土哥土木工程材料2019第三讲

1、八 零 教 育2019年岩土道路专业基础工程地质Its土哥EightyEducation八 零 教 育大纲考点岩土专业结构专业材料的组成化学组成矿物组成及其对材料性质的影响化学组成矿物组成及其对材料性质的影响材料的微观结构及其对材料性质的影响原子结构；离子键；金属键；共价键和范德华力；晶体与无定形体(体)原子结构；离子键；金属键；共价键和范德华力；晶体与无定形体(体)材料的宏观结构及其对材料性质的影响材料的基本性质：密度；表观密度与堆积密度；孔隙与孔隙率材料的基本性质：密度；表观密度与堆积密度；孔隙与孔隙率好教育，八零造！岩土基础 ：土哥2八 零 教 育大纲考点岩土专业结构专业材料的特征亲水性

2、与憎水性；吸水性与吸湿性；耐水性；抗渗性；抗冻性；导热性强度与变形性能；脆性与韧性亲水性与憎水性；吸水性与吸湿性；耐水性；抗渗性；抗冻性；导热性强度与变形性能；脆性与韧性无机胶凝材料气硬性胶凝材料；石膏和石灰技术性质与应用气硬性胶凝材料；石膏和石灰技术性质与应用水硬性胶凝材料水泥的组成；水化与凝结硬化机理；性能与应用材料的基本性质：密度；表观密度与堆积密度；孔隙与孔隙率好教育，八零造！岩土基础 ：土哥3八 零 教 育大纲岩土专业结构专业考点原材料技术要求；拌合物的和易性及影响因素；强度性能与变形性能；耐久 性抗渗性、抗冻性、碱骨料反应； 混凝土外加剂与配合比设计 沥青及改性原材料技术要求；拌合

3、物的和易性及影响因素；强度性能与变形性能；耐久 性抗渗性、抗冻性、碱骨料反应；混凝土外加剂与配合比设计 沥青及改性混凝土沥青：组质和应用沥青：组质和应用组成、组织与性能的关系； 其对钢材性能的影响；与选用处理及组成、组织与性能的关系； 理及其对钢材性能的影响； 材和种类与选用处钢钢材钢材和种类木材、石材和粘土组能与应用组能与应用好教育，八零造！岩土基础 ：土哥4八 零 教 育土木工程材料大纲&考点分值分布好教育，八零造！岩土基础 ：土哥5年份考点2011201220132014201620172018合计材料的组成与特征11121118材料的宏观、微观结构及其对材料性质的影响11111

4、5无机胶凝材料112水硬性胶凝材料111115混凝土232222215钢材1111116木材、石材、沥青和粘土21111219八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土的分类l 按施工工艺分l 泵送混凝土、喷射混凝土、真空脱水混凝土、碾压混凝土、预拌混凝土（商品混凝土）等l 按用途分灌浆混凝土、l 防水混凝土、防射线混凝土、耐酸混凝土、装饰混凝土、耐火混凝土、补偿收缩混凝土、水下浇筑混凝土等好教育，八零造！岩土基础 ：土哥6八 零 教 育混凝土及砂浆l 组成：是由水泥、砂、石和水所组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。l 几个概念混凝土拌合物：硬化前的混凝土或称新拌混凝土。水泥浆：水和水泥组成水泥

5、浆。水泥砂浆：水泥浆包裹在砂的表面，并填充在砂的空隙中成为砂浆水泥浆和砂浆在混凝土拌合物中分别起到润滑砂、石的作用，使混凝土llll具有施工要求的性，并使混凝土成型密实。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥7八 零 教 育混凝土及砂浆l 骨料通常所用的砂、石的强度高于水泥石的强度，因此在混凝土中，砂、石起骨架l作用，称为骨料；主要限制混凝土的干缩、减少水泥的用量和水化热、降低成本，并提高混凝土的强度和耐久性的作用。骨料占混凝土总体积的70-80；水泥石：20-30，此外还有少量的气孔。l好教育，八零造！岩土基础 ：土哥8八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土的基本要求(一)混凝土拌合物的和易性混凝土

