《水泥混凝土建筑土木工程科技专业资料.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥混凝土建筑土木工程科技专业资料.pptx（343页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、5.1.1 混凝土的分类（一）按抗压强度分类普 通 混 凝 土（C10C60）、高 强 混 凝 土（C60 C100）、超 高 强 混 凝 土（C100）。第1页/共343页（二）按表观密度大小分类（1）重混凝土：02600kg/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。第2页/共343页（2）普通混凝土：0=21002500kg/m3，用普通天然砂石为骨料配制而成的，建筑工程中常用的混凝土，适用建筑物的各种承重构件。（3）轻混凝土：01950kg/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混凝土
2、。第3页/共343页（三）按胶凝材料分类水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、聚合物混凝土。（四）按用途分类结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、膨胀混凝土。第4页/共343页5.1.2 混凝土的特点（1）混凝土用料中80%以上的砂石可就地取材，成本低；（2）凝结前具有良好的可塑性，可以按工程结构的要求，浇筑成各种形状的任意尺寸的整体结构或预制构件；第5页/共343页（3）硬化后有较高抗压强度和良好的耐久性；（4）混凝土与钢筋有牢固的粘结力，复合成钢筋混凝土，加大了混凝土的应用范围；（5）可利用工业废料调制成不同性能的混凝土，有利于
3、环境保护；第6页/共343页（6）抗拉强度低；（7）硬化速度慢，生产周期长；（8）强度波动因素多。在混凝土内掺入纤维或聚合物，可大大降低混凝土的脆性；混凝十采用快硬水泥或掺入早强剂、减水剂等，可明显缩短其硬化周期。严格质量控制第7页/共343页5.1.3 混凝土的组成及各组成的作用混凝土由水泥、水、砂及石子四种基本材料组成。为节约水泥或改善混凝土的某些性能，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。第8页/共343页水泥和水构成水泥浆，砂和石子为混凝土的骨料，砂为细骨料，石子为粗骨料，水泥浆和砂构成砂浆。水泥浆的作用：（1）填充砂的孔隙，并包裹砂粒；（2）拌制时
4、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。第9页/共343页骨料的作用：（1）形成混凝土的骨架；（2）对水泥石的体积变形起一定的抑制作用。第10页/共343页5.1.5 对混凝土的基本要求（1）具有与施工条件相适应的施工和易性；（2）具有符合设计要求的强度；（3）具有与工程环境相适应的耐久性；（4）材料配比的经济合理性。第11页/共343页5.2 普通混凝土的基本组成材料混凝土是一个宏观匀质，微观非匀质的堆聚结构。水泥浆包裹砂粒，填充砂粒间的空隙形成水泥砂浆，水泥砂浆包裹石子并填充石子间的空隙而形成混凝土。第12页
5、/共343页5.2.1 水泥（一）水泥品种的选择一般采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。第13页/共343页（二）水泥标号的选择根据混凝土设计强度等级选择，混凝土强度等级高，水泥标号也高。水泥标号=（1.52）混凝土强度等级高强混凝土：水泥标号=（0.91.5）混凝土强度等级。第14页/共343页5.2.2 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，其中以河砂的质量最好。第15页/共343页（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，混凝土强度较高，但拌和物的流动
6、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，混凝土强度较低，但拌和物的流动性较好第16页/共343页（二）细骨料的有害杂质有害杂质：云母、粘土、淤泥、有机物、化合物、轻物质等。民用建筑用砂符合普通混凝土用砂质量标准及检验方法；水工混凝土用砂符合水工混凝土施工规范；水运工程混凝土用砂符合水运工程混凝土施工规范。第17页/共343页（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。细度模数Mx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。第18页/共343页第19页/共343页A1、A2、A3、A4、A5、A
