第五章混凝土1

第五章

水泥混凝土

CONCRETEPart1第一节概述混凝土定义：胶凝材料+颗粒状骨料水泥

水

砂→混凝土拌和物→水泥混凝土

石

一、混凝土的分类1.按表观密度的大小分:重混凝土γ干>2600kg/m3

普通混凝土γ干=1950~2600kg/m3轻混凝土γ干<1950kg/m3多孔混凝土加入气泡大孔混凝土不加细骨料轻骨料混凝土2.按用途分水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防水混凝土、防辐射混凝土、耐酸混凝土、耐热混凝土……3.按施工方法分碾压混凝土、喷射混凝土、泵送混凝土、预填骨料压浆混凝土……4.按胶凝材料分二、混凝土的特点（一）优点1．组成材料经济、成本低。2．性能可调节、适用面广。3．拌和物具有可塑性。4．与钢筋粘结牢固。5．强度高可增长，耐久性较好。（二）缺点抗拉强度较低。=1/10抗压强度变形能力小，易开裂，呈现脆性。在温度、湿度的影响下易发生裂缝。混凝土质量受配制施工影响较大。三、混凝土的组成及各组成材料的作用混凝土制作工艺：计量——搅拌——运输——浇灌——振捣——抹面——养护四、对混凝土的基本要求1．可施工性（和易性）2．强度3．耐久性4．经济性满足要求的措施：1.材料选择；2.配合比设计；3.施工操作五、混凝土的应用及发展应用广泛：工业及民用建筑、给水与排水工程、水利工程、交通工程、地下工程、国防建设……发展方向：高强、高性能、高耐久、具有特殊性能、绿色环保。混凝土在未凝结硬化以前，称为混凝土拌和物。它必须具有良好的和易性，便于施工，以保证能获得良好的浇灌质量；混凝土拌合物凝结硬化以后，应具有足够的强度，以保证建筑物能安全地承受设计荷载；并应具有必要的耐久性。第二节.混凝土的主要技术性质Strength强度Durability耐久性QualityWorkability和易性结构设计环境施工WCSG

拌和

凝

结

硬化

初凝

终凝

初凝时间（施工时间）

终凝时间

（强度开始快速发展）

硬化

混凝土

混凝土拌和物混凝土拌和物的和易性混凝土拌和物的凝结时间混凝土的强度混凝土的变形与抗裂性混凝土的耐久性第二节.混凝土的主要技术性质一、混凝土拌和物的和易性（一）和易性的概念和易性是指混凝土拌和物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能。和易性不良，不可能获得预期的强度和耐久性和易性是一项综合的技术性质，包括有流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。1.流动性混凝土流动性的来源？指混凝土拌和物在自身质量或施工振捣的作用下产生流动，并均匀、密实地填满模型的性能。——可塑性——关系到施工的难易和浇筑的质量。2.粘聚性（抗离析性）粘聚性是指混凝土拌和物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的性能。离析——砂浆与石子分离——产生蜂窝、空洞——影响工程质量

3.保水性保水性混凝土在施工过程中有一定的保持水分的能力,不致产生严重的泌水现象泌水水分从浆中分离出来,上浮至表面的现象。危害泌水通道或水囊－影响耐久性沉降(由于泌水使表面下降的现象)－沉降龟裂浮浆妨碍与继续浇注的混凝土的粘结,必须去除浮浆泌水通道浮浆沉降耐久性降低混凝土裂纹降低粘结性（二）和易性的指标及测定方法1.坍落筒法

将混凝土拌合物按规定方法装入标准圆锥筒中，逐层插捣并装满刮平后，垂直提起圆锥筒，混凝土拌合物由于自重将会向下坍落。量测坍落的高度（以毫米计），即为坍落度。坍落度越大，则混凝土拌合物的流动性越大。和易性分析和判断流动性坍落度大→流动性大粘聚性－用捣棒在的拌合物的侧面轻轻敲打渐渐坍落→粘聚性好突然倒塌崩裂或骨料外露→粘聚性差保水性－观察稀浆析出

