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1、项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土的分类混凝土的分类按体积密度分重混凝土 02800kg/m3。普通混凝土 0 20002800kg/m3。轻混凝土 02000kg/m3。按胶凝材料分水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土等。按用途分结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝土等。第1页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆按生产和施工工艺分预拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、离心混凝土。按强度分普通混凝土 C60。高强混凝土 C60。超高强混凝土 100MPa。按配筋情况分素混凝土、钢筋混凝
2、土、预应力混凝土、钢纤维混凝土。第2页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆第3页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土的特点混凝土的特点优点原材料来源广，造价低；易于加工成型；可调配性好；匹配性好；抗压强度高；与钢筋的共同工作性好；耐久性好；耐火性好；生产工艺简单，能耗低；可浇注成整体建筑物以提高抗震性。第4页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆缺点缺点抗拉强度低（约为抗压强度的抗拉强度低（约为抗压强度的1/101/101/201/20）、）、变形性能差；变形性能差；导热系数大；导热系数大；体积密度大（约为体积密度大（约为2400kg/m24
3、00kg/m3 3左右）；左右）；硬化较缓慢硬化较缓慢。第5页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土的发展混凝土的发展高性能混凝土。高性能混凝土。绿色高性能混凝土绿色高性能混凝土 新技术混凝土新技术混凝土第6页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆（2）普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料混凝土体积构成水泥石25左右；砂和石子70以上；孔隙和自由水15%。混凝土的结构形成过程 水泥+水水泥浆+砂水泥砂浆+石子混凝土拌合物硬化混凝土第7页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆组成材料的作用组成材料组成材料硬化前硬化前硬化后硬化后水泥+水 润滑作
4、用胶结作用砂+石子填充作用骨架作用第8页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆水泥的选择水泥的选择品种的选择：根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理地选择。强度等级的选择：原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥；一般情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.52.0倍；配制高强混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的1倍左右。第9页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆砂的技术质量要求砂的技术质量要求(细骨料细骨料)砂是指粒径在4.75mm以下的颗粒。分类按产源分：天然砂（河砂、海砂、山砂）；
5、人工砂按技术要求分类 宜用于强度等级大于C60的混凝土；类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。第10页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆表观密度、堆积密度及空隙率表观密度s2500kg/m3；松散堆积密度so1350kg/m3；空隙率P47%。2.含泥量、泥块含量及石粉含量含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量；泥块含量是指粒径大于1.18mm，经水洗、手捏后小于600m的颗粒含量；石粉含量是指人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒含量。具体指标见表。第11页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝
6、土及砂浆有害物质含量：砂中不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂物，有害物质主要是云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯化物等。见P49表5-2。第12页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆颗粒级配颗粒级配：颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当，空隙率小，总表面积小，节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。颗粒级配采用筛分法确定：见P51级配区 按600m筛的累计筛余率的大小，可分为1区、2区、3区共三个级配区（见P51表5-5）。级配合格判定：砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内；除4.75mm和600m筛档外，可以略有超出，但超出总量应
7、小于5。级配的选择：宜优选2区砂；若用1区砂，提高砂率；3区砂，减小砂率。第13页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆粗细程度（用细度模数表示砂的粗细）不同粒径砂粒混合在一起的总体粗细程度。砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂：粗砂 Mx=3.73.1；中砂 Mx=3.02.3；细砂 Mx=2.21.6。细度模数按下式计算：式中：Mx细度模数；A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m筛的累计筛余百分率，。第14页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆 粗细程度和颗粒级配的评定（筛析法）粗细程度和
8、颗粒级配的评定（筛析法）（1）取取500g500g干砂试样干砂试样，用一套标准筛从粗到细依次过筛，记下分计筛余量，算出分计筛余率a(a1 a2 a3 a4 a5 a6)，再算出累计筛余率A（A1 A2 A3 A4 A5 A6）。分计筛余率分计筛余量/试样总量100 累计筛余率该号筛筛余率该号筛以上各筛的筛余率 见P51表5-5砂的级配区范围第15页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆 砂的粗细程度判别砂的粗细程度判别 用细度模数：粗砂 Mx=3.73.1中砂 Mx=3.02.3细砂 Mx=2.21.6 砂的颗粒级配砂的颗粒级配用级配区（或筛分曲线）表示 先以A4（0.6mm筛的
