1、第五节第五节 混凝土（混凝土（concrete）l混凝土是由胶凝材料、粗细骨料混凝土是由胶凝材料、粗细骨料(又称集料又称集料)加水拌和后，经一定时间硬化而成的人造加水拌和后，经一定时间硬化而成的人造石材。石材。世界上用量最大的人工建筑材料。世界上用量最大的人工建筑材料。l一、混凝土的分类一、混凝土的分类1.按胶凝材料分类：按胶凝材料分类：l水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、水玻璃混凝土、碱矿渣混凝土、聚合物水玻璃混凝土、碱矿渣混凝土、聚合物混凝土。混凝土。2.混凝土按照体积密度大小分为三类：混凝土按照体积密度大小分为三类：(1)重混凝土重混凝土( 0250
2、0Kg/M3)(2)普通混凝土普通混凝土( 0=19502500Kg/M3)(3)轻混凝土轻混凝土( 010%10%）。）。矿物外加剂矿物外加剂(掺合料、外掺料掺合料、外掺料)：是指在混凝土是指在混凝土拌合物中掺入量超过水泥质量的拌合物中掺入量超过水泥质量的5，在配，在配合比设计时，需要考虑体积或质量变化的外合比设计时，需要考虑体积或质量变化的外加材料。如粉煤灰、矿渣、硅灰、沸石粉等。加材料。如粉煤灰、矿渣、硅灰、沸石粉等。l掺减水剂可以产生以下几个方面的掺减水剂可以产生以下几个方面的效果效果la在原配合比不变的条件下，可增在原配合比不变的条件下，可增大混凝土拌合物的流动性，且不致大混凝土拌合
3、物的流动性，且不致降低混凝土的强度。降低混凝土的强度。lb在保持流动性及水灰比不变的条在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以减少用水量及水泥用量，件下，可以减少用水量及水泥用量，节约水泥。节约水泥。lc在保持流动性及水泥用量不变的在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可以减少用水量，从而降条件下，可以减少用水量，从而降低水灰比，使混凝土的强度及耐久低水灰比，使混凝土的强度及耐久性得到提高。性得到提高。l2)减水剂常用品种减水剂常用品种l(1)普通减水剂（减水率普通减水剂（减水率510%）木质素系减水剂木质素系减水剂多元醇系多元醇系l(2)高效减水剂高效减水剂(减水率减水率10%25%）萘系减水剂
4、萘系减水剂水溶性树脂减水剂水溶性树脂减水剂l(3)高性能减水剂（减水率高性能减水剂（减水率25%） 氨基磺酸盐、多羧酸系接枝类共聚物氨基磺酸盐、多羧酸系接枝类共聚物l(4)复合减水剂复合减水剂l2. 早强剂早强剂l多用于加速砼硬化，缩短施工周期，加多用于加速砼硬化，缩短施工周期，加快施工速度提高模板周转率以及抢修工快施工速度提高模板周转率以及抢修工程程 l早强剂与其他外加剂的复配：早强剂与其他外加剂的复配：l（1）复合早强剂）复合早强剂早强效果更好早强效果更好l（2）早强减水剂）早强减水剂发挥早强、减水发挥早强、减水 的共同特点的共同特点 l3. 引气剂引气剂l使砼在搅拌过程中引入在量的均匀分
5、布使砼在搅拌过程中引入在量的均匀分布的封闭的微小气泡，（的封闭的微小气泡，（201000um）。）。主要目的：l（1）改善砼和易性）改善砼和易性滚珠作用；滚珠作用；l（2）提高防渗、抗冻性（一定引气量范）提高防渗、抗冻性（一定引气量范 围内）；围内）；l（3）强度一般降低，但可以由减水作用）强度一般降低，但可以由减水作用 得到一定的补偿。得到一定的补偿。 l松香类：松香热聚物，松香皂松香类：松香热聚物，松香皂0.0050.02%；引气量引气量35%；l 木质素类：不是以引气为主要目的，故掺量木质素类：不是以引气为主要目的，故掺量稍大，且引气量也不大；稍大，且引气量也不大；l烷 基 苯 磺 酸
6、盐 类 ： 十 二 烷 基 苯 磺 钠 等烷 基 苯 磺 酸 盐 类 ： 十 二 烷 基 苯 磺 钠 等（0.0050.02%）l皂素类：皂素类：0.0010.01% 常用引气剂品种常用引气剂品种l4. 缓凝剂缓凝剂延长混凝土及砂浆的凝结时间延长混凝土及砂浆的凝结时间 常用缓凝剂类别及掺量范围常用缓凝剂类别及掺量范围l无机类：无机类：l（1）硼酸盐、磷酸盐、锌盐等（）硼酸盐、磷酸盐、锌盐等（0.10.2%）l有机类：有机类：l（2）羟其羧酸及盐类；酒石酸，柠檬酸、葡糖酸等）羟其羧酸及盐类；酒石酸，柠檬酸、葡糖酸等（0.030.1%）l（ 3 ） 含 糖 碳 水 化 合 物 类 ， 糖 蜜 、
