混凝土基本知识简介_PPT.ppt

1、概 述,1 混凝土的定义及分类 混凝土是以胶凝材料、水和骨料按适当比例配合拌制成拌和物，经硬化后得到的人工石材。以水泥为胶凝材料、砂石为骨料的混凝土称为水泥混凝土，在建筑工程中最为常用。,港工混凝土,水工混凝土,耐碱混凝土,耐酸混凝土,耐热混凝土,防水混凝土,2、混凝土的种类,2、混凝土的种类,2、混凝土的种类,坍落度：测定混凝土拌和物和易性的一种指标，用拌和物在自重作用下向下坍落的高度表示。其单位为cm。,2、混凝土的种类,2、混凝土的种类,2、混凝土的种类,3、混凝土的特性,1,满足混凝土结构设计的强度要求，以保证构筑物能安全地承受各种设计荷载,2,满足混凝土施工所要求的和易性，以便硬化后

2、能得到均匀密实的混凝土,具有与工程环境相适应的耐久性，以保证构筑物在所处环境中服役寿命,满足经济与生态的要求，能源与资源消耗低、环境负荷少等,3,4,4、土木工程对混凝土的基本要求,第 一 节,普 通 混 凝 土,一、普通混凝土介绍,普通混凝土是指以水泥为胶凝材料，砂子和石子为骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的“人工石材”，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品种。“混凝土”一词通常可简作“砼”。 普通混凝土：一般来讲，普通混凝土是指区别于以下几种特殊混凝土而用于一般建筑工程、市政等方面的混凝土。,混凝土的宏观结构,粗骨料,细骨料,水泥石,过渡区,二、混凝土的组成与结

3、构,（一） 普通混凝土的组成,水泥,水,水泥浆,石子,砂子,骨 料,新拌混凝土,100%体积,6075%,715%,2540%,1421%,2128%,3942%,凝结硬化,硬化混凝土,混凝土外加剂,为了改善或提高混凝土的性能,混凝土中的第五种成分,混凝土原材料,（二） 混凝土的结构,宏观上，混凝土是一个砂、石颗粒状骨料分布在水泥石中形成的复合结构，主要由三相构成： 砂、石骨料是混凝土的骨架分散相； 水泥石是混凝土的基体相连续相； 骨料与水泥石间的过渡区界面相。,混凝土结构图,图5.1 普通混凝土结构示意图,1石子；2砂子；3水泥浆；4气孔,（二）混凝土的结构,混凝土的结构 水泥+水水泥浆+砂

4、水泥砂浆+石子混凝土拌合物硬化混凝土 组成材料的作用,混凝土体积构成 水泥石25左右； 砂和石子70以上； 孔隙和自由水15%。,（三）各组成材料的作用,骨 料 廉价的填充材料，节省水泥用量 混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展 传力作用 降低水化热 提供耐磨性,水泥浆 润滑作用与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性 胶结作用包裹在所有骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨料胶结成整体，形成固体 填充作用填充砂的孔隙，并包裹砂粒；填充石子的空隙，并包裹石子,（三）各组成材料的作用,水 混凝土中的拌和水有两个作用: 供水泥的水化反应 赋予混凝土的和易性 剩余水留在混凝土的孔（空）隙中 使混

5、凝土中产生孔隙 对防止塑性收缩裂缝与和易性有利 对渗透性、强度和耐久性不利,（三）各组成材料的作用,外加剂 化学外加剂：改善混凝土的性能 缓凝剂 使水泥浆凝结硬化速度减慢； 促凝剂 使水泥浆凝结硬化速度减慢； 减水剂减少拌和需水量； 引气剂在混凝土中引起封闭气孔； 矿物掺合料：减少水泥用量，改善混凝土性能 粉煤灰 硅灰 矿渣,外加剂和矿物掺合料 被称为混凝土第五组分,背散射扫描电镜照片,未水化水泥颗粒,C-S-H,氢氧化钙,单硫型硫铝酸盐,3) 过渡区相的结构要素,过渡区厚度； 过渡区固体颗粒尺寸与形状； 过渡区的孔隙率。,骨料,氢氧化钙,混凝土中骨料与水泥石间的过渡区,混凝土过渡区结构,骨