9、累计筛余百分率）定出级配区，如果其它累计筛余率均在此级配区的级配范围之内，说明该砂的级配合格，若有误差（除A1 A4外），允许误差总和不得超过5，也属于级配合格，否则，级配不合格。第16页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆第17页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆石子的技术质量要求（粗骨料）石子的技术质量要求（粗骨料）定义 石子是粒径大于4.75mm的骨料。分类按产源分：卵石和碎石按技术要求分：类 宜用于强度等级大于C60的混凝土；类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。第18页/共136
10、页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆 表观密度、堆积密度及空隙率表观密度、堆积密度及空隙率表观密度g2500kg/m3；松散堆积密度go1350kg/m3；空隙率P47%。表观密度和堆积密度测定 表观密度：液体比重天平法；广口平法 堆积密度：量筒法第19页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆 含泥量、泥块含量及石粉含量含泥量、泥块含量及石粉含量含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量；泥块含量是指卵石、碎石中粒径大于4.75mm经水洗手捏后小于2.36mm的颗粒含量。针片状颗粒含量针片状颗粒含量针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者；片状颗粒是指颗粒
11、厚度小于平均粒径0.4倍者。针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。具体指标见P53表5-9。第20页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆强度强度岩石抗压强度是将母岩制50mm50mm50mm立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度。压碎指标是将一定质量风干状态下9.5019.0mm的颗粒装入标准圆模内，在压力机上按1kN/s速度均匀加荷至200kN并稳定，卸荷后用2.36mm的筛筛除被压碎的细粉，称出筛余量。第21页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆压碎指标可按下式计算：压碎指标越小，石子的抗压强度越高。对于不同
12、等级的混凝土，所用石子的压碎指标应符合P53表5-10规定。第22页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆第23页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆颗粒级配颗粒级配为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。粗骨料的颗粒级配有连续级配与间断级配两种。连续级配是石子由小到大连续分级；间断级配是指用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配，中间为不连续的级配，由于易产生离析，应用较少。用连续级配的石子配制混凝土，拌和物的和易性好，不易发生离析，目前应用最广。工程中不宜采用单粒级的粗骨料配制混凝土。第24页/共136页项目三：混凝土
13、及砂浆项目三：混凝土及砂浆最大粒径最大粒径粗骨料公称粒级的上限称为石子的最大粒径。从结构上考虑 根据规定，混凝土用粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4；对混凝土实心板，不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。从施工上考虑 对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与输送管内径之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5，高层建筑宜在1：31：4，超高层建筑宜在1：41：5。从经济上考虑 当最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径减小而增加，当大于150mm后，节约水泥的效果却不明显。第25页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆 坚固性坚固性
14、 定义：指卵石、碎石在自然风化和其它物理、化学因素作用下抵抗破裂的能力。测定：硫酸钠溶液法（五次循环后的质量损失）骨料的含水状态骨料的含水状态类型：干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态应用：计算普通混凝土配合比时以干燥状态的骨料为基准，大型的水利工程，常以饱和面干状态的骨料为基准。碱骨料反应碱骨料反应 第26页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆拌合用水的技术质量要求拌合用水的技术质量要求水的质量要求水的质量要求 不得影响混凝土的和易性及凝结；不得有损于混凝土强度的发展；不得降低混凝土的耐久性，加快钢筋锈蚀及导致预应力钢筋脆断；不得污染混凝土表面。水的种类水的种类 饮用水
15、、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。水的选择水的选择 拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合混凝土拌合用水标准（JGJ631989）的规定。第27页/共136页28项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性和易性定义和易性定义 是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能。和易性内容和易性内容：流动性、粘聚性、保水性既相互联系又相互矛盾第28页/共136页和易性粘聚性保水性流动性易结构均匀易成型密实好好在本身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。各组成材料之间具有一
16、定的内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质。具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致发生泌水现象的性质。保证混凝土硬化后的质量第29页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土拌合物和易性的评定:流动性常用坍落度法和维勃稠度法进行测定。对于流动性较大（靠自重就能产生流动的混凝土拌合物）的混凝土拌合物的流动性可用坍落度法测定；而流动性较小（靠机械振动才能产生流动的混凝土拌合物）的混凝土拌合物则用维勃稠度法。第30页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆坍落度法(见图)坍落度测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值，保证流动性（单位mm）。适用范
