材料——溷凝土

1、第三章 混凝土（concrete）,混凝土是由膠凝材料、粗細骨料(又稱集料)加水拌和后，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石材。世界上用量最大的人工建筑材料。,第一節(jié) 概 述混凝土按照表觀密度大小分為三類：(1)重混凝土(?0>2500Kg/M3)(2)普通混凝土(?0=1950~2500Kg/M3)(3)輕混凝土(?0<1950Kg/M3)①輕骨料混凝土②多孔混凝土(泡沫混凝土、加氣混凝土)③大孔混凝土,

2、混凝土按強度等級可分為：①普通混凝土：強度等級為C7.5-C60；②高強混凝土：強度等級為C60-000；③超高強混凝土：強度等級大于C100。,——按流動性分類：干硬性混凝土、流動性混凝土、自流平（自密實）混凝土、泵送混凝土,——按膠凝材料分類：水泥混凝土、石膏混凝土、瀝青混凝土、水玻璃混凝土、堿礦渣混凝土、聚合物混凝土。,混凝土按施工工藝可分為：泵送混凝土、噴射混凝土、真空脫水混凝土、造殼混凝土(裹砂混凝土)、碾壓混凝土

3、、壓力灌漿混凝土(預填骨料混凝土)、熱拌混凝土、太陽能養(yǎng)護混凝土等多種。,混凝土按摻合料可分為：粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、磨細高爐礦渣混凝土、纖維混凝土等多種。,混凝土也可按功能或材料分類如防水混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、纖維混凝土和聚合物混凝土。,第二節(jié) 普通混凝土的原材料基本組分：水泥、集料(砂、石)和水現(xiàn)代混凝土：水泥、集料(砂、石)、水、外加劑、摻合料(礦物外加劑),一、 水泥cement1. 水泥作

4、用與水形成水泥漿流動性（水泥漿）、強度（水泥石），水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙，在硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦于拌合物一定的和易性，便于施工，硬化后，將骨料膠結成一個整體。,2. 水泥選擇（1）水泥品種選擇根據(jù)砼所要求的性能指標及所處的環(huán)境條件、砼工程特點而選擇水泥。 （2）水泥強度等級的選擇一般強度混凝土，水泥強度等級一般為混凝土強度等級的1.5-2倍。對高強度混凝土，水泥強度等級一般為混凝土強度等級的1.0-1.5

5、倍。對超高強混凝土，選用高強度等級的水泥。,二、拌和與養(yǎng)護用水——提供流動性（水泥漿）及水泥水化。 優(yōu)先采用符合國家標準的飲用水。水中雜質(zhì)含量限制值(pH值、氯化物、硫酸鹽),三、 細骨料（fine aggregate） ——砂sand砂、石——起到骨架的作用，故而又稱集料。 粒徑在0.15-4.75mm之間,1. 有害雜質(zhì),①粘土、粉砂、淤泥——影響與水泥石的

6、粘結強度，增加需水量，從而增加了砼的收縮，降低砼強度與耐久性。②有機雜質(zhì)、硫酸鹽——影響砼整體強度，對水泥腐蝕作用。③海砂中對Cl-的控制,2. 顆粒形狀及表面特征天然砂(natural sand)：河砂、海砂人工砂(artificial sand)：山砂、機制砂從流動性上看，人工砂的顆粒形狀及表面特征不及天然砂好從粘結力上看，天然砂的顆粒形狀及表面特征不及人工砂好,3. 砂的粗細程度和顆粒級配 骨料顆粒級配篩分法

7、 累計篩余與分計篩余的關系 砂級配區(qū)的規(guī)定、 砂的級配區(qū)篩分曲線 砂的細度模數(shù)及級配評定,4. 砂的堅固性,在氣候、環(huán)境溫、濕度及其他物理因素作用下抵抗破裂的能力——用Na2SO4溶液浸泡。,5. 砂的物理性質(zhì),（1） 密度、表觀密度、堆積密度（2） 空隙率和填充率（3） 含水狀態(tài)：全干、氣干、飽和面干、潤濕四種狀態(tài),四、 粗骨料(coarse aggregate)——石子(crushed stone)粒徑大于4

8、.75mm (1)有害雜質(zhì)含量(含泥量 、針片狀顆粒含量、堿骨料反應 )(2)顆粒形狀及表面特征(碎石、卵石),(3)強度和堅固性1)強度(抗壓強度、壓碎指標)2)堅固性,(4)最大粒徑與顆粒級配1)最大粒徑2)顆粒級配(篩分析試驗),5. 石子的物理性質(zhì),（1） 密度、表觀密度、堆積密度（2） 空隙率和填充率（3） 孔隙率和密實度（4） 含水狀態(tài)：全干、氣干、飽和面干、潤濕四種狀態(tài),五、其他品種的砼骨料,1

9、. 礦渣骨料：①粗骨料——高爐重礦渣破碎、篩分而成；②細骨料——水淬高爐礦渣或粉碎后的高爐重礦渣與普通骨料砼相比，礦渣骨料砼有以下特點：①早強較高，后期相同或略有下降；②注意礦渣的穩(wěn)定性，主要是CaO；③由于礦渣表面粗糙，易吸水，因而和易性不利；④不得使用礬水泥與礦值共同使用。,2．輕骨料——配制輕砼,①工業(yè)廢料輕骨料：膨脹礦渣珠，自然煤矸石，輕砂等；②天然輕骨料：浮石、火山渣等；③人造輕骨料：粘陶粒、頁巖陶粒、粉煤灰陶粒等。