较多的稀浆析出→保水性差无稀浆析出→保水性好根据流动性大小，混凝土可分为：

干硬性混凝土：sl<10mm塑性混凝土：sl>10mm低流动性混凝土sl：10~30mm流动性混凝土sl：30~80mm流态混凝土sl：>80mm2.维勃稠度法（ＶＢ法）适用于干硬性混凝土。压重：2750kg；VB振动台：振动至摊平、振实、出浆止所需的时间（s）——VB值。该法适用于粗骨料最大粒径不超过40ｍｍ，维勃稠度在５～30ｓ之间的混凝土拌合物的稠度测定。（详见试验部分）（三）影响和易性的因素组成材料的影响水灰比水泥浆含量含砂率骨料、水泥品种、掺合料、外加剂其它因素的影响时间、温度（三）影响和易性的因素1.水泥浆含量水泥浆的作用：?浆多？还是浆少？（1）填充砂石的空隙（2）包裹砂石起润滑作用W/C不变，W↑，浆越多→流动性↑

浆过多→流浆、泌水，粘聚性、保水性↓，不经济，且对强度、耐久性不利。水泥浆数量少→流动性小→不密实；过少崩溃→粘聚性差→影响硬化后的性质水泥浆数量适量→满足流动性的要求且有较好的粘聚性和保水性←根据施工要求的坍落度选择2.含砂率砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石总用量的百分率。ｍg0——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；ｍs0——每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；βs——砂率（％）；P_______粗骨料的空隙率（％）ρ0s,ρ0g_______砂、石堆积密度（kg/m3)2.含砂率决定砂浆量作用：填充石子空隙，润滑石子。当W和C一定时，Sp决定了骨料的空隙率和总表面积砂率过小→砂浆数量不足→对骨料的润滑作用差→流动性差且易离析砂率过大→总表面积大→水泥浆多用于包裹砂子及填空→润滑作用小→流动性小塌落度Sp优

含砂率Sp优

含砂率水泥用量Slump=constSlump=const因此，砂率既不能过大，也不能过小。在W/C，C一定的条件下，能使混凝土拌和物保持粘聚性和保水性良好的前提下，获得最大流动性的砂率。W/C一定的条件下，当混凝土拌和物达到要求的流动性，而且具有良好的粘聚性和保水性时，水泥用量最省的砂率。最佳（合理）砂率注：①本表数值系中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减少或增大砂率；②只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大；③对薄壁构件，砂率取偏大值。3.水泥浆稀稠水泥一定，水泥浆的稀稠取决于W/C。w/c↑,流动性↑，粘聚性、保水性↓为使混凝土拌和物成型密实，需要一定的流动性，W/C不能过小；为使混凝土粘聚性、保水性好，W/C不能过大。常用W/C范围是0.4～0.75。

需水量定则：常用水灰比范围内，水灰比在小的范围内变化对混凝土的流动性的影响不大。原因：当W/C较小时，水泥浆较稠，但粘聚性较好，可采用较小的砂率值，流动性可增大。当W/C较大时，水泥浆较稀，需要采用较大的砂率值，流动性的下降就抵消了稀浆造成的流动性的增大。

塑性混凝土用水量可根据骨料的品种与规格及要求的流动性，参考下表选取（水灰比：0.40～0.80）。注：①本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5～10㎏，采用粗砂则可减少5～10㎏。②掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。4.其他影响因素混凝土组成材料水泥品种;矿渣水泥，保水性较差；火山灰水泥，粘聚性好，流动性差骨料种类，粒形和级配;碎石或山砂的表面粗糙、多棱角→流动性差；卵石或河砂的表面光滑、圆润→流动性好。级配好→W一定时，空隙小→流动性好；级配差→W一定时，空隙大→流动性差掺合料；优质粉煤灰可改善和易性外加剂;施工与环境停置时间；时间延长→水化作用+水分蒸发+骨料吸水→流动性↓坍落度损失；需慢速搅拌施工中,测坍落度，15分钟内进行温度；温度升高→流动性↓；夏季混凝土拌合物用水量>冬季用水量搅拌工艺。（四）和易性指标的选择原则：保证施工条件下，尽可能取较小的坍落度。依据构件截面大小，钢筋疏密和捣实方法来确定方法：根据混凝土的结构、种类、施工条件、原材料性质选择，参照《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）选用。注：①本表系采用机械振捣混凝土时的坍落度，采用人工捣实其值可适当增大；②需配制泵送混凝土时，应掺外加剂，坍落度宜为120～180㎜。提高和易性的措施当坍落度偏小时，保持W/C

