1、 4.2 4.2 水泥混凝土的骨料及拌和、养护用水水泥混凝土的骨料及拌和、养护用水4.3 4.3 混凝土的主要技术性质混凝土的主要技术性质4.4 4.4 混凝土外加剂混凝土外加剂4.1 4.1 概述概述Concrete习题习题4.5 4.5 混凝土的掺合料混凝土的掺合料4.7 4.7 混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计4.6 4.6 混凝土的质量控制混凝土的质量控制4.8 4.8 轻混凝土轻混凝土4.9 4.9 其他品种水泥混凝土其他品种水泥混凝土 水泥混凝土（简称混凝土）是以水泥（或水泥加适量活性掺合料）为胶凝材料，与水和骨料等材料按适当比例配合拌制成拌合物，再经浇筑成型硬化后得到的人造石
2、材。4.1.1 4.1.1 混凝土的定义混凝土的定义新拌制的未硬化的混凝土，通常称为混凝土拌合物（或新鲜混凝土）；经硬化有一定强度的混凝土，称硬化混凝土。4.1.2 4.1.2 混凝土的分类混凝土的分类（一）按表观密度大小分类（2）普通砼： =20002800kg/m3，用普通天然砂石为骨料配制而成的，建筑工程中常用的砼，适用建筑物的各种承重构件。（1）重砼： 2800kg/m3 ，采用重晶石、铁矿石、钢屑等重骨料和钡水泥、锶水泥等重水泥配制而成。适用于国防核能工程的屏蔽结构，防射线、防辐射。（3）轻砼： 1950kg/m3，采用陶粒等轻质多孔的骨料，或用发泡剂、加气剂形成多孔结构的砼。轻混凝
3、土轻骨料混凝土：用轻骨料配制的轻混凝土。多孔混凝土：加入气泡代替骨料的轻混凝土。（如泡沫混凝土、加气混凝土等）大孔混凝土：不加细骨料的轻混凝土。关于轻混凝土关于轻混凝土轻混凝土多用于建筑工程的保温、结构保温或结构材料。（二）按胶结材料分类 水泥砼、沥青砼、石膏砼、水玻璃砼、聚合物砼。（三）按用途分类 结构砼、防水砼、道路砼、防辐射砼、耐热砼、耐酸砼、大体积砼、膨胀砼。（四）按生产工艺分类 泵送砼、喷射砼、碾压砼、挤压砼、离心砼、压力灌浆砼、预拌砼（商品砼）、拌制砼。（五）按抗压强度分类 普通砼高强砼 超高强砼 。4.1.3 4.1.3 混凝土的特点混凝土的特点优点优点: (1)占材料用量占材料
4、用量80以上的砂、石集料资源丰富，易以上的砂、石集料资源丰富，易于就地取材。于就地取材。 (2)混合料具有混合料具有可塑性可塑性，可以按工程结构要求浇筑成，可以按工程结构要求浇筑成不同形状和尺寸的整体结构或预制构件。不同形状和尺寸的整体结构或预制构件。 (3)匹配性匹配性好。与钢筋、钢纤维等，与钢材有基本相好。与钢筋、钢纤维等，与钢材有基本相同的线膨胀系数，相互粘结牢固，工作整体性强。同的线膨胀系数，相互粘结牢固，工作整体性强。 (4)可调整性可调整性强。改变组分品种和数量时可以制得不强。改变组分品种和数量时可以制得不同物理力学性质的混凝土。同物理力学性质的混凝土。 (5)节省钢材、木材。节省
5、钢材、木材。 (6)强度高，耐久性较好，在一般环境中使用时维护强度高，耐久性较好，在一般环境中使用时维护费用低。费用低。缺点缺点: 自重大、抗拉强度低、变形能力差、易开裂、生产周自重大、抗拉强度低、变形能力差、易开裂、生产周期长。期长。4.1.4 4.1.4 混凝土的组成及组成材料的作用混凝土的组成及组成材料的作用混凝土由水泥、水、砂及石子四种基本材料组成。 为节约水泥或改善砼的某些性能，常掺入外加剂和掺合料。外加剂和掺合料逐渐成为混凝土中必不可少的第五种成分。 水泥和水构成水泥浆，砂和石子为砼的骨料，砂为细骨料，石子为粗骨料，水泥浆和砂构成砂浆。灰水泥石灰水泥石 绿石子绿石子蓝砂子蓝砂子 红
6、气孔红气孔混凝土结构示意图混凝土结构示意图a混凝土结构示意图混凝土结构示意图b b水泥浆的作用：水泥浆的作用：（1）填充砂的孔隙，并包裹砂粒；（2）拌制时在砂、石子之间起润滑作用，便于施工；（3）填充石子的空隙并包裹石子；（4）水泥浆硬化后形成水泥石，将砂、石胶结成一个整体。砂浆的作用：砂浆的作用：砂浆包裹石子颗粒并填充石子的空隙。骨料的作用：骨料的作用：（1）形成砼的骨架；（2）对水泥石的体积变形起一定的抑制作用。4.1.5 4.1.5 对混凝土的基本要求对混凝土的基本要求1. 满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。性。2. 满足设计要求的强度等级。
7、满足设计要求的强度等级。3. 满足工程所处环境条件所必需的耐久性。满足工程所处环境条件所必需的耐久性。4. 满足上述三项要求的前提下，最大限度地降低满足上述三项要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，节约成本，即经济合理性。水泥用量，节约成本，即经济合理性。4.1.6 4.1.6 混凝土的应用与发展混凝土的应用与发展水泥混凝土是随着硅酸盐水泥的出现而问世的。水泥混凝土已成为各种工程建设中的一种主要的建筑材料。 自1824年发明了波特兰水泥之后，1830年前后就有了混凝土问世，1867年又出现了钢筋混凝上。混凝土和钢筋混凝土的出现，特别是钢筋混凝土的诞生，被誉为是对混凝土的第一次革命。 上世纪30