7、6分别为用4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.600mm、0.300mm、0.150mm各筛上累计筛余百分率第20页/共343页粗砂Mx=3.73.1中砂Mx=3.02.3细砂Mx=2.21.6特细砂Mx=1.50.7拌制混凝土以中砂为宜第21页/共343页2、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第22页/共343页方孔筛孔（mm）累计筛余（%）I区II区III区9.5000004.7501001001002.3603552501501.180653550102500.6008571704140160.30095809270855
8、50.150100901009010090第23页/共343页（四）砂的物理性质1、砂的堆积密度及空隙率（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40%第24页/共343页2、砂的含水状态（1）含水状态干燥状态：在不超过110的温度下烘干至恒重，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。第25页/共343页饱和面干状态：砂子表面干燥而内部孔隙含水达到饱和时的状态。饱和面干砂既不从混凝土拌合物中吸取水分，也不放出水分，配制混凝土较好。湿润状态：砂子不仅内部孔隙含水
9、饱和，而且表面也吸附一层自由水。第26页/共343页干燥状态气干状态饱和面干状态湿润状态砂的含水状态第27页/共343页3、砂的坚固性砂的坚固性是指砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。第28页/共343页5.2.3 粗骨料粗骨料是粒径4.75mm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。较差的颗粒形状：三维长度相差较大的针、片状颗粒。第29页/共343页1、碎石表面粗糙，与水泥石的粘结能力强，混凝土强度高，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
10、增大，易被折断，应限量。第30页/共343页（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混凝土用碎石或卵石质量标准为检验办法；水工混凝土应符合水工混凝土施工规范；水运工程混凝土用砂符合水运工程混凝土施工规范第31页/共343页（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，混凝土愈密实，水化热愈小，收缩愈小。第32页/共343页（2）混凝土最大粒径选择的影响因素强度当DM40，DM，低强度的混凝土强度上升，高强度的混凝土强度反而降低。大体积的混凝土结构：DM=8015
11、0mm，普通混凝土：DM=2040mm。第33页/共343页2、颗粒级配（1）混凝土级配确定方法连续级配：由最大粒径开始，由大到小各粒径相连，每一粒径级占适当比例。间断级配：抽去中间一、二级石子，粒径不相连，易产生离析，增加施工难度。第34页/共343页（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%。第35页/共343页（三）物理力学性质1、堆积密度及空隙率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、吸水率粗骨料的吸水率2.5%第36页/共343页3、
12、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）极限抗压强度/混凝土强度不小于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。第37页/共343页（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。第38页/共343页4、坚固性有抗冻、耐磨、抗冲击性能要求的混凝土所用粗骨料，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混凝土，粗骨料经五次循环的质量损失应不大于8%。其它条件下的混凝土骨料经