6、拌合物的和易性也称工作性或工作度，是指混凝土拌合物易于施工，并能获得均匀密实结构的性质。混凝土拌合物的和易性包括以下三项含义：l (1)性。一定的性可保证混凝土构件或结构的形状与以及混凝土结构的密实性。性过小，不利于施工，并难以达到密实成型，易在混凝土内部造成孔隙或孔洞，影响混凝土的质量；性过大，虽然成型方便，但水泥浆用量大，不，且可能会造成混凝土拌合物产生离析和分层，影响混凝土的均质性。性是和易性中最重要的性质，对混凝土的强度及其它性质有较大的影响。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥9八 零 教 育混凝土及砂浆l (2)粘聚性。指混凝土拌合物各组成材料具有一定的粘聚力，在施工过程中保持整体均匀

7、一致的能力。粘聚性差的混凝土拌合物在、浇注、成型等过程中，石子容易与砂浆产生分离，即易产生离析、分层现象，造成混凝土内部结构不均匀。粘聚性对混凝土的强度及耐久性有较大的影响。(3)保水性。指混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保证混凝l土拌合物在、成型和凝结硬化过程中，不发生大的或严重的泌水。泌水会在混凝土内部产生大量的连通毛细孔隙，成为混凝土中的渗水通道。上浮的水会在钢筋和石子的下部，增加了石子和钢筋下部水泥浆的水灰比，形成薄弱层，即界面过渡层严重时会在石子和钢筋的下部形成水隙或水囊，即孔隙或裂纹，从而严重影响它们与水泥石之间的界面粘结力。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥10八

8、 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土拌合物的性、粘聚性及保水性，三者相互，但又相互。当性较大 时，往往混凝土拌合物的粘聚性和保水性较差，反之亦然。因此，混疑土拌合物和易性良好是指三者相互协调，均为良好。l (二)强度混凝土在28d时的强度或规定龄期时的强度应满足结构设计的要求。ll (三)耐久性l 混凝土应具有与环境相适应的耐久性，以保证混凝土结构的使用。l (四)性在满足上述三项要求的前提下，混凝土中的各组成材料应合理，即应节约水泥用量，以降低成本。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥11八 零 教 育混凝土及砂浆l 水泥是混凝土中最重要的组分。水泥品种的选择，应当根据混凝土工程性质与特点，工程的

9、环境条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的选择。l 水泥强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应。l 经验证明，配制C30以下的混凝土（中低强度），水泥强度等级为混凝土强度等级的1.52倍，配制40以上的高强混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的0.91.5倍，同时宜掺入高效减水剂。l 用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土时，较少的水泥用量即可满足混凝土的强度，但水泥用量过少会严重影响混凝土拌合物的和易性及混凝土的耐久性；用低强度等级水泥配制高强混凝土时，会因水灰比太小及水泥用量过大而影响混凝土拌合物的性，并会显著增加混凝土水化热和干缩。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥12八 零

10、教 育混凝土及砂浆l 2. 细骨料l 粒径小于150-4.75m的岩石颗粒（砂）称为细骨料.l 混凝土用的细骨料有天然砂和人工砂。l 天然砂：河砂、湖砂、山砂和淡化海砂。混凝土用砂的质量技术要求分述如下。l 2.1砂的粗细程度与颗粒级配砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗l砂、中砂与细砂之分。在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥13八 零 教 育混凝土及砂浆

11、l 砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥14八 零 教 育混凝土及砂浆l 砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法，是用一套孔径（净）为9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率ai及累计筛余百分率i

12、（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥15八 零 教 育混凝土及砂浆l 细度模数（x）愈大，表示砂愈粗，砂的细度模数范围一般为3.70.7，其中l x在3.7 3.为粗砂，l x在.02.3为中砂，l x在2.21.6为细砂，l x在1.50.7为特细砂。普通混凝土用砂的细度模数一般在2.2 3.2之间较为适宜。规范将细度模数为3.7 1.6的普通混凝土用砂l好教育，八零造！岩土基础 ：土哥16八 零 教 育混凝土及砂浆l 砂按技术要求分为三类：l I类宜用于强度等级>C60的混凝土l II类宜用于强度等级C30C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求

