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1、建筑材料与检测建筑材料与检测杨小刚杨小刚 主编主编于于 辉辉 王克宏王克宏 朱文景朱文景 陈陈 宇宇 副主编副主编高等职业教育“十三五”土建类技能型人才培养规划教材2023/2/9Page 1人民邮电出版社北京第第 6 6 章章6.1 6.1 混凝土概述混凝土概述6.2 6.2 混凝土的组成材料混凝土的组成材料2023/2/9Page 2混凝土混凝土6.3 6.3 混凝土用骨料性能检测混凝土用骨料性能检测6.4 6.4 混凝土的外加剂混凝土的外加剂6.5 6.5 混凝土拌合物的和易性及检测混凝土拌合物的和易性及检测6.6 6.6 混凝土的强度混凝土的强度第第 6 6 章章6.7 6.7 混凝土
2、的变形性能混凝土的变形性能6.8 6.8 混凝土的耐久性混凝土的耐久性2023/2/9Page 3混凝土混凝土6.9 6.9 混凝土配合比设计混凝土配合比设计6.10 6.10 混凝土的质量控制混凝土的质量控制 6.11 6.11 轻混凝土轻混凝土6.12 6.12 其他品种混凝土其他品种混凝土从从从从广广广广义义义义上上上上讲讲讲讲，凡凡凡凡由由由由胶胶胶胶凝凝凝凝材材材材料料料料、骨骨骨骨料料料料和和和和水水水水（或或或或不不不不加加加加水水水水）按按按按适适适适当当当当的的的的比比比比例例例例配配配配合合合合、拌拌拌拌和和和和制制制制成成成成混混混混合合合合物物物物、经经经经一一一一定定
3、定定时时时时间间间间后后后后硬硬硬硬化化化化而而而而成成成成的的的的人人人人造造造造石石石石材材材材，叫叫叫叫做做做做混混混混凝凝凝凝土土土土。目目目目前前前前使使使使用用用用最最最最多多多多的的的的是是是是以以以以水水水水泥泥泥泥为为为为胶胶胶胶凝凝凝凝材材材材料料料料的的的的混混混混凝凝凝凝土土土土，称称称称为为为为水水水水泥泥泥泥混混混混凝凝凝凝土土土土，它它它它是是是是当当当当今今今今世世世世界上用途最广、用量最大的人造建筑材料，而且是最重要界上用途最广、用量最大的人造建筑材料，而且是最重要界上用途最广、用量最大的人造建筑材料，而且是最重要界上用途最广、用量最大的人造建筑材料，而且是最
4、重要的建筑结构的建筑结构的建筑结构的建筑结构材料。材料。材料。材料。本本本本章章章章以以以以普普普普通通通通混混混混凝凝凝凝土土土土为为为为主主主主，是是是是全全全全书书书书的的的的重重重重点点点点内内内内容容容容之之之之一一一一。本本本本章章章章重重重重点点点点讲讲讲讲述述述述了了了了与与与与混混混混凝凝凝凝土土土土相相相相关关关关的的的的知知知知识识识识，涉涉涉涉及及及及混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的组组组组成成成成材材材材料料料料、混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的外外外外加加加加剂剂剂剂、混混混混凝凝凝凝土土土土拌拌拌拌合合合合物物物物的的的的性性性性质质质质、混混混混凝凝凝凝土土土土
5、的的的的主主主主要要要要技技技技术术术术性性性性质质质质（强强强强度度度度、变变变变形形形形性性性性能能能能、耐耐耐耐久久久久性性性性）、混混混混凝凝凝凝土土土土配配配配合合合合比比比比设设设设计计计计的的的的原原原原理理理理及及及及方方方方法法法法步步步步骤骤骤骤、混混混混凝凝凝凝土土土土质质质质量量量量控控控控制制制制的的的的参参参参数数数数与与与与强强强强度度度度检检检检验验验验的的的的评评评评定定定定标标标标准以及轻混凝土和其他品种的混凝土。准以及轻混凝土和其他品种的混凝土。准以及轻混凝土和其他品种的混凝土。准以及轻混凝土和其他品种的混凝土。2023/2/9Page 4 掌握普通混凝土
6、组成材料的品种、技术要求及选用。掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用。掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用。掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用。熟熟熟熟练练练练掌掌掌掌握握握握各各各各种种种种组组组组成成成成材材材材料料料料各各各各项项项项性性性性质质质质的的的的要要要要求求求求，测测测测定定定定方方方方法法法法及及及及对对对对混混混混凝凝凝凝土土土土性性性性能能能能的的的的影影影影响。响。响。响。熟练掌握混凝土拌和物的性质及其测定和调整方法。熟练掌握混凝土拌和物的性质及其测定和调整方法。熟练掌握混凝土拌和物的性质及其测定和调整方法。熟练掌握混凝土拌和物的性质及其测定
