4水泥混凝土及砂浆-土木工程材料1ppt课件

1、第4章 水泥混凝土及砂浆南华大学杨建明教授n 水泥混凝土是以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质、将分散其间的不同粒径的粗、细集料胶结起来，在一定条件下，硬化成为具有一定力学性能的一种人工石材。n 1824年约瑟夫.阿斯帕丁发明波特兰水泥n 1830年前后水泥混凝土问世n 1850年产生钢筋混凝土n 1928年制成预应力混凝土n 1965年混凝土外加剂运用n 轻质、超高强、高耐久性、多功能和智能化方向开展第4章 水泥混凝土及砂浆n 按表观密度分：n 普通混凝土干表观密度20002500 kg/m3，2400kg/m3n 轻混凝土1950 kg/m3n 重混凝土2600 kg/m3屏蔽各种射线的辐射

2、采用各种高密度集料配制。n 按强度分级分为：n 低强度混凝土抗压强度小于30MPan 中强度混凝土抗压强度介于3060MPan 高强度混凝土抗压强度大于60MPan 超高强混凝土抗压强度大于100 MPa第4章 水泥混凝土及砂浆第4章 水泥混凝土及砂浆n按用途可分为构造混凝土、防水混凝土、防辐射混凝土、耐酸混凝土、装饰混凝土、耐热混凝土、大体积混凝土、膨胀混凝土、道路混凝土。n混凝土优缺陷：n优点：n原资料丰富，造价低廉，可以就地取材；n可塑性好；n与钢筋有较高握裹力，混凝土与钢筋的线膨胀系数根本一样。第4章 水泥混凝土及砂浆第4章 水泥混凝土及砂浆n缺陷：n抗拉强度低；n易产生裂痕，受拉时易

3、产生脆性破坏n自艰苦，比强度小n耐久性不够4.1 普通水泥混凝土的组成资料n普通混凝土是水泥、水、砂子和石子组成，另外还常掺量的外加剂和掺和料。n砂子和石子在混凝土中起骨架作用，故称为骨料或集料n细骨料或细集料、粗骨料或粗集料，分界在4.75mmn一、水泥n1、水泥种类的选择表4.1n2、水泥强度等级的选择表4.2。水泥强度等级宜为混凝土强度等级1.31.7倍。4.1 普通水泥混凝土的组成资料表4.1 硅酸盐系水泥的选用表4.2 水泥强度等级可配制的混凝土强度等级n 二、细骨料n GBT14684-2019粒径在150m4.75mm称细骨料n 1、细骨料的种类及其特性n 河砂、湖砂n 天然砂海

4、砂n 山砂n 人工砂机制砂n 混合砂n 根据砂的技术要求，将砂分为类C60混凝土、类C30C60及抗冻、抗渗或其他要求混凝土、类用于配制强度等级小于C30混凝土和建筑砂浆4.1 普通水泥混凝土的组成资料n 2、细骨料的技术要求n 1含泥量、石粉含量和泥块含量n 含泥量是指天然砂中粒径小于75m的颗粒含量。n 石粉含量是指人工砂中粒径小于75m的颗粒含量。n 泥块含量是指砂中原粒径大于1.18mm，经水浸洗、手捏后小于600m的颗粒含量。n 如表4.3、4.4n 2有害物质n 云母、轻物质、硫酸盐和硫化物、氯盐、有机质表4.5n 3碱骨料反响4.1 普通水泥混凝土的组成资料表4.3 天然砂的含泥

5、量和泥块含量表4.4 人工砂的石粉含量和泥块含量表4.5 砂有害物质含量限值n4粗细程度和颗粒级配n砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一同后的平均粗细程度。n砂的颗粒级配是指粒径大小不同的砂粒的搭配情况。GBT14684-2019n筛分析采用4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m和150m方孔筛。n计算筛余量、分计筛余百分率ai和累计筛余百分率Ai表4.6。4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n砂的粗细程度根据累计筛余百分率计算细度模数Mx表示。n n粗砂Mx=4.13.7n中砂Mx=3.02.3n细砂Mx=2.21.611654321005

6、)(AAAAAAAMx表4.6 分计筛余和累计筛余的关系n 根据600m筛孔的累计筛余，把Mx在3.71.6之间的常用砂的颗粒级配分为三个级配区，如表4.7所示。也常采用筛分曲线来表示。n 所谓筛分曲线是指以累计筛余百分率为纵坐标，以筛孔尺寸为横坐标的曲线如图4.1n 断定砂级配合格方法如下：n 4.75mmm、600m不允许超出。n 配制混凝土宜优选用2区砂，当采用1区砂，应提高砂率，采用3区砂时，应降低砂率。4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n5巩固性n砂的巩固性是指在气候、环境或其他物理要素作用下抵抗碎裂的才干。n天然砂采用砂在硫酸钠溶液中经五次浸泡循环后质

7、量损失的大小来断定。n人工砂采用压碎目的进展检查。表4.7 建筑用砂颗粒级配图4.1 砂的级配区曲线020406080100150m300m600m1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm1区2区3区n6表观密度、堆积密度、空隙率nGB/T146842019规定，砂表观密度大于2500kg/m3，松散堆积密度大于0 kg/m3，空隙率小于47%。n3、细骨料的含水率和湿胀图4.2n 按饱和面干时体积为规范n建筑工程以枯燥形状为根底，水利、道路工程以饱和面干形状为准。4.1 普通水泥混凝土的组成资料图4.2 细骨料含水形状 n三、粗骨料nGB T 14685-2019 规定，粒径在4.7

8、5mm90mm间的骨料称为粗骨料。n1、粗骨料的种类及其特性n同上所述n2、粗骨料的技术要求n1含泥量和泥块含量n表4.84.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n 2有害物质含量n 表4.9n 3碱骨料反响n 4最大粒径和颗粒级配n 粗骨料最大粒径是指粗骨料公称粒级的上限。n GB5020420192019年版规定，混凝土最大粒径不得超越截面最小尺寸的1/4，且不得大于钢筋最小净距的3/4；对于混凝土实心板，骨料最大粒径不宜超越板厚1/3，且不得超越40mm。表4.8 粗骨料含泥量及泥块含量表4.9 粗骨料有害物质n 粗骨料级配含义同细骨料，也经过筛析法来测定。n 2