10、用于：（1）用于承重結構；（2）用于非承重結構，起隔熱、保溫、隔聲等作用。,3．防護砼骨料——防射線幅射——比重較大，含水量調(diào)的重骨料或含硼較多的骨料。4．再生砼骨料,六、原材料間配合比,1．水灰比和用水量決定水灰比與用水量的因素：①強度②流動性2．砂率：砂在砂、石總質(zhì)量中的百分率。3．水泥用量：考察因素：①強度；②和易性；③經(jīng)濟性4. 單位用水量,——和易性一、 混凝土拌合物的和易性(1)和易性的概念(流動性、

11、粘聚性和保水性),第三節(jié) 普通混凝土拌和物,(2)和易性的檢測(流動性的檢測)1)坍落度試驗2)維勃稠度試驗3)其它方法二、流動性(坍落度)指標的選擇三、砼流動性（Slump）損失,四、影響和易性的主要因素1)材料品種與用量的影響①水泥品種和細度：用粉煤灰水泥拌制的混凝土流動性最好，保水性和粘聚性也較好。②水泥漿數(shù)量：水泥漿數(shù)量不能太多也不能太少③水灰比(單位用水量)混凝土用水量選用表（kg/m3）,④砂率(san

12、d percentage)砂率與坍落度的關系曲線(最優(yōu)砂率)砂率與水泥漿用量的關系曲線混凝土砂率選用表／％與砂率的計算公式 ⑤外加劑(減水劑、泵送劑)和摻合料(粉煤灰),2)環(huán)境的溫度與濕度的影響環(huán)境的溫度高，空氣濕度小，拌合物水分蒸發(fā)快，坍落度損失大，坍落度小。,3)工藝對和易性(workability)影響拌合好，塌落度(slump)大。,五、混凝土拌和物流變性,凡在適當外力作用下，材料的流動和變形性能，即為材料的流變性

13、?；炷敛牧显诎韬臀镫A段，由于有漿體的作用，因而具有流變性，但粗、細集料使得其流變性能的研究很復雜。一般認為，混凝土拌和物符合賓漢姆模型。,賓漢姆模型,,,d?/dt,?,?,?,混凝土拌和物流變性能研究的對象就是測試屈服剪切應力和塑性粘度這兩個流變參數(shù)。測試方法：回轉(zhuǎn)粘度計混凝土和易性測試塌落度，也就是對流變參數(shù)的簡單反映。,第四節(jié) 混凝土結構和強度,隨著水化的進行，混凝土開始凝結、硬化，最后形成具有強度的固體。在此過程

14、中，混凝土的結構不斷發(fā)生變化，其強度也在不斷的增加。,一、混凝土的結構與結構缺陷,,,,,,,,,,1．強度產(chǎn)生的原因：膠凝材料水化產(chǎn)物，形成水泥石，水泥石包裹在集料周圍。,二、混凝土強度,2. 強度構成（1）集料強度；（2）水泥石強度（3）界面強度,受力前，在水泥石和界面處存在缺陷和裂縫：,①由于水泥的收縮，引起砂漿與粗骨料間產(chǎn)生拉應力，產(chǎn)生裂縫；②水泥的泌水使與集料間形成界面裂縫；③水泥水化熱引起的裂縫；④多余水的蒸

15、發(fā)留下的孔隙；⑤外力碰撞、振動不均勻，不密實產(chǎn)生的裂縫（如拆模式時）；⑥施工時不可能達到完全密實，留有孔隙；加外力后，以上裂縫，孔隙不斷發(fā)展，砼破壞。,3. 混凝土的抗壓強度與強度等級1)混凝土標準立方體抗壓強度2)混凝土立方體抗壓強度標準值3)強度等級4)軸心(棱柱體)抗壓強度,4. 混凝土受壓破壞混凝土受壓變形曲線不同受力階段裂縫示意圖,5. 影響混凝土強度的因素1)水泥強度等級和水灰比(保羅米公式)混凝

16、土強度與灰水比的關系2)骨料的種類、質(zhì)量及數(shù)量3)濕度與溫度的影響混凝土強度與保持潮濕日期關系養(yǎng)護工藝養(yǎng)護溫度對混凝土強度的影響,4)齡期的影響混凝土強度增長曲線用32.5普通水泥拌制的混凝土用32.5礦渣水泥拌制的混凝土用42.5普通水泥拌制的混凝土用42.5礦渣水泥拌制的混凝土,混凝土強度發(fā)展過程中，養(yǎng)護溫度和齡期（時間）對其影響很重要，因此有人提出成熟度的概念，又叫時度積。成熟度=f(T×t)凡成

17、熟度相同的混凝土，其強度也大概相近。,成熟度,5) 加荷速度的影響加荷速度越快，強度越大。,6）試件自身情況（1）含水率（尖劈效應）（2）表面粗糙度（環(huán)箍效應）（3）試件尺寸（4）試件形狀,混凝土試件的破壞狀態(tài),6. 提高混凝土強度的主要措施1)選料：水泥、骨料、外加劑、摻合料2)采用機械攪拌和振搗搗實方法對混凝土強度的影響3)養(yǎng)護工藝方面,7. 混凝土的其它各種強度,抗拉強度抗折強度粘結強度（1）新舊混凝土粘