7、葡 糖 、 蔗 糖 等） 含 糖 碳 水 化 合 物 类 ， 糖 蜜 、 葡 糖 、 蔗 糖 等（0.10.3%）l（4）木质素磺酸类：）木质素磺酸类：MCa，MNa等（等（0.20.8%）l（5）多元醇类：如纤维素，多元醇等（）多元醇类：如纤维素，多元醇等（0.010.3% 主要机理：主要机理：l缓凝剂吸附于水泥颗粒表面，阻碍与水缓凝剂吸附于水泥颗粒表面，阻碍与水的水化而获得缓凝性。的水化而获得缓凝性。 l总之，无论何种外机剂，均应以其中离子对砼总之，无论何种外机剂，均应以其中离子对砼性能，特别是强度和耐久性不产生影响。再者性能，特别是强度和耐久性不产生影响。再者要注意要注意外加剂使用要点：
8、外加剂使用要点：掺量；掺量；掺加方法；掺加方法；与水泥的适应性；与水泥的适应性；相互间适应性；相互间适应性；有害有害离子；离子； 品种选择；品种选择； （一（一)、 混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性和易性的概念和易性的概念(流动性流动性、粘聚性粘聚性和和保水性保水性)四、四、 混凝土的技术性质混凝土的技术性质1、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素1)材料品种与用量的影响材料品种与用量的影响水泥品种和细度：水泥品种和细度：用粉煤灰水泥拌制的用粉煤灰水泥拌制的混凝土流动性最好，保水性和粘聚性也混凝土流动性最好，保水性和粘聚性也较好。较好。水泥浆数量：水泥浆数量：水泥浆数量不能太多也
9、不水泥浆数量不能太多也不能太少能太少水灰比水灰比(单位用水量单位用水量)砂率砂率(sand percentage)砂率与坍落度的关系曲线砂率与坍落度的关系曲线(最优砂率最优砂率)砂率与水泥浆用量的关系曲线砂率与水泥浆用量的关系曲线混凝土砂率选用表混凝土砂率选用表与与砂率的计算公式砂率的计算公式 外加剂外加剂(减水剂、泵送剂减水剂、泵送剂)和掺合料和掺合料(粉煤灰粉煤灰)2)环境的温度与湿度的影响环境的温度与湿度的影响环境的温度环境的温度高，高，空气湿度小，拌合物空气湿度小，拌合物水分蒸发快，坍落度损失大，坍落水分蒸发快，坍落度损失大，坍落度小。度小。3)工艺对和易性工艺对和易性(workabi
10、lity)影响影响拌合好，塌落度拌合好，塌落度(slump)大。大。 2. 混凝土和易性的评定混凝土和易性的评定 坍塌度试验法坍塌度试验法 1-4-17维勃稠度试验法维勃稠度试验法 表表1-4-16混凝土拌合物流动性的分级混凝土拌合物流动性的分级四、四、 硬化混凝土的技术性质硬化混凝土的技术性质l随着水化的进行，混凝土开始凝结、硬随着水化的进行，混凝土开始凝结、硬化，最后形成具有强度的固体。在此过化，最后形成具有强度的固体。在此过程中，混凝土的结构不断发生变化，其程中，混凝土的结构不断发生变化，其强度也在不断的增加。强度也在不断的增加。l1强度产生的原因：强度产生的原因：l胶凝材料水化产物，形
11、成水泥石，水泥胶凝材料水化产物，形成水泥石，水泥石包裹在集料周围。石包裹在集料周围。（一）、混凝土强度（一）、混凝土强度3. 混凝土的抗压强度与强度等级混凝土的抗压强度与强度等级1)混凝土标准立方体抗压强度混凝土标准立方体抗压强度2)混凝土立方体抗压强度标准值混凝土立方体抗压强度标准值3)强度等级强度等级5. 影响混凝土强度的因素影响混凝土强度的因素1)水泥强度等级和水灰比水泥强度等级和水灰比混凝土强度与灰水比的关系混凝土强度与灰水比的关系2)骨料的种类、质量及数量骨料的种类、质量及数量3)湿度与温度的影响湿度与温度的影响混凝土强度与保持潮湿日期关系混凝土强度与保持潮湿日期关系养护工艺养护工艺
12、养护温度对混凝土强度的影响养护温度对混凝土强度的影响 6. 提高混凝土强度的主要措施提高混凝土强度的主要措施1)选料：水泥、骨料、外加剂、掺合料选料：水泥、骨料、外加剂、掺合料2)采用机械搅拌和振捣采用机械搅拌和振捣捣实方法对混凝土强度的影响捣实方法对混凝土强度的影响3)养护工艺方面养护工艺方面1.、混凝土耐久性的概念、混凝土耐久性的概念耐久性的概念：砼抵抗所处环境的作用破坏耐久性的概念：砼抵抗所处环境的作用破坏的能力，如温度、湿度，化学侵蚀介质等。的能力，如温度、湿度，化学侵蚀介质等。环境对砼的作用：环境对砼的作用：物理作用如冻融、渗透以及磨蚀，空蚀等；物理作用如冻融、渗透以及磨蚀，空蚀等；
