水泥混凝土及砂浆ppt课件

1、第四章 水泥混凝土和砂浆知知识识教教学学点点和和学学习习要要求求l 知识教学点l 普通水泥混凝土(组成资料、技术性质、配合比设计、质量控制等)l 其他功能混凝土高强混凝土、流态混凝土、纤维加强混凝土、碾压式水泥混凝土、仿生裂痕自愈合混凝土等l 建筑砂浆砌筑砂浆、抹面砂浆及防水砂浆l 学习要求l 了解普通水泥混凝土的组成资料，掌握新拌混凝土任务性的内涵及评价方法，重点掌握硬化混凝土的强度、变形、耐久性能的评价目的及方法l 了解常用功能混凝土的概念、制备方法及性能特点等l 了解常用建筑砂浆的组成、性能及配制方法等概 述一混凝土的定义混凝土 由胶凝资料、细骨料、粗骨料、水以及必要时掺入的化学外加剂组

2、成，经过胶凝资料凝结硬化后，构成具有一定强度和耐久性的人造石材。 普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后构成的、干体积密度为20002800kg/m3，具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为“混凝土。 二混凝土的分类按体积密度分重混凝土 02800kg/m3。 普通混凝土 0 20002800kg/m3。 轻混凝土 02000kg/m3。 按胶凝资料分水泥混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土等。 按用途分构造混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝土等 。二混凝土的分类按消

3、费和施工工艺分预拌混凝土商品混凝土、泵送混凝土、放射混凝土、碾压混凝土、离心混凝土、等。按强度分普通混凝土 C60。高强混凝土 C60。超高强混凝土 100MPa。按配筋情况分素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土等。三混凝土的特点优点抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低 ；原资料丰富、本钱低；混凝土拌合物具有良好的可塑性； 混凝土与钢筋粘结良好，普通不会锈蚀钢筋。缺陷抗拉强度低约为抗压强度的1/101/20、变形性能差；导热系数大约为1.8W/mK；体积密度大约为2400kg/m3左右；硬化较缓慢。 第一节 普通水泥混凝土混凝土的组成资料及作用 组成资料的作用组成资料的作用水泥 +

4、水 = 水泥浆 水泥 + 水 + 细骨料 = 砂浆 水泥+ 水 + 细骨料 + 粗骨料 = 混凝土 一水泥 种类的选择种类的选择 配制普通混凝土的水泥种类，应根据混凝土的工程特配制普通混凝土的水泥种类，应根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且思索当地消费的水泥点或所处的环境条件，结合水泥性能，且思索当地消费的水泥种类情况等，进展合理地选择。种类情况等，进展合理地选择。 强度等级的选择强度等级的选择 选用水泥强度等级应与要求配制的混凝土等级相顺应。原那么选用水泥强度等级应与要求配制的混凝土等级相顺应。原那么上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥；上，配制高强度等级的混凝

5、土，选择高强度等级的水泥； 普通情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的普通情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.11.6倍；倍； 配制强度等级较高的混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土配制强度等级较高的混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的强度等级的0.71.2倍左右。倍左右。 水泥混凝土路面可以根据路面的交通等级所要求的设计抗弯拉水泥混凝土路面可以根据路面的交通等级所要求的设计抗弯拉强度来选择水泥的强度等级。强度来选择水泥的强度等级。 二细集料 定义定义 细集料是指粒径在细集料是指粒径在4.75mm以下的颗粒。以下的颗粒。 分类分类按产源分按产源分技术质量要求技术质量要求砂的颗粒

6、级配和细度模数砂的颗粒级配和细度模数有害杂质含量有害杂质含量压碎值和巩固性压碎值和巩固性砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等1有害杂质含量有害杂质：集料中含有妨碍水泥水化或降低集料与水泥有害杂质：集料中含有妨碍水泥水化或降低集料与水泥石粘附性，以及能与水泥水化物产生不良化学反响的各石粘附性，以及能与水泥水化物产生不良化学反响的各种物质。种物质。含泥量、石粉含量和泥块含量含泥量、石粉含量和泥块含量云母含量云母含量轻物质和有机质含量轻物质和有机质含量硫化物和硫酸盐含量硫化物和硫酸盐含量云云 母母2压碎值和巩固性按技术要求分类 宜用于强度等级大于C60的混凝土；类 用于强度等级为

7、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。硫酸钠溶液硫酸钠溶液3砂的颗粒级配和细度模数 颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。 级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当，其空隙率小，可以节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。 颗粒级配采用筛分法确定，按600m筛的累计筛余率的大小，可分为1区、2区、3区共三个级配区。 颗粒级配颗粒级配砂的颗粒级配区细度模数按下式计算：级配的选择 宜优先选择级配在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。1165432x1005)AAAAAAAM（3砂的颗粒级配和细度模数三粗集料定定

8、 义义 粒径大于粒径大于4.75mm的卵石和碎石称为粗骨料。的卵石和碎石称为粗骨料。技术要求技术要求强度和巩固性强度和巩固性有害杂质含量有害杂质含量最大粒径及颗粒级配最大粒径及颗粒级配外表特征及颗粒外形外表特征及颗粒外形碱活性检验碱活性检验1.强度和巩固性1强度 为保证混凝土的强度要求，粗集料必需具有足够的强度。对于碎石和卵石的强度，采用岩石立方体强度和压碎值两种表示方式。2巩固性 为保证混凝土的耐久性，用做混凝土的粗集料应具有足够的巩固性，以抵抗冻融和自然要素的风化作用。实验方法硫酸钠溶液进展巩固性实验。 颗粒级配颗粒级配最大粒径及颗粒级配 最大粒径最大粒径 粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的

