1、华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学建筑材料检测培训课件建筑材料检测培训课件第03章 水泥第08章 混凝土第09章 建筑砂浆第16章 沥青及沥青混合料1华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学几个基本认识 材料科学是研究材料科学是研究物质的物质的组成、结构与性组成、结构与性能能之间的关系与规律之间的关系与规律的一门科学。的一门科学。重点是组成、结构对重点是组成、结构对哪些性能哪些性能的影响。的影响。通过通过标准规范的标准规范的实验方法和手段实验方法和手段来表征来表征和比较材料在和比较材料在性能性能上的优劣。上的优劣。2华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学强度机理宏观结构微观结构化学组成
2、组成结构3华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学工艺性质力学性质化学性质物理性质基本性质4华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学技术标准数据处理计算方法试验方法实验和计算5华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学坏好经济指标劣优技术指标工程应用6华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学技术性质与指标技术性质与指标物理性质物理性质化学性质化学性质力学性质力学性质耐久性质耐久性质工艺性质工艺性质材料的组成材料的组成化学组成化学组成矿物组成矿物组成材料的结构材料的结构晶体晶体非晶体非晶体胶体胶体材料试验方法材料试验方法技术标准技术标准材料的构造材料的构造密实度密实度孔隙状态孔隙状态聚集状态聚集状
3、态均匀度均匀度工程应用工程应用材料的性能材料的性能材料的生产和产品材料的生产和产品7华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学第第3章章 水泥水泥8华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学a硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料b石膏石膏c混合材料混合材料1定义（定义（GB1752007）以硅酸盐水泥熟料和适量的以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏，及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料，称为通石膏，及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料，称为通用硅酸盐水泥（用硅酸盐水泥（Common portland cement）。）。（一）（一）定义、品种与代号定义、品种与代号9华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学2品种和
4、代号品种和代号 通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为：通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为：硅酸盐水泥硅酸盐水泥 Portland cement普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 Ordinary Portland Cement矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥 Portland Slag Cement 火山灰质硅酸盐水火山灰质硅酸盐水 Portland Pozzolan Cement粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥 Portland Fly ash Cement复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥 Composite Portland Cement 10华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学品种品种代
5、号代号组分（质量分数）组分（质量分数）熟料石膏熟料石膏粒化高炉粒化高炉矿渣矿渣火山灰质火山灰质混合材料混合材料粉煤灰粉煤灰石灰石硅酸盐水泥硅酸盐水泥P PI I100P PIIII955955普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥P PO O80且且955且且20矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥P PS SA A50且且8020且且50P PS SB B30且且5050且且70火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥P PP P60且且8020且且40粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥P PF F60且且8020且且40复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥P PC C60且且8020且且5011华中科技大学远程教学华中科