不变，增加水泥浆的数量当坍落度偏大时，保持Sp

不变，增加砂石的数量选择合理Sp改善骨料级配选择较大粒径的骨料采用添加剂二、混凝土拌和物的凝结时间影响混凝土凝结时间的因素：水泥凝结时间有一定影响水灰比：w/c↑，凝结时间↑掺合料：掺粉煤灰，延长凝结时间外加剂：缓凝剂，延长凝结时间温度、湿度等，缩短延长凝结时间测定方法：贯入阻力法初凝时间：贯入阻力3.5MPa——施工时间的极限终凝时间:贯入阻力28Mpa——混凝土力学性质开始快速发展三、混凝土的强度混凝土的强度决定因素？1）主要依赖于水泥浆体的强度和水泥浆与骨料界面的粘结情况；2）与混凝土的其它性能密切相关，通常用强度来评定和控制混凝土的质量；3）包括抗压、抗拉、抗剪、与钢筋的握裹强度等。混凝土抗压强度混凝土抗压强度试验仪器（一）混凝土抗压强度1.混凝土立方体抗压强度与强度等级

（１）抗压强度标准和强度等级值①立方体抗压强度（fcu）

按照标准的制作方法制成边长为150ｍｍ的正立方体试件，在标准养护条件（温度２０士2°Ｃ，相对湿度95％以上）下，养护至28ｄ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”（以fcu表示,以Ｎ／ｍｍ2即ＭＰa）

测定混凝土立方体试件抗压强度，也可以按粗骨料最大粒径的尺寸而选用不同的试件尺寸。但在计算其抗压强度时，应乘以换算系数，以得到相当于标准试件的试验结果。（对于边长为100ｍｍ的立方体试件，换算系数为0.95；边长为200ｍｍ的立方体试件，换算系数为1.05）。

②立方体试件抗压强度标准值（fcu，k）立方体抗压强度（fcu）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。而立方体抗压强度标准值（fcu,,k）是按数理统计方法确定，具有不低于９５％保证率的立方体抗压强度。③强度等级混凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。我国现行规范（GB/T50081——2002）规定，普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：Ｃ10、Ｃ15、C20、C25、C30、C40、C45、C50、C55等强度等级。2.轴心抗压强度（fcp）为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件（例如柱子、衍架的腹杆等）时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。

我国现行标准（ＧＢ/T50081——2002）规定，测定轴心抗压强度采用１５０×１５０×３００ｍｍ棱柱体作为标准试件。试验证明，棱柱体强度与立方体强度的比值为0.7～0.8。3.影响混凝土抗压强度的因素（1）水泥强度与水灰比

混凝土的破坏：主要发生在水泥石与骨料的界面上及水泥石中。混凝土的强度取决于水泥石的强度及其与骨料间的粘结力。水泥等级越高，混凝土强度越高；水泥等级提高水泥石强度提高混凝土强度提高

与骨料的粘结强度提高水灰比水泥品种及强度等级均相同的情况下，混凝土的强度取决于W/C。

I．W/C在一定范围内(混凝土密实成型)，W/C降低，抗压强度增大。II.当W/C过小(不能密实成型)W/C降低，孔隙率升高，强度降低。IIIw/c过小W/C在一定范围内W/C强度W/C强度人工振捣f28W/C机械振捣f28与W/C关系水灰比f28与W/C关系如图4.4.7所示