13、五次循环后的质量损失应不大于12%。第39页/共343页5.2.4 混凝土拌和及养护用水凡可饮用的水均可拌制和养护混凝土，不可用海水、未经处理的工废水、污水及沼泽水。缺乏淡水时，可用海水拌制素混凝土，钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土不能用海水拌制对钢筋混凝土。第40页/共343页5.3 新拌混凝土的和易性 混凝土的各组成材料按一定比例配合、拌制成的尚未凝结硬化的混合物，称为新拌混凝土或混凝土拌合物第41页/共343页 和易性是混凝土拌合物的施工操作（拌合、运输、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，密实混凝土的性能。和易性包含流动性、粘聚性、保水性。第42页/共343页2、和易
14、性的含义（1）流动性流动性是混凝土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。第43页/共343页（2）粘聚性（抗离析性）粘聚性是混凝土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。第44页/共343页（3）保水性保水性是混凝土拌合物保持水分不易析出的能力。混凝土拌合物中的水，一部分是保证水泥水化所需水量，另一部分是为使混凝土拌合物具有足够流动性，便于浇捣所需的水量。第45页/共343页3、和易性的测定（1）坍落度一般常用坍落度来表示常态混凝土流动性的大小。粘聚性及保水性
15、常根据经验，通过试验或施工现场的观察定性地评定其优劣。第46页/共343页2）和易性的评定：流动性：坍落度第47页/共343页坍落度10mm40mm的常称为低塑性混凝土；50mm90mm称为塑性混凝土；100mm150mm称为流动性混凝土；大于160mm称为大流动性混凝土；坍落度小于10mm的称为干硬性混凝土。第48页/共343页粘聚性：在坍落的拌合物锥体一侧轻打，若逐渐下沉，表示粘聚性好，如果锥体突然倒塌，部分崩裂，或石子离析则表示粘聚性不好。第49页/共343页保水性：若提起坍落筒后，有较多稀浆从底部析出，拌合物锥体因失浆而骨料外露，表示保水性不好。若提起坍落筒后，无稀浆析出或仅有少量稀浆
16、自底部析出，混凝土锥体含浆饱满，表示混凝土拌合物保水性良好。第50页/共343页（5）维勃稠度（VB）干硬性混凝土拌合物，采用维勃稠度作为和易性指标。维勃稠度：混凝土拌和物装入坍落筒内，提出坍落筒后，将透明圆盘置于顶面，启动振动台，圆盘底面完全为水泥浆布满所经历的时间。第51页/共343页维勃稠度（VB）为10s5s，属半干硬性混凝土；20s11s，属干硬性混凝土；30s21s，属特干硬性混凝土；31s，属超干硬性混凝土。第52页/共343页三、坍落度指标的选择 坍落度（GB50204-92）（mm）坍落度（DL/T5144-2001）（mm）结构种类指 标混凝土类别指标基础、地面、挡土墙等及
17、其垫层，或配筋稀疏的结构1030素混凝土或少筋混凝土1040板、梁和大中型截面的柱子3050配筋率不超过1%的钢筋混凝土3060配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱）5070配筋率超过1%的钢筋混凝土5090配筋特密的结构7090第53页/共343页4、影响混凝土拌合物和易性的因素（1）水灰比的影响水灰比是水与水泥的比值W/C过小，水泥浆干稠，流动性过低，施工困难；W/C过大，使混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，产生流浆、离析，影响强度。第54页/共343页（2）单位用水量的影响水泥浆与骨料间的比例关系，常用单位用水量衡量，即单位体积混凝土的用水量。水灰比不变时，用水量越多，水泥浆愈多，流动
18、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很好包裹骨料表面，产生崩坍现象，粘聚性变差。第55页/共343页混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）项目指标102031.540162031.540坍落度（mm）1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195第56页/共343页（3）含砂率的影响砂率是指砂的质量占砂、石总质量的百