9、最大粒径，粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径，指集料的指集料的100%都要经过的最小的规范筛筛孔尺寸。都要经过的最小的规范筛筛孔尺寸。从构造上思索从构造上思索 混凝土用粗骨料最大粒径不得超越构造截面最小尺寸的混凝土用粗骨料最大粒径不得超越构造截面最小尺寸的1/4，且不得超越钢筋最小净间距的，且不得超越钢筋最小净间距的3/4；对混凝土实心板，；对混凝土实心板，不宜超越板厚的不宜超越板厚的1/3，且不得超越，且不得超越50mm。从施工上思索从施工上思索 对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与保送管内径之比碎石不对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与保送管内径之比碎石不宜大于宜大于1:3，卵石不宜大于，卵石不

10、宜大于1:2.5，高层建筑宜在，高层建筑宜在1:31:4，超高层建筑宜在超高层建筑宜在1:41:5。从经济上思索从经济上思索 当最大粒径小于当最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径减小而添时，水泥用量随最大粒径减小而添加，但当大于加，但当大于150mm后，节约水泥的效果却不明显。后，节约水泥的效果却不明显。最大粒径及颗粒级配针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍；片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径0.4倍；针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会添加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。外表特征及颗粒外形骨料碱活性检测四混凝土拌合用水混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水

11、、地表水、地下水和经适当处置的工业用水。拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合的规定。五外加剂及其分类定义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。普通情况掺量不超越水泥质量的5%。按主要功能的分类改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。调理混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。改善混凝土其它性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、着色剂和防水剂等。 谢 谢二、普通水泥混凝土的技术性质混凝土在未凝结硬化以前，称为混凝土拌合物。它必混凝土在未凝结硬化

12、以前，称为混凝土拌合物。它必需具有良好的和易性，便于施工，以保证能获得良好需具有良好的和易性，便于施工，以保证能获得良好的浇灌质量；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，以混凝土拌合物凝结硬化以后，应具有足够的强度，以保证建筑物能平安地接受设计荷载，并应具有必要的保证建筑物能平安地接受设计荷载，并应具有必要的耐久性。耐久性。(一)新拌混凝土的任务性混凝土的组成资料及作用 组成资料的作用组成资料的作用水泥 + 水 = 水泥浆 水泥 + 水 + 细骨料 = 砂浆 水泥+ 水 + 细骨料 + 粗骨料 = 混凝土 1任务性和易性的概念 混凝土拌合物易于施工操作搅拌、运输、浇筑、振捣且

13、混凝土拌合物易于施工操作搅拌、运输、浇筑、振捣且成型后质量均匀、密实的性能。成型后质量均匀、密实的性能。和易性粘聚性保水性流动性易达构造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。各组成资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景象的性质。具有一定的坚持内部水分的才干，在施工过程中不致发生严重的泌水景象。保证混凝土硬化后的质量捣实性新拌水泥混凝土的密实、离析和泌水新拌水泥混凝土的密实、离析和泌水2和易性的评定坍落度实验2和易性的评定维勃稠度法实验 测试方法：在维勃稠度仪上的坍落度筒测试方法：在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装

14、满拌合物，垂直提起坍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透明圆盘的底面完全为水泥浆所布满的瞬间，停顿秒表，封锁振动台，读出秒瞬间，停顿秒表，封锁振动台，读出秒表的秒数，称为维勃稠度。表的秒数，称为维勃稠度。 适用范围适用范围: 粗骨料最大粒径不大粗骨料最大粒径不大31.5mm； 坍落度小于坍落度小于10mm，维勃稠度在，维勃稠度在530s之之间的干硬性混凝土。间的干硬性混凝土。 混凝土拌合物按流动性的分类 按GB50164的规定

15、，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。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。3影响和易性的要素内因和外因1.组成资料及其用量之间的关系水泥浆数量 单位用水量水灰比 砂率 水泥的种类和骨料的性质外加剂2.施工环境的温度、湿度、风速和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cwmm 水灰比100%gsssmmm 砂率3影响和易性的要素合理砂率确实定合理砂率确实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流动性坍落度T到达最大，

16、且粘聚性和保水性良好到达最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性坍落度时的砂率；或者是在流动性坍落度T、强度一定，、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。 T，mms合理砂率水泥浆数量一定坍落度、强度一定合理砂率mc，kgs4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，留意坍落度的现场控制；在水灰比不变的条件下，适当添加水泥浆的用量，可增大拌合物的流动性；在砂率不变的条件下，适当添加砂石的用量，可减小拌合物的流动性。掺外加剂的混凝土(二)硬化后混凝土的强度特性1.强度混凝土强度的种类混凝土强度劈裂抗拉强度抗剪强