18、結強度 （2）混凝土與鋼筋的粘結強度疲勞強度,混凝土抗拉強度1)軸心抗拉強度2)劈裂抗拉強度混凝土劈裂抗拉實驗裝置圖,混凝土抗折強度,三、強度理論,1. 水灰比理論2. 孔隙率理論3. 膠空比理論4. 脆性斷裂理論,1. 無荷載作用時的變形(1)化學收縮(2)濕脹干縮變形混凝土的脹縮( 3)溫度變形（熱變形）(4)碳化收縮,第五節(jié) 混凝土變形性能,2. 荷載作用下的

19、變形（1）短期荷載彈塑性變形和彈性模量混凝土在壓力作用下的應力—應變曲線混凝土彈性模量（靜彈性模量）影響彈性模量的因素動彈性模量,動彈性模量,（2）混凝土的徐變混凝土的變形與荷載作用時間關系素混凝土的標準徐變曲線影響徐變的因素,一、混凝土耐久性的概念耐久性的概念：砼抵抗所處環(huán)境的作用破壞的能力，如溫度、濕度，化學侵蝕介質(zhì)等。環(huán)境對砼的作用：①物理作用如凍融、滲透以及磨蝕，空蝕等；②化學作用，如各種酸、堿、侵蝕，

20、碳化、堿集料反應以及砼中的鋼筋銹蝕等。,第六節(jié) 混凝土的耐久性,二、耐久性類型,1)混凝土的抗?jié)B性2)混凝土的抗凍性3)混凝土抗侵蝕性4)混凝土的碳化5)混凝土的堿一骨料反應6）磨損與氣蝕,三、提高混凝土耐久性的主要措施1．合理選擇水泥品種2．增加砼密實度 ①W/C ②成型方法 ③集料級配（包括砂率）等3．質(zhì)量性能穩(wěn)定的集料——針對堿—集料反應尤其注意。4．摻加礦物摻合料、引合劑、防滲劑等5．砼表面處理（特別

21、是裂縫防護） 6. 規(guī)定最小水泥用量,第七節(jié) 混凝土的外加材料外加劑：是在拌制混凝土過程中摻入的用以改善混凝土性質(zhì)的物質(zhì)。摻量很小。一般不大于水泥重量的5%（膨脹劑例外，摻量>10%）?！炷恋谖褰M分礦物外加劑(摻合料、外摻料)：是指在混凝土拌合物中摻入量超過水泥質(zhì)量的5％，在配合比設計時，需要考慮體積或質(zhì)量變化的外加材料。如粉煤灰、礦渣、硅灰、沸石粉等。 ——混凝土第六組分,摻量計算,一、 混凝土外加劑

22、混凝土外加劑分類表面活性劑的分子模型表面活性劑的分子在水表面吸附定向排列示意圖,1. 減水劑1)減水劑的作用機理①吸附一分散作用水泥絮凝結構示意圖減水劑的作用簡圖②潤滑塑化作用：溶劑化水膜,根據(jù)使用條件不同，摻減水劑可以產(chǎn)生以下幾個方面的效果：,a．在原配合比不變的條件下，可增大混凝土拌合物的流動性，且不致降低混凝土的強度。,b．在保持流動性及水灰比不變的條件下，可以減少用水量及水泥用量，節(jié)約水泥。,c．在保持流動性及水

23、泥用量不變的條件下，可以減少用水量，從而降低水灰比，使混凝土的強度及耐久性得到提高。,2)減水劑常用品種(1)普通減水劑（減水率5~10%）①木質(zhì)素系減水劑②多元醇系(2)高效減水劑(減水率10%~25%）①萘系減水劑②水溶性樹脂減水劑(3)高性能減水劑（減水率>25%） 氨基磺酸鹽、多羧酸系接枝類共聚物(4)復合減水劑,3)減水劑的使用技術飽和點問題摻量：0.3%~1%不等摻法：同摻、后摻與水泥的相容

24、性,2. 早強劑多用于加速砼硬化，縮短施工周期，加快施工速度提高模板周轉(zhuǎn)率以及搶修工程,（1）無機物氯鹽類：CaCl2， NaCl，KCl，AlCl3等，其中，多用CaCl2，摻量：0.5~1.0%為宜，能使砼3天強度提高50~100%，7天提高20~40%，（2）硫酸鹽類：Na2SO4(元明粉)，CaSO4，其中，Na2SO4用的較多，適宜摻量0.5~2.0%。（3）有機胺類：主要有TEA（三乙醇胺），TP（三異丙醇胺等）TE

25、A呈無色或淡黃色油狀液體，堿性，能溶于水。摻量為0.02~0.05%。,氯鹽類早強劑對易使鋼筋銹蝕；硫酸鹽早強劑摻量過多，表面易出現(xiàn)“白霜”。TEA它單獨作用時，更表現(xiàn)出緩凝性，早強效果不明顯，而與無機鹽，特別是Cl－鹽復合使用，早強、增強效果才明顯發(fā)揮。也有資料說，摻量稍大時早強效果反而明顯，具體原因尚不清楚。,（1）Cl－鹽不得用于以下結構：①相對濕度大于80%的環(huán)境中的結構，或其它與水頻繁接觸的結構；②有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接