正常水泥水化仅需水泥用量23%的水量(W/C=0.23)。为了使混凝土拌合物有较好的流动性，加入的拌合水量一般为水泥量的40～70%。(W/C=0.4～0.7)多余的水分在混凝土中留下了许多孔隙，使混凝土的实际受力面积下降。形成应力集中。混凝土强度降低。水灰比说明：水灰比彻底排气减少拌和用水量密实度强度﹢目前合理的方法是减少拌合用水并同时彻底排气，使混凝土密实度提高，提高混凝土的强度。在保证施工质量的条件下，水灰比愈小，混凝土的强度就愈高。但是，如果水灰比太小，拌合物过于干涩，在一定的施工条件下，无法保证浇灌质量，混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞，也将显著降低混凝土的强度和耐久性。试验证明，混凝土强度，随水灰比增大而降低，呈曲线关系，而混凝土强度与灰水比呈直线关系（图5－5）。

图5－5混凝土强度与水灰比及灰水比的关系

（ａ）强度与水灰比的关系；（ｂ）强度与灰水比的关系式中fcu——混凝土28天抗压强度,ＭＰa；

fce——水泥的实际强度,ＭＰa；

Ｃ／Ｗ——灰水比；

Ｃ——每立方米混凝土中水泥用量,kg;

ｗ——每立方米混凝土中用水量,kg。

A,B为经验系数，与骨料品种、水泥品种有关，其数值可通过试验求得。《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）提供的A、B经验值为：

采用碎石：A=0.46 B＝0.07

采用卵石：A=0.48 B=0.33（2）骨料的种类和级配水泥石与骨料的粘结情况与骨料种类和骨料表面性质有关，表面粗糙的碎石比表面光滑的卵石（砾石）的粘结力大，硅质集料与钙质集料也有分别。在其他条件相同的情况下，碎石混凝土的强度比卵石混凝土的强度高。

表面特征粒径粗骨料强度（3）养护的温度和湿度混凝土强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化的过程，必须在一定的温度和湿度条件下进行。在保证足够湿度情况下，不同养护温度，其结果也不相同。温度高，水泥凝结硬化速度快，早期强度高，所以在混凝土制品厂常采用蒸汽养护的方法提高构件的早期强度，以提高模板和场地周转率。低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0°Ｃ以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。水泥的水化必须在有水的条件下进行，因此，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。养护条件混凝土强度受到水泥水化程度和速度的影响，而这又受到湿度和温度的影响。温度越高，水泥的水化速度越快，混凝土强度越高。湿度越大，水泥水化程度越高。温度水泥水化速度混凝土强度温度水泥水化速度混凝土强度养护条件湿度水泥水化速度混凝土强度湿度水泥水化速度混凝土强度(4)龄期在正常养护条件下，混凝土强度的增长遵循水泥水化历程规律，即随着龄期时间的延长，强度也随之增长。最初７～１４ｄ内，强度增长较快，２８ｄ以后增长较慢。但只要温湿度适宜，其强度仍随龄期增长。

普通水泥制成的混凝土，在标准养护条件下，其强度的发展，大致与其龄期的对数成正比（龄期不小于三天）

式中 fn——nd龄期混凝土的抗压程度,MPa；

ｆ28——28ｄ龄期混凝土的抗压强度,MPa；

lgｎ、lg28——ｎ（ｎ不小于3）和28的常用对数。（5）施工质量施工质量的好坏对混凝土强度有非常重要的影响。施工质量包括配料准确，搅拌均匀，振捣密实，养护适宜等。任何一道工序忽视了规范管理和操作，都会导致混凝土强度的降低。

(6)试验条件试验条件对混凝土强度的测定也有直接影响。如试件尺寸，表面的平整度，加荷速度以及温湿度等，测定时，要严格遵照试验规程的要求进行，保证试验的准确性。4.提高混凝土强度的措施（1）选用高强度水泥和低水灰比

水泥是混凝土中的活性组分，在相同的配合比情况下，所用水泥的强度等级越高，混凝土的强度越高。水灰比是影响混凝土程度的重要因素，试验证明，水灰比增加１％，则混凝土强度将下降５％，在满足施工和易性和混凝土耐久性要求条件下，尽可能降低水灰比和提高水泥强度，这对提高混凝土的强度是十分有效的。