19、分数。砂率反映新拌混凝土中砂子与石子的相对含量。由于砂子的粒径远小于石子，砂率的变动会使骨料的空隙率和总表面积有显著改变，因而对和易性产生较大影响。第57页/共343页砂率过小，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。第58页/共343页合理砂率是指在水灰比及水泥用量一定的条件下，使新拌混凝土保持良好的粘聚性和保水性并获得最大流动性的砂率值。第59页/共343页也可以是指新拌混凝土获得要求的流动性，具有良好的粘聚性及保水性时，而水泥用量最省时的砂率。第60页/共34
20、3页砂率参考表 水灰比0.400.450.500.550.600.650.70卵石最大粒径mm1026322834303531363338343936412025312733293431363237333835404024302632283330353136323734398021292431253226342735283629381502026212822302332243325342636碎石最大粒径mm1630353237333835403641384339442029343136323734393540373238434027322934303532373338354036418023
21、292532263427362837293930401502127222923322434253526362738第61页/共343页（4）水泥品种和骨料的性质使用矿渣水泥时，保水性较差，使用火山灰水泥时，粘聚性较好，但流动性较小。卵石拌制的拌合物比碎石拌制的流动性好，河砂拌制的拌合物比山砂拌制的流动性好。骨料级配好的混凝土拌合物的流动性也好。第62页/共343页（5）时间和温度拌合物拌制后，随时间的延长而逐渐变得干稠，流动性减小。环境温度的升高，水分蒸发及水泥水化反应加快，拌合物的流动性变差，坍落损失也变快。第63页/共343页5、改善和易性的措施（1）水灰比一定时，适当增加水泥浆量（2）适
22、宜的水泥品种及掺合料（3）级配良好的骨料，尽量采用较粗的砂、石（4）采用合理砂率第64页/共343页5.3.2 混凝土拌合物的凝结时间混凝土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混凝土凝结时间的主要因素。第65页/共343页（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，混凝土所用水泥的凝结时间长，则混凝土拌合物凝结时间也相应较长第66页/共343页（2）混凝土的水灰比越大，拌和物的凝结时间越长。（3）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。第67页/共343页新拌混
23、凝土的凝结时间分为初凝和终凝时间。初凝时间表示施工时间的极限，终凝时间表示混凝土力学强度开始快速发展。因此，混凝土的初凝时间直接限制了新拌混凝土从机口出料到浇筑完毕的时间。新拌混凝土必须在初凝前浇筑完毕。第68页/共343页5.4 混凝土的强度强度是新拌混凝土硬化后的重要力学性质，也是混凝土质量控制的主要指标。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，混凝土也主要用于承受压力。第69页/共343页（一）混凝土受压破坏过程第70页/共343页（二）荷载作用下的变形1、受压应力应变关系阶段：0.3破坏荷载，荷载与变形曲线近于直线，混凝土的变形主要是弹性变形，混凝土
24、内的微裂缝和界面裂缝无明显变化。第71页/共343页阶段：荷 载 继 续 增 加 至（0.70.9）破坏荷载。此阶段水泥石内微裂缝和界面裂缝的数量、长度及宽度不断增大，变形速度大于荷载的增加速度，荷载与变形之间不再是线性关系。第72页/共343页阶段：荷载继续增加达到破坏荷载，混凝土内出现不稳定裂缝扩展，混凝土表面出现可见裂缝，变形速度进一步加快。阶段：应力达到破坏荷载后，裂缝发展为贯通裂缝，承载力下降，变形继续增加，直到破坏。第73页/共343页（二）抗压强度与强度等级抗压强度用试件破坏时单位面积(m2)上所能承受的压力（N）表示，单位为Pa、KPa、MPa。根据试件形状的不同，混凝土抗压强
25、度分为立方体抗压强度和轴心抗压强度（长方体）。第74页/共343页（1）立方体抗压强度（fcc）标准立方体（边长150mm）试件在标准养护条件（202，相对湿度95%以上）下，养护到28d龄期，测得每组三个试件的极限抗压强度平均值为混凝土标准立方体抗压强度。第75页/共343页当采用非标准尺寸的试件，应将测定结果乘以换算系数，换算成标准值。采用100mm、200mm、300mm、450mm的立方体试件时，换算系数分别为0.95，1.05、1.15、1.36。第76页/共343页（2）混凝土的强度等级根据混凝土立方体抗压强度标准值(95%的强度保证率)，将混凝土划为12个强度等级：C7.5、C1
