1、4-2 4-2 二、硬化混凝土的性能二、硬化混凝土的性能 一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 1 1、混凝土受力變形及破壞過程、混凝土受力變形及破壞過程0255075100應(yīng)變應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)力,%穩(wěn)定穩(wěn)定裂縫裂縫引發(fā)引發(fā)穩(wěn)定裂穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展縫擴(kuò)展不穩(wěn)裂不穩(wěn)裂縫擴(kuò)展縫擴(kuò)展砂漿裂縫迅速增加界面裂縫增多砂漿裂縫緩慢增多界面裂縫緩慢增加已有的界面裂縫只有少許發(fā)展 2 2、砼規(guī)范立方體抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)、砼規(guī)范立方體抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí) 規(guī)范立方體抗壓強(qiáng)度規(guī)范立方體抗壓強(qiáng)度 意義：質(zhì)量檢測(cè)和等級(jí)劃分意義：質(zhì)量檢測(cè)和等級(jí)劃分 強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí) 規(guī)范尺寸：規(guī)范尺寸：150150150150150mm150mm具有具有95%95%保證

2、率的立方體抗壓強(qiáng)度保證率的立方體抗壓強(qiáng)度按按28d28d規(guī)范立方體抗壓強(qiáng)度劃分規(guī)范立方體抗壓強(qiáng)度劃分: : C7.5 C7.5、C10C10、C20C80C20C80等十六個(gè)等級(jí)等十六個(gè)等級(jí)規(guī)范養(yǎng)護(hù)規(guī)范養(yǎng)護(hù)混凝土混凝土混凝土混凝土受壓面受壓面邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)10cm 實(shí)測(cè)強(qiáng)度實(shí)測(cè)強(qiáng)度0.95 15cm 1 20cm 1.05尺寸效應(yīng)：尺寸效應(yīng)：高寬比：高寬比大，強(qiáng)度小。高寬比：高寬比大，強(qiáng)度小。外表形狀：外表光滑，強(qiáng)度小。外表形狀：外表光滑，強(qiáng)度小。加荷速度：加荷速度快，強(qiáng)度大。加荷速度：加荷速度快，強(qiáng)度大。 3 3、軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度( (棱柱體抗壓強(qiáng)度棱柱體抗壓強(qiáng)度) ) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 換

3、算：換算：cucpff8 . 07 . 0更好地反映砼的實(shí)踐受壓情況更好地反映砼的實(shí)踐受壓情況0 01 12 23 34 45 56 67 70 010102020303040405050抗壓強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度，MPa抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，MPa劈裂抗拉強(qiáng)度劈裂抗拉強(qiáng)度三點(diǎn)加載三點(diǎn)加載抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度4 4、抗拉和抗折強(qiáng)度、抗拉和抗折強(qiáng)度 拉壓比拉壓比 1/10 1/101/201/20； 抗壓強(qiáng)度越高，抗壓強(qiáng)度越高， 拉壓比越小。拉壓比越小?？估瓘?qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗裂性抗裂性 抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度f(wàn)cffcf道路水泥混凝土性能目的道路水泥混凝土性能目的抗拉強(qiáng)度測(cè)定方法：軸向抗拉、劈裂抗拉

4、抗拉強(qiáng)度測(cè)定方法：軸向抗拉、劈裂抗拉 抗折強(qiáng)度測(cè)定：三分點(diǎn)抗彎折實(shí)驗(yàn)抗折強(qiáng)度測(cè)定：三分點(diǎn)抗彎折實(shí)驗(yàn)拉應(yīng)力拉應(yīng)力壓應(yīng)力壓應(yīng)力 5 5、強(qiáng)度影響要素、強(qiáng)度影響要素 水泥標(biāo)號(hào)、水灰比水泥標(biāo)號(hào)、水灰比 水泥標(biāo)號(hào)水泥標(biāo)號(hào)混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度 水灰比水灰比混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度 保羅米公式：保羅米公式：-BwcfAfcecu 集料性質(zhì)集料性質(zhì) 施工施工 溫濕度溫濕度濕度：濕度：溫度：溫度：充分充分水泥水化順利進(jìn)展水泥水化順利進(jìn)展缺乏缺乏水泥水化緩慢水泥水化緩慢枯燥枯燥水泥水化反響停頓水泥水化反響停頓高高 砼早期強(qiáng)度高，砼早期強(qiáng)度高， 但后期強(qiáng)度并不高。但后期強(qiáng)度并不高。0 02020404060608080