13、化学作用，如各种酸、碱、侵蚀，碳化、化学作用，如各种酸、碱、侵蚀，碳化、碱集料反应以及砼中的钢筋锈蚀等。碱集料反应以及砼中的钢筋锈蚀等。 （二（二 ） 混凝土的耐久性混凝土的耐久性2、耐久性类型1)混凝土的抗渗混凝土的抗渗性性2)混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性3)混凝土抗侵蚀性混凝土抗侵蚀性4)混凝土的碳化混凝土的碳化5)混凝土的碱混凝土的碱一一骨料反应骨料反应6）磨损与气蚀）磨损与气蚀三、提高混凝土耐久性的主要措施三、提高混凝土耐久性的主要措施1合理选择水泥品种合理选择水泥品种2增加砼密实度增加砼密实度 W/C 成型方法成型方法 集料级配集料级配（包括砂率）等（包括砂率）等3质量性能稳定的集料
14、质量性能稳定的集料针对碱针对碱集料反应尤集料反应尤其注意。其注意。4掺加矿物掺合料、引合剂、防渗剂等掺加矿物掺合料、引合剂、防渗剂等5砼表面处理（特别是裂缝防护）砼表面处理（特别是裂缝防护） 6. 规定最小水泥用量规定最小水泥用量五、五、 普通混凝土的配合比设计普通混凝土的配合比设计（一）、（一）、 混凝土配合比的表示方法混凝土配合比的表示方法以每以每1 1m3混凝土中各项材料的质量比表示。例如混凝土中各项材料的质量比表示。例如1 1m3混凝土：水泥混凝土：水泥300kg，水，水180kg，砂，砂720kg，石子石子1200kg，每，每1 1m3混凝土总质量为混凝土总质量为2400kg。以各项
15、材料间的质量比来表示以各项材料间的质量比来表示(以水泥质量为以水泥质量为1)。例如，将上例换算成质量比为：水泥例如，将上例换算成质量比为：水泥砂砂石石shuishui=12.44.00.60.6，水灰比为，水灰比为0.60。（二）、混凝土配合比设计的基本要求（二）、混凝土配合比设计的基本要求满足施工所要求的混凝土拌合物的满足施工所要求的混凝土拌合物的和易性；和易性；满足混凝土结构设计的强度等级；满足混凝土结构设计的强度等级；满足耐久性要求；满足耐久性要求；节约水泥，降低成本。节约水泥，降低成本。三、三、 混凝土配合比设计中的三个基本参数混凝土配合比设计中的三个基本参数水与水泥之间的比例关系，用
16、水灰比表示；水与水泥之间的比例关系，用水灰比表示；砂与石子之间的比例关系，用砂率表示；砂与石子之间的比例关系，用砂率表示；水泥浆与骨料之间的比例关系，常用单位水泥浆与骨料之间的比例关系，常用单位用水量来反映用水量来反映(1m3混凝土的用水量混凝土的用水量)。（四）、（四）、 混凝土配合比设计的步骤混凝土配合比设计的步骤(1)初步配合比的计算初步配合比的计算(2)基准配合比的确定基准配合比的确定(3)实验室配合比的确定实验室配合比的确定(4)施工配合比施工配合比混凝土标准立方体抗压强度(standard cube compressive strength)l以边长为以边长为150mm的立方体试件
17、为标准试的立方体试件为标准试件，标准养护件，标准养护28d，测定其抗压强度来确，测定其抗压强度来确定。定。l边长为边长为100mm的立方体试件，应乘以强的立方体试件，应乘以强度换算系数度换算系数0.95l边长为边长为200mm的立方体试件，应乘以强的立方体试件，应乘以强度换算系数度换算系数1.05。 混凝土强度等级(strength grading)l混凝土强度等级是根据混凝土立方体抗压混凝土强度等级是根据混凝土立方体抗压强度标准值强度标准值(MPa)来确定，用符号来确定，用符号C表示，表示，划分为划分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、
18、C60、C70、C80等。等。 轴心(棱柱体)抗压强度l150mml50mm300mm的棱柱体作的棱柱体作为轴心抗压强度的标准试件。为轴心抗压强度的标准试件。l采用采用100mm100mm100mm100mm300mm300mm棱柱体试件，棱柱体试件，最后计算强度值时，乘以相应的尺寸换最后计算强度值时，乘以相应的尺寸换算系数算系数(0.95)(0.95)。l棱柱体试件抗压强度与立方体试件抗压棱柱体试件抗压强度与立方体试件抗压强度之比为强度之比为0.7-0.8。一般取。一般取0.760.76。( (原因原因) ) 混凝土受力破坏的过程，实际是混凝土混凝土受力破坏的过程，实际是混凝土裂缝的发生及发
19、展的过程，也是混凝土裂缝的发生及发展的过程，也是混凝土内部结构从连续到不连续的演变过程。内部结构从连续到不连续的演变过程。 骨料对强度的影响l骨料强度高，混凝土强度高骨料强度高，混凝土强度高l骨料与水泥石的粘结强度高，混骨料与水泥石的粘结强度高，混凝土强度高。在相同水泥强度等凝土强度高。在相同水泥强度等级及相同水灰比的条件下，碎石级及相同水灰比的条件下，碎石混凝土的强度较卵石混凝土高。混凝土的强度较卵石混凝土高。 l骨料粒径越大，对强度反而不利；骨料粒径越大，对强度反而不利；养护工艺养护工艺la. 标准养护：温度为标准养护：温度为，相对湿度为，相对湿度为90%以上；以上；lb. 水中养护：试件