（2）掺用混凝土外加剂在混凝土中掺入减水剂，可减少用水量，提高混凝土强度；掺入早强剂，可提高混凝土的早期强度。在混凝土中掺入矿物外加剂（如磨细矿渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉等），可以节约水泥，降低成本；减少环境污染，改善混凝土诸多性能。（3）采用机械搅拌和机械振动成型。采用机械搅拌、机械振捣的混合料，可使混凝土混合料的颗粒产生振动，降低水泥浆的粘度和骨料的摩擦力，使混凝土拌合物转入液体状态，在满足施工和易性要求条件下，可减少拌合用水量，降低水灰比。同时，混凝土混合物被振捣后，它的颗粒互相靠近，并把空气排出，使混凝土内部孔隙大大减少，从而使混凝土的密实度和强度大大提高。（4）采用湿热处理湿热处理可分为蒸汽养护和蒸压养护两类。蒸汽养护就是将成型后的混凝土制品放在100℃以下的常压蒸汽中进行养护。以加快混凝土强度发展的速度。混凝土经16～20ｈ的蒸汽养护后，其强度即可达到标准养护条件下28ｄ强度的70％～80％。蒸压养护混凝土在175℃温度和８个大气压的蒸压釜中进行养护。主要适用于硅酸盐混凝土拌合物及其制品。(3)劈裂抗拉强度（fts）

我国现行标准规定，采用标准试件１５０ｍｍ立方体，按规定的劈裂抗拉试验装置测得的强度为劈裂抗拉强度，简称劈拉强度fts

混凝土劈裂抗拉强度应按下式计算：

式中fts——混凝土劈裂抗拉强度，MPa；

F——破坏荷载，Ｎ；

Ａ——试件劈裂面面积，mm2。

2.4混凝土的变形与抗裂性

①化学收缩—水泥水化产物的体积比反应前物质的总体积小,而使混凝土收缩。▲化学收缩值很小，且不可恢复。▲化学收缩对混凝土结构没有破坏作用，但在其内部产生微裂缝非荷载作②干湿变形—混凝土在干燥空气中产生干缩，在潮湿环境中产生湿胀。用变形▲湿胀对混凝土无危害，一般忽略不计；▲干缩会引起混凝土开裂，结构设计时必须予以考虑。▲影响干缩因素—水泥用量、细度及品种；水灰比；骨料及施工质量

③温度变形—混凝土随温度的变化产生热胀冷缩。变▲冷缩对混凝土危害大，结构设计时必须予以考虑——设置温度缝形▲除温度升降外，混凝土内外温差对体积稳定产生影响—产生温度裂缝

短期荷载——

既产生弹性变形，又产生塑性变形，应力(σ)应变(ε)关系为一曲线

下变形

▲混凝土是一种非匀质材料,是一种弹塑性体▲混凝土的弹性模量是指σ—ε曲线上任一点的应力与应变之比

徐变——混凝土在长期恒载作用下，沿作用力方向产生随时间而发展的变形。

长期荷载▲影响徐变的因素——水泥用量及水灰比；

下变形

▲徐变的作用——有利于削弱由温度、干缩引起的约束变形，减小裂缝，在预应力结构中，引起预应力损失。▲混凝土无论受压、受拉或受弯，均产生徐变现象2.4.2混凝土在荷载作用下的变形（1）混凝土的受压变形与破坏特征

混凝土的荷载变形曲线（２）弹性模量弹塑性变形：假塑性原因-内部裂缝扩展

弹性模量是反映应力与应变关系的物理量。Eagg>Econ>Ecem

按我国GBJ81一85的规定，混凝上弹性模量的测定，是采用150ｍｍ×150ｍｍ×300mm的棱柱体试件，取其轴心抗压强度值的40％作为试验控制应力荷载值，经4～5次反复加荷和卸荷后，测得应力与应变的比值。影响混凝土弹性模量的因素①混凝土的强度等级。②骨料弹性模量。③养护温度。④外加剂（引气剂）。