5、1001001201200 02 24 46 68 810101212齡期，月齡期，月相對(duì)強(qiáng)度相對(duì)強(qiáng)度水養(yǎng)護(hù)水養(yǎng)護(hù)空氣養(yǎng)護(hù)空氣養(yǎng)護(hù)9個(gè)月后水養(yǎng)個(gè)月后水養(yǎng)3個(gè)月后水養(yǎng)個(gè)月后水養(yǎng)1個(gè)月后個(gè)月后空氣養(yǎng)護(hù)空氣養(yǎng)護(hù)010203040500102030405060養(yǎng)護(hù)溫度，養(yǎng)護(hù)溫度，抗壓強(qiáng)度，MPa抗壓強(qiáng)度，MPa28d1d砼齡期0 020204040606080801001001201201401401601600 07 7141421212828齡期，d齡期，d砼相對(duì)強(qiáng)度砼相對(duì)強(qiáng)度212110139第一天都保持在第一天都保持在10051015202530110100養(yǎng)護(hù)時(shí)間(log)，d養(yǎng)護(hù)時(shí)間(lo

6、g)，d抗壓強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度，MPa5528505080 齡期齡期 最初最初7 7天內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快；天內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快； 28 28天以后，強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢。天以后，強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢。 荷載繼續(xù)時(shí)間荷載繼續(xù)時(shí)間0.50.50.60.60.70.70.80.80.90.91 11.11.10.10.11 11010應(yīng)力持續(xù)時(shí)間，應(yīng)力持續(xù)時(shí)間，d強(qiáng)度比強(qiáng)度比齡期齡期=90d=90d28d d7d d二、變形二、變形荷載變形：由于荷載作用導(dǎo)致的變相變形。荷載變形：由于荷載作用導(dǎo)致的變相變形。非荷載變形：無(wú)荷載作用下產(chǎn)生的變形。非荷載變形：無(wú)荷載作用下產(chǎn)生的變形。80%80%的建筑物裂痕與混凝土的非荷載變形的

7、建筑物裂痕與混凝土的非荷載變形有關(guān)。有關(guān)。非荷載變形非荷載變形1 1、化學(xué)收縮、化學(xué)收縮不可逆不可逆 緣由：水泥緣由：水泥+ +水水水化物水化物 體積減小體積減小 主要在早期主要在早期(40d(40d內(nèi)內(nèi)) )，以后逐漸穩(wěn)定。，以后逐漸穩(wěn)定。 危害：產(chǎn)生微裂紋，普通無(wú)危害。危害：產(chǎn)生微裂紋，普通無(wú)危害。 影響要素：水泥標(biāo)號(hào)影響要素：水泥標(biāo)號(hào) 水泥細(xì)度水泥細(xì)度 水泥用量水泥用量0 02 20 00 04 40 00 06 60 00 08 80 00 01 10 00 00 00 01 10 02 20 03 30 04 40 05 50 06 60 07 70 08 80 0時(shí)時(shí)間間，d d負(fù)

8、負(fù)應(yīng)應(yīng)變變1 10 0- -6 6枯燥枯燥再潮濕再潮濕可逆收縮可逆收縮不可逆收縮不可逆收縮總總收收縮縮2 2、濕脹干縮、濕脹干縮不能完全恢復(fù)不能完全恢復(fù) 收縮值：收縮值： 緣由：緣由： 危害：危害：影響要素：影響要素：水泥種類、細(xì)度、用量水泥種類、細(xì)度、用量單位用水量、水灰比單位用水量、水灰比集料彈性模量集料彈性模量養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)0.150.150.2mm/m0.2mm/mCSHCSH凝膠體和毛細(xì)管失水、吸水凝膠體和毛細(xì)管失水、吸水濕脹無(wú)危害，干縮引起開裂濕脹無(wú)危害，干縮引起開裂枯燥收縮是當(dāng)前混凝土開裂的重要緣由?？菰锸湛s是當(dāng)前混凝土開裂的重要緣由。 3 3、溫度變形、溫度變形熱脹冷縮熱脹冷縮 膨脹