17、围：骨料最大粒径不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土粘聚性、保水性测定第31页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆第32页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆维勃稠度法 测定使拌合物密实所需要的时间，s。适用范围粗骨料最大粒径不大于40mm；坍落度小于10mm，维勃稠度在5s30s之间的干硬性混凝土。第33页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土拌合物按流动性的分类；按混凝土质量控制标准分类名称名称代代号号指标指标混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流动性混凝土大流动性混凝土T1T2T3T
18、410mm40mm50mm90mm100mm150mm160mm干硬性混凝土（坍落度10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土 V0V1V2V331s30s21s20s11s10s5s第34页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土施工时坍落度的选择：根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。结 构 种 类坍落度，mm基础或地面等的垫层，无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构1030板、梁和大型及中型截面的柱子等3050配筋密列的结构（如薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）5070配筋特密的结构7090第35页/共136页项目三：混凝土
19、及砂浆项目三：混凝土及砂浆影响和易性的因素影响和易性的因素水泥浆的数量：水灰比不变，增加水泥浆数量，能使骨料周围有足够的水泥浆包裹，改善骨料之间的润滑性能，从而使混凝土拌合物的流动性提高；水泥浆数量过多，否则会出现流浆现象，粘聚性变差，浪费水泥，同时影响混凝土强度。通常在满足和易性和强度前提下，尽量少用。水泥浆的稠度（主要取决于水灰比）水灰比过大，水泥浆太稀，产生严重离析及泌水现象；水灰比过小，因流动性差而难于施工。通常水灰比在0.40-0.75，并尽量选用小的水灰比。第36页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆砂率：砂率-指混凝土中砂的用量占砂、石总用量的百分率。合理砂率-砂
20、率适宜时，砂子不但能填满石子间的空隙，还能保证骨料间有一定厚度的保护层，以减少骨料间摩擦阻力，是混凝土拌合物有较好的流动性。此时的砂率为合理砂率。合理砂率的作用：在用水量及水泥用量一定的条件下，使混凝土拌合物获得最大的流动性，并保持良好的粘聚性和保水性；在保证良好和易性的同时，水泥用量最少。第37页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆第38页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆合理砂率一般试验确定，在不具备试验条件下可按下表选取水灰比水灰比(W/C)(W/C)卵石最大粒径卵石最大粒径(mm)(mm)碎石最大粒径(mm)1020401020400.400.500.
21、600.70 26323035333836412531293432373540 2430283331363439303533383641394429343237354038432732303533383641第39页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆其他因素外加剂 拌制混凝土时，掺入少量外加剂，有利于改善和易性 温度 混凝土拌合物的流动性随温度的升高而降低。时间 随着时间的延长，拌和后的混凝土坍落度逐渐减小。第40页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆改善和易性的措施采用合理砂率；改善砂石的级配；掺外加剂或掺合料；根据环境条件，注意坍落度的现场控制；在水灰比不
22、变的条件下，适当增加水泥浆的用量，可增大拌合物的流动性；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。第41页/共136页42项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆硬化混凝土的强度硬化混凝土的强度 了解硬化混凝土强度的种类；会划分混凝土的强度等级；能够进行混凝土强度的测定；了解混凝土强度的影响因素。第42页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土的立方体抗压强度与强度等级混凝土的立方体抗压强度与强度等级标准试验方法 制150mm150mm150mm标准立方体试件，在标准条件（温度201，相对湿度90以上的空气或水中）养护到28d的龄期，测得的抗压强度为混凝土
23、的立方体抗压强度。当采用非标准试件时，须乘以换算系数。第43页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土立方体抗压强度的标准值 具有强度保证率为95的立方体抗压强度（指按标准方法制作和养护的立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法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5）强度等级：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共十六个强度等级。第44页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆强度等级表示的含义：强度的范围：某混凝土，其fcu30.034.9MPa；
24、某混凝土，其fcu30.0MPa的保证率为95%。C30第45页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土的轴心抗压强度混凝土的轴心抗压强度 采用150mm150mm300mm的棱柱体试件。在标准条件（温度201，相对湿度90以上的空气或水中）养护到28d的龄期，测得的抗压强度为混凝土的轴心抗压强度，以 表示。非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为：100mm100mm和200mm200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数0.95和1.05。FF第46页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土的劈裂抗拉强度混凝土的劈裂抗拉强度试验方法 150mm150mm15