17、度抗压强度抗弯拉强度轴心抗压强度立方体抗压强度(1) 立方体抗压强度立方体抗压强度 以边长为以边长为150mm的规范立方体试件，在温度为的规范立方体试件，在温度为202，相对湿度为相对湿度为95以上的潮湿条件下或者在以上的潮湿条件下或者在Ca(OH)2饱和溶饱和溶液中养护，经液中养护，经28d龄期，采用规范实验方法测得的抗压极龄期，采用规范实验方法测得的抗压极限强度。用限强度。用fcu表示。表示。当采用非规范试件时，须乘以换算系数，见下表：当采用非规范试件时，须乘以换算系数，见下表：规范实验方法是指规范实验方法是指(GB/T 50081-2002 )。1.强度(2) 立方体试件抗压强度规范值立

18、方体试件抗压强度规范值fcu，k 立方体抗压强度立方体抗压强度fcu只是一组混凝土试件抗压强度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。而立方体抗压强度规范值方体抗压强度规范值fcu,k是按数理统计方法确定，具是按数理统计方法确定，具有不低于有不低于95保证率的立方体抗压强度。保证率的立方体抗压强度。1.强度混凝土强度等级混凝土强度等级按混凝土立方体抗压强度规范值划分的级别。以按混凝土立方体抗压强度规范值划分的级别。以“C和混和混凝土立方体抗压强度规范值凝土立方体抗压强度规范值fcu,k表示，主要有表示，主要有C1

19、0，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五个强度等级。等十五个强度等级。 立方体抗压强度规范值立方体抗压强度规范值fcu,k ，是立方体抗压强度总，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越体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超越5%。强度等级表示的含义：强度等级表示的含义：强度的范围：某混凝土，其强度的范围：某混凝土，其fcu30.034.9MPa；某混凝土，其某混凝土，其fcu30.0MPa的保证率为的保证率为95%。C30“C代表“混凝土。“30代表fcu,k30.0MPa；1.强度(3

20、) 轴心抗压强度轴心抗压强度fcp采用采用150mm150mm300mm的棱柱体的棱柱体试件。在立方体抗压强度为试件。在立方体抗压强度为055MPa范围内，范围内， fcp=0.70.8fcu 。在构造设计计算时，普通取。在构造设计计算时，普通取fcp0.67fcu。 非规范尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为非规范尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm100mm和和200mm200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算测得的抗压强度值应分别乘以换算系数系数0.95和和1.05。FF1.强度(4) 混凝土抗弯拉强度混凝土抗弯拉强度( fcf ) 道路路面或机场跑道用混凝土，是以抗弯拉强度或称抗道路路面或

21、机场跑道用混凝土，是以抗弯拉强度或称抗折强度为主要设计目的。折强度为主要设计目的。 水泥混凝土的抗弯强度实验水泥混凝土的抗弯强度实验是以规范方法制备成是以规范方法制备成 150mm150mm550mm的梁形试的梁形试件，在规范条件下养护件，在规范条件下养护28后，按三分点加荷，测定其后，按三分点加荷，测定其抗弯强度抗弯强度fcf ，按下式计算：，按下式计算： 如为跨中单点加荷得到的抗折强度，如为跨中单点加荷得到的抗折强度， 按断裂力学推导应乘以折算系数按断裂力学推导应乘以折算系数0.85。2bhFLfcf1.强度(5)劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度fts现行规范规定，采用规范试件现行规范规定，采用规

22、范试件150mm立方体，按规定的劈立方体，按规定的劈裂抗拉实验安装测得的强度为劈裂抗拉强度，简称劈拉裂抗拉实验安装测得的强度为劈裂抗拉强度，简称劈拉强度强度fts ，按下式计算：，按下式计算： AFAFfts637. 021.强度混凝土中界面过渡区的表示图混凝土中界面过渡区的表示图粗集料细集料水泥浆孔 隙泌水形成的孔隙2.影响混凝土强度的要素1水泥的强度和水灰比振动手工捣实充分密实的混凝土不完全密实的混凝土fcumw/mcfcumc/mw）（bwcceacummff当混凝土水灰比值在当混凝土水灰比值在0.400.80之之间时越大，那么混凝土的强度间时越大，那么混凝土的强度越低；越低；水泥强度越

23、高，那么混凝土强度水泥强度越高，那么混凝土强度越高。越高。2.影响混凝土强度的要素2粗集料的种类粗集料的种类 碎石外形不规那么，外表粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较碎石外形不规那么，外表粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高；高；卵石呈圆形或卵圆形，外表光滑，与水泥石的粘结强度较低。卵石呈圆形或卵圆形，外表光滑，与水泥石的粘结强度较低。在水泥石强度及其它条件一样时，碎石混凝土的强度高于卵石混在水泥石强度及其它条件一样时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。凝土的强度。 3养护条件养护条件 在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度

24、越快，早期强度越高；期强度越高；低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0以下时，硬化以下时，硬化不但停顿，且具有冰冻破坏的危险。不但停顿，且具有冰冻破坏的危险。混凝土浇筑终了后，必需加强养护，坚持适当的温度和湿度，以混凝土浇筑终了后，必需加强养护，坚持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。保证混凝土不断地凝结硬化。2.影响混凝土强度的要素粗骨料形状对混凝土强度的影响粗骨料形状对混凝土强度的影响4龄期龄期龄期是指混凝土在正常养护条件下所阅历的时间。龄期是指混凝土在正常养护条件下所阅历的时间。在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的添加而不在正

