混凝土3硬化混凝土ppt课件

1、4-2 4-2 二、硬化混凝土的性能二、硬化混凝土的性能 一、强度一、强度 1 1、混凝土受力变形及破坏过程、混凝土受力变形及破坏过程0255075100应变应变应力应力,%稳定稳定裂缝裂缝引发引发稳定裂稳定裂缝扩展缝扩展不稳裂不稳裂缝扩展缝扩展砂浆裂缝迅速增加界面裂缝增多砂浆裂缝缓慢增多界面裂缝缓慢增加已有的界面裂缝只有少许发展 2 2、砼规范立方体抗压强度与强度等级、砼规范立方体抗压强度与强度等级 规范立方体抗压强度规范立方体抗压强度 意义：质量检测和等级划分意义：质量检测和等级划分 强度等级强度等级 规范尺寸：规范尺寸：150150150150150mm150mm具有具有95%95%保证

2、率的立方体抗压强度保证率的立方体抗压强度按按28d28d规范立方体抗压强度划分规范立方体抗压强度划分: : C7.5 C7.5、C10C10、C20C80C20C80等十六个等级等十六个等级规范养护规范养护混凝土混凝土混凝土混凝土受压面受压面边长边长10cm 实测强度实测强度0.95 15cm 1 20cm 1.05尺寸效应：尺寸效应：高宽比：高宽比大，强度小。高宽比：高宽比大，强度小。外表形状：外表光滑，强度小。外表形状：外表光滑，强度小。加荷速度：加荷速度快，强度大。加荷速度：加荷速度快，强度大。 3 3、轴心抗压强度、轴心抗压强度( (棱柱体抗压强度棱柱体抗压强度) ) 特点：特点： 换

3、算：换算：cucpff8 . 07 . 0更好地反映砼的实践受压情况更好地反映砼的实践受压情况0 01 12 23 34 45 56 67 70 010102020303040405050抗压强度，抗压强度，MPa抗折强度、抗拉强度，抗折强度、抗拉强度，MPa劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度三点加载三点加载抗折强度抗折强度4 4、抗拉和抗折强度、抗拉和抗折强度 拉压比拉压比 1/10 1/101/201/20； 抗压强度越高，抗压强度越高， 拉压比越小。拉压比越小。抗拉强度抗拉强度抗裂性抗裂性 抗折强度抗折强度fcffcf道路水泥混凝土性能目的道路水泥混凝土性能目的抗拉强度测定方法：轴向抗拉、劈裂抗拉

4、抗拉强度测定方法：轴向抗拉、劈裂抗拉 抗折强度测定：三分点抗弯折实验抗折强度测定：三分点抗弯折实验拉应力拉应力压应力压应力 5 5、强度影响要素、强度影响要素 水泥标号、水灰比水泥标号、水灰比 水泥标号水泥标号混凝土强度混凝土强度 水灰比水灰比混凝土强度混凝土强度 保罗米公式：保罗米公式：-BwcfAfcecu 集料性质集料性质 施工施工 温湿度温湿度湿度：湿度：温度：温度：充分充分水泥水化顺利进展水泥水化顺利进展缺乏缺乏水泥水化缓慢水泥水化缓慢枯燥枯燥水泥水化反响停顿水泥水化反响停顿高高 砼早期强度高，砼早期强度高， 但后期强度并不高。但后期强度并不高。0 02020404060608080

5、1001001201200 02 24 46 68 810101212龄期，月龄期，月相对强度相对强度水养护水养护空气养护空气养护9个月后水养个月后水养3个月后水养个月后水养1个月后个月后空气养护空气养护010203040500102030405060养护温度，养护温度，抗压强度，MPa抗压强度，MPa28d1d砼龄期0 020204040606080801001001201201401401601600 07 7141421212828龄期，d龄期，d砼相对强度砼相对强度212110139第一天都保持在第一天都保持在10051015202530110100养护时间(log)，d养护时间(lo

6、g)，d抗压强度，抗压强度，MPa5528505080 龄期龄期 最初最初7 7天内，强度增长较快；天内，强度增长较快； 28 28天以后，强度增长较慢。天以后，强度增长较慢。 荷载继续时间荷载继续时间0.50.50.60.60.70.70.80.80.90.91 11.11.10.10.11 11010应力持续时间，应力持续时间，d强度比强度比龄期龄期=90d=90d28d d7d d二、变形二、变形荷载变形：由于荷载作用导致的变相变形。荷载变形：由于荷载作用导致的变相变形。非荷载变形：无荷载作用下产生的变形。非荷载变形：无荷载作用下产生的变形。80%80%的建筑物裂痕与混凝土的非荷载变形的