7、和调整方法。熟练掌握硬化混凝土的力学性质，变形性质和耐久性及其影响因素。熟练掌握硬化混凝土的力学性质，变形性质和耐久性及其影响因素。熟练掌握硬化混凝土的力学性质，变形性质和耐久性及其影响因素。熟练掌握硬化混凝土的力学性质，变形性质和耐久性及其影响因素。熟练掌握普通混凝土的配合比设计方法。熟练掌握普通混凝土的配合比设计方法。熟练掌握普通混凝土的配合比设计方法。熟练掌握普通混凝土的配合比设计方法。2023/2/9Page 5学习目标6.1 混凝土概述2023/2/9Page 66.1.1 混凝土的分类混凝土的分类混凝土是指用胶凝材料将粗细骨料胶结成整体的复合固体材料的总称。混凝土的混凝土是指用胶凝
8、材料将粗细骨料胶结成整体的复合固体材料的总称。混凝土的种类很多种类很多，分类，分类方法也很多方法也很多。1按表观密度分类按表观密度分类（1）重混凝土。表观密度大于）重混凝土。表观密度大于2600kg/m3的混凝土。常由重晶石和铁矿石配制而的混凝土。常由重晶石和铁矿石配制而成。成。（2）普通混凝土。表观密度为）普通混凝土。表观密度为19502500kg/m3的水泥混凝土。它主要由砂、石的水泥混凝土。它主要由砂、石子和水泥子和水泥配制配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品种。而成，是土木工程中最常用的混凝土品种。（3）轻混凝土。表观密度小于）轻混凝土。表观密度小于1950kg/m3的混凝土。它包括
9、轻骨料混凝土、多孔的混凝土。它包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和混凝土和大孔大孔混凝土等混凝土等。2按胶凝材料的品种分类按胶凝材料的品种分类通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃水玻璃混凝土混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等。有时也以加入的、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等。有时也以加入的特种改性材料命名，特种改性材料命名，如水泥混凝土如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺加大量粉煤灰时则称为凝土中掺加大量粉
10、煤灰时则称为粉煤灰粉煤灰混凝土等。混凝土等。3按使用部位、功能和特性分类按使用部位、功能和特性分类按使用部位、功能和特性通常可分为结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐按使用部位、功能和特性通常可分为结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土热混凝土、耐酸、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、凝土、自密实混凝土、纤维混凝土纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等。等。6.1 混凝土概述2023/2/9Page 76.1.2 混凝土的特点混凝
11、土的特点普通混凝土在建筑工程中能得到广泛的应用，其主要原因是由于它具有以下优点普通混凝土在建筑工程中能得到广泛的应用，其主要原因是由于它具有以下优点。原材料来源丰富，造价低廉。混凝土中砂、石骨料约占原材料来源丰富，造价低廉。混凝土中砂、石骨料约占80%，而砂、石为地方性，而砂、石为地方性材料材料，到处，到处可得，因此可就地取材，价格便宜。可得，因此可就地取材，价格便宜。混凝土拌合物具有良好的可塑性。可按工程结构要求浇筑成各种形状和任意尺寸混凝土拌合物具有良好的可塑性。可按工程结构要求浇筑成各种形状和任意尺寸的的整体结构整体结构或预制构件。或预制构件。配制灵活、适应性好。改变混凝土组成材料的品种
12、及比例，可制得不同物理力学配制灵活、适应性好。改变混凝土组成材料的品种及比例，可制得不同物理力学性能性能的混凝土的混凝土，以满足各种工程的不同需要。，以满足各种工程的不同需要。抗压强度。硬化后的混凝土其抗压强度一般为抗压强度。硬化后的混凝土其抗压强度一般为2040MPa，也可高达，也可高达60100MPa，故很故很适于作建筑结构材料。适于作建筑结构材料。与钢筋有牢固的黏结力，并混凝土与钢筋的线膨胀系数基本相同，二者复合成与钢筋有牢固的黏结力，并混凝土与钢筋的线膨胀系数基本相同，二者复合成钢钢筋混凝土筋混凝土后，能保证共同工作，从而大大扩展了混凝土的应用范围。后，能保证共同工作，从而大大扩展了混