25、常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的添加而不断开展，在断开展，在37d内强度开展较快，以后逐渐减慢，内强度开展较快，以后逐渐减慢，28d后后强度开展更慢。强度开展更慢。由于水泥水化的缘由，混凝土的强度开展可继续数十年。由于水泥水化的缘由，混凝土的强度开展可继续数十年。当采用普通水泥拌制的中等强度等级的混凝土，在规范养护当采用普通水泥拌制的中等强度等级的混凝土，在规范养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。 式中：式中： fn、f28分别为分别为n、28天龄期的抗压强度，天龄期的抗压强度，MPa。5外加剂外加剂28lglg28nfnfn

26、32.影响混凝土强度的要素采用高强度等级水泥；采用高强度等级水泥；采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土；采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土；采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好的碎石；好的碎石；掺外加剂，例如在混凝土拌合时掺入减水剂或早强掺外加剂，例如在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。剂。 加强养护加强养护改良施工工艺，采用机械搅拌和振捣；改良施工工艺，采用机械搅拌和振捣；3.提高混凝土强度的技术措施(三)硬化后混凝土的变形性能(三) 硬化后混凝土的变形性能变形性能变形性能荷载作用下荷载作用下非荷载作用下非荷载作用下徐徐

27、变变弹弹-塑性变形塑性变形化学变形化学变形干湿变形干湿变形塑性收缩塑性收缩温度变形温度变形1.非菏载作用变形化学收缩 (1) 混凝土外表出现泌水景象混凝土外表出现泌水景象(2) 外表失水速率超越泌水的上升速率，产生毛细管负压外表失水速率超越泌水的上升速率，产生毛细管负压(3) 新拌混凝土外表会迅速枯燥而产生塑性收缩新拌混凝土外表会迅速枯燥而产生塑性收缩ConcreteBase(4) 混凝土缺乏以抵抗因收缩而产生的拉应力时，混凝土外表就会开裂。混凝土缺乏以抵抗因收缩而产生的拉应力时，混凝土外表就会开裂。 水化产物的固体水化产物的固体体积要比反响前水泥体积要比反响前水泥和水的总体积小，称和水的总体

28、积小，称为化学收缩。为化学收缩。1.非菏载作用变形干湿变形湿胀干缩1.非菏载作用变形温度变形热胀冷缩048121620242832364044485216182022242628303234 (10-18) (202)Environmental temperature RS-CL AS-CL RS-CS AS-CSInternal temperature of concrete /Age /h水水泥泥水水化化热热1.非菏载作用变形温度变形热胀冷缩上外表暖上外表暖 ( (正温度梯度正温度梯度) )(tensile stresses at the BOTTOM of the pavement sl

29、ab)(tensile stresses at the BOTTOM of the pavement slab)上外表冷上外表冷 ( (负温度梯度负温度梯度) )(tensile stresses at the TOP of the pavement slab)(tensile stresses at the TOP of the pavement slab)环境温度变化2.荷载作用变形弹-塑性变形与弹性模量 弹弹-塑性变形和弹性模量塑性变形和弹性模量 徐变：混凝土在继续荷载的作用下，随时间增长的变形。 影响要素：水灰比、龄期、湿度、荷载应力及水泥用量等。 缺陷：损失预应力钢筋混凝土中 钢筋的

30、预加应力。2.荷载作用变形徐变(四)混凝土的耐久性 概 念混凝土耐久性混凝土耐久性 混凝土资料在长期运用过程中，抵抗因服役环境外混凝土资料在长期运用过程中，抵抗因服役环境外部要素和资料内部缘由呵斥的侵蚀和破坏，而坚持其原有部要素和资料内部缘由呵斥的侵蚀和破坏，而坚持其原有性能不变的才干。性能不变的才干。混凝土构筑物的服役寿命混凝土构筑物的服役寿命 混凝土构筑物遭到其服役环境要素和资料内部缘由混凝土构筑物遭到其服役环境要素和资料内部缘由呵斥的侵蚀和破坏，导致其运用性能下降到最低设计值时，呵斥的侵蚀和破坏，导致其运用性能下降到最低设计值时，所阅历的时间所阅历的时间(年年)。图图 影响水泥混凝土耐久

31、性的要素影响水泥混凝土耐久性的要素设计寿命设计寿命运用寿命运用寿命钢筋混凝土桥梁的侵蚀损毁一座桥何以只需二十年寿命？撤除前的西直门桥撤除前的西直门桥盐冻、冰冻和钢筋锈蚀 冰岛一港口混凝土路面受盐冻剥落硫酸盐侵蚀引起的大坝破坏碱骨料反响引起混凝土的自在变形产生网状裂痕Map Cracking碱骨料反响引起混凝土的自在变形产生网状裂痕碱碱骨料反响引起的错位骨料反响引起的错位混凝土耐久性的内容抗渗性 抗冻性 耐侵蚀性 抗碳化性 碱集料反响 耐火性耐磨性与抗冲刷性(1) 混凝土抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗液体浸透的才干。它是决议混凝土耐久性的最重要要素，由于环境中各种侵蚀介质均要经过浸透才干进入