（3）徐变（3）徐变规律：①最初数月内增长较快②延续数年才趋于稳定原因：①在外力作用下，凝胶体粘性流动②水泥石内部吸附水的迁移影响混凝土徐变因素：混凝土所受初应力越大，在混凝土制成后龄期较短时加荷，水灰比越大，水泥用量越多，都会使混凝土的徐变增大；混凝土弹性模量大，会减小徐变，混凝土养护条件越好，水泥水化越充分，徐变也越小。利：消除或减小钢筋混凝土内的应力集中弊：钢筋的预应力受到损失2.4.3混凝土的抗裂性1．混凝土的裂缝产生原因：干缩、温度变形、化学收缩等2．混凝土抗裂性指标（1）混凝土极限拉伸（εp）（2）抗裂度D（3）热强比H/R,放热量与抗拉强度比：（4）抗裂性系数CR3．提高混凝土抗裂性的主要措施（1）选择适当的水泥品种（火山灰↑粉煤灰↓）（2）选择适当的水灰比（3）采用多棱角的石灰岩碎石及人工砂作混凝土骨料（4）掺用适量优质粉煤灰或硅粉（5）掺入减水剂及引气剂（6）加强质量控制，提高混凝土均匀性。（7）加强养护

混凝土长期在外界条件作用下具有经久耐用的性质。混凝土除了具有一定的强度能安全承受荷载外，还应能长期抵抗外界各种物理和化学因素的破坏作用，以满足各类工程的性能要求。主要包括：抗渗性抗蚀性抗冻性抗碳化抗碱骨料反应等1、耐久性定义2.5混凝土的耐久性（1）混凝土的抗渗性重要性：抗冻性、抗侵蚀性、钢筋腐蚀抗渗等级—W4、W6、W8、W10、W12五个(如W4表示砼抵抗0.4MPa的水压而不渗水)渗透原因：内部存在渗水通道（振捣不密实、多余水分蒸发）影响因素—水灰比、骨料最大粒径、养护方法、水泥品种、捣实程度、外加剂及掺合料等改善措施：优质骨料——含泥量、泥块含量小，骨料粒径<40外加剂——防水剂、膨胀剂、引气剂、减水剂配料——水灰比、砂率适当提高、水泥和掺合料总量提高2.5混凝土的耐久性（2）混凝土的抗冻性——指混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。抗冻等级—F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300（动弹性模量下降<40%,质量损失<5%）决定因素：孔隙率、孔结构、孔隙充水程度、强度、温度下降程度改善措施：水泥品种——PI、PII、P.O优质骨料——含泥量、泥块含量小外加剂——加入减水剂、引气剂2.5混凝土的耐久性（4）混凝土的碳化（中性化）指空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。碳化程度：由表及里的中性化深度，mm危害：使砼碱度降低→减弱了对钢筋的保护→导致钢筋锈蚀；加大收缩，由于氢氧化钙晶体溶解，开裂；影响因素：环境相对湿度、二氧化碳浓度水泥品种、水泥用量、混合材掺量混凝土密实度（3）抗侵蚀性——指混凝土在含有侵蚀性介质环境中遭受到化学侵蚀、物理作用不破坏的能力。影响因素：水泥品种、混凝土密实度（5）碱集料反应——是指水泥中所含的碱（Na2O或K2O）与骨料的活性成分（活性SiO2），在混凝土硬化后潮湿条件下逐渐发生化学反应，反应生成复杂的碱—硅酸凝胶，这种凝胶吸水膨胀，导致混凝土开裂的现象。反应慢，潜在危害相当大。反应必要条件：1.水泥含碱过量；2.骨料含有一定数量活性SiO23.水分存在

预防的措施：（１）条件许可选用非活性的骨料；（２）控制碱含量、选用低碱水泥；（３）掺用活性混合材；（４）掺入引气剂；（5）适当防止外部水渗入混凝土内部。2、提高混凝土耐久性的主要措施（1）合理选择水泥品种

（2）适当控制混凝土的水灰比及水泥用量

（3）选用质量良好的砂石骨料

（4）掺入引气剂或减水剂

（5）加强混凝土的施工质量控制梁钢筋锈蚀情况桥墩柱落水口一侧钢筋锈蚀Back§5.3混凝土的骨料及拌和（养护）用水四大组成材料：水泥、水、砂、石混凝土的第5组分_外加剂（Admixture）

