建筑材料-混凝土-課件-171頁

1、建筑材料 混凝土CONCRETE,,,混凝土是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石材。土木建筑工程對混凝土質(zhì)量的基本要求是：具有符合設(shè)計要求的強(qiáng)度；具有與施工條件相適應(yīng)的和易性；具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。材料組成經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)制作節(jié)約能源。,,第一節(jié) 普通混凝土的組成材料普通混凝土（簡稱為混凝土）是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中，砂、石起骨架

2、作用，稱為骨料；水泥與水形成水泥漿，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，賦予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥漿硬化后，則將骨料膠結(jié)為一個堅實的整體。,,,,1. 水泥水泥是混凝土中最重要的組分。水泥品種的選擇，應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土工程性質(zhì)與特點(diǎn)，工程的環(huán)境條件及施工條件，結(jié)合各種水泥特性進(jìn)行合理的選擇。 水泥強(qiáng)度等級的選擇應(yīng)當(dāng)與混凝土的設(shè)計強(qiáng)度等級相適應(yīng)。經(jīng)驗證明，配制C30以下的混凝土，水泥強(qiáng)度等級為混凝土強(qiáng)度

3、等級的1.1～1.8倍，配制Ｃ40以上的混凝土，水泥強(qiáng)度等級為混凝土強(qiáng)度等級的1.0～1.5倍，同時宜摻入高效減水劑。,,2. 細(xì)骨料由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積形成的、粒徑小于4.75ｍｍ的巖石顆粒（砂）稱為細(xì)骨料?；炷劣蒙暗馁|(zhì)量技術(shù)要求分述如下。2.1砂的粗細(xì)程度與顆粒級配砂的粗細(xì)程度，是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的總體的粗細(xì)程度，通常有粗砂、中砂與細(xì)砂之分。在相同用量條件下，細(xì)砂的總表面積較大，而粗砂的總表面積較

4、小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥漿包裹，砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。因此，一般說用粗砂拌制混凝土比用細(xì)砂所需的水泥漿為省。,,砂的顆粒級配，即表示砂中大小顆粒的搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充，為達(dá)到節(jié)約水泥和提高強(qiáng)度的目的，就應(yīng)盡量減小砂粒之間的空隙。要減小砂粒間的空隙，就必須有大小不同的顆粒搭配。,,因此，在拌制混凝土?xí)r，砂的顆粒級配和粗細(xì)程度應(yīng)同時考慮。當(dāng)砂中含有較多的粗粒徑砂，并以

5、適當(dāng)?shù)闹辛缴凹吧倭考?xì)粒徑砂填充其空隙，則可達(dá)到空隙及總表面積均較小，這樣的砂比較理想，不僅水泥漿用量較少，而且還可提高混凝土的密實度與強(qiáng)度。,,砂的顆粒級配和粗細(xì)程度，常用篩分析的方法進(jìn)行測定。用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)。篩分析的方法，是用一套孔徑（凈尺寸）為9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15㎜的標(biāo)準(zhǔn)篩，將500g的干砂試樣由粗到細(xì)依次過篩，然后稱得各篩余留在各個篩上的砂的重量，

6、并計算出各篩上的分計篩余百分率ai及累計篩余百分率Ａi（各個篩和比該篩粗的所有分計篩余百分率之和）。,,細(xì)度模數(shù)的計算公式為：式中ai-----分計篩余百分率，即該號篩的篩余量除以試樣總量；Ａi---累計篩余百分率，即該號篩與大于該號各篩分計篩余百分率之和。,,細(xì)度模數(shù)（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，砂的細(xì)度模數(shù)范圍一般為3.7～0.7，其中Ｍx在3.7 ～ 3.１為粗砂，Ｍx在３.0～2.3為中砂，Ｍx在2.2～1.6為細(xì)

7、砂，Ｍx在1.5～0.7為特細(xì)砂。普通混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)一般.在2.2 ～ 3.2之間較為適宜。國家規(guī)范將細(xì)度模數(shù)為3.7 ～ 1.6的普通混凝土用砂，以0.60㎜篩孔的累計篩余量分成三個級配區(qū)，如表4-1所示及圖4-1所示。普通混凝土用砂的篩分曲線必須包容在三個級配曲線區(qū)域中的任一個區(qū)域以內(nèi)。,,,,圖4-1砂的1、2、3級配區(qū)曲線,,例4-６．某干砂500g的篩分結(jié)果如下表所列。試計算該砂的細(xì)度模數(shù)并評定其級配,,,,,,砂按

8、技術(shù)要求分為三類：I類宜用于強(qiáng)度等級>C60的混凝土II類宜用于強(qiáng)度等級C30~C60的混凝土及有抗凍抗?jié)B或其他要求的混凝土；III類宜用于強(qiáng)度等級<C30的混凝土和建筑砂漿,,2.2砂中有害雜質(zhì)的含量為保證混凝土的質(zhì)量，砂中有害雜質(zhì)的含量，應(yīng)符合國家技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。見表4-2。,,砂中不應(yīng)含有活性氧化硅，因為砂中含有的活性氧化硅，能與水泥中的堿分（Ｋ2Ｏ及Ｎａ2Ｏ）起作用，產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，使混凝土發(fā)生膨脹開裂。

9、,,3. 粗骨料粒徑大于4.75ｍｍ的骨料為粗骨料（卵石和碎石）。對用于配制普通混凝土的卵石和碎石有以下技術(shù)要求：3.1最大粒徑、顆粒級配 （1）石子最大粒徑（Dmax） 石子各粒級的公稱上限粒徑稱為這種石子的最大粒徑。石子的最大粒徑增大，則相同質(zhì)量石子的總表面積減小，混凝土中包裹石子所需水泥漿體積減少，即混凝土用水量和水泥用量都可減少。在一定的范圍內(nèi)，石子最大粒徑增大，可因用水量的減少提高混凝土的強(qiáng)度。,,然而石子最大粒徑（