32、混凝土内部。混凝土的抗渗性主要与混凝土的密实度和孔隙率及孔隙构造有关。抗渗等级分为p4、p6、p8、p10、p12，分别表示混凝土能抵抗0.4mpa、0.6mpa、0.8mpa、1.0mpa、1.2mpa的水压力而不渗水(2) 混凝土抗冻性4W？ 混凝土抗冻性的含义是什么？混凝土冻融破坏机理和劣化方式有哪些？ 如何改善混凝土抗冻性？ 混凝土抗冻性的测试方法什么是混凝土的抗冻性? 定义：在吸水饱和形状下，混凝土可以经受多次冻融循环而不破坏，也不显著降低其强度的性能，称为混凝土的抗冻性。铁路桥梁的冻害剥落破坏混凝土的冻融破坏缘由与方式 原原 因：因：混凝土中大毛细孔里的水结冰时，体积大约要膨胀混凝

33、土中大毛细孔里的水结冰时，体积大约要膨胀9 %9 %；假设体内没有足够的空间包容，就会产生能够引起开裂的压假设体内没有足够的空间包容，就会产生能够引起开裂的压力作用于孔缝的壁上，导致孔缝扩展和衔接；力作用于孔缝的壁上，导致孔缝扩展和衔接；反复的冻融循环使危害扩展和积累，孔缝不断增多，并扩展反复的冻融循环使危害扩展和积累，孔缝不断增多，并扩展和连通，呵斥强度下降。和连通，呵斥强度下降。破坏方式：破坏方式：外表出现缺棱、掉角、脱皮和开裂等景象外表出现缺棱、掉角、脱皮和开裂等景象质量损失质量损失强度、弹性模量下降强度、弹性模量下降毛细孔结冰的表示图毛细孔结冰的表示图混凝土冻融破坏类型冻害呵斥D-型裂

34、痕 水压很高，可使毛细孔间的水泥石破坏； 引入的气孔可以释放水压，防止高压水的产生； 大量的空气泡减小了水释放的平均间隔； 引起的气孔有利于混凝土抗冻害性能的改善提高混凝土抗冻性的方法水泥石抗冻性：低水灰比保证混凝土良好的养护引气剂骨料的抗冻性选用抗冻骨料改善骨料水泥石的界面构造未掺引气剂的混凝土未掺引气剂的混凝土掺引气剂的混凝土掺引气剂的混凝土混凝土抗冻性的测试方法测试方法： 以100100400棱柱体混凝土试件，经过28d龄期的养护，于17和5 条件下快速冻结和融化循环，每25次冻融循环，对试件进展一次横向基频的测试并称质量。评价目的抗冻标号相对动弹性模量质量损失混凝土抗冻性的测试方法(3

35、) 混凝土耐磨性作为高级道面的水泥混凝土，必需具有抵抗车辆轮胎磨耗和磨光的性能。作为大型桥梁的墩台用混凝土，也需求具有抵抗湍流冲蚀的才干。混凝土耐磨性的评价单位面积磨损量花轮磨头花轮磨头耐磨前耐磨前耐磨后耐磨后 最常见、最重要的反响是碱最常见、最重要的反响是碱硅反响硅反响(简称简称ASR)，它是骨料，它是骨料中所含的无定形硅与孔隙里含碱中所含的无定形硅与孔隙里含碱(钠、钾、钙的氢氧化物钠、钾、钙的氢氧化物)的溶液的溶液反响，生成易于吸水膨胀的碱反响，生成易于吸水膨胀的碱-硅凝胶，当构造物暴露在潮湿环硅凝胶，当构造物暴露在潮湿环境中，混凝土体内相对湿度超越境中，混凝土体内相对湿度超越85%时，就

36、会出现膨胀，直到时，就会出现膨胀，直到引起混凝土开裂与破坏。引起混凝土开裂与破坏。4碱集料反响 (AAR)AAR 破坏实例AAR破坏的铁路轨枕AAR破坏的桥梁AAR破坏的防护板，并导致钢筋锈蚀破坏碱集料反响必需具备的三个条件混凝土中的集料具有活性混凝土中含有一定量可溶性碱有一定湿度混凝土的癌症常见的碱骨料反响破坏方式碱骨料反响的破坏方式？l 膨胀与开裂 l 损失强度 l 粘性碱硅物质的溢出或渗出抑制碱集料反响的措施抑制碱集料反响的措施选择含碱量0.6的水泥；掺加活性混合材，如：硅灰、粉煤灰等；选择非活性骨料；提高混凝土的密实性或阻止水分渗入。(5) 混凝土的抗碳化性 定义：碳化是指环境中的定义

37、：碳化是指环境中的CO2与混凝土水泥石中的与混凝土水泥石中的Ca(OH) 2作用生成碳酸钙和水，从而降低混凝土中碱度的景象。作用生成碳酸钙和水，从而降低混凝土中碱度的景象。 危害：由于碱度的降低，混凝土中的钢筋失去维护膜，引起危害：由于碱度的降低，混凝土中的钢筋失去维护膜，引起钢筋锈蚀；混凝土外表出现碳化收缩，导致微裂痕的产生，钢筋锈蚀；混凝土外表出现碳化收缩，导致微裂痕的产生，降低混凝土的强度和耐久性。降低混凝土的强度和耐久性。 影响要素：影响要素： CO2浓度浓度 相对湿度相对湿度 混凝土的密实度混凝土的密实度 水泥种类和掺和料等水泥种类和掺和料等(6) 混凝土中钢材的锈蚀 由于混凝土内的