7、建筑物裂痕与混凝土的非荷载变形有关。有关。非荷载变形非荷载变形1 1、化学收缩、化学收缩不可逆不可逆 缘由：水泥缘由：水泥+ +水水水化物水化物 体积减小体积减小 主要在早期主要在早期(40d(40d内内) )，以后逐渐稳定。，以后逐渐稳定。 危害：产生微裂纹，普通无危害。危害：产生微裂纹，普通无危害。 影响要素：水泥标号影响要素：水泥标号 水泥细度水泥细度 水泥用量水泥用量0 02 20 00 04 40 00 06 60 00 08 80 00 01 10 00 00 00 01 10 02 20 03 30 04 40 05 50 06 60 07 70 08 80 0时时间间，d d负

8、负应应变变1 10 0- -6 6枯燥枯燥再潮湿再潮湿可逆收缩可逆收缩不可逆收缩不可逆收缩总总收收缩缩2 2、湿胀干缩、湿胀干缩不能完全恢复不能完全恢复 收缩值：收缩值： 缘由：缘由： 危害：危害：影响要素：影响要素：水泥种类、细度、用量水泥种类、细度、用量单位用水量、水灰比单位用水量、水灰比集料弹性模量集料弹性模量养护养护0.150.150.2mm/m0.2mm/mCSHCSH凝胶体和毛细管失水、吸水凝胶体和毛细管失水、吸水湿胀无危害，干缩引起开裂湿胀无危害，干缩引起开裂枯燥收缩是当前混凝土开裂的重要缘由。枯燥收缩是当前混凝土开裂的重要缘由。 3 3、温度变形、温度变形热胀冷缩热胀冷缩 膨胀

9、值：膨胀值： 危害：危害： 防止措施：防止措施：大体积砼、水化热、内外温差开裂大体积砼、水化热、内外温差开裂 低热水泥低热水泥减少水泥用量减少水泥用量人工降温人工降温设置温度钢筋设置温度钢筋0.01mm/m0.01mm/m大体积混凝土内部温度变化情况：大体积混凝土内部温度变化情况：4、碳化收缩、碳化收缩 概念：概念：Ca(OH)2+CO2CaCO3，导致收缩。，导致收缩。 影响：不利影响：不利降低碱度、强度，产生裂痕，降低碱度、强度，产生裂痕，钢筋锈蚀。钢筋锈蚀。 有利有利提高混凝土的密实度。提高混凝土的密实度。 防止措施：防止措施： 提高混凝土的密实度提高混凝土的密实度 加强养护加强养护 加

10、维护层加维护层5、水泥体积安定性不良、水泥体积安定性不良6、碱骨料反响、碱骨料反响 概念概念 ： 危害：隐蔽性强，导致混凝土开裂。危害：隐蔽性强，导致混凝土开裂。 防止措施：低碱水泥、外加剂、矿物掺合防止措施：低碱水泥、外加剂、矿物掺合料料7、不均匀沉降、不均匀沉降思索：某道路未投入运用，混凝土即产生开思索：某道路未投入运用，混凝土即产生开裂，裂， 能够有哪些缘由导致，如何防止？能够有哪些缘由导致，如何防止？1 1、混凝土受力变形、混凝土受力变形荷载变形荷载变形2 2、弹塑性变形、弹塑性变形 短期荷载变形短期荷载变形 弹性模量弹性模量假塑性缘由假塑性缘由界面裂痕扩展界面裂痕扩展EaggEagg

11、、EcemEconEcemEcon Eagg EaggEconEconEcemEcem砼砼E E值：值：1.751.751041043.603.60104 MPa104 MPa (C10 (C10 C60) C60) E E值对构造用砼意义艰苦。值对构造用砼意义艰苦。0 02 20 00 04 40 00 06 60 00 08 80 00 01 10 00 00 00 02 20 04 40 06 60 08 80 01 10 00 01 12 20 0加加载载后后的的时时间间， d应应变变1 10 0- -6 6徐变应变徐变应变弹性应变弹性应变弹性回复弹性回复徐变回复徐变回复不不可可逆逆徐

12、徐变变卸卸载载3 3、混凝土徐变、混凝土徐变长期荷载变形长期荷载变形 概念：概念： 规律：规律： 数值：数值： 缘由：缘由： 利：利： 弊：弊：最初数月内增长较快最初数月内增长较快延续数年才趋于稳定延续数年才趋于稳定 0.30.31.5mm/m1.5mm/m 水泥凝胶内部构造的改动水泥凝胶内部构造的改动 水分的迁移水分的迁移趋于消除应力集中趋于消除应力集中使钢筋预应力降低使钢筋预应力降低长期荷载作用下，不断增大的变形。长期荷载作用下，不断增大的变形。 三、混凝土耐久性三、混凝土耐久性 呵斥砼劣化的缘由：机械、物理、化学、生物呵斥砼劣化的缘由：机械、物理、化学、生物 物理、机械物理、机械空蚀空蚀