9、.36mm、4.75mm、9.50mm、16.0mm、19.0mm、26.5mm、31.5mm、37.5mm、53.0mm、75.0mm、90.0mmn 粗骨料的颗粒级配分延续级配和延续级配表4.10。n 5颗粒外形n 6强度碎石强度可用抗压强度和压碎值表示，表4.11n 卵石强度用压碎目的值表示4.1 普通水泥混凝土的组成资料表4.10 卵石和碎石的颗粒级配表4.11 粗骨料压碎目的%n7巩固性用硫酸钠溶液法检验，试样经5次循环n8表观密度、堆积密度、空隙率n建立用卵石、碎石GB T 14685-2019 规定，粗骨料的表观密度大于2500 kg/m3，松散堆积密度大于0 kg/m3，空隙率

10、小于47%。4.1 普通水泥混凝土的组成资料n四、混凝土拌和用水n不应影响混凝土的和易性和凝结n有损于混凝土强度开展n降低混凝土的耐久性，加快钢筋的腐蚀和导致预应力钢筋的脆断n使混凝土外表出现污斑n1、混凝土拌和用水的类型和运用n水源：饮用水、地表水、地下水、海水及经过适当处置后的工业废水。4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n 2、混凝土拌和水的技术要求表4.12JGJ63-2019n 1有害物质含量控制n 2被检验水样应与饮用水样进展水泥凝结时间对比实验。对比实验的水泥初凝时间差及终凝时间差均不应大于30minn 3被检验水样应与饮用水样进展水泥胶砂强度对比实验

11、，被检验水样配制的水泥胶砂3d 和28d 强度不应低于饮用水配制的水泥胶砂3d 和28d 强度的90。表4.12 混凝土用水中的物质含量限值n五、混凝土外加剂n混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的用以改善混凝土性能的物质。称为混凝土第五组份。n一外加剂的分类n改善混凝土拌和物流变性能的外加剂，如各种减水剂、引气剂、泵送剂、保水剂。n调理混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂，如缓凝剂、早强剂、速凝剂。4.1 普通水泥混凝土的组成资料n 改善混凝土耐久性的外加剂，如引气剂、阻诱剂、防水剂。n 改善混凝土其它性能的外加剂，如加气剂、防冻剂、碱集料反响抑制剂。n 二常用混凝土外加剂n 1、减水剂n 1

12、减水剂的作用机理图4.3n 吸附分散作用n 光滑作用n 潮湿作用4.1 普通水泥混凝土的组成资料图4.3 减水剂减水机理表示图 n2减水剂的技术经济效益n减少用水量提高混凝土强度n增大混凝土的流变性n节约水泥用量4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n3减水剂分类：n木质素磺酸盐类；木质素磺酸钠、钙、镁，又称木钠、木钙、木镁。0.20.3%减水率515%28d强度1015%节约水泥510%n萘系；0.21.0、1525%n树脂系；0.52.0、20%30%n糖蜜系；0.20.3、510%n腐植酸系；n2、引气剂n引气剂是指在搅拌过程中能引入大量均匀分布、稳定而封锁的微

13、小气孔直径10m100m的外加剂。n松香热聚物、烷基磺酸钠、脂肪磺酸盐类、蛋白质盐及石油磺酸盐系n松香热聚物和松香皂4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n提高混凝土拌和物和易性；n抗渗性和抗冻性；n强度有所降低。n适宜的参与量为水泥用量的0.005%0.01%，混凝土中含气量为3%6%n3、早强剂n氯盐类、硫酸盐类、有机胺类n氯化钙早强剂；掺量0.51.0%，3d强度提高50%100%，7d20%40%，普通同阻诱剂复合运用，如亚硝酸钠NaNO2n三乙醇胺复合早强剂4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n4、缓凝剂n有机：木质素磺酸盐、羟基

14、羧酸盐、多羟基碳水化合物n羟基羧酸盐如酒石酸、柠檬酸n多羟基碳水化合物如糖蜜n无机：硼砂、氧化锌、硝酸锌、硫酸铁n无机化合物如Na3PO4n5、速凝剂n铝酸钠、碳酸钠、铝酸钙、氟硅酸锌等n红星1型、711型、782型n产生缘由：同石膏反响4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n6、防冻剂n混凝土在负温下硬化，并在规定时间内到达足够防冻强度的外加剂。n1防冻组分：氯化钙、氯化钠、亚硝酸钠n2引气：松香热聚物n3早强：NaCl、CaCln4减水，木钙n 7、膨胀剂n 硫铝酸钙、氧化钙n 如明矾膨胀剂n 8、防水剂n 能降低混凝土在静水压力下透水性的外加剂。n 1无机：Fe

15、Cl2、硅灰粉末n 2有机：脂肪酸n 3混合物n 9、泵送剂4.1 普通水泥混凝土的组成资料n六、掺合料n混凝土掺合料是指在混凝土搅拌前或搅拌过程中，现混凝土其他组分一同，直接参与的人造或天然的矿物资料以及工业废料。其目的是为了改善混凝土性能、调理混凝土强度等级和节约水泥用量。n粉煤灰、硅灰、磨细矿渣粉、磨细自燃煤矸石以及其他工业废渣。4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n1、粉煤灰n按搜集方式，分静电收尘和机械收尘n按排放方式，分湿排灰和干排灰n按CaO的含量高低分为高钙灰CaO含量大于10%和低钙灰CaO含量小于10%n 1粉煤灰的颗粒形貌和化学成分n 形貌主要