6、料,过渡区,水泥石本体,C-S-H,钙矾石,CH,骨 料,裂缝扩展的路径和方向,骨 料,水泥石,骨料周围的过渡区,过渡区相 ITZ Phase,1. 混凝土的结构特点,多物相、多孔性复合体 水泥石与砂石骨料均是多物相、多孔性材料 固体颗粒堆聚体 混凝土结构是一个各种尺寸的颗粒堆聚体，砂石颗粒堆积成骨架，水化物与水泥颗粒堆积成水泥石 复杂与非匀质性 骨料种类不一，形状与尺寸不等，分布不均； 水泥石组成与结构不均； 薄弱过渡区(厚度约1050m)的存在 非固定与可变性 水泥石和过渡区的组成与结构是随时间、温度与湿度环境不断变化着的。,水泥石含有晶体和非晶体的水化物、未水化水泥颗粒、各种孔隙和水；

7、砂石骨料含有各种岩石矿物和孔隙 界面也含有水泥水化物和孔隙,粗骨料堆积的孔隙由细骨料来填充； 细骨料堆积的孔隙由水化物和水泥颗粒、矿物掺和料粉末颗粒来填充； 由此形成一个固体颗粒密堆聚体结构。,2. 混凝土的结构要素,各种尺寸固体颗粒分布的均匀性； 各种固体颗粒堆积的密实性； 固体颗粒的总表面积; 总孔隙率与界面孔隙率； 孔隙特征与孔径分布,3. 混凝土结构的影响因素,骨料的种类与体积含量 碎石：表面粗糙、针片状多，需浆量大，界面粘结好； 卵石(砾石)：表面光滑、针片状少，需浆量小，但界面粘结差。 骨料的粒径与级配 水泥用量 水灰比 施工工艺 养护条件,水泥混凝土混合料中所用的水与水泥重量的比

8、值叫水灰比。,4. 理想的混凝土结构,密实 较大颗粒堆聚所留下的孔隙由较细颗粒填充，较细颗粒堆聚所留下的孔隙由更细颗粒所填充; 密实度最大或总孔隙率最小时，固体颗粒的总比表面积最小; 界面致密。 均匀 各种物相分布均匀,均匀、密实的多物相堆积体,4. 理想的混凝土结构,普通混凝土由水泥、砂、石和水组成，为了改善性能，可添加化学外加剂与矿物掺合料； 砂石构成混凝土的骨架，传递应力，限制变形； 水泥与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土流动性，硬化后将骨料颗粒胶结成整体； 混凝土微结构是由骨料相、水泥石相和界面过渡区相构成的复杂结构； 结构特点有 多物相、多孔性的堆积体 复杂而不均匀 非固定而多变 混凝土

9、的理想结构均匀、密实的堆积体,三、普通混凝土的组成材料,骨 料 水 水 泥 外加剂,（一） 骨 料 （Aggregate）,1. 骨料的定义与用途,骨料是岩石类材料 骨料在土木工程中的应用： 水泥混凝土 沥青混凝土 道路基础 铁路道渣 砂浆 每年用量约为20亿吨 骨料的生产,2、混凝土中的骨料,经济上：在不影响混凝土性能的条件下，在混凝土中尽可能多地加入骨料，以降低混凝土的成本； 骨料可提供混凝土很好的稳定性和比水泥石更好的耐久性。,1）混凝土中骨料的基本要求,具有良好的颗粒级配，使堆积空隙率小，颗粒总比表面积较小，以减少水泥浆用量； 骨料颗粒表面干净，以保证与水泥浆有良好的粘结力； 含有害杂

