建筑与装饰材料-第七章

建筑与装饰材料建筑经济管理专业主讲人:邱海军2012.12第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质一、混凝土拌合物的性质：混凝土是由各组成材料按一定比例拌合而成的，尚未凝结硬化的材料称为混凝土拌合物，硬化后的人造石材称为硬化混凝土。混凝土拌合物的主要性质为和易性，硬化混凝土的主要性质为强度，耐久性。（一）、和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（包括搅拌、运输、振捣、和养护等）并能获得质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合性质，具体包括流动性、黏聚性、保水性三方面的含义。3第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质1、流动性是指拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。流动性的大小，反应拌合物的稀稠，它直接影响着浇筑施工的难易和混凝土的质量。2、黏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黏聚力，不致产生分层离析的现象。混凝土拌合物是由密度、粒径不同的固体材料及水组成，各组成材料本身存在有分层的趋向，如果混凝土拌合物中各材料比例不当，黏聚性差，则在施工中易发生分层（拌合物中各组分出现层状分离现象）、离析（混凝土拌合物内某些组分的分离、析出现象）、泌水（指水从水泥中泌出的现象），尤其是对于大流动性的泵送混凝土来说更为重要。4第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质3、保水性是指拌合物保持水分不易析出的能力。混凝土拌合物若保水性差就会发生泌水现象，泌水会在混凝土内部形成泌水通道，使混凝土密实性变差，降低混凝土的质量。5第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质6第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质（二）和易性的评定根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080—2002）规定，拌合物的和易性用坍落度与坍落扩展度法、维勃稠度法测定。坍落度与坍落扩展度法适用于骨料最大粒径不大于40mm，坍落值不小于10mm的塑性和流动性混凝土拌合物；维勃稠度法适用于骨料最大粒径不大于40mm，维勃稠度值在5~30s之间的干硬性混凝土拌合物。7第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质1、坍落度与坍落扩展度法将拌合物按照规定的方法装入坍落度筒内，并均匀插捣，装满刮平后，将坍落度筒垂直提起，移到混凝土拌合物一侧，拌合物在自重作用下向下坍落，量出筒高与混凝土试体最高点之间的高度差（mm），即为坍落度值（用T表示），如下图，坍落度值越大，表示流动性越大。8第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质

黏聚性的评定，是用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时如果锥体保持整体均匀，逐渐下沉，则表示黏聚性良好，若椎体突然倒塌，部分崩裂或出现离析现象，则表示黏聚性不好。

保水性的评定，是以混凝土拌合物稀浆析出的程度来评定，坍落度筒提起后如有很多的稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明此拌合物保水性能不好，如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。9第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质坍落度在10~220mm对混凝土拌合物的稠度具有良好的反映能力，但坍落度大于220mm时，由于骨料堆积的偶然性，坍落度就不能很好的代表拌合物的稠度，需做坍落度扩展度试验。

坍落扩展度试验是在做坍落度试验的基础上，当坍落度值大于220mm时，测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径。在最大直径和最小直径的差值小于50mm时，用其算术平均值作为其坍落扩展度值。10第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质2、维勃稠度法如图为维勃稠度测定仪，将混凝土拌合物按规定方法装入坍落度筒内，将坍落度筒垂直提起后，把透明有机玻璃圆盘覆盖在拌合物椎体的顶面。开启振动台的同时用秒表计时，记录当透明圆盘下面布满水泥浆时，所经历的时间（以s计），称为维勃稠度（用V表示）。维勃稠度越大，表示混凝土的流动性越小。11第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质（三）混凝土拌合物流动性的级别混凝土拌合物按照坍落度和维勃稠度的大小各分为4个级别，如表7—15所示。混凝土拌合物根据坍落度大小分4级（《混凝土质量控制标准》GB50164-92）：低塑性混凝土，坍落度10-40mm，塑性混凝土，坍落度50-90mm，流动性混凝土，坍落度100-150mm，大流动性混凝土，坍落度大于160mm。12第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质（四）混凝土拌合物流动性的选择拌合物流动性的选用原则是在满足施工条件及混凝土成型密实的条件下，应尽可能选用较小的流动性，以节约水泥并获得质量较高的混凝土。具体选用时，流动性的大小取决于构件截面尺寸，钢筋疏密程度及捣实方法。若构件截面尺寸小，钢筋密，振捣作用不强时，选择流动性大一些，反之，选择流动性小一些。混凝土浇筑时的坍落度选择如表7—16。13第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质（五）影响混凝土和易性的因素影响混凝土和易性的因素很多，主要有原材料的性质，原材料之间的相对含量（水泥浆量、水灰比、砂率）、环境因素及施工条件等。1、水泥浆量