6、技大学远程教学 化学指标（%）碱含量：Na2O+0.658K2O计算值表示，为水泥的一项选择性指标品种代号不溶物烧失量三氧化硫氧化镁氯离子硅酸盐水泥PI0.753.03.55.00.06PII1.503.5普通硅酸盐水泥PO-5.0矿渣硅酸盐水泥PSA-4.06.0PSB-火山灰质硅酸盐水泥PP-3.56.0粉煤灰硅酸盐水泥PF-复合硅酸盐水泥PC-12华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学硅酸盐水泥熟料生料铁矿粉和粘土矿石灰石原料共同磨细调凝剂石膏磨细COFeOAlSiOCaOOFeOAlSiOCaO014503232232322生产工艺：生产工艺：“两磨一烧两磨一烧”（二）（二）硅酸盐水
7、泥的生产硅酸盐水泥的生产13华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 AFCOFeOAlCaOACOAlCaOSCSiOCaOSCSiOCaOFOFeAOAlSSiOCCaOC24323233222321450323243230还有少量还有少量游离氧化钙游离氧化钙、氧化镁氧化镁、碱性氧化物碱性氧化物等有害成份。等有害成份。（三）（三）主要矿物组成及水化特性主要矿物组成及水化特性1主要矿物组成主要矿物组成14华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学（三）（三）主要矿物组成及水化特性主要矿物组成及水化特性硅酸盐水泥熟料的化学成分及矿物成分含量硅酸盐水泥熟料的化学成分及矿物成分含量15华中科技大学远
8、程教学华中科技大学远程教学的固溶体与凝胶晶体晶体钙矾石晶体晶体凝胶水石膏6363124332314343233AHCCFHAHCAFmHCaSOACAFtHCaSOACCHHSCAFCACSCSC（三）（三）主要矿物组成及水化特性主要矿物组成及水化特性2水化特性水化特性（1）水泥的水化反应）水泥的水化反应16华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学（三）主要矿物组成及水化特性（三）主要矿物组成及水化特性水化产物的大致比例水化产物的大致比例 C-S-H70%CH 20%水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙 7%水泥完全水化的理论需水量水泥完全水化的理论需水量 约约22.7%17华中科技大学远程教学华中科技大
9、学远程教学 水泥石结构（固、液、气三相多孔体）水化硅酸钙、氢氧化锆、水化硫铝酸钙等 大量毛细孔、凝胶孔 孔隙中的水 影响水泥石强度及耐久性的主要因素 水化产物类型、比例（三）主要矿物组成及水化特性（三）主要矿物组成及水化特性18华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学Hydrated Cement Paste水化后的水泥浆体（水泥石）水化后的水泥浆体（水泥石）19华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学硅酸三钙水化14天后生成的水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。20华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学C C3 3S SC C2 2S SC C3 3A AC C4 4AFAF密度（密度（g/cm
10、g/cm3 3）3.253.253.283.283.043.043.773.77水化反应速率水化反应速率快快慢慢最快最快快快水化放热量水化放热量大大小小最大最大中中强度强度早早 期期高高低低低低低低后后 期期高高收缩收缩中中中中大大小小抗硫酸盐侵蚀抗硫酸盐侵蚀性性中中最好最好差差好好（2）水泥熟料中各主要矿物的特性）水泥熟料中各主要矿物的特性 21华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学材料性能试验的主要内容材料性能试验的主要内容1.依据依据试验规程试验规程2.目的与适用范围目的与适用范围3.仪具与材料仪具与材料4.方法与步骤（注意环境条件与要求）方法与步骤（注意环境条件与要求）5.计算（依据
11、相应计算公式进行）计算（依据相应计算公式进行）6.数据处理与报告数据处理与报告22华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学（四）通用硅酸盐水泥的技术性能检验（四）通用硅酸盐水泥的技术性能检验1 细度细度GB1752007规定，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的规定，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其比表面积不小于细度以比表面积表示，其比表面积不小于300 m2/kg。矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥的细度以矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥的细度以筛余表示，其筛余表示，其80m 方孔筛筛余不大于方孔筛筛余不大于10或或45m方孔筛方孔筛筛余不大于筛余不大于30。23
