土木工程材料与实训（第三版）课件 11-项目五：4、混凝土的技术性2：强度变形耐久性

《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTraining课前回顾：

1、混凝土的和易性（流动性、粘聚性、保水性）

2、坍落度法

3、维勃稠度法

4、影响和易性的因素

CONTENTS目录04混凝土外加剂03混凝士的技术性202混凝土的技术性101普通混凝土的组成材料06混凝土实验室配合比05混凝土初步配合比设计项目五：混凝土砼的强度、变形性能和耐久性一、混凝土的强度包括：抗压强度★

抗拉强度抗弯强度抗剪强度与钢筋的粘结强度等。1、砼的抗压强度与强度等级（1）混凝土立方体抗压强度定义：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土2C,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。一、混凝土的强度职教云11、砼的抗压强度与强度等级（2）混凝土立方体抗压强度标准值定义：按数理统计方法确定，测得立方体抗压强度总体分布中的一个值，该值不低于95%保证率的立方体抗压强度，强度低于该值的百分率不超过5％。

一、混凝土的强度1、砼的抗压强度与强度等级（3）混凝土强度等级C30：表示方法:C+数字C:Concrete砼，数字:抗压强度标准值

按照GB50164-2011《混凝质量控制标准》规定，普通混凝土划分为19个等级，即：C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80，C85，C90，C95，C100。一、混凝土的强度

不同的建筑工程，不同的部位常采用不同强度等级的混凝土，在我国混凝土工程目前水平情况下，一般选用范围如下：①C15——用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构。C20～C25——用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构；③C25～C30——用于大跨度结构、要求耐久性高的结构、预制构件等；④C40～C45——用于预应力钢筋混凝土构件、吊车梁及特种结构等，用于25～30层；⑤C50～C60——用于30层至60层以上高层建筑；⑥C60～C80——用于高层建筑，采用高性能混凝土⑦C80～C120——采用超高强混凝土于高层建筑。

将来可能推广使用高达C130以上的混凝土。一、混凝土的强度钢筋混凝土柱的破坏状态2、轴心抗压强度（fck）

测定方法:根据国家标准GB/T50081-2002的规定，轴心抗压强度采用：150mm×150mm×300mm的棱柱体。

使用:为了使测得的混凝土强度接近与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、桁架的腹杆等）时，都是采用混凝土的轴心抗压强度fck作为计算依据。棱柱体试件轴心抗压强度fck比同截面的立方体抗压强度值fcu小，棱柱体试件高宽比h/a越大，轴心抗压强度越小，但当h/a达到一定值后，强度不再降低。

一、混凝土的强度CementConcrete轴心抗压强度试验示意图一、混凝土的强度3、抗折强度（fcf）

测定方法：使用：道路路面或机场跑道用混凝土,以抗弯强度（或称抗折强度）为主要设计指标。

一、混凝土的强度（1）原材料因素（2）施工工艺因素（3）实验条件因素（影响测得值）4、影响强度的因素一、混凝土的强度4、影响强度的因素(1)原材料因素①水泥强度与水灰比②集料的种类、质量和数量③外加剂和掺合料采用碎石αa＝0.53αb＝0.20采用卵石αa＝0.49αb＝0.13fcu—混凝土28d龄期的抗压强度（Mpa）；C—每立方米混凝土中水泥用量（Kg）；W—每立方米混凝土中水的用量（Kg）；C/W—混凝土的灰水比；一、混凝土的强度

【例题】已知某混凝土所用水泥强度为36.4MPa，水灰比0.45，碎石。试估算该混凝土28d强度值？【解】因为W/B=0.45，所以B/W=2.22；碎石：αa＝0.53；αb＝0.20代入混凝土强度公式有：

=0.53×36.4MPa×(2.22-0.20)=38.97MPa一、混凝土的强度

【练习题】已知某混凝土所用水泥强度为38.4MPa，水灰比0.55，卵石。试估算该混凝土28d强度值？【解】因为W/B=0.55，所以B/W=1.82；卵石：αa＝0.49；αb＝0.13代入混凝土强度公式有：

=0.49×38.4MPa×(1.82-0.13)=31.80MPa职教云2一、混凝土的强度4、影响强度的因素（2）生产工艺因素①施工条件一搅拌与振捣②养护条件(温度与湿度)③龄期(早期强度推算后期强度)标准养护自然养护蒸汽养护压蒸养护fcn——n天龄期混凝土立方体抗压强度(MPa);fc28——28d龄期混凝土立方体抗压强度(MPa);n——龄期(d),n≥3。一、混凝土的强度试件尺寸(mm)骨料最大粒径(mm)强度换算系数100X100X10031.50.95150X150X150401200X200X200601.05