26、觸的結構，以及有外露預埋件而又無防護措施的結構；③有酸、堿、硫酸鹽侵蝕介質(zhì)接觸的結構；④使用中經(jīng)常處于T=60℃以上的結構；⑤使用冷拉或冷拔低碳鋼筋、鋼絲的結構；⑥電解車間或高壓直流電源100m以內(nèi)結構；⑦靠近發(fā)電站、變電所的所的結構；⑧薄壁、預應力砼結構；⑨含有活性骨料的砼。,（2）SO42－鹽早強劑不得用于以下結構①有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸的結構，以及有外露預埋件而又無防護措施的結構；②使用直流電源的企業(yè)和電氣化運輸

27、設施的砼結構；③含有活性集料的砼——針對NaSO4注意堿含量K=Na2O+0.658k2O④相對濕度大于80%的環(huán)境中的結構，或其它與水頻繁接觸的結構,早強劑與其他外加劑的復配：（1）復合早強劑——早強效果更好（2）早強減水劑——發(fā)揮早強、減水 的共同特點,3. 引氣劑使砼在攪拌過程中引入在量的均勻分布的封閉的微小氣泡，（20~1000um）。,主要目的：,（1）改善砼和易性——滾珠作用；（2）

28、提高防滲、抗凍性（一定引氣量范 圍內(nèi)）；（3）強度一般降低，但可以由減水作用 得到一定的補償。,松香類：松香熱聚物，松香皂0.005~0.02%；引氣量3~5%； 木質(zhì)素類：不是以引氣為主要目的，故摻量稍大，且引氣量也不大；烷基苯磺酸鹽類：十二烷基苯磺鈉等（0.005~0.02%）皂素類：0.001~0.01%,常用引氣劑品種,引氣量影響因素,（1）摻量（2）原材料影響（3）引

29、氣劑最好配制成液體再加入（由于摻量小的不易均勻分散）（4）振動時間 與之相對應又有穩(wěn)泡劑和消泡劑之分。（與減水劑復配，可減少強度降低值。）,4. 緩凝劑——延長混凝土及砂漿的凝結時間,常用緩凝劑類別及摻量范圍無機類：（1）硼酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽等（0.1~0.2%）有機類：（2）羥其羧酸及鹽類；酒石酸，檸檬酸、葡糖酸等（0.03~0.1%）（3）含糖碳水化合物類，糖蜜、葡糖、蔗糖等（0.1~0.3%）（4）木質(zhì)素磺酸類：

30、M—Ca，M—Na等（0.2~0.8%）（5）多元醇類：如纖維素，多元醇等（0.01~0.3%,主要機理：緩凝劑吸附于水泥顆粒表面，阻礙與水的水化而獲得緩凝性。,緩凝劑使用技術要求：,（1）摻量——①凝結時間，②強度；（2）與水泥的適應性；（3）與減水劑的適應性；（4）摻加方法，如木鈣在加水拌合后1min加入，凝結時間（初、終）再延長2h，加水拌合2min后，凝結時間延長2.5~3h；（5）溫度，T<5℃時不宜用緩凝劑

31、,5. 速凝劑,——礦山井巷、隧道、涵洞、地下工程中的噴射砼或噴射砂漿。（快速消耗水泥中的CaSO4·2H2O）速凝劑加入后，砼在5min內(nèi)初凝，10min內(nèi)終凝，1h可產(chǎn)生強度，但后期強度，彈性模量、粘結力等下降，干縮增加。,分類：,（1）噴砼速凝劑，包括紅星Ⅰ型等，主要成分為鋁酸鈉、碳酸鈉或碳酸鉀與生石灰按比例混合而成，強度損失率較大，摻量：2.5~4%（2）復合硫鋁酸鹽型，成分中包括石膏或礬水泥等，強度損失率較小，

32、摻量3~5%（如711型）（3）硅酸鈉型——水玻璃，這一類與其它兩類相比，不但凝結所化快，且早強也高，以抵抗?jié)B水沖刷等作用。,速凝劑應用技術要點：（1）注意摻量的多少，且摻量隨氣溫增加而酌減，氣溫降低可增加，摻量超過上限，砼凝結時間不再縮短；（2）水泥中CsA和CsS含量高，速凝效果好，P.S效果較差；（3）水灰比控制在0.4左右（4）注養(yǎng)加入速凝砼的養(yǎng)護,泵送劑——由高效減水劑、緩凝劑、引氣劑和增稠劑等復合制成。 抗凍劑—

33、—由防凍組分（降低水的冰點）、減水組分、引氣組分和早強組分復合而成。膨脹劑——使混凝土產(chǎn)生膨脹的外加劑。防水劑,其它外加劑,總之，無論何種外機劑，均應以其中離子對砼性能，特別是強度和耐久性不產(chǎn)生影響。再者要注意外加劑使用要點：①摻量；②摻加方法；③與水泥的適應性；④相互間適應性；⑤有害離子； ⑥品種選擇；,二、 混凝土外摻料,1．摻合料分類：（1）活性摻合料——活性混合材（2）非活性摻合料2．加入目的：（1）節(jié)約水泥（經(jīng)濟