26、0、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。C25表 示 立 方 体 抗 压 强 度 标 准 值 为25MPa。第77页/共343页三、混凝土的轴心抗压强度（fc）混凝土结构形式大部分是棱柱体型或圆柱体型，为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在混凝土结构计算中都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。第78页/共343页我国国家规范规定，采用150mm150mm300mm的棱柱体标准试件，用标准试验方法测得的抗压强度称为混凝土轴心抗压强度，又称为混凝土棱柱体抗压强度，以表示。第79页/共343页用棱柱体标准试件测定的轴心抗压强比同截面的立方体抗
27、压强度小。当立方体抗压强度在1050MPa时，轴心抗压强约为立方体抗压强度的0.700.80倍。我国规范规定混凝土轴心抗压强度标准值常取其等于0.67倍的立方体抗压强度标准值。第80页/共343页（四）混凝土的抗拉强度（ft）混凝土的抗拉强度很低，一般约为抗压强度的7%14%，且随着混凝土强度的提高，拉、压强度比值逐渐减小。第81页/共343页抗拉强度与抗压强度的关系：第82页/共343页（五）影响混凝土强度的因素混凝土的破坏型式：骨料和水泥石分界面上的破坏；水泥石强度低，水泥石本身破坏；骨料的破坏（可能性很小）混凝土强度取决于：水泥石强度、水泥石与骨料表面的粘结强度第83页/共343页影响混
28、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第84页/共343页1、水泥强度与水灰比水泥标号：水灰比一定时，水泥标号愈高，水泥石强度愈高，混凝土强度也愈高水灰比：水泥标号相同时，水灰比越小，水泥石强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度就愈高第85页/共343页混凝土强度fcu的经验计算公式fcu=Afce（C/WB）fce=cfce,kA、B与材料品种和施工条件有关的经验系数c强度等级富裕系数：1.01.13第86页/共343页混凝土抗压强度经验公式的运用：1、已知水泥强度，估算某一强度混凝土的水灰比2、已知水泥强度和水灰比，估算配制出的混凝土可达到的强度。第87页/共
29、343页2、骨料的种类及级配碎石表面愈粗糙，骨料与水泥砂浆之间粘结力愈大，混凝土的强度愈高。骨料粒形以三维长度相等或相近的球形或立方体形为好。骨料级配愈好，填充愈密实，混凝土强度愈高。第88页/共343页3、施工因素的影响搅拌愈均匀，振捣愈密实，混凝土强度愈高；机械振捣比人工振捣更充分、均匀，混凝土强度更高。第89页/共343页4、养护条件的影响混凝土的养护是混凝土浇筑完毕后，使混凝土在保持足够湿度和适当温度的环境中进行硬化，并增长强度的过程。混凝土强度取决于水泥的水化状况，受养护条件影响。养护条件是混凝土成型后的养护温度与湿度。第90页/共343页养护温度高时，硬化速度较快，养护温度低时，硬
30、化比较缓慢，当温度低至0以下时，混凝土停止硬化，且有冰冻破坏的危险。第91页/共343页混凝土浇筑后，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剂的混凝土，浇水养护应不小于14天。第92页/共343页干燥条件下，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。第93页/共343页龄期7d28d3m6m1y2y45y20y强度0.60.7511.251.51.7522.253各龄期混凝土强度的增长值5、龄期的影响 第94页/共343页根据经验，混凝土强度与龄期的对
31、数成正比：fn/f28=lgn/lg28fn混凝土nd龄期的抗压强度，MPaf28混凝土28d龄期的抗压强度，Mpan养护龄期，n3d第95页/共343页混凝土各龄期相对强度值 水泥品种龄 期7d28d60d90d180d普通硅酸盐水泥5565100110115120矿渣硅酸盐水泥4555100120130140火山灰质硅酸盐水泥4555100115125130第96页/共343页6、试验条件对混凝土强度值测定的影响 试件尺寸的影响：试件尺寸越小，试验的强度值越大。加荷速度的影响：加荷速度越快，测得的强度值偏高。第97页/共343页5.5 混凝土的耐久性耐久性：抵抗环境介质作用并长期保持其良好