13、凝土的应用范围。耐久性良好。混凝土一般不需要维护保养，故维修费用少。耐久性良好。混凝土一般不需要维护保养，故维修费用少。耐火性好。普通混凝土的耐火性远比木材、钢材和塑料好，可经数小时的高温作耐火性好。普通混凝土的耐火性远比木材、钢材和塑料好，可经数小时的高温作用而用而仍保持仍保持其力学性能，有利于火灾时扑救。其力学性能，有利于火灾时扑救。生产能耗较低。混凝土生产的能源消耗远比烧土制品及金属材料低。生产能耗较低。混凝土生产的能源消耗远比烧土制品及金属材料低。6.2 混凝土的组成材料2023/2/9Page 86.2.1 水泥水泥1水泥品种的选择水泥品种的选择主要根据工程结构特点、工程所处环境及施
14、工条件确定。例如，高温车间结构混凝土有耐热要求，一般宜选用耐热性好的矿渣水泥等。2水泥强度等级的选择水泥强度等级的选择原则：混凝土设计强度等级越高，则水泥强度等级也宜越高；设计强度等级低，则水泥强度等级也相应低。6.2 混凝土的组成材料2023/2/9Page 96.2.2 砂砂公称粒径在公称粒径在0.155.0mm的骨料称为细骨料，亦即砂。常用的细骨料有河砂、海砂、的骨料称为细骨料，亦即砂。常用的细骨料有河砂、海砂、山砂山砂和机制砂（有时也称为人工砂、加工砂）等。通常根据技术要求分为和机制砂（有时也称为人工砂、加工砂）等。通常根据技术要求分为类、类、类类和和类类。类用于强度等级大于类用于强度
15、等级大于C60的混凝土；的混凝土；类用于类用于C30C60的混凝土；的混凝土；类用类用于小于于小于C30的的混凝土混凝土。1有害杂质含量2颗粒形状及表面特征3坚固性4粗细程度与颗粒级配5砂的含水状态6.2 混凝土的组成材料2023/2/9Page 106.2.2 砂砂1有害杂质含量2颗粒形状及表面特征3坚固性4粗细程度与颗粒级配5砂的含水状态6.2 混凝土的组成材料1有害杂质2颗粒形态及表面特征3粗骨料最大粒径4粗骨料的颗粒级配5粗骨料的强度2023/2/9Page 116.2.3 碎石和卵石碎石和卵石颗粒粒径大于颗粒粒径大于5mm的骨料为粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石两大类。碎石的骨
16、料为粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石两大类。碎石为为岩石岩石（有时采用大块卵石，称为碎卵石）经破碎、筛分而得；卵石多为自然形成的（有时采用大块卵石，称为碎卵石）经破碎、筛分而得；卵石多为自然形成的河卵石经河卵石经筛分而筛分而得。通常根据卵石和碎石的技术要求分为得。通常根据卵石和碎石的技术要求分为类、类、类和类和类。类。类用类用于强度等级大于于强度等级大于C60的混凝土的混凝土；类用于类用于C30C60的混凝土；的混凝土；类用于小于类用于小于C30的混的混凝土。凝土。粗骨料的主要技术指标有下面几个。粗骨料的主要技术指标有下面几个。6.2 混凝土的组成材料2023/2/9Page 126.2
17、.4 混凝土拌和合用水和养护用水混凝土拌和合用水和养护用水根据根据混凝土用水标准混凝土用水标准（JGJ 632006）的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，）的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，均可均可拌制拌制各种混凝土。海水可拌制素混凝土，但不宜拌制有饰面要求的素混凝土，更各种混凝土。海水可拌制素混凝土，但不宜拌制有饰面要求的素混凝土，更不得拌制不得拌制钢筋混凝土钢筋混凝土和预应力混凝土。和预应力混凝土。值得注意的是，在野外或山区施工采用天然水拌制混凝土时，均应对水的有机质、值得注意的是，在野外或山区施工采用天然水拌制混凝土时，均应对水的有机质、Cl-和和SO42-含量含量等进行检测，合格后方
18、能使用。特别是某些污染严重的河道或池塘水，等进行检测，合格后方能使用。特别是某些污染严重的河道或池塘水，一般不得用于拌一般不得用于拌制混凝土制混凝土。6.3 混凝土用骨料性能检测2023/2/9Page 131细骨料的取样方法（1）分批方法（2）抽取试样（3）取样数量（4）试样缩分2粗骨料取样法（1）分批方法（2）抽取试样（3）取样数量（4）试样缩分6.3.1 混凝土用骨料试验基本规定混凝土用骨料试验基本规定6.3 混凝土用骨料性能检测2023/2/9Page 141目的2主要仪器设备3试验步骤4试验结果确定5试验结果鉴定6.3.2 砂的筛分析检测砂的筛分析检测6.3 混凝土用骨料性能检测20
