1、3.3普通混凝土的形成及特征现象,3.3.1 普通混凝土的形成 定义：是由胶凝材料、骨料按照适当的配合比，与水拌合制成具有一定可塑性的浆体，并硬化形成具有一定强度的人造石。 形成：拌合过程；凝结过程；硬化过程。,1）机械搅拌混凝土（投料顺序）：一次投料法：石子+水泥、砂子+水二次投料法：预拌水泥砂浆法：水泥+砂+水搅拌，在加入石子；预拌水泥净浆法：水泥+水搅拌，再加入砂石；水泥裹砂法：石子、砂+70%水搅拌10-20S+水泥搅拌30S+30%水搅拌。,人工搅拌（一般不推荐） 砂、水泥混合，再放入石子搅拌均匀，料堆加水拌合一般，将细骨料、水泥、矿物外加剂、掺合料、搅拌均匀后，在加入适量的水，待砂
2、浆充分搅拌后投入粗骨料，并继续搅拌至均匀。浇注，搅拌，气泡，分散，均匀，塑性。,2） 拌合物的凝结过程： 混凝土=水泥的凝结（影响因素）集料的存在，影响水化环境（接触面积）；水灰比的不同（水含量变化）。 凝结时间的影响因素：水泥的种类；水化温度；混凝土等级。 浇注，振捣，排气泡，密实，固态。,3）混凝土的硬化过程： 强度形成过程： 未水化水泥颗粒的继续水化，体积膨胀填补细孔（水分蒸发；体积收缩）；水泥浆网状结构的加强；水泥砂浆与粗骨料的进一步加强。3.3.2混凝土形成的特征现象： 1）离析、泌浆、泌水； 2）温度随凝结硬化的变化； 3）强度随龄期的变化。 4）混凝土的收缩,1） 离析：混凝土拌
3、合物各相分离，相互失去连续性，均匀性。 原因：水泥浆体过少，未包裹集料，其粘聚性太差，在重力和搅拌力的作用下发生的。 泌浆：搅拌中，水泥浆上浮的现象。 原因：细度模数过大，细集料不足，级配不合理。 泌水：水分从水泥浆析出的现象。 原因：水泥过少，拌合用水量较多。,2） 水泥水化为放热反应：混凝土体积关系；内外温差，内应力，开裂。养护时间的延长混凝土温度，2d达最大值；体积越大的混凝土，其温度越高。 为了避免混凝土开裂，采取措施： 外加剂的添加； 人工降温； 分段分层施工； 适宜的施工温度。,3） 养护条件：长期潮湿的环境+23温度。研究不同环境下的养护对混凝土28d强度的影响：未水化的水泥颗粒
4、产生更多的胶凝物质，同时弥补了混凝土干燥收缩、碳化收缩。研究不同养护温度对混凝土强度的影响：养护温度越高，水泥水化快，早期强度高；而温度适宜，后期强度增长较好。 总之，对水泥水化有利，对混凝土的养护就有利。,4） 早期收缩：凝结期收缩，拌合物泌水，泌浆产生的毛细管收缩，水泥浆体水化产生的收缩。 注意骨料配合比；加强养护。（大）后期收缩：硬化期收缩，混凝土失水、水泥石收缩。 注意加强养护。（小）,3.4 混凝土技术性质 3.4.1 混凝土拌合物的和易性 定义：在施工中，拌合物能保持均匀、密实而不发生分层、离析的性质。,（1）流动性流动性是指新拌混凝土在自重及施工振捣的作用下，能产生流动，并均匀密
5、实地填满模板包围钢筋的能力。 （2）粘聚性粘聚性是指新拌混凝土在施工振捣时，能够保持自身的稳定、团聚、匀质而不离析、不泌水的性质。 ,（3） 保水性保水性指混凝土拌合物具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水性能。三者关系联系又矛盾，粘聚性好，则保水性一般比较好，但流动性就差；当增大流动性，保水性和粘聚性往往变差。所以，和易性是这三方面的综合，直接影响混凝土的施工，强度、耐久性。（4）和易性的测定我国通常采用坍落度试验和维勃稠度试验来测定新拌和混凝土的和易性。（流动性）,1）坍落度的测定 坍落度筒，插捣刮平，垂直提起，静止片刻，测量坍落度高度，确定流动性。 观察粘聚性和保水性：用插捣棒敲打坍落的
6、混凝土锥体的一侧。如果锥体整体缓慢、均匀下沉，则粘聚性良好；如果突然倒坍或者出现石子离析，表明粘聚性差。提起坍落度筒之后，有较多稀浆从底部析出，锥体部分因失浆而骨料外露，说明保水性不好，反之，保水性良好。适用：骨料的最大粒径不大于40mm，坍落度值不小于10mm的混凝土拌合物。,维勃稠度法 坍落度筒，提起，开启振动台和秒表，当透明圆盘底面被水泥浆体布满的瞬间，关闭振动台，读出秒表的秒数，即为混凝土拌合物的维勃稠度法。 维勃稠度越大，拌合物流动性越小。 适用于：干硬性混凝土；维勃稠度5-30s，且石子的最大粒径小于40mm的混凝土拌合物。,（5）影响混凝土拌合物和易性的因素 用水量集灰比砂率集料
7、的级配水泥品种温度、外加剂掺合量 砂率普通混凝土中，砂子质量占混凝土粗细集料总质量的百分比。,如何提高混凝土的和易性：,合理采用砂率，节约水泥。 采用较粗大，级配良好的粗细骨料。 坍落度小的时候，一般保持水灰比不变，适当增加水泥浆量，坍落度大的时候，保持砂率不变，增加砂石用量。 掺适量的粉煤灰，减水剂和引气剂。,（1）强度 混凝土抗压强度混凝土立方体抗压强度是按照标准的制作方法制成边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件下，养护至28d龄期，按照标准方法测定的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度。图 立方体尺寸选用换算系数,混凝土强度等级混凝土强度等级就是根据立方体抗压强度标准值来确定。强度
