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1、普通混凝土的主要技术性质第1页，此课件共44页哦6.2 6.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质6.2.1 6.2.1 混凝土拌合物（新拌混凝土）的性能混凝土拌合物（新拌混凝土）的性能一一.新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性1 1、和易性的概念、和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易于各工序和易性是指混凝土拌合物易于各工序(搅拌、运输、浇注、搅拌、运输、浇注、捣实捣实)施工操作，并获得质量均匀、成型密实的混凝土性能。施工操作，并获得质量均匀、成型密实的混凝土性能。和易性是一项综合的技术指标，包括和易性是一项综合的技术指标，包括流动性、粘聚性流动性、粘聚性和和保水性保水性等三方面
2、的含义。等三方面的含义。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混凝土拌合物的和易性、硬化混凝土硬化混凝土的强度的强度及及耐久性耐久性。混凝土在未凝结硬化以前，称为混凝土拌合物或称混凝土在未凝结硬化以前，称为混凝土拌合物或称新拌混凝土，相对新拌混凝土，相对“硬化混凝土硬化混凝土”而言。而言。第2页，此课件共44页哦流动性：混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下能产生流动性：混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。流动，并均匀密实地填满模板的性能。粘聚性：混凝土各组成材料间具有一定粘聚力，在运输粘聚性：混凝土各组成材料间具有一定粘聚力，在
3、运输和浇注过程中不致产生分层和离析现象，使混凝土保持整和浇注过程中不致产生分层和离析现象，使混凝土保持整体均匀的性能。体均匀的性能。保水性：混凝土拌和物具有一定的保持内部水分的能力，保水性：混凝土拌和物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产生严重泌水现象。在施工过程中不致产生严重泌水现象。混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性之间互相联系又存在混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性之间互相联系又存在矛盾。矛盾。所谓拌合物的和易性良好，就是要使这三方面的性能在某种具所谓拌合物的和易性良好，就是要使这三方面的性能在某种具体条件下，达到均为良好，即使矛盾得到统一。体条件下，达到均为良好，即使矛
4、盾得到统一。第3页，此课件共44页哦 2 2、和易性的测定方法、和易性的测定方法 目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。根据我国现行标准普通混凝土拌合物性能试定方法。根据我国现行标准普通混凝土拌合物性能试验方法验方法(GB/T50080-2002)(GB/T50080-2002)，用，用坍落度坍落度和和维勃稠度维勃稠度测定测定混凝土拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性混凝土拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。和保水性。评定和易性好坏，主要以测定流动性指标为主，评定和易性好坏，主要以测定流动性指标为主，辅以观察其粘聚
5、性、保水性。辅以观察其粘聚性、保水性。第4页，此课件共44页哦（1 1）坍落度试验）坍落度试验将混凝土拌合物分三层装入标准坍落度筒中，每层插捣将混凝土拌合物分三层装入标准坍落度筒中，每层插捣2525次并装满次并装满刮平。垂直向上将筒提起，混凝土拌合物由于自重将会向下坍落。刮平。垂直向上将筒提起，混凝土拌合物由于自重将会向下坍落。量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差（以量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差（以mmmm计），计），即为坍落度。即为坍落度。坍落度越大，表示混凝土拌合物的流动性越大。坍落度越大，表示混凝土拌合物的流动性越大。在进行坍落度试验的同时，应在进行坍落度试验的同
6、时，应观察混凝土拌合物的粘聚性、保观察混凝土拌合物的粘聚性、保水性，以便全面地评定混凝土拌水性，以便全面地评定混凝土拌合物的和易性。合物的和易性。第5页，此课件共44页哦实验步骤实验步骤1、按比例配出拌和材料，将它们倒在拌板上并用铁锹拌匀，再将中间扒一凹洼，边加水边进行拌和，直至拌和均匀。2、用湿布将拌板及坍落度筒内外擦净、润滑，并将筒顶部加上漏斗，放在拌板上。用双脚踩紧踏板，使其位置固定。3、用小铲将拌好的拌和物分三层均匀的装入筒内，每层装入高度在插捣后大致为筒高的三分之一。顶层装料时，应使拌和物高出筒顶。插捣过程中，如试样沉落到低于筒口，则应随时添加，以便自始至终保持高于筒顶。每装一层分别