16、是玻璃微珠n 有空心和实心珠n 空心微珠是因矿物杂质转变过程中产生的CO2、CO、SO2、SO3等气体，被截留于熔融的灰滴中构成的。空心微珠和薄壁和厚壁之分，前者能漂浮在水面上，又叫“漂珠，其活性高；后者置于水中能下沉，又叫“空心沉珠。n 还的部分未燃尽的碳粒，未成珠的多孔玻璃体。n 化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3等4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n2粉煤灰的效应n粉煤灰由于其本身的化学成分、构造和颗粒外形等特征，掺入混凝土中可产生三种效应，总称为粉煤灰效应。n1活性效应SiO2、Al2O3水泥水化Ca(OH)2，水化硅酸钙和

17、水化铝酸钙n2形状效应玻璃微珠n3微骨料效应改善混凝土孔构造和增大混凝土密实度n3粉煤灰活性的激发n1物理活化n2化学活化常用激发剂有碱性激发剂Ca(OH)2、NaOH、KOH、Na2SiO3硫酸盐激发剂CaSO4.2H2O、CaSO4、CaSO4.1/2H2O、Na2SO4和氯盐激发剂CaCl2、NaCln3水热活化n4复合活化4.1 普通水泥混凝土的组成资料n4粉煤灰的环境特性n5粉煤灰的利用n混凝土和砂浆的掺和料n水泥的混合料或消费原料n烧制普通砖和粉煤灰陶粒n消费硅酸盐制品n用地筑路和回填n农田改造n制造功能资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n2、硅灰n硅灰是在消费硅铁、硅钢或其他硅

18、金属时，高钝度石英和煤在电弧炉中复原所得到的以无定形SiO2为主要成分的球状玻璃体颗粒粉尘。n普通化学成分nSiO2：85%90%；Fe2O3：2%3%；MgO：1%2%；Al2O3：0.5%1.0%；CaO：0.2%0.5%4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n硅灰颗粒极细，平均粒径为0.1m0.2m，比外表积20000m2/kg25000 m2/kg。密度2.2g/cm3，堆积密度250kg/m3300kg/m3。n硅灰活性极高，火山灰活性目的高达110%。硅灰取代水泥后，其作用与粉煤灰类似，取代量5%15%。n3、磨细矿渣粉n磨细矿渣粉是将粒化高炉矿渣经磨细而

19、成的粉状掺合料。n其主要成分为CaO、SiO2、Al2O3n少量Fe2O3、MgO和SO3n其活性较粉煤灰高，掺量也可比粉煤灰大。可等量取代水泥，使混凝土多项性能提高。大幅度提高混凝土强度、耐久性和降低水泥水化热。4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.1 普通水泥混凝土的组成资料n 4、沸石粉n 沸石粉是由沸石岩经粉磨加工制成的含水化硅酸盐为主的矿物火山灰质活性掺合资料。主要有斜发沸石或涤光沸石n 主要化学成分为SiO2占60%70%，Al2O3占10%30%,可溶硅占5%12%，可溶铝占6%9%。n 沸石粉密度2.2 g/cm3；堆积密度700kg/m3800kg/m3。n 沸石粉本身没有水化

20、才干，在水泥中碱性物质激发下其活性才干表现出来。取代水泥10%20%n5、其他掺合料n1磨细自燃煤矸石粉n2浮石粉、火山渣粉4.1 普通水泥混凝土的组成资料4.2 混凝土拌和物的和易性n 新拌混凝土的任务性n 硬化后混凝土的力学性质强度、变形性能、耐久性n 一、和易性的概念n 由混凝土组成资料拌和而成、尚未硬化的混合料，称为混凝土拌和物，又称新拌混凝土。n 和易性指混凝土拌和物易于施工操作拌和、运输、浇筑和振捣，不发生分层、离析、泌水等景象，以获得质量均匀、密实的混凝土的性能。4.2 混凝土拌和物的和易性n流动性n和易性粘聚性n保水性n即满足保送和浇捣要求的流动性，不为外力作用产生脆断的可塑性

21、，不产生分层、泌水的稳定性和易于浇捣密致的密实性。n 二、和易性的测定方法n 坍落度实验n 维勃稠度实验n 1、坍落度实验美国查普曼n 坍落度园锥筒H300mm，上口直径100mm，下底直径200mmn 还应察看混凝土拌合物的粘聚性、保水性和含砂情况n 2、维勃稠度实验皮纳n 坍落度小于10mm的新拌混凝土，可采用维勃稠度仪，以时间s表示。4.2 混凝土拌和物的和易性4.2 混凝土拌和物的和易性n三、影响新拌混凝土的和易性的要素n1、组成资料的影响n1单位用水量n单位用水量实践上决议混凝土拌和物中水泥浆的数量。n实验阐明，当集料不变时，假设单位用水量一定，假设水泥增减量不超越50100kg/m

22、3，混凝土拌和物的坍落度可大致坚持不变，这一规律称为“固定用水量定那么。n2水灰比水胶比，新规范n3砂率的影响n 砂率是指细集料或砂质量占全部砂、石总质量的百分率。4.2 混凝土拌和物的和易性%100GSSSp4.2 混凝土拌和物的和易性n 4水泥种类和细度n 如矿渣水泥和火山灰拌制混合物流动性比普通水泥小。水泥颗料越细，总外表积越大，需水更多。n 5集料特性n 集料级配、颗粒外形、外表特性及粒级n 6外加剂n 2、外界要素的影响n 1环境要素n 2时间n四、改善新拌混凝土任务性的措施n1调理混凝土资料组成n2掺加各种外加剂n3提高振捣机械的效能4.2 混凝土拌和物的和易性n五、混凝土拌合物的

23、和易性选择n构造面断面尺寸，钢筋配置的疏密以及捣实的机械类型和施工方法n表4.13n六、混凝土拌和物的凝结时间n贯入阻力仪以贯入阻力4.5MPa和28Mpa划两条平行线，初凝时间和终凝时间4.2 混凝土拌和物的和易性表4.13 混凝土浇筑时的坍落度4.3 混凝土的力学性质n包括强度和变形n一、混凝土强度n一混凝土的构造和受压破坏过程n1、混凝土的构造n复合资料，即粗骨料、细骨料、未水化水泥颗粒、水泥凝胶、凝胶孔、毛细管孔和引进的气孔n通常以为混凝土是由粗骨料与砂浆或粗细骨料与水泥石两相组成的、不非常密实的、非匀质的分散体。4.3 混凝土的力学性质n宏观堆聚构造n混凝土构造的另一个特征是粗骨料的