10、Dmax）過大時，則由于骨料與水泥砂漿粘結(jié)面積下降等原因造成混凝土的強(qiáng)度下降。同時，最大粒徑的選用，要受結(jié)構(gòu)上諸因素和施工條件等方面的限制。根據(jù)我國鋼筋混凝土施工規(guī)范規(guī)定：混凝土用粗骨料的最大粒徑不得大于結(jié)構(gòu)物最小斷面的短邊長度的１／４；不得大于鋼筋最小凈距的 ３／４。另外還受攪拌機(jī)以及輸送管道等條件的限制。,,（2）顆粒級配粗骨料的級配原理和要求與細(xì)骨料基本相同。級配試驗采用篩分法測定，即用2.36、4.75、9.5、16.0、19

11、.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90ｍｍ等十二種孔徑的圓孔篩進(jìn)行篩分。 石子的顆粒級配可分為連續(xù)級配和間斷級配。連續(xù)級配是石子粒級呈連續(xù)性，即顆粒由小到大，每級石子占一定比例。用連續(xù)級配的骨料配制的混凝土混合料，和易性較好，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。連續(xù)級配是工程上最常用的級配。,,間斷級配也稱單粒級級配。間斷級配是人為地剔除骨料中某些粒級顆粒，從而使骨料級配不連續(xù)，大骨料空隙由小幾倍的小粒徑顆粒填充，

12、以降低石子的空隙率。由間斷級配制成的混凝土，可以節(jié)約水泥。由于其顆粒粒徑相差較大，混凝土混合物容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，導(dǎo)致施工困難。石子顆粒級配范圍應(yīng)符合規(guī)范要求。碎石、卵石的顆粒級配規(guī)格見表4-3 (P84表 4-6)。,,,,3.2 粗骨料的強(qiáng)度及堅固性（1）粗骨料的強(qiáng)度粗骨料的強(qiáng)度采用巖石立方體強(qiáng)度或粒狀石子的壓碎指標(biāo)來表示。巖石立方強(qiáng)度試驗，是用母巖制成5×5×5㎝ 立方體，或直徑與高度均為5㎝的圓柱體試

13、樣，浸泡水中４８ｈ，待吸水飽和后進(jìn)行抗壓試驗。石子抗壓強(qiáng)度與設(shè)計要求的混凝土強(qiáng)度等級之比，不應(yīng)低于1.5。,,壓碎指標(biāo)是將一定重量氣干狀態(tài)下10～20ｍｍ的石子裝入一定規(guī)格的金屬圓桶內(nèi)，在試驗機(jī)上施加荷載到 200ｋＮ，卸荷后稱取試樣質(zhì)量（ｍ0），再用孔徑為2.36ｍｍ的篩子篩除被壓碎的細(xì)粒，稱取試樣的篩余量（m1），用下式計算壓碎指標(biāo)：式中δa---------壓碎指標(biāo)值，%；ｍ0--------試樣質(zhì)量，g

14、；m1--------壓碎試驗后試樣的篩余量，g。壓碎指標(biāo)值越小，骨料的強(qiáng)度越高。,,（2）骨料的堅固性骨料的堅固性是指在氣候、外力和其他物理力學(xué)因素作用（如凍融循環(huán)作用）下骨料抗碎裂的能力。堅固性試驗是用硫酸鈉溶液法檢驗，試樣經(jīng)五次干濕循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過規(guī)范的規(guī)定。,,3.3有害雜質(zhì)粗骨料中的有害雜質(zhì)主要有：粘土、淤泥及細(xì)屑；硫酸鹽及硫化物；有機(jī)物質(zhì)；蛋白石及其他含有活性氧化硅的巖石顆粒等。它們的危害作用與在細(xì)骨料

15、中相同。各種有害雜質(zhì)的含量都不應(yīng)超出規(guī)范的規(guī)定。粗骨料中的針狀（顆粒長軸長度大于平均粒徑的２～４倍）和片狀（厚度小于平均粒徑的0.4倍）顆粒，不僅影響混凝土的和易性，而且會使混凝土的強(qiáng)度降低。骨料中針狀顆粒含量，應(yīng)符合規(guī)范中的規(guī)定。,,水泥混凝土用粗骨料中有害雜質(zhì)的含量，應(yīng)符合GB/T14685-2001的規(guī)定，見表4-4,,3.4 骨料的飽和面干吸水率骨料的幾種含水狀態(tài)如圖４－2所示。,圖4－2骨料的含水狀態(tài) （ａ）全干

16、狀態(tài)，（ ｂ）氣干狀態(tài)；（c）飽和面干狀態(tài)（ｄ）濕潤狀態(tài),,骨料的含水狀況除不含水分的絕干狀態(tài)以外，還有含與大氣濕度平衡的水分時的氣干狀態(tài)；顆粒表面干燥，而顆粒內(nèi)部的孔隙含水飽和的飽和面干狀態(tài)；顆粒表面吸附了水的潤濕狀態(tài)。骨料在飽和面干狀態(tài)時的含水率，稱為飽和面干吸水率。當(dāng)拌制混凝土?xí)r，由于骨料含水量的不同，將影響混凝土的用水量和骨料用量。計算混凝土中各項材料的配合比時，一般以干燥骨料為基準(zhǔn)，而一些大型水利工程常以飽和面干的骨料為準(zhǔn)。