20、全浸在水中，水温为水中养护：试件全浸在水中，水温为20，试件与，试件与周围介质可以实现水分自由交换。周围介质可以实现水分自由交换。lc. 绝湿养护：温度绝湿养护：温度20 ，试件与周围介质无水分自由，试件与周围介质无水分自由交换。交换。ld. 自然养护：周围介质为空气，温度自由变化，表面自然养护：周围介质为空气，温度自由变化，表面保湿。保湿。l蒸汽养护：蒸汽养护：l 蒸压：温度大于蒸压：温度大于100 ，压力大于，压力大于1 个大气压的水蒸气个大气压的水蒸气l 蒸养：温度等于蒸养：温度等于100 ，压力等于，压力等于1 个大气压的水蒸气个大气压的水蒸气28lglg28,cuncufnf轴心抗拉
21、强度l用用“”字形试件或棱柱体试件直接测字形试件或棱柱体试件直接测定定。l试件夹头附近的局部破坏很难避免，而试件夹头附近的局部破坏很难避免，而且外力作用线与试件轴心方向不易一致，且外力作用线与试件轴心方向不易一致，试验难度较大，试验结果不准确试验难度较大，试验结果不准确。劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度水灰比理论水灰比理论BWCfAfccu 28,公式中，公式中，A、B为系数，其值大小与集为系数，其值大小与集料种类有关。料种类有关。lACAC卸荷应力应卸荷应力应变曲线呈直线变曲线呈直线l有残余变形有残余变形 l初始弹性模量初始弹性模量Ec=tan0 l割线弹性模量割线弹性模量 l切线弹性模量切线弹性模
22、量 混凝土弹性模量混凝土弹性模量(elasticity modulus)(elasticity modulus)111tancEcccddE2 tan影响影响Ec的因素：的因素：l集料与水泥石的集料与水泥石的Ec，主要是骨料，主要是骨料Ec（集料（集料Ec，则砼，则砼Ec）；）；lW/C；l龄期；龄期；l强度强度，则，则Ec；l砼试件的含水率砼试件的含水率，则，则Ec；l集灰比集灰比 混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性l抗渗性指的是砼抵抗水、油等液体在压抗渗性指的是砼抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能，它直接影响砼的力作用下渗透的性能，它直接影响砼的抗冻性及抗化学侵蚀性及钢筋锈蚀等。抗冻性及抗化
23、学侵蚀性及钢筋锈蚀等。l抗渗性主要与砼内部的孔隙大小及孔隙抗渗性主要与砼内部的孔隙大小及孔隙（开放的孔隙及毛细管通路）特征以及（开放的孔隙及毛细管通路）特征以及砼密（蜂窝、孔洞等）实行有关。砼密（蜂窝、孔洞等）实行有关。 l混凝土的抗渗性用抗渗标号表示。抗渗混凝土的抗渗性用抗渗标号表示。抗渗标号是以标号是以28d龄期的标准试件，按规定方龄期的标准试件，按规定方法进行试验，以所能承受的最大水压力法进行试验，以所能承受的最大水压力确定，分为确定，分为P2、P4、P6、P8、P10、P12等，它们分别表示试件出现渗水时的最等，它们分别表示试件出现渗水时的最大压力为大压力为0.2、0.4、0.6、0.
24、8、1.0、1.2MPa。l影响砼抗渗性的因素：影响砼抗渗性的因素：lW/C 骨料的最大粒径骨料的最大粒径 养护条件养护条件 水泥品种及细度过水泥品种及细度过外加剂外加剂 掺合料掺合料 龄期龄期 混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性l砼抗冻性是指砼在水饱和状态下，经多次冻融砼抗冻性是指砼在水饱和状态下，经多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整性的能力。循环作用，能保持强度和外观完整性的能力。l在寒冷地区，砼在接触水又受冻的环境下，由在寒冷地区，砼在接触水又受冻的环境下，由于砼孔隙中的水结冰、膨胀；同时因为冰与水于砼孔隙中的水结冰、膨胀；同时因为冰与水的蒸气压不同造成的渗透压力，这两种作用若的蒸气压不同
25、造成的渗透压力，这两种作用若超过砼（砼是脆性材）的抗拉强度，砼就会产超过砼（砼是脆性材）的抗拉强度，砼就会产生裂缝。生裂缝。l裂缝一经产生，待水融化后更多水渗入砼内部，裂缝一经产生，待水融化后更多水渗入砼内部，造成的裂缝就更多。造成的裂缝就更多。 l混凝土的抗冻性，常用抗冻标号来表示。抗冻混凝土的抗冻性，常用抗冻标号来表示。抗冻标号是以标号是以28d龄期的混凝土试件，在水饱和状龄期的混凝土试件，在水饱和状态下所能承受的冻融循环次数而确定的。混凝态下所能承受的冻融循环次数而确定的。混凝土的抗冻标号分为：土的抗冻标号分为：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F3