24、外表到水泥石之间存在10m50m界面过渡区。过渡区水泥石的构造比较疏松，缺陷多，强度低。图4.4n普通混凝土骨料与水泥之间的结合主要粘着和机械啮合，骨料界面是最薄弱的环节，特别是粗骨料下方因泌水留下的孔隙，尤为薄弱。图4.4 混凝土界面过渡区表示图n2、混凝土受压破坏过程n典型静力受压时的荷载变形曲线图4.5n1阶段当荷载到达“比例极限以前n2阶段当荷载超越“比例极限后n3阶段荷载超越临界荷载n4阶段4.3 混凝土的力学性质图4.5 混凝土受压变形曲线 n 二混凝土强度n 常用的强度有立方体强度、轴心抗压强度、抗拉强度和抗折强度n 1、混凝土立方体抗压强度fcun GB/T500812019n

25、 150mm150mm150mm立方体，规范养护条件，温度202，相对湿度95%以上或202的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中，养护28d龄期，以规范实验方法测得的抗压强度值。4.3 混凝土的力学性质4.3 混凝土的力学性质n环箍效应nGB/T500812019C60用非规范试件乘以尺寸换算系数n2002002001.05n1001001000.95n60运用非规范试件，尺寸换算系数应由实验确定。a23n2、强度等级nGB/T501072019n用“C和“立方体抗压强度规范值，如C30nC7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60n混凝土立方

26、体抗压强度规范值系指按照规范方法养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用规范实验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。4.3 混凝土的力学性质n3、混凝土轴心抗压强度fcpn150mm150mm300mm棱柱体试件n4、劈裂抗拉强度ftsn 150150300mmn5、抗弯拉强度或抗折强度n150150600mm或550mmn采用100100400非规范试件0.854.3 混凝土的力学性质n 三影响硬化后水泥混凝土强度的要素n 1、水泥强度等级与水灰比的影响(新版2019规范n 大量实验1930年鲍罗米n n A、B回归系数，按JGJ552000n 碎石A0.46,B0.07卵石A0

27、.48，B0.33。fce水泥实践强度n 抗折强度与水灰比的关系4.3 混凝土的力学性质)(BWCAffcecu4.3 混凝土的力学性质n JGJ552019n a、b回归系数，按JGJ552019n 碎石a0.53,b0.20卵石a0.49，b0.13n B-胶凝资料用量；W/B水胶比)(bbacuWBff4.3 混凝土的力学性质4.3 混凝土的力学性质n 公路水泥混凝土路面施工技术规范JTG F30-20194.3 混凝土的力学性质n2、骨料的影响n3、养护温度及湿度的影响n1温度；2湿度n常见的混凝土养护有如下：n1自然养护n洒水养护、喷涂薄膜养护n2规范养护n3蒸汽养护100n4蒸压养

28、护175，8大气压n5同条件养护4.3 混凝土的力学性质n4、龄期与强度的关系n n适用规范养护条件，中等强度C20C30的混凝土。n此外我国还有“一小时推定混凝土强度。4.3 混凝土的力学性质nffnlg28lg28n四提高混凝土强度的措施n1、选用高强度水泥和早强型水泥n如重交通路面，抗折强度应大于5.0MPa，水灰比不大于0.46，水泥用量不大于360kg/m3。n2、采用低水灰比和浆集比n不超越0.45，用水量不超越150kg/m3。4.3 混凝土的力学性质4.3 混凝土的力学性质n3、掺加混凝土外加剂和掺合料n桥梁工程用预应力混凝土，C50以上，水灰比0.350.40n4、采用湿热处

29、置蒸汽养护和蒸压养护n蒸汽养护60以上温度，90%以上湿度n蒸压养护8大气压，温度175以上。n5、采用机械搅拌和振捣n二、混凝土的变形性能n由物理、化学要素引起变形称非荷载变形，包括化学收缩、干湿变形、碳化收缩及温度变形。n由荷载作用引起的变形称为荷载变形，包括短期荷载变形及长期荷载变形。4.3 混凝土的力学性质4.3 混凝土的力学性质n一在非荷载作用下的变形n1、化学收缩n2、干湿变形n混凝土极限收缩值可达510-4910-4mm/mm。构造设计中混凝土干缩率取值1.510-42.010-4mm/mmn3、碳化收缩n4、温度变形n混凝土温度膨胀系数0.710-51.410-5/,普通取1.

30、010-5/，即温度每改动1，1m混凝土将产生0.01mm膨胀或收缩变形。n大体积混凝土采用以下方法：n1低热水泥n2外加剂4.3 混凝土的力学性质4.3 混凝土的力学性质n3预先冷原资料n4预埋冷却管n5大体积化整为零施工n6外表绝热，调理混凝土外表温度下降速率。n5、影响混凝土非荷载作用下变形的要素n集料含量、集料质量、单位用水量、相对湿度、养护方法、外加剂n6、减少非荷载作用下变形的措施n正确设计密级配集料，提高浆集比；n较低单位用水量和水灰比；n水泥种类，C3AF高；n正确选用外加剂n采用蒸养或压蒸养护4.3 混凝土的力学性质n二在荷载作用下的变形n1、在短期荷载作用下的变形n1混凝土