混凝土的第6组分_掺合料各自的作用：砂、石——骨料骨架作用（小颗粒填充大颗粒的空隙）力学、耐久性、经济性水泥、水—水泥浆硬化前：润滑作用（赋予混凝土流动性，便于施工）硬化后：胶结作用（将骨料胶结为整体，使混凝土产生强度）定义：粒径5mm~0.16mm的岩石颗粒，>5mm为粗骨料分类按来源可分为天然砂和人工砂天然砂按来源又可分为河砂海砂山砂一、细骨料－砂按技术要求分为3类:Ⅰ:用于＞C60的混凝土Ⅱ:用于C30－C60的混凝土Ⅲ:用于＜C30的混凝土及建筑砂浆砂的技术要求定义：骨料中妨碍水泥水化或引起水泥石腐蚀，降低水泥石与骨料粘附性的各种物质。有害杂质颗粒形状与表面特征砂的颗粒形状：鹅卵形、棱角行、针片状颗粒形状与表面特征砂的表面特征：光滑、粗糙（1）级配颗粒级配指砂的大小颗粒分布的情况。检测：筛分法，取500g干砂，测其在各筛上的筛余量。表示方法：各号筛上的累计筛余百分数、级配曲线粗细程度与颗粒级配筛孔尺寸mm筛余量（g）

分计筛余百分率（%）分计筛余百分率（%）5m1a1A1=a12.50m2a2A2=a1+a21.25m3a3A3=a1+a2+a30.63m4a4A4=a1+a2+a3+a40.315m5a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.16m6a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6砂的颗粒级配注：分计筛余百分率：各筛的筛余量/砂的总量（g）。累计筛余百分率：各筛的分计筛余率加上比该筛大的所有筛的分计筛余百分率之和。粗细程度与颗粒级配级配要求：孔隙率小表面积小有适量的细颗粒粗细程度与颗粒级配（2）级配标准和细度模数按0.63mm筛孔的筛上累积筛余量百分率分为三个区分区ⅠⅡⅢ10mm0005mm10～010～010～02.5mm35~525~015~01.25mm65~3550~1025~00.63mm85~7170~4140~160.315mm95~8092~7085~550.16mm100～90100～90100～90砂的级配曲线040

ⅢⅡ

Ⅰ2060801000.160.3150.631.252.505.0010.00级配曲线分析Ⅰ区:粗砂为主,易泌水,不易密实成型，可配制高强混凝土Ⅱ区:中砂为主,最适合配制普通混凝土Ⅲ区:细砂为主,配制的混凝土拌合物粘性大,保水性好,但易干缩2区砂优先选用。1区砂较粗，应提高砂率、水泥用量，保证和易性，3区砂较细，应降低砂率，保证强度。定义:不同粒径的砂混合在一起后总体的粗细程度.表示方法:粗细程度用细度模数表示:细度模数:粗细程度的划分粗细程度粗细程度f粗砂f=3.1~3.7中砂f=2.3~3.0细砂f=1.6~2.2特细砂f=0.7~1.5例5-2．某干砂500g的筛分结果如下表所列。试计算该砂的细度模数并评定其级配骨料的几种含水状态如图5－2所示。图5－2骨料的含水状态（ａ）全干状态，（ｂ）气干状态；（c）饱和面干状态（ｄ）湿润状态含水状态及饱和面干吸水率骨料的含水状况：绝干状态气干状态饱和面干状态润湿状态。骨料在饱和面干状态时的含水率，称为饱和面干吸水率。当拌制混凝土时，由于骨料含水量的不同，将影响混凝土的用水量和骨料用量。计算混凝土中各项材料的配合比时，一般以干燥骨料为基准，而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。坚固性定义：抵抗各种风化因素和冻融循环破坏作用A.天然砂采用硫酸钠溶液法进行试验，砂样经5次循环后其质量损失应符合规定。B.人工砂采用压碎指标法进行试验，压碎指标应5-5小于规定。二、粗骨料－石定义：粒径大于5mm的岩石颗粒分类按来源分碎石和卵石，工程中常用碎石配制混凝土按技术要求分为3类:Ⅰ:用于＞C60的混凝土Ⅱ:用于C30－C60的混凝土Ⅲ:用于＜C30的混凝土及建筑砂浆有害杂质NeedleandSliceShapeParticles种类及含量限制含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量及有害物含量等均应符合GB/T14685-2001(或JGJ52-92)的要求。碱—骨料反应水泥中碱性物质(氧化钠或氧化钾)过多，且粗骨料中含有活性成分（活性氧化硅或活性氧化铝）,二者反应生成碱—硅酸凝胶,引起体积膨胀,使混凝土开裂，最终破坏的现象。颗粒形状及表面特征与砂相同颗粒形状与表面特征颗粒级配级配碎石及卵石的级配要求见表5-8，级配实验方法及有关参数的计算与细骨料相同,只是筛孔尺寸和级配要求不同标准筛:2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80及100等共12个。Fig.4.2.2ScreenInstrumentParticleSizeGradationSequentGradingSingleGradation颗粒级配石子级配分为连续级配:从小到大每个粒级的石子均占一定的比例，和易性好，适合配制普通混凝土单粒级:剔除某些粒级的颗粒,使空隙率下降,易产生离析。可配制高强混凝土或干硬性混凝土,须强力振捣.

