1、第四章 混凝土,第一节 概述,一、混凝土的含义 广义：凡由胶凝材料、骨料和水（或不加水）按适当的比例配合、拌合制成混合物，经一定时间硬化而成的人造石材，叫做砼。（如：水泥砼、沥青砼）狭义：指水泥砼（Cement concrete），它是以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，将分散其间的不同粒径的粗、细骨料胶结起来，在一定的条件下，硬化成为具有一定力学性能的一种人工石材。,二、混凝土的分类,（一）按表观密度分类 重混凝土：为了屏蔽各种射线的辐射采用各种高密度骨料配制的混凝土，表观密度 2800kg/m3，骨料：钢屑、重晶石、铁矿石等。又称防辐射混凝土，用于核能工厂的屏障结构材料 普通混凝土：表观密
2、度 2000 2800kg/m3，骨料：天然砂、石一般多在2400 kg/m3左右，简称砼，用于承重结构 轻混凝土：表观密度 2000kg/m3，骨料：多孔轻质骨料，使用加气剂或泡沫剂用于保温、承重结构（大跨度）。,（二）按用途分类结构砼（普通砼）防水砼耐热砼耐酸砼大体积砼道路砼等,（三）按所用胶凝材料分类水泥砼石膏砼沥青砼,（五）按生产和施工方法分类预拌砼泵送砼喷射砼压力灌浆砼,（四）按强度分： 低强度砼：抗压强度小于20MPa; 中强度砼： 2050MPa； 高强度砼： 大于50MPa。,最常用：普通水泥混凝土（Ordinary cement concrete）,三、混凝土的特点 （一）优
3、点 1.原材料丰富，造价低廉 2.砼拌和物具有良好的可塑性（成型性好） 3.配制灵活，适应性好 4.抗压强度高 5.与钢筋有牢固的粘结力 6.耐久性良好 7.耐火性好 8.生产能耗低,（二）缺点 1.自重大，比强度小 2.抗拉强度低 3.导热系数大，保温隔热性能较差 4.硬化较慢，生产周期长,四、砼的发展趋向 历史：160多年，广泛使用1824水泥1830砼1867钢筋砼 第一次革命30年代 预应力砼 第二次革命70年代 砼外加剂，使强度达到60MPa 以后的发展方向：快硬、高强、轻质、高耐久性、多功能、节能等。,第二节 普通砼的组成材料 普通水泥混凝土：是以通用水泥为胶结材料，用普通砂石为骨
4、料，并以水为原材料，经专门设计的配合比，经搅拌、成型、养护而得的复合材料。现代加化学外加剂、矿质掺合料。 组成材料：水泥、水、天然砂、石、掺合剂和外加剂 组成过程：水+水泥水泥浆+砂水泥砂浆+骨料（粗）砼,石子,砂,气孔,水泥浆,作用： 1.水泥浆能充填砂的空隙，有富余，润滑作用， 能流动。,2.水泥砂浆能充填石子的空隙，有富余，润滑作用，也能流动。 3.水泥浆还在砼硬化后起胶结作用 胶结成整体产生强度坚硬的人造石材,一、砼组成材料的技术要求 混凝土的质量和技术性质取决于：1.原材料的性质及相对含量2.砼施工工艺：配料、搅拌、捣实成型、养护等。 （一）水泥 1.水泥品种的选择 根据：砼工程性质
5、与特点工程环境施工条件掌握的各种水泥特性,2.水泥标号的选择 原则：选择与砼的设计强度等级相适应的水泥标号。 通常砼：水泥标号（MPa）= 砼强度的1.52.0倍 高强度砼（C30）：水泥标号（MPa）= 砼强度的0.91.5倍 原因：（1）低标号水泥配制高强度砼水泥用量过多不经济水灰比小砼太干施工困难砼质量难保证（2）高标号水泥配制低强度砼用水量过多和易性不好 水泥浆太稀 砼空隙大,（二）骨料（Aggregate） 按粒径大小分类： 细骨料 （Fine aggregate） 0.16 4.75mm粗骨料（Coarse-aggregate） 4.755mm 通常：细、粗骨料的总体积占砼总体积
