提高至提高至C30C30，单位水泥用，单位水泥用量增加了量增加了90 kg90 kg，且当时使用的砂亦恰好细度变细。，且当时使用的砂亦恰好细度变细。（四）混凝土的耐久性2. 抗氯离子渗透 3.混凝土抗冻性1.混凝土的抗渗性4.混凝土抗侵蚀性 5.混凝土的碳化6. 混凝土碱骨料反应1.混凝土的抗渗性概概 念：念：影响因

11、素：影响因素： 混凝土空隙特征混凝土空隙特征衡量指标：衡量指标： 抗渗等级抗渗等级2. 抗氯离子渗透 抗氯离子渗透也是评价混凝土抗氯离子渗透也是评价混凝土抗渗性抗渗性的一个重要指标。的一个重要指标。氯离子腐蚀氯离子腐蚀酸雨腐蚀酸雨腐蚀【观察与讨论观察与讨论】南方某海港码头建成后发现部分纵梁底部混凝土脱落，南方某海港码头建成后发现部分纵梁底部混凝土脱落，钢筋全部外露，见图。纵梁底部严重锈裂，而钢筋全部外露，见图。纵梁底部严重锈裂，而型板型板面基本完好，见图。码头梁混凝土的水灰比为面基本完好，见图。码头梁混凝土的水灰比为0.50 和和0.55。请讨论该码头钢筋混凝土腐蚀破坏的原因。该。请讨论该码头

12、钢筋混凝土腐蚀破坏的原因。该工程混凝土未掺外加剂，水泥用量为工程混凝土未掺外加剂，水泥用量为350 kg/m3某海港码头梁裂缝锈蚀某海港码头梁裂缝锈蚀【讨论讨论】该码头纵梁钢筋锈蚀，是因其处于浪溅区，海水氯盐该码头纵梁钢筋锈蚀，是因其处于浪溅区，海水氯盐入侵混凝土，使钢筋周围氯离子含量超过钢筋致锈的临界入侵混凝土，使钢筋周围氯离子含量超过钢筋致锈的临界值，引起钢筋锈蚀。而锈蚀使混凝土膨胀开裂，以致脱落值，引起钢筋锈蚀。而锈蚀使混凝土膨胀开裂，以致脱落，又进一步加剧了钢筋的锈蚀。，又进一步加剧了钢筋的锈蚀。a.从混凝土其它方面来看，码头梁混凝土的水灰比为从混凝土其它方面来看，码头梁混凝土的水灰比

13、为0.50 和和0.55。较大的水灰比使混凝土孔径和孔隙率增大，。较大的水灰比使混凝土孔径和孔隙率增大，利于氯离子渗透，扩散至钢筋表面。利于氯离子渗透，扩散至钢筋表面。b.混凝土单位体积胶凝材料用量偏低。该工程混凝土未混凝土单位体积胶凝材料用量偏低。该工程混凝土未掺外加剂，水泥用量为掺外加剂，水泥用量为350 kg/m3。c.混凝土保护层厚度不足。该混凝土保护层设计厚度为混凝土保护层厚度不足。该混凝土保护层设计厚度为5.5 mm，且由于施工偏差，部分构件实际保护层还低于设，且由于施工偏差，部分构件实际保护层还低于设计值。计值。 3.混凝土抗冻性概概 念：念：影响因素：影响因素： 混凝土空隙特征

14、、强度混凝土空隙特征、强度衡量指标：衡量指标： 抗冻等级抗冻等级4.混凝土抗侵蚀性混凝土质量控制标准混凝土质量控制标准 将抗硫酸盐等级分为将抗硫酸盐等级分为KS30，KS60，KS90，KS120，KS150和大于和大于KS150 6个等级。个等级。4.混凝土抗侵蚀性提高抗侵蚀性的措施？提高抗侵蚀性的措施？ 提高混凝土密实度；提高混凝土密实度； 改善混凝土孔隙结构；改善混凝土孔隙结构； 外部保护措施，隔离侵蚀介质。外部保护措施，隔离侵蚀介质。5.混凝土的碳化原原 理：理：影响因素：影响因素： 水泥品种、水灰比、环境条件水泥品种、水灰比、环境条件不良影响：不良影响： 抗冻等级抗冻等级6.混凝土中

15、的碱骨料反应原原 理：理：措措 施：施：不良影响：不良影响： 导致混凝土胀裂导致混凝土胀裂二.混凝土质量控制与强度评定（一）质量控制（一）质量控制生产前生产前的初步控制的初步控制生产过程生产过程的控制的控制生产后生产后的合格性控制的合格性控制三、普通混凝土的配合比设计（一）混凝土配合比设计的基本要求（一）混凝土配合比设计的基本要求和易性 耐久性强度等级经济性三、普通混凝土的配合比设计（二）混凝土配合比设计的任务（二）混凝土配合比设计的任务水灰比砂率单位用水量三、普通混凝土的配合比设计（三）混凝土配合比设计的算料基准（三）混凝土配合比设计的算料基准1m3混凝土各组成材料质量；混凝土各组成材料质量

16、；如：如： C0=330kg, W0=159kg, S0=685kg ,G0=1285kg,各组成材料间质量比：各组成材料间质量比： C:S:G=1:2.08:3.89,W/C=0.48三、普通混凝土的配合比设计（四）混凝土配合比设计的步骤（四）混凝土配合比设计的步骤基准配合比确定实验室配合比确定计算配合比确定施工配合比确定和易性校核调整和易性校核调整强度校正强度校正（1 1）计算配置强度）计算配置强度fcu.0 fcu.k + 1.645式中式中：fcu.0 混凝土配制强度混凝土配制强度 fcu.k 设计设计混凝土立方体抗压强度标准值混凝土立方体抗压强度标准值； 混凝土强度标准差混凝土强度标

17、准差（MPa）1.计算配合比确定1.计算配合比确定（1 1）计算配置强度）计算配置强度有统计资料时：有统计资料时：1.计算配合比确定（2 2）初步确定水灰（胶）比）初步确定水灰（胶）比fb = f s fce1.计算配合比确定（2 2）初步确定水灰（胶）比）初步确定水灰（胶）比fb = f s fce1.计算配合比确定（2 2）初步确定水灰（胶）比）初步确定水灰（胶）比fb = f s fce1.计算配合比确定（3 3）选取每）选取每1m1m3 3混凝土的用水混凝土的用水1.计算配合比确定（3 3）选取每）选取每1m1m3 3混凝土的用水混凝土的用水卵石卵石碎石碎石1.计算配合比确定掺外加剂时

18、混凝土的用水量掺外加剂时混凝土的用水量（4 4）计算混凝土单位胶凝材料用量）计算混凝土单位胶凝材料用量满足最小胶凝材料用量要求。表满足最小胶凝材料用量要求。表6-276-271.计算配合比确定（5 5）选用合理砂率）选用合理砂率1.计算配合比确定（6 6）计算粗细、骨料用量）计算粗细、骨料用量重量法重量法体积法体积法2.基准配合比确定计算配合比试配、调整、确定计算配合比试配、调整、确定满足和易性要求满足和易性要求3.实验室配合比确定基准配合、上下浮动基准配合、上下浮动0.5%0.5%的配合比的配合比砂率增加和减少砂率增加和减少1%1%4.施工配合比确定测出砂石含水率测出砂石含水率计算施工配合比计算施工配合比小 结