38、强碱性使得钢筋外表构成钝化膜，从而钢筋在混凝土中不会锈蚀。假设钢筋外表钝化膜被破坏，那么钢筋就会发生电化学腐蚀锈蚀破坏。混凝土中钢筋锈蚀，引起体积膨胀27倍，导致混凝土维护层开裂破坏。 混凝土中钢材的钝化会由于以下缘由被破坏： 混凝土中的Ca(OH)2被空气里的 SO2、NO2、CO2等酸性氧化物 中和而失去碱性； 道路除冰盐或海水带进来 的氯离子的作用。 钢筋锈蚀导致混凝土构件破坏的几种方式钢筋锈蚀导致混凝土构件破坏的几种方式提高混凝土耐久性的主要措施 根据工程所处环境及运用条件，合理选择水泥种类； 选用较小的水灰比，尽量减少拌和用水量，以减少多余水(23%的水泥质量以外的水)呵斥的各种孔隙

39、和因泌水所构成的渗水通道；混凝土中应有适量的水泥用量，以维护钢筋不致生锈，且粘结结实; 掺用引气剂或减水剂； 改善施工方法，提高施工质量。做到搅拌透澈、灌注均匀、振捣密实、加强养护。 外表处置，提高混凝土外表层的密实度，如采用真空抽水、二次振捣，外表浸绩处置等。 混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定JGJ55-2000三、水泥混凝土的配合比设计一配合比及其表示方法混凝土的配合比是指混凝土各组成资料用量之比。主要有“质量比和“体积比两种表示方法。工程中常用“质量比表示。质量配合比的表示方法1以1m3混凝土中各组成资料的实践用量表示。例如水泥mc295kg，砂m

40、s648kg，石子mg1330kg，水mw165kg。2以各组成资料用量之比表示。例如上例也可表示为：mc：ms：mg1：2.20：4.51，mw/mc0.56。二配合比设计的根本要求满足构造设计的强度等级要求； 满足混凝土施工所要求的和易性；满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求最大水灰比和最小水泥用量 ；符合经济原那么，即节约水泥以降低混凝土本钱。三配合比设计根本参数 水灰比 mw/mc 、单位用水量mw和砂率s是混凝土配合比设计的三个根本参数。水泥水砂石子水泥浆骨料混凝土单位用水量mw砂率w水灰比 mw/mc与强度、耐久与强度、耐久性有关性有关与流动性有关与流动性有关与粘聚性、保水与粘聚性

41、、保水性有关性有关混凝土设计强度等级fcu,k和规范差原资料的根本情况水泥、砂和石等资料混凝土的任务性要求，如坍落度目的。耐久性要求工程特点及施工工艺四配合比设计的根本资料五配合比设计的步骤与方法 根据阅历公式和实验参数计算各组成资料的比例，确定根本满足强度和耐久性要求的初步配合比； 在实验室实配、检测、进展任务性调整确定混凝土基准配合比； 经过对水灰比的微调，确定水泥用量最少但强度能满足要求的实验室配合比设计配合比； 在施工现场，需思索砂石的含水率计算施工配合比实践配合比。初步配合比的计算步骤计算步骤：计算步骤：第一步：确定配制混凝土强度第一步：确定配制混凝土强度第二步：确定水灰比第二步：确

42、定水灰比(思索耐久性要求思索耐久性要求)第三步：确定用水量第三步：确定用水量第四步：确定水泥用量第四步：确定水泥用量(思索耐久性要求思索耐久性要求)第五步：确定砂率第五步：确定砂率第六步：确定砂石用量第六步：确定砂石用量第七步第七步: 确定初步配合比确定初步配合比 普通水泥混凝土以抗压强度为目的的配合比设计1计算初步配合比1.计算混凝土配制强度计算混凝土配制强度 fcu,0式中式中: fcu,0混凝土配制强度，混凝土配制强度，MPa； fcu,k混凝土立方体抗压强度规范值，即设计要混凝土立方体抗压强度规范值，即设计要求的混凝土强度等级值，求的混凝土强度等级值，MPa； 混凝土强度规范差，混凝土

43、强度规范差，MPa。混凝土强度规范差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应混凝土强度规范差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定：符合以下规定：645. 10kcucuff， 计算时，强度试件组数不应少于25组；当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度规范差计算值2.5MPa时，取2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度规范差计算值3.0MPa时，取3.0MPa； 当无统计资料计算混凝土强度规范差时，其值按现行国家规范GB50204规定取用。混凝土强度规范差混凝土强度规范差 1计算初步配合比一计算初步配合比2. 确定水灰比mw/mc1按混凝土强度要求计算水灰比式中：a、b

44、回归系数；应根据工程所用的水泥、集料，经过实验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；当不具备上述实验统计资料时，可取碎石混凝土 a 0.46，b0.07； 卵石混凝土a0.48，b0.33。 fce水泥28d抗压强度实测值(MPa)ceba0cuceacwfffmm，一计算初步配合比2按耐久性校核水灰比为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值不得超越规定的最大水灰比值，否那么混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。 JGJ55-2000一计算初步配合比3.确定单位用水量mwo1水灰比在0.400.80范围内时，根据粗集料的种类、粒径及施工要求的坍落度，按下