6、的70%80%。 1.细骨料（砂） （1）种类及特性天然砂：河砂湖砂海砂山砂人工砂,天然砂分：优等品、一等品、 合格品三种,（2）砼用砂质量要求 一般要求：质地坚实、清洁、有害杂质含量少。 泥和粘土块含量泥：粒径 0.63mm的块状粘土。要求：优等品泥 2.0%，粘土块 0.5% （重量比）一等品泥 3.0%，粘土块 1.0% 合格品泥 5.0%，粘土块 1.0% 一般：配制 C 30砼，采用优等品、一等品配制 C 30砼，采用合格品配制 有抗渗、抗冻要求的砼，采用优等品、一等品,1、泥和泥块的危害,工程事故实例： 某工程采用30cm30cm断面，9m长的方桩，当桩打入土内2.5 m时，在桩顶
7、下2 m处，桩身出现裂缝，随着锤击次数的增加，混凝土逐渐破碎，直至最后破坏。在桩内混凝土破碎处，发现一块5 cm8 cm4 cm椭圆形的粘土块。,有害物质含量 有害物质： 草根、树叶、树枝、塑料、煤块、煤渣等贝壳云母、硫化物与硫酸盐、氯盐、有机物等 （3）砂的粗细程度及颗粒级配 砂的粗细程度（Coarseness） 砂的粗细程度：指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度。 砂分：粗砂、中砂、细砂、特细砂 砂的粗细程度用细度模数（Fineness nodulus）（ f ）表示。,细度模数（f）通过累计筛余百分率（Cumulative percentage retained）计算而得。累计Ai
8、=a1+a2+ai,a1,a2,a3,a4,a5,a6,A1,A2,A3,A4,A5,A6,4.75mm,2.36mm,1.18mm,0.60mm,0.30mm,0.15mm,按f 将砂分为：粗砂： f = 3.7 3.1中砂： f = 3.0 2.2细砂： f = 2.3 1.6特细砂： f = 1.5 0.7 普通砼用砂得细度模数：f = 3.7 1.6 中砂较为适宜。,500g干砂,砂的颗粒级配（Gradation） a)砂的颗粒级配：骨料各级粒径颗粒的分布情况。 b)级配区 砂按0.60mm孔径筛的累计筛余百分率，划分成三各级配区区、区、区。（书中P29，表4.2） 普通砼用砂的颗粒级
9、配：应处于其中一个区内，否则不合格。一般：配制砼时，宜优先选用区砂。若选用区砂，应该适当提高砂率，保证水泥用量。若选用区砂，应该适当降低砂率，保证强度。若某一地区砂料过细，可采用人工级配。,80,100,40,60,20,0,0.16,0.315,0.63,5.00,10.00,1.25,2.50, 区 区 区,筛孔尺寸，mm,累计筛余，%,过细砂区,过粗砂区,砂的筛分曲线,例题：特制砼采用河砂，取砂样烘干，特取500g，按规定步骤进行了筛分，称得各筛号上的筛余量如下表。,求：（1）该砂的细度模数；（2）判断该砂的级配合格否？,解： （1） 求分计筛余百分率,（2）求累计筛余百分率A,（3）计
10、算砂的细度模数,（4）判断：用各筛号的A值与表4.2（P29）对比，该砂的累计筛余百分率落在区，该砂级配合格。因f = 2.67，所以是中砂,2.粗骨料 5mm的岩石颗粒 （1）种类与特性碎石：卵石 （ 砾石）：河卵石海卵石山卵石,（2）有害物的含量 主要有：泥与粘土块有机质、氯化物、硫化物、硫酸盐等。 含量应符合P75，表6.6、表6.7的要求。 分三个等级：优等品一等品 C30合格品 C30,砂的物理性质：表观密度2.62.7g/cm3，堆积密度1500kg/m3,空隙率（干燥）35%45%。,（3）强度 碎石强度： 母岩立方体抗压强度碎石的压碎指标 一般要求碎石母岩岩石的抗压强度 不小于
11、 混凝土抗压强度的1.5倍，还要考虑母岩的风化程度。注意：这里的岩石抗压强度的测定50mm50mm 50mm的立方体。 压碎指标(Aggregate crusing value)将气干状态的1020mm的石子，按一定的方法装入压碎指标值测定仪（内径152mm的圆筒）内，上面加压头后放在试验机上，在35min内均匀加荷到200KN，卸荷后称取试样质量（g0 ),再用孔径为2.5mm的筛进行筛分，称取试样的筛余量（g1 ）,压碎指标Qa 如下计算：,（4）颗粒形状,针状：颗粒长度大于平均粒径2.4倍 片状：颗粒厚度小于平均粒径0.4倍 越少越好 正方形或球状较好,平均粒径：一个粒级的骨料其上、下限