7、用捣棒插捣25次，插捣应在全部面积上进行，沿螺旋线由边缘渐向中心。在筒边插捣时，捣棒应稍有倾斜，然后垂直插捣中心部分。每层插捣时应捣至下层表面为止。4、插捣完毕后卸下漏斗，将多余的拌和物用镘刀刮去，使之与筒顶面齐平，筒周围拌板上的杂物必须刮净、清除。5、将坍落度筒小心平稳地垂直向上提起，不得歪斜，提离过程约510s内完成，将筒放在拌和物试体一旁，量出坍落后拌和物试体最高点与筒的高度差（以mm为单位，读数精确至5mm），即为该拌和物的坍落度。从开始装料到提起坍落度筒的整个过程在150s内完成。6、当坍落度筒提离后，如试件发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样进行试验。如第二次仍然出现这种现象，则表
8、示该拌和物和易性不好，应予记录备案。7、测定坍落度后，观察拌和物的下述性质，并记录。第6页，此课件共44页哦粘聚性的评定方法：粘聚性的评定方法：用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，若锥体逐渐下沉用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，若锥体逐渐下沉,则表则表示粘聚性良好；如果锥体倒塌，部分崩裂或出现离析现象示粘聚性良好；如果锥体倒塌，部分崩裂或出现离析现象,则表示粘则表示粘聚性不好。聚性不好。保水性的评定方法：保水性的评定方法：坍落度筒提起后，如有较多稀浆从底部析出（淌浆），锥体部分混凝土坍落度筒提起后，如有较多稀浆从底部析出（淌浆），锥体部分混凝土拌合物也因失浆而骨料外露，则表明混凝土拌
9、合物保水性能不好；无稀拌合物也因失浆而骨料外露，则表明混凝土拌合物保水性能不好；无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示保水性良好。浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示保水性良好。坍落度越大，一般表示其流动性越大，但也许因其粘聚性差。坍落度越大，一般表示其流动性越大，但也许因其粘聚性差。第7页，此课件共44页哦（2 2）维勃稠度试验）维勃稠度试验对对坍落度值小于坍落度值小于1010的的干硬性混凝土，采用维勃稠度试验。干硬性混凝土，采用维勃稠度试验。在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装满拌合物，提起坍落度在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装满拌合物，提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开
10、启振动台，同时用秒表计筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，当水泥浆完全布满透明圆盘底面的瞬间，记下秒表的秒数，称时，当水泥浆完全布满透明圆盘底面的瞬间，记下秒表的秒数，称为维勃稠度。为维勃稠度。混凝土拌合物流动性按维勃稠度大小，可分为四级：混凝土拌合物流动性按维勃稠度大小，可分为四级：超干硬性：超干硬性：31 s特干硬性：特干硬性：3021 s干硬干硬 性：性：2011 s半干硬性：半干硬性：105 s第8页，此课件共44页哦3.3.流动性流动性(坍落度坍落度)的选择的选择根据坍落度的不同，可将混凝土拌合物分为：根据坍落度的不同，可将混凝土拌合物分为：低塑性混凝土低塑
11、性混凝土(坍落度值为坍落度值为101040 mm)40 mm)塑性混凝土塑性混凝土(坍落度值为坍落度值为4090mm)4090mm)流动性混凝土流动性混凝土(坍落度值为坍落度值为9090150mm)150mm)大流动性混凝土大流动性混凝土(坍落度值坍落度值150mm)150mm)。坍坍落落度度试试验验适适用用于于骨骨料料最最大大粒粒径径不不大大于于37.5mm37.5mm，坍坍落落度度值值不不小小于于10mm10mm的的塑塑性性混混凝凝土土拌拌和和物物；坍坍落落度度值值小小于于10mm10mm的的干干硬硬性性混混凝凝土土拌拌和和物应采用维勃稠度法测定。物应采用维勃稠度法测定。当当构构件件截截面
12、面较较小小或或钢钢筋筋较较密密，或或采采用用人人工工插插捣捣时时，坍坍落落度度可可选选大大些些；反反之之，如如构构件件截截面面尺尺寸寸较较大大，或或钢钢筋筋较较疏疏，或或采采用用机机械械振振捣捣时时，坍坍落落度度可可选选择择小小些。些。第9页，此课件共44页哦 根据混凝土结构工程施工质量验收规范（根据混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002GB50204-2002）的）的规定，混凝土浇筑时的坍落度宜按下表选用。规定，混凝土浇筑时的坍落度宜按下表选用。混凝土浇筑时的坍落度混凝土浇筑时的坍落度结结 构构 种种 类类坍落度坍落度(mm)(mm)基础或地面等的垫层、无配筋的大体积结构基
13、础或地面等的垫层、无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构 10103030板、梁和大型及中型截面的柱子等板、梁和大型及中型截面的柱子等303050 50 配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）等）505070 70 配筋特密的结构配筋特密的结构707090 90 流动性流动性(坍落度坍落度)的选择的选择 该表是采用机械振捣的坍落度，采用人工捣实时可适当增大。当施该表是采用机械振捣的坍落度，采用人工捣实时可适当增大。当施工工艺采用混凝土泵送混凝土拌合物时，则要求混凝土拌合物具有工工艺采用混凝土泵送混凝土拌合