12、华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 水泥现场取样方法按照GB12573水泥取样方法进行。试验前的准备 密封存放于干燥容器 0.9mm方孔筛过筛 试验室温度 检测用水 所有材料应与试验室温度相同 24华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学负压筛法负压筛法25华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 要点要点 称量：称量：80m筛析试验应称取试样筛析试验应称取试样25g，45m筛析试筛析试验应称试样验应称试样10g，均精确至，均精确至0.01g。负压：可调范围为负压：可调范围为4000Pa 6000 Pa。标定：标定：80m或或45m试验筛在使用试验筛在使用100次后需重新次后需重新 标定
13、。标定。计算：试验筛修正系数（计算：试验筛修正系数（0.801.20）26华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学水泥比表面积法（勃氏法）水泥比表面积法（勃氏法）实验步骤：见教材实验步骤：见教材P8927华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学2凝结时间凝结时间 硅酸盐水泥硅酸盐水泥初凝时间：不得早于初凝时间：不得早于 45 min；终凝时间：不得迟于终凝时间：不得迟于 390 min；PO、PS、PP、PF、PC水泥水泥初凝时间：不得早于初凝时间：不得早于 45 min；终凝时间：不得迟于终凝时间：不得迟于 600 min；标准稠度用水量试验标准稠度用水量试验（弄懂其意义）（弄懂其意义）水泥
14、浆达到标准稠度时的用水量。以水和水泥的质水泥浆达到标准稠度时的用水量。以水和水泥的质量比量比P（%）表示。）表示。28华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学水泥标准稠度及凝结时间测定仪水泥标准稠度及凝结时间测定仪水泥标准稠度的意义水泥标准稠度的意义*为水泥凝结时间和安定性试验所为水泥凝结时间和安定性试验所需要的水泥浆确定用水量需要的水泥浆确定用水量P（%）*可比性可比性29华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 要点 标准水泥净浆搅拌机标准搅拌 一次性将适量水泥浆装入试模 抹平不能压实 试杆贯入时间30s，读试杆底端距底板之间距离（6mm1mm时为标准稠度水泥浆）整个操作应在搅拌后1.5m
15、in内完成。30华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学31华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学32华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 要点 试件制备同水泥标准稠度用水量试验 水泥完全加入水中时为“起始时间起始时间”标准养护箱养护，30min进行第一次测试 临近初凝时间，每隔5min（或更短）测一次初凝针沉至距底板初凝针沉至距底板4 41mm1mm时，为初凝时间。时，为初凝时间。试件翻转180o，标准养护箱养护 临近终凝时间每隔15min（或更短）测一次终凝针沉入试体终凝针沉入试体0.5mm0.5mm，无环形压痕时，为，无环形压痕时，为终凝时间。终凝时间。33华中科技大学远程教学华中
16、科技大学远程教学3体积安定性体积安定性（1）定义）定义水泥浆体水泥浆体硬化后硬化后产生产生不均匀的体积变化不均匀的体积变化(膨胀、翘曲、裂缝膨胀、翘曲、裂缝)称为体积安定性不良。（危害：造成称为体积安定性不良。（危害：造成混凝土膨胀破坏）混凝土膨胀破坏）（2）原因（水泥浆体硬化后的膨胀破坏）原因（水泥浆体硬化后的膨胀破坏）游离游离CaO和游离和游离MgO含量偏高（过烧）含量偏高（过烧）石膏石膏掺量过多（水泥硬化后继续反应生成掺量过多（水泥硬化后继续反应生成AFt ）23423CaO Al O3CaSO32H O34华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学3体积安定性体积安定性实验方法实验方法沸
17、煮法沸煮法雷氏夹法雷氏夹法和饼法和饼法只能测定游离只能测定游离CaO（fCaO）的影响的影响压蒸法压蒸法用于测定游离用于测定游离MgO（fMgO）的影响的影响35华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学雷氏夹雷氏夹沸煮箱沸煮箱雷氏夹膨胀测定仪雷氏夹膨胀测定仪36华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 要点 雷氏夹的准备（2个）标准稠度水泥浆一次成型并养护24h2h 测量雷氏夹指针尖端间的距离 A 按规定时间沸煮，并冷却至室温 测量雷氏夹指针尖端间的距离 C 分别计算2个试件的（CA）的平均值不大于5.0mm时，认定该水泥安定性合格。当2个试件的（CA）的平均值大于5.0mm时，用同一样品立即
18、重做一次试验。以复检结果为准。37华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学3体积安定性体积安定性（4）技术要求）技术要求沸煮法合格（只能检查沸煮法合格（只能检查fCaO）限定水泥中的氧化镁和水泥中的三氧化硫含量限定水泥中的氧化镁和水泥中的三氧化硫含量38华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学品种代号不溶物烧失量三氧化硫三氧化硫氧化镁氧化镁氯离子硅酸盐水泥PI0.753.03.55.00.06PII1.503.5普通硅酸盐水泥PO-5.0矿渣硅酸盐水泥PSA-4.06.0PSB-火山灰质硅酸盐水泥PP-3.56.0粉煤灰硅酸盐水泥PF-复合硅酸盐水泥PC-39华中科技大学远程教学华中科技大学远