石子公称粒级的上限Dmax如5～20是常用的一种粒级,20mm是该粒级的上限，即最大粒径最大粒径Dmax的限制条件Ⅰ.经济性:Dmax增大,表面积减小,水泥用量减少Ⅱ.结构限制:

Dmax≯1/4结构截面最小尺寸;

Dmax≯3/4钢筋最小净距;Dmax=1/2实心板厚度，且Dmax≯50mm。

Ⅲ.施工方面：Dmax过大，在搅拌、运输以及振捣时易产生离析或易损坏叶片、堵塞泵管或振捣不实。

作用：保证混凝土强度二种强度岩石立体强度压碎指标岩石的立方体强度：将岩石制成边长5cm的立方体，水饱和状态测抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比普通混凝土≮1.5fcu高强混凝土≮2.0fcu5cm×5cm×5cmSketchmaptomeasurecubicstrength

石子强度方法：将直径为10-20mm的碎石分三层装入标准圆筒内，按一定方法加压至200kN，再过2.5mm的筛。压碎指标＝

m0－压碎前干燥石料的质量；m1－压碎后干燥石料的质量；压碎指标的要求见表4.2.7和表4.2.8PressSife压碎指标Fig.4.2.4SketchmaptomeasureCrushingIndex

石子强度四、混凝土拌合及养护用水按水源可分为：饮用水：可用地表水：须检验可用地下水：须检验可用海水：一般不用生活污水：不能用工业废水：不能用对混凝土用水的质量要求：不影响混凝土的凝结硬化；无损于混凝土强度发展和耐久性；不加快钢筋锈蚀；不引起预应力钢筋脆断；不污染混凝土表面。§5.4外加剂1.定义：2.分类：3.常用种类：在拌制砼过程中掺入的用以改善砼性能的物质，掺量一般不大于水泥重量5%(特殊情况除外)。减水剂、引气剂、早强剂和缓凝剂等改善混凝土流变性；改善混凝土凝结时间和硬化时间；改善混凝土气体含量；改善混凝土耐久性；改善混凝土其他性能。1、定义2、技术经济效果(作用)

（1）减水剂在砼拌合物坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水量的外加剂①拌合物用水量不变时,能明显提高拌合物流动性(增大坍落度)。②拌合物坍落度和水泥用量不变时，可减少用水量，且提高砼强度和耐久性

③当保持砼强度不变时，节约水泥用量。3、作用机理

①定义：具有显著改变(通常为降低)液体表面张力或两相间界面张力的物质。

②构造：分子由亲水基团和憎水基团两部分组成。③作用：湿润、乳化、分散、润滑、起泡和洗涤作用。减水剂一般为表面