45、表选取。塑性混凝土的单位用水量，kg 一计算初步配合比2水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应经过实验确定。3掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算： mwamw01式中： mwa掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg； mw0未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg； 外加剂的减水率，应经实验确定。干硬性混凝土的单位用水量，kg 一计算初步配合比4.计算水泥用量计算水泥用量mco1计算计算2复核耐久性复核耐久性将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，那么耐久性合格；水泥用量不低

46、于规定的最小水泥用量，那么耐久性合格；否那么耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。否那么耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。cww0c0/ mmmm5.确定砂率确定砂率s :主要从满足任务性和节约水泥思索。主要从满足任务性和节约水泥思索。1坍落度为坍落度为1060mm的混凝土砂率，可根据粗骨料种类、的混凝土砂率，可根据粗骨料种类、粒径及水灰比按下表选取。粒径及水灰比按下表选取。2坍落度大于坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经实验确定；也可的混凝土砂率，可经实验确定；也可在下表根底上，坍落度每增大在下表根底上，坍落度每增大20mm，砂率增大，砂率增大1确定。确定。3坍落度小于坍落度小于

47、10mm的混凝土，其砂率应经实验确定。的混凝土，其砂率应经实验确定。一计算初步配合比混凝土砂率， 一计算初步配合比6.计算砂、石子用量ms0、mg0 1体积法 又称绝对体积法。 1m3混凝土中的组成资料水泥、砂、石子、水经过拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为1m3，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va 1解方程组，可得ms0、mg0 。式中： c、s、g、w分别为水泥的密度、砂的表观密度、石子的表观密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取29003100kg/m3；混凝土的含气量百分数，在不运用引气型外加剂时，可取1。101. 0ww0gg0ss0cc0mmmm100g0s0

48、s0s mmm2质量法质量法 质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质量为量为mcp kg。解方程组可得解方程组可得ms0、mg0。式中：式中：mc0、ms0、mg0、mw0分别为分别为1m3混凝中水泥、砂、混凝中水泥、砂、石子、水的用量，石子、水的用量，kg； mcp1m3混凝土拌合物的假定质量，混凝土拌合物的假定质量，kg。可取。可取23502450kg/m3。 s混凝土砂率。混凝土砂率。cpw0g0s0c0mmmmm100g0s0s0s mmm一计算初步配合比7.计算基准配合比1以1m3混凝土中各组成资料的实践用量表示。2以组成资料

49、用量之比表示：mc0：ms0：mg01：x：y， mw/mc ？。 一计算初步配合比1.试配试配 按初步计算配合比称取一定质量的组成资料，拌制按初步计算配合比称取一定质量的组成资料，拌制15L或或25L混凝混凝土，分别测定其和易性、强度。土，分别测定其和易性、强度。2.调整调整(1)调整和易性，确定基准配合比测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保调整和易性，确定基准配合比测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能。水性能。照实测坍落度小于或大于设计要求，可坚持水灰比不变，添加或减少适照实测坍落度小于或大于设计要求，可坚持水灰比不变，添加或减少适量水泥浆；量水泥浆；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高

50、砂率；每次调整后再试拌，直如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。到符合要求为止。3.记录好各种资料调整后用量记录好各种资料调整后用量(mcb,msb,mgb,mwb) ，即可得出混凝土强，即可得出混凝土强度实验用的基准配合比，并测定混凝土拌合物的实践体积密度度实验用的基准配合比，并测定混凝土拌合物的实践体积密度(o,h)。二确定混凝土基准配合比三确定实验室配合比1强度实验检验：基准配合比任务性已满足，还需以强度实验强度实验检验：基准配合比任务性已满足，还需以强度实验检验。检验。 普通采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外普通采用三个不同的配合比

51、，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别添加及减少两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别添加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比一样，但砂率值可做适当调整并测定其用水量应该与基准配合比一样，但砂率值可做适当调整并测定体积密度。各种配比制造一组强度试块，规范养护体积密度。各种配比制造一组强度试块，规范养护28d进展强度进展强度测定。测定。2根据实验得出的混凝土强度与其相应的灰水比根据实验得出的混凝土强度与其相应的灰水比mc/mw关关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度fcu,0相对应的相对应的灰水比，确定灰水比，确定1

52、m3混凝土中的组成资料用量：混凝土中的组成资料用量：单位用水量mw应在基准配合比用水量的根底上，根据制造强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进展调整确定；水泥用量mc应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；粗集料和细集料用量ms、mg应在基准配合比的用量根底上，按选定的灰水比进展调整后确定。3经试配确定配合比后，按以下步骤进展校正：按上述方法确定的各组成资料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值c,c： c,cmc+ ms+mg+mw二确定实验室配合比应按下式计算混凝土配合比校正系数： 式中： c,t混凝土体积密度实测值，kg/m3； c,c混凝土体积密度计算值，kg/m3。当体积密度实测值与计算值

53、之差的绝对值不超越计算值的2时，按1条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超越2时，应将配合比中各组成资料用量均乘以校正系数，得到实验室配合比。cctc，四计算施工配合比假定现场砂、石子的含水率分别为a和b%，那么施工配合比中1m3混凝土的各组成资料用量分别为： mc ms1+a mg1+b mwmsamgb施工配合比可表示为：?/1 wgsccmmyxmmm，：cmsmgmwm配合比计算例题0.550.550.552803363360.55一计算初步配合比336336一计算初步配合比6201259336: 620: 1258: 1851: 1.85: 3.740.55336一计算初步配合比