10、质少，不得含有影响水泥凝结硬化和后期混凝土耐久性的成分； 具有足够的强度和坚固性，以保证起到骨架和传力作用。,2）骨料的种类,按照骨料粒径 粗骨料：粒径大于4.75mm的岩石颗粒，如卵石、碎石 细骨料：粒径小于4.75mm的岩石颗粒，如河砂、山砂、海砂 按照骨料的密度 普通骨料：堆积密度在15201680kg/m3的骨料 密度在25002700kg/m3 轻骨料：堆积密度1120kg/m3的骨料 密度在1000kg/m3 重骨料：堆积密度2080kg/m3的骨料 密度在35004000kg/m3,如陶粒、煅烧页岩、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、泡沫塑料颗粒等。,如铁矿石、重晶石等。,碎 石,卵 石,骨

11、料的种类,普通骨料,轻骨料,重骨料,骨料的分类,2）骨料的种类,按照骨料来源分为： 天然岩石骨料：由天然岩石组成的骨料，如砂、卵石、碎石等。 按照岩石的主要成分分为：氧化硅矿物、碳酸盐矿物、氧化铁矿物、硫化物矿物、粘土矿物等。 人工骨料： 热加工骨料：膨胀页岩、膨胀蛭石等； 工业副产物：矿渣、铁渣、粉渣等； 再生骨料：破碎混凝土、破碎粘土砖等。,3）骨料的特性及其影响,骨料的含水状态 骨料的密度 骨料的粒径与级配 骨料的孔隙率 骨料的形状 骨料的表面特征 骨料的弹性模量 骨料的强度 骨料的坚固性 骨料的硬度,混凝土配合比设计所要求,影响新拌混凝土性能,影响硬化混凝土性能,(1) 骨料的密度、表

12、观密度与堆积密度,密度 测量 可用“排液法”直接测量砂、石骨料颗粒的密度。 直接测得的密度实际是骨料的表观密度，但由于砂、石的孔隙率小，将此法测得的密度为视密度密度。 大多数天然骨料的视密度为2.43.0。 堆积密度 测量 砂、石的堆积密度一般用固定体积法测量； 砂用5升的体积的质量确定； 石用10升体积的质量确定。 骨料堆积密度取决于颗粒粒径与级配,(2) 骨料的粒径及其分布,骨料粒径及其分布 粗骨料：最大粒径与颗粒级配； 细骨料：细度模数与颗粒级配。 骨料粒径与颗粒级配影响骨料堆积孔隙 颗粒级配合理可减少堆积孔隙； 单一粒径越大，堆积孔隙越多。 粒径及其分布影响的混凝土性能 混凝土的用水量

13、； 混凝土的水泥用量； 新拌混凝土的和易性 混凝土的微裂缝,骨料粒径越大，堆积的空隙越多，所需水泥浆用量越大,3、关于骨料粒径及其分布的几个基本概念,颗粒级配 指的是大小粒径的骨料颗粒的互相搭配的比例情况不同粒径颗粒的分布。 粗细程度 指的是不同粒径细骨料混合在一起的总体粗细程度平均粒径大小。 最大粒径 指的是粗骨料公称粒级的上限允许最大值。,级配不合理(阻力大),级配合理(阻力小),1）砂子的颗粒级配与粗细程度,细度模数Mx 细度模数表征砂的粗细程度，可以理解为质均粒径，由筛分法测定。 细度模数越大，骨料越粗，根据细度模数将砂分为： 细砂（2.21.6）； 中砂（3.02.3）； 粗砂（3.