8、年代预应力钢筋混凝土的出现，被称为是混凝土的第二次革命。 70年代出现的混凝土外加剂，认为是混凝土的第三次革命。 为了适应将来的建筑向高层，超高层，大跨度发展，以及向地下和海洋开发，混凝土今后的发展方向是：快硬，高强，轻质，高耐久性，多功能和节能。混凝土的发展：混凝土的发展：返回4.2 4.2 水泥混凝土的骨料及拌和、养护用水水泥混凝土的骨料及拌和、养护用水4.2.1 细骨料（砂）细骨料（砂）细骨料是粒径为0.154.75mm的骨料。细骨料有天然砂（河砂、海砂、山谷砂等）和人工砂（含6%12%粒径小于0.15mm的石粉），其中以河砂的质量最好。砂的分类：砂的分类：砂天然砂人工砂碎石经机械轧碎筛
9、选而成，富棱角， 杂质少，但细粉多。 同时加工成本较高。海砂含贝壳碎片、可溶性盐类等；河砂圆滑、坚固，杂质少， 属上等砂；山砂多棱角，粘聚性比河砂好， 含泥土和有机杂质较多。影响砂质量的因素： 颗粒形状及表面特征； 有害杂质； 砂的粗细程度及颗粒级配； 砂的物理性质。（一）颗粒形状及表面特征1、山谷砂和人工砂的颗粒多棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，砼强度较高，但拌和物的流动性较差。2、河砂和海砂的颗粒少棱角，表面光滑，与水泥粘结较差，砼强度较低，但拌和物的流动性较好。（二）有害杂质有害杂质：云母、粘土、淤泥、有机物、化合物、 轻物质等。(1)粘土和云母：它们粘附于砂表面或夹杂其中，水泥与砂的粘
10、结强度，混凝土强度、抗渗性和抗冻性，收缩。(2)有机质、硫化物、氯化物及硫酸盐：它们对水泥有腐蚀作用，从而影响混凝土的性能。氯化物对钢筋具有腐蚀作用。 民用建筑用砂符合普通砼用砂质量标准及检验方法；水工砼用砂符合水工砼施工规范；水运工程砼用砂符合水运工程混凝土施工规范。 砂石中有害物质含量限值（砂石中有害物质含量限值（GB/T1468414685-2001）细集料细集料粗集料粗集料项项 目目类类类类类类类类类类类类云母云母(%)1.02.02.0硫化物与硫酸盐含量硫化物与硫酸盐含量(按按SO3质量计，质量计，%)0.50.50.50.51.01.0有机物含量有机物含量(比色法比色法)合格合格合
11、格合格合格合格合格合格合格合格合格合格轻物质轻物质()1.01.01.0氯化物氯化物(以以Cl，%)0.010.020.06泥泥(%)1.03.05.00.51.01.5泥块泥块(%)01.02.000.50.7坚固性质量损失坚固性质量损失(%)88105812针片状含量针片状含量(%)51525压碎指标压碎指标(%)12/1016/2016/30注：卵石注：卵石/碎石碎石（三）砂的粗细程度与颗粒级配 1、砂的粗细程度 砂的粗细程度是反映不同粒径的砂粒，混合后的总体粗细程度。 砂的粒径，比表面积，包裹砂所需水泥浆。因此，在满足条件下，尽量采用粗一些的砂，可节约水泥；但砂过粗，由于粗颗粒砂对石子
12、的粘聚力较低，会引起拌合物产生离析、分层。 细度模数（ ）是指不同粒径的砂粒混在一起后的平均粗细程度，用来表示砂的粗细程度。f11654321005)(AAAAAAAfA1、A2、A3、A4、A5、A6分别为用4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm各筛上累计筛余百分率。细度模数F.M粗砂 = 3.73.1；中砂 = 3.02.3；细砂 = 2.21.6；特细砂 = 1.50.7；拌制砼以中砂为宜，普通砼用砂的细度模数为3.71.6。ffff2、砂的颗粒级配砂的颗粒级配指砂不同大小颗粒的搭配情况。 单一粒径两种粒径多种粒径颗粒级配示意图级配好的砂应是大颗粒砂的空隙被中等颗
13、粒砂所填充而中等颗粒砂的空隙被小颗粒砂所填充，依次填充使骨料的空隙率最小。级配良好的砂可减少水泥浆，节约水泥，提高混凝土拌合物的流动性和粘聚性，提高混凝土的密实度及混凝土的强度和耐久性,减少徐变和收缩。砂的级配常用各筛上累计筛余量百分率来表示，共分为I、II、III区级，级配较好的砂应处于同一区间。拌制砼应优先选择区的砂。筛孔尺寸筛孔尺寸(mm)累计筛余累计筛余()区区区区区区9.54.752.361.180.600.300.1501003556535857195801009001002505010704192701009001001502504016855510090砂的颗粒级配区砂的颗粒级