14、物时，则要求混凝土拌合物具有高流动性，其坍落度通常在高流动性，其坍落度通常在80-180mm80-180mm。第10页，此课件共44页哦4 4、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素（1）水泥浆的用量）水泥浆的用量（2）水泥浆的稠度）水泥浆的稠度（3）砂率）砂率（4）组成材料的品种及性质）组成材料的品种及性质（5）外加剂）外加剂（6）时间及温度）时间及温度第11页，此课件共44页哦4 4、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素（1 1）水泥浆的数量）水泥浆的数量在在混混凝凝土土拌拌合合物物中中，水水泥泥浆浆包包裹裹骨骨料料表表面面，填填充充骨骨料料空空隙隙，使使骨骨料料润润滑滑，提提高
15、高混混合合料料的的流流动动性性；在在水水灰灰比比不不变变的的情情况况下下，单单位位体体积积混混合合物物内内，随随水水泥泥浆浆的的增增多多，混混合合物的流动性增大。物的流动性增大。若若水水泥泥浆浆过过多多，超超过过骨骨料料表表面面的的包包裹裹限限度度，就就会会出出现现流流浆浆现象，这既浪费水泥又降低混凝土的性能；现象，这既浪费水泥又降低混凝土的性能；如如水水泥泥浆浆过过少少，达达不不到到包包裹裹骨骨料料表表面面和和填填充充空空隙隙的的目目的的，使使粘粘聚聚性性变变差差，流流动动性性低低，不不仅仅产产生生崩崩塌塌现现象象，还会使混凝土的强度和耐久性降低。还会使混凝土的强度和耐久性降低。混合物中水泥
16、浆的数量以满足流动性要求为宜。混合物中水泥浆的数量以满足流动性要求为宜。第12页，此课件共44页哦（2 2）水泥浆的稠度）水泥浆的稠度（有时写作：水灰比（有时写作：水灰比W/CW/C或灰水比或灰水比C/WC/W）水灰比水灰比，是指单位砼用水量与水泥用量的质量比，以，是指单位砼用水量与水泥用量的质量比，以W/CW/C表示。表示。水泥浆的稀稠，取决于水泥浆的稀稠，取决于水灰比水灰比的大小。的大小。水水灰灰比比小小，水水泥泥浆浆稠稠，拌拌合合物物流流动动性性就就小小，会会使使施施工工困困难难，混混凝凝土土拌拌合合物物难难以以保保证证密密实实成成型型。若若水水灰灰比比过过大大，又又会会造造成成混混凝凝
17、土土拌拌合合物物的的粘粘聚聚性性和和保保水水性性不不良良，而而产产生生流流浆浆、离离析析现现象，并严重影响混凝土的强度。象，并严重影响混凝土的强度。水水灰灰比比不不能能过过大大或或过过小小，依依据据混混凝凝土土强强度度和和耐耐久久性性要要求求合合理地选用。理地选用。4 4、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素第13页，此课件共44页哦无无论论是是水水泥泥浆浆的的多多少少或或是是水水泥泥浆浆的的稀稀稠稠，实实际际上上都都反反映映了了用用用用水水水水量量量量是是对对混混凝凝土土拌拌合合物物流流动动性性起起决决定定性性作作用用的的因因素素。因因为为在在一一定定条条件件下下，要要使使混混凝凝土土
18、拌拌合合物物获获得得一一定定的的流动性，所需的单位用水量基本上是一个定值。流动性，所需的单位用水量基本上是一个定值。单单纯纯加加大大用用水水量量会会降降低低混混凝凝土土的的强强度度和和耐耐久久性性，因因此此，对对混混凝凝土土拌拌合合物物流流动动性性的的调调整整，应应在在保保持持水水灰灰比比不不变变的的条条件件下下，以以改改变变水水泥泥浆浆量量的的方方法法来来调调整整，使使其其满满足足施工要求。施工要求。第14页，此课件共44页哦（3 3）砂率）砂率定义定义混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。砂率的变动会使骨料的砂率的变动会使骨料的总表面积总表面积及及
19、空隙率空隙率都会发生变化。都会发生变化。水泥砂浆在砼拌和物中起润滑作用，可以减少粗集料颗粒之间的摩阻力，水泥砂浆在砼拌和物中起润滑作用，可以减少粗集料颗粒之间的摩阻力，所以在所以在一定砂率范围内一定砂率范围内，随着砂率的增加，润滑作用也明显增加，随着砂率的增加，润滑作用也明显增加，提高了混凝土拌和物的流动性。提高了混凝土拌和物的流动性。但砂率过大但砂率过大，即石子用量过少，砂子用量过多，此时集料的总表面，即石子用量过少，砂子用量过多，此时集料的总表面积过大，在水泥浆量不变的情况下，水泥浆量相对少了，减弱了水积过大，在水泥浆量不变的情况下，水泥浆量相对少了，减弱了水泥浆的润滑作用，导致混凝土拌和
20、物的流动性降低。泥浆的润滑作用，导致混凝土拌和物的流动性降低。如果砂率过小如果砂率过小，即石子用量过大，砂子用量过少时，水泥砂浆的，即石子用量过大，砂子用量过少时，水泥砂浆的数量不足以包裹石子表面，在石子之间没有足够的砂浆层，减数量不足以包裹石子表面，在石子之间没有足够的砂浆层，减弱了水泥砂浆的润滑作用，不但会降低混凝土拌和物的流动性，弱了水泥砂浆的润滑作用，不但会降低混凝土拌和物的流动性，而且会严重影响其粘聚性和保水性，容易产生离析现象。而且会严重影响其粘聚性和保水性，容易产生离析现象。4 4、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素第15页，此