13、的混凝土；l III类宜用于强度等级<C30的混凝土和砂浆好教育，八零造！岩土基础：土哥17八 零 教 育混凝土及砂浆l 砂中不应含有活性氧化硅，因为砂中含有的活性氧化硅，能与水泥中的碱分（2及2）起作用，产生碱骨料反应，使混凝土发生膨胀开裂。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥18八 零 教 育混凝土及砂浆l 3.粗骨料l 粒径大于4.75的骨料为粗骨料（卵石和碎石）。对用于配制普通混凝土的卵石和碎石有以下技术要求：l 3.1最大粒径、颗粒级配l （1）石子最大粒径（Dmax）石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径。石子的最大粒径增l大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石

14、子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥19八 零 教 育混凝土及砂浆l 然而石子最大粒径（Dmax）过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等造成混凝土的强度下降。同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。根据我国钢筋混凝土施工规范规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断面的短边长度的；不得大于钢筋最小净距的 。另外还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥20八 零 教 育混凝土及砂浆l 3.2 粗骨料的强度及坚固性l

15、（1）粗骨料的强度l 粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子的压碎指标来表示。l 岩石立方强度试验，是用母岩制成5×5×5立方体，或直径与高度均为5的圆柱体试样，浸泡水中，待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于1.5。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥21八 零 教 育混凝土及砂浆l 压碎指标是将一定重量气干状态下1020的石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到200，卸荷后称取试样质量（0），再用孔径为2.36的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（m1），用下式计算压碎指标：l 式中la压碎指标值，%；0试样质量，g

16、；m1压碎试验后试样的筛余量，g。ll 压碎指标值越小，骨料的强度越高。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥22八 零 教 育混凝土及砂浆l 2）骨料的坚固性l 骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用（如冻融循环作用） 下骨料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定。好教育，八零造！岩土基础：土哥23八 零 教 育混凝土及砂浆l 3.有害杂质l 粗骨料中的有害杂质主要有：粘土、淤泥及细屑；硫酸盐及硫化物；有机物质；蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗粒等。它们的危害作用与在细骨料中相同。各种有害杂质的含量都不应超出规范的规定。l 粗

17、骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的倍）和片状（厚度小于平均粒径的0.4倍）颗粒，不仅影响混凝土的和易性，而且会使混凝土的强度降低。骨料中针状颗粒含量，应符合规范中的规定。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥24八 零 教 育混凝土及砂浆l 骨料的饱和面干吸水率l 骨料的几种含水状态如下所示。l （）全干状态，（ ）气干状态；（c）饱和面干状态（）湿润状态好教育，八零造！岩土基础 ：土哥25八 零 教 育混凝土及砂浆l 骨料的含水状况除不含水分的绝干状态以外，还有含与大气湿度平衡的水分时的气干状态；颗粒表面干燥，而颗粒内部的孔隙含水饱和的饱和面干状态；颗粒表面吸附了水的润湿状态。l 骨料在饱和

18、面干状态时的含水率，称为饱和面干吸水率。当拌制混凝土时，由于骨料含水量的不同，将影响混凝土的用水量和骨料用量。计算混凝土中各项材料的配合比时，一般以干燥骨料为基准，而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥26八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土拌合及养护用水在拌制和养护混凝土用的水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害l杂质，如油脂、糖类等。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污水、PH值小于的酸性水、含硫酸盐（按3计）超过水重的水均不得使用，在对水质有疑问时可将该水与洁净水分别制成混凝土试块，然后进行强度对比试验，如果用该水制成的试

19、块强度不低于洁净水制成的试块强度，就可用此水来拌制混凝土。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此一般不得用海水拌制混凝土。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥27八 零 教 育混凝土及砂浆l 普通混凝土的主要技术性质混凝土在未凝结硬化以前，称为混凝土拌合物。它必须具有良好的和易性，l便于施工，以保证能获得良好的浇灌质量；混凝土拌合物凝结硬化以后，应具有足够的强度，以保证物能安全地承受设计荷载；并应具有必要的耐久性。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥28八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土拌合物的和易性l 1.1. 和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（

20、拌合、浇灌、捣实）并能获l致质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质，包括有性、粘聚性和保水性等面的含义。性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生，l并均匀密实地填满模板的性能。泥浆含量的多少。性的大小取决于混凝土拌合物中用水量或水好教育，八零造！岩土基础 ：土哥29八 零 教 育混凝土及砂浆粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，l不致产生分层和离析的性能。粘聚性的大小主要取决于细骨料的用量以及水泥浆的稠度等。保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生l严重泌水的性能。保水性差的混凝土拌合物，由于水分水的孔隙，从而降