14、配区注：各筛超出的总量不应大于5%。III 区II 区I 区砂 子 级 配 曲 线图累积筛余（%）筛孔尺寸（mm）0204060801009.54.752.361.180.600.300.15（四）砂的物理性质1、砂的视密度、堆积密度及空隙率（1）砂的视密度反映砂的密实程度一般砂：视=2.5g/cm3石英砂：视=2.62.7 g/cm3（2）砂的堆积密度： 自然状态： = 14001600kg/m3 密实堆积： = 16001700kg/m3（3）空隙率 天然河砂的空隙率为40%45% 级配良好河砂的空隙率47%2、砂的含水状态及饱和面干吸水率（1）含水状态 干燥状态：在不超过110的温度下烘
15、干至恒重，砂含水率为零。气干状态：砂含水率与大气湿度相互平衡时的状态。 饱和面干状态：砂子表面干燥而内部孔隙含水达到饱和时的状态。饱和面干砂既不从砼拌合物中吸取水分，也不放出水分，配制砼较好。 湿润状态：砂子不仅内部孔隙含水饱和，而且表面也吸附一层自由水。干燥状态气干状态饱和面干状态湿润状态砂的含水状态（2）饱和面干吸水率 饱和面干砂的含水率称为饱和面干吸水率，简称吸水率。砂的颗粒越坚实，吸水率就越小，品质就越好。 工民建按干燥状态砂（含水率0.5%）及石子（含水率5mm的骨料。常用的粗骨料有卵石和碎石。（一）颗粒形状及表面特征较理想的颗粒形状：三维长度相等，相近的球形或立方体颗粒。较差的颗粒
16、形状：三维长度相差较大的针、片状颗粒。1、碎石表面粗糙，与水泥石的粘结能力强，砼强度高，但和易性差。2、卵石表面光滑，棱角少，与水泥石的粘结能力差，但和易性好。3、针状、片状的颗粒使空隙率增大，内摩擦力大，受力时易折断，降低混凝土拌合物的流动性及混凝土的强度与耐久性。对于高强和大流动性混凝土需严格限制其含量。 针状颗粒：颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的2.4陪； 片状颗粒：颗粒厚度小于平均粒径的0.4陪。（二）有害杂质 有害杂质：粘土、淤泥、细屑、有机物、硫化物、硫酸盐等。 民用建筑应符合普通砼用碎石或卵石质量标准为检验办法；水工砼应符合水工砼施工规范 ；水运工程砼用砂符合水运工程混凝土
17、施工规范（三）最大粒径及颗粒级配1、最大粒径（DM）（1）定义 DM是粗骨料公称粒径级的上限值。 DM愈大，骨料的空隙及表面积愈小，水泥用量愈小，砼愈密实，水化热愈小，收缩愈小。 公称粒径：用以表示符合某种合理级配范围的骨料尺寸大小。（2）砼最大粒径选择的影响因素 强度 当DM 40， DM ，低强度的砼强度上升，高强度的砼强度反而降低。 大体积的砼结构： DM =80150mm， 普通砼： DM =2040mm。 体积 耐久性 骨料最大粒径大者对混凝土的抗冻性、抗渗性也有不良的影响，尤其会显著降低混凝土的抗气蚀性能。 其它因素DM 结构最小截面尺寸的l/4DM 最小钢筋净距的3/4 DM 板
18、厚的l/22、颗粒级配：指大小不同颗粒的搭配程度。连续级配(连续粒级):颗粒由小到大，每一级粗骨料都占有一定的比例，且相邻两级粒径相差较小(比值小于2)。连续级配的空隙率较小，适合配制各种混凝土，尤其适合配制流动性大的混凝土间断级配：粒径不连续即中间缺少12级的颗粒，且相邻两级粒径相差较大(比值约为56)。间断级配的空隙率最小，有利于节约水泥用量，但由于骨料粒径相差较大，使混凝土拌合物易产生离析、分层，造成施工困难。单粒级：由一个粒级组成，空隙率最大，不宜单独使用。（1）砼级配确定方法（2）超、逊径石子的允许含量超径：某一级石子中混杂有超过这一级粒径的石子。超径石子含量不大于5%逊径：某一级石
19、子中混杂有小于这一级粒径的石子。逊径石子含量不大于10%。（3）表示方法：筛分析法级级配配情情况况 公公 称称粒粒 级级（mm）累计筛余（）累计筛余（）筛孔尺寸（方孔筛）（筛孔尺寸（方孔筛）（mm）2.551016202531.540506380100连连续续粒粒级级5109510080100015051695100851003060010052095100901004080010052595100901003070050531.59510090100709015450505409510075903065050单单粒粒级级1020951008510001501631.5951008510001
20、0020409510080100010031.5639510075100457501004080951007010030600100碎石或卵石的颗粒级配范围碎石或卵石的颗粒级配范围（四）物理力学性质1、视密度、堆积密度及空隙率 我国石子的视密度平均为2.68 g/cm3 ，最大的达3.15 g/cm3 ，最小为2.50 g/cm3 ，一般要求粗骨料的视密度不小于2.55 g/cm3 。球形或立方体形状的颗粒且级配良好的粗骨料堆积密度较大，空隙较小。 2、吸水率 粗骨料的颗粒越坚实，空隙率越小，其吸水率越小，品质也越好。吸水率过大，将降低混凝土的软化系数，也降低混凝土的抗冻性。粗骨料的吸水率2.