19、程教学4水泥胶砂强度试验与强度等级水泥胶砂强度试验与强度等级定义定义 水泥和标准砂按水泥和标准砂按1:3重量比混合，加入重量比混合，加入0.5的水的水灰比的用水，按规定方法制成试件（灰比的用水，按规定方法制成试件（GB/T 176711999），在标准温度的水中养护，测定其在标准温度的水中养护，测定其3d、和和28d的强度。的强度。试件尺寸试件尺寸 4040160（mm）三联三联养护条件养护条件 201的水中的水中强度测试强度测试 3d、28d的抗折和抗压强度的抗折和抗压强度40华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学*称量称量450g水泥，水泥，225g水，水，1350g标准砂。标准砂。*标
20、准水泥胶砂搅拌机搅拌、成型。标准水泥胶砂搅拌机搅拌、成型。*标养标养24h脱模、编号、在脱模、编号、在201水中养护至龄期。水中养护至龄期。*测定、计算水泥胶砂试件的测定、计算水泥胶砂试件的3d、28d抗折、抗压强度。抗折、抗压强度。41华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学31.5tfFLRb水泥抗折强度：式中：Ft折断时施加于棱柱体中部的荷载，N；L支撑圆柱之间的距离，mm；b棱柱体正方形截面的边长，mmccFRA水泥抗压强度：式中：Fc破坏时的最大荷载，N；A受压部分面积，1600 mm242华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 结果判定结果判定 以一组三个棱柱体抗折强度结果的平均
21、值作为试验结果。当三个强度值中有超出平均值10时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。各试件的抗折强度记录至0.1MPa，计算精确至0.1MPa。以一组三个棱柱体上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值作为试验结果。当六个测定值中有一个超出六个平均值的10时，应剔除这个结果，以剩下五个测定值的平均值作为试验结果；如果五个测定值中再有超过它们五个平均值的10时，则此组试验结果作废。各个半个棱柱体试件的单个抗压强度记录至0.1MPa，计算精确至0.1MPa。43华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学通用硅酸盐水泥各龄期的强度要求通用硅酸盐水泥各龄期的强度要求通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥GB17
22、5200744华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学45华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 水泥胶砂流动度试验是将一定配合比的水泥胶砂，在规定振动状态下，通过测定其扩散范围来衡量其流动性。5水泥胶砂流动度试验水泥胶砂流动度试验46华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 要点要点 称量：水泥450g、标准砂1350g，水量按预定水灰比计算。规范成型。以每秒一次的频率，在25s1s内完成25次跳动。用卡尺测量胶砂底面相互垂直的方向上的扩散直径，精确至0.5mm。从胶砂加水开始到测量扩散直径结束，应在6min内完成。计算胶砂底面相互垂直的方向上的扩散直径测量结果的平均值，修约至整数，单位为
23、mm。47华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学48华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.1混凝土的组成材料 水泥 细集料 粗集料 水 矿物掺合料 外加剂普通混凝土普通混凝土高性能混凝土高性能混凝土49华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学混凝土的结构50华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学51华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学混凝土的缺陷 蜂窝 麻面 孔洞 露筋 缝隙 夹层 裂纹 空隙 孔隙52华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学混凝土性能的保证 工作性 强度 耐久性 体积稳定性 经济性 53华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 混凝土的主要性能有：混凝土的主要性
24、能有：混凝土拌合物性能、混凝土力混凝土拌合物性能、混凝土力学性能、混凝土长期性能和耐久性能。学性能、混凝土长期性能和耐久性能。混凝土拌合物性能包含：混凝土拌合物性能包含：稠度、凝结时间、泌水、表稠度、凝结时间、泌水、表观密度、含气量试验、配合比分析等。观密度、含气量试验、配合比分析等。混凝土力学性能包含：混凝土力学性能包含：混凝土抗压强度、混凝土抗拉混凝土抗压强度、混凝土抗拉强度、混凝土抗折强度、混凝土静力受压弹性模量等强度、混凝土抗折强度、混凝土静力受压弹性模量等 混凝土长期性能和耐久性能包含：混凝土长期性能和耐久性能包含：抗水渗透、抗冻试抗水渗透、抗冻试验、动弹性模量、抗氯离子渗透、收缩、