21、低混凝土的密实性。出来会形成容易透好教育，八零造！岩土基础：土哥30八 零 教 育混凝土及砂浆l 和易性测定及评价指标l 目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，通常是测定拌合物的l （）坍落筒法性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。将混凝土拌合物按规定方法装入标准圆锥筒中，逐层插捣并装满刮平后，l垂直提起圆锥筒，混凝土拌合物由于自重将会向下坍落。量测坍落的高度（以毫米计），即为坍落度。坍落度越大，则混凝土拌合物的性越大。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥31八 零 教 育混凝土及砂浆好教育，八零造！岩土基础 ：土哥32八 零 教 育混凝土及砂浆l 在做坍落度试验的

22、同时，应观察混凝土拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情况，以更全面地评定混凝土拌合物的和易性。坍落度法适用于骨料最大粒径不大于40，坍落度值不小于10的混凝土拌合物。l 根据坍落度的不同，可将混凝土拌合物分为：l 大l性混凝土（坍落度大于160）；性混凝土（坍落度为100150）；l 塑性混凝土（坍落度为5090）及l 低塑性混凝土（坍落度为1040）。l 坍落度值小于10的拌合物为干硬性混凝土。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥33八 零 教 育混凝土及砂浆l 评定混凝土拌合物粘聚性的方法：用插捣棒轻轻敲击已塌落的混凝土拌合物锥体，突然发生崩塌或出现石子离析，l则表明粘聚性差。评定保水的方法：ll

23、 观察混凝土拌合物的底部，较多的稀水泥浆或水析出，或因失浆而使骨料外露，则说明保水性差，如锥体底部没有或仅有少量的水泥浆析出，则说明保水性好。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥34八 零 教 育混凝土及砂浆l （）维勃稠度法（法）l 对干硬性的混凝土拌合物通常采用维勃稠度仪测定其稠度。维勃稠度测试方法是：在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装满拌合物，垂直提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，在透明圆盘的底面完全为水泥浆所布满的瞬间，停止秒表，关闭振动台。此时可认为混凝土混合物已密实。读出秒表的秒数，称为维勃稠度。该法适用于粗骨料最大粒径不超过40，维勃稠度在3

24、0之间的混凝土拌合物的稠度测定。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥35八 零 教 育混凝土及砂浆l 和易性的选择l 混凝土拌合物的坍落度，主要依据构件截面大小，钢筋疏密和捣实方法来确定。当截面件截面较小或钢筋较密，或采用人工插捣时，坍落度可选择大些。反之，如构较大，钢筋较疏，或采用振动器振捣时，坍落度可选择小些。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥36八 零 教 育混凝土及砂浆l 影响和易性的因素l （）水泥浆的数量l 在混凝土拌合物中，水泥浆包裹骨料表面，填充骨料空隙，使骨料润滑，提高混合料的混合物的性；在水灰比不变的情况下，体积混合物内，随水泥浆的增多，性增大。若水泥浆过多，超过骨料表面的包裹限

25、度，就会出现流浆现象，这既浪费水泥又降低混凝土的性能；如水泥浆过少，达不到包裹骨料表面和填充空隙的目的，使粘聚性变差，性低，不仅产生崩塌现象，还会使混凝土的强度和耐久性降低。混合物中水泥浆的数量以满足性要求为宜。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥37八 零 教 育混凝土及砂浆l ）水泥浆的稠度水泥浆的稀稠，取决于水灰比的大小。水灰比小，水泥浆稠，拌合物l性就小，混凝土拌合物难以保证密实成型。若水灰比过大，又会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而产生流浆、离析现象。水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。实际上用水量是影响混凝性最大的因素。当用水量一定时，水泥用量适当变化（增减50100l土3

26、 ）时，基本上不影响混凝土拌合物的性，即性基本上保持不变。由此可知，在用水量相同的情况下，采用不同的水灰比可配制出强度不同的混凝土。性相同而好教育，八零造！岩土基础 ：土哥38八 零 教 育混凝土及砂浆l 砂率l 砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石总用量的百分率。l g0每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；l s0每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；l s砂率（）；l P粗骨料的空隙率（）0s ,0g 砂、石堆积密度（kg/m3)l好教育，八零造！岩土基础 ：土哥39八 零 教 育混凝土及砂浆l 在混合料中，砂是用来填充石子的空隙。在水泥浆一定的条件下，若砂率过大，则骨料的总表面积及空隙率增大，