21、5%3、强度 粗骨料的强度可用岩石立方体强度或压碎指标两种方法进行检验。（1）将试件（5050 50）mm3在水饱和状态下测定其极限抗压强度。极限抗压强度 / 砼强度不小于1.5，且极限抗压强度：岩浆岩不小于80MPa，变质岩不小于60MPa，沉积岩不小于30MPa。（2）压碎指标将一定质量气干状态下粒径1020mm的石子装入标准圆筒内，放在压力机上，在35min内均匀加载达200KN，其压碎的细粒（小于2.5mm）占试样重量的百分率为压碎指标。4、坚固性 有抗冻、耐磨、抗冲击性能要求的砼所用粗骨料，要求测定其坚固性。对严寒及寒冷地区室外且处于干湿变换的砼，粗骨料经五次循环的质量损失应不大于5
22、%。其它条件下的砼骨料经五次循环后的质量损失应不大于12%。4.2.3 混凝土拌和及养护用水混凝土拌和及养护用水 凡可饮用的水均可拌制和养护砼，不可用海水、未经处理的工废水、污水及沼泽水。 不用含有油脂、糖类的水，污水、PH4、含硫酸盐不用，海水一般不用。 缺乏淡水时，可用海水拌制素砼，钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土不能用海水拌制。、即主要限制224SSOClpH混凝土的主要技术性质包括：混凝土的主要技术性质包括：混凝土拌合物的和易性、凝结时间；硬化混凝土的强度、变形及耐久性。4.3.1 4.3.1 混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性1、定义、定义 和易性是砼拌合物的施工操作（拌合、运输、
23、浇灌、捣实）的难易程度和抵抗离析作用程度并能获得质量均匀，密实砼的性能。 和易性包含流动性、（均匀稳定性）黏聚性、保水性。 和易性良好的混凝土拌合物除具有一定的稠度，易于成型外，还应在搅拌后，直至成型结束，组成材料都能保持在混凝土中均匀分布，即粘聚性和保水性。对于均匀稳定性较差的混凝土拌合物在静置、运输、浇注和捣实的过程中都可能发生离析和泌水。 离析是指拌合物中大颗粒和细颗粒间产生分离的现象。对于流动性较大的混凝土拌合物，因各组分粒度及密度不同，易引起砂浆与石子间的分层离析现象。对于硬性或少砂的混凝土拌合物，若装卸及浇注方法不当，也会发生离析现象。 泌水是指拌合水按不同方式从拌合物中分离出来的
24、现象。固体材料在混凝土拌合物中下沉使水被排出并上升至表面，使表面形成浮浆；有些水达钢筋及粗骨料下沿而停留；有些水通过模板接缝渗漏；都是泌水的表现。2、和易性的含义和易性的含义（1）流动性）流动性 流动性是砼拌和物在自重或施工振捣的作用下，产生流动，并均匀、密实地填满模型的性能。 流动性反映拌和物的稀稠，关系着施工振捣的难易和浇筑的质量。（2）黏聚性（抗离性）黏聚性（抗离性） 粘聚性是砼拌合物在施工过程中互相之间有一定粘聚力，不发生分层、离析、泌水，保持整体均匀的性能。 黏聚性不好的拌合物，砂浆与石子容易分离，振捣后会出现蜂窝、空洞等现象，严重影响工程质量。（3）保水性）保水性 保水性是砼拌合物
25、保持水分不易析出的能力。保水性差会降低砼的强度和耐久性。 砼拌合物中的水，一部分是保证水泥水化所需水量，另一部分是为使砼拌合物具有足够流动性，便于浇捣所需的水量。三者之间相互关联又互相矛盾： 粘聚性好，保水性一般也好，但流动性可能差。增大流动性，粘聚性、保水往往变差。三方面统一即和易性好。流动性、黏聚性和保水性的关系：流动性、黏聚性和保水性的关系：3、和易性的测、和易性的测定定（1 1）坍落度法）坍落度法 坍落度法是用来测定混凝土拌合物在自重力作用下的流动性，适用于流动性较大的混凝土拌合物。适用条件： SL10mm Dmax40mm 测定方法： 流动性：坍落度。 粘聚性：用捣棒轻击锥体侧面，如
26、整体缓慢均匀下沉，则粘聚性良好，如突然崩塌或石子离析，则差。 保水性：如锥体底部有较多稀水泥浆或水析出，或因失浆而使骨料外露，则保水性差。 坍落度（T或SL）大于10mm的称为塑性混凝土，其中，坍落度在1030mm的常称为流动性混凝土；坍落度小于10mm的称为干硬性混凝土。(二二)维勃稠度法维勃稠度法 维勃稠度法用来测定混凝土拌合物在机械振动力作用下的流动性，适用于流动性较小的混凝土拌合物。适用条件： SL10mm Dmax40mm VB= 530s测定方法： 测定当透明圆盘的底面刚刚被水泥浆所布满时所经历的时间(以s计)，称为维勃稠度VB。透明有机玻璃板导杆混凝土锥振动台(三三)混凝土拌合物