19、23/2/9Page 151目的2主要仪器设备3试样制备4试验方法与步骤6.3.3 碎石或卵石的筛分析检测碎石或卵石的筛分析检测6.4 混凝土的外加剂2023/2/9Page 166.4.1 减水剂减水剂减水剂是指在混凝土坍落度相同的条件下，能减少拌和用水量；或者在混凝土配合减水剂是指在混凝土坍落度相同的条件下，能减少拌和用水量；或者在混凝土配合比和比和用水量用水量均不变的情况下，能增加混凝土坍落度的外加剂。根据减水率大小或坍均不变的情况下，能增加混凝土坍落度的外加剂。根据减水率大小或坍落度增加幅度落度增加幅度分为普通分为普通减水剂和高效减水剂两大类。此外，尚有复合型减水剂，如减水剂和高效减水
20、剂两大类。此外，尚有复合型减水剂，如引气减水剂，既具有减水作用引气减水剂，既具有减水作用，同时，同时具有引气作用；早强减水剂，既具有减水作用，具有引气作用；早强减水剂，既具有减水作用，又具有提高早期强度作用；缓凝减水剂又具有提高早期强度作用；缓凝减水剂，同时，同时具有延缓凝结时间的功能等。具有延缓凝结时间的功能等。配合比不变时显著提高流动性。流动性和水泥用量不变时，减少用水量，降低水灰比，提高强度。保持流动性和强度不变时，节约水泥用量，降低成本。配置高强高性能混凝土。1减水剂的主要功能（1）分散作用（2）润滑作用2减水剂的作用机理（1）木质素系减水剂（2）萘磺酸盐系减水剂（3）树脂系减水剂（4
21、）糖蜜类减水剂（5）复合减水剂3常用减水剂品种6.4 混凝土的外加剂2023/2/9Page 176.4.2 早强剂早强剂早强剂是指能加速混凝土早期强度发早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。其主要作用机理是加速展的外加剂。其主要作用机理是加速水泥水化速度水泥水化速度，加速，加速水化产物的早期水化产物的早期结晶和沉淀，主要功能是缩短混凝土结晶和沉淀，主要功能是缩短混凝土施工养护期，加快施工进度，提高施工养护期，加快施工进度，提高模模板板的周转率。它主要适用于有早强要的周转率。它主要适用于有早强要求的混凝土工程及低温、负温施工混求的混凝土工程及低温、负温施工混凝土、有防冻要求凝土、有防冻要
22、求的混凝土的混凝土、预制构、预制构件、蒸汽养护等。早强剂的主要品种件、蒸汽养护等。早强剂的主要品种有氯盐、硫酸盐和有机胺三大类，但有氯盐、硫酸盐和有机胺三大类，但更多使用更多使用的是它们的复合早强剂。的是它们的复合早强剂。1氯化钙早强剂2硫酸盐类早强剂3有机胺类早强剂4复合早强剂6.4 混凝土的外加剂在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证保证水泥水泥的水化作用，并在一定时间内获得预期强度的外加剂，称防冻剂。的水化作用，并在一定时间内获得预期强度的外加剂，称防冻剂。防冻剂可分两类：一类主
23、要是通过降低混凝土冰点，使混凝土在初期养护阶段不遭防冻剂可分两类：一类主要是通过降低混凝土冰点，使混凝土在初期养护阶段不遭受冻害受冻害。如。如氯化钠、亚硝酸钠及尿素等；另一类可直接与水泥水化反应，加速混凝氯化钠、亚硝酸钠及尿素等；另一类可直接与水泥水化反应，加速混凝土的凝结硬化，土的凝结硬化，有利于有利于混凝土强度增长。如碳酸钾、氯化钙、硝酸钙等。混凝土强度增长。如碳酸钾、氯化钙、硝酸钙等。目前冬季使用的防冻剂大部分是由几种外加剂复合而成的，一般由减水剂、引气剂、目前冬季使用的防冻剂大部分是由几种外加剂复合而成的，一般由减水剂、引气剂、早强剂早强剂和防冻剂复合而成。这是因为复合防冻剂比单独使用
24、防冻剂能获得更理想的和防冻剂复合而成。这是因为复合防冻剂比单独使用防冻剂能获得更理想的效果效果。防冻剂。防冻剂的掺入量，应根据施工温度，通过试验确定。的掺入量，应根据施工温度，通过试验确定。亚硝酸钠虽然对钢筋有阻锈作用，但掺量超过亚硝酸钠虽然对钢筋有阻锈作用，但掺量超过8%，会使水泥水化反应减慢，造成混，会使水泥水化反应减慢，造成混凝土凝土抗冻抗冻性减弱，强度下降性减弱，强度下降。尿素。尿素在正温时对混凝土有塑化早强作用，负温时有缓在正温时对混凝土有塑化早强作用，负温时有缓凝作用，但使用尿素防冻剂会使凝作用，但使用尿素防冻剂会使混凝土混凝土表面析盐霜，气温越低越明显，尿素的掺量表面析盐霜，气温
25、越低越明显，尿素的掺量最大不超过最大不超过4%。碳酸钾。碳酸钾掺量过大时，会在混凝土转入正温后遭到破坏，碳酸钾掺量掺量过大时，会在混凝土转入正温后遭到破坏，碳酸钾掺量不宜大于不宜大于10%。2023/2/9Page 186.4.3 防冻剂防冻剂6.4 混凝土的外加剂引气剂是指加入混凝土拌合物中能产生许多均匀分布的微小气泡（孔径为引气剂是指加入混凝土拌合物中能产生许多均匀分布的微小气泡（孔径为0.012mm），），并在并在硬化后仍能保留其气泡的外加剂。引气剂一般为憎水性表面活性物质，硬化后仍能保留其气泡的外加剂。引气剂一般为憎水性表面活性物质，溶于水中能显著溶于水中能显著降低水降低水的表面张力，