31、的弹塑性变形图4.6n 2混凝土弹性模量图4.7n GB/T500812019规定，采用规范尺寸为150mm150mm300mm棱柱体试件，实验荷载为轴心抗压强度1/3，经三次反复加荷和卸荷后，得到弹性模量。nC10C60弹性模量约为1.75104MPa4.9104MPa4.3 混凝土的力学性质图4.6加荷和卸荷时混凝土应力应变曲线图4.7 水泥混凝土弹性模量分类 n3影响混凝土弹性模量的要素n粗骨料、水泥浆体n2、混凝土在长期荷载作用下的变形n混凝土在长期荷载作用会发生徐变。当混凝土卸荷后，一部分变形瞬间恢复，一部分要经过一段时间才干恢复称徐变恢复，剩余的变形不可恢复，称为剩余变形。4.3

32、混凝土的力学性质4.3 混凝土的力学性质n产生徐变的缘由，普通以为是由于在长期荷载作用下，水泥石中的凝胶体产生粘性流动，向毛细孔中迁移，或者凝胶体中的吸附水或结晶水向内部毛细孔迁移浸透所致。n主要要素是水泥用量和水灰比。n徐变有利一面，减弱温度、干缩等引起的约束变形。n不利面，预应力构造中，徐变产生应力松驰，引起预应力损失。4.4 混凝土的耐久性n钢筋混凝土构造耐久性包括资料耐久性和构造耐久性n混凝土耐久性是指混凝土能抵抗环境介质长期作用，坚持正常运用性能和处置完好性的才干。4.4混凝土的耐久性n一、抗冻性n混凝土在纯水中的抗冻性、道路工程存在盐冻破坏n混凝土的抗冻性用抗冻等级Fn来表示，分为

33、nF10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300n慢冻法以规范养护28d龄期的立方体试件，15+20冻融，抗压强度下降率不超越25%，质量损失率不超越5%4.4混凝土的耐久性n快冻法GBJ8285100mm100mm400mm棱柱体试件n当冻融300次以上，动弹模量下降至60%以下，质量损失到达5%，即可停顿实验。n二、抗渗性n混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力液体水、油和溶液浸透作用的才干。n工程上抗渗等级表示，分为P4、P6、P8、P10、P12 GB/T50082-2021n采用顶面直径175mm，底面直径185mm，高度150mm，6个试件中4个试件未出

34、现渗水时最大压力表示混凝土抗渗等级。n H6个试件中3个试件外表渗水时水压力MPa4.4 混凝土的耐久性n三、混凝土的碳化释义n 钢筋失去碱性维护而锈蚀；n水泥石密实，强度得高。n影响混凝土碳化的要素有：n1、环境湿度，相对湿度在50%70%时，混凝土碳化速度最快。n2、水灰比4.4混凝土的耐久性4.4混凝土的耐久性n 混凝土的碳化是混凝土所遭到的一种化学腐蚀，即二氧化碳对混凝土的侵蚀。是不能防止的，对混凝土实体质量是没有什么影响的。n 但是在回弹法测混凝土强度时，须对混凝土的碳化深度进展丈量并对强度进展修正。n 但是经年的混凝土，当混凝土维护层厚度大于碳化深度时，钢筋没有锈蚀；维护层厚度与碳

35、化深度接近时，那么钢筋外表开场有部分锈点出现，当碳化浓度大于维护层时，锈蚀普通不可防止地要出现。n 由于已碳化混凝土中钢筋锈蚀将产生钢筋截面减弱、钢筋与混凝土相互作用才干降低，所以普通也以为当钢筋锈蚀开展到混凝土维护层沿钢筋开裂的程度时，虽然尚不影响构件平安运用，但可以为是开场危及构造平安的前兆，甚至可以为这是构件运用寿命的一种极限形状。n 对强度短时间影响不大，但因中性化，会对其中的钢筋有大的影响，易生锈！4.4混凝土的耐久性n3、环境二氧化碳的浓度n4、水泥种类n5、外加剂n碳化深度两种检测方法：一种是X射线法；二种化学试剂法。n混凝土资料与钢筋的维护层最小厚度，混凝土构造耐久性设计规范G

36、B_T 50476-20194.4混凝土的耐久性n四、混凝土的抗侵蚀性n五、混凝土的碱骨料反响n碱骨料反响有三种：碱硅酸反响、碱碳酸盐反响、碱硅酸盐反响n 碱骨料反响必需同时具备三条件：n1、混凝土中含有过量的碱Na2O+K2O。n2、碱活性骨料总量的比例大于1%。n3潮湿环境。空气相对湿度大于80%，或直接接触水的环境。4.4 混凝土的耐久性n可采取以下措施防备：n1、尽量采用非活性骨料n2、严厉控制混凝土碱含量，如采用碱含量小于0.6%的水泥。n3、掺入火山灰质混合资料n4、掺入引气剂或引气减水剂n骨料碱活性检验方法有岩相法、化学法、砂浆长度法、岩石柱法、混凝土棱柱法和压蒸法。4.4 混凝

37、土的耐久性4.4 混凝土的耐久性n砂浆长度法：JGJ52-2019采用碱含量1.2%水泥1:2.75n160mm40mm40mm砂浆试件，湿度95%，温度402，砂浆半年膨胀率小于0.1%或3个月小于0.05%，无危害。n砂浆长度法，将粗骨料破碎。n岩石柱法针对碳酸盐岩石，直径91mm，长355mm园柱体试件，放入202，NaOH。n六、混凝土的外表磨损n混凝土外表磨损有三种情况：n1、机械磨耗，如路面、机场跑道、厂房地坪n2、冲磨，如桥墩、水工泄水构造物、沟渠n3、空蚀，如水工泄水构造物n水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范 DL.T 5207-20194.4 混凝土的耐久性4.4 混凝土的

38、耐久性n影响混凝土耐磨性的要素如下：n1、混凝土的强度n2、粗骨料的种类和性能n辉绿岩、铁矿粉最好，花岗岩、闪长岩次之，石灰岩、白云岩较差n3、细骨料与砂率n4、水泥和掺合料n5、养护和施工方法4.5普通水泥混凝土的组成设计n普通混凝土配合比设计是确定混凝土中各组成资料质量比。n混凝土配合比表示方法有二种：n单位用量以每1m3混凝土中各种资料的用量表示。n相对用量以水泥的质量为1，按水泥：细集料：粗集料：水灰比如1：2.14：3.82w/c=0.454.5普通水泥混凝土的组成设计n一、混凝土配合比设计的根本要求n1满足构造设计强度的要求n2满足施工和易性的要求n3满足环境耐久性的要求n4满足经