34、性、環(huán)保）（2）改善砼性能；①施工性能，②強度，③耐久性,（1）火山灰效應， （2）比重效應，（3）填充效應， （4）微集料效應，（5）形貌效應， （6）分散效應，（7）經(jīng)濟效應， （8）環(huán)保效應，（9）降低砼化熱,作用機理,(1)粉煤灰1)粉煤灰成品的質(zhì)量要求與等級粉煤灰質(zhì)量指標與等級／％2)粉煤灰摻合料的工程應用泵送混凝土、大體積混凝土、低強度混凝土,(2)粒化高爐礦渣粉礦渣粉技術要求工程

35、應用：大體積混凝土、高強混凝土,(3)硅灰1)硅灰的化學成分及主要性能①化學成分(二氧化硅含量為85％-98％),②主要性能a.密度2.2g／cm3，堆積密度為250~300kg／m3 b.細度：粒徑0.1~0.5μm。其比表面積為25—30m2/g，是水泥比表面積(0.3m2／g)的50-100倍。 c.火山灰活性：最高,2)應用技術①摻用方式及適宜摻量：試配②對混凝土性能的影響a.能防止混凝土拌合物的離析，提高其可泵

36、性b.提高混凝土的抗壓強度,c.提高混凝土的密實性、抗?jié)B性、抗凍性及耐久性d.抑制堿—骨料反應,混凝土強度的波動規(guī)律——正態(tài)分布混凝土強度的正態(tài)分布曲線,第八節(jié) 普通混凝土的質(zhì)量控制,混凝土強度平均值、標準差、變異系數(shù)(1)混凝土強度平均值(2)標準差σ(又稱均方差)(3)變異系數(shù)Cv,混凝土強度保證率強度保證率不同t值的保證率P,混凝土的配制強度,,強度檢驗評定(1)統(tǒng)計法生產(chǎn)長期穩(wěn)定時強度的檢驗評定用合格判

37、定系數(shù)進行強度的評定(2)非統(tǒng)計法,第九節(jié) 普通混凝土的配合比設計,一、 混凝土配合比的表示方法以每lm3混凝土中各項材料的質(zhì)量比表示。例如lm3混凝土：水泥300kg，水180kg，砂720kg，石子1200kg，每lm3混凝土總質(zhì)量為2400kg。以各項材料間的質(zhì)量比來表示(以水泥質(zhì)量為1)。例如，將上例換算成質(zhì)量比為：水泥∶砂∶石=1∶2.4∶4.0，水灰比0.60。,二、混凝土配合比設計的基本要求①滿足施工所要求

38、的混凝土拌合物的和易性；②滿足混凝土結構設計的強度等級；③滿足耐久性要求；④節(jié)約水泥，降低成本。,三、 混凝土配合比設計中的三個基本參數(shù)水與水泥之間的比例關系，用水灰比表示；砂與石子之間的比例關系，用砂率表示；水泥漿與骨料之間的比例關系，常用單位用水量來反映(1m3混凝土的用水量)。,四、 混凝土配合比設計的步驟(1)初步配合比的計算(2)基準配合比的確定(3)實驗室配合比的確定(4)施工配合比,五、 混凝土配

39、合比設計(1)初步配合比的計算(2)基準配合比的確定(3)實驗室配合比的確定(4)現(xiàn)場施工配合比,六、摻減水劑砼配合比設計,砼中摻減水劑的目的：①改善砼和易性；②增加強度；③節(jié)省水泥 （1）為改善和易性：在流動性增大的同時，為保證砼的粘聚性和保水性，應適當增加砂率，根據(jù)改變后的砂率重新計算粗、細集料用量，然后再經(jīng)試配和調(diào)整。,（2）為增加強度——減水劑減水率為a%，摻量為b%（膠凝物料用量百分比），此時，Ｃ＝Co，W=Wo(1

40、－a%) 減水劑用量=C·b%砂率適當減小，確定為，,,,（3）減小水泥用量W/C=Wo/Co W=Wo(1－a%),,,,第十節(jié) 其它品種混凝土,一、普通砼二、高強混凝土：C60-C100三、超高強混凝土：＞C100,混凝土高強話途徑1．加入減水劑可降低W/C，增加砼密實度，從而增強；2．加入摻合料可進一步降低W/C，增加密實質(zhì)，從而增強，同時，又改善了水泥石—集料的粘結力，從而增加了界面強度。3．

41、其他原材料：比如集料、強度、粒形、表面特征是否含有雜質(zhì)等，以及水泥的細度、品種、強度等級。,四、流態(tài)砼——指Slump為200~220mm，且粘聚性與保水性符合施工要求的砼——泵送砼。泵送混凝土泵送混凝土是以混凝土泵為動力，通過管道將攪拌好的混凝土混合料輸送到建筑物的模板中去的混凝土。混凝土的可泵性流態(tài)砼技術途徑： 高效減水劑 超細摻合料,五

42、、高性能混凝土（High Performance Concrete——HPC),高性能混凝土定義高性能混凝土制備工藝高性能砼原材料的要求高性能混凝土自身存在的問題高性能混凝土的發(fā)展前景,六、輕混凝土——降低砼自重，兼有保溫，隔熱之功用輕骨料混凝土大孔混凝土多孔混凝土,,七、防水砼1．普通砼的防水抗?jié)B要求：滿足一定的密實度，①W/C，②灰砂比2．外加劑防水砼①減水劑防水砼②引氣劑防水砼③膨脹劑防水砼④防水劑