54、336: 617: 1253: 1.84: 3.730.55二调整任务性,提出基准配合比33661712535.0418.809.2618.809.265.045.295.29: 9.26: 18.80 = 1: 1.75: 3.550.55三检验确定,测定实验室配合比三检验确定,测定实验室配合比四确定施工配合比 路面水泥混凝土配合比设计以抗弯拉强度为目的自 学四、普通水泥混凝土的质量控制一、质量控制的缘由：保证构造平安可靠的运用。二、混凝土消费的质量控制的内容 ：1、原资料的质量控制：水泥、砂、石要严厉按技术要求规范进展检验。2、配合比设计的质量控制：消费前应检验配

55、合比设计资料、试件强度实验报告、骨料含水率测试结果和施工配合比通知单。3、施工工艺的质量控制：运输、浇筑及间歇的全部时间不应超越初凝时间，运输过程中防止离析、泌水、流浆等。三、合格性的评定：1、合格性评定的数理统计方法：以抗压强度进展评定随机抽样进展强度实验，用抽样样本值进展数理统计计算，得出反 映质量程度的统计目的来评定混凝土的质量及合格性。2、混凝土强度动摇规律：正态分布四、普通水泥混凝土的质量控制3、数理统计常用的正态分布统计值：1强度的平均值cu : cu =1/N cu ,I:2规范差：阐明强度的离散程度，值大，阐明强度分布集中程度差，质量不均匀，不稳定。3变异系数：阐明强度的相对离

56、散程度。 = /cu 4强度保证率P：在总体分 布中大于设计强度的概率， 以正态分布曲线上大于设计 强度值的曲线下面积表示。4 4、混凝土强度的检验评定、混凝土强度的检验评定 4 4 外加剂外加剂五、混凝土外加剂减水剂的作用机理减水剂的作用机理减水剂多属于外表活性剂，它的分子构造是由亲水基团和减水剂多属于外表活性剂，它的分子构造是由亲水基团和憎水基团组成；憎水基团组成； 掺入减水剂前：当水泥加水拌合构成水泥浆的过程中，掺入减水剂前：当水泥加水拌合构成水泥浆的过程中，水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而构成絮凝状构造，水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而构成絮凝状构造，水的作用不能充分发扬；水的作用

57、不能充分发扬； 混凝土减水剂是指在坚持混凝土拌合物和易性一定混凝土减水剂是指在坚持混凝土拌合物和易性一定的条件下，具有减水和加强作用的外加剂，又称为的条件下，具有减水和加强作用的外加剂，又称为“塑化塑化剂，高效减水剂又称为剂，高效减水剂又称为“超塑化剂。超塑化剂。 1减水剂减水剂游离水水泥颗粒电性斥力减水剂水泥颗粒游离水溶剂化水膜水泥颗粒掺入减水剂后：掺入减水剂后：外表活性剂在水泥颗粒外表作定向陈列使水泥颗粒外表外表活性剂在水泥颗粒外表作定向陈列使水泥颗粒外表带有同种电荷，这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分带有同种电荷，这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分子引力，使水泥颗粒分散，絮凝状构造中的水

58、分释放出子引力，使水泥颗粒分散，絮凝状构造中的水分释放出来，混凝土拌合用水的作用得到充分的发扬，拌合物的来，混凝土拌合用水的作用得到充分的发扬，拌合物的流动性明显提高；流动性明显提高；外表活性剂的极性基与水分子产生缔协作用，使水泥颗外表活性剂的极性基与水分子产生缔协作用，使水泥颗粒外表构成一层溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒之间直接粒外表构成一层溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒之间直接接触，起到光滑作用，改善了拌合物的流动性。接触，起到光滑作用，改善了拌合物的流动性。 絮凝状构造减水剂的作用效果减水剂的作用效果减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的强度。在混凝减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的强度。在

59、混凝土拌合物坍落度根本一定的情况下，减少混凝土的单位土拌合物坍落度根本一定的情况下，减少混凝土的单位用水量用水量5 52525普通型普通型5 51515，高效型，高效型10103030。提高混凝土拌合物的流动性。在用水量和强度一定的条件提高混凝土拌合物的流动性。在用水量和强度一定的条件下，坍落度可提高下，坍落度可提高100100200mm200mm。节约水泥。在混凝土拌合物坍落度、强度一定的情况下，节约水泥。在混凝土拌合物坍落度、强度一定的情况下，可节约水泥可节约水泥5 52020。改善混凝土拌合物的性能。掺入减水剂可以减少混凝土拌改善混凝土拌合物的性能。掺入减水剂可以减少混凝土拌合物的泌水、

60、离析景象；延缓拌合物的凝结时间；减缓合物的泌水、离析景象；延缓拌合物的凝结时间；减缓水泥水化放热速度；显著提高混凝土硬化后的抗渗性和水泥水化放热速度；显著提高混凝土硬化后的抗渗性和抗冻性。抗冻性。 2、引气剂、引气剂 引气剂，是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小引气剂，是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。 目前，运用较多的引气剂为松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐目前，运用较多的引气