12、粒径的算术平均值。,（5）最大粒径和颗粒级配 最大粒径粗骨料公称粒级的上限称该粒级的最大粒径。 公称粒级：符合某一标准的粒级。 应用：粗骨料最大粒径：钢筋砼 ： 1/4结构截面最小尺寸且 3/4钢筋间最小净距；砼实心板：不宜超过1/2板厚且不超过50mm。, 颗粒级配测定方法：12筛，孔径：2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100mm。 A）连续级配：石子由小到大各粒级相连的级配。 应用：通常工程中多采用连续级配的石子。 B）间断级配：石子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。优点：大颗粒之间的空隙可由小颗粒充填，从而节省水泥。缺点：易产
13、生离析现象，施工困难。 C）单粒级：预先分级筛分的粗骨料。应用：分别堆放，需要时按要求的比例配合。,三、混凝土用水的质量要求(1)基本要求：1、不影响混凝土的凝结硬化2、不影响混凝土的强度发展及耐久性3、不加快钢筋锈蚀4、不引起预应力筋脆断5、不污染混凝土表面,(2)、砼拌合及养护用水 1.宜采用水：饮用水 2.不宜采用水：海水、生活污水 3.需检验方可使用水：地表水和地下水按有关规范检验合格后才能使用。,四、外加剂 （一）外加剂的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，其掺量一般不大于水泥重量的5%（特殊情况除外）。,（二）分类,1、按化学成分分,无机外加剂,有
14、机外加剂,有机无机外加剂,改善混凝土流变性能的外加剂 调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂 改善耐久性的外加剂 改善其它性能的外加剂,2、按主要功能分,（三）常用外加剂1、改善混凝土流变性能的外加剂1）减水剂减水剂的定义：在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量，从而提高混凝土强度，节约水泥；或在不减水的情况下能提高拌合物流动性的外加剂。,减水剂的作用： 1）在不减少单位用水量的情况下，改善新拌混凝土的和易性，提高流动性； 2）在保持一定的工作性下，减少用水量，提高混凝的强度； 3）在保持一定强度情况下，减少单位水泥用量，节约水泥； 4）改善混凝土拌合物的可泵性以及混凝的其他物理力学性
15、能。,普通型减水剂（5%-10%） 减水剂的类型 高效减水剂（12%）,作用机理：减水剂是一种表面活性剂。表面活性分子由亲水基团和憎水基团两部分组成，可以降低表面能。作用机理如上图所示，当时水泥浆体中加入减水剂后，减水剂分子中的憎水基团定向吸附于水泥质点表面，亲水基团指向水溶液，在水泥颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜，降低了水泥-水的界面能（图a）。同时使水泥颗粒表面带上相同的电荷，表现出斥力（图b），将水泥加水后形成的絮凝结构打开并释放出被絮凝结构包裹的水，这是减水剂分子吸附产生的分散作用。,木质素系减水剂：木钙（简称M剂） 奈磺酸盐系减水剂： 水溶性树脂类减水剂：磺化三聚氰胺甲醛树脂（密胺
16、树脂） 糖蜜类减水剂 复合减水剂,常用减水剂,应用注意事项：施工中要严格控制掺量,工程事故实例：四川某工程采用木质素磺酸钙粉作减水剂，规定掺量为水泥用量的0.25%，施工时木钙粉减水剂配成溶液，加入混凝土中进行搅拌，按照配合比要求每罐混凝土中加一桶减水剂液，实际加了两桶，当时施工气温又较低，混凝土浇捣二天后还未硬化，不得不把混凝土全部挖掉，重新浇筑。,2、改善混凝土早期强度的外加剂1）定义：能加速混凝土早期强度发展的外加剂2）常用类型：氯盐、硫酸盐、有机胺等,3、调节混凝土凝结硬化时间的外加剂1）速凝剂2）缓凝剂,五、混凝土掺合料 （一）定义在混凝土搅拌前或搅拌过程中为改善混凝土的性能、减少混