43、防水砼——如FeCl3，與Ca(OH)2 發(fā)生反應，生成Fe3(OH)3膠體，堵塞孔隙，增加密度。,3. 防水砼應注意事項：（1）減少、杜絕泌水，因泌水易在砼內(nèi)部形成滲水通路； ①不宜用PS，可適當增加FA；②改善砂石級配（2）減少砼收縮；（3）減少砼水化放熱速度。,八、特細砂混凝土(1)配制特細砂混凝土用砂要求：細度模數(shù)、含泥量、泥塊含量(2)特細砂混凝土的主要技術性質(zhì)：干縮率較大，應特別注意早期養(yǎng)護,(3)特細

44、砂混凝土配制特點1)低砂率2)低流動性：細粒多；易泌水(4)特細砂混凝土施工：干縮率較大，應特別注意早期養(yǎng)護,九、纖維混凝土纖維混凝土是一種以普通混凝土為基材，外摻各種短切纖維材料而制成的纖維增強混凝土。目的是為了有效地降低混凝土的脆性，提高混凝土的抗拉、抗裂、抗彎、抗沖擊等性能。用于路面、橋梁、飛機跑道、管道、屋面板、墻板等。,低彈性模量纖維：尼龍纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維(杜拉纖維)等高彈性模量纖維：鋼纖維、碳纖維、玻

45、璃纖維等。,十、道路混凝土(1)水泥：通常采用普通水泥。不用粉煤灰水泥或粉煤灰摻合料。(2)細骨料(3)粗骨料(4)外加劑：早強劑(5)塌落度一般不超過15cm,十一、 碾壓混凝土(1)碾壓混凝土對原材料的技術要求1)水泥：水化熱低及耐磨性好的水泥2)骨料：3)粉煤灰：作為摻合料用于碾壓混凝土 4)外加劑：緩凝引氣型(2)配合比設計：擊實試驗；用維勃綢度儀測定其工作性,十二、 智能混凝土（機敏混凝土）具有應力狀態(tài)

46、自診斷功能的壓敏混凝土；具有溫度分布自診斷和自調(diào)節(jié)功能的溫敏混凝土；具有結構應力狀態(tài)和裂縫、損傷自診斷功能、結構變形自監(jiān)測、自適應功能和仿生自愈合功能的機敏混凝土等。我校工程院院士黃尚廉教授等，早于1992年開始就廣泛研究了各種機敏材料及結構。,十三、活性粉末砼(Reactive Powder Concrete——RPC）,200MPa級800MPa級,技術途徑：,①為提高砼均質(zhì)性及消除內(nèi)應力，不用粗集料（細石英砂、水泥、磨細

47、石英粉、SF、SP、鋼纖維）②粉末粒徑級配最佳化③熱壓成型④熱養(yǎng)護⑤加入微纖維（鋼）,十四、 裝飾混凝土——表面光滑，色彩均勻一致一次成型后不用另作裝飾,技術要點：①原材料——水泥、砂、石同批量；②模板的強度和剛度，保證表面平整、光潔、不漏漿；③分層澆注；④澆注即覆蓋養(yǎng)護還允許表面出現(xiàn)裂紋,十五 聚合物混凝土（1）聚合物水泥混凝土（2）聚合物膠結混凝土（3）聚合物浸漬混凝土,十六、防輻射混凝土十七、堿礦渣混凝

48、土十八、鋼管混凝土十九、無宏觀缺陷水泥（Micro-Defect–free Cement——MDF）二十、超細均布顆粒致密體系（Densified Systems Containing Homogeneously Arranged Ultrafine Particles——DSP）,二十一、硅酸鹽混凝土1. 原材料2. 生產(chǎn)工藝3. 應用二十二、砂漿（無粗集料混凝土）,規(guī)范更新,《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》(GB

49、50204-92)《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002),,思考題(1)普通混凝土的基本組成材料有哪些?各自在混凝土中起什么作用?,(2)配制混凝土選擇石子最大粒徑應從哪幾方面考慮?,(3)簡述減水劑的作用機理。,(4)混凝土和易性包括哪些內(nèi)容?如何判斷混凝土和易性?,(5)影響混凝土和易性的主要因素有哪些?,(6)混凝土強度和混凝土強度等級是一回事嗎?為什么?,(7)影響混凝土強度的主要因素有哪些?,(

50、8)為什么要控制混凝土的最大水灰比和最少水泥用量?,(9)甲、乙施工隊用同樣材料和同一配合比生產(chǎn)C20混凝土。甲隊生產(chǎn)混凝土的平均強度為24MPa，標準差為2.4MPa，乙隊生產(chǎn)混凝土的平均強度為26MPa，標準差為3.6MPa。①試繪制各施工隊的混凝土強度分布曲線示意圖。并對比施工質(zhì)量狀況。②哪個施工隊的強度保證率大?,(10)輕骨料怎樣分類?輕骨料混凝土怎樣分類?,(11)配制輕骨料混凝土為什么要加大用水量?與普通混凝土相比輕骨