25、0mm标准立方体试件，在标准条件（温度201，相对湿度90以上的空气或水中）养护到28d的龄期，测得的抗拉强度。拉应力压应力PP第47页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土与钢筋的粘结强度混凝土与钢筋的粘结强度来源：摩擦力、粘结力、啮合力影响因素：混凝土的质量、钢筋的种类、钢筋在混凝土中的位置、加载类型、干湿变化、温度变化。试验方法（略）第48页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆影响混凝土强度的因素影响混凝土强度的因素水泥的强度和水灰比（决定性因素）：fcu混凝土28d龄期的抗压强度值，MPafce水泥28d抗压强度的实测值，MPa；混凝土灰水比，即水灰
26、比的倒数；a、b回归系数。第49页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆 水灰比一定时，水泥强度等级越高，则硬化后水泥水泥石的强度石的强度越大，对骨料的胶结力就越强，配制的混凝土的强度也就越高。在水泥强度等级一定时，水灰比越小，混凝土的孔隙率就小，混凝土的强度就越高。但水灰比过小，拌和物过稠，施工困难，反将导致混凝土强度下降。第50页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆骨料的影响骨料的影响 碎石表面粗糙，与水泥石粘结强度与水泥石粘结强度较高，卵石表面光滑，与水泥石粘结强度较低，在水泥强度等级和水灰比一定时，碎石混凝土的强度比卵石混凝土的强度略高，特别是在水灰比较小
27、时，因此配制高强混凝土，首选碎石。骨料级配良好，杂质少，针、片状骨料少，砂率合理，可使骨料组成密实的骨架，充分发挥骨架作用，并可降低用水量和水灰比，有利于水泥石强度水泥石强度。第51页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆养护的温度和湿度的影响 养护温度高，水泥水化快，混凝土强度发展快；反之，强度发展缓慢。当温度低于冰点以下时，水化就停止了，且有冰冻破坏危险，使强度降低，故冬季施工时，应采取一定的保温措施或掺入早强剂、防冻剂，防止早期受冻。充足的湿度，水泥水化好，混凝土强度发展快；若湿度低，则水分蒸发多，水泥就不能正常水化，而且造成结构疏松、干裂，严重影响混凝土强度。受干燥作用的
28、时间越早，造成的干裂越严重，结构越疏松，强度损失越大。GB规定：混凝土在浇注后，应在12小时内进行覆盖草袋、塑料薄膜等，以防止水分蒸发过快。第52页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆浇水养护时间：硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥拌制的混凝土养护时间不得少于7天；火山灰水泥、粉煤灰水泥或掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土养护时间不得少于14天；粉煤灰水泥，在干燥或炎热气候条件下，不得少于21天；对高强混凝土则在成型后，必须立即覆盖或采取保湿措施。第53页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆龄期龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常的养护条件下，混凝土
29、的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在714d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。由于水泥水化的原因，混凝土的强度发展可持续数十年。当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。第54页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆 试验条件对混凝土强度测定值的影响 试件尺寸：非标准试件对强度测定值有影响，试件越大，测得的强度值偏低，试件越小，测值偏高，因此用非 标准试件测强时，要乘以换算系数。试件的形状：当试件受压面积相同，而高度不同时，高宽比越 大，抗压强度越小。表面状态：蜂窝麻面，缺棱断角测定强度值偏低。加荷速度：
30、加荷速度越快，测值偏高。第55页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆提高混凝土抗压强度的措施（1）采用高强度等级水泥；（2）采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土；（3）采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好的碎石；（4）改进施工工艺，加强搅拌和振捣；（5）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期强度；（6）在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。第56页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆 课堂练习课堂练习：混凝土抗压强度测定试验数据如下表所示；计算每块和每组试件的抗压强度值（精确至0.1Mpa）。组组别别试件尺寸试件尺寸（cmcm）抗压破坏荷载（抗压破坏荷
31、载（KNKN）1 12 23 31 11010101010102202202302302502502 2151515151515530530510510640640第57页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆解：第一组：F1=F/A=2201030.95/100100=20.9Mpa(小)F2=F/A=2301030.95/100100=21.9Mpa（大）F3=F/A=2501030.95/100100=23.8Mpa（中）因为最大或最小值与中值之差均未超过中值的15，故取三值平均值作为该组的抗压强度值。三组平均值为：20.9+21.9+23.8/322.2Mpa 第二组：F
32、1=F/A=530103/150150=23.6Mpa（中）F2=F/A=510103/150150=22.7Mpa（小）F3=F/A=640103/150150=28.4Mpa（大）因为最大值与中值之差超过了中值的15，故取中值（23.6 Mpa）作为该组抗压强度值。第58页/共136页59项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土的变形性能混凝土的变形性能非荷载作用下的变形非荷载作用下的变形：化学收缩 干湿变形 温度变形荷载作用下的变形荷载作用下的变形：短期荷载作用下的变形 长期荷载作用下的变形徐变第59页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆非荷载作用下的变形非荷载作用
33、下的变形 （1）化学收缩 由于水泥水化生成物的体积比反应前物质的总体积小，致使混凝土产生收缩。混凝土的内部易产生化学收缩而引起微细裂缝。无破坏作用，但产生应力集中、影响耐久性。（2）干湿变形 混凝土干燥、潮湿引起的尺寸变化（干缩湿胀）。湿胀变形量很小，一般无破坏性，但干缩对混凝土危害较大，应尽量减小。线收缩值(15-20)10-5mm/mm （3）温度变形 混凝土热胀冷缩的性能。线膨胀系数(1-1.5)10-5/oC 水泥水化放出热量，因此温度变形对大体积混凝土工程极为不利，容易引起内外膨胀不均而导致混凝土开裂。第60页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆载荷作用下的变形载荷作