17、凝土的水泥用量、降低混凝土的成本、而加入的磨细矿物粉料。,（二）分类1、按使用对象分： 用于普通混凝土： 原状粉煤灰磨细粉煤灰 用于高强混凝土： 磨细矿渣 硅灰,2、按掺合料的品种分：硅灰 磨细矿渣粉 磨细自然煤矸石,（三）作用及机理1、改善新拌混凝土的和易性形态效应2、改善混凝土的强度活性效应微集料效应3、降低水化热4、改善混凝土耐久性 （四）掺加方法等量取代超量取代 （五）应用,第三节 砼的主要性能指标,混凝土拌和物：由水泥、砂、石及水拌制的混合料（水泥砼在尚未凝结硬化以前）称为砼拌和物，又称新拌砼（Fresh concrete）。（一）和易性的概念 和易性：是指砼拌和物能保持其组成成分均
18、匀，不发生分层离析、泌水等现象，适于运输、浇筑、捣实成型等施工作业，并能获得质量均匀、密实的砼的性能。 和易性是一综合技术性能 流动性粘聚性保水性,一、砼拌和物的和易性（工作性Workability）,1、流动性：指砼拌和物在自重或机械振捣力的作用下，能产生流动并均匀密实地充满模型的性能。 （1）拌和物太稠，砼难以振捣，易造成内部孔隙； （2）拌和物过稀，会分层离析，影响砼的均匀性。2、粘聚性：指砼拌和物内部组分间具有一定的粘聚力，在运输和浇筑过程中不致发生离析分层现象，而使砼能保持整体均匀的性能。 3、保水性：指砼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的泌水现象。 4、
19、关系：互相关联，又互相矛盾的。如：流动性很大：往往粘聚性和保水性差。反之亦然。粘聚性好：保水性好。 拌和物和易性良好：流动性较大，且能在这种情况下粘聚性与保水性良好。,（二）和易性的测定,坍落度（SL）,维勃稠度,流动性：,和易性,粘聚性：目测，经验判断,保水性：目测，经验判断,维勃稠度仪,1坍落度法测定测定混凝土流动性适用条件 骨料最大粒径 40mmSL10mm,200 mm 自流平混凝土160mm 大流动性混凝土 SL 100-150mm 流动性混凝土50-90mm 塑性混凝土10-40mm 低塑性混凝土10mm 干硬性混凝土,2维勃稠度法测定混凝土流动性适用条件骨料最大粒径 40mmSL
20、10mmV031S 超干硬性混凝土V1=30-21S 特干硬性混凝土V2=20-11S 干硬性混凝土V3=10-5S 半干硬性混凝土,（三）坍落度的选择 原则：不妨碍施工操作并能保证振捣密实的条件下，尽可能采用较小坍落度，以节约水泥并获得质量较高的混凝土 依据： 混凝土结构工程施工及验收规范GB50204,（四）影响和易性的因素,组成材料质量、性质,内因,组成材料相对含量,外因,环境温度,存放时间,1混凝土组成材料质量、性质的影响1）水泥品种、细度、掺加量2）骨料表面形状、颗粒粗细、级配、品种3）外加剂品种、掺量4）掺合料品种、细度、掺量,2混凝土组成材料相对含量的影响1）水灰比（W/C）2）
21、水泥浆数量（浆骨比）,注意：施工中为了保证混凝土的强度和耐久性，不准用单纯改变用水量的方法调整拌合物的稠度，应在保持W/C条件下，改变水泥浆量来调整流动性。,因此，水泥浆不能用量太少，但也不能太多，应该满足拌和物流动性要求。 （2）保持砼水泥用量不变的情况下（水泥浆的稠度） 减少拌和用水量，即水泥浆变稠，水泥浆粘聚力增大，流动性变小。,（1）砼拌合物保持水灰比不变的情况下（水泥浆的数量） 水泥浆用量越多，流动性越大，反之越小。,水泥浆用量过多，粘聚性及保水性变差，强度及耐久性产生不利影响。 水泥浆用量过小，粘聚性差。,调整流动性，应保持水灰比不变，增加水泥浆量。选用用水量 骨料品种、规格施工要