51、料混凝土施工要注意什么？,(13)稱取砂樣500g，經(jīng)篩分析試驗稱得各號篩的篩余量如表：,(14)已知甲、乙兩種砂的累計篩余百分率如表：,(15)現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯，混凝土C20，樓梯截面最小尺寸150mm；鋼筋間最小凈距29mm，提供普通水泥42.5和礦渣水泥52.5R，備有粒級為5-20mm卵石。,(16)甲、乙、丙工程的混凝土變異系數(shù)分別為10％、15％、20％，平均強度為23MPa，設計強度等級C20，求各工程混凝土的標準差

52、和強度保證率。,(17)混凝土C20的配合比為1∶2.2∶4.4∶0.58(水泥∶砂∶石子∶水)，已知砂、石含水率分別為：3％、1％。計算1袋水泥(50kg)拌制混凝土的加水量。,(18)混凝土表觀密度為2400kg／m3，水泥用量300kg／m3，水灰比0.60，砂率35％，計算混凝混凝土土質(zhì)量配合比。,附錄,,,篩分法,用一套孔徑(方孔)為4.75、2.36、1.18、0.60、0.30及0.15mm的標準篩篩分。,,砂的累計篩余與

53、分計篩余的關系,,砂級配區(qū)的規(guī)定,,,,砂的細度模數(shù),,堿骨料反應,堿骨料反應是指當水泥中含堿量(K2O，Na2O)較高，又使用了活性骨料(主要指活性SiO2)，水泥中的堿類便可能與骨料中的活性二氧化硅發(fā)生反應，在骨料表面生成復雜的堿一硅酸凝膠。這種凝膠體吸水時，體積會膨脹，從而改變了骨料與水泥漿原來的界面，所生成的凝膠是無限膨脹性的，會把水泥石脹裂。引起堿骨料反應的必要條件是：①水泥超過安全含堿量(以Na2O計，為水泥質(zhì)量的0.6％

54、)；②使用了活性骨料；③水。,,粗骨料的巖石立方體強度,50mm×50mm×50mm的立方體(或直徑與高均為50mm的圓柱體)試件，在水飽和狀態(tài)下，測其極限抗壓強度。巖石的極限抗壓強度應不小于混凝土強度的1.5倍。同時，火成巖試件的強度不宜低于80MPa，變質(zhì)巖不宜低于60MPa，水成巖不宜低于30MPa。,,,粗骨料的壓碎指標,將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下10—20mm的石子裝入一標準圓筒內(nèi)，在壓力機上經(jīng)160—300s內(nèi)

55、均勻地加荷到200kN；卸荷后稱出試樣質(zhì)量G0，然后用孔徑為2.5mm的篩篩除被壓碎的碎粒，稱取試樣的篩余量G1，則壓碎指標值按下式計算：,,粗骨料的堅固性,用硫酸鹽浸泡法來檢驗，試樣經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失應不超過規(guī)定。,,（1）最大粒徑（最大粒徑的選擇要考慮①鋼筋間隙；②結構尺寸；③攪拌；④流動性；⑤強度等因素）。①粒徑大的好處（流動性好，水泥用量，對強度不利，粒徑大，則水泥用量可較少）②粒徑小的好處（強度，施工時的配筋等）但

56、凡事應辯證的看，粒徑越大，雖對強度不利，但它又對需水量有減少的有利的一面，從而也對強度有利。,粗骨料的最大粒徑,條件允許時應盡可能把石子選得大一些。 從結構的角度規(guī)定，混凝土用粗骨料最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1／4；同時不得超過鋼筋間最小凈距的3／4。對混凝土實心板，骨料的最大粒徑不宜超過板厚的1／2，且不得超過50mm。從泵送的角度，粗集料最大粒徑與輸送管徑之比為：泵送高度在50m以下時，對碎石不宜大于1∶3，對卵石不宜大

57、于1∶2.5；泵送高度在50～100m時，宜為1∶3～1∶4；泵送高度在100m以上時，宜為1∶4～1∶5。目前所有工地常用5～20mm的碎石。,,混凝土拌合物的和易性的概念,和易性，又稱工作度，是指混凝土拌合物易于施工操作(拌和、運輸、澆灌、搗實)并能獲得質(zhì)量均勻，成型密實的性能。和易性是一項綜合的技術性質(zhì)，包括有流動性、粘聚性和保水性等三方面的含義。,,混凝土拌合物的流動性,流動性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下，

58、能產(chǎn)生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。,,混凝土拌合物的粘聚性,粘聚性是指混凝土拌合物具有一定的粘聚力，在施工、運輸及澆筑過程中，不致出現(xiàn)分層離析，使混凝土保持整體均勻的性能。離析,,混凝土拌合物的保水性,保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力，在施工過程中不致產(chǎn)生嚴重的泌水現(xiàn)象。泌水,,,,維勃稠度試驗,,,回去,混凝土用水量選用表,,砂率,砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。,,影響砂率的因素,影響砂率的因素：

59、①石子級配與最大粒徑↑，②砂的細度模數(shù)Mx↓，Sp↓③W/ C↓，Sp↓，④外加劑；可適當降低Sp,,,,,,混凝土砂率選用表,,本表適用于坍落度10—60mm的混凝土。坍落度若大于60mm或小于10mm，應相應增加或減少砂率。,砂率的計算公式,式中：ρs0——砂子堆積密度，kg／m3； ρg0——石子堆積密度，kg／m3； P空——空隙率； α——砂子富余系數(shù)(1.1-1.4)。