21、课件共44页哦因因此此，砂砂率率既既不不能能过过大大，也也不不能能过过小小，应应有有一一个个合合理砂率值理砂率值。当当砂砂率率适适宜宜时时，砂砂不不但但填填满满石石子子间间的的空空隙隙，而而且且还还能能保保证证粗粗骨骨料料间间有有一一定定厚厚度度的的砂砂浆浆层层以以减减小小粗粗骨骨料料间间的的摩摩擦擦阻阻力力，使使混混凝凝土土拌拌和和物物有有较较好好的的流流动动性性且且能能保保持持粘聚性和保水性良好，这个适宜的砂率称为合理砂率。粘聚性和保水性良好，这个适宜的砂率称为合理砂率。合理砂率可通过试验、计算、查表等方法确定合理砂率可通过试验、计算、查表等方法确定。第16页，此课件共44页哦 图图4-7
22、 4-7 砂率与坍落度的关系砂率与坍落度的关系 图图：砂率与水泥用量的关系：砂率与水泥用量的关系 （水与水泥用量一定）（水与水泥用量一定）（达到相同的坍落度）（达到相同的坍落度）第17页，此课件共44页哦（4 4）组成材料的品种及性质）组成材料的品种及性质水泥品种，集料种类、形状和级配等，都对混凝土水泥品种，集料种类、形状和级配等，都对混凝土拌合物的和易性有一定影响。拌合物的和易性有一定影响。需需水水量量大大的的水水泥泥拌拌合合物物，其其物物流流动动性性小小。如如普普通通水水泥泥的的混凝土拌合物比矿渣和火山灰的和易性好。混凝土拌合物比矿渣和火山灰的和易性好。在在相相同同用用水水量量条条件件下下
23、，集集料料表表面面光光滑滑、少少棱棱角角、形形状状较圆的卵石所拌制的拌合物流动性较碎石的大。较圆的卵石所拌制的拌合物流动性较碎石的大。4 4、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素第18页，此课件共44页哦 （5 5）外加剂）外加剂 在在拌拌制制混混凝凝土土时时，加加入入少少量量的的外外加加剂剂能能使使混混凝凝土土拌拌和和物物在在不不增增加加水水泥泥用用量量的的条条件件下下，获获得得良良好好的的和和易易性性，不不仅仅流流动动性性显显著著增增加加，而而且且有有效效地地改改善善混混凝凝土土拌拌和物的粘聚性和保水性。和物的粘聚性和保水性。4 4、影响和
24、易性的主要因素、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素第19页，此课件共44页哦（6 6）时间及温度）时间及温度 拌合后的混凝土拌合物，随时间延长而逐渐变得干拌合后的混凝土拌合物，随时间延长而逐渐变得干稠，流动性减小，原因是一部分水供水泥水化，一部稠，流动性减小，原因是一部分水供水泥水化，一部分水被骨料吸收，一部分水蒸发以及混凝土凝聚结构分水被骨料吸收，一部分水蒸发以及混凝土凝聚结构的逐渐形成，致使混凝土拌合物的流动性变差。的逐渐形成，致使混凝土拌合物的流动性变差。拌合物的和易性也受温度的影响。因为环境温度的升高，拌合物的和易性也受温度的影响。因为环境温度的升高，水分
25、蒸发及水化反应加快，坍落度损失也变快。因此施工水分蒸发及水化反应加快，坍落度损失也变快。因此施工中为保证一定的和易性，必须注意环境温度的变化，并采中为保证一定的和易性，必须注意环境温度的变化，并采取相应的措施。取相应的措施。4 4、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素、影响和易性的主要因素第20页，此课件共44页哦（1 1）改善砂、石的级配（特别是石子的级配），也有利于砼质量的）改善砂、石的级配（特别是石子的级配），也有利于砼质量的提高，但要增加备料工作；提高，但要增加备料工作；（2 2）尽量采用较粗大的砂、石；）尽量采用较粗大的砂、石；（3 3）尽可能降低砂率，通
26、过试验采用合理砂率；有利于提高砼质量和节约）尽可能降低砂率，通过试验采用合理砂率；有利于提高砼质量和节约水泥；水泥；（4 4）在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌合物的流）在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌合物的流动性。动性。（5 5）混凝土拌合物坍落度太小时，）混凝土拌合物坍落度太小时，保持水灰比不变，适当增保持水灰比不变，适当增加水泥浆加水泥浆用量，当坍落度太大，用量，当坍落度太大，但粘聚性良好时，可保持砂但粘聚性良好时，可保持砂率不变，适当增率不变，适当增加砂、石用量；加砂、石用量；（6 6）掺外加剂或掺合料；）掺外加剂或掺合料；5 5、改善和易性的主要措施、改
27、善和易性的主要措施第21页，此课件共44页哦二、新拌砼的凝结时间（了解）二、新拌砼的凝结时间（了解）新拌混凝土的凝结时间通常是用新拌混凝土的凝结时间通常是用贯入阻力法贯入阻力法进行测定的。进行测定的。仪器：仪器：贯入阻力仪贯入阻力仪方法：方法：先用5mm筛孔的筛从拌合物中筛取砂浆，按一定方法装入规定的容器中，然后每隔一定时间测定砂浆贯入到一定深度时的贯入阻力。贯入阻力达到3.5MPa和28.0MPa的时间，分别是新拌混凝土的初凝和终凝时间。这是从实用角度人为划分的，实际上，贯入阻力达到3.5MPa时，混凝土还没有抗压强度，初凝时间表示的是新拌混凝土正常地搅拌、浇注和捣实的极限；贯入阻力达到8.