27、流动性的级别混凝土拌合物流动性的级别坍落度级别坍落度级别维勃稠度级别维勃稠度级别级别级别名称名称SL（mm）级别级别名称名称VB（s）T1低塑性砼低塑性砼1040V0超干硬性砼超干硬性砼31T2塑性砼塑性砼5090V1特干硬性砼特干硬性砼3021T3流动性砼流动性砼100150V2干硬性砼干硬性砼2011T4大流动性砼大流动性砼160V3半干硬性砼半干硬性砼1054、影响混凝土拌合物和易性的因素、影响混凝土拌合物和易性的因素（1）水泥浆含量的影响 水泥浆稀稠不变（W/C不变）时，水泥浆愈多，流动性愈大。但水泥浆过多，将出现流浆现象，使粘聚性变差，影响强度和耐久性；过少，则不能填满骨料空隙或不能
28、很好包裹骨料表面，产生崩坍现象，粘聚性变差。 混凝土内水泥浆的含量，以使混凝土拌合物达到要求的流动性为准，不应任意加大。4、影响混凝土拌合物和易性的因素、影响混凝土拌合物和易性的因素（2）含砂率的影响砂率是指砂的质量占砂、石总质量的百分数。砂率过小，不能形成砂浆润滑层，流动性差，影响粘聚性、保水性。砂率过大，骨料孔隙率及总表面积大，当水灰比及水泥用量一定时，使拌合物干稠，流动性低；当流动性一定时，使水泥用量显著增大。%100000gsssmmm砂率与水泥用量的关系砂率与坍落度的关系坍落度为常数C、W/C为常数砂率（%）合理2水泥用量（kg/m ）坍落度（mm）合理砂率（%）砂率与水泥用量的关系
29、砂率与坍落度的关系坍落度为常数C、W/C为常数砂率（%）合理2水泥用量（kg/m ）坍落度（mm）合理砂率（%） 合理砂率：是在水灰比及水泥用量一定的条件下，能使砼拌合物在保持粘聚性和保水性良好的前提下，获得最大流动性的含砂率。4、影响混凝土拌合物和易性的因素、影响混凝土拌合物和易性的因素（3）水泥浆稀稠的影响 水泥浆的稠度由水灰比W/C决定。W/C过小，水泥浆干稠，拌合物的黏聚性较好，泌水较少，但流动性过低，施工困难；W/C过大，使砼拌合物的粘聚性和保水性不良，产生流浆、离析，影响强度。 普通混凝土的常用水灰比一般在0.400.75范围内，常取0.63。“需水量定则需水量定则”或或“恒定用水
30、量定则恒定用水量定则” 用水量一定时，小范围调整水泥用量对混凝土流动性影响不大。当W/C稍减小时，水泥浆较稠，流动性减小，黏聚性好，可采用较小砂率值增大流动性以补偿由于水泥浆较稠减少的流动性。当W/C稍增大时，水泥浆较稀，流动性变好，黏聚性差，可采用较大砂率值减小流动性以抵消由于水泥浆较稀增加的流动性。4、影响混凝土拌合物和易性的因素、影响混凝土拌合物和易性的因素（4）浆骨比 水泥浆与骨料的数量比称为浆骨比。 在骨料量一定的情况下，浆骨比的大小可用水泥浆的数量表示，浆骨比愈大，表示水泥浆用量愈多。在混凝土拌合物中，水泥浆赋予拌合物以流动性，是影响拌合物稠度的主要因素。在水泥浆稠度（即水灰比）一
31、定时，增加水泥浆数量，拌合物流动性随之增大。但水泥浆过多，不仅不经济，而且会使拌合物均匀稳定性变差，出现流浆现象。4、影响混凝土拌合物和易性的因素、影响混凝土拌合物和易性的因素（5）其他因素的影响 如：水泥品种、掺合料品种及掺量、骨料种类、骨料粒形及级配、混凝土外加剂品种及掺量以及混凝土搅拌工艺和环境温度等。A、水泥对和易性的影响、水泥对和易性的影响 水泥品种不同，需水量不同。水泥品种不同，需水量不同。 普通水泥普通水泥流动、保水性好流动、保水性好 矿渣水泥矿渣水泥流动性大，粘聚性差，易泌水流动性大，粘聚性差，易泌水 火山灰水泥火山灰水泥流动性显著降低，粘聚性、保水性好。流动性显著降低，粘聚性
32、、保水性好。B、骨料对和易性的影响、骨料对和易性的影响 骨料性质对和易性影响较大 a、级配良好的骨料。空隙率小，和易性好。 b、表面越粗糙，和易性越差。（碎石比卵石和易性差。） c、细度越细，比表面积越大，流动性变小。（细砂比粗砂流动性小。） C、外加剂、外加剂 在拌制混凝土时，掺用外加剂（减水剂、引气剂）能使混凝土拌合物在不增加水泥和水用量的条件下，显著地提高流动性，且具有较好的均匀稳定性。 此外，由于混凝土拌和后水泥立即开始水化，使水化产物不断增多，游离水逐渐减少，因此拌合物的流动性将随时间的增长不断降低。而且，塌落度降低的速度随温度的提高而显著加快。 改善和易性的措施改善和易性的措施 (