17、,,砂石骨料的這一特性，在設(shè)計和稱料拌合混凝土中應(yīng)加以注意，并作相應(yīng)調(diào)整。如配合比設(shè)計是以干骨料作基準(zhǔn)的，確定用水量時應(yīng)考慮補(bǔ)充干骨料的吸水；當(dāng)骨料是潤濕態(tài)時，確定用水量時又應(yīng)考慮扣除骨料的表面水。,,4.混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水 在拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土用的水中，不得含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)，如油脂、糖類等。凡是能飲用的自來水和清潔的天然水，都能用來拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土。污水、PH值小于４的酸性水、含硫酸鹽（按ＳＯ3計）超過水重

18、１％的水均不得使用，在對水質(zhì)有疑問時可將該水與潔凈水分別制成混凝土試塊，然后進(jìn)行強(qiáng)度對比試驗，如果用該水制成的試塊強(qiáng)度不低于潔凈水制成的試塊強(qiáng)度，就可用此水來拌制混凝土。海水中含有硫酸鹽、鎂鹽和氯化物，對水泥石有侵蝕作用，對鋼筋也會造成銹蝕，因此一般不得用海水拌制混凝土。,,第二節(jié). 普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì) 混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量；混凝土拌合物凝結(jié)

19、硬化以后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計荷載；并應(yīng)具有必要的耐久性。,,1.混凝土拌合物的和易性1.1. 和易性的概念 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運(yùn)輸、澆灌、搗實）并能獲致質(zhì)量均勻、成型密實的性能。和易性是一項綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動性、粘聚性和保水性等三方面的含義。 流動性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。流動性的大小取決于混凝

20、土拌合物中用水量或水泥漿含量的多少。,,粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析的性能。粘聚性的大小主要取決于細(xì)骨料的用量以及水泥漿的稠度等。 保水性是指混凝土拌合物在施工過程中，具有一定的保水能力，不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水的性能。保水性差的混凝土拌合物，由于水分分泌出來會形成容易透水的孔隙，從而降低混凝土的密實性。,,1.2. 和易性測定及評價指標(biāo)目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物和易性的

21、測定方法。在工地和試驗室，通常是測定拌合物的流動性，并輔以直觀經(jīng)驗評定粘聚性和保水性。（１）坍落筒法 將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入標(biāo)準(zhǔn)圓錐筒中，逐層插搗并裝滿刮平后，垂直提起圓錐筒，混凝土拌合物由于自重將會向下坍落。量測坍落的高度（以毫米計），即為坍落度。坍落度越大，則混凝土拌合物的流動性越大。,,,,在做坍落度試驗的同時，應(yīng)觀察混凝土拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情況，以更全面地評定混凝土拌合物的和易性。坍落度法適用于骨料最

22、大粒徑不大于40㎜，坍落度值不小于10㎜的混凝土拌合物。根據(jù)坍落度的不同，可將混凝土拌合物分為：大流動性混凝土（坍落度大于160ｍｍ）；流動性混凝土（坍落度為100～150ｍｍ）；塑性混凝土（坍落度為50～90ｍｍ）及低塑性混凝土（坍落度為10～40ｍｍ）。坍落度值小于10ｍｍ的拌合物為干硬性混凝土。,,（２）維勃稠度法（ＶＢ法）對干硬性的混凝土拌合物通常采用維勃稠度儀測定其稠度。維勃稠度測試方法是：在維勃稠度儀上的坍落度

23、筒中按規(guī)定方法裝滿拌合物，垂直提起坍落度筒，在拌合物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動臺，同時用秒表計時，在透明圓盤的底面完全為水泥漿所布滿的瞬間，停止秒表，關(guān)閉振動臺。此時可認(rèn)為混凝土混合物已密實。讀出秒表的秒數(shù)，稱為維勃稠度。該法適用于粗骨料最大粒徑不超過40ｍｍ，維勃稠度在５～30ｓ之間的混凝土拌合物的稠度測定。,,1.3 和易性的選擇混凝土拌合物的坍落度，主要依據(jù)構(gòu)件截面大小，鋼筋疏密和搗實方法來確定。當(dāng)截面尺寸較小或鋼筋較密，或

24、采用人工插搗時，坍落度可選擇大些。反之，如構(gòu)件截面尺寸較大，鋼筋較疏，或采用振動器振搗時，坍落度可選擇小些。表４－5（p102表４－19)列出《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-1992）關(guān)于坍落度選擇的規(guī)定。,,注：①本表系采用機(jī)械振搗混凝土?xí)r的坍落度，采用人工搗實其值可適當(dāng)增大； ②需配制泵送混凝土?xí)r，應(yīng)摻外加劑，坍落度宜為120～180㎜。,,1.4影響和易性的因素（１）水泥漿的數(shù)量在混凝土拌合物中，水泥

25、漿包裹骨料表面，填充骨料空隙，使骨料潤滑，提高混合料的流動性；在水灰比不變的情況下，單位體積混合物內(nèi)，隨水泥漿的增多，混合物的流動性增大。若水泥漿過多，超過骨料表面的包裹限度，就會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，這既浪費(fèi)水泥又降低混凝土的性能；如水泥漿過少，達(dá)不到包裹骨料表面和填充空隙的目的，使粘聚性變差，流動性低，不僅產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象，還會使混凝土的強(qiáng)度和耐久性降低。混合物中水泥漿的數(shù)量以滿足流動性要求為宜。,,（２）水泥漿的稠度 水泥漿的稀稠，

26、取決于水灰比的大小。水灰比小，水泥漿稠，拌合物流動性就小，混凝土拌合物難以保證密實成型。若水灰比過大，又會造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象。 水泥漿的數(shù)量和稠度取決于用水量和水灰比。實際上用水量是影響混凝土流動性最大的因素。當(dāng)用水量一定時，水泥用量適當(dāng)變化（增減50～100㎏／ｍ3 ）時，基本上不影響混凝土拌合物的流動性，即流動性基本上保持不變。由此可知，在用水量相同的情況下，采用不同的水灰比可配制