28、0MPa时，抗压强度约为0.7MPa，终凝时间表示混凝土力学强度开始快速发展。第22页，此课件共44页哦三、塑性收缩三、塑性收缩（裂缝）（裂缝）和塑性沉降和塑性沉降（裂缝）（裂缝）1 1、塑性收缩、塑性收缩 新拌混凝土在浇注完成后，如果所处环境较干燥，混凝土的表面会较快地蒸发失水，当新拌混凝土的泌水速度低于水分的蒸发速度时，混凝土的表面会由于干燥产生塑性收缩，这时，混凝土的抗拉强度几乎为0，极易形成塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝。因此，混凝土在浇注完成后，应特别注意表面的保湿养护，防止塑性收缩开裂。收缩裂缝的特点：收缩裂缝的特点：不规则地出现于表层，通常不连贯，中间宽，两边渐细，且很少发展至边缘，严
29、重时裂缝也能互相连通。如有钢筋，裂缝形式会有所变化。防治这种裂缝关键是搞好混凝土的早期养护。调整混凝土的配合比，特别是掺引气剂有助于减少收缩裂缝。处理：处理：对这种裂缝的修补处理通常为涂刷水泥浆或低粘度聚合物，封堵裂缝防止水分侵入。第23页，此课件共44页哦2 2、塑性沉降、塑性沉降新拌混凝土由于泌水会产生沉降，当混凝土的浇注深度较大时，顶部的混凝土会产生较大的沉降，这种沉降称为塑性沉降。塑性沉降受到阻碍时，例如钢筋，则会产生塑性沉降裂缝塑性沉降裂缝。塑性沉降裂缝：塑性沉降裂缝：此类裂缝发生于施工后不久，混凝土浇筑后会产生沉降，当混凝土开始凝结时，如遇到钢筋或横向板连接螺栓等物阻止这种沉降，会
30、产生裂缝，这种裂缝称为塑性沉陷裂缝。这种现象常发生在混凝土柱或其他窄长构件的边角部位。预防措施：预防措施：可调整混凝土的配合比或掺用外加剂改善混凝土和易性，以避免产生这种裂缝。当裂缝刚出现，可立即重新振捣上部混凝土以消除。若混凝土已硬化，应采用封堵裂缝修补措施，保护钢筋。事实上，当混凝土刚出现裂缝，而尚未硬化时立即重新振捣效果更好。第24页，此课件共44页哦6.2.2 混凝土的强度混凝土的强度混凝土的混凝土的力学性质力学性质是判断硬化后混凝土质量的重要标准，是判断硬化后混凝土质量的重要标准，包括强度和变形包括强度和变形。强度是混凝土最重要的力学性质。强度是混凝土最重要的力学性质。混凝土强度与混
31、凝土的其他性能关系密切，通常混凝土混凝土强度与混凝土的其他性能关系密切，通常混凝土的强度越大，其刚度、不透水性、抗风化及耐蚀性也越的强度越大，其刚度、不透水性、抗风化及耐蚀性也越高，高，通常用混凝土强度来评定和控制混凝土的质量。通常用混凝土强度来评定和控制混凝土的质量。混凝土的强度包括：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、混凝土的强度包括：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度及与钢筋的粘结强度等。但抗剪强度及与钢筋的粘结强度等。但主要是抗压强度、抗主要是抗压强度、抗拉强度。拉强度。第25页，此课件共44页哦一一.混凝土立方体抗压强度混凝土立方体抗压强度按照普通混凝土力学性能试验方法标准按照普通混凝
32、土力学性能试验方法标准(GB/T50081-2002)(GB/T50081-2002)，制作，制作150mml50mml50mm150mml50mml50mm的标准立方体试件，在标准条件（温度的标准立方体试件，在标准条件（温度202202，相对湿度，相对湿度95%95%以上）下，养护到以上）下，养护到28d28d龄期，所测得抗压强度值为混凝土龄期，所测得抗压强度值为混凝土立方体抗压强度，以立方体抗压强度，以fcufcu表示，可按下式计算：表示，可按下式计算：当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表：当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表：试件种类试件种类试件尺寸，试件尺寸，mm粗骨料最大