26、因此掺入拌合物后，在混凝土搅拌过程中，由的表面张力，因此掺入拌合物后，在混凝土搅拌过程中，由于物理作用会产生无数微细的于物理作用会产生无数微细的气泡气泡。这些活性物质定向吸附在气泡表面，形成单分。这些活性物质定向吸附在气泡表面，形成单分子吸附膜，液膜稳定牢固，不易破裂，能子吸附膜，液膜稳定牢固，不易破裂，能均匀分布均匀分布于混凝土拌合物中。于混凝土拌合物中。大量微细气泡的存在能使混凝土拌合物中的水分较均匀地分布于气泡表面上，从而大量微细气泡的存在能使混凝土拌合物中的水分较均匀地分布于气泡表面上，从而可可大大改善大大改善拌合物的保水性和黏聚性，使其泌水现象减轻。气泡介于颗粒之间，能拌合物的保水性
27、和黏聚性，使其泌水现象减轻。气泡介于颗粒之间，能起一定的润滑作用起一定的润滑作用，使，使颗粒间摩擦力减小，从而提高混凝土拌合物的流动性。颗粒间摩擦力减小，从而提高混凝土拌合物的流动性。在硬化的混凝土中，由于气泡隔断了毛细孔渗水通路，故能提高抗渗、抗冻性，同在硬化的混凝土中，由于气泡隔断了毛细孔渗水通路，故能提高抗渗、抗冻性，同时因时因气泡气泡有较大的弹性变形能力，对冰冻等破坏力能起缓冲作用，故也能提高抗冻有较大的弹性变形能力，对冰冻等破坏力能起缓冲作用，故也能提高抗冻性。但大量气泡性。但大量气泡的存在的存在使混凝土有效受力面积减少，且因气泡多集聚在砂子颗粒外使混凝土有效受力面积减少，且因气泡多
28、集聚在砂子颗粒外表，削弱了砂粒与水泥石的表，削弱了砂粒与水泥石的黏结黏结力，因而使混凝土强度降低。含气量越大，强度降力，因而使混凝土强度降低。含气量越大，强度降低越明显。低越明显。2023/2/9Page 196.4.4 引气剂引气剂6.4 混凝土的外加剂凡能延续混凝土凝结时间并对后期强度无显著影响的外加剂称为缓凝剂。当混凝土凡能延续混凝土凝结时间并对后期强度无显著影响的外加剂称为缓凝剂。当混凝土拌合拌合物需物需长距离运输、采用滑模施工以及在混凝土浇灌中断时为避免设置施工缝或长距离运输、采用滑模施工以及在混凝土浇灌中断时为避免设置施工缝或为减少水泥水化为减少水泥水化热对热对结构物的影响时，常需
29、采用缓凝剂。结构物的影响时，常需采用缓凝剂。在我国，作为缓凝剂用得较多的是糖蜜及木质素磺酸钙。糖蜜是经石灰处理过的制在我国，作为缓凝剂用得较多的是糖蜜及木质素磺酸钙。糖蜜是经石灰处理过的制糖糖下脚料下脚料，将其掺入新拌混凝土中，能吸附在水泥颗粒表面，形成同种电荷的亲水，将其掺入新拌混凝土中，能吸附在水泥颗粒表面，形成同种电荷的亲水膜，使水泥颗粒膜，使水泥颗粒相互相互排斥分散，不致相互聚合成较大的粒子，从而起到缓凝作用。排斥分散，不致相互聚合成较大的粒子，从而起到缓凝作用。糖蜜的掺加量对混凝土性能糖蜜的掺加量对混凝土性能影响影响很大，当其掺量大于水泥质量的很大，当其掺量大于水泥质量的1%时，混凝
30、土会长时，混凝土会长时间疏松不硬，当糖蜜掺入量为时间疏松不硬，当糖蜜掺入量为4%时时，其，其强度严重下降，强度严重下降，38d的强度仅为空白混凝的强度仅为空白混凝土的十分之一。但若糖蜜掺量为土的十分之一。但若糖蜜掺量为0.2%0.5%时，时，则能则能适当延长混凝土的凝结时间约适当延长混凝土的凝结时间约lh，同时还能改善混凝土拌合物的流动性及提高混凝土的强度。，同时还能改善混凝土拌合物的流动性及提高混凝土的强度。其他如酒石酸、柠檬酸、硼酸盐、磷酸盐、锌盐等也都可作为缓凝剂使用，它们可其他如酒石酸、柠檬酸、硼酸盐、磷酸盐、锌盐等也都可作为缓凝剂使用，它们可使使混凝土凝结混凝土凝结时间延缓几小时以上
31、。其具体掺量应根据对混凝土凝结时间的要求，时间延缓几小时以上。其具体掺量应根据对混凝土凝结时间的要求，通过试验确定。常用通过试验确定。常用剂量剂量（以占水泥质量的百分数计）约为：木质素磺酸钙（以占水泥质量的百分数计）约为：木质素磺酸钙0.1%0.3%，酒石酸，酒石酸0.075%，柠檬酸，柠檬酸0.05%。缓凝剂常用于商品混凝土中及夏季混凝土施工、大体积混凝土施工和流态混凝土施缓凝剂常用于商品混凝土中及夏季混凝土施工、大体积混凝土施工和流态混凝土施工，工，若与若与高效减水剂复合使用可减少坍落度损失并达到节省水泥用量的目的。高效减水剂复合使用可减少坍落度损失并达到节省水泥用量的目的。2023/2/