25、早期抗裂、验、动弹性模量、抗氯离子渗透、收缩、早期抗裂、徐变、碳化、抗压疲劳变形、抗硫酸盐侵蚀、碱徐变、碳化、抗压疲劳变形、抗硫酸盐侵蚀、碱骨骨料反应等料反应等8.2混凝土的主要性能混凝土的主要性能54华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.3 影响混凝土强度的主要因素水胶比胶凝材料强度,0/abcuabbfW Bff1水胶比和胶凝材料强度水胶比和胶凝材料强度55华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学普通混凝土配合比设计规程普通混凝土配合比设计规程 JGJ 55-2011,()MPacu oabbabbBffWWBf式中：混凝土的水胶比、回归系数胶凝材料28d胶砂抗压强度（）影响混凝土强
26、度的关键因素：影响混凝土强度的关键因素：胶凝材料强度胶凝材料强度和和水胶比水胶比56华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 粗粗骨料品种骨料品种系数系数碎石碎石卵石卵石 a a0.530.530.490.49 b b0.200.200.130.1357华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学28d bbfscefsfff当胶凝材料胶砂抗压强度无实测值时，可按下式计算：式中：粉煤灰影响系数 粒化高炉矿渣粉影响系数 可查表选用。58华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学普通混凝土配合比设计方法1.混凝土配制强度的确定2.混凝土强度标准差的确定3.确定水胶比4.确定用水量和外加剂用量5.确定胶凝
27、材料、矿物掺合料和水泥用量6.确定砂率7.确定粗细骨料用量8.混凝土的试配9.配合比的调整与确定59华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学2集料特性集料特性的影响的影响（1）影响因素）影响因素表面特征表面特征形状（近似立方、光圆、棒针、片状）形状（近似立方、光圆、棒针、片状）粗糙程度（影响表面粘结力）粗糙程度（影响表面粘结力）强度强度石料抗压强度石料抗压强度集料筒压强度集料筒压强度s 岩石抗压强度应是砼强度的岩石抗压强度应是砼强度的1.5倍以上倍以上60华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学骨料的最大粒径骨料的最大粒径愈大，混凝土的强度愈大，混凝土的强度愈小愈小特别是对水灰比特别是对水灰比
28、较低的中强和高强混较低的中强和高强混凝土凝土 61华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学（1）影响因素）影响因素级配级配密实骨架，空隙率小，内摩擦力大。密实骨架，空隙率小，内摩擦力大。s 级配好，水泥浆用量少；级配好，水泥浆用量少；s 集灰比集灰比/C对对C35以上的砼影响较大。以上的砼影响较大。杂质含量杂质含量粘土、有机物、轻物质等粘土、有机物、轻物质等s 影响集料表面粘结力、空隙率、耐久性。影响集料表面粘结力、空隙率、耐久性。62华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 cuabbababBffW通过公式中、（试验系数）来表征。除集料的形状以外，水泥的品种、集料的级配、粒度大小等都会对、
29、（试验系数）有影响。（3）集料状态对砼强度影响的表征）集料状态对砼强度影响的表征 骨料品种 系数 碎石 卵石 0.53 0.49 0.20 0.13ab63华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学3养护条件的影响养护条件的影响（1）温度（）温度（T）s T 水化加速水化加速 强度增长加快强度增长加快s 冰点以下冰点以下*水化停止；水化停止；*造成砼结构形成粗大孔隙和空隙；造成砼结构形成粗大孔隙和空隙；*集料界面粘结被破坏，砼强度大大下降；集料界面粘结被破坏，砼强度大大下降；*砼特别要防止早期受冻砼特别要防止早期受冻！64华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学硅酸盐水泥配制的混凝土硅酸盐水泥配
30、制的混凝土65华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学66华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学蒸汽养护（蒸汽养护（80 1000C，常压常压16 20hr）可达到标准强度的可达到标准强度的70%80%；早强，蒸养后即可拆模吊装；早强，蒸养后即可拆模吊装；适合于掺混合材的硅酸盐水泥；适合于掺混合材的硅酸盐水泥；（加速二次反应，提高砼的早期、后期强度）（加速二次反应，提高砼的早期、后期强度）不太适合硅酸盐和普通硅酸盐水泥；不太适合硅酸盐和普通硅酸盐水泥；（水化过快造成结晶应力，后期强度可能下降（水化过快造成结晶应力，后期强度可能下降10%15%）67华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学蒸压