22、求的坍落度 P86表6.18,2、砂率的影响 （1）砂率：是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。,加水过少，即水灰比过低 ，流动性太小，粘聚性差，在一定施工条件下难以成型密实。 加水过多，即水灰比过大，流动性大，但产生严重的分层离析和泌水现象，影响强度和耐久性。,（2）砂率的影响过大：流动性变小； 过小：流动性减小，且影响粘聚性和保水性。 （3）合理砂率：是指在用水量及水泥用量一定的情况下，能使砼拌和物获得最大的流动性，且能保持粘聚性及保水性良好时的砂率值。（按P107表6.23选用）,W/C一定 W 一定,W/C一定 S 一定,合理砂率,合理砂率,砂率,砂率,坍落度（mm),水泥用量（
23、kg/m3）,3、组成材料性质的影响 （1）水泥品种的影响 和易性由好至坏：粉煤灰水泥普通水泥、硅酸盐水泥矿渣水泥（粘聚性差）火山灰水泥（粘聚性好） （2）骨料性质的影响 骨料特性 最大粒径：增大和易性将改善形状品种：卵石拌制的砼拌和物好于碎石级配：具有优良级配的砼拌和物具有较好的和易性吸水性 （3）外加剂的影响,4、拌和物存放时间及环境温度的影响 （1）温度：环境温度升高，则坍落度下降。 （2）时间：时间延长，坍落度下降。 5、施工工艺： 同样的配合比设计：机械拌和时S人工拌和时S搅拌时间长S大。,（五）改善新拌混凝土和易性的措施 1、调节混凝土的材料组成合理砂率改善砂、石的级配在可能的条件
24、下，尽量 采用较粗的砂、石,坍落度太小水灰比不变，增加适量的水泥浆；坍落度太大砂率不变，增加适量的砂石。,影响和易性的因素,材料,环境,工艺,水泥,水,外加材料,温度,湿度,称量,搅拌,时间,最大粒径,表面状态,级配,砂率,吸水性,因果分析图,二、硬化混凝土的强度 硬化后混凝土（ Hardened concrete）的强度（Strength）：立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、剪切强度等。抗压 抗折 抗剪 抗拉 （一）砼受压破坏过程 力学性质取决于：水泥石性质骨料性质水泥石与骨料的胶结能力,2、掺加各种外加剂 3、提高振捣机械的效能,2.受荷后 微裂隙逐渐扩大、延长汇合
25、连通可见的裂缝结构丧失连 续性完全破坏3.受压破坏分为4个阶段 （1）阶段：荷载达“比例极限”以前OA （2）阶段：荷载超过“比例极限”后AB （3）阶段：荷载超过“临界荷载”后BC （4）阶段：荷载超过极限荷载后CD,1.受荷前： 硬化后未受外力作用之前内部存在一定的界面裂隙,O,A,B,D,极限荷载（%）,变形,C,7090,30,（二）砼立方体抗压强度和强度等级 1、立方体抗压强度（fcu） ：按照标准的制作方法制成边长为150mm的正立方体试件，在标准养护条件（温度203，相对湿度90%以上）下，养护至28d龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为“混凝土立方体试件抗压强度”（简
26、称“立方抗压强度”以fcu表示），以MPa计。 2、立方体抗压强度标准值（ fcu，k ） :按照标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准试验测定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%（即具有95%保证率的抗压强度），以N/mm2即MPa计。 3、强度等级（Grading strength）：混凝土“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。 表示方法：用“C”和“立方体抗压强度标准值”两项内容表示。如：“C30”即表示混凝土力范体抗压强度标准值fcu，k =30MPa。,我国现行规范（GBJ1089）规定，普通混凝土按立方抗压强度标