33、一一)改善流动性的措施改善流动性的措施 (1)尽可能选用较粗大的粗、细骨料；尽可能选用较粗大的粗、细骨料； (2)采用杂质含量少，级配好的粗、细骨料；采用杂质含量少，级配好的粗、细骨料； (3)尽量降低砂率；尽量降低砂率； (4)在上述基础上，如流动性小，保持在上述基础上，如流动性小，保持W/C不变，增加水泥不变，增加水泥浆；如流动性大，则保持浆；如流动性大，则保持Sp不变，增加不变，增加S、G。 (5)掺加减水剂。掺加减水剂。 (二二)改善粘聚性和保水性的措施改善粘聚性和保水性的措施 (1)选用级配良好的粗、细骨料，并选用连续级配；选用级配良好的粗、细骨料，并选用连续级配； (2)适当限制粗
34、骨料适当限制粗骨料Dmax，避免用过粗的细骨料；，避免用过粗的细骨料； (3)适当增大砂率或掺加粉煤灰等掺合料；适当增大砂率或掺加粉煤灰等掺合料； (4)掺加引气剂。掺加引气剂。5、混凝土拌合物流动性指标的选择、混凝土拌合物流动性指标的选择 流动性大，则易于施工，但水泥用量大，且混凝土拌合流动性大，则易于施工，但水泥用量大，且混凝土拌合物易产生离析、分层。因此，选择流动性的原则是在满足物易产生离析、分层。因此，选择流动性的原则是在满足施工条件及保证密实成型的前提下，尽可能选择较小的流施工条件及保证密实成型的前提下，尽可能选择较小的流动性。动性。工程中根据混凝土构件的截面最小尺寸、配筋疏密工程中
35、根据混凝土构件的截面最小尺寸、配筋疏密及成型捣实方法来选择。及成型捣实方法来选择。构件种类构件种类坍落度坍落度基础或地面、无筋或配筋稀疏的结构1030梁、板、柱3050配筋密列的结构5070配筋特密的结构7090工业与民用建筑工程普通混凝土浇筑时的坍落度工业与民用建筑工程普通混凝土浇筑时的坍落度建筑物性质建筑物性质标准圆锥坍落度标准圆锥坍落度水工素混凝土或少筋混凝土1040配筋率不超过1%的钢筋混凝土3060配筋率超过1%的钢筋混凝土5090水工混凝土拌合物在浇筑地点的坍落度水工混凝土拌合物在浇筑地点的坍落度（mm）混凝土种类混凝土种类坍落度坍落度素混凝土1030配筋率不超过1.5%的钢筋混凝
36、土、预应力混凝土3050配筋率不超过1.5%的钢筋混凝土、预应力混凝土5070水运工程混凝土坍落度选用值水运工程混凝土坍落度选用值（mm）4.3.2 混凝土拌合物的凝结时间混凝土拌合物的凝结时间初凝时间表示施工时间的极限；终凝时间表示力学强度开始快速发展。砼拌合物的凝结时间与所采用的水泥的凝结时间并不相等。水泥品种，环境温度、湿度、掺和料、外加剂、水泥的水化反应是影响砼凝结时间的主要因素。（1）在环境的温度、湿度条件相同且掺合料、外加剂也相同的条件，砼所用水泥的凝结时间长，则砼拌合物凝结时间也相应较长。混凝土拌合物的凝结时间混凝土拌合物的凝结时间（2）砼的水灰比越大，拌和物的凝结时间越长。（3
37、）掺粉煤灰、缓凝剂，凝结时间增长。（4）混凝土所处环境温度高，拌和物凝结时间缩短。5.3.3 混凝土的强度混凝土的强度 混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等，其中抗压强度最大，砼也主要用于承受压力。 一般来说，砼的强度越高，其刚性、不透水性、抗风化和某些介质的能力越高。 我们通常用砼的强度来评定和控制砼的质量。混凝土抗压强度分为轴心抗压强度和立方体抗压强度。一、混凝土的受力破坏形式及过程一、混凝土的受力破坏形式及过程 (一一)破坏形式破坏形式 界面破坏界面破坏 水泥石破坏水泥石破坏 骨料破坏骨料破坏 (二二)破坏过程破坏过程 受力前：由于水化热、干燥收缩及泌水等原因，混凝土
38、受力前：由于水化热、干燥收缩及泌水等原因，混凝土在受力前就在水泥石中存在有微裂纹，特别是在骨料的表面在受力前就在水泥石中存在有微裂纹，特别是在骨料的表面处存在有部分界面微裂纹。处存在有部分界面微裂纹。 受力后：在微裂纹处产生应力集中，使这些微裂纹不断受力后：在微裂纹处产生应力集中，使这些微裂纹不断扩展、增多、汇合、连通，最终形成若干条可见的裂缝而使扩展、增多、汇合、连通，最终形成若干条可见的裂缝而使混凝土破坏。混凝土破坏。 通过显微镜观测混凝土的受力破坏过程，可分为四个阶通过显微镜观测混凝土的受力破坏过程，可分为四个阶段：段： 1007090 30 0/f (%) 0BACD-界面裂纹无明显变