32、9Page 206.4.5 缓凝剂缓凝剂6.4 混凝土的外加剂膨胀剂是能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨胀以补偿收缩，或少量膨胀使体膨胀剂是能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨胀以补偿收缩，或少量膨胀使体积积更为密实更为密实的外加剂。的外加剂。常用的膨胀剂有硫铝酸钙类（如明矾石膨胀剂、常用的膨胀剂有硫铝酸钙类（如明矾石膨胀剂、UEA膨胀剂、膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂）硫铝酸钙膨胀剂）、氧化钙、氧化钙类、氧化镁类和氧化钙类、氧化镁类和氧化钙硫铝酸钙类复合膨胀剂等。硫铝酸钙类复合膨胀剂等。以适量膨胀剂掺入混凝土中，可配制成补偿收缩混凝土、填充用膨胀混凝土和自应以适量膨胀剂掺入混凝土中，可配制成补偿收
33、缩混凝土、填充用膨胀混凝土和自应力力混凝土混凝土、结构自防水混凝土等。当其膨胀变形受到约束时，其膨胀能将变为预压、结构自防水混凝土等。当其膨胀变形受到约束时，其膨胀能将变为预压应力（自应力），应力（自应力），这一这一压应力大致能抵消混凝土在硬化过程中由于收缩而导致的拉压应力大致能抵消混凝土在硬化过程中由于收缩而导致的拉应力，从而使混凝土不裂或少裂。应力，从而使混凝土不裂或少裂。2023/2/9Page 216.4.6 膨胀剂膨胀剂6.4 混凝土的外加剂 外加剂运到施工现场时，应有专人负责保管，按品种分别放好，以免用错。外加剂运到施工现场时，应有专人负责保管，按品种分别放好，以免用错。外加剂必须
34、有专人负责配制，加入混凝土、砂浆拌合物中应有专人负责，严格掌外加剂必须有专人负责配制，加入混凝土、砂浆拌合物中应有专人负责，严格掌握握配合比配合比，控制掺入量。，控制掺入量。装外加剂的容器和瓶子应有明显标志，各施工单位要对职工加强安全教育，以免装外加剂的容器和瓶子应有明显标志，各施工单位要对职工加强安全教育，以免发生事故。发生事故。掺入外加剂的混凝土、砂浆等拌合物停放时间不宜过长，否则坍落度、稠度损失掺入外加剂的混凝土、砂浆等拌合物停放时间不宜过长，否则坍落度、稠度损失过大过大，造成，造成失效，影响浇灌。失效，影响浇灌。外加剂对不同品种和生产厂的水泥有适应性，因此使用外加剂前必须经过试验。外加
35、剂对不同品种和生产厂的水泥有适应性，因此使用外加剂前必须经过试验。2023/2/9Page 226.4.7 外加剂使用和保管注意事项外加剂使用和保管注意事项6.5 混凝土拌合物的和易性及检测2023/2/9Page 23新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得并获得质量均匀质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。通常用流动性、黏聚性和密实的混凝土的一项综合技术性能。通常用流动性、黏聚性和保水性三项内容表示。保水性三项内容表示。流动性流动性是指拌合物在自重或外力作用下产生流动的难易是指拌合物在自
36、重或外力作用下产生流动的难易程度；黏聚性是指拌合物各组成材料之间程度；黏聚性是指拌合物各组成材料之间不产生不产生分层离析现象；保水性是指拌分层离析现象；保水性是指拌合物不产生严重的泌水现象。合物不产生严重的泌水现象。通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和黏聚性越差，反之亦然，通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和黏聚性越差，反之亦然，相互相互之间存在之间存在一定矛盾。和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动一定矛盾。和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的黏聚性，又具有良好的黏聚性和性和保水性。因此，不能简单地将流动性大的混凝土称保水性。因此，不
37、能简单地将流动性大的混凝土称为和易性好，或者流动性减小说成为和易性好，或者流动性减小说成和易性变和易性变差。良好的和易性既是施工的要求差。良好的和易性既是施工的要求也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证。也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证。6.5.1 和易性的概念和易性的概念6.5 混凝土拌合物的和易性及检测2023/2/9Page 24混凝土拌合物和易性是一项极其复杂混凝土拌合物和易性是一项极其复杂的综合指标，到目前为止全世界尚无的综合指标，到目前为止全世界尚无能够全面反映能够全面反映混凝土混凝土和易性的测定方和易性的测定方法，通常通过测定流动性，再辅以其法，通常通过测定流动性，再辅以其他直