32、的使用性能和外观完整性，从而维持结构的安全，正常使用的能力。混凝土的耐久性包括：抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀、抗碳化等。第98页/共343页（一）混凝土的抗渗性1、定义混凝土的抗渗性是混凝土抵抗有压介质（水、油、溶液等）渗透作用的能力，它是决定混凝土耐久性的重要因素。对地下建筑、水利工程和海港工程等，均要求混凝土有足够的抗渗性。第99页/共343页2、抗渗性的表示方法抗渗等级：以28d龄期的标准混凝土试件，在标准试验方法下，以每组六个试件四个未出现渗水时所能承受的最大水压力值来确定。W2、W4、W6、W8、W10、W12能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水压力而不
33、渗透。渗透系数：越小，抗渗性越强。第100页/共343页3、混凝土渗水原因内部存在渗水通道来源：振捣不密实；水泥浆多余水分蒸发；泌水形成的孔隙和微裂缝。主要影响因素：水灰比第101页/共343页水灰比与混凝土抗渗等级的大致关系 水灰比0.450.50.50.550.550.600.600.650.650.75抗渗等级W12W8W6W4W2第102页/共343页4、提高混凝土抗渗性的主要措施（1）选择合理的水泥品种（2）采用较小的水灰比（3）选择适宜的骨料粒径，级配良好且干净的骨料（4）掺入适量的减水剂、引气剂、防水剂和粉煤灰等混合材料（5）适当增加砂率（6）加强养护第103页/共343页（二）
34、混凝土的抗冻性1、定义抗冻性是混凝土在吸水饱和状态下能经受多次冻融作用而不破坏，同时不严重降低强度的性能。第104页/共343页2、表示方法抗冻等级是以28天龄期混凝土标准试件，在吸水饱和状态下所能承受的冻融循环次数N来确定。要求其强度降低不超过25%，质量损失不超过5%。F50、F100、F150、F200、F300、F400第105页/共343页3、混凝土抗冻等级的选用根据工程所处环境，年冻融循环次数按有关规范选用。严寒气候条件、冬季冻融交替次数多、处于水位变化区的外部混凝土，以及钢筋混凝土结构或薄壁结构、受动荷载的结构，均应选用较高抗冻等级的混凝土；第106页/共343页抗冻性好的混凝土
35、，抗温度变化，抗干湿变化、抗风化等性能也好，因此温和地区的水工建筑、民用建筑也应提出抗渗要求。第107页/共343页（四）混凝土的碱骨料反应水泥中的碱类与骨料发生化学反应，使混凝土发生不均匀膨胀，造成裂缝，强度模量下降等不良现象，这类碱与骨料发生的反应统称碱骨料反应。第108页/共343页发生碱骨料反应的必要条件：骨料中含有一定量的活性成分（活性氧化硅）混凝土中含碱量（K2O及Na2O）较高混凝土中有水分第109页/共343页防止碱骨料反应措施：选择非活性骨料；选用低碱水泥，控制混凝土总含碱量；在混凝土中掺入活性掺合料，抑制碱骨料反应；在混凝土中掺入引气剂防止外界水分渗入混凝土内部第110页/
36、共343页（五）混凝土的碳化（中性化）1、定义水泥石中的Ca(OH)2与空气中的CO2，在有水分存在的条件下，发生反应生成CaCO3，并使混凝土中Ca(OH)2浓度下降，称为混凝土的碳化。第111页/共343页2、碳化对混凝土的不利影响（1）碳化引起混凝土收缩，使混凝土表层产生微细裂缝，严重影响混凝土结构的使用寿命。（2）碳化发展到钢筋层时，使钢筋表层的钝化膜遭到破坏，发生生锈，最终导致钢筋混凝土结构的破坏。第112页/共343页4、影响碳化速度的主要因素：（1）环境中的CO2浓度：浓度越高，碳化速度越快。（2）环境湿度：环境的相对湿度在5075时，混凝土的碳化速度最快。第113页/共343页
37、5、减少碳化作用不利影响的措施（1）采用适当的保护层（2）合理选择水泥品种（3）采用水灰比小，单位水泥用量较大的混凝土配合比（4）加强施工质量控制第114页/共343页（七）提高混凝土耐久性的主要措施1、严格控制水灰比和水泥用量2、组成材料3、适当掺用减水剂和引气剂4、施工第115页/共343页5.6 混凝土的质量控制 混凝土质量是影响混凝土结构可靠性的一个重要因素，为保证结构的可靠性，必须在施工过程的各个工序对原材料，混凝土拌合物及硬化后的混凝土进行必要的质量控制。混凝土的质量用抗压强度作为评定指标。第116页/共343页一、混凝土质量波动的原因：1、原材料质量 材料中水泥是影响混凝土强度最