27、出流動性相同而強(qiáng)度不同的混凝土。,,塑性混凝土用水量可根據(jù)骨料的品種與規(guī)格及要求的流動性，參考表4－6(p104表4－21)選?。ㄋ冶龋?.40 ～ 0.80）。,注：①本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細(xì)砂時，每立方米混凝土用水量可增加5 ～ 10㎏，采用粗砂則可減少5～10㎏。 ②摻用各種外加劑或摻合料時，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。,,(3) 砂率砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石總用量的百分率。ｍg0——每立

28、方米混凝土的粗骨料用量（kg）；ｍs0——每立方米混凝土的細(xì)骨料用量（kg）；βs——砂率（％）； P_______粗骨料的空隙率（％） ρ0s , ρ0g _______砂、石堆積密度（kg/m3),,在混合料中，砂是用來填充石子的空隙。在水泥漿一定的條件下，若砂率過大，則骨料的總表面積及空隙率增大，混凝土混合物就顯得干稠，流動性小。如要保持一定的流動性，則要多加水泥漿，耗費(fèi)水泥。若砂率過小，砂漿量不足，不能在粗骨

29、料的周圍形成足夠的砂漿層起潤滑和填充作用，也會降低混合物的流動性，同時會使粘聚性、保水性變差，使混凝土混合物顯得粗澀，粗骨料離析，水泥漿流失，甚至出現(xiàn)潰散現(xiàn)象。因此，砂率既不能過大，也不能過小，應(yīng)通過試驗找出最佳（合理）砂率。也可參照表4-7(p105表4-22)選用。,,注：①本表數(shù)值系中砂的選用砂率，對細(xì)砂或粗砂，可相應(yīng)地減少或增大砂率；②只用一個單粒級粗骨料配制混凝土?xí)r，砂率應(yīng)適當(dāng)增大；③對薄壁構(gòu)件，砂率取偏大值。,,４）其他

30、影響因素水泥品種，骨料種類，粒形和級配以及外加劑等，都對混凝土拌合物的和易性有一定影響。水泥的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)度用水量大，則拌合物的流動性小。骨料的顆粒較大，形狀圓整，表面光滑及級配較好時，則拌合物的流動性較大。此外，在混凝土拌合物中加入外加劑時（如減水劑），能顯著地改善和易性?；炷涟韬衔锏暮鸵仔赃€與時間，溫度有關(guān)。拌合物拌制后，隨時間延長，流動性減??；溫度越高，水分丟失越快，坍落度損失越大。,,2.2 混凝土的強(qiáng)度2.2.1混凝土的強(qiáng)度

31、與強(qiáng)度等級（１）抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)度等級值①立方體抗壓強(qiáng)度（fcu）按照標(biāo)準(zhǔn)的制作方法制成邊長為150ｍｍ的正立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度２０士2°Ｃ，相對濕度95％以上）下，養(yǎng)護(hù)至28ｄ齡期，按照標(biāo)準(zhǔn)的測定方法測定其抗壓強(qiáng)度值，稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度”（以fcu表示, 以Ｎ／ｍｍ2即 ＭＰa）,,測定混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按粗骨料最大粒徑的尺寸而選用不同的試件尺寸。但在計算其抗壓強(qiáng)度時，應(yīng)乘以換算系數(shù)，以

32、得到相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗結(jié)果。（對于邊長為 100ｍｍ的立方體試件，換算系數(shù)為0.95；邊長為200ｍｍ的立方體試件，換算系數(shù)為1.05）。,,②立方體試件抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu，k） 立方體抗壓強(qiáng)度（fcu）只是一組混凝土試件抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值，并未涉及數(shù)理統(tǒng)計和保證率的概念。而立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,,k）是按數(shù)理統(tǒng)計方法確定，具有不低于９５％保證率的立方體抗壓強(qiáng)度。,,③強(qiáng)度等級混凝土的“強(qiáng)度等級”是根據(jù)“立方

33、體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值”來確定的。我國現(xiàn)行規(guī)范（GB/T50081——2002）規(guī)定，普通混凝土按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為：Ｃ10、Ｃ15、C20、C25、C30、C40、C45、C50、C55等強(qiáng)度等級。,,(2)軸心抗壓強(qiáng)度（fcp）為了使測得的混凝土強(qiáng)度接近于混凝土結(jié)構(gòu)的實際情況，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算中，計算軸心受壓構(gòu)件（例如柱子、衍架的腹桿等）時，都是采用混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度作為依據(jù)。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（ＧＢ/T50081——2002

34、）規(guī)定，測定軸心抗壓強(qiáng)度采用 １５０× １５０× ３００ｍｍ棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。試驗證明，棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度的比值為0.7～0.8。,,(3)劈裂抗拉強(qiáng)度（fts）我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用標(biāo)準(zhǔn)試件１５０ｍｍ立方體，按規(guī)定的劈裂抗拉試驗裝置測得的強(qiáng)度為劈裂抗拉強(qiáng)度，簡稱劈拉強(qiáng)度fts 混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度應(yīng)按下式計算： 式中fts——混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度，MPa； F——破壞荷載，Ｎ；

35、 Ａ——試件劈裂面面積，mm2。,,(4) 混凝土抗彎強(qiáng)度( fcf ) 道路路面或機(jī)場跑道用混凝土，是以抗彎強(qiáng)度（或稱抗折強(qiáng)度）為主要設(shè)計指標(biāo)。 水泥混凝土的抗彎強(qiáng)度試驗是以標(biāo)準(zhǔn)方法制備成 150mm×150mm×550mm的梁形試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)２８ｄ后，按三分點(diǎn)加荷，測定其抗彎強(qiáng)度（fcf ），按下式計算： 式中f