13、磨蚀磨蚀外表磨损外表磨损裂纹裂纹体积变化体积变化温度梯度温度梯度湿度梯度湿度梯度外力作用外力作用超载撞击超载撞击周期荷载周期荷载温度变化温度变化冻融冻融火灾火灾 1 1、抗渗性、抗渗性 重要性：重要性： 抗渗等级：抗渗等级：抗渗砼定义：抗渗砼定义： 决议要素：决议要素： 影响要素：影响要素：抗冻性、抗侵蚀性、钢锈等抗冻性、抗侵蚀性、钢锈等P4P4、P6P6、P8P8、P10P10、P12P12(0.4(0.41.2MPa)1.2MPa)P6P6孔隙率、孔径分布、连通性孔隙率、孔径分布、连通性配合比、最大粒径、捣实程度配合比、最大粒径、捣实程度养护和龄期、外加剂养护和龄期、外加剂2 2、抗冻性、

14、抗冻性 抗冻等级：抗冻等级： 抗冻砼定义：抗冻砼定义： 决议要素：决议要素： 改善措施：改善措施：F50F50孔隙率、孔构造、孔隙充水程度、孔隙率、孔构造、孔隙充水程度、砼强度、温度下降程度砼强度、温度下降程度高密实度高密实度 少量引气少量引气 F10 F10、F15F15、F25F25、F50F50、F100F100、F200F200、F300F300强度下降强度下降25%25%分量损失分量损失5%5%的最大冻融循环次数的最大冻融循环次数3 3、抗侵蚀性、抗侵蚀性影响要素：影响要素：水泥种类、砼密实度、孔连通性水泥种类、砼密实度、孔连通性4 4、碳化、碳化碳化程度：碳化程度： 危害：危害：影

15、响要素：影响要素： 由表及里的中性化深度由表及里的中性化深度,mm,mm碱度碱度钢筋锈蚀钢筋锈蚀收缩收缩开裂开裂水泥种类、水泥用量、混合材掺量水泥种类、水泥用量、混合材掺量砼密实度、相对湿度、砼密实度、相对湿度、CO2CO2浓度浓度 5 5、碱集料反响、碱集料反响 作用机理作用机理 必要条件必要条件 抑制措施抑制措施a-SiO2a-SiO22mNaONmNaOSiO2nH2O2mNaONmNaOSiO2nH2O ( (吸水膨胀吸水膨胀) )水泥含碱过量水泥含碱过量集料一定数量含集料一定数量含a-SiO2a-SiO2水分存在水分存在非活性集料非活性集料低碱水泥低碱水泥(Na2O(Na2O当量当量

16、0.6%)0.6%)掺掺a-SiO2a-SiO2细粉细粉4-3 4-3 混凝土外加剂和矿物掺合料混凝土外加剂和矿物掺合料 改善砼拌合物流变性改善砼拌合物流变性减水剂、泵送剂减水剂、泵送剂 调理砼凝结硬化性能调理砼凝结硬化性能缓凝剂、早强剂缓凝剂、早强剂 改善混凝土的耐久性改善混凝土的耐久性引气剂、阻锈剂引气剂、阻锈剂 提供混凝土特殊性能提供混凝土特殊性能膨胀剂、防水剂膨胀剂、防水剂 按成分：无机、有机、复合按成分：无机、有机、复合一、混凝土外加剂一、混凝土外加剂1 定义：拌制混凝土时参与的掺量小于定义：拌制混凝土时参与的掺量小于5%的资料。的资料。2 分类分类 按作用：按作用：3、常用外加剂、

17、常用外加剂1减水剂减水剂 Water reducer 定义：坚持坍落度不变时，可减少混凝土定义：坚持坍落度不变时，可减少混凝土拌和用水量的外加剂。拌和用水量的外加剂。 主要成份主要成份外表活性剂外表活性剂CH2CH2CH2CH2COOH(SO3Na)(OH)亲水基团亲水基团憎水基团憎水基团作用机理：吸附分散作用、润湿光滑作用作用机理：吸附分散作用、润湿光滑作用技术经济效果：技术经济效果： 不减水、不减水泥，水灰比不变，不减水、不减水泥，水灰比不变， 减水，不减水泥，减水，不减水泥， 减水，减水泥减水，减水泥 强度不变，坍落度强度不变，坍落度坍落度不变，坍落度不变，w/cw/c，强度，强度坍落度