38、重要的因素，如水泥品种、标号的改变、水泥的实际强度，储存水泥条件及存放时间的长短等均会引起混凝土质量的波动。第117页/共343页骨料的产地、骨料级配、骨料质量与颗粒形状均会对混凝土强度产生影响，因此重要的是尽量应用同一产地，同一品种、规格和级配的骨料，同时注意骨料的堆放应减少级配的变化。外加剂的品种、性能、掺量、掺加方式以及外加剂质量的波动均会对混凝土质量产生影响。第118页/共343页2、配料误差3、施工工艺(拌和、运输、浇筑、捣实、温度与养护)4、试验误差第119页/共343页二、混凝土强度的数理统计参数（1）平均值（可代表总体平均值）第120页/共343页（2）标准差（可代表总体标准差
39、）（3）离差系数CV第121页/共343页和Cv是确定强度分布特性的重要参数：（1），Cv愈大，强度分布曲线愈矮而宽，质量愈不均匀。（2），Cv愈小，强度分布曲线峰值越高越集中，质量愈均匀。第122页/共343页（4）混凝土强度保证率混凝土强度总体中，等于及大于设计强度值出现的概率，称为强度保证率。第123页/共343页两种方法：一、根据试验数据二、数理统计方法如何检验混凝土强度值是否达到了所要求的强度保证率？第124页/共343页在混凝土施工中，检验混凝土强度保证率P是否满足要求时，其P可由试验数据求得：第125页/共343页三、概率度混凝土设计强度等级与平均强度的差值与标准差之比用统计方法
40、计算出混凝土强度总体（或样本）的平均值和标准差，即可得出混凝土的概率度t。第126页/共343页混凝土的概率度t与混凝土的强度保证率P有一一对应的关系第127页/共343页在混凝土强度正态曲线方程中，令随机变量，即可变为标准正态分布第128页/共343页概率度t自t1出现的概率P（t1）=1一（t1）。它相当于图中阴影面积第129页/共343页t+3.00+2.00+1.000-0.50-0.84-1.00-1.28-1.645-2.00-3.00P（t）0.0010.0230.1590.5000.6900.8000.8410.9000.9500.9770.999不同t值的P（t）值表 第13
41、0页/共343页当P（t）=0.5（50%）时,t=0平均值等于设计强度等级第131页/共343页当P（t）=0.95（95%）时,t=-1.645平均值大于设计强度等级第132页/共343页P（t）t0.500.95-1.645强度保证率越大，强度平均值越大。只有当强度保证率为50%时，平均值才等于设计强度等级第133页/共343页5.6.5 混凝土施工质量控制图为了便于及时掌握并分析混凝土质量的波动情况，常将质量检验得到的各项指标：水泥标号、混凝土坍落度、水灰比和强度与样本序号的关系等，绘成质量控制图。第134页/共343页（1）以实验测量的强度值为纵坐标，实验组次为横坐标。（2）以立方体
42、抗压强度的平均值为中心线（3）以为上下警戒线（4）以为上下控制线第135页/共343页第136页/共343页5.7 普通混凝土的配合比设计混凝土配合比是指混凝土中水泥、砂、石子和水四种主要材料数量之间的比例关系。配合比设计就是合理确定单位体积混凝土中各组成材料的用量第137页/共343页表示方法1、每m3混凝土中各材料的质量：如1m3混凝土：水泥300kg、水180kg、砂720kg、石子1200kg；2、以水泥质量为1，各材料的质量比：如：水泥：砂：石：1：2.4：4.0，水灰比=0.60第138页/共343页（一）混凝土配合比设计的基本要求（1）满足混凝土施工所要求的和易性;（2）达到混凝
43、土结构设计的强度等级；（3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；（4）符合经济原则，节约水泥，降低成本。第139页/共343页（二）混凝土配合比设计的基本资料1、了解工程设计要求的混凝土强度等级，强度保证率，施工水平，以便确定混凝土配制强度；2、了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求，主要是抗渗、抗冻性要求，以便确定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量；第140页/共343页3、了解结构构件断面尺寸及钢筋配置情况，以便确定混凝土骨料的最大粒径，拌合物的坍落度；4、了解混凝土施工方法及管理水平，选择混凝土质量控制的标准差，计算配制强度；5、掌握原材料的性能。第141页/共343页（三）混凝土配