39、济要求n二、混凝土配合比设计的三参数图4.8n1水灰比W/C ；n2砂率Sp；n3单位用水量(W) n常用符号的含义C表示水泥，S表示砂，G表示石子，W表示水。4.5 普通水泥混凝土的组成设计图4.8混凝土四组分三参数的关系图n三、混凝土配合比设计的步骤n1计算初步配合比水泥：水：细骨料：粗骨料Co:Wo:So:Gon2提出基准配合比C基:W基:S基:G基n3确定实验室配合比C实:W实:S实:G实n4换算工地配合比C施:W施:S施:G施4.5 普通水泥混凝土的组成设计n四、普通混凝土配合比设计方法n1、初步配合比的计算n1确定混凝土的配制强度fcu,o新规范2019n nfcu,k混凝土设计立

40、方体抗压强度规范值，MPa；t概率度；规范差。MPa。概率度t与强度保证率P%见表4.14。4.5 普通水泥混凝土的组成设计tffkcuocu,4.5 普通水泥混凝土的组成设计表4.14 不同t值的保证率P%4.5普通水泥混凝土的组成设计n根据JGJ 55-2019的规定：95%，与此对应t=-1.645n 即混凝土强度的保证率为95%，t-1.645n还可以根据强度离散系数Cv来确定。n2计算水灰比W/C新规范2019n1 n nfce,k水泥标号规范值；rc富余系数n2按耐久性校核水灰比JGJ5520004.5普通水泥混凝土的组成设计ceocuceABffAfCW,4.5普通水泥混凝土的组

41、成设计n JGJ552019n a、b回归系数，按JGJ552019n 碎石a0.53,b0.20卵石a0.49，b0.13n B-胶凝资料用量；W/B水胶比)(bbacuWBffn3选定单位用水量表3-13确定适宜坍落度值，再参考规范定出1m3混凝土的用水量。n4计算单位水泥用量n1按强度要求计算 n2按耐久性校核用灰量n5选定砂率SPn也可以计算4.5 普通水泥混凝土的组成设计n 6计算粗、细集料单位用量S0、G0n 1绝对体积法n 根本原理是假定刚浇捣终了的混凝土拌和物的体积，等于其各组成资料的绝对体积及其所含少量空气体积之和。n n 不掺引气剂时，可取1；掺引气剂时，244.5 普通水

42、泥混凝土的组成设计PogoswcSGSSLGSWC%100)(1000100000000n 2、假定表观密度法n 假定表观密度法又称为质量法，根本原理是假定普通混凝土拌和物表观密度oc接近一个恒值。n n oc表观密度kg/m3；Sp砂率n C7.5C15，oc2360kg/m3；C20C30，oc2400kg/m3；C35C45，oc2450kg/m3；4.5 普通水泥混凝土的组成设计PocSGSSGSWC%1000000000n2、混凝土配合比调整n1和易性调整确定基准配合比n1按初步配合比试件一定体积的混凝土，测定混凝土拌和物的和易性。n2测定和易性满足设计要求的混凝土拌和物的表观密度

43、。n3计算混凝土基准配合比。4.5 普通水泥混凝土的组成设计n 2强度调整确定实验室配合比n 1调整水灰比n 用三个不同配合比，其中一个是基准配合比，另外添加和减少0.05，用水量与基准配合比一样，砂率可分别添加或减少1%。n 2确定到达配制强度时各资料的用量n 3个灰水比值 ，取fcu.i对应C/W；n 用水量Wq取基准配合比用水量；n 水泥用量Cq；n Gq、Sp取基准配合比中粗细骨料含量，并按选定灰水比作适当调整。4.5 普通水泥混凝土的组成设计n3确定实验室配合比n 计算实验室配合比：n 3、确定混凝土施工配合比n五、混凝土配合比设计实例4.5 普通水泥混凝土的组成设计4.6 普通水泥

44、混凝土的质量控制n一、混凝土质量动摇n1、混凝土消费前的要素n2、混凝土消费过程中的要素n3、混凝土消费后的要素n二、混凝土强度动摇规律正态分布图4.9 混凝土强度的正态分布曲线4.6 普通水泥混凝土的质量控制n三、衡量混凝土施工质量程度的目的n混凝土强度的平均值、规范差、变形系数和强度保证率n1、混凝土强度平均值 niicucufnf1,1cuf图4.10 混凝土强度离散性不同的正态分布曲线4.6普通水泥混凝土的质量控制n2、混凝土强度规范差n3、变异系数CvcuvfC1)(1)(122,12,nf nfnffnicuicunicuicu4.6普通水泥混凝土的质量控制n4、强度保证率Pn混凝

45、土强度保证率是指混凝土强度总体中，大于等于设计强度等级 的概率。nGB/Tn50107-2019kcufttdteP2221curcukcucukcufCfffft4.6 普通水泥混凝土的质量控制n四、混凝土的质量控制n1、混凝土质量控制内容n1原资料的质量控制n2施工过程质量控制n机械法；振动台、振动棒n人工法n2、混凝土质量控制图4.6普通水泥混凝土的质量控制n五、混凝土强度的合格评定n1、统计方法知规范差方法n边续三次试件组成一验收批0,min,0,7 . 07 . 0kcucukcucuffff4.6普通水泥混凝土的质量控制n当混凝土强度等级不高于C20n当混凝土强度等级高于C20kc