9、值：膨脹值： 危害：危害： 防止措施：防止措施：大體積砼、水化熱、內(nèi)外溫差開裂大體積砼、水化熱、內(nèi)外溫差開裂 低熱水泥低熱水泥減少水泥用量減少水泥用量人工降溫人工降溫設(shè)置溫度鋼筋設(shè)置溫度鋼筋0.01mm/m0.01mm/m大體積混凝土內(nèi)部溫度變化情況：大體積混凝土內(nèi)部溫度變化情況：4、碳化收縮、碳化收縮 概念：概念：Ca(OH)2+CO2CaCO3，導(dǎo)致收縮。，導(dǎo)致收縮。 影響：不利影響：不利降低堿度、強(qiáng)度，產(chǎn)生裂痕，降低堿度、強(qiáng)度，產(chǎn)生裂痕，鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕。 有利有利提高混凝土的密實(shí)度。提高混凝土的密實(shí)度。 防止措施：防止措施： 提高混凝土的密實(shí)度提高混凝土的密實(shí)度 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù) 加

10、維護(hù)層加維護(hù)層5、水泥體積安定性不良、水泥體積安定性不良6、堿骨料反響、堿骨料反響 概念概念 ： 危害：隱蔽性強(qiáng)，導(dǎo)致混凝土開裂。危害：隱蔽性強(qiáng)，導(dǎo)致混凝土開裂。 防止措施：低堿水泥、外加劑、礦物摻合防止措施：低堿水泥、外加劑、礦物摻合料料7、不均勻沉降、不均勻沉降思索：某道路未投入運(yùn)用，混凝土即產(chǎn)生開思索：某道路未投入運(yùn)用，混凝土即產(chǎn)生開裂，裂， 能夠有哪些緣由導(dǎo)致，如何防止？能夠有哪些緣由導(dǎo)致，如何防止？1 1、混凝土受力變形、混凝土受力變形荷載變形荷載變形2 2、彈塑性變形、彈塑性變形 短期荷載變形短期荷載變形 彈性模量彈性模量假塑性緣由假塑性緣由界面裂痕擴(kuò)展界面裂痕擴(kuò)展EaggEagg

11、、EcemEconEcemEcon Eagg EaggEconEconEcemEcem砼砼E E值：值：1.751.751041043.603.60104 MPa104 MPa (C10 (C10 C60) C60) E E值對(duì)構(gòu)造用砼意義艱苦。值對(duì)構(gòu)造用砼意義艱苦。0 02 20 00 04 40 00 06 60 00 08 80 00 01 10 00 00 00 02 20 04 40 06 60 08 80 01 10 00 01 12 20 0加加載載后后的的時(shí)時(shí)間間， d應(yīng)應(yīng)變變1 10 0- -6 6徐變應(yīng)變徐變應(yīng)變彈性應(yīng)變彈性應(yīng)變彈性回復(fù)彈性回復(fù)徐變回復(fù)徐變回復(fù)不不可可逆逆徐

12、徐變變卸卸載載3 3、混凝土徐變、混凝土徐變長(zhǎng)期荷載變形長(zhǎng)期荷載變形 概念：概念： 規(guī)律：規(guī)律： 數(shù)值：數(shù)值： 緣由：緣由： 利：利： 弊：弊：最初數(shù)月內(nèi)增長(zhǎng)較快最初數(shù)月內(nèi)增長(zhǎng)較快延續(xù)數(shù)年才趨于穩(wěn)定延續(xù)數(shù)年才趨于穩(wěn)定 0.30.31.5mm/m1.5mm/m 水泥凝膠內(nèi)部構(gòu)造的改動(dòng)水泥凝膠內(nèi)部構(gòu)造的改動(dòng) 水分的遷移水分的遷移趨于消除應(yīng)力集中趨于消除應(yīng)力集中使鋼筋預(yù)應(yīng)力降低使鋼筋預(yù)應(yīng)力降低長(zhǎng)期荷載作用下，不斷增大的變形。長(zhǎng)期荷載作用下，不斷增大的變形。 三、混凝土耐久性三、混凝土耐久性 呵斥砼劣化的緣由：機(jī)械、物理、化學(xué)、生物呵斥砼劣化的緣由：機(jī)械、物理、化學(xué)、生物 物理、機(jī)械物理、機(jī)械空蝕空蝕

