水泥混凝土的技术性质

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水泥混凝土的技术性质道路工程材料分类一、概述1.水泥混凝土的材料组成与强度机理水泥混凝土，人造石头，简称“砼tónɡ”。水泥混凝土=粗集料+细集料+水泥+水+外加剂+掺合料混凝土组成材料机理图分类2.水泥混凝土的分类普通混凝土表观密度=2000~2800kg/m3，普通天然砂、石和水泥配制而成，用作承重结构材料轻混凝土表观密度<2000kg/m3，轻质结构材料和保温材料重混凝土表观密度>2800kg/m3，防射线性能分类3.普通混凝土的特点①原材料来源丰富②施工方便③性能可根据需要设计调整④抗压强度高⑤耐久性好优点缺点①自重大②抗拉强度低，抗裂性差。③收缩变形大分类二、混凝土拌合物的和易性1.和易性的概念也称工作性，是指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、运输、浇筑、振捣）且成型后质量均匀、密实的性能。粘聚性保水性流动性231和易性不致产生严重的泌水现象流满模板、包围钢筋的能力不致产生分层和离析的现象分类2.和易性的测定方法序号方法适用范围共同点1坍落度试验塑性混凝土不能全面反映混凝土拌合物的工作性。只是测出拌合物流动性的同时，通过经验和观察，综合评定混凝土的工作性2维勃稠度试验干硬性混凝土分类（1）坍落度试验适用范围：集料最大粒径不大于31.5mm、坍落度不小于10mm的水泥混凝土。坍落筒、捣棒、装料斗坍落度试验示意图分类操作要点：三层，每层插捣25下。坍落度大于160mm，测量坍落扩展度。坍落筒试验坍落度扩展度分类（2）维勃稠度试验适用范围：集料最大粒径不超过31.5mm、坍落度小于10mm的干硬性水泥混凝土。维勃稠度试验仪器维勃稠度测定透明圆盘分类总结：（1）坍落度及坍落扩展度越大，混凝土拌和物流动性越大。（2）维勃时间越长，混凝土拌和物的流动性越小。分类3.影响和易性的主要因素（1）原材料特性水泥品种不同，需水量不同，从而影响混凝土流动性。水泥越细，流动性越差，但黏聚性和保水性越好。卵石表面光滑、形状较圆、少棱角，所拌制的水泥混凝土拌合物流动性较好，但强度较表面粗糙、有棱角的碎石低。卵石碎石分类（2）水胶比定义：指水与胶凝材料的质量比，即W/B。在没有掺合料的情况下，水胶比（W/B）=水灰比（W/C）。在固定用水量的条件下，水灰比较小时，胶凝材料浆体稠度变大，水泥混凝土拌合物的流动性减小。分类（3）单位用水量定义：指在单位体积混凝土中所加入的水的质量。单位用水量是混凝土流动性的决定因素。在水胶比一定的条件下，单位用水量变化意味着水泥等胶凝材料用量改变。水泥浆愈多，流动性愈大。分类（4）砂率定义：指混凝土中细集料（砂）的质量占粗、细集料总质量（砂、石总质量）的百分率。砂率与坍落度的关系分类（5）环境温度、湿度与搅拌时间温度越高，水化反应速度越快，拌合物流动性降低速度越快。湿度越小，拌合物中的水分蒸发速度越快，流动性降低越快。搅拌时间不足，拌合物的和易性差，质量也不均匀。分类三、硬化后混凝土的强度1.强度指标（1）立方体抗压强度（fcu）标准尺寸：150X150X150mm标准养护：温度20℃±2℃、相对湿度95%以上立方体试件分类立方体抗压强度计算：压力机立方体抗压强度示意图分类结果处理：以三个试件为一组，取三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度测定值，计算精确至0.1MPa。三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值之差超过中间值15%，则取中间值为测定值；如最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15%，则该组试验结果无效。分类【例题】一组水泥混凝土标准立方体试件进行抗压强度试验，破坏荷载分别为780kN、710kN、908kN，该组试件的抗压强度为多少？解答：首先计算三个试件的抗压强度：780000∕（150×150）=34.7Mpa710000∕（150×150）=31.6Mpa908000∕（150×150）=40.4Mpa∵（40.4-34.7）∕34.7=16.4%；（34.7-31.6）∕34.7=8.9%；∴该组试件的抗压强度为34.7Mpa。分类尺寸效应：当采用非标准尺寸试件时，应将其抗压强度乘以尺寸换算系数，折算为标准试件的立方体抗压强度。混凝土试件尺寸及换算系数【总结】与标准试件相比，尺寸越小的试件，测定的抗压强度越高。分类混凝土强度等级：根据立方体抗压强度标准值来确定的，用符号“C”和“立方体抗压强度标准值”两项内容来表示。根据我国《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）规定，普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个等级。C是Concret（混凝土）的首字母。分类（2）抗弯拉强度（ff）试件尺寸：150mm×150mm×550mm应用场合：水泥路面、机场道面等。水泥路面弯拉破坏示意图分类抗弯拉强度计算：抗弯拉强度示意图分类（3）轴心抗压强度（fcp）试件尺寸：150mm×150mm×300mm应用场合：模仿立柱的结构计算。混凝土轴心抗压强度试验轴心抗压强度示意图分类（4）劈裂抗拉强度（fts）试件尺寸：150mm×150mm×150mm。现场取芯是圆柱体。应用场合：间接拉伸法（劈裂拉伸）得到混凝土的抗拉强度。立方体试件劈裂抗拉示意图圆柱体试件劈裂抗拉示意图分类2.影响混凝土强度的因素（1）胶凝材料水泥强度等级越高，制成的混凝土强度也越高。（2）水胶比水胶比越大，水泥混凝土的强度越低。（3）集料特征表面粗糙、有棱角的碎石配制的混凝土要比表面光滑浑圆的卵石配制的混凝土强度高。针片状颗粒含量较高时，将降低混凝土强度。分类（4）养护温度与湿度养护环境温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度发展也快，早期强度高。湿度不够，混凝土会失水干燥，影响水泥水化的正常进行，甚至使水化停止，严重降低混凝土的强度。（5）龄期最初的7d强度增长较快，而后增幅减少，28d以后，强度增长更趋缓慢。分类（6）试验条件加荷速率：当加载速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加速度，故破坏时的强度值偏高。含水状态：混凝土含水率较高时，由于软化作用，强度较低。分类四、混凝土的变形（1）化学收缩（2）干湿变形（3）温度变形1.非荷载作用下的变形（1）短期荷载作用下的变形（2）长期荷载作用下的变形（徐变）2.荷载作用下的变形分类五、混凝土的耐久性抗冻性指混凝土在饱水状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏、也不严重降低强度的性能，通常以抗冻等级表示1抗渗性指其抵抗压力液体（水、油、溶液等）渗透作用的能力2