27、混凝土混合物就显得干稠，性小。如要保持一定的流动性，则要多加水泥浆，耗费水泥。若砂率过小，砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起润滑和填充作用，也会降低混合物的性，同时会使粘聚性、保水性变差，使混凝土混合物显得粗涩，粗骨料离析，水泥浆流失，甚至出现溃散现象。因此，砂率既不能过大，也不能过小，应通过试验找出最佳（合理）砂率。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥40八 零 教 育混凝土及砂浆l ）其他影响因素水泥品种，骨料种类，粒形和级配以及外加剂等，都对混凝土拌合物的和l易性有一定影响。水泥的标准调度用水量大，则拌合物的粒较大，形状圆整，表面光滑及级配较好时，则拌合物的在混凝土拌合物中加入

28、外加剂时（如减水剂），能显著地性小。骨料的颗性较大。此外，和易性。混凝土拌合物的和易性还与时间，温度有关。拌合物拌制后，随时间延长，性减小；温度越高，水分丢失越快，坍落度损失越大。l好教育，八零造！岩土基础 ：土哥41八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土的强度与强度等级（）抗压强度标准和强度等级值l 立方体抗压强度（fcu）按照标准的制作方成边长为150的正立方体试件，在标准养护条件（温度士2°，相对湿度95以上）下，养护至28龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度”（以fcu表示, 以2即 a）好教育，八零造！岩土基础 ：土哥42八 零 教 育混凝土及砂

29、浆l 测定混凝土立方体试件抗压强度，也可以按粗骨料最大粒径的而选用不同的试件。但在计算其抗压强度时，应乘以换算系数，以得到相当于标准试件的试验结果。l （对于边长为 100的立方体试件，换算系数为0.95；边长为200的立方体试件，换算系数为1.05）。好教育，八零造！岩土基础：土哥43八 零 教 育混凝土及砂浆l 立方体试件抗压强度标准值（fcu，k）立方体抗压强度（fcu）只是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的概念。而立方体抗压强度标准值（fcu,k）是按数理统计方法确定，具有不低于保证率的立方体抗压强度。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥44八 零 教 育混凝土

30、及砂浆l 强度等级混凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥45八 零 教 育混凝土及砂浆l 2)轴心抗压强度（fcp）为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件（例如柱子、衍架的腹杆等）时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。我国准，测定轴心抗压强度采用 × × 棱柱体作为标准试件。试验证明，棱柱体强度与立方体强度的比值为0.70.8。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥46八 零 教 育混凝土及砂浆l (3)劈裂抗拉强度（fts）我国准规定，采用标准试件立方体，按规定的劈裂抗

31、拉试验装置测得的强度为劈裂抗拉强度，简称劈拉强度fts混凝土劈裂抗拉强度应按下式计算：l 式中fts混凝土劈裂抗拉强度，MPa；F破坏荷载，；试件劈裂面面积，mm2。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥47八 零 教 育混凝土及砂浆l 为使钢筋和混凝土能有效协同工作，混凝土与钢筋之间应有一定的粘结强度。l 强度来源：混凝土与钢筋之间的摩擦；钢筋与水泥石之间的粘结；变形钢筋表面机械作用力。l 因素：混凝土的质量，混凝土的强度，钢筋的与种类，钢筋的位置（垂直、水平）；加载类型（拉、压）；干湿、温度的变化。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥48八 零 教 育混凝土及砂浆影响混凝土强度的主要因素有：（1）水

32、泥强度与水灰比水泥是混凝土中的活性组分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度也越高。当用同一品种同一标号的水泥时，混凝土的强度主要取决于水灰比。因为水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥重量的左右，但在拌制混凝土混合物时，为了获得必要的性，常需用较多的水（约占水泥重量的）。混凝土硬化后，多余的水分蒸发或残存在混凝土中，形成毛细管、气孔或水泡，它们减少了混凝土的有效断面，并可能在受力时于气孔或水泡周围产生应力集中，使混凝土强度下降。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥49八 零 教 育混凝土及砂浆l 在保证施工质量的条件下，水灰比愈小，混凝土