13、磨蝕磨蝕外表磨損外表磨損裂紋裂紋體積變化體積變化溫度梯度溫度梯度濕度梯度濕度梯度外力作用外力作用超載撞擊超載撞擊周期荷載周期荷載溫度變化溫度變化凍融凍融火災(zāi)火災(zāi) 1 1、抗?jié)B性、抗?jié)B性 重要性：重要性： 抗?jié)B等級(jí)：抗?jié)B等級(jí)：抗?jié)B砼定義：抗?jié)B砼定義： 決議要素：決議要素： 影響要素：影響要素：抗凍性、抗侵蝕性、鋼銹等抗凍性、抗侵蝕性、鋼銹等P4P4、P6P6、P8P8、P10P10、P12P12(0.4(0.41.2MPa)1.2MPa)P6P6孔隙率、孔徑分布、連通性孔隙率、孔徑分布、連通性配合比、最大粒徑、搗實(shí)程度配合比、最大粒徑、搗實(shí)程度養(yǎng)護(hù)和齡期、外加劑養(yǎng)護(hù)和齡期、外加劑2 2、抗凍性、

14、抗凍性 抗凍等級(jí)：抗凍等級(jí)： 抗凍砼定義：抗凍砼定義： 決議要素：決議要素： 改善措施：改善措施：F50F50孔隙率、孔構(gòu)造、孔隙充水程度、孔隙率、孔構(gòu)造、孔隙充水程度、砼強(qiáng)度、溫度下降程度砼強(qiáng)度、溫度下降程度高密實(shí)度高密實(shí)度 少量引氣少量引氣 F10 F10、F15F15、F25F25、F50F50、F100F100、F200F200、F300F300強(qiáng)度下降強(qiáng)度下降25%25%分量損失分量損失5%5%的最大凍融循環(huán)次數(shù)的最大凍融循環(huán)次數(shù)3 3、抗侵蝕性、抗侵蝕性影響要素：影響要素：水泥種類、砼密實(shí)度、孔連通性水泥種類、砼密實(shí)度、孔連通性4 4、碳化、碳化碳化程度：碳化程度： 危害：危害：影

15、響要素：影響要素： 由表及里的中性化深度由表及里的中性化深度,mm,mm堿度堿度鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕收縮收縮開裂開裂水泥種類、水泥用量、混合材摻量水泥種類、水泥用量、混合材摻量砼密實(shí)度、相對(duì)濕度、砼密實(shí)度、相對(duì)濕度、CO2CO2濃度濃度 5 5、堿集料反響、堿集料反響 作用機(jī)理作用機(jī)理 必要條件必要條件 抑制措施抑制措施a-SiO2a-SiO22mNaONmNaOSiO2nH2O2mNaONmNaOSiO2nH2O ( (吸水膨脹吸水膨脹) )水泥含堿過量水泥含堿過量集料一定數(shù)量含集料一定數(shù)量含a-SiO2a-SiO2水分存在水分存在非活性集料非活性集料低堿水泥低堿水泥(Na2O(Na2O當(dāng)量當(dāng)量

16、0.6%)0.6%)摻摻a-SiO2a-SiO2細(xì)粉細(xì)粉4-3 4-3 混凝土外加劑和礦物摻合料混凝土外加劑和礦物摻合料 改善砼拌合物流變性改善砼拌合物流變性減水劑、泵送劑減水劑、泵送劑 調(diào)理砼凝結(jié)硬化性能調(diào)理砼凝結(jié)硬化性能緩凝劑、早強(qiáng)劑緩凝劑、早強(qiáng)劑 改善混凝土的耐久性改善混凝土的耐久性引氣劑、阻銹劑引氣劑、阻銹劑 提供混凝土特殊性能提供混凝土特殊性能膨脹劑、防水劑膨脹劑、防水劑 按成分：無(wú)機(jī)、有機(jī)、復(fù)合按成分：無(wú)機(jī)