混凝土性能.课件.ppt

1、 凡是由胶凝材料（胶结料）、粗细骨料和水及其它材料，按适当的比例配合、拌合配制并硬化而成的具有所需的形体、强度和耐久性的人造石材，如水泥混凝土、沥青混凝土等。 水泥砼简称混凝土，是以水泥为胶凝材料，砂石为骨料拌制而成的混凝土，即： 水泥 砂石水外加剂（混合材料） 砼（混凝土） 。 水泥混凝土是现代土木工程中最主要、应用最普遍的结构材料， （一）按表观密度分类 1.重混凝土：为了屏蔽各种射线的辐射，采用各种高密度骨料配制的混凝土，表观密度 2800kg/m3。骨料为钢屑、重晶石、铁矿石等重骨料，水泥为钡水泥、锶水泥等重水泥。又称防辐射混凝土，用于核能工厂的屏障结构材料。 2.普通混凝土：表观密度

2、 20002800kg/m3，骨料为天然砂、石，密度一般多在2500kg/m3左右，简称砼，用于各种建筑的承重结构材料。 3.轻混凝土：表观密度1950kg/m3，骨料为多孔轻质骨料，或无砂的大孔混凝土或不采用骨料而掺入加气剂或泡沫剂形成的多孔结构混凝土。主要用作轻质结构（大跨度）材料和隔热保温材料。 （二）按用途分类 可分为结构砼（普通砼）、 防水砼 、耐热砼 、耐酸砼、大体积砼、道路砼等。 （三）按所用胶凝材料分类 可分为水泥砼、石膏砼、沥青砼、聚合物砼、水玻璃混凝土等。 （四）按强度等级分 可分为低强度砼（fcu 30MPa）、 中强度砼（ fcu= 30 60MPa）、 高强度砼（ f

3、cu= 60100MPa）； 超高强度砼（ fcu 100MPa）。 五）按生产和施工方法分类 可分为普通浇筑砼、预拌砼、泵送砼、喷射砼、压力灌浆砼等。 （一）优点 1.原材料丰富，造价低廉； 2.砼拌和物具有良好的可塑性和浇注性，易加工成型； 3.可调整性强，可根据使用性能的要求来设计配制相应的混凝土； 4.抗压强度高； 5.匹配性好，与钢筋及钢纤维等有牢固的粘结力； 6.耐久性良好； 7.耐火性好，维修费少 ； 8.生产能耗低。 缺点1.自重大，比强度小；2.抗拉强度低；3.变形能力差，易开裂；4.导热系数大，保温隔热性能较差；5.硬化较慢，生产周期长， 普通混凝土组成材料是水泥、天然砂、

4、石、水、掺合料和外加剂。其组成过程为：水水泥 水泥浆砂 水泥砂浆粗骨料 砼 各成分的作用：在混凝土硬化前，水泥浆能充填砂的空隙，起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的流动性。水泥砂浆能充填石子的空隙，起润滑作用，也能流动。便于施工便于施工。水泥浆在砼硬化后起胶结作用，将砂石胶结成整体，产生强度，成为坚硬的水泥石。 l和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能。是一项综合性能，包括流动性、粘聚性和保水性。l主要表现为：l是否易于搅拌和卸出；l运输过程中是否分层、泌水；浇灌时是否离析；l振捣时是否易于填满模型。 1、流动性指混凝土能够均匀密实的填满模型的性能。混凝土拌合物必须有好的流动性。 2、

5、粘聚性为什么要有好的粘聚性呢？粘聚性差的拌合物中的石子容易与砂浆分离，并出现分层现象，振实后的混凝土表面还会出现蜂窝、空洞等缺陷。 3、保水性保水性差，泌水倾向加大，振捣后拌合物中的水分泌出、上浮，使水分流经的地方形成毛细孔隙，成为渗水通道；上浮到表面的水分，形成疏松层，如上面继续浇灌混凝土，则新旧混凝土之间形成薄弱的夹层；上浮过程中积聚在石子和钢筋下面的水分，形成水隙，影响水泥浆与石子和钢筋的黏结。l 用水量是决定混凝土拌合物流动性的主要因素。分布在水泥浆中的水量，决定了拌合物的流动性。因在拌合物中，水泥浆不仅填充骨料颗粒间的空隙，而且在骨料颗粒表面形成润滑层以降低摩擦，增加混凝土拌合物的流

6、动性，故要获得要求的流动性,必须有足够的水量形成足够的水泥浆。增加用水量虽然可以提高流动性，但用水量过大，又使拌合物的粘聚性和保水性变差，影响混凝土的强度和耐久性。因此，要使用合理的用水量, 水灰比决定着水泥浆的稀稠。为获得密实的混凝土，所用的水灰比不宜过小；为保证拌合物有良好的粘聚性和保水性，所用的水灰比又不能过大。故要采用合理的水灰比; 砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石总量的质量百分率。当砂率过大时，由于骨料的空隙率与总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，包覆骨料的水泥浆层减薄，流动性变差；若砂率过小，砂的体积不足以填满石子的空隙，要用部分水泥浆填充，使起润滑作用的水泥浆层减薄，混凝土变

7、的粗涩，和易性变差，出现离析、溃散现象。所以，合理的砂率，就是能使混凝土拌合物具有良好的流动性,保持混凝土拌合物有良好的粘聚性和保水性的最小砂率。 其他影响因素：影响和易性的其他因素有：水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等 混凝土强度是混凝土的力学性能，表征其抵抗外力作用的能力；包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪等，其中以抗压强度为最高，所以混凝土主要用来作承压构件。 混凝土强度等级应按混凝土立方体抗压强度标准值划分，混凝土强度等级由符号C和混凝土强度标准值组成，强度标准值以5N/mm2分段划分，并以其下限值作为示值。将混凝土按立方体抗压强度标准值fcu,k划分的，分为C15、C20、C25、C3