27、准值划分为：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12个强度等级。,立方体强度强度等级,4、砼强度等级的实用意义 C7.5C15：用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构； C15C25：用于普通砼结构的梁、板、柱、楼梯及屋架； C25C30：用于大跨度结构、耐久性要求较高的结构、预制构件等； C30以上：用于预应力钢筋混凝土结构、吊车梁及特种构件等。,（三）砼的抗拉强度 劈裂试验测得劈裂抗拉强度（Splitting tension strength）,（四）影响硬化后水泥砼强度的因素硬化水泥石与骨料间破坏 砼破坏 硬化水泥石的破坏骨料本
28、身的破坏,因素 材料组成制备方法养护条件试验条件,1、材料组成对混凝土强度的影响 （1）水泥的强度和水灰比,fcu,28混凝土28d龄期的立方体抗压强度（M Pa）; fce 水泥实际强度（MPa）， fce =1.13 fceb; C/W灰水比； A,B经验常数。碎石A=0.48 B=0.52卵石A=0.50 B=0.61,（2）骨料的影响 强度高 有害杂质含量少级配良好，砂率适当碎石硅质骨料,2、养护条件对混凝土强度的影响 （1）湿度 1-空气养护 2-九个月后水中养护 3-三个月后水中养护 4-标准湿度条件下养护,1,2,3,4,0 龄期（月） 12,相对强度（%）,（2）温度,1 龄期
29、（d） 28,相对强度（%）,4,21 ,46 ,（3）龄期（Age） 砼的强度随龄期的增长而提高。早期显著，后期缓慢。,相对强度%,3 7 28 90 龄期（d） 365,3、试验条件对混凝土强度的影响 试验条件：试件形状与尺寸试件湿度、温度支承条件加载方式,4、施工方法的影响,（五）提高混凝土强度的措施 1、选用高强度水泥和早强型 2、采用低水灰比 3、掺加混凝土外加剂和掺合料,4、采用湿热处理蒸汽养护和蒸压养护 5、采用机械搅拌和振捣。,影响砼强度的因素,水泥石与骨料 粘结力,养护条件,搅拌振捣方式,水泥石强度,温度,湿度,机械,人工,级配,形状,龄期,水泥标号,水灰比,骨料,实验条件,
30、试件,尺寸,形状,三、混凝土的变形性能（Deformation）,化学变形 化学因素非荷载变形 干湿变形温度变形荷载变形 力学因素,物理因素,导致裂缝影响强度、耐久性,变形,（一）化学减缩（自生体积变形） 混凝土终凝后，水泥水化引起的体积缩小，又称自身收缩。 特点：不能恢复 （二）干湿变形（物理收缩） 混凝土因为周围环境的湿度变化，产生的干缩湿胀。1.原因,砼中的水：自由水（孔隙水）变化时不会产生变形 毛细管水 吸附水 变化时会产生干湿变形,砼失去自由水毛细管水蒸发收缩吸附水蒸发胶体失水而紧缩干缩变形干缩后砼 大部分可恢复30%50%不可逆2.危害性 砼表面产生较大的拉应力裂纹降低抗渗、抗冻、
31、抗侵蚀等耐久性能。,在空气中硬化,继续干燥,产生负压,继续干燥,引起,变湿,吸水,3.干缩率 试验值： （35）10-4，工程中常用： （1.52.0）10-4,4.影响因素 （1）水泥的用量、细度、及品种 水灰比不变： 水泥用量愈多，砼干缩率水泥颗粒愈细，砼干缩率 （2）水灰比的影响 水泥用量不变： 水灰比，干缩率 （3）施工质量的影响 延长养护时间推迟干缩变形的发生和发展，但影响甚微 采用湿热法处理养护砼减小砼的干缩率,（4）骨料的影响 骨料含量多，干缩率。,（三）温度变形 随着温度的变化而产生热胀冷缩变形。 温度变形系数 ： （0.61.3）10-5 / 。一般取： =1.010-5 /
32、 主要危害： 大体积砼纵长的砼结构大面积砼工程 措施：设温度伸缩缝，以及在结构内配置温度钢筋。,（四）在荷载作用下的变形 1.砼在短期作用下,2.砼在长期荷载作用下的变形徐变（Creep） 混凝土在持续荷载作用下，随时间增加的变形称为徐变。亦称蠕变。 特点：可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力重新分配使砼构件中局部应力得到缓和。 使钢筋的预加应力受到损失（预应力），使构件强度减小。,（五）防止裂缝的措施 1.正确选择砂石级配 2.严格控制砼水灰比 3.振捣密实 4.施工时保证早期养护 5.控制熟料成分铁铝酸四钙含量高，抗裂 6.骨料：硬质 7.选用后期强度增长快的粉煤灰及矿渣水泥等。,四、砼的