60、,,,混凝土標準立方體抗壓強度(standard cube compressive strength),以邊長為150mm的立方體試件為標準試件，標準養(yǎng)護28d，測定其抗壓強度來確定。邊長為100mm的立方體試件，應乘以強度換算系數(shù)0.95邊長為200mm的立方體試件，應乘以強度換算系數(shù)1.05。,,混凝土立方體抗壓強度標準值,混凝土立方體抗壓強度標準值是指具有95％強度保證率的標準立方體抗壓強度值，也就是指在混凝土立方體抗壓強度

61、測定值的總體分布中，低于該值的百分率不超過5％。,,,,混凝土強度等級(strength grading),混凝土強度等級是根據(jù)混凝土立方體抗壓強度標準值(MPa)來確定，用符號C表示，劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C70、C80等。,,軸心(棱柱體)抗壓強度,150mm×l50mm×300mm的棱柱體作為軸心抗壓強度的標準試件。采用100

62、mm×100mm×300mm棱柱體試件，最后計算強度值時，乘以相應的尺寸換算系數(shù)(0.95)。棱柱體試件抗壓強度與立方體試件抗壓強度之比為0.7-0.8。一般取0.76。(原因),,混凝土單軸受壓時的變形,,,混凝土受力破壞的過程，實際是混凝土裂縫的發(fā)生及發(fā)展的過程，也是混凝土內(nèi)部結構從連續(xù)到不連續(xù)的演變過程。,,保羅米公式,fcu28=Afce(C／W-B)式中fcu28——混凝土28d齡期立方體抗壓強度，MP

63、a； fce——水泥實際強度，MPa，可通過試驗測定，也可根據(jù)《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGJ55-2000)規(guī)定取富余系數(shù)Kc=1.13，按fce=1.13× 計算； ——水泥強度等級，MPa； 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——經(jīng)驗系數(shù)，與骨料品種、水泥品種和施工方法有關，當原材料與工藝措施相同

64、時，A、B可視為常數(shù)值。碎石：A=0.46，B=0.07；卵石：A=0.48，B=0.33。當材料的品種和質(zhì)量不同時，應盡可能結合工程實際通過試驗求得數(shù)據(jù)。,,,,骨料對強度的影響,骨料強度高，混凝土強度高骨料與水泥石的粘結強度高，混凝土強度高。在相同水泥強度等級及相同水灰比的條件下，碎石混凝土的強度較卵石混凝土高。 骨料粒徑越大，對強度反而不利；,,,,養(yǎng)護工藝,a. 標準養(yǎng)護：溫度為℃，相對濕度為90%以上；b.&#

65、160;水中養(yǎng)護：試件全浸在水中，水溫為20℃，試件與周圍介質(zhì)可以實現(xiàn)水分自由交換。c. 絕濕養(yǎng)護：溫度20 ℃，試件與周圍介質(zhì)無水分自由交換。d. 自然養(yǎng)護：周圍介質(zhì)為空氣，溫度自由變化，表面保濕。蒸汽養(yǎng)護： 蒸壓：溫度大于100 ℃，壓力大于1 個大氣壓的水蒸氣 蒸養(yǎng)：溫度等于100 ℃，壓力等于1 個大氣壓的水蒸氣,,,,養(yǎng)護溫度和齡期對混凝土強度的影響,,,,,,,環(huán)箍效應,試件受壓面與試驗機承

66、壓板(鋼板)之間存在著摩擦力，當試件受壓時，承壓板的橫向應變小于混凝土試件的橫向應變，因而承壓板對試件的橫向膨脹起約束作用。這種約束作用通常稱為“環(huán)箍效應”。,,,,尖劈效應,在持續(xù)加載下，混凝土中裂縫的擴展對水的存在反應敏感（尖劈效應）。干燥的混凝土試件要經(jīng)歷更長時間才斷裂破壞（荷載更大）；而水飽和混凝土試件裂縫擴展更迅速，于是在較低的荷載下便斷裂破壞了。這可能是飽水的混凝土在裂縫擴展時，有應力腐蝕作用存在（因有害液體或氣體的侵入使材

67、料結構受到削弱，而使材料在較低應力下斷裂叫應力腐蝕）。,,軸心抗拉強度,用“∞”字形試件或棱柱體試件直接測定。試件夾頭附近的局部破壞很難避免，而且外力作用線與試件軸心方向不易一致，試驗難度較大，試驗結果不準確。,,劈裂抗拉強度,,,水灰比理論,,公式中，A、B值大小與集料種類有關。,孔隙率理論,,,,,r,膠空比理論,所謂膠空比，就是水泥水化產(chǎn)物對水泥水化產(chǎn)物與毛細管體積之和的比值。,X——膠空比C——水泥重量Vc——水泥比容；

68、Vc =1/?cW0——水的體積?——水化程度2.06——水泥完全水化后，1體積水泥生成2.06體積的水化產(chǎn)物。,若V=0.319，可以計算出：,n:常數(shù)，其值約 為2.5~3.0之間；A：水化產(chǎn)物固 有強度,強度可以由以下經(jīng)驗公式得到：,X越大，強度越高；硅酸鹽水泥礦物組分變化，特別是C3A，雖然X不變化，但強度仍然下降；膠空比理論只是水灰比理論的不同表達；膠空比與水膠比理論的不足。,,脆性斷裂理論,,化學收