36、cf——混凝土抗彎強(qiáng)度，ＭＰ； F——破壞荷載，Ｎ； Ｌ——支座間距，mm； ｂ——試件截面寬度，mm； ｈ——試件截面高度，mm； 如為跨中單點(diǎn)加荷得到的抗折強(qiáng)度，按斷裂力學(xué)推導(dǎo)應(yīng)乘以折算系數(shù)0.85。,,2.2.2影響混凝土強(qiáng)度的因素 影響混凝土強(qiáng)度的主要因素有：（1）水泥強(qiáng)度與水灰比 水泥是混凝土中的活性組分，其強(qiáng)度大小直接影響著混凝土

37、強(qiáng)度的高低。在配合比相同的條件下，所用的水泥標(biāo)號越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。當(dāng)用同一品種同一標(biāo)號的水泥時，混凝土的強(qiáng)度主要取決于水灰比。因為水泥水化時所需的結(jié)合水，一般只占水泥重量的２３％左右，但在拌制混凝土混合物時，為了獲得必要的流動性，常需用較多的水（約占水泥重量的４０～７０％）?；炷劣不螅嘤嗟乃终舭l(fā)或殘存在混凝土中，形成毛細(xì)管、氣孔或水泡，它們減少了混凝土的有效斷面，并可能在受力時于氣孔或水泡周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，使混凝土強(qiáng)

38、度下降。,,在保證施工質(zhì)量的條件下，水灰比愈小，混凝土的強(qiáng)度就愈高。但是，如果水灰比太小，拌合物過于干澀，在一定的施工條件下，無法保證澆灌質(zhì)量，混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，也將顯著降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。試驗證明，混凝土強(qiáng)度，隨水灰比增大而降低，呈曲線關(guān)系，而混凝土強(qiáng)度與灰水比呈直線關(guān)系（圖4－3）。,,圖4－3 混凝土強(qiáng)度與水灰比及灰水比的關(guān)系 （ａ）強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系； （ｂ）強(qiáng)度與灰水比的關(guān)系,,水泥石與骨料的粘結(jié)

39、情況與骨料種類和骨料表面性質(zhì)有關(guān)，表面粗糙的碎石比表面光滑的卵石（礫石）的粘結(jié)力大，硅質(zhì)集料與鈣質(zhì)集料也有分別。在其他條件相同的情況下，碎石混凝土的強(qiáng)度比卵石混凝土的強(qiáng)度高。根據(jù)大量試驗建立的混凝土強(qiáng)度公式：,,式中fcu,0——混凝土28天抗壓強(qiáng)度, ＭＰa； fce——水泥的實際強(qiáng)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

40、混凝土中用水量, kg。 αa,αb為回歸系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，其數(shù)值可通過試驗求得?！镀胀ɑ炷僚浜媳仍O(shè)計規(guī)程》（JGJ55—2000）提供的αa 、αb 經(jīng)驗值為： 采用碎石：αa=0.46αb＝0.07 采用卵石：αa=0.48αb =0.33,,（2）養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度 混凝土強(qiáng)度的增長，是水泥的水化、凝結(jié)和硬化的過程，必須在一定的溫度和濕度條件下進(jìn)行。在保證足夠濕度情況下，不同養(yǎng)護(hù)溫度

41、，其結(jié)果也不相同。溫度高，水泥凝結(jié)硬化速度快，早期強(qiáng)度高，所以在混凝土制品廠常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法提高構(gòu)件的早期強(qiáng)度，以提高模板和場地周轉(zhuǎn)率。低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，當(dāng)溫度低至0°Ｃ以下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險。水泥的水化必須在有水的條件下進(jìn)行，因此，混凝土澆筑完畢后，必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?，以保證混凝土不斷地凝結(jié)硬化。,,(3) 齡期 在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度的增長遵循水泥水化歷程規(guī)

42、律，即隨著齡期時間的延長，強(qiáng)度也隨之增長。最初７～１４ｄ內(nèi)，強(qiáng)度增長較快，２８ｄ以后增長較慢。但只要溫濕度適宜，其強(qiáng)度仍隨齡期增長。普通水泥制成的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度的發(fā)展，大致與其齡期的對數(shù)成正比（齡期不小于三天）,式中fn——nd齡期混凝土的抗壓程度, MPa； ｆ28—— 28ｄ齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度, MPa；lgｎ、lg 28——ｎ（ｎ不小于3）和28的常用對數(shù)。,,,,實際工程中

43、利用混凝土的成熟度來估算混凝土強(qiáng)度也是一種有效的方法?；炷恋某墒於仁侵富炷了?jīng)歷的時間和溫度的乘積的總和，單位為h·℃。當(dāng)混凝土的初始溫度在某一范圍內(nèi)，并且在所經(jīng)歷的時間內(nèi)不發(fā)生干燥失水的情況下，混凝土強(qiáng)度和成熟度的對數(shù)成線性關(guān)系。,,（4）施工質(zhì)量施工質(zhì)量的好壞對混凝土強(qiáng)度有非常重要的影響。施工質(zhì)量包括配料準(zhǔn)確，攪拌均勻，振搗密實，養(yǎng)護(hù)適宜等。任何一道工序忽視了規(guī)范管理和操作，都會導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低。 (5) 試驗

44、條件試驗條件對混凝土強(qiáng)度的測定也有直接影響。如試件尺寸，表面的平整度，加荷速度以及溫濕度等，測定時，要嚴(yán)格遵照試驗規(guī)程的要求進(jìn)行，保證試驗的準(zhǔn)確性。,,2.2.3提高混凝土強(qiáng)度的措施（1）選用高強(qiáng)度水泥和低水灰比 水泥是混凝土中的活性組分，在相同的配合比情況下，所用水泥的強(qiáng)度等級越高，混凝土的強(qiáng)度越高。水灰比是影響混凝土程度的重要因素，試驗證明，水灰比增加 １％，則混凝土強(qiáng)度將下降５％，在滿足施工和易性和混凝土耐久性要求條件下，盡

45、可能降低水灰比和提高水泥強(qiáng)度，這對提高混凝土的強(qiáng)度是十分有效的。,,（2）摻用混凝土外加劑在混凝土中摻入減水劑，可減少用水量，提高混凝土強(qiáng)度；摻入早強(qiáng)劑，可提高混凝土的早期強(qiáng)度。在混凝土中摻入礦物外加劑（如磨細(xì)礦渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉等），可以節(jié)約水泥，降低成本；減少環(huán)境污染，改善混凝土諸多性能。,,（3）采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振動成型。采用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗的混合料，可使混凝土混合料的顆粒產(chǎn)生振動，降低水泥漿的粘度和骨料的摩擦力，使

46、混凝土拌合物轉(zhuǎn)入液體狀態(tài)，在滿足施工和易性要求條件下，可減少拌合用水量，降低水灰比。同時，混凝土混合物被振搗后，它的顆?；ハ嗫拷?，并把空氣排出，使混凝土內(nèi)部孔隙大大減少，從而使混凝土的密實度和強(qiáng)度大大提高。,,（4）采用濕熱處理濕熱處理可分為蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)兩類。蒸汽養(yǎng)護(hù)就是將成型后的混凝土制品放在100℃以下的常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。以加快混凝土強(qiáng)度發(fā)展的速度。混凝土經(jīng)16～20ｈ的蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下28ｄ強(qiáng)度的

47、70％～ 80％。蒸壓養(yǎng)護(hù)混凝土在175℃溫度和８個大氣壓的蒸壓釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。主要適用于硅酸鹽混凝土拌合物及其制品。,,2.3.混凝土的變形性能引起混凝土變形的因素很多，歸納起來有兩類：非荷載作用下的變形和荷載作用下的變形2.3.1 混凝土在非荷載作用下的變形（1）化學(xué)收縮 混凝土在硬化過程中，由于水泥水化產(chǎn)物的體積小于反應(yīng)物（水和水泥）的體積，引起混凝土產(chǎn)生收縮，稱為化學(xué)收縮。其收縮量是隨著混凝土齡期的延長而增加，大

48、致與時間的對數(shù)成正比一般在混凝土成型后40ｄ內(nèi)收縮量增加較快，以后逐漸趨向穩(wěn)定?；瘜W(xué)收縮是不可恢復(fù)的，可使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微細(xì)裂縫。,,（2）塑性收縮 混凝土成型后尚未凝結(jié)硬化時屬塑性階段，在此階段往往由于表面失水而產(chǎn)生收縮稱為塑性收縮。新拌混凝土若表面失水速率超過內(nèi)部水向表面遷移的速率時，會造成毛細(xì)管內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，因而使?jié){體中固體粒子間產(chǎn)生一定引力，便產(chǎn)生了收縮，如果引力不均勻作用于混凝土表面，則表面將產(chǎn)生裂紋。 預(yù)防塑

49、性收縮開裂的方法是降低混凝土表面失水速率，采取防風(fēng)、降溫等措施。最有效的方法是凝結(jié)硬化前保持混凝土表面的濕潤，如在表面覆蓋塑料膜、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等。,,（3）干濕變形 混凝土的干濕變形主要取決于周圍環(huán)境濕度的變化，表現(xiàn)為干縮濕脹?；炷猎诟稍锟諝庵写娣艜r，混凝土內(nèi)部吸附水分蒸發(fā)而引起凝膠體失水產(chǎn)生緊縮，以及毛細(xì)管內(nèi)游離水分蒸發(fā)，毛細(xì)管內(nèi)負(fù)壓增大，也使混凝土產(chǎn)生收縮。如干縮后的混凝土再次吸水變濕后，一部分干縮變形是可以恢復(fù)的。

50、 混凝土在水中硬化時，體積不變，甚至有輕微膨脹。這是由于凝膠體中膠體粒子的吸附水膜增厚，膠體粒子間距離增大所致。,,混凝土的濕脹變形量很小，一般無破壞作用。但干縮變形對混凝土危害較大，干縮可能使混凝土表面出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)致開裂，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。 影響混凝土干縮的因素有：水泥品種和細(xì)度、水泥用量和用水量等。火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥比普通硅酸鹽水泥干縮大；水泥越細(xì)，收縮也越大；水泥用量多，水灰比大，收縮也大；混凝土中砂石用量多，收縮

51、小；砂石越干凈，搗固越好，收縮也越小.,,（4）溫度變形 混凝土與其他材料一樣，也具有熱脹冷縮的性質(zhì)，混凝土的熱脹冷縮的變形，稱為溫度變形?；炷翜囟扰蛎浵禂?shù)約為 1×10-5，即溫度升高1℃，每m膨脹0.01ｍｍ。 溫度變形對大體積混凝土極為不利?；炷猎谟不跗?，水泥水化放出較多的熱量，而混凝土是熱的不良導(dǎo)體，散熱很慢，使混凝土內(nèi)部溫度升高，但外部混凝土溫度則隨氣溫下降，致使內(nèi)外溫差達(dá)50～70℃，造成內(nèi)部

52、膨脹及外部收縮，使外部混凝土產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，嚴(yán)重時使混凝土產(chǎn)生裂縫。,,因此，對大體積混凝土工程，應(yīng)設(shè)法降低混凝土的發(fā)熱量，如采用低熱水泥，減少水泥用量，采用人工降溫措施以及對表層混凝土加強(qiáng)保溫保濕等，以減小內(nèi)外溫差，防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。 對縱向長度較大的混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮混凝土溫度變形所產(chǎn)生的危害，每隔一段長度應(yīng)設(shè)置溫度伸縮縫，以及在結(jié)構(gòu)內(nèi)配置溫度鋼筋。,,2.3.2 混凝土在荷載作用下的變形 （1）混凝土的

53、受壓變形與破壞特征硬化后的混凝土在未施加荷載前，由于水泥水化造成的化學(xué)收縮和物理收縮引起的砂漿體積的變化，在粗骨料與砂漿界面上產(chǎn)生了拉應(yīng)力，同時混凝土成型后的泌水聚積于粗骨料的下緣，混凝土硬化后形成為界面裂縫?；炷潦芡饬ψ饔脮r，其內(nèi)部產(chǎn)生了拉應(yīng)力，這種拉應(yīng)力很容易在具有幾何形狀為楔形的微裂縫頂部形成應(yīng)力集中，隨著拉應(yīng)力的逐漸增大，導(dǎo)致微裂縫的進(jìn)一步延伸、匯合、擴(kuò)大，形成可見的裂縫，致使混凝土結(jié)構(gòu)喪失連續(xù)性而遭到完全破壞。,,當(dāng)用混凝

54、土立方體試件進(jìn)行單軸靜力受壓試驗時，混凝土的荷載變形曲線如圖4-4所示，通過顯微觀察所查明的混凝土破壞過程各階段的裂縫狀態(tài)如圖4-5所示。,圖4-4 混凝土的荷載變形曲線,,混凝土的受壓破壞發(fā)展過程及各階段情況如下：Ｉ階段：荷載到達(dá)“比例極限”（約為極限荷載的３０％）以前、界面裂縫無明顯變化，荷載與變形比較接近直線關(guān)系（圖中曲線ＯＡ段）II階段：荷載超過“比例極限”以后，界面裂縫的數(shù)量、長度和寬度都不斷增大，界面借摩阻力繼續(xù)承擔(dān)荷載

55、，但尚無明顯的砂漿裂縫。此時，變形增大的速度超過荷載增大的速度，荷載與變形之間不再為線性關(guān)系（圖中曲線ＡＢ殷）。,,III階段：荷載超過“臨界荷載”（約為極限荷載的７０～９０％）以后，界面裂縫繼續(xù)發(fā)展，開始出現(xiàn)砂漿裂縫，并將鄰近的界面裂縫連接起來成為連續(xù)裂縫。此時，變形增大的速度進(jìn)一步加快，荷載一變形曲線明顯地彎向變形軸方向（圖中曲線ＢＣ段）。IV階段：荷載超過極限荷載以后，連續(xù)裂縫急速發(fā)展，此時，混凝土的承載能力下降，荷載減小而變形

56、迅速增大，以至完全破壞，荷載一變形曲線逐漸下降而最后結(jié)束（圖中曲線ＣＤ段）。,,,,,圖4-5 混凝土不同受力破壞階段的裂縫狀態(tài)示意圖 由此可見，荷載與變形的關(guān)系，是內(nèi)部微裂縫發(fā)展規(guī)律的體現(xiàn)?；炷猎谕饬ψ饔孟碌淖冃魏推茐倪^程，也就是內(nèi)部裂縫的發(fā)生和發(fā)展過程，它是一個從量變發(fā)展到質(zhì)變的過程。,,（２）彈性模量彈性模量是反應(yīng)應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系的物理量，由于混凝土是彈塑性體，隨荷載不同，應(yīng)力與應(yīng)變之間的比值成為一個變量，也就是說混凝土

57、的彈性模量不是定值。按我國GBJ81一85的規(guī)定，混凝上彈性模量的測定，是采用150ｍｍ×150ｍｍ×300mm的棱柱體試件，取其軸心抗壓強(qiáng)度值的40％作為試驗控制應(yīng)力荷載值，經(jīng)4~5次反復(fù)加荷和卸荷后，測得應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即為混凝土的彈性模量。,,影響混凝土彈性模量的因素有： ①混凝土的強(qiáng)度等級越高，彈性模量越高。水泥用量少，水灰比小，粗細(xì)骨料用量較多，彈性模量大。 ②骨料彈性模量大，混凝土彈性

58、模量也大。 ③，早期養(yǎng)護(hù)溫度較低的混凝土具有較大的彈性模量。在相同強(qiáng)度情況下，蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土彈性模量較在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)的混凝土彈性模量小。 ④引氣混凝土彈性模量較普通混凝土低20％～30％。,,（3）徐變 混凝土在恒定荷載長期作用下，隨時間增長而沿受力方向增加的非彈性變形，稱為混凝土的徐變。 一般認(rèn)為，徐變是由于水泥石中凝膠體在外力作用下，粘滯流變和凝膠粒子間的滑移而產(chǎn)生的變形，還與水泥石內(nèi)部吸附水的

59、遷移等有關(guān)。 影響混凝土徐變因素很多，混凝土所受初應(yīng)力越大，在混凝土制成后齡期較短時加荷，水灰比越大，水泥用量越多，都會使混凝土的徐變增大；另外混凝土彈性模量大，會減小徐變，混凝土養(yǎng)護(hù)條件越好，水泥水化越充分，徐變也越小。,,混凝土的徐變會使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力的重新分布。對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的徐變將使鋼筋的預(yù)應(yīng)力受到損失。但有時徐變也對工程有利，如徐變可消除或減小鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中，使應(yīng)力均

60、勻地重新分布。對大體積混凝土，徐變能消除一部分由溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。,,2.4 混凝土的耐久性 混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能的能力稱為混凝土的耐久性。提高混凝土耐久性，對于延長結(jié)構(gòu)壽命，減少修復(fù)工作量，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。,,2.4.1混凝土的抗?jié)B性 混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。 混凝土滲水的原因，是由于內(nèi)部孔隙形成連通的滲水孔道。這些孔道主要來源于水泥漿中多余

61、水分蒸發(fā)而留下的氣孔、水泥漿泌水所產(chǎn)生的毛細(xì)管孔道、內(nèi)部的微裂縫以及施工振搗不密實產(chǎn)生的蜂窩、孔洞，這些都會導(dǎo)致混凝土滲漏水。,,混凝土的抗?jié)B性以抗?jié)B等級來表示?？?jié)B等級是以28ｄ齡期的標(biāo)準(zhǔn)抗?jié)B試件，按規(guī)定方法試驗，以不滲水時所能承受的最大水壓力來表示，劃分為P2、P4、P6、P8、P12 等等級，它們分別表示能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.2 MPa的水壓力而不滲透。 混凝土的抗?jié)B性與水灰比有密切關(guān)系，還與水泥品種、

62、骨料級配、施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件以及是否摻外加劑、摻合料有關(guān)。,,2.4.2混凝土的抗凍性 混凝土的抗凍性是指混凝土在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能。混凝土抗凍性一般以抗凍等級表示?？箖龅燃壥遣捎谬g期28ｄ的試塊在吸水飽和后，承受反復(fù)凍融循環(huán)，以抗壓強(qiáng)度下降不超過25％，而且質(zhì)量損失不超過 ５％時所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定的。ＧＢＪ50164—92將混凝土劃分為以下抗凍等級：Ｆ10、

63、F15、F25、F50、F150、F200、F250、F300等九個等級，分別表示混凝土能夠承受反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)為10、25、25、50、100、150、200、250和300次。,,,,混凝土受凍融作用破壞的原因，是混凝土內(nèi)部的孔隙水在負(fù)溫下結(jié)冰后體積膨脹造成的靜水壓力，因冷凍水蒸汽壓的差別推動未凍水向凍結(jié)區(qū)的遷移造成的滲透壓力，當(dāng)這兩種壓力所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時，混凝土就會產(chǎn)生裂縫，多次凍融使裂縫不斷擴(kuò)展直至破壞。,,影

64、響混凝土抗凍性的因素有：（１）混凝土強(qiáng)度愈高，抵抗凍融破壞的能力越強(qiáng)，抗凍性越好。（２）混凝土密實度、混凝土孔隙構(gòu)造及數(shù)量。密實度越小，開口孔隙愈多，水分愈易滲入，靜水壓力越大，抗凍性越差。（３）混凝土孔隙充水程度。飽水程度愈高，凍結(jié)后產(chǎn)生的凍脹作用就大，抗凍性越差。（４）水灰比。水灰比與孔隙率成正比，水灰比越大，且開口孔隙率大，抗凍性越差。（５）外加劑。在混凝土中摻入引氣劑，可在水泥石中形成無數(shù)細(xì)小、均勻的氣泡，使之成為壓力

65、水進(jìn)出的“水庫”，使靜水壓力和滲透壓力得以釋放，對冰凍破壞起到很好的緩沖作用。適宜的引氣量以４％～６％為宜。,,2.4.3抗侵蝕性抗侵蝕性是指混凝土在含有侵蝕性介質(zhì)環(huán)境中遭受到化學(xué)侵蝕、物理作用不破壞的能力?；炷恋目骨治g性主要取決于水泥的品種、混凝土密實度與孔隙特征等。,,2.4.4 混凝土的碳化混凝土的碳化作用是指空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和水。碳化又叫中性化。碳化對混凝土性能有明顯的影響，首先是減

66、弱對鋼筋的保護(hù)作用。由于水泥水化過程中生成大量氫氧化鈣，使混凝土孔隙中充滿飽和的氫氧化鈣溶液，其 ＰＨ值可達(dá)到12.6～13。這種強(qiáng)堿性環(huán)境能使混凝土中的鋼筋表面生成一層鈍化薄膜，從而保護(hù)鋼筋免于銹蝕。碳化作用降低了混凝土的堿度，當(dāng)ＰＨ值低于10時，鋼筋表面鈍化膜破壞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕。,,其次，當(dāng)碳化深度超過鋼筋的保護(hù)層時，鋼筋不但易發(fā)生銹蝕，還會因此引起體積膨脹，使混凝土保護(hù)層開裂或剝落，進(jìn)而又加速混凝土進(jìn)一步碳化。碳化作用還會引起

67、混凝土的收縮，使混凝土表面碳化層產(chǎn)生拉應(yīng)力，可能產(chǎn)生微細(xì)裂縫，從而降低了混凝土的抗折強(qiáng)度。,,影響混凝土碳化速度的主要因素有：（1）水泥品種。摻混合材的水泥，因其氫氧化鈣含量較少，碳化比普通水泥快。（2）水灰比。水灰比大的混凝土，因孔隙較多，二氧化碳易于進(jìn)入，碳化也快。（3）環(huán)境濕度。在相對濕度為50～75％的環(huán)境時，碳化最快。相對濕度小于25％或達(dá)到100％時，碳化停止。因為碳化需要水分，但不能堵塞二氧化碳的通道。此外，空氣中二

68、氧化碳濃度越高，碳化速度也越快。,,（4）硬化條件?？諝庵谢蛘羝叙B(yǎng)護(hù)的混凝土，比在潮濕環(huán)境或水中養(yǎng)護(hù)的混凝土碳化快。因為前者促使水泥石形成多孔結(jié)構(gòu)或產(chǎn)生微裂縫，后者水化程度高，混凝土較密實?；炷恋奶蓟疃却篌w上與碳化時間的平方成正比。為防止鋼筋銹蝕，必須設(shè)置足夠的鋼筋保護(hù)層。,,2.4.5. 堿一骨料反應(yīng) 堿一骨料反應(yīng)是指混凝土中所含的堿（Na2O或K2O）與骨料的活性成分（活性SiO2），在混凝土硬化后潮濕條件下逐漸發(fā)生化學(xué)反