33、耐久性 耐久性（Durability）：在实用过程中具有与环境相适应的经久耐用的性质。,耐久性：综合性指标，指抗渗性、抗冻性、抗腐蚀、抗碳化和抗磨性等。,1、抗渗性：指砼在有压水、油等液体作用下，抵抗渗透的能力。用抗渗标号（S）表示。 砼内部存在：贯穿孔隙、毛细管和孔洞、蜂窝等； 措施：降低水灰比提高密实度、改变孔隙结构。 2、抗冻性（Frost resistance）,3.耐磨性（Wearing capacity）： 抵抗机械磨损的能力。 影响因素：砼的表面光滑程度、水泥品种、石子硬度等。,抗冻性用抗冻标号表示，抗冻标号是按规范规定的试验进行反复冻融循环，以同时满足强度损失率不超过25%，质
34、量损失率不超过5%时的循环次数。它分为D25、D50、D100、D250、D300等。影响因素：密实程度、孔隙特征和数量、孔隙内充水程度,（四）提高混凝土耐久性的措施 1、合理选择水泥品种 ； 4、掺外加剂； 2、适当控制砼的水灰比和水泥用量 ； 5、保证砼的施工质量； 3、选用品种良好，级配合格的骨料；,混凝土配合比设计,混凝土配合比设计，就是根据原材料的性能 和对混凝土的技术要求，通过计算和试配调整，确定 出满足工程技术经济指标的混凝土各种组成材料的用 量。设计指标： 抗压强度,一、混凝土配合比设计的基本资料,1、混凝土设计强度等级 2、工程特征（工程所处的环境、结构断面、钢筋最小净距等）
35、 3、耐久性要求（如抗冻性、抗侵蚀、耐磨、碱集料反应等） 4、水泥强度等级和品种 5、砂、石的种类，石子最大粒径、密度等） 6、施工方法,二、配合比表示方法,1、单位用量表示法以1m3 混凝土中各种材料的用量表示（例如：水泥：水：砂：石=330Kg：150Kg：726Kg：1364Kg）2、相对用量表示法以水泥的质量为1，并按“水泥：砂：石；水灰比”的顺序排列表示（例如：1：2.14：3.81；W/C=0.45）,三、配合比设计基本要求,1、施工工作性的要求2、结构物强度要求3、环境耐久性要求4、经济性的要求四、配合比设计的三参数1、水灰比在满足强度和耐久性前提下取较大值，以获得较大的流动性2
36、、砂率在满足粘聚性的前提下取较小值3、单位用水量在达到流动性前提下，取较小值,混凝土配合比设计的步骤,四步： 初步配合比的计算试拌调整提出基准配合比检验强度，确定试验室配合比施工配合比,一、初步配合比的计算,1、确定混凝土的配制强度注： 混凝土的配制强度（Mpa）混凝土立方体抗压强度标准值（ Mpa）混凝土强度标准差（Mpa）可根据近期同类混凝土强度资料求得，当无强度历史资料时，强度标准查可根据强度等级按表3-18查得,标准差 值,表318,2、初步确定水灰比注： 水泥28d抗压强度实测值当无水泥28d抗压强度实测值时：水泥强度等级值（MPa ) 水泥强度等级值富余系数，按实际统计资 料确定,
37、一、初步配合比的计算,注意：按计算所得的水灰比，进行耐久性校核,3、确定单位用水量1）干硬性、塑性混凝土用水量的确定a、当水灰比在0.400.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，按表3-20、3-21确定b、水灰比小于0.40 的混凝土以及用特殊成型工艺的混凝土用水量通过试验确定2）流动性和大流动性的混凝土的用水量a 、以表3-20，表3-21种坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大5Kg，计算未掺加外加剂时的混凝土的用水量b、掺外加剂时的混凝土的用水量,一、初步配合比的计算,4、计算单位水泥用量 1）按配制强度要求计算单位水泥用量2）按混凝土耐久性要求校核单