8、等级的表示方法是用符号C和立方体抗压强度标准值表示。例如，“C40”表示混凝土立方体抗压强度标准值为40MPa。我国现行国家标准混凝土结构设计规范（GB500102002）规定，普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80十四个强度等级。,混凝土轴心抗压强度确定混凝土强度等级是采用立方体试件，但实际上钢筋混凝土结构形式极少是立方体，大部分是棱柱体或圆柱体。为使测得的混凝土强度接近混凝土结构的实际受力情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。混凝土
9、轴心抗压强度标准值可以通过与混凝土立方体抗压强度标准值换算得到。,混凝土劈裂抗拉强度混凝土在直接受拉时，很小的变形就会开裂，它在断裂前没有残余变形，是一种脆性破坏。混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/101/20，且随着混凝土强度等级的提高，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，但抗拉强度对于混凝土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度的重要指标。,（2）影响混凝土抗压强度的因素水泥强度等级和水灰比养护温度和湿度龄期、工艺集料、外加剂,（3）变形硬化后水泥混凝土的变形，包括非荷载作用下的化学变形、干湿变形和温度变形以及荷载作用下的弹塑性变形和徐变。 1）非荷
10、载作用变形化学收缩。混凝土拌合物因水泥水化产物的体积比反应前物质的总体积要小，因而产生收缩，称为化学收缩。,干湿变形。干湿变形主要表现为干缩湿胀。通过调节集料级配、增大粗集料的粒径、减少水泥浆用量、降低水灰比、适当选择水泥品种，或者采用振动捣实、早期养护等措施来减小混凝土的干缩。温度变形。混凝土同样具有热胀冷缩的性质。对大体积混凝土工程，应设法降低混凝土的发热量。,2)荷载作用变形混凝土是一种弹塑性体，在短期荷载作用下，既能产生可以恢复的弹性变形，又能产生不可恢复的塑性变形，其应变随着应力的增加而增长，应力和应变的关系不是直线而是曲线。另外，混凝土在长期荷载作用下，随时间的延长而增加的变形，称
11、为徐变，又称蠕变。混凝土的徐变与很多因素有关。,3.4.5混凝土耐久性指标主要有抗渗性、抗冻性和抗腐蚀性、耐磨性等。,（1）混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。混凝土的抗渗性主要与其密实程度以及内部孔隙的大小和构造有关。因此，可采用降低水灰比、采用减水剂、掺加引气剂等措施，以提高密实度和改善孔结构来增强混凝土的抗渗性。混凝土的抗渗性以其抗渗等级来表示。即采用标准养护28d的标准试件，按规定的方法进行试验，其所能承受的最大水压力来确定抗渗等级。,（2）混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土含水时抵抗冻融循环作用而不被破坏的能力。混凝土的抗冻等级是以龄期2
12、8d的试件在吸水饱和后，承受反复冻融循环，以试件抗压强度下降不超过25而且质量损失率不超过5时的循环次数来确定的。提高混凝土抗冻性最有效的方法是加入引气剂、减水剂和防冻剂或配制密实混凝土。,（3）混凝土的碳化混凝土的碳化是指环境中的CO2和水泥石中的Ca(OH)2反应，生成碳酸钙和水，从而使混凝土中的碱度降低（中性化）的现象。混凝土的碳化使得混凝土中的钢筋因失去碱性的保护而锈蚀，而且碳化收缩还会引起混凝土微细裂缝，降低混凝土的强度。,（4）混凝土的碱-集料反应水泥混凝土中水泥的碱与某些活性集料发生化学反应，可引起混凝土产生膨胀、开裂，甚至破坏，这种化学反应称为碱-集料反应。含有这种碱活性矿物的
13、集料，称为碱活性集料。碱-集料反应有碱-硅反应与碱-碳酸盐反应两种类型。发生碱-集料反应必须具备三个条件:一是混凝土中的集料具有活性；二是混凝土中含有可溶性碱；三是有一定的湿度。,（5）混凝土的抗腐蚀性环境介质对混凝土的化学腐蚀主要是对水泥石的侵蚀。混凝土的抗腐蚀性与所选用水泥的品种、混凝土的密实程度和孔隙特征有关。所以提高混凝土的抗腐蚀性措施主要是合理选择水泥品种、降低水灰比、提高密实度和改善孔结构。,(6）混凝土的耐磨性混凝土的耐磨性是针对路面和桥梁用混凝土的重要性能之一。作为高级路面的水泥混凝土，必须具有抵抗车辆轮胎磨耗和磨光的性能。大型桥梁的墩台用水泥混凝土也要具有抵抗湍流耐磨的能力。,