31、养护（蒸压养护（1750C，8个大气压）个大气压）促进非活性混合材的水化反应促进非活性混合材的水化反应（2）湿度）湿度干燥失水将导致水化反应的中止；干燥失水将导致水化反应的中止；砼的早期保湿养护非常重要；砼的早期保湿养护非常重要；68华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学69华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学4.龄期（龄期（t）的影响的影响3 14d内内强度发展迅速，强度发展迅速，28d后明显减慢。后明显减慢。强度与龄期的关系：强度与龄期的关系：s s经验公式一：经验公式一：n养护龄期养护龄期d（天），天），n3d；28lglg28nffccn70华中科技大学远程教学华中科技大学远程教
32、学5外加剂（外加剂（A）的影响的影响改变水泥改变水泥水化进程水化进程、细观结构细观结构（水化产物的种类及分布；（水化产物的种类及分布；孔隙大小、结构及分布）及孔隙大小、结构及分布）及强度发展规律强度发展规律。生产各种高。生产各种高性能砼。性能砼。外加剂种类：外加剂种类：早强剂早强剂加气剂加气剂减水剂减水剂引气剂引气剂速凝剂速凝剂膨胀剂膨胀剂缓凝剂缓凝剂防冻剂防冻剂71华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学6施工方法的影响施工方法的影响（1）搅拌方法及机械（均匀问题）搅拌方法及机械（均匀问题）滚筒式（混凝土混合料呈自由落体运动）滚筒式（混凝土混合料呈自由落体运动）强制式（混凝土混合料由叶片强行
33、搅动）强制式（混凝土混合料由叶片强行搅动）*普通单轴式、双轴式搅拌机普通单轴式、双轴式搅拌机 *高速星型多轴式搅拌机高速星型多轴式搅拌机 *卧式、立式搅拌机卧式、立式搅拌机72华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学（2）密实成型（振动设备）密实成型（振动设备）s 避免有害孔隙及蜂窝麻面出现避免有害孔隙及蜂窝麻面出现s 机械振捣机械振捣混合物料颗粒振动活化，粘度、内摩阻混合物料颗粒振动活化，粘度、内摩阻力下降，流动性增加。力下降，流动性增加。s 自流平混凝土（超塑化剂）自流平混凝土（超塑化剂）s 密实工艺密实工艺高频振捣、复频振捣、二次振捣、加压高频振捣、复频振捣、二次振捣、加压振捣、真空吸水
34、等。振捣、真空吸水等。s 碾压混凝土碾压混凝土73华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学7试验条件的影响试验条件的影响（1）试件形状尺寸）试件形状尺寸“环箍效应环箍效应”、缺陷概率。、缺陷概率。（2）试件表面平整度）试件表面平整度*中间下凹中间下凹0.13mm，强度下降强度下降5%；*中间上凸中间上凸0.13mm，强度下降强度下降30%。（3）加荷速度）加荷速度0.3 1.0 MPa/S（4）加荷方式）加荷方式 拉、压、弯、剪。拉、压、弯、剪。74华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学“环箍效应环箍效应”的影响的影响 压板与试件表面之压板与试件表面之间产生摩擦力，形间产生摩擦力，形成成“环
35、箍环箍”作用，作用，对砼的横向变形起对砼的横向变形起约束作用。从而提约束作用。从而提高砼的强度。高砼的强度。PPa75华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 有环箍作用时混凝土的破坏外观有环箍作用时混凝土的破坏外观76华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学试件尺寸越大，内部缺陷的试件尺寸越大，内部缺陷的概率越大，表面平整度越差，概率越大，表面平整度越差，环箍效应的相对作用较小，环箍效应的相对作用较小，其强度偏低。其强度偏低。这种作用在距受压端面这种作用在距受压端面0.866 a 处以外才消失处以外才消失。棱柱体抗压强。棱柱体抗压强度较立方体抗压强度低。度较立方体抗压强度低。77华中科技大学
36、远程教学华中科技大学远程教学8.4提高混凝土强度的措施提高混凝土强度的措施1高强度等级、早强型水泥；高强度等级、早强型水泥；2低水胶比；低水胶比；3高效减水剂；高效减水剂；4高活性掺合料；高活性掺合料；5集料的级配（合理砂率）；集料的级配（合理砂率）；6充分养护；充分养护；7改进施工工艺（搅拌均匀，成型密实）。改进施工工艺（搅拌均匀，成型密实）。78华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学砼的受压破坏过程，是砼内部裂缝的逐渐发展的过程。砼的受压破坏过程，是砼内部裂缝的逐渐发展的过程。8.5.1砼的受压破坏过程砼的受压破坏过程混凝土硬化后的性质混凝土硬化后的性质8.5砼的变形砼的变形79华中科技
37、大学远程教学华中科技大学远程教学砼的内部裂缝（砼在承受外力前内部缺陷状况）砼的内部裂缝（砼在承受外力前内部缺陷状况）水泥石中的毛细管孔。水泥石中的毛细管孔。水泥石的不均匀收缩变形裂缝。水泥石的不均匀收缩变形裂缝。v 物理收缩物理收缩干、湿变形，温度变形。干、湿变形，温度变形。v 化学收缩化学收缩水泥水化、水泥石碳化。水泥水化、水泥石碳化。8.5.1砼的受压破坏过程砼的受压破坏过程80华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学骨料界面不密实的裂缝、孔隙骨料界面不密实的裂缝、孔隙vv内部拉应力超过界面抗拉、粘结强度内部拉应力超过界面抗拉、粘结强度vv粗骨料下部界面因泌水形成的水隙粗骨料下部界面因泌水