46、ucuff85. 0minkcucuff90. 0min4.6普通水泥混凝土的质量控制n2、统计方法未知规范差n10组试件组成验收批n1、2混凝土强度断定系数kcucukcufcufffSfcu,2min,19 . 01122nfnfSnicuicufcu4.6普通水泥混凝土的质量控制n3、非统计方法n4、混凝土强度的合格性断定kcucukcucuffff95. 015. 1min4.6 普通水泥混凝土的质量控制n六、构造实体混凝土的强度和内部缺陷的检测n钻取试样n非破损检测：回弹法、超声回弹法、拔出法4.7其他混凝土n一、粉煤灰混凝土n粉煤灰混凝土是指将粉煤灰在混凝土搅拌前或搅拌过程中与混凝

47、土其他组分一同掺入所制得的混凝土。n一粉煤灰的技术要求nGB/T1596-2019规定4.7其他混凝土n F类粉煤灰 由无烟煤或烟煤锻烧搜集的粉煤灰。n C类粉煤灰一 由褐煤或次烟煤锻烧搜集的粉煤灰，其氧化钙含量普通大于 10写。n 级粉煤灰的档次最高，都是经静电收尘器搜集的，细度较细，并富集大量外表光滑的球状玻璃体。n 级粉煤灰系我国大多数火力发电厂的排出物。其细度较粗，对混凝土强度的奉献较级小。n 级粉煤灰是指火电厂排出的原状干灰或湿灰。n 如表4.15表4.15 用于混凝土中的粉煤灰技术要求表4.15 用于混凝土中的粉煤灰技术要求n二粉煤灰混凝土的性能n和易性，用水量一样的情况下，混凝土

48、拌和物流动性、粘聚性提高；n可泵性，可泵性明显提高；n凝结时间，缓凝；n水化热，降低；n引气量，添加；4.7 其他混凝土4.7 其他混凝土n强度，早期低，60天后强度大于基准混凝土强度；n弹性模量，相等，能够更高；n收缩徐变，影响不大；n抗渗性，加强；n抗冻性，早期较差，后期与基准相近；n,抗碳化，较基准混凝土差。n三粉煤灰最大掺量和取代水泥率nGBJ1461990规定n见表4.164.7其他混凝土4.7其他混凝土n四粉煤灰混凝土配合比设计nGBJ1461990n1、粉煤灰的掺法n粉煤灰混凝土配合比设计以不掺粉煤灰的混凝土配合比为基准基准混凝土配合比，按绝对体积法计算。n等量取代法n超量取代法

49、超量系数表4.17n外加法表4.16 粉煤灰取代水泥的最大限量表4.17 粉煤灰的超量系数n2、GBJ1461990规定的粉煤灰混凝土配合比设计步骤n1计算基准混凝土配合比n首先按照设计要求的混凝土强度等级，设计普通混凝土的配合比，作为基准混凝土即未掺粉煤灰的水泥混凝土配合比。4.7其他混凝土4.7其他混凝土n2等量取代法n1根据基准混凝土中各种资料的用量Co、Wo、So、Go选定与基准混凝土一样或稍低的水灰比；n2根据确定的粉煤灰等量取代水泥量f%计算粉煤灰用量F和水泥用量CFCC0fCF0n3粉煤灰混凝土的用水量n4水泥和粉煤灰的浆体体积4.7 其他混凝土)(00FCCWWWFCVfcPn

50、 5砂和石子的总体积n n 6选用与基准混凝土一样或稍低的砂率Sp，砂和石子用量n n 71m3粉煤灰混凝土中各种资料用量为：n C、F、W、S、G4.7 其他混凝土PAVV)1 (1000ogPAosPASVGSVS)1 ( n 3超量取代法n 所谓“超量取代法是粉煤灰总掺入量中，一部分取代等体积的水泥，超量部分粉煤灰取代等体积的砂。超量取代法是以基准混凝土等和易性、等强度原那么进展配合比计算调整。n 1计算基准混凝土配合比Co、Wo、So、Gon 2选定粉煤灰取代水泥的掺量百分率f%和粉煤灰超量系数(K)，GBJ14690。 4.7 其他混凝土n3计算粉煤灰取代水泥量，超量部分质量和总掺量

51、n粉煤灰取代水泥量F、超量部分质量Fe和总掺量Ft4.7 其他混凝土FKFKFFfCFet)1(0n4水泥的质量n n5调整后砂的质量n n61m3粉煤灰混凝土中各种资料用量为C、Ft、W0、Se、G04.7 其他混凝土FCC0osfeeFSS0n4外加法n1根据基准混凝土计算的各种资料用量Co、Wo、So、Go，选定外加粉煤灰掺入率fm%n2外加煤灰的质量n n3调整后砂的质量n 4.7其他混凝土mmfCF0osfeeFSS04.7其他混凝土n41m3粉煤灰混凝土中各种资料用量为：C0、Fm、Sm、W0、G0n5计算实例n五粉煤灰混凝土的运用n1、粉煤灰的适用范围n1级粉煤灰适用于钢筋混凝土

52、和跨度小于6m的预应力混凝土。n2级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土。n3级粉煤灰主要用于无筋混凝土。4.7 其他混凝土4.7 其他混凝土n 2、粉煤灰混凝土特别适用于以下情况：n 1节约水泥和改善混凝土拌和物和易性的现浇混凝土，尤其泵送混凝土n 2坝体、房屋及道路在基等低水泥用量、高粉煤灰掺量的碾压混凝土用级灰n 3C80级以下大流动度高强混凝土用级灰n 4受海水等硫酸盐作用的海工、水工混凝土工程用级灰n 5需求降低水化热的大体积混凝土n 6须抑制碱骨料反响的混凝土工程用级灰4.7 其他混凝土n一、轻骨料混凝土n轻骨料混凝土是指轻粗骨、轻细骨料或普通砂、水泥和水有时还包括适量外加剂和掺合料