26、00等九个等等九个等级。分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次级。分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为：数为：10、15、25、50、100、150、200、250、300。例如，混凝土试件经。例如，混凝土试件经50次冻融循次冻融循环后，强度降低不超过环后，强度降低不超过25，质量损失率不超，质量损失率不超过过5时，它的抗冻标号就达到时，它的抗冻标号就达到F50。 l决定砼抗冻性的因素：决定砼抗冻性的因素：l砼的密实度砼的密实度 孔隙结构特征孔隙结构特征 砼龄砼龄期期 砼强度砼强度 引气剂引气剂混凝土抗侵蚀性l混凝土可能因化学介质的作用而遭受腐蚀。一混凝土可能因化学介质的作用而遭受腐蚀。一般
27、来说，化学腐蚀破坏的形式不外乎：水泥石般来说，化学腐蚀破坏的形式不外乎：水泥石中某些组分被介质溶解；介质与水泥石发生化中某些组分被介质溶解；介质与水泥石发生化学反应后的生成物是溶于水的；化学反应后生学反应后的生成物是溶于水的；化学反应后生成物体积与反应前比显著增大，即体积膨胀。成物体积与反应前比显著增大，即体积膨胀。化学腐蚀介质主要指流动的淡水、某些盐类、化学腐蚀介质主要指流动的淡水、某些盐类、酸类、碱类的溶液、海水等。混凝土受这些介酸类、碱类的溶液、海水等。混凝土受这些介质作用后是如何遭受破坏的，已在质作用后是如何遭受破坏的，已在水泥水泥一一章中叙述。章中叙述。l影响因素：影响因素：l砼密实
28、度砼密实度 a.水灰比水灰比 b.成型方法成型方法 ； 孔隙特征；孔隙特征； 砼强度砼强度 混凝土的碳化(carbonation)l又叫混凝土的中性化。又叫混凝土的中性化。l混凝土的碳化作用是空气中的二氧化碳与水泥石中混凝土的碳化作用是空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙在有水存在的条件下发生化学作用，生的氢氧化钙在有水存在的条件下发生化学作用，生成碳酸钙和水。成碳酸钙和水。l碳化过程是二氧化碳由表及里向混凝土内部逐渐扩碳化过程是二氧化碳由表及里向混凝土内部逐渐扩散的过程。散的过程。l碳化对混凝土最主要的影响是使混凝土的碱度降低，碳化对混凝土最主要的影响是使混凝土的碱度降低，减弱了对钢筋的保护
29、作用，可能导致钢筋锈蚀。减弱了对钢筋的保护作用，可能导致钢筋锈蚀。l碳化还会引起混凝土收缩碳化还会引起混凝土收缩(碳化收缩碳化收缩)，容易使混凝，容易使混凝土的表面产生微细裂缝。土的表面产生微细裂缝。 混凝土的碱一骨料反应l骨料中的活性氧化硅（骨料中的活性氧化硅（SiO2）与水泥中的碱）与水泥中的碱（并非（并非Ca(OH)2等）性氧化物之间发生反应，等）性氧化物之间发生反应，碱性氧化物水斛，生成碱性氧化物水斛，生成NaOH，KOH，与，与SiO2反应生成碱反应生成碱硅酸凝胶，吸水可以无限膨胀，硅酸凝胶，吸水可以无限膨胀，由于此反应发生在集料由于此反应发生在集料水泥石界面，被水水泥石界面，被水泥
30、石包裹，碱泥石包裹，碱硅酸凝胶膨胀使水泥石胀裂。硅酸凝胶膨胀使水泥石胀裂。l除此之外，还有碱除此之外，还有碱碳酸凝胶反应等；碳酸凝胶反应等； 这一反应发生的条件：这一反应发生的条件：l集料中的活性集料中的活性SiO2，l水泥中的含碱量；这一反应很慢，一水泥中的含碱量；这一反应很慢，一般等待几条后才有可能出现。只有当般等待几条后才有可能出现。只有当K=Na2O%+0.658K2O%0.6%时，时，l水是其充分条件水是其充分条件 l影响碱集料反应的因素：影响碱集料反应的因素：l集料活性，集料活性，水泥中的碱含量，水泥中的碱含量，水水份，份，集料粒径，粒径越小，则反应膨集料粒径，粒径越小，则反应膨胀
31、越大，胀越大，砼密实度，砼密实度，所采取的措施所采取的措施抑制碱集料反应的措施：抑制碱集料反应的措施：l断绝三条件中的任何一条件，包括外加剂中断绝三条件中的任何一条件，包括外加剂中的碱含量；的碱含量； l掺用活性混合材，（掺合料）掺用活性混合材，（掺合料）l机理：机理：a.混合材与碱起反应，同时混合材粒径混合材与碱起反应，同时混合材粒径小，比表面积大，因此反应快；小，比表面积大，因此反应快；b.降低了作用降低了作用于集料表面的碱含量，使碱组分的发挥分散于于集料表面的碱含量，使碱组分的发挥分散于整个砼体系中；整个砼体系中；c.形成了石灰形成了石灰碱碱氧化氧化硅络合物，此物不膨胀硅络合物，此物不膨