38、观观察或经验综合评定混凝土他直观观察或经验综合评定混凝土和和易性易性。流动性的测定方法有坍落度法、。流动性的测定方法有坍落度法、维勃稠度法、探针法、斜槽法、流出维勃稠度法、探针法、斜槽法、流出时间法和凯利球时间法和凯利球法等法等十多种，对普通十多种，对普通混凝土而言，最常用的是坍落度法和混凝土而言，最常用的是坍落度法和维勃稠度法维勃稠度法。1坍落度坍落度法法2维勃稠度法维勃稠度法3坍落度的选择原则坍落度的选择原则6.5.2 和易性的测试和评定和易性的测试和评定6.5 混凝土拌合物的和易性及检测2023/2/9Page 25新拌混凝土拌合物的和易性是保证混凝土便于施工、质量均匀、成型密实的性新拌
39、混凝土拌合物的和易性是保证混凝土便于施工、质量均匀、成型密实的性能，它是能，它是保证保证混凝土施工质量的前提。下面以坍落度来检测新拌混凝土拌合物混凝土施工质量的前提。下面以坍落度来检测新拌混凝土拌合物的和易性。的和易性。6.5.3 普通混凝土拌合物和易性检测普通混凝土拌合物和易性检测1适用范围2主要仪器设备3试验方法及步骤4试验结果确定5和易性的调整6.5 混凝土拌合物的和易性及检测2023/2/9Page 266.5.4 影响和易性的主要因素影响和易性的主要因素（1）单位用水量（2）浆骨比（3）水灰比（4）砂率（5）水泥品种及细度（6）骨料的品种和粗细程度（7）外加剂（8）时间、气候条件 6
40、.5 混凝土拌合物的和易性及检测2023/2/9Page 27 当混凝土流动性小于设计要求时，为了保证混凝土的强度和耐久性，不能单当混凝土流动性小于设计要求时，为了保证混凝土的强度和耐久性，不能单独加水，独加水，必须必须保持水灰比不变，增加水泥浆用量。但水泥浆用量过多，则混凝保持水灰比不变，增加水泥浆用量。但水泥浆用量过多，则混凝土成本提高，且将增大土成本提高，且将增大混凝土混凝土的收缩和水化热等。混凝土的黏聚性和保水性也的收缩和水化热等。混凝土的黏聚性和保水性也可能下降。可能下降。当坍落度大于设计要求时，可在保持砂率不变的前提下，增加砂石用量。实当坍落度大于设计要求时，可在保持砂率不变的前提
41、下，增加砂石用量。实际上际上相当于减少相当于减少水泥浆数量。水泥浆数量。改善骨料级配，既可增加混凝土流动性，也能改善黏聚性和保水性。但骨料改善骨料级配，既可增加混凝土流动性，也能改善黏聚性和保水性。但骨料占混凝土占混凝土用量用量的的75%左右，实际操作难度往往较大。左右，实际操作难度往往较大。掺减水剂或引气剂，是改善混凝土和易性的最有效措施。掺减水剂或引气剂，是改善混凝土和易性的最有效措施。尽可能选用最优砂率。当黏聚性不足时可适当增大砂率。尽可能选用最优砂率。当黏聚性不足时可适当增大砂率。6.5.5 混凝土和易性的调整和改善措施混凝土和易性的调整和改善措施6.6 混凝土的强度 2023/2/9
42、Page 28如前所述，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如前所述，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在有微裂纹微裂纹，特别是在骨料的表面处存在有部分界面微裂纹。当混凝土受力后，在，特别是在骨料的表面处存在有部分界面微裂纹。当混凝土受力后，在微裂纹处产生微裂纹处产生应力集中应力集中，使这些微裂纹不断扩展、数量不断增多，并逐渐汇合连通，使这些微裂纹不断扩展、数量不断增多，并逐渐汇合连通，最终形成若干条可见的最终形成若干条可见的裂缝而裂缝而使混凝土破坏。使混凝土破坏。6.6.1 混凝土的受力破坏特点混凝土的受力破坏特点6.6 混凝土的强度
43、 2023/2/9Page 291混凝土的立方体抗压强度混凝土的立方体抗压强度普通混凝土力学性能试验方法普通混凝土力学性能试验方法（GB/T 500812002）规定，将混凝土制作成边）规定，将混凝土制作成边长为长为150mm的的立方体试件，在标准养护条件（温度为（立方体试件，在标准养护条件（温度为（203），相对湿度为，相对湿度为90%以上）下，养护到以上）下，养护到28d龄期龄期，测得的抗压强度值称为立方体抗压强度，简称抗压强度，测得的抗压强度值称为立方体抗压强度，简称抗压强度。2混凝土的强度等级混凝土的强度等级为了正确进行设计和控制工程质量，混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值划为了正
44、确进行设计和控制工程质量，混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值划分。分。混凝土混凝土的立方体抗压强度标准值（简称抗压强度标准值）是测得的抗压强度总的立方体抗压强度标准值（简称抗压强度标准值）是测得的抗压强度总体分布中的一个值体分布中的一个值，强度，强度低于该值的百分率不超过低于该值的百分率不超过5%，或具有，或具有95%强度保证率的抗强度保证率的抗压强度值。压强度值。6.6.2 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6.6 混凝土的强度（1）目的（2）主要仪器设备（3）制作方法（4）试件养护（5）抗压强度测定（6）试验结果确定2023/2/9Page 301混凝土的轴心抗压强度