38、位用水量（见表3-19）,一、初步配合比的计算,5、砂率的选定1）坍落度为1060mm 的混凝土，可根据粗骨料品种、粒径及水灰 比按表322选取2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，也可以在表322的基础上，按坍落度每增20mm，砂率增大1的幅度予以调整3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定,一、初步配合比的计算,6、计算粗、细骨料用量1）质量法（假定表观密度法）：假定混凝土拌合物的表观密度为一固定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度每立方米混凝土的拌合物的假定湿表观密度,一、初步配合比的计算,混凝土假定湿表观密度参考表 表3-22,2）体积法（绝对体
39、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之和。注意：质量单位为Kg，密度单位为Kg/m3 在不使用引起型外加剂时， 取值为1,6、计算粗、细骨料用量,二、试拌调整提出基准配合比,1、试配1）材料的要求：粗、细骨料均以干燥状态为基准2）搅拌方法和拌合物数量混凝土试配的最小搅拌量 表3-24当进行抗折强度试验，则应根据实际需要计算拌和用量 2、校核工作性，调整配合比通过试验测定混凝土的坍落度，观察拌合物粘聚性和保水性进行调整,三、检验强度、确定试验室配合比,1、制作试件、检验强度强度试验至少应采用三个不同的配合比，其中一个是基准配合比，另两组的水灰比则分别增加及
40、减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1。养护28天后，根据试验得出的混凝土强度与其相对应的灰水比，用作图法或计算法求出混凝土强度与其相应的灰水比,2、确定试验室配合比1）根据强度检验结果修正配合比a、用水量 b、水泥用量 c、粗骨料和细骨料用量,三、检验强度、确定试验室配合比,2）根据实测拌合物湿表观密度修正配合比步骤：a、计算出混凝土拌合物的计算表观密度b、修正条件：混凝土表观密度计算值与实测值之差的绝对值超过计算值2时，需要进行密度校核（否则无需校修正）修正系数:,四、施工配合比,施工现场根据现场砂、石实际含水率变化，将试验 室配合比换算未施工配合比。设施工现场实测
41、砂、石含水率分别为a、b 。施 工配合比1m3 混凝土各种材料用量,普通混凝土配合比设计实例,某医院办公楼，钢筋混凝土结构，柱子混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为35-50mm，采用机械搅拌、机械振捣。根据施工单位近期统计资料，混凝土标准差为4.4MPa，采用的材料如下： 水泥：32.5级普通硅酸盐水泥，实测28d强度为36.0MPa，密度为3000kg/m3； 砂：中砂，表观密度为2650kg/m3 石：碎石，公称粒径5-20mm，表观密度为2690kg/m3； 水：自来水，密度为1000kg/m3； 试设计初步混凝土配合比。,(1）确定混凝土的试配强度。,=25+1.645*4.
42、4=32.3MPa,（2）计算水灰比。 对于碎石，应取,=(0.46*36.0)/(32.2+0.46*0.07*36.0=0.5,查表知，结构处于干燥环境，要求水灰比0.65，故取水灰比为0.5.,（3）确定用水量。 根据题中要求，坍落度为35-50mm，碎石最大粒径为20mm，查表，取,（4）计算水泥用量。,查表，结构处于干燥环境，钢筋混凝土的最小水泥用量应为260kg，小于390.0kg，故取水泥用量为390.0kg.,(5)确定砂率。,碎石最大粒径为20mm，查表，取,（6）计算砂、石用量。砂、石的用量计算即可采用体积法，也可采用质量法。本题采用体积法计算如下：,（7）计算混凝土初步配合比。根据以上计算的每立方米混凝土中各种材料的用量，可得初步配合比为,