34、用下的变形（1）短期荷载作用下的变形 a、混凝土的弹塑性变形 弹性应变弹 塑性应变塑 b、混凝土的弹性模量Ec 强度越高、骨料含量越多、水灰比越小，Ec越大 c、混凝土受压变形与破坏 原生裂缝30%极限应力 裂缝无明显变化 30%-50%极限应力 裂缝增多，缓慢增长 50%-75%极限应力 裂缝明显延伸至砂浆基体 75%极限应力 连续裂缝第61页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆载荷作用下的变形 徐变-在长期不变的荷载作用下，随时间而增长的变形。徐变的影响因素-水灰比、养护条件、水泥用量 徐变的作用：利：缓解应力集中，消除部分温变应力 弊：预应力损失第62页/共136页项目三
35、：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土混凝土耐久性耐久性 指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用，长期保持强度和外观完整性的能力。耐久性包括耐久性包括 混凝土的抗冻性 混凝土的抗渗性 混凝土的抗蚀性 混凝土的抗碳化能力 混凝土的抗碱-骨料反应第63页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆抗渗性抗渗性（1）定义 混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。（2）抗渗等级 以28d龄期的标准试件，按规定方法进行试验时所能承受的最大静水压力来确定。可分为P4、P6、P8、P10和P12等五个等级，分别表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的静水压力而不发
36、生渗透。第64页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆抗冻性抗冻性（1）定义 指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。（2）抗冻等级 以28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态下，强度损失不超过25，且质量损失不超过5时，所能承受的最大冻融循环次数来表示。有F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等九个等级。第65页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆抗侵蚀性抗侵蚀性 混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。包括软水侵蚀、硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸侵蚀、一般酸侵蚀、强碱侵蚀 合理选
37、择水泥品种、提高混凝土制品的密实度均可以提高抗侵蚀性。抗碳化性抗碳化性 混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳在湿度适宜时发生化学反应生成碳酸钙和水。混凝土碳化，使其碱度降低，从而使混凝土对钢筋的保护作用降低，钢筋易锈蚀；引起混凝土表面产生收缩。第66页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆影响混凝土碳化速度的主要因素有：（1）水泥品种。掺混合材水泥氢氧化钙含量少，碳化慢。（2）水灰比。水灰比大孔隙较多，碳化快。（3）环境湿度。在相对湿度为5075环境时碳化最快。（4）硬化条件。空气或蒸汽养护的混凝土碳化快 混凝土的碳化深度大体上与碳化时间的平方成正
38、比。为防止钢筋锈蚀，必须设置足够的钢筋保护层。碱集料反应碱集料反应 指水泥中的碱（Na2O、K2O）与骨料中活性矿物（SiO2）在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。应严格控制水泥中碱的含量和集料中碱活性物质的含量。第67页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆提高混凝土耐久性的措施提高混凝土耐久性的措施（1）合理选择混凝土的组成材料根据混凝土工程特点或所处环境条件，选择水泥品种；选择质量良好、技术要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密实度严格控制混凝土的水灰比和水泥用量。见下页表。选择级配良好的骨料及合理砂率，保证混凝土的密实度。掺入适量减水剂，提高混凝土的密实
39、度。严格按操作规程进行施工操作。（3）改善混凝土的孔隙结构在混凝土中掺入适量引气剂，可改善混凝土内部的孔结构，封闭孔隙的存在，可以提高混凝土的抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性。第68页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（JGJ552000）环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用量素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正常的居住或办公用房屋内不作规定 0.650.602002603002.潮湿环境无冻害高湿度的室内部件室外部件在非侵蚀性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有冻害经受冻害的室外
40、部件在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.552502803003.有冻害和除冰剂的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300第69页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土的外加剂混凝土的外加剂定义 混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质。一般情况掺量不超过水泥质量的5%。第70页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆按主要功能的分类（1）改善拌合物流变性能的外加剂，包括减水剂、引气剂和泵送剂等。（2）调节凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝
41、剂、早强剂和速凝剂等。（3）改善耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。（4）改善其它性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。第71页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆 第72页/共136页73项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆普通混凝土的配合比设计普通混凝土的配合比设计混凝土的配合比混凝土的配合比是指混凝土各组成材料用量之比。主要有“质量比”和“体积比”两种表示方法。工程中常用“质量比”表示。质量配合比的表示方法质量配合比的表示方法（1）以1m3混凝土中各组成材料的实际用量表示。例如：mc295kg，ms648kg，mg1330kg，