32、胀l增加砼密实度，减小水份的渗透增加砼密实度，减小水份的渗透l加入引气剂加入引气剂 l曲线窄而高，曲线窄而高，说明强度比说明强度比较集中，波较集中，波动小，混凝动小，混凝土的均匀性土的均匀性好，施工水好，施工水平较高平较高。 曲线矮而宽，曲线矮而宽，表示强度数表示强度数据的离散程据的离散程度大，说明度大，说明施工控制水施工控制水平差平差混凝土强度平均值niicucufnf1,1标准差112,nffnicuicu变异系数cuvfC不同t值的保证率PcuvcukcucukcufCfffftt 0.00 0.50 0.80 0.84 1.00 1.04 1.20 1.28 1.40 1.50 1.6
33、0 P 50.0 69.2 78.8 80.0 84.1 85.1 88.5 90.0 91.9 93.5 94.5 t 1.645 1.70 1.75 1.81 1.88 1.96 2.00 2.05 2.33 2.50 3.00 P 95.0 95.5 96.0 96.5 97.0 97.5 97.7 98.0 99.0 99.4 99.87 生产长期稳定时强度的检验评定当混凝土强度等级当混凝土强度等级C20时时mfcufcu,k+0.70fcu,minfcu,k0.70fcu,min0.85fcu,k当混凝土强度等级当混凝土强度等级C20时时mfcufcu,k+0.70fcu,minfc
34、u,k0.70fcu,min0.90fcu,k式中：式中：mfcu同一验收批试块的平均强度，同一验收批试块的平均强度，MPa； fcu,k混凝土设计强度等级，混凝土设计强度等级，MPa； 0 0同一验收批试块强度的标准差，同一验收批试块强度的标准差，MPa； fcu,min同一验收批强度的最小值，同一验收批强度的最小值，MPamiicufm1,059. 0用合格判定系数进行强度的评定mfcu-100.9fcu,kfcu,min2fcu,kl式中：式中：0 0同一验收批试块强度的标同一验收批试块强度的标准差，准差，MPa；当；当0 0计算值小于计算值小于0.06fcu,k时，取时，取0 0=0.
35、06fcu,k； 1、2合格判定系数合格判定系数(表表5.28)。 112,0nmffnicuicu零星混凝土的非统计法评定 mfcu1.15fcu,kfcu,min0.95fcu,k混凝土配合比设计实例l某工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计某工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为强度等级为C25，施工要求坍落度为，施工要求坍落度为50-70mm。不受风雪等作用。施工单位的。不受风雪等作用。施工单位的强度标准差为强度标准差为4.0MPa。所用材料：。所用材料：42.5普通硅酸盐水泥，实测普通硅酸盐水泥，实测28d强度强度48MPa，c=3.15gcm3；中砂，符合；中砂，符合区级配，区级配，
36、0s=2.6gcm3；碎石，粒级；碎石，粒级5-40mm，0g=2.65gcm3；自来水。现场砂含水；自来水。现场砂含水率率3，石含水率，石含水率1，求施工配合比。，求施工配合比。 初步配合比的计算1)确定配制强度确定配制强度2)初步确定水灰比值（初步确定水灰比值（W/C）3)选择每选择每1m3混凝土的用水量混凝土的用水量(W0)4)计算混凝土的单位水泥用量计算混凝土的单位水泥用量(C0)5)选取合理砂率选取合理砂率Sp6)计算计算1m3混凝土中砂、石骨料的混凝土中砂、石骨料的用量用量7)书写初步配合比书写初步配合比确定配制强度计算混凝土试配强度计算混凝土试配强度(fcu,0)fcu,0=fc
37、u,k+t =25+1.6454 =31.58MPa 确定水灰比（W/C）bcacuWCff28,67. 04807. 046. 058.314846. 0,cebaocuceafffCW选择每1m3混凝土的用水量(W0)l查查表表5.15，取，取W0=190kg(按新规范应为按新规范应为185kg)。计算混凝土的单位水泥用量(C0)kgWCWC28467. 0119000选取合理砂率Spl参照本章参照本章5.3l查查表表5.16，取，取Sp=33。 计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量l绝对体积法绝对体积法l假定表观密度法假定表观密度法绝对体积法l绝对体积法是基于这样考虑：即捣实后，混凝土拌合