33、粒粗骨料最大粒径，径，mm换算系数换算系数标准试件标准试件150150150401.00非标准试件非标准试件100100100300.95200200200601.05第26页，此课件共44页哦二、混凝土立方体抗压强度标准值二、混凝土立方体抗压强度标准值 及强度等级及强度等级按按照照标标准准方方法法制制作作和和养养护护的的边边长长为为150mm150mm的的立立方方体体试试件件，在在2828天天龄龄期期，用用标标准准试试验验方方法法测测定定的的抗抗压压强强度度总总体体分分布布中中的的一一个个值值，强强度度低低于于该该值值的的百百分分率率不不超超过过5%5%（即即具具有有95%95%保保证证率率
34、的的抗抗压压强强度度）以以N/mmN/mm2 2（即（即MpaMpa）计，以）计，以f fcucu，k k表示。表示。立方体抗压强度标准值是划分混凝土强度等级的依据。立方体抗压强度标准值是划分混凝土强度等级的依据。采采用用符符号号C C（英英文文concreteconcrete）表表示示。分分为为：C15C15，C20C20，C25C25，C30C30，C35C35，C40C40，C45C45，C50C50，C55C55，C60C60，C65C65，C70C70，C75C75和和C80C80等等1414个强度等级。个强度等级。第27页，此课件共44页哦方法：方法：随机取样（具代表性）随机取样（
35、具代表性）1 1、以、以3 3个试件为一组；连续抽个试件为一组；连续抽n n组组(n25n25组，每组组，每组3 3块）块）；作成标准试件，；作成标准试件，在标准条件下养护。在标准条件下养护。2 2、测每组（、测每组（3 3块）的抗压强度块）的抗压强度fcufcu，取其，取其代表值代表值：比如比如3 3块强度：块强度：1818、1616、1515，若最大、最小值与中间值之差不大于中间值的，若最大、最小值与中间值之差不大于中间值的0.150.15倍，则取三值平均值；若有一值超出，则取中间值；若二值均超出，倍，则取三值平均值；若有一值超出，则取中间值；若二值均超出，视为无效。视为无效。3 3、得到
36、、得到n n个代表值，按从大到小排序。个代表值，按从大到小排序。若若100100个强度代表值，当个强度代表值，当n=95n=95，代表值为，代表值为20.1Mpa,则则fcu,k=fcu,k=20.1Mpa,其强度其强度等级等级C20C20。第28页，此课件共44页哦三、混凝土轴心抗压强度三、混凝土轴心抗压强度混凝土的立方体抗压强度混凝土的立方体抗压强度fcufcu用来评定强度等级，但它不用来评定强度等级，但它不能直接用来作为设计的依据。因为实际工程中钢筋混凝能直接用来作为设计的依据。因为实际工程中钢筋混凝土构件形式大部分是棱柱形或圆柱形。土构件形式大部分是棱柱形或圆柱形。在钢筋混凝土结构计算
37、中，采用混凝土轴心抗压强度在钢筋混凝土结构计算中，采用混凝土轴心抗压强度fckfck作为设计的依据。作为设计的依据。轴心抗压强度轴心抗压强度fckfck立方体抗压强度立方体抗压强度fcufcu。试验表明：在立方体抗压强度试验表明：在立方体抗压强度fcu=10-55Mpafcu=10-55Mpa的范围内，的范围内，fckfck0.7-0.8fcu0.7-0.8fcu。n现行国家标准（现行国家标准（GB/T500812002GB/T500812002）规定，采用）规定，采用150mm150mm300mm150mm150mm300mm的棱柱体作为标准试件，测定其轴心抗压强的棱柱体作为标准试件，测定其
38、轴心抗压强度。混凝土的轴心抗压强度可按下式计算：度。混凝土的轴心抗压强度可按下式计算：第29页，此课件共44页哦 四、混凝土的抗拉强度四、混凝土的抗拉强度 混凝土抗拉强度较低，一般为抗压强度的混凝土抗拉强度较低，一般为抗压强度的1/101/101/201/20，且随着混凝土，且随着混凝土强度等级的提高，这个比值有所降低。强度等级的提高，这个比值有所降低。因此，混凝土在工作时一般不依靠其抗拉强度。因此，混凝土在工作时一般不依靠其抗拉强度。但抗拉强度对开裂现象有重要意义，在结构设计中抗拉强度是确定混凝但抗拉强度对开裂现象有重要意义，在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂强度的重要指标。有时也用它来间