33、的强度就愈高。但是，如果水灰比太小，拌合物过于干涩，在一定的施工条件下，无法保证浇灌质量，混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞，也将显著降低混凝土的强度和耐久性。试验证明，混凝土强度，随水灰比增大而降低，呈曲线关系，而混凝土强度与灰水比呈直线关系好教育，八零造！岩土基础 ：土哥50八 零 教 育混凝土及砂浆l 养护的温度和湿度混凝土强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化的过程，必须在一定的温度和湿度条件下进行。在保证足够湿度情况下，不同养护温度，其结果也不相同。温度高， 水泥凝结硬化速度快，早期强度高，所以在混凝土制品厂常采用蒸汽养护的方法提高构件的早期强度，以提高模板和场地周转率。低温时水泥混凝土硬

34、化比较缓慢，当温度低至0°以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的。水泥的水化必须在有水的条件下进行，因此，混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥51八 零 教 育混凝土及砂浆l 龄期在正常养护条件下，混凝土强度的增长遵循水泥水化历程规律，即随着龄期时间的延长，强度也随之增长。最初内，强度增长较快， 以后增长较慢。但只要温湿度适宜，其强度仍随龄期增长。普通水泥制成的混凝土，在标准养护条件下，其强度的发展，大致与其龄期的对数成正比（龄期不小于三天）l 式中fnnd龄期混凝土的抗压程度, MPa；28 28龄期混凝

35、土的抗压强度, MPa；lg、lg 28（不小于3）和28的常用对数。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥52八 零 教 育混凝土及砂浆l （5）施工质量施工质量的好坏对混凝土强度有非常重要的影响。施工质量包括配料准确， 搅拌均匀，振捣密实，养护适宜等。任何一道工序忽视了规范管理和操作，都会导致混凝土强度的降低。(6) 试验条件试验条件对混凝土强度的测定也有直接影响。如试件，表面的平整度，加荷速度以及温湿度等，测定时，要严格遵照试验规程的要求进行，保证试验的准确性。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥53八 零 教 育混凝土及砂浆l 提高混凝土强度的措施（1）选用高强度水泥和低水灰比水泥是混凝土中的活

36、性组分，在相同的配合比情况下，所用水泥的强度等 级越高，混凝土的强度越高。水灰比是影响混凝土程度的重要因素，试验证明， 水灰比增加 ，则混凝土强度将下降，在满足施工和易性和混凝土耐久性要求条件下，尽可能降低水灰比和提高水泥强度，这对提高混凝土的强度是十分有效的。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥54八 零 教 育混凝土及砂浆l 掺用混凝土外加剂在混凝土中掺入减水剂，可减少用水量，提高混凝土强度；掺入早强剂，可提高混凝土的早期强度。在混凝土中掺入矿物外加剂（如磨细矿渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉等），可以节约水泥，降低成本；减少环境污染，能。混凝土诸多性好教育，八零造！岩土基础 ：土哥55八 零 教 育

37、混凝土及砂浆l （3）采用机械搅拌和机械振动成型。采用机械搅拌、机械振捣的混合料，可使混凝土混合料的颗粒产生振动，降低水泥浆的粘度和骨料的摩擦力，使混凝土拌合物转入液体状态，在满足施工和易性要求条件下，可减少拌合用水量，降低水灰比。同时，混凝土混合物被振捣后，它的颗粒互相靠近，并把空气排出，使混凝土内部孔隙大大减少，从而使混凝土的密实度和强度大大提高。好教育，八零造！岩土基础：土哥56八 零 教 育混凝土及砂浆l （4）采用湿热处理湿热处理可分为蒸汽养护和蒸压养护两类。蒸汽养护就是将成型后的混凝土制品放在100以下的常压蒸汽中进行养护。以加快混凝土强度发展的速度。混凝土经1620的蒸汽养护后，

38、其强度即可达到标准养护条件下28强度的70 80。l 蒸压养护混凝土在175温度和个大气压的蒸压釜中进行养护。主要适用于硅酸盐混凝土拌合物及其制品。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥57八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土的变形性能引起混凝土变形的因素很多，归纳起来有两类：非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。l 混凝土在非荷载作用下的变形（1）化学收缩混凝土在硬化过程中，由于水泥水化产物的体积小于反应物（水和水泥） 的体积，引起混凝土产生收缩，称为化学收缩。其收缩量是随着混凝土龄期的延长而增加，大致与时间的对数成正比一般在混凝土成型后40内收缩量增加较快，以后逐渐趋向稳定。化学收缩是不可恢复的