53、配制而成。n干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土4.7其他混凝土n一轻骨料n1、轻骨料的种类n轻骨料是指堆积密度小于1200 kg/m3的骨料。通常采用天然多孔岩石破碎加工而成，或用人造资料、工业废料等原资料烧制而成。n1按轻骨料粒径分：粒径大于5mm，堆积密度小于1000kg/m3，称为轻粗骨料。粒径不大于5mm，堆积密度小于1200kg/m3，称为轻细骨料。4.7其他混凝土n2按骨料性能分：超轻骨料堆积密度不大于500kg/m3、普通轻骨料大于500 kg/m3、高强轻骨料n3按轻骨料产源分：天然轻骨料、工业废渣轻骨料和人造轻骨料n2、轻骨料的技术性质及要求n1最大粒径：轻粗骨料最大

54、粒径是指累计筛余不超越10%该号筛孔尺寸。保温及构造保温，不宜大于40mm，构造20mm。n2级配：表4.18n3堆积密度：表4.19n4轻粗骨料的强度：JGJ512019筒压法4.7其他混凝土4.7其他混凝土n5吸水率与软化系数：超轻骨料吸水率不大于15%30%。普通轻骨料10%22%。高强轻骨料吸水率不大于8%15%n6有害物质含量：轻骨料中严禁混入煅烧石灰石、白云石和硫化铁，表4.20表4.18 轻骨料的颗粒级配表4.19 轻骨料的密度等级表4.20 轻骨料有害物质含量n 二轻骨料混凝土的技术性质n 150mm150mm150mmn LC5.0、LC7.5、LC10、LC15、LC20、

55、LC5、LC30、LC35、LC40、LC45、LC50、LC60n 按其干表观密度分为14个密度等级，如表4.21n 1、轻骨料混凝土的种类n 1按细骨料种类分，全轻混凝土和砂轻混凝土n 2按粗骨料种类分，工业废渣轻骨料混凝土、天然轻骨料混凝土和人造轻骨料混凝土n 3按用途分，保温轻骨料混凝土、构造保温轻骨料混凝土、构造轻骨料混凝土4.7 其他混凝土表4.21 轻骨料混凝土的密度等级n 2、轻骨料混凝土的技术性能n 1干表观密度n 760kg/m31950kg/m3n 2强度n 3弹性模量n 弹性模量较小，为0.3104MPa2.2104MPan 4收缩和徐变：比普通混凝土大20%50%和3

56、0%60%n 5保温性能n 6耐久性：良好的抗渗性、抗冻性和耐火性4.7 其他混凝土n 三轻骨料混凝土配合比设计n 轻骨料混凝土配合比设计方法分绝对体积法和松散体积法n 1、绝对体积法计算配合比步骤n 1根据设计要求的轻骨料混凝土强度等级、密度等级和混凝土的用途，确定粗细骨料的种类和粗骨料的最大粒径。n 2测定粗骨料的堆积密度、颗粒表观密度、筒压强度和1h吸水率，并测定细骨料的堆积密度和相对密度。4.7 其他混凝土4.7 其他混凝土n3计算混凝土试配强度fcu,o.n n4选择水泥用量mc表4.22n5确定用水量mwn见表4.23645. 1.kcuocuff表4.22 轻骨料混凝土的用水量表

57、4.23 轻骨料混凝土的净用水量选用表n 6确定砂率SP：体积砂率，表4.24n 7计算粗细骨料的用量绝对体积法n 绝对体积法是将混凝土的体积1m3减去水泥和水的绝对体积，求得每立方米混凝土中粗细骨料所占的绝对体积，然后根据砂率分别求得粉末骨料和细骨料的绝对体积，再乘以各自的表观密度那么可求得粗、细骨料的用量。4.7 其他混凝土apaasswwnccasssPwwnccsVmmmmVVmSmmV10001100010001n8确定总用水量mwtn nmwa附加水量，见表4.25n9计算混凝土干表观密度cdn 并与设计的干表观密度进展对比，如其误差大于3%，那么应重新调整和计算配合比。4.7 其

58、他混凝土wawnwtmmm表4.24 轻骨料混凝土的砂率表4.25 附加水量的计算方法n2、松散体积法计算配合比步骤n松散体积法与绝对体积法的不同之处有三个方面：砂率为松散体积砂率；粗、细骨料的体积用松散体积来表示；粗细骨料的密度数据为堆积密度。n16同绝对体积法。n7确定粗细骨料总体积Vt，计算粗细骨料用量ms、man 粗骨料散体体积Vt按表4.26选取n89同绝对体积法4.7 其他混凝土表4.26 粗、细骨料松散总体积选用表n3、设计实例n四轻骨料混凝土的运用n轻骨料混凝土由于表观密度小，保温隔热性能好，强度较高，耐久性好，既可用于承重构造，也适用做围护构造，广泛运用于高层建筑、软土地基、

59、大跨度构造、耐火等级要求的建筑、要求节能的建筑、抗震构造、旧建筑加层。4.7 其他混凝土4.7 其他混凝土n 三、道路混凝土n 道路混凝土是指用于浇筑路面的水泥混凝土。特重交通、重交通路面采用道路硅酸盐水泥，也可采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；中、轻交通路面可采用矿渣硅酸盐水泥。n JTGD402021和JTGF302019规定采用抗折抗弯拉强度作为路面水泥混凝土配合比设计的强度目的，详细目的表4.27、表4.28，新规范2019。4.7 其他混凝土表4.27 可靠度设计规范表4.28 混凝土弯拉强度规范值4.7 其他混凝土n1、设计的根本要求n1要满足施工和易性的要求n2要满足抗折强度要求n

60、3要满足耐久性包括耐磨性有要求n4经济合理4.7 其他混凝土n 2、设计步骤n 1计算配制配合比n 1确定配制强度n fc混凝土配制抗折强度MPa；n fr设计抗折强度MPa； n s弯拉强度实验样本的规范差MPa；n t保证率系数tscffvrc04. 114.7 其他混凝土n2计算水灰比W/Cn碎石或碎卵石混凝土nn卵石混凝土nn式中fs水泥实践抗折强度n还必需满足耐久性要求的最大水灰比的规定如表4.295684. 1/ )3595. 00079. 1(/scffwc2618. 1/ )4709. 05492. 1(/scffwc表4.29 混凝土满足耐久性要求的最大水灰比胶比和最小单位水