14、73.1）。 级配曲线 级配曲线表示不同粒径砂的颗粒搭配情况； 根据级配曲线分为三个区：、； 级配间接反映了砂颗粒的堆积密度。,拌制砼以中砂为宜，普通砼用砂的细度模数为3.71.6,2）颗粒级配与细度模数的测定,筛分法 ： 砂子标准筛：9.50 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15mm 共七个孔径的筛。 方法：将500g烘干的砂子试洋由粗到细一次过筛，然后称出余留在各个筛上的砂子质量。 计算：各个筛上的余量为分计筛余ai，各个筛及以上筛上的分计筛余的和为累计筛余Ai。 则：累计筛余Ai = ai （i = 1i） 然后用Ai作纵坐标，筛孔尺寸作横坐标，绘制级配曲线。 并用

15、下式计算细度模数： Mx = (A2+A3+A4+A5+A6)-5A1 /(100A1),砂的颗粒级配 砂的颗粒级配指砂不同大小颗粒的搭配情况。,砂的级配曲线,3）石子的颗粒级配,石子的级配有连续级配和间断级配两种： 连续级配 要求颗粒尺寸由大到小连续分级，每一级骨料都占有适当比例，这种级配较好； 间断级配 是人为地剔除骨料中的某些粒级，造成粒级的间断，大粒径骨料间的空隙由比其小几倍的小粒径颗粒填充，从而降低堆积空隙率。 石子的颗粒级配也用筛分法测定。,细骨料,粗骨料,55%粗+45%细,空隙率24%,空隙率35%,空隙率44%,通过率,筛孔,二、砂的技术质量要求,（5）级配的选择 宜优先选择

16、级配在2区的砂；当采用1区砂时，应适当提高砂率；当采用3区砂时，应适当减小砂率。 5.规格 砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂：粗砂 Mx =3.73.1；中砂 Mx =3.02.3；细砂 Mx =2.21.6。 细度模数按下式计算： 式中：Mx细度模数； A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m筛的累计筛余百分率，。,4）骨料的形状与表面特征,骨料的形状 骨料颗粒的外观几何形状，对于粗骨料有： 等径颗粒 球形体颗粒：没有菱角和边； 多面体颗粒：有菱角和边。 针状颗粒 长度大于颗粒所属的平均粒径的2.4倍； 片状颗粒 厚度

17、小于平均粒径的0.4倍。,4）骨料的形状与表面特征,骨料的表面特征 表面粗糙程度； 是否有菱角； 干净程度等。 最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4；不得超过钢筋最小净距的3/4；对于实心板，不得超过板厚的1/2且不得超过50mm；对于泵送混凝土，最大粒径与输送管道内径之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。,较理想的颗粒形状：三维长度相等，相近的球形或立方体颗粒。 较差的颗粒形状：三维长度相差较大的针、片状颗粒。,等径颗粒骨料,针片状骨料颗粒,针片状,球状,5）表面特征与形状对混凝土性能的有何影响？,表面粗糙和针片状颗粒需要更多的水泥浆，影响混凝土的成本。 影响新拌混凝土的和易

18、性，表面光滑且等径颗粒易于流动，而粗糙且针片状颗粒不易流动。 影响混凝土中界面区的结合力，粗糙表面骨料与水泥浆的界面结合力较大。 影响混凝土的强度 骨料表面越粗糙，与水泥浆接触面越大，混凝土强度越高； 针片状骨料使混凝土强度低于圆形骨料； 大粒径骨料使混凝土强度低于小粒径骨料,6）骨料对混凝土强度的影响,抗压强度（MPa),骨料最大粒径（mm）,对于富水泥浆的混凝土： 小粒径骨料可使混凝土强度较高； 大粒径可使混凝土强度较低。,对于贫水泥浆的混凝土： 大粒径骨料使混凝土强度较高； 小粒径骨料使混凝土强度较低；,6）骨料对混凝土强度的影响,抗压强度（psi),骨料最大粒径（in）,水灰比越小，骨

19、料粒径对混凝土强度的影响越明显： 混凝土强度随骨料粒径的增大而降低,7）骨料的含水状态,骨料含水有四种状态： 完全干燥 骨料表面及内部完全不含水； 气干 骨料表面完全不含水，而内部可能含小量水； 饱和面干 骨料的表面干燥而颗粒内部的孔隙含水饱和，此时的含水率为饱和面干吸水率。 含水湿润 骨料表面吸附水且湿润 对应的含水量： 吸水量； 有效吸水量； 表面含水量。,含水状态：完全干燥 气 干 饱和面干 含水湿润,含水量： 不含水 有效含水量 有效含水量 有效含水量,完全干燥 气 干 饱和面干 含水湿润,7）骨料的含水状态,干燥状态,气干状态,饱和面干状态,湿润状态,砂的含水状态,8）骨料含水量的影