39、接衡量混凝土与钢筋的粘结强度土抗裂强度的重要指标。有时也用它来间接衡量混凝土与钢筋的粘结强度等。等。n现现行行国国家家标标准准（GB/T500812002GB/T500812002）规规定定，采采用用边边长长150mm150mm的的立立方方体体作作为为标标准准试试件件，在在立立方方体体试试件件（或或圆圆柱柱体体）中中心心平平面面内内用用圆圆弧弧为为垫垫条条施施加加两两个个方方向向相相反反、均均匀匀分分布布的的压压应应力力，当当压压力力增增大大至至一一定定程程度度时时试试件件就就沿沿此此平平面面劈劈裂裂破破坏坏，这这样样测测得得的的强强度度称称为为劈劈裂裂抗抗拉拉强强度度。混混凝凝土土的的劈劈裂
40、裂抗抗拉强度（拉强度（f ftsts）可按下式计算：）可按下式计算：第30页，此课件共44页哦五、影响混凝土抗压强度的主要因素五、影响混凝土抗压强度的主要因素普普通通混混凝凝土土受受力力破破坏坏一一般般出出现现在在骨骨料料和和水水泥泥石石的的界界面面上上，即即常常见见的的粘粘结结面面破破坏坏的的形形式式。另另外外，当当水水泥泥石石强强度度较较低低时，时，水泥石本身破坏水泥石本身破坏也是常见的破坏形式。也是常见的破坏形式。所所以以，混混凝凝土土强强度度主主要要取取决决于于水水泥泥石石强强度度和和骨骨料料与与水水泥泥石石间间的的粘粘结结强强度度。而而水水泥泥石石强强度度和和粘粘结结面面强强度度又又
41、取取决决于于水水泥泥的的实实际际强强度度、水水灰灰比比及及骨骨料料性性质质，也也受受施施工工质质量量、养护条件及龄期的影响。养护条件及龄期的影响。1 1、组成材料和配合比、组成材料和配合比2 2、养护条件、养护条件3 3、试验条件、试验条件第31页，此课件共44页哦（1 1）水泥实际强度与水灰比）水泥实际强度与水灰比 水泥实际强度和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素。水泥实际强度和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素。水水灰灰比比不不变变时时，水水泥泥实实际际强强度度越越高高，则则硬硬化化水水泥泥石石强强度度越越大大，对骨料的胶结力也就越强，配制成的混凝土强度也就愈高。对骨料的胶结力也就越强，配
42、制成的混凝土强度也就愈高。水水泥泥实实际际强强度度相相同同的的情情况况下下，水水灰灰比比愈愈小小，水水泥泥石石的的强强度度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度愈高。愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度愈高。但但水水灰灰比比过过小小，拌拌和和物物过过于于干干稠稠，在在一一定定的的施施工工振振捣捣条条件件下下，混混凝凝土土不不能能被被振振捣捣密密实实，出出现现较较多多的的蜂蜂窝窝、孔孔洞洞，反反将将导导致致混混凝土强度严重下降。凝土强度严重下降。1 1、组成材料和配合比、组成材料和配合比第32页，此课件共44页哦图4.11 混凝土强度与水灰比及灰水比的关系 （）强度与水灰比的关系；（）强度与灰水比的关
43、系第33页，此课件共44页哦u混凝土强度经验公式：混凝土强度经验公式：根据工程实践经验，可建立混凝土强度与水泥实际强度及灰根据工程实践经验，可建立混凝土强度与水泥实际强度及灰水比等因素之间的线性经验公式（又称鲍罗米公式）：水比等因素之间的线性经验公式（又称鲍罗米公式）：式中：式中：f fcucu混凝土立方体抗压强度，混凝土立方体抗压强度，MpaMpa；a a、bb粗骨料回归系数粗骨料回归系数(根据工程所使用的水泥和粗、细骨根据工程所使用的水泥和粗、细骨料通过试验建立的灰水比与混凝土强度关系式来确定。若无上述料通过试验建立的灰水比与混凝土强度关系式来确定。若无上述试验统计资料，可按普通混凝土配合
44、比计规程试验统计资料，可按普通混凝土配合比计规程JGJ55-2000JGJ55-2000，提供的提供的aa，bb系统取用，对于碎石混凝土系统取用，对于碎石混凝土a a0.460.46，bb0.070.07；对于卵石混凝土；对于卵石混凝土aa0.480.48，bb0.33)0.33)；C/W C/W灰水比；灰水比；注意：鲍罗米公式仅适用于注意：鲍罗米公式仅适用于C60以下的混凝土。以下的混凝土。第34页，此课件共44页哦f fcece水泥水泥28d28d抗压强度实测值，抗压强度实测值，MpaMpa。在无法取得水泥实测强度时，可用下式计算：在无法取得水泥实测强度时，可用下式计算：式中：式中：f f