38、形成的水隙8.5.1砼的受压破坏过程砼的受压破坏过程81华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学水泥石与骨料界面的水泥石与骨料界面的“过度区过度区”vv过度区的水胶比较大过度区的水胶比较大vv在过度区生成大晶粒的在过度区生成大晶粒的Ca(OH)2晶体晶体vv砼中的砼中的最薄弱环节之一最薄弱环节之一8.5.1砼的受压破坏过程砼的受压破坏过程82华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学过度区过度区水胶比较大水胶比较大Ca(OH)2大晶粒大晶粒界面薄弱区域界面薄弱区域水泥石与骨料界面的水泥石与骨料界面的“过度区过度区”83华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.5.2砼的变形砼的变形变形变形 砼
39、开裂砼开裂 强度、耐久性降低强度、耐久性降低化学收缩化学收缩干湿变形干湿变形碳化收缩碳化收缩温度变形温度变形荷载作用下的变形荷载作用下的变形徐变变形徐变变形84华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.6砼的耐久性砼的耐久性砼在长期外界因素作用下，抵抗外部和内部不利影响砼在长期外界因素作用下，抵抗外部和内部不利影响的能力的能力砼的耐久性砼的耐久性强度强度抗冻、抗渗抗冻、抗渗砼结构设计砼结构设计抗侵蚀抗侵蚀耐久性耐久性碳化碳化碱骨料反应碱骨料反应钢筋锈蚀钢筋锈蚀85华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.6.1抗渗性抗渗性通常指抵抗压力水渗透的能力通常指抵抗压力水渗透的能力1渗透的原因渗透
40、的原因 砼内部连通的毛细管、孔隙、裂缝；砼内部连通的毛细管、孔隙、裂缝；2水灰比的影响水灰比的影响s 当当W/C 0.6时，时，抗渗性将显著抗渗性将显著 下降。下降。0.2W/C渗透系数渗透系数 0.4 0.686华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学3抗渗等级抗渗等级28d龄期的砼标准试件，按规定方法试验，在不渗水时龄期的砼标准试件，按规定方法试验，在不渗水时所能承受的最大水压力。所能承受的最大水压力。符号：符号：P4 P6 P8 P10 P12 表示能抵抗表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 MPa的水压而不渗的水压而不渗水的抗渗级别。水的抗渗级别。（0.1MPa1个大气压个
41、大气压10m水柱）水柱）8.6.1抗渗性抗渗性87华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.6.2抗冻性抗冻性1抗冻等级抗冻等级28d龄期的砼标准试件，在饱水后能承龄期的砼标准试件，在饱水后能承受的反复冻融次数。受的反复冻融次数。抗冻等级用抗冻等级用F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300来表示。来表示。88华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学试验方法试验方法（1）慢冻法（立方体试件）慢冻法（立方体试件）s 冻融温度（冻融温度（-15 -200C；15 200C）强度损失率强度损失率 25%时的最大冻融时的最大冻融重量损失率重量损失率 5%循环次数
42、循环次数（2）快冻法（棱柱体试件）快冻法（棱柱体试件）s 相对动弹性模量不小于相对动弹性模量不小于60%。s 重量损失率重量损失率 12时，钢表面生成钝化膜）时，钢表面生成钝化膜）砼的碳化收缩裂缝砼的碳化收缩裂缝s 阻滞碳化的根本性措施阻滞碳化的根本性措施s 减小减小W/C，使用减水剂，提高密实度，延缓二氧化碳的，使用减水剂，提高密实度，延缓二氧化碳的渗透是。渗透是。91华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.6.4碱骨料反应碱骨料反应水泥中碱性氧化物（水泥中碱性氧化物（Na2O、K2O)含量较高时，在砼含量较高时，在砼硬化后和有水的条件下，其碱性氧化合物与骨料中的硬化后和有水的条件下，其
43、碱性氧化合物与骨料中的某些活性成分发生化学反应，生成某些活性成分发生化学反应，生成吸水吸水膨胀性物质，膨胀性物质，导致砼发生不均匀膨胀导致砼发生不均匀膨胀的的破坏现象。破坏现象。砼的表现：砼的表现：膨胀、开裂、强度膨胀、开裂、强度 、弹性模量、弹性模量92华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学1碱碱硅酸（骨料）反应硅酸（骨料）反应2NaOH+SiO2+nH2ONa2OSiO2nH2O（生成硅酸碱类的含水凝胶）生成硅酸碱类的含水凝胶）2碱碱 碳酸盐（骨料）反应碳酸盐（骨料）反应微晶或隐晶碳酸盐岩石（如方解石质的白云岩、白云微晶或隐晶碳酸盐岩石（如方解石质的白云岩、白云石质的石灰岩等）石质的石灰
44、岩等）93华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学2碱碱 碳酸盐（骨料）反应碳酸盐（骨料）反应 白云石：白云石：CaMg(CO3)2 碱性氧化物：碱性氧化物：R2OCaMg(CO3)2+2ROHMg(OH)2+Ca(OH)2+R2CO3s R2CO3+Ca(OH)2 2ROH+CaCO3白云石变成水镁石，体积增加白云石变成水镁石，体积增加239%。94华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学3碱骨料反应的条件及特点碱骨料反应的条件及特点（1）碱的含量高）碱的含量高 水泥中碱含良高，以水泥中碱含良高，以Na2O计，大于计，大于0.6%。砼中掺入较多碱性的外加剂。砼中掺入较多碱性的外加剂。（2）活