水泥浆量是指单位体积混凝土内水泥浆的数量。在水灰比一定的条件下，水泥浆量越多，包裹在砂石表面的水泥浆层越厚，对砂石的润滑作用越好，拌合物的流动性越大。但水泥浆量过多，则会产生流浆、泌水、离析和分层的现象，使拌合物黏聚性，保水性变差，而且使混凝土强度、耐久性降低。14第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质2、水灰比在水泥品种、水泥用量一定的条件下，水灰比过小，混凝土过于干涩，会使施工困难，且不能保证混凝土的密实性；水灰比过大，水泥浆过稀，黏聚性、保水性变差，严重影响混凝土的强度和耐久性。水灰比的大小应根据混凝土的强度和耐久性合理选用。3、砂率砂率指混凝土中砂占砂、石总质量的百分率，可用下式来表示：

βs=ms/(ms+mg)×100%βs—砂率（%）ms—砂的质量（kg）mg—石子的质量（kg）15第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质砂率的变动会使骨料的空隙率和骨料总面积有显著的变化，因而对混凝土拌合物的和易性有很大的影响。如图7—7所示，砂率过大或过小，都会使拌合物的流动性降低，而且还会影响拌合物的黏聚性和保水性。因此，在进行混凝土配合比设计时，为保证和易性，应选择最佳砂率（也称合理砂率）。最佳砂率是在水泥量、水量一定的条件下，能使混凝土拌合物获得最大的流动性而且保持良好的黏聚性和保水性的砂率，如图7—7所示；或者是使混凝土拌合物获得所要求的和易性的前提下，水泥用量最小的砂率，如图7—8所示。16第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质4、水泥品种及细度不同的水泥品种，其特性上的差异导致混凝土拌合物和易性的差异。例如矿渣水泥的保水性较差，而火山灰水泥的保水性和黏聚性好，流动性小。水泥颗粒越细，在相同的条件下，所拌混凝土拌合物流动性越小，但黏聚性和保水性好。5、骨料的性质级配良好的骨料，其拌合物流动性较大，黏聚性和保水性较好；表面光滑的骨料，其拌合物流动性较大。若杂质含量多，针片状颗粒含量多，则其流动性变差。17第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质6、环境因素、施工条件、时间

环境温度的变化会影响到混凝土的和易性。因为环境温度的升高，水分蒸发及水化反应加快，坍落度损失也很快，图7—9为温度对混凝土拌合物坍落度的影响。拌合物拌制后，随着时间的延长而逐渐变得干稠，流动性减小。图7—10是时间对拌合物坍落度的影响。采用机械搅拌的混凝土拌合物的和易性好于人工搅拌的。18第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质19第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质20第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质7、外加剂在拌制混凝土时，加入很少量的外加剂，如引气剂、减水剂等，能使混凝土拌合物在不增加水量的条件下，获得很好的和易性。掺入粉煤灰、硅灰、磨细沸石粉等掺合料，也可改善拌合物的和易性。21第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质二、硬化混凝土的强度混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度及钢筋与混凝土的粘结强度，其中混凝土的抗压强度最大，抗拉强度最小，约为抗压强度的1/20~1/10。抗压强度与其他强度之间有一定的相关性，可根据抗压强度的大小来估计其他强度值。22第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质（一）、抗压强度与强度等级根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081—2002）的规定，混凝土抗压强度是指按标准方法制作的边长为150mm的立方体试件，成型后立即用不透水的薄膜覆盖表面，在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后在标准养护条件下（温度20±2℃，相对湿度95%以上或在温度为20±2℃的不流动的Ca（OH）饱和溶液中），养护在28d龄期（从搅拌加水开始计时），经标准方法测试，得到抗压强度值，称为混凝土的抗压强度，以fcc来表示。23第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质

立方体抗压强度标准值是按标准实验方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准实验方法测得的立方体抗压强度总体分布值中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%，即具有95%以上的保证率，用fcu,k来表示。24第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质为便于设计选用和施工控制混凝土，根据混凝土立方体抗压强度标准值，将混凝土强度分成若干等级，即强度等级，混凝土通常划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75及C80等14个等级（C60以上的混凝土称为高强混凝土）。例如C25表示立方体抗压强度标准值为25MPa，即混凝土立方体抗压强度标准值25MPa＜fcu,k

＜30MPa。混凝土强度等级是混凝土结构设计时强度计算取值的依据，建筑物的不同部位或承受不同荷载的结构，应选用不同等级的混凝土。25第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质(二)混凝土的轴心抗压强度在实际工程中，钢筋混凝土结构形式极少是立方体的，大部分是棱柱体形式或圆柱体形式，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，计算轴心受压构件时，都是以混凝土的轴心抗压强度设计取值。根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081—2002）的规定，测轴心抗压强度采用150mm×150mm×300mm的棱柱体作为标准试件，其制作与养护同立方体试件。大量试验表明：轴心抗压强度fcp与立方体抗压强度fcc之间存在一定的关系，在立方体抗压强度=10~50MPa的范围内，fcp