18、不变，坍落度不变，w/cw/c不变，强度不变不变，强度不变 节约水泥节约水泥常用减水剂常用减水剂 本卷须知本卷须知减水率：普通减水剂、高效减水剂减水率：普通减水剂、高效减水剂能否伴有缓凝、引气、早强等作用能否伴有缓凝、引气、早强等作用与水泥的顺应性与水泥的顺应性对钢筋的锈蚀作用对钢筋的锈蚀作用 适宜掺量适宜掺量木质素系木质素系M M剂剂 成分：木质素磺酸盐成分：木质素磺酸盐 种类：木钙、木钠、木镁种类：木钙、木钠、木镁 性能：减水率性能：减水率10%10%，普通减水剂，普通减水剂 28d 28d强度增长强度增长 1015%; 1015%; 节约水泥节约水泥 810%; 810%; 提高坍落度提

19、高坍落度 约约100mm100mm 引气、缓凝引气、缓凝 掺量：掺量：0.20.3%(0.20.3%(水泥质量水泥质量) ) 运用：各种混凝土，适宜大体积混凝土、运用：各种混凝土，适宜大体积混凝土、夏季施工夏季施工 不宜冬季施工，蒸汽养护思索不宜冬季施工，蒸汽养护思索缘由缘由萘系减水剂萘系减水剂 成分：萘磺酸盐甲醛缩合物成分：萘磺酸盐甲醛缩合物 种类：种类：NNO，NF，FDN，UNF，SN-2，JN 性能：减水率性能：减水率 1520%，高效减水剂，高效减水剂 节约水泥节约水泥 20%; 强度添加强度添加(28d) 20% 不引气、不缓凝不引气、不缓凝 掺量：掺量：0.21.0% 运用运用:

20、 各种混凝土工程，早强和高强混凝各种混凝土工程，早强和高强混凝土、蒸养混凝土、泵送的高流态自土、蒸养混凝土、泵送的高流态自密混凝土。密混凝土。水溶性树脂系水溶性树脂系成分：磺化三聚氰胺甲醛树脂成分：磺化三聚氰胺甲醛树脂种类：种类：SM性能性能: 减水减水2027%，高效减水剂，高效减水剂 强度添加强度添加(28d) 3060% 节约水泥节约水泥 25% 坍落度提高坍落度提高 约约150mm 不引气、不缓凝不引气、不缓凝掺量：掺量：0.51%运用：适用于蒸养混凝土、高强混凝土、运用：适用于蒸养混凝土、高强混凝土、早强混凝土及流态混凝土。早强混凝土及流态混凝土。2 2引气剂引气剂air entra

21、ining agentair entraining agent定义：能在砼拌合物中产生一定量均匀分布、定义：能在砼拌合物中产生一定量均匀分布、稳定、微细、独立气泡的外加剂稳定、微细、独立气泡的外加剂种类：松香热聚物种类：松香热聚物性能：在混凝土引入封锁气泡，改善混凝土抗冻、抗性能：在混凝土引入封锁气泡，改善混凝土抗冻、抗渗、抗蚀性。孔隙特征的影响渗、抗蚀性。孔隙特征的影响 能够导致混凝土强度下降。孔隙率的影响能够导致混凝土强度下降。孔隙率的影响 改善混凝土和易性。气泡滚珠光滑作用改善混凝土和易性。气泡滚珠光滑作用掺量：掺量：0.050.15%0.050.15%运用：抗冻、抗渗、耐腐蚀混凝土运用

22、：抗冻、抗渗、耐腐蚀混凝土趋势：引气型减水剂替代，由于其具有减水、引气、趋势：引气型减水剂替代，由于其具有减水、引气、强度提高、节约水泥的特点。强度提高、节约水泥的特点。3早强剂早强剂定义：加速混凝土早期强度开展的外加剂定义：加速混凝土早期强度开展的外加剂种类：氯盐类种类：氯盐类CaCl2、硫酸盐类、硫酸盐类Na2SO4、醇胺类三乙醇胺、醇胺类三乙醇胺 局限：氯盐类能够导致钢筋锈蚀局限：氯盐类能够导致钢筋锈蚀 硫酸钠能够导致碱骨料反响硫酸钠能够导致碱骨料反响 三乙醇胺能够导致缓凝三乙醇胺能够导致缓凝 掺量：氯盐类掺量：氯盐类CaCl212% 硫酸盐类硫酸盐类Na2SO40.52% 醇胺类三乙醇胺醇胺类三乙醇胺0.20.3% 运用：早强混凝土工程，冬季施工、蒸运用：早强混凝土工程，冬季施工、蒸 养养混凝土混凝土4 4缓凝剂缓凝剂 Set retarderSet retarder 定义：定义