45、ce,gce,g水泥强度等级值，水泥强度等级值，MpaMpa；c c水泥强度等级值的富余系数，该值各地可按水泥品水泥强度等级值的富余系数，该值各地可按水泥品种、产地、等级统计得出。种、产地、等级统计得出。f fcece值也可根据值也可根据3d3d强度或快测强度推定强度或快测强度推定28d28d强度强度 第35页，此课件共44页哦（2 2）骨料的影响）骨料的影响骨料的表面状况影响水泥石与骨料的粘结，从而影响混凝土的强度。碎石碎石表面粗糙，粘结力较大；卵石卵石表面光滑，粘结力较小。因此，在配合比相同的条件下，碎石混凝土的强度比卵石混凝土的强度高。特别是在水灰比较低（0.4)时，差异较明显。骨料的最
46、大粒径对混凝土的强度也有影响，骨料的最大粒径愈大，混凝土的强度愈小，特别是对水灰比较低的中强和高强混凝土，骨料最大粒径的影响十分明显。如图4-12所示。第36页，此课件共44页哦（3 3）外加剂和掺合料）外加剂和掺合料在混凝土中掺入外加剂，可使混凝土获得早强和高强性能，混凝土中掺入早强剂，可显著提高早期强度；掺入减水剂可大幅度减少拌合用水量，在较低的水灰比下，混凝土仍能较好地成型密实，获得很高的28d强度。在混凝土中加入掺合料，可提高水泥石的密实度，改善水泥石与骨料的界面粘结强度，提高混凝土的长期强度。因此，在混凝土中掺入高效减水剂和掺合料是制备高强和高性能混凝土必需的技术措施。第37页，此课
47、件共44页哦2 2、养护条件、养护条件养护的温度和湿度养护的温度和湿度龄期（养护时间）龄期（养护时间）龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在在正正常常养养护护的的条条件件下下，混混凝凝土土的的强强度度将将随随龄龄期期的的增增长长而而不不断断发发展展，最最初初7 71414天天内内强强度度发发展展较较快快，以以后后逐逐渐渐变变缓缓，2828天天达达到到设设计计强强度。度。2828天后强度仍在发展，其增长过程可延续数十年之久。天后强度仍在发展，其增长过程可延续数十年之久。第38页，此课件共44页哦3 3、试验条件对混凝土强度的影响、试验条件对混凝
48、土强度的影响 试件尺寸试件尺寸 相同配合比的混凝土，试件的尺寸越小，测得的强度越高，反之亦然。相同配合比的混凝土，试件的尺寸越小，测得的强度越高，反之亦然。试试件件尺尺寸寸影影响响的的主主要要原原因因是是：试试件件尺尺寸寸大大时时，内内部部孔孔隙隙、缺缺陷陷等等出出现现的的机机率率也也越越大大，导导致致有有效效受受力力面面积积的的减减小小及及应应力力集集中中，从从而而引引起起强度的降低。强度的降低。我我国国标标准准规规定定采采用用150mm150mm150mm150mm150mm150mm的的立立方方体体试试件件作作为为标标准准试试件件，当当采采用用非非标标准准的的其其它它尺尺寸寸试试件件时时
49、，所所测测得得的的抗抗压压强强度度应乘以下表的换算系数。应乘以下表的换算系数。第39页，此课件共44页哦混凝土试件不同尺寸的强度换算系数表混凝土试件不同尺寸的强度换算系数表骨料最大粒径骨料最大粒径（mmmm）试件尺寸（试件尺寸（mmmm）换算系数换算系数30301001001001001001000.950.9540401501501501501501501.01.060602002002002002002001.051.05第40页，此课件共44页哦 试件的形状试件的形状 当试件受压面积当试件受压面积(aa)(aa)相同，高度相同，高度(h)(h)不同时，高宽比不同时，高宽比(h/a)(h/
50、a)越大，抗压强度越小。越大，抗压强度越小。原因：原因：环环箍箍效效应应这这是是由由于于试试件件受受压压时时，试试件件受受压压面面与与试试件件承承压压板板之之间间的的摩摩擦擦力力，对对试试件件相相对对于于承承压压板板的的横横向向膨膨胀胀起起着着约约束束作作用用，该该约约束束有有利利于于强强度度的的提提高高。愈愈接接近近试试件件的的端端面面，这这种种约约束束作作用用就就愈愈大大，在在距距端端面面大大约约 的的范范围围以以外外，约约束束作作才才消消失失。试试件件破破坏坏后后，其其上上下下部部分分各各呈呈现现一一个个较较完完整整的的棱棱柱柱体体，这这就就是是这种约束作用的结果。通常称这种作用为环箍效