20、响,骨料的含水率以骨料的干质量为基数计算。 计算混凝土配合比时，应扣除骨料所含的水。 骨料在饱和面干状态时，既不会从混凝土中吸水，也不会给出水。所含的水对混凝土无有害作用。 湿润状态下的自由水将成为混凝土拌和水的一部分，影响混凝土的和易性、强度和耐磨性。,9）骨料的有害杂质,有害杂质的种类： 粘土、泥块、云母； 硫酸盐、硫化物、有机质； 活性SiO2； 针片状颗粒等。 有害杂质的危害： 影响水泥的水化、腐蚀水泥石； 影响混凝土的和易性 影响混凝土的强度与耐磨性； 增大混凝土的收缩； 引起碱骨料反应等。,含泥量很大的骨料,碱骨料反应,定义： 骨料中的活性SiO2与水泥中的Na、K等碱金属离子间的

21、形成碱硅酸盐凝胶的化学反应； 危害： 在骨料与水泥石的界面产生的碱硅酸盐凝胶吸水后体积膨胀，导致水泥石开裂； 原因： 水泥中的含碱(Na2O、K2O)量0.6% 骨料中含有活性SiO2 ； 检验方法： 砂浆棒法，膨胀率0.10%。,碱硅酸盐凝胶,10）骨料的坚固性与强度,骨料的坚固性 骨料不因干/湿循环或冻/融循环等气候变化而产生体积变化导致混凝土的劣化。 骨料的坚固性取决于孔隙率、裂缝和杂质。 粗骨料的强度对混凝土强度有一定影响，要求骨料强度是混凝土配制强度的1.5倍。,砂子的坚固性,定义： 砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗碎裂的能力。 测试方法： 用硫酸钠溶液浸泡检验，试样经5次

22、循环后其质量损失率作为其评价指标。 测试原理： 硫酸钠(NaSO410H2O)在砂的孔隙中结晶时将产生体积膨胀，使砂内部产生作用于孔壁的应力，如坚固性不好将会使砂碎裂。,石子的强度与坚固性,强度 一般以碎石或卵石的立方体强度或压碎指标来表示。 立方体强度 用505050mm3的立方体(或 5050 mm的圆柱体)岩石试件，吸水饱和后测定的试件抗压强度。 压碎指标 将气干状态下1020mm的石子，按一定方法装入特制的圆柱筒内，在160300s内加荷至200kN，卸荷后称取试样质量（G），然后用孔径为2.5mm的筛进行筛分，称取试样的筛余量（G1）。 压碎指标 = (G-G1 )/G 100% 坚

23、固性 可直接用冻融循环或硫酸盐溶液进行快速检验石子的坚固性。,P,P,骨料颗粒压碎强度试验示意图, 1.5倍 （ 1.2 1.7） 混凝土强度,压碎指标：将一定质量气干状态下粒径1020mm的石子装入标准圆筒内，放在压力机上，在35min内均匀加载达200KN，其压碎的细粒（小于2.5mm）占试样重量的百分率为压碎指标。,4砂的技术质量要求,定义 砂是指粒径在4.75mm以下的颗粒。 分类 按产源分 按技术要求分 类 宜用于强度等级大于C60的混凝土； 类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土； 类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。,砂,天然砂,人工砂,机制砂,