38、绝对体积法是基于这样考虑：即捣实后，混凝土拌合物的体积等于各组成材料体积及少量空气体积之总和。物的体积等于各组成材料体积及少量空气体积之总和。l式中式中混凝土含气量系数，在不使用含气型外加剂混凝土含气量系数，在不使用含气型外加剂时，时，可为可为1（即含气量为（即含气量为1%）。）。kgGkgSSGSSSGLWSGCpwosogc1254,61433. 0100011000. 119060. 265. 215. 328410001000000000000假定表观密度法l一般强度等级为一般强度等级为C7.5C15的混凝土，的混凝土，其表观密度为其表观密度为2360kgm3左右；强度等左右；强度等级
39、级C20C30的为的为2400kgm3左右；强左右；强度等级度等级C40，为，为2450kgm3。W0C0S0G0oh190284S0G02400式中式中oh为捣实后混凝土的表现密度。为捣实后混凝土的表现密度。S0=636kg, G0=1290kg书写初步配合比l绝对体积法结果：绝对体积法结果： C C0 0SS0 0GG0 0=2846141254=2846141254 W W0 0C C0 0=190=190284 284 C0 S0 G0=1 2.16 4.42 W W0 0C C0 0=0.67 =0.67 l假定表观密度法结果：假定表观密度法结果： C0 S0 G0=284 636
40、1290=1 2.24 4.54 W W0 0C C0 0=0.67=0.67基准配合比的确定l根据骨料最大粒径，配制根据骨料最大粒径，配制30L混凝土拌合物混凝土拌合物(在此以在此以绝对体积法的配比为例绝对体积法的配比为例)。测定其坍落度值为。测定其坍落度值为85mm，大于设计要求的大于设计要求的50-70mm，故需进行坍落度调整，故需进行坍落度调整，其方法如下：保持水灰比不变，增加砂用量其方法如下：保持水灰比不变，增加砂用量1和碎和碎石用量石用量1后，测得坍落度为后，测得坍落度为70mm，粘聚性、保水，粘聚性、保水性均良好，满足设计要求，同时，测得混凝土表观性均良好，满足设计要求，同时，测
41、得混凝土表观密度为密度为2410kgm3 。由此得到基准配合比为：。由此得到基准配合比为： C1 S1 G1 W1=290 633 1293 194 =1 2.18 4.46 0.67轻骨料混凝土轻骨料混凝土l用轻粗骨料、轻砂用轻粗骨料、轻砂(或普通砂或普通砂)、水泥和水、水泥和水配制的，干表观密度不大于配制的，干表观密度不大于1950kgm3的混凝土，称轻骨料混凝土。的混凝土，称轻骨料混凝土。l轻骨料混凝土的强度等级用轻骨料混凝土的强度等级用CL表示，如表示，如CL5.0-CL50。l轻质、保温隔热轻质、保温隔热l（1）轻集料来源：）轻集料来源：l工业废弃物，粉煤灰陶粒，自燃煤矸石，煤工业废
42、弃物，粉煤灰陶粒，自燃煤矸石，煤渣等；渣等；l天然轻集料：浮石、火山渣、及其他轻砂；天然轻集料：浮石、火山渣、及其他轻砂；l人造轻集料，以地方材料加工而成，如页岩人造轻集料，以地方材料加工而成，如页岩陶粒、粘土陶粒。陶粒、粘土陶粒。l以集料不同而可将轻集料砼分为以上三类。以集料不同而可将轻集料砼分为以上三类。 （2）轻集料砼施工中应注意的问题）轻集料砼施工中应注意的问题l轻集料由于孔隙率大，吸水性强，在施工时轻集料由于孔隙率大，吸水性强，在施工时一般先将集料润湿，再拌制砼；一般先将集料润湿，再拌制砼；l轻集料润湿，易上浮，注意砼的均匀性；轻集料润湿，易上浮，注意砼的均匀性；l外加剂应在轻集料吸
43、水后再加入；外加剂应在轻集料吸水后再加入；l注意流动性损失；注意流动性损失；l注意早期养护，因为轻集料砼表面失水更快，注意早期养护，因为轻集料砼表面失水更快，表面起网状裂纹。表面起网状裂纹。 l（1）加气砼：钙质材料（水泥、石灰）、）加气砼：钙质材料（水泥、石灰）、硅质材料（石英砂、硅质材料（石英砂、FA、Slag等）和加等）和加气剂（气剂（AL粉为多）作为原材料，经磨细、粉为多）作为原材料，经磨细、配料、搅拌、浇注、切割和压蒸养护而配料、搅拌、浇注、切割和压蒸养护而成。成。l（2）泡沫砼：水泥也可掺入掺和料，水）泡沫砼：水泥也可掺入掺和料，水泥浆与泡沫剂搅拌，硬化而成。泥浆与泡沫剂搅拌，硬化