45、性骨料）活性骨料 存在较多的活性存在较多的活性SiO2、活性碳酸盐；活性碳酸盐；（3）有水存在的环境和条件）有水存在的环境和条件（4）反应速度缓慢，时间长。）反应速度缓慢，时间长。95华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学4预防措施预防措施（1）采用低碱水泥（）采用低碱水泥（fcu,o)149华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学2使强度达到要求使强度达到要求s 可得到既满足工作性又满足强度的砼的可得到既满足工作性又满足强度的砼的 “初步配合比初步配合比”mf2:mc2:mg2:ms2:mw23确定砼的确定砼的“实验室配合比实验室配合比”s 计算砼的理论表观（体积）密度计算砼的理论表观（体
46、积）密度 22222fcgswocmmmmm计150华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学s 实测砼拌合物的实际表观（体积）密度实测砼拌合物的实际表观（体积）密度s 求出校正系数（避免亏方和盈方）求出校正系数（避免亏方和盈方）s 得到砼的得到砼的“实验室配合比实验室配合比”mf2:mc2:mg2:ms2:mw2 mf :mc :mg :ms:mwCocM实 ococ实计3确定砼的确定砼的“实验室配合比实验室配合比”151华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.8.6计算砼的施工配合比计算砼的施工配合比设：砂的含水率设：砂的含水率 a%；石的含水率石的含水率 b%；则每则每M3混凝土各种材
47、料的实际用量为混凝土各种材料的实际用量为1%1%ffccssggwwsgmmmmmmammbmmmamb152华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.8.7掺减水剂的砼配合比设计掺减水剂的砼配合比设计u不需减水、减胶凝材料的配合比设计不需减水、减胶凝材料的配合比设计与前相同，直接按水泥质量的掺加百分率掺入外加与前相同，直接按水泥质量的掺加百分率掺入外加剂，其它材料用量不变。剂，其它材料用量不变。u当需要减水量或（和）减胶凝材料量时，要重新计算当需要减水量或（和）减胶凝材料量时，要重新计算砂石用量，以免出现亏方。砂石用量，以免出现亏方。u设计步骤设计步骤（1）首先求出空白砼配合比）首先求出空
48、白砼配合比 mf0:mc0:mg0:ms0:mw0153华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学（2）计算出应减少的水量和胶凝材料用量）计算出应减少的水量和胶凝材料用量（3）再用体积法或重量法公式计算砂石用量）再用体积法或重量法公式计算砂石用量000B(1)()(1)wwBfcBmmmmm为减水率(%)为减胶凝材料率(%)000000.011100(%)fgcswcfgswssgsmmmmmmmm154华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学（4）计算减水剂掺量）计算减水剂掺量（5）得到砼的计算配合比）得到砼的计算配合比（6）砼的工作性调整、强度调整）砼的工作性调整、强度调整s 过程同普通水泥
49、混凝土过程同普通水泥混凝土s 混凝土配合比设计例题见教材混凝土配合比设计例题见教材0()aboacfammmm0000:fcgswammmmmm155华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.9 普通混凝土拌合物性能试验156华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学坍落扩展度试验1.坍落度与坍落流动度试验157华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学 要点 适用于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度不小于10mm的混凝土拌合物稠度测定。拌合物试样量足 操作插捣规范 测量坍落体最高点 观察粘聚保水 不可任意加水 当混凝土拌合物的坍落度大于220mm时，待混凝土的流动停止后，用钢尺测量混凝土扩展后
50、最终的最大直径和最小直径，当其差值小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。158华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学玻璃圆盘玻璃圆盘2.维勃稠度试验适用于骨料最大粒径不大于40mm，维勃稠度在530s之间的混凝土拌合物稠度测定。159华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学3.混凝土拌合物泌水率试验（1）泌水试验（2）压力泌水试验4.混凝土拌合物凝结时间试验5.混凝土拌合物含气量试验160华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学8.10 普通混凝土力学性能试验161华中科技大学远程教学华中科技大学远程教学（一）砼的立方体抗压强度（一）砼的立方体抗压强度fc