39、化；界面裂纹无明显变化；-界面裂纹增长，无明显界面裂纹增长，无明显砂浆裂纹砂浆裂纹-出现砂浆裂纹和连续裂出现砂浆裂纹和连续裂纹；纹；-连续裂纹迅速扩展连续裂纹迅速扩展, ,汇汇合合, ,贯通；贯通；-裂纹缓慢增长；裂纹缓慢增长；-裂纹迅速增长裂纹迅速增长二、混凝土的立方体抗压强度与强度等级二、混凝土的立方体抗压强度与强度等级 (一一)混凝土的立方体抗压强度混凝土的立方体抗压强度fcu 150*150*150mm试件，标养试件，标养(202，相对湿度，相对湿度95%)28d的的抗压强度值，称立方体抗压强度抗压强度值，称立方体抗压强度fcu，简称抗压强度。，简称抗压强度。 100、200mm的非标
40、试件的换算系数为的非标试件的换算系数为0.95、1.05。 (二二)混凝土的强度等级混凝土的强度等级fcu,k 混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值划分。混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值划分。 混凝土的立方体抗压强度标准值混凝土的立方体抗压强度标准值(简称抗压强度标准值简称抗压强度标准值)是测得是测得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%，或具有，或具有95%强度强度保证率保证率的抗压强度值。混凝土的强度等级用的抗压强度值。混凝土的强度等级用符号符号C和立方体抗压强度标准值来表示，如和立方体抗压强度标准值来表
41、示，如C30。2(N/mm )cccc,kP5%P95%概率密度ccf三、混凝土的轴心抗压强度三、混凝土的轴心抗压强度fcp(棱柱体抗压强度棱柱体抗压强度) 150150300mm试件标养试件标养28d的抗压强度值。的抗压强度值。 混凝土结构设计中计算轴心受压构件时，取混凝土结构设计中计算轴心受压构件时，取fcp 。 fcp=(0.70.8)fcu考虑到结构中混凝土强度与试件强度考虑到结构中混凝土强度与试件强度的差异，通常取的差异，通常取0.67. 原因:“环箍效应”，试件在上下两块压板的摩擦力约束下，侧向变形受到限制，其影响高度大约为试件边长的0.866倍。立方体试件整体受到环箍效应的限制，
42、测得强度相对较高；而棱柱体试件的中间区域未受到“环箍效应”的影响，属纯压区，测得的强度相对较低。当钢压板与试件之间涂上润滑剂后，摩擦阻力减小，环箍效应减弱，立方体抗压强度与棱柱体抗压强度趋于相等。APfts2式中式中 P破坏荷载，破坏荷载，N； A试件受劈面的面积，试件受劈面的面积，mm2四、混凝土的抗拉强度四、混凝土的抗拉强度f t试验表明：试验表明： f t（0.80.9） fts混凝土属于脆性材料，混凝土属于脆性材料，ft=(1/101/20)fcu，在无试验资料时，在无试验资料时，ft可通过可通过fcu估算：估算： 3/223. 0cutff 拉应力压应力+-24134FF 劈拉强度劈
43、拉强度fts，150*150*150mm试件标养试件标养28d。混凝土的抗拉强度很低，一般约为抗压强度的1/101/20。五、影响混凝土强度的因素：五、影响混凝土强度的因素： 水泥强度与水灰比骨料种类及级配养护条件与龄期施工因素外加剂与掺合料等(一一)水泥强度等级与水灰比（主要因素）水泥强度等级与水灰比（主要因素） 一般塑性混凝土的水灰比在0.400.75之间，而水泥完全水化所需的化学结合水一般只占水泥质量的25%作用。 水泥强度愈高，混凝土强度愈高；水灰比愈大，混凝土强度愈低。混凝土强度主要取决于水泥石强度和界面粘结强度。混凝土强度主要取决于水泥石强度和界面粘结强度。对普通混凝土，水泥强度是
44、混凝土强度的1.52.0倍；对高强混凝土，水泥强度是混凝土强度的1.01.5倍。砼强度f强 度 与 灰 水 比 的 关 系强 度 与 水 灰 比 的 关 系砼强度f灰 水 比 C/W机 械 振 捣人 工 捣 实完 全 密 实 的 砼不 完 全 密 实 的 砼水 灰 比 W/C混凝土强度与水灰比及灰水比的关系（原料一定）式中式中 f28(fcu)混凝土混凝土28d的强度的强度 fce水泥的实际强度。水泥的实际强度。 fceKc fce,g， Kc水泥强度富余系数水泥强度富余系数1.01.13， fce,g水泥强度等级。水泥强度等级。 碎石碎石:a=0.46 b=0.07 卵石卵石: a=0.48