=（0.7~0.8）fcc。26第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质27第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质(三）影响混凝土强度的因素混凝土的强度与水泥强度等级、水灰比及骨料的性质有密切的关系，此外还受到施工质量、养护条件及龄期的影响。1、水泥强度等级和水灰比

水泥强度等级和水灰比是影响混凝土强度的主要强度。在相同的配比条件下，水泥强度等级越高，所配制的混凝土等级越高。在水泥的强度及其他条件相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度及与骨料粘结度愈大，混凝土的强度愈高。但水灰比过小，拌合物过于干稠，也不易保证混凝土强度。28第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质

在原材料一定的情况下，混凝土28d龄期抗压强度与水泥实际强度及水灰比（W/C）之间的关系符合下述经验公式：fcu,o=αafce(C/W-αb)fcu,o混凝土28d龄期抗压强度（MPa）fce水泥28d抗压强度实测值（MPa），水泥厂为保证水泥的出厂等级，其实际强度往往高于水泥的等级值）；αa

、αb见表7-18.上式称为混凝土强度公式，又称保罗米公式，一般只适用于流动性混凝土和低流动性混凝土且强度等级在C60以下的混凝土。29第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质2、粗骨料的品种及质量碎石表面比较粗糙，水泥石与其粘结比较牢固，卵石表面比较光滑，粘结性则差。骨料的级配良好，针、片状及有害杂质颗粒含量少，且砂率合理，可使骨料空隙率小，组成密实的骨架，有利于强度的提高。3、养护条件适当的温度和足够的湿度是混凝土强度顺利发展的重要保证。温度升高，水化速度加快，混凝土强度的发展也快；反之，在低温下混凝土强度发展相应迟缓，温度对混凝土强度的影响如图7—12.当温度处于冰点以下时，由于混凝土中的水分大部分结冰，混凝土的强度不但停止发展，同时还会受到冻胀破坏作用，严重影响混凝土的早期强度和后期强度。为加速混凝土强度的发展，提高混凝土早期强度，在工程中可以采用蒸汽养护和蒸压养护。30第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质水是水泥水化反应的必要成分，温度适当，水泥水化能顺利进行，使混凝土强度得到充分发挥。如果湿度不够，水泥水化反应不能正常进行，甚至水化停止，使混凝土结构疏松，形成干缩裂缝，严重降低了混凝土的强度和耐久性。如7—13是混凝土强度与保持潮湿日期的关系。31第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质4、龄期

龄期指混凝土在正常养护条件下所经历的时间，混凝土的强度随着龄期增加而增大，最初的7~14d发展较快，28d以后增长缓慢，在适宜的温、湿条件下其增长过程可达数十年之久。5、外加剂和掺和料掺减水剂，特别是高效减水剂，可大幅度降低用水量和水灰比，使混凝土的强度显著提高，掺高效减水剂是配制高强度混凝土的主要措施，掺早强剂可显著提高混凝土的早期强度。在混凝土中掺入高活性掺合料（如优质粉煤灰、硅灰、磨细矿渣等），可以与水泥的水化产物进一步发生反应，产生大量的凝胶物质，使混凝土更趋于密实，强度也进一步得到提高。此外，施工条件、试验条件等都会对混凝土的强度等级有影响.32第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质三、硬化混凝土的耐久性：

混凝土在使用条件下抵抗周围环境各种因素长期作用的能力。混凝土的耐久性是一项综合性质，通常包括抗掺性、抗冻性、抗腐蚀性、抗碳化及碱--骨料反应等性能。（一）混凝土的抗渗性抗渗性是指混凝土抵抗水、油等液体压力渗透作用的能力。它是一项非常重要的耐久性指标，直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。混凝土的抗渗性用抗渗等级表示PN表示，有P4、P6、P8、P10、P12等五个等级，相应表示混凝土能抵抗0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa及1.2MPa的静水压力而不下渗水。混凝土渗水的主要原因是由于内部的孔隙形成连通的渗水通道。这些渗水通道主要来源于水泥浆中多余水分蒸发而留下的毛细孔、水泥浆泌水形成的泌水通道、各种收缩形成的微裂缝等。33第七章普通混凝土和砂浆

第三节普通混凝土的主要技术性质（二）、混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。混凝土的抗冻性用抗冻等级FN表示，混凝土的抗冻等级分别为：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等，例如，F50表示混凝土能够承受