44、而成。 特细砂混凝土l凡砂的细度模数在凡砂的细度模数在1.6以下或平均粒径在以下或平均粒径在0.25mm以下的称为特细砂。使用这种砂以下的称为特细砂。使用这种砂配制的混凝土称为特细砂混凝土。配制的混凝土称为特细砂混凝土。l有关技术规程：有关技术规程：特细砂混凝土配制及特细砂混凝土配制及应用规程应用规程(BJG19-65)；特细砂混凝特细砂混凝土应用技术规程土应用技术规程( (DB51/5002) 离析离析l混凝土各组成材料密度大小不一，在自重作用混凝土各组成材料密度大小不一，在自重作用下，使得集料与浆体分布不均匀。下，使得集料与浆体分布不均匀。l离析的测试方法通常在测塌落度时肉眼观察离离析的测
45、试方法通常在测塌落度时肉眼观察离析情况。析情况。l离析对混凝土性能影响（离析对混凝土性能影响（1）施工性能；（）施工性能；（2）强度（强度（3）耐久性。）耐久性。l促使离析加重的因素促使离析加重的因素（1）粗、细集料粒径相）粗、细集料粒径相差过大；（差过大；（2）砂率过小；（）砂率过小；（3）水灰比过大；）水灰比过大；l加入引齐剂和掺和料、提高砂率、降低水胶比加入引齐剂和掺和料、提高砂率、降低水胶比可以尽力避免离析。可以尽力避免离析。泌水泌水l混凝土在凝结之间，水中最轻的水从其余混合料混凝土在凝结之间，水中最轻的水从其余混合料中分离。通常也是通过肉眼观察。中分离。通常也是通过肉眼观察。l泌浆泌
46、浆泌水的危害：l（1）当泌水层出现混凝土表面时，使表面水灰比）当泌水层出现混凝土表面时，使表面水灰比过大，表面疏松出现裂缝。过大，表面疏松出现裂缝。l（2）泌水发生在钢筋底部，形成泌水区域，水分）泌水发生在钢筋底部，形成泌水区域，水分蒸发后留下孔隙，使钢筋与混凝土粘结强度下降，蒸发后留下孔隙，使钢筋与混凝土粘结强度下降，钢筋也容易被锈蚀；钢筋也容易被锈蚀；l（3）泌水发生在混凝土中集料下部，也引起混凝）泌水发生在混凝土中集料下部，也引起混凝土强度与耐久性下降。土强度与耐久性下降。l（4）泌水过程中形成泌水通道，导致强度与耐久）泌水过程中形成泌水通道，导致强度与耐久性降低；性降低；l（5）在混凝
47、土泵送施工中，容易泌水的混凝土也）在混凝土泵送施工中，容易泌水的混凝土也容易发生泵送管道堵塞的情况。容易发生泵送管道堵塞的情况。降低泌水的技术措施：l1. 引气剂引气剂l2. 超细掺和料超细掺和料l3. 提高水泥细度提高水泥细度l4. 降低水灰比降低水灰比原材料影响：l水泥细度水泥细度，引气量，引气量；l水泥掺量水泥掺量，引气量，引气量；l最大集料粒径最大集料粒径，引气量，引气量；lSp，引气量，引气量；l天然砂引气量大于人造砂，卵石大于碎石；天然砂引气量大于人造砂，卵石大于碎石；l温度温度，含气量，含气量；l搅拌时间；搅拌时间；lW/C，含气量，含气量； 水泥颗粒水泥颗粒水泥颗粒水泥颗粒水泥
48、颗粒水泥颗粒填充效应填充效应掺和料掺和料颗粒颗粒微集料效应模型微集料效应模型水化产物（水化产物（CSHCSH、CHCH等）等）水泥熟料颗粒熟料颗粒矿物掺和料矿物掺和料气泡气泡液相液相l掺和料的形貌效应包括掺和料的粒形、表面光滑度掺和料的形貌效应包括掺和料的粒形、表面光滑度及颗粒质地是否致密、坚硬。及颗粒质地是否致密、坚硬。l分析掺和料的形貌效应大小，很明显，颗粒呈球形，分析掺和料的形貌效应大小，很明显，颗粒呈球形，表面光滑且颗粒坚硬致密的掺和料形貌效应要好。表面光滑且颗粒坚硬致密的掺和料形貌效应要好。光滑、坚硬的球形颗粒在混凝土中可以起到一种光滑、坚硬的球形颗粒在混凝土中可以起到一种“滚珠滚珠
49、”的作用，对混凝土浆体具有润滑性，增加的作用，对混凝土浆体具有润滑性，增加混凝土拌合物的流动性。混凝土拌合物的流动性。l同时，若掺和料表面粗燥、多孔，且若质地较软的同时，若掺和料表面粗燥、多孔，且若质地较软的话，它的表面吸附性也强，吸附大量的水分，减少话，它的表面吸附性也强，吸附大量的水分，减少了浆体中的自由水，而自由水对混凝土的流动性至了浆体中的自由水，而自由水对混凝土的流动性至关重要，所以导致混凝土拌合物流动性不好。表面关重要，所以导致混凝土拌合物流动性不好。表面光滑、质地坚硬的掺和料对水的吸附量少，所以混光滑、质地坚硬的掺和料对水的吸附量少，所以混凝土拌合物的流动性高。凝土拌合物的流动性
50、高。 高性能混凝土定义高性能混凝土定义具有良好的工作性具有良好的工作性( (坍落度大于坍落度大于200mm)200mm)，早期强度高而后期强度，早期强度高而后期强度不倒缩，体积稳定性好，耐久性不倒缩，体积稳定性好，耐久性好，在恶劣的使用环境条件下寿好，在恶劣的使用环境条件下寿命长和匀质性好。命长和匀质性好。制备工艺制备工艺l硅酸盐水泥硅酸盐水泥+超细矿物掺和料超细矿物掺和料+高效减水剂高效减水剂 高性能砼原材料的要求高性能砼原材料的要求l（1）水泥；）水泥；l（2）超细掺和料；）超细掺和料；l（3）高效减水剂；）高效减水剂；l（4）粗集料；）粗集料；l（5）细集料等。）细集料等。 高性能混凝土