强度换算系数

注：本表的换算系数适用于混凝土强度等级小于C60。当混凝土强度等级大于或等于C60时,宜采用标准试件。使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。4、影响强度的因素（3）实验条件因素试件形状尺寸一、混凝土的强度试件形状尺寸试件表面状态4、影响强度的因素（3）实验条件因素一、混凝土的强度试件形状尺寸试件表面状态试件湿度破坏试验加荷速度4、影响强度的因素（3）实验条件因素一、混凝土的强度【职教云3】(1)采用强度等级高的水泥(2)采用低水灰比;(3)采用有害杂质少、级配良好、颗粒适当骨料和合理的砂率;(4)采用合理的机械搅拌、振捣工艺;(5)保持合理的养护温度和一定的湿度，可能的情况下采用湿热养护;(6)掺入合适的混凝土外加剂和掺合料。5、提高混凝士强度的措施:一、混凝土的强度1、混凝土变形的类型非荷载作用下的变形荷载作用下的变形二、混凝土的变形化学收缩——干湿变形——温度变形——胶凝材料水化生成物干燥、潮湿热胀冷缩CementConcrete三峡大坝泄洪段－发电段

大体积混凝土1、混凝土变形的类型非荷载作用下的变形荷载作用下的变形二、混凝土的变形化学收缩——干湿变形——温度变形——弹塑性变形徐变胶凝材料水化生成物干燥、潮湿热胀冷缩2、混凝土的徐变对结构物的影响有利面：徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力重分布，从而使局部应力集中得到缓解；对大体积混凝土则能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。不利面：在预应力钢筋混凝土中，混凝土的徐变将使钢筋的预加应力受到损失。二、混凝土的变形1、混凝土耐久性的概念

DurabilityofConcreteStructure三、混凝土的耐久性

定义：混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力称为耐久性。

包括混凝土的抗冻性、抗渗性及抗侵蚀性等。钢筋混凝土桥梁的侵蚀损毁拆除前的西直门桥一座桥何以只有二十年寿命？

定义：指混凝土在饱水状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。抗冻性好坏用抗冻等级表示。根据混凝土所能承受的反复冻融循环的次数，抗冻性分为F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300九个等级。混凝土的密实度、孔隙的构造特征是影响抗冻性的重要因素，对于密实的或具有封闭孔隙的混凝土，其抗冻性较好。在寒冷地区，特别是在接触水又受冻的环境下的混凝土要求具有较高的抗冻性。

（1）混凝土的抗冻性二、混凝土的耐久性铁路桥梁的冻害剥落破坏

定义：指混凝土抵抗有压介质（水、油、溶液等）渗透作用的能力。抗渗性好坏用抗渗等级来表示。根据标准试件28d龄期试验时所能承受的最大水压，分为P4、P6、P8、P10和P12五个等级，相应表示混凝土能抵抗0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa的水压而不被渗透。

混凝土水胶比对抗渗性起决定性作用。增大水胶比，由于混凝土密实度降低，导致抗渗性降低。另外，混凝土施工处理不当、振捣不密实，也会严重影响混凝土的抗渗性。渗水后的混凝土如果受冻，易引起冻融破坏。对钢筋混凝土而言，渗水还会造成钢筋的锈蚀及保护层开裂。提高混凝土抗渗性的根本措施在于增强混凝土的密实度。

（2）混凝土的抗渗性二、混凝土的耐久性

（3）混凝土的抗腐蚀性二、混凝土的耐久性

如果混凝土不密实，外界侵蚀性介质就会通过孔隙或毛细管侵入硬化后的水泥石内部，引起混凝土的腐蚀而破坏。由于混凝土内的强碱性使得钢筋表面形成钝化膜，从而钢筋在混凝土中不会锈蚀。如果钢筋表面钝化膜被破坏，则钢筋就会发生电化学腐蚀——锈蚀破坏。（4）提高混凝土耐久性的措施1、合理选择水泥品种;2、选用质量良好，技术条件合格的砂石骨料;3、控制水灰比及保证足够的水泥用量是保证混凝土密实度的重要措施，是提高混凝土耐久性的关键;4、掺入减水剂或引气剂，改善混凝土的孔结构，对提高混凝土的抗渗性和抗冻性有良好作用5、改善施工操作，保证施工质量;6、掺入粉煤灰、矿粉、硅灰或沸石粉等活性混合材料.