44、合比设计的步骤1、初步配合比的计算（经验公式或图表）2、试拌调整，确定基准配合比（满足和易性）3、实验室配合比确定（强度及耐久性）4、施工配合比换算第142页/共343页1、初步配合比的计算（1）配制强度的确定 普通混凝土配制强度：第143页/共343页普通混凝土强度标准差0取值混凝土强度等级C350（Mpa）4.05.06.0水工大体积混凝土标准差0值 混凝土强度等级C9015C9020C9025C9030C9035C9040C9045C9050（90d）MPa3.54.04.55.05.5第144页/共343页（2）确定水灰比A、B选用表 骨料以干燥状态为基准骨料以饱和面干状态为基准卵 石
45、混凝土碎 石混凝土卵石混凝土碎石混凝土普通水泥矿渣水泥普通水泥矿渣水泥A0.480.460.5390.6080.6370.610B0.330.070.4590.6660.5690.581 fcu=A fce（C/W B）第145页/共343页水灰比与混凝土抗渗等级的大致关系 水灰比0.450.50.50.550.550.600.600.650.650.75抗渗等级W12W8W6W4W2第146页/共343页抗冻混凝土水灰比要求 抗冻等级F50F100F150F200F300水灰比0.580.550.520.50.45选取较小的值作为初步配合比的水灰比。第147页/共343页（3）确定单位用水量
46、根据混凝土拌合物坍落度、粗骨料的种类和最大粒径来选取，参照表初步确定单位用水量。拌合物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）项目指标102031.540162031.540坍落度（mm）1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195第148页/共343页（4）计算混凝土的单位水泥用量根据已选定的单位用水量、水灰比，计算单位水泥用量水泥用量还应大于规范规定的最小水泥用量。第149页/共343页（5）选取合理砂率参照
47、表或近似公式初步确定含砂率。水灰比0.400.450.500.550.600.650.70卵石最大粒径mm1026322834303531363338343936412025312733293431363237333835404024302632283330353136323734398021292431253226342735283629381502026212822302332243325342636碎石最大粒径mm1630353237333835403641384339442029343136323734393540373238434027322934303532373338354036
48、418023292532263427362837293930401502127222923322434253526362738第150页/共343页（6）计算砂、石用量 绝对体积法假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌合物中所含空气的体积总和。=第151页/共343页（2）假定表观密度法=第152页/共343页1初步配合比的试拌、调整 按初步配合比，称取拌制0.0150.030m3混凝土所需的各项材料，按试验规程拌制混凝土，测其坍落度，观察粘聚性及保水性。若和易性不符合要求，则调整砂率或用水量（保持水灰比不变），再进行拌和试验，直至符合要求。2、基准配合比第153页/共343页
49、和易性调整好后，需测出该新拌混凝土的实际表观密度和本次拌和时各材料的实际用量。第154页/共343页根据拌和时各材料的实际用量（C、W、S、G）和实测的该拌合物的表观密度，按下式计算该混凝土的基准配合比：令第155页/共343页3检验强度及耐久性，确定实验室混凝土配合比按基准配合比，制作强度、抗渗、抗冻等试件，标准养护至规定龄期，进行试验。如果混凝土的强度、耐久性满足要求，基准配合比即为实验室配合比。否则，应将水灰比进行修正，并重新反复做试验，直至符合要求为止。第156页/共343页可以基准配合比为基础，同时拌制35种配合比，进行强度及抗渗性、抗冻性等性能试验。可作出强度水灰比曲线，抗渗等级及
50、抗冻等级水灰比曲线，从中选出满足各项技术要求的配合比。第157页/共343页4、施工配合比的换算1、骨料含水率变化时施工料单计算实测工地砂及石子的含水率分别为a%及b%，则混凝土施工配料为：第158页/共343页2施工配和比的调整保持水灰比不变，仅对含砂率及用水量作必要的调整。按如下方法调整：当需增减坍落度10mm时，可增减用水量为2.5kg/m3（注意保证水灰比不变）；增减砂率1%时，可增减用水量为2.02.5kg/m3。第159页/共343页【例5-1】某房屋为钢筋混凝土框架工程，混凝土不受风雪等作用，设计混凝土强度等级C30，施工要求坍落度为3050mm，施工单位无强度历史统计资料，试设