45、 b=0.33)WC(fffbceacu28保罗米公式：保罗米公式：当所采用的水泥强度等级或实际强度已知，欲配制某强度混凝土时，可以估计应采用的水灰比值；当已知所采用的水泥强度等级及水灰比值时，可以估计出混凝土在标准养护条件下28d龄期可能达到的强度。(二二)骨料的品种、规格、质量、级配骨料的品种、规格、质量、级配骨料中有害杂质过多或品质低劣时，将降低混凝土的强度；表面粗糙并富有棱角的碎石骨料，与水泥石的黏结较好，且骨料颗粒间有嵌固作用，故所配制的混凝土强度较高；骨料级配良好，砂率适当时，砂石骨料填充密实，混凝土强度也较高；382113411010080604020龄期/d抗压强度/%2821
46、1475310 砼强度取决于水泥的水化状况，受养护条件及龄期影响。 养护条件是混凝土成型后的养护温度与湿度。 龄期是砼在正常养护条件下所经历的时间。在干燥的环境中，砼强度的发展会随水分的逐渐蒸发而减慢或停止。养护温度高时，硬化速度较快，养护温度低时，硬化比较缓慢，当温度低至0以下时，砼停止硬化，且有冰冻破坏的危险。(三三)温度、湿度与龄期温度、湿度与龄期28 龄期（d）抗压强度一直处于常温1d后受冻一直处于潮湿 保湿3d 保湿1d28 龄期（d）抗压强度混凝土在达到具有抗冻能力临界强度后，方可撤除保温措施。混凝土在达到具有抗冻能力临界强度后，方可撤除保温措施。环境湿度越高，水泥的水化程度越高，
47、强度越高。环境湿度越高，水泥的水化程度越高，强度越高。温度、湿度对混凝土强度的影响：温度、湿度对混凝土强度的影响： 砼浇筑后，应在12小时内进行覆盖草袋，塑料薄膜等； 使用硅酸盐、普通水泥、矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，浇水养护时间应不小于7d； 使用火山灰水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或掺缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，浇水养护应不小于14天。 干燥条件下，浇水养护不得少于21d；平均温度低于5时，不得浇水养护，可涂刷保护膜，防止水分蒸发。 在正常养护条件下，砼的强度将随龄期的增长而不断发展。最初714d强度发展较快，28d可达到设计强度，强度发展可持续数十年之久。龄期7d28d3m6m1y2y45
48、y20y强度0.60.7511.251.51.7522.253各龄期混凝土强度的增长值根据经验，砼强度与龄期的对数成正比：fn / f28 = lg n / lg 28fn 砼 n d 龄期的抗压强度，MPaf28 砼28d 龄期的抗压强度，Mpa n 养护龄期，n 3d2828lglgnnffflgnfnf28lg28lgn(四四)施工因素的影响施工因素的影响 搅拌愈均匀，振捣愈密实，砼强度愈高，反之砼强度愈低，机械振捣比人工振捣更充分、均匀，砼强度更高。(五五)外加剂与掺合料外加剂与掺合料 掺入早强剂可提高砼的早期强度； 掺入减水剂、硅粉可提高砼的各凝期的强度； 掺入粉煤灰、矿渣可使砼的早
49、期强度降低，但后期强度提高。六、提高砼强度和促进砼强度发展的措施六、提高砼强度和促进砼强度发展的措施1、采用高标号和快硬早强类水泥2、采用低水灰比的干硬性砼3、加强养护：蒸汽、蒸压养护 4、采用机械搅拌和振捣5、掺入砼外加剂、掺合料5.3.4 混凝土的变形与抗裂性混凝土的变形与抗裂性一、化学变形一、化学变形 混凝土在凝结硬化过程中，由于水泥水化产物的体积小于反混凝土在凝结硬化过程中，由于水泥水化产物的体积小于反应物应物(水泥与水水泥与水)的体积，导致混凝土收缩，称化学收缩的体积，导致混凝土收缩，称化学收缩( (不可恢不可恢复复) )。一般。一般40d内趋向稳定。化学收缩一般对混凝土结构没有破内
50、趋向稳定。化学收缩一般对混凝土结构没有破坏作用。坏作用。二、二、塑性收缩塑性收缩 混凝土未硬化前因表面水分蒸发而引起的收缩。在表面产生混凝土未硬化前因表面水分蒸发而引起的收缩。在表面产生很大的湿度梯度，从而导致混凝土表面开裂。高强和高性能混凝很大的湿度梯度，从而导致混凝土表面开裂。高强和高性能混凝土非常容易发生塑性开裂。土非常容易发生塑性开裂。 若混凝土拌合料泌水严重则可引起混凝土产生整体沉降，称若混凝土拌合料泌水严重则可引起混凝土产生整体沉降，称塑性沉降。塑性沉降。 三、自收缩三、自收缩 由于水泥水化消耗水分，使混凝土内部的相对湿度降低，造由于水泥水化消耗水分，使混凝土内部的相对湿度降低，造