24、混合砂,河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等,4. 混凝土用砂的技术要求,混凝土用砂的级配曲线一般应在区，以中砂为宜。 有害杂质含量 符合国家标准(GB/T14684-2001)的要求。 坚固性 质量损失率 8%10%。 表观密度应大于2500kg/m3，堆积密度应大于1350kg/m3 ,空隙率应小于47。 经碱-骨料反应检验后，应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象。,5. 混凝土用石子的技术要求,最大粒径Dmax要求： 中等强度的混凝土的最大粒径应40mm； 高等级混凝土应25mm。 对于钢筋混凝土，Dmax 结构断面尺寸的1/4、板厚的1/2，或钢筋间最小净距的3/4。 岩石强度与混凝土设计强度等级

25、之比不应小于150%； 颗粒级配 符合JGJ53-92规定。 有害杂质含量 应符合表4-4的规定,骨料最大粒径 ( Dmax ),混凝土类型 Dmax(mm ),大坝混凝土 150 普通混凝土 40 高强混凝土 25（碎石） 15（卵石） 活性粉末混凝土 0.6,四、新拌混凝土的和易性,普通混凝土的主要性质 ： 混凝土在凝结硬化前称为混凝土拌合物。混凝土拌合物不同的施工环境和施工条件下表现出不同的特征，而混凝土施工过程对硬化后的混凝土具有重大的影响，因此必须找出评价混凝土施工过程中的性质。这样才能保证混凝土的质量。拌合物状态时要求具有良好的和易性（或称工作性），硬化后的混凝土应具有足够的强度和

26、必要的耐久性,1、和易性（工作性）的概念,和易性是砼拌合物的施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）的难易程度和抵抗离析作用程度并能获得质量均匀，密实砼的性能。和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性：,和易性,粘聚性,保水性,流动性,易达结构均匀,易成型密实,好,好,在本身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。,各组成材料之间具有一定的内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质。,具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致发生泌水现象的性质。,保证混凝土硬化后的质量,和易性的含义,流动性：流动性是砼拌和物在自重或施工振捣的作用下，产生流动，并均匀、密实地填满

27、模型的性能。 流动性反映拌和物的稀稠，关系着施工振捣的难易和浇筑的质量。 粘聚性（抗离性）：是砼拌合物在施工过程中互相之间有一定粘聚力，不发生分层、离析、泌水，保持整体均匀的性能。 保水性：保水性是砼拌合物保持水分不易析出的能力。 砼拌合物中的水，一部分是保证水泥水化所需水量，另一部分是为使砼拌合物具有足够流动性，便于浇捣所需的水量。,2、和易性的评定,定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验评定粘聚性和保水性。,1.坍落度法 测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值坍落度（单位mm）。 适用范围： 集料最大粒径不大于40mm； 坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。,2、和易性的评定

28、,2.维勃稠度法 测定使拌合物密实所需要的时间，s。 适用范围 粗骨料最大粒径不大于40mm； 坍落度小于10mm，维勃稠度在5s30s之间的干硬性混凝土。,3、混凝土拌合物按流动性的分类,按混凝土质量控制标准（GB50164）的规定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度 、维勃稠度分为四级。见下表。,4、混凝土施工时坍落度的选择,混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。 见下表。,水泥浆 的含量,水灰比,砂率,施工方面,原材料品 质及性质,5、 影响和易性的主要因素,5、影响和易性的因素,1.组成材料及其用量之间的关系 水泥浆数量和单位用水量； 骨

29、料的品种、级配和粗细程度； 砂率 ； 外加剂 。 见下图。 2.施工环境的温度、搅拌制度等。,水泥,水,砂,石子,外加剂,水泥浆,骨料,混凝土拌合物,5、影响和易性的因素,合理砂率的确定 合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合物的流动性（坍落度T）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度T）、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。,6、改善和易性的措施,采用合理砂率； 改善砂石的级配； 掺外加剂或掺合料； 根据环境条件，注意坍落度的现场控制；,在水灰比不变的条件下，适当增加水泥浆的用量，可增大拌合物的流动性； 在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌

30、合物的流动性。,掺外加剂的混凝土,砼拌合物的凝结时间,初凝时间表示施工时间的极限；终凝时间表示力学强度开始快速发展。 砼拌合物的凝结时间与所采用的水泥的凝结时间并不相等。水泥品种，环境温度、湿度、掺和料、外加剂、水泥的水化反应是影响砼凝结时间的主要因素。,砼拌合物的凝结时间,（1）在环境的温度、湿度条件相同且掺合料、外加剂也相同的条件，砼所用水泥的凝结时间长，则砼拌合物凝结时间也相应较长 （2）砼的水灰比越大，拌和物的凝结时间越长。 （3）掺粉煤灰、缓凝剂，凝结时间增长。 （4）混凝土所处环境温度高，拌和物凝结时间缩短。,五、混凝土的强度,混凝土强度的种类,混凝土强度,抗拉强度,抗剪强度,抗压

31、强度,握裹强度,轴心抗压强度,立方体抗压强度,钢筋与混凝土的粘结强度,五、混凝土的强度,混凝土的强度与强度等级 1、立方体抗压强度（fcu） 按照标准的制作方法制成边长为150的立方体试件，在标准养护条件（温度士3，相对湿度90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。,标准试块,五、混凝土的强度,测定混凝土立方体抗压强度时，也可以采用非标准尺寸的试件，其尺寸应根据混凝土中粗骨料的最大粒径而定，单其测定结果应乘以相应的尺寸换算系数见表 强度换算系数(GB/T 500812002),边长为100mm的立方体试件,边长为 200mm的 立方体试件,边长

32、为150mm的立方体件,换算系数为0.95,换算系数为1.05,换算系数为1.0,五、混凝土的强度,2.混凝土强度等级 按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“C”和混凝土立方体抗压强度标准值（fcu,k）表示，按照GB50010-2010混凝土结构设计规范规定，普通混凝土划分为 C10，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十四个强度等级。例如，强度等级为C25的混凝土，是指25MPafcu，k30MPa的混凝土。钢筋混凝土、预应力混凝土结构的混凝土强度等级分别不低于C15和C30。 立方体抗压强度标准值（fcu,k ）

33、，是立方体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%。 强度等级表示的含义： 强度的范围：某混凝土，其fcu30.034.9MPa； 某混凝土，其fcu30.0MPa的保证率为95%。,C30,“C”代表“混凝土”。,“30”代表fcu,k30.0MPa；,立方体,标准,五、混凝土的强度,3.轴心抗压强度 采用150mm150mm300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为055MPa范围内fcp=（0.70.8）fcu 。在结构设计计算时，一般取fcp0.67fcu。 非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm100mm和200mm200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系

34、数0.95和1.05。,五、混凝土的强度,4. 劈裂抗拉强度 式中：fts劈裂抗拉强度，MPa； P破坏荷载，N； A试件劈裂面积，mm2。 劈裂抗拉强度较低，一般为抗压强度的1/101/20。,拉应力,压应力,P,P,五、混凝土的强度,5.影响抗压强度的因素 （1）水泥的强度和水灰比 式中：fcu混凝土28d龄期的抗压强度值，MPa； fce水泥28d抗压强度的实测值，MPa； 混凝土灰水比，即水灰比的倒数； a、b回归系数。,当混凝土水灰比值在0.400.80之间时越大，则混凝土的强度越低； 水泥强度越高，则混凝土强度越高。,五、混凝土的强度,（2）粗集料的品种 碎石形状不规则，表面粗糙、

35、多棱角，与水泥石的粘结强度较高； 卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。 在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。 （3）养护条件 在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高； 低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。 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。,五、混凝土的强度,（4）龄期 龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。 在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在714d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。 由于水泥水化的原因，混凝土的强度发展可持续数十年。 当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。 式中： fn、f28分别为n、28天龄期的抗压强度，MPa。 （5）外加剂,n3,五、混凝土的强度,6.提高混凝土抗压强度的措施 （1）采用高强度等级水泥； （2）采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土； （3）采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好的碎石； （4）改进施工工艺，加强搅拌和振捣； （5）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期强度； （6）在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。,六、混凝土的耐久性