39、，可使混凝土内部产生微细裂缝。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥58八 零 教 育混凝土及砂浆l 2）塑性收缩混凝土成型后尚未凝结硬化时属塑性阶段，在此阶段往往由于表面失水而产生收缩称为塑性收缩。新拌混凝土若表面失水速率超过内部水向表面迁移的速率时， 会造成毛细管内部产生负压，因而使浆体中固体粒子间产生一定引力，便产生了收缩，如果引力不均匀作用于混凝土表面，则表面将产生裂纹。预防塑性收缩开裂的方法是降低混凝土表面失水速率，采取防风、降温等措施。最有效的方法是凝结硬化前保持混凝土表面的湿润，如在表面覆盖护剂等。膜、喷洒养好教育，八零造！岩土基础 ：土哥59八 零 教 育混凝土及砂浆l （3）干湿变

40、形混凝土的干湿变形主要取决于周围环境湿度的变化，表现为干缩湿胀。混凝土在干燥空气中存放时，混凝土内部吸附水分蒸发而引起凝胶体失水产生紧缩，以及毛细管内游离水分蒸发，毛细管内负压增大，也使混凝土产生收缩。如干缩后的混凝土再次吸水变湿后，一部分干缩变形是可以恢复的。混凝土在水中硬化时，体积不变，甚至有轻微膨胀。这是由于凝胶体中胶体粒子的吸附水膜增厚，胶体粒子间距离增大所致。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥60八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土的湿胀变形量很小，一般无破坏作用。但干缩变形对混凝土危害较大，干缩可能使混凝土表面出现拉应力而导致开裂，严重影响混凝土的耐久性。 影响混凝土干缩的因素有：水

41、泥品种和细度、水泥用量和用水量等。火山灰质硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥干缩大；水泥越细，收缩也越大；水泥用量多， 水灰比大，收缩也大；混凝土中砂石用量多，收缩小；砂石越干净，捣固越好，收缩也越小.好教育，八零造！岩土基础 ：土哥61八 零 教 育混凝土及砂浆l （4）温度变形混凝土与其他材料一样，也具有热胀冷缩的性质，混凝土的热胀冷缩的变形， 称为温度变形。混凝土温度膨胀系数约为 1×10-5，即温度升高1，每m膨胀0.01。温度变形对大体积混凝土极为不利。混凝土在硬化初期，水泥水化放出较多的热量，而混凝土是热的不良导体，散热很慢，使混凝土内部温度升高，但外部混凝土温度则随气温下降，致

42、使内外温差达5070，造成内部膨胀及外部收缩，使外部混凝土产生很大的拉应力，严重时使混凝土产生裂缝。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥62八 零 教 育混凝土及砂浆因此，对大体积混凝土工程，应设法降低混凝土的发热量，如采用低热水l泥，减少水泥用量，采用人工降温措施以及对表层混凝土加强保温保湿等，以减小内外温差，防止裂缝的产生和发展。对纵向长度较大的混凝土及钢筋混凝土结构，应考虑混凝土温度变形所产生的危害，每隔一段长度应设置温度伸缩缝，以及在结构内配置温度钢筋。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥63八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土在荷载作用下的变形（1）混凝土的受压变形与破坏特征硬化后的混凝土在

43、未施加荷载前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩引起的砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了拉应力，同时混凝土成型后的泌水聚积于粗骨料的下缘，混凝土硬化后形成为界面裂缝。混凝土受外力作用时，其内部产生了拉应力，这种拉应力很容易在具有几何形状为楔形的微裂缝顶部形成应力集中，随着拉应力的逐渐增大，导致微裂缝的进一步延伸、汇合、扩大，形成可见的裂缝，致使混凝土结构丧失连续性而遭到完全破坏。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥64八 零 教 育混凝土及砂浆l 弹性模量弹性模量是反应应力与应变关系的物理量，由于混凝土是弹塑性体，随荷载不同，应力与应变之间的比值成为一个变量，也就是说混凝土的弹性模量不是