45、混凝土的轴心抗压强度混凝土的轴心抗压强度又称棱柱体抗压强度，是以混凝土的轴心抗压强度又称棱柱体抗压强度，是以150mm150mm300mm的试件在的试件在标准养护条件下，养护至标准养护条件下，养护至28d龄期，测得的抗压强度值龄期，测得的抗压强度值。2普通混凝土立方体抗压强度检测普通混凝土立方体抗压强度检测6.6.3 混凝土的轴心抗压强度及检测混凝土的轴心抗压强度及检测6.6 混凝土的强度 2023/2/9Page 31混凝土属于脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的混凝土属于脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的1/101/20，且比值随混凝土抗压强，且比值随混凝土抗压强度度的提高的提高而减少。在混凝土
46、结构设计中，通常不考虑混凝土承受拉力，但混凝土的而减少。在混凝土结构设计中，通常不考虑混凝土承受拉力，但混凝土的抗拉强度与抗拉强度与混凝土混凝土构件的裂缝有着密切的关系，是混凝土结构设计中确定混凝土抗构件的裂缝有着密切的关系，是混凝土结构设计中确定混凝土抗裂性的重要依据。裂性的重要依据。6.6.4 混凝土的抗拉强度混凝土的抗拉强度6.6 混凝土的强度 2023/2/9Page 321水泥标号与水泥标号与水灰比水灰比2骨料的品种、规格与骨料的品种、规格与质量质量3养护温度、养护温度、湿度湿度4龄期龄期5施工方法、施工质量及其控制施工方法、施工质量及其控制6.6.5 影响混凝土强度的因素影响混凝土
47、强度的因素6.6 混凝土的强度 2023/2/9Page 331采用高标号水泥或快硬早强型采用高标号水泥或快硬早强型水泥水泥2采用干硬性混凝土或较小的水灰比采用干硬性混凝土或较小的水灰比3采用级配好、质量高、粒径适宜的骨料采用级配好、质量高、粒径适宜的骨料4采用机械搅拌和机械振动成型采用机械搅拌和机械振动成型5加强养护加强养护6掺加外加剂掺加外加剂7掺加混凝土掺合料掺加混凝土掺合料6.6.6 提高混凝土强度的措施提高混凝土强度的措施6.7 混凝土的变形性能2023/2/9Page 34混凝土在硬化过程中，由于水泥水化产物的体积小于反应物（水泥与水）的体积，混凝土在硬化过程中，由于水泥水化产物的
48、体积小于反应物（水泥与水）的体积，导致导致混凝土混凝土在硬化时产生收缩，称为化学收缩。混凝土的化学收缩是不可恢复的，在硬化时产生收缩，称为化学收缩。混凝土的化学收缩是不可恢复的，收缩量随混凝土收缩量随混凝土的硬化的硬化龄期的延长而增加，一般在龄期的延长而增加，一般在40d内逐渐趋向稳定。化学收缩值内逐渐趋向稳定。化学收缩值很小，一般对混凝土的结构很小，一般对混凝土的结构没有没有破坏作用。需指出的是，虽然系统的体积减少了，破坏作用。需指出的是，虽然系统的体积减少了，但水泥水化产物的体积大于反应物水泥但水泥水化产物的体积大于反应物水泥和水和水的体积，即随反应的进行，因相体积增的体积，即随反应的进行
49、，因相体积增加，密实度提高。加，密实度提高。6.7.1 化学变形化学变形6.7 混凝土的变形性能2023/2/9Page 35混凝土干缩变形取决于周围环境的湿度变化。混凝土产生干缩的原因是由于混凝土混凝土干缩变形取决于周围环境的湿度变化。混凝土产生干缩的原因是由于混凝土内部内部吸附水吸附水分的蒸发，引起凝胶体失水产生紧缩，以及毛细管水分蒸发而使混凝土分的蒸发，引起凝胶体失水产生紧缩，以及毛细管水分蒸发而使混凝土整体内的颗粒整体内的颗粒受到毛细管受到毛细管压力作用而产生的体积收缩。这种体积收缩是可以恢复的，压力作用而产生的体积收缩。这种体积收缩是可以恢复的，即重新吸水后产生体积膨胀即重新吸水后产
50、生体积膨胀。混凝土。混凝土在水中硬化时，也会产生微量膨胀，但这种膨在水中硬化时，也会产生微量膨胀，但这种膨胀值远比干缩值小，不会造成破坏作用。胀值远比干缩值小，不会造成破坏作用。混凝土的干缩造成结构物一般条件下混凝土的极限收缩值为（混凝土的干缩造成结构物一般条件下混凝土的极限收缩值为（5090）10-5mm/mm，混凝土混凝土的干缩造成结构物开裂、变形，对工程构成危害。的干缩造成结构物开裂、变形，对工程构成危害。6.7.2 干缩变形干缩变形6.7 混凝土的变形性能2023/2/9Page 36对大体积混凝土工程，在凝结硬化初期，由于水泥水化放出的水化热不易散发而聚对大体积混凝土工程，在凝结硬化