42、mw165kg。（2）以各组成材料用量之比表示（以水泥为1）。例如：mc：ms：mg：mw 1：2.4：4.0：0.6 第73页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆配合比设计的要求配合比设计的要求满足结构设计的强度强度等级要求；满足混凝土施工所要求的和易性和易性；满足工程所处环境对混凝土耐久性耐久性的要求；符合经济经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。第74页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土配合比设计的资料准备混凝土配合比设计的资料准备了解混凝土强度等级的设计要求和施工的水平，以便确定混凝土的配制强度；了解对耐久性的要求，以便确定最大水灰比和最小水泥用
43、量；了解结构断面尺寸和钢筋疏密，以便确定粗骨料的最大粒径；了解施工方法以便确定拌和物的坍落度；掌握原材料的各种性能及物理性质和质量。第75页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆配合比设计基本参数配合比设计基本参数三个基本参数：水灰比（mw/mc）、单位用水量（mw）和砂率（s）水泥水砂石子水泥浆骨料混凝土单位用水量mw砂率w水灰比 mw/mc与强度、耐久性有关与流动性有关与粘聚性、保水性有关第76页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆配合比设计的步骤配合比设计的步骤按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比初步配合比”；经过试验室试拌
44、调整，得出“基准配合比基准配合比”；经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比试验室配合比”(也叫设计配合比)；根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比施工配合比”。第77页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆（一）确定混凝土初步配合比的计算1.计算施工配制强度 fcu,0 fcu,0混凝土配制强度，MPa；fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值，强度等级值MPa；混凝土强度标准差，MPa。强度标准差的确定：计算或查表提高配制强度的条件：现场条件与实验室条件有显著差异C30及其以上
45、强度等级的混凝土采用非统计方法评定第78页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆2.确定水灰比W/C（1）按混凝土强度要求计算水灰比 a、b回归系数；应根据工程所用的水泥、骨料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；当无统计资料时，碎石混凝土 a0.46，b0.07；卵石混凝土a0.48，b0.33。fce水泥28d抗压强度实测值，MPa。无实测值时，第79页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆（2）复核耐久性 为了使混凝土耐久性符合要求，当按强度要求计算的水灰比值大于规定的最大水灰比值时，则取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。否则混凝土耐久性不合格
46、；当计算的水灰比值小于规定的水灰比值时，则可取计算的水灰比值。第80页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（JGJ552000）环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用量素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正常的居住或办公用房屋内不作规定 0.650.602002603002.潮湿环境无冻害高湿度的室内部件室外部件在非侵蚀性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有冻害经受冻害的室外部件在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.55250280
47、3003.有冻害和除冰剂的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300第81页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆3.确定1m3混凝土的用水量mw0（1）水灰比在0.400.80范围内时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。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，mm1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185
48、175230215205195塑性混凝土的单位用水量，kg 第82页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆干硬性混凝土的单位用水量，kg 拌合物稠度卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm项目指标102040162040维勃稠度，s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165第83页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定。（3）掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算：mwamwo（1）mwa掺外加剂时
49、混凝土的单位用水量，kg；mwo未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg；外加剂的减水率，应经试验确定。第84页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆4.计算水泥用量mc（1）计算（2）复核耐久性将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。第85页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆5.确定砂率s（1）坍落度为1060mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按下表选取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可在下表基础上，坍落度每增大20mm，砂
50、率增大1确定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。第86页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆混凝土砂率，水灰比w/c卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641第87页/共136页项目三：混凝土及砂浆项目三：混凝土及砂浆6.计算砂、石子用量ms0、mg0（1）体积法(又称绝对体积法)。1m3混凝土中的组成材料水泥、砂、石子