44、定值。混凝上弹性模量的测定，是采用150×150×300mm的棱柱体试件，取其轴心抗压强度值的40作为试验应力荷载值，经45次反复加荷和卸荷后，测得应力与应变的比值，即为混凝土的弹性模量。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥65八 零 教 育混凝土及砂浆l 影响混凝土弹性模量的因素有：混凝土的强度等级越高，弹性模量越高。水泥用量少，水灰比小，粗细骨料用l量较多，弹性模量大。骨料弹性模量大，混凝土弹性模量也大。早期养护温度较低的混凝土具有较大的弹性模量。在相同强度情况下，蒸汽养ll护混凝土弹性模量较在标准条件下养护的混凝土弹性模量小。引气混凝土弹性模量较普通混凝土低2030。l好

45、教育，八零造！岩土基础 ：土哥66八 零 教 育混凝土及砂浆l 徐变混凝土在恒定荷载长期作用下，随时间增长而沿受力方向增加的非弹性变形， 称为混凝土的徐变。一般认为，徐变是由于水泥石中凝胶体在外力作用下，粘滞流变和凝胶粒子间的滑移而产生的变形，还与水泥石内部吸附水的迁移等有关。影响混凝土徐变因素很多，混凝土所受初应力越大，在混凝土制成后龄期较短时加荷，水灰比越大，水泥用量越多，都会使混凝土的徐变增大；另外混凝土弹性模量大，会减小徐变，混凝土养护条件越好，水泥水化越充分，徐变也越小。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥67八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗水渗透

46、的能力。混凝土渗水的，是由于内部孔隙形成连通的渗水孔道。这些孔道主要来源于水泥浆中多余水分蒸发而留下的气孔、水泥浆泌水所产生的毛细管孔道、内部的微裂缝以及施工振捣不密实产生的蜂窝、孔洞，这些都会导致混凝土渗漏水。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥68八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土的抗渗性以抗渗等级来表示。抗渗等级是以28龄期的标准抗渗试件，按规定方法试验，以不渗水时所能承受的最大水来表示，划分为P2、P4、P6、P8、P12 等等级，它们分别表示能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.2 MPa的水而不渗透。混凝土的抗渗性与水灰比有密切关系，还与水泥品种、骨料级配、施工质量、养护条件以及

47、是否掺外加剂、掺合料有关。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥69八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。混凝土抗冻性一般以抗冻等级表示。抗冻等级是采用龄期28的试块在吸水饱和后，承受反复冻融循环，以抗压强度下降不超过25，而且质量损失不超过 时所能承受的最大冻融循环次数来确定的。将混凝土划分为以下抗冻等级：10、F15、F25、F50、F150、F200、F250、F300等九个等级，分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为10、25、25、50、100、150、200、250和300次。好教

48、育，八零造！岩土基础 ：土哥70八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土受冻融作用破坏的，是混凝土内部的孔隙水在负温下结冰后体积膨胀造成的静水，因冷冻水蒸汽压的差别推动未冻水向冻结区的迁移造成的渗透，当这两种所产生的内应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，多次冻融使裂缝不断扩展直至破坏。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥71八 零 教 育混凝土及砂浆l 影响混凝土抗冻性的因素有：（）混凝土强度愈高，抵抗冻融破坏的能力越强，抗冻性越好。（）混凝土密实度、混凝土孔隙构造及数量。密实度越小，开口孔隙愈多，水分愈易渗入，静水越大，抗冻性越差。（）混凝土孔隙充水程度。饱水程度愈高，冻结后产生的冻胀作用就大，抗冻性越差。（）水灰比。水灰比与孔隙率成正比，水灰比越大，且开口孔隙率大，抗冻性越差。（）外加剂。在混凝土中掺入引气剂，可在水泥石中形成无数细小、均匀的气泡，使之成为水进出的“水库”，使静水和渗透得以，对冰冻破坏起到很好的缓冲作用。适宜的引气量以为宜。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥72八 零 教 育混凝土及砂浆l 混凝土的碳化混凝土的碳化作用是指空气中的成碳酸钙和水。碳化又叫中性化。与水泥石中的氢氧化钙作用，生碳化对混凝土性能有明显的影响，首先是减弱对钢筋的保护作用。由于水泥水化过程中生成大量氢氧化钙，使混凝土孔隙中充满饱和的氢氧化钙溶液，其值可达到12.61