8、0、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等强度等级。混凝土垫层可用C10级混凝土 立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期时，用标准试验方法测得的抗压强度。 普通混凝土受压破坏特点 混凝土受压破坏主要发生在水泥石与骨料的界面上。混凝土受荷载之前，粗骨料与水泥石界面上实际已存在细小裂缝。随着荷载的增加，裂缝的长度、宽度和数量也不断增加，若荷载是继续的，随时间延长即发生破坏.所以决定混凝土强度的应该是水泥石与粗骨料界面的黏结强度。 1水泥强度和水灰比 从普通混凝土受压破坏特点得知，混凝土强度主要决定于水泥石

9、与粗骨料界面的黏结强度。而黏结强度又取决于水泥石强度。水泥石强度愈高，水泥石与粗骨料界面强度也愈高。至于水泥石强度，则取决于水泥强度和水灰比。这是因为：在水泥强度相同的情况下，在水泥强度相同的情况下，混凝土强度则随水灰比的增大有规律的降低。但水灰混凝土强度则随水灰比的增大有规律的降低。但水灰比也不是愈小愈好，当水灰比过小时，水泥浆过于干比也不是愈小愈好，当水灰比过小时，水泥浆过于干稠，混凝土不易被振密实，反而导致混凝土强度降低。稠，混凝土不易被振密实，反而导致混凝土强度降低。 2龄期 混凝土在正常情况下，强度随着龄期的增加而增长，最初的7-14天内较快，以后增长逐渐缓慢，28天后强度增长更慢，

10、但可持续几十年。 3养护温度和湿度 混凝土浇捣后，必须保持适当的温度和足够的湿度，使水泥充分水化，以保证混凝土强度的不断发展。一般规定，在自然养护时，对硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥配制的混凝土，浇水保湿养护日期不少于7天；火山灰水泥、粉煤灰水泥、掺有缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土，则不得少于14天。 4施工质量 施工质量是影响混凝土强度的基本因素。若发生计量不准，搅拌不均匀，运输方式不当造成离析，振捣不密实等现象时，均会降低混凝土强度。因此必须严把施工质量关。 混凝土在硬化后和使用过程中，受各种因素影响而产生变形，主要有化学收缩、干湿变形、温度变形和荷载作用下的变形等，这些都是使混凝土产

11、生裂缝的重要原因，直接影响混凝土的强度和耐久性。 （一）化学收缩混凝土在硬化过程中，水泥水化后的体积小于水化前的体积，致使混凝土产生收缩，这种收缩叫化学收缩。 二）干湿变形当混凝土在水中硬化时，会引起微小膨胀，当在干燥空气中硬化时，会引起干缩。干缩变形对混凝土危害较大，它可使混凝土表面开裂,是混凝土的耐久性严重降低。影响干湿变形的因素主要有：用水量（水灰比一定的条件下，用水量越多，干缩越大）、水灰比（水灰比大，干缩大）、水泥品种及细度（火山灰干缩大、粉煤灰干缩小；水泥细，干缩大）、养护条件（采用湿热处理，可减小干缩）。（三）温度变形 温度变形对大体积混凝土极为不利。在混凝土硬化初期，放出较多的

12、水化热，当混凝土较厚时，散热缓慢，致使内外温差较大，因而变形较大。 四）荷载作用下的变形混凝土的变形分为弹性变形和塑性变形。 徐变：混凝土在持续荷载作用下，随时间增长的变形称为徐变。徐变变形初期增长较快，然后逐渐减慢，一般持续2-3年才逐渐趋于稳定。徐变的作用：徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，.使应力较均匀的重新分布，对大体积混凝土能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。但在预应力混凝土结构中，徐变将使混凝土的预加应力受到损失。 指混凝土在使用过程中，抵抗自身和环境的长期破坏作用，保持其原有性能而不被破坏、变质的能力。如混凝土抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗炭化性、以及防止碱-骨料反应等，统称

13、为混凝土的耐久性。 当混凝土需要进行耐久性评定时，检验评定的项目及等级或限值应根据设计要求确定 混凝土抗冻、抗渗性能等级划分JGJ193抗冻等级快冻法抗冻标号慢冻法抗渗等级F50F250D50P4F100F300D100P6F150F350D150P8F200F400D200P10400200P12P12 普通混凝土：干表观密度为2000-2800kg/m3的混凝土。 干硬性混凝土：拌合物坍落度小于10mm且须用维勃稠度表示其稠度的混凝土。 塑性混凝土：拌合物坍落度为1090mm的混凝土。 流动性混凝土：拌合物坍落度为100150mm的混凝土。 大流动性混凝土：拌合物坍落度不低于160mm的混

14、凝土。 抗渗混凝土：抗渗等级不低于P6的混凝土。 抗冻混凝土：抗冻等级不低于F50的混凝土。 高强混凝土：强度等级不低于C60的混凝土。 泵送混凝土：可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。 大体积混凝土：体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。 1.高性能混凝土（HPC） 良好的工作性、体积稳定性和耐久性。 发展途径： （1）采用高性能的原料以及与之相适应的工艺； （2）采用多元复合途径提高混凝土的综合性能。如掺入高效减水剂，缓凝剂、引气剂、硅灰、优质粉煤灰、稻壳灰及沸石粉等。 2.绿色高性能混凝土（GHPC） 从节约能源、资源，减少工业废料排放和保护自然环境角度考虑，要求混凝土及其原材料的开发、生产、建筑施工作业等既能满足建设需要，又不危及后代人的延续生存环境。 3.其它新技术混凝土 灭菌、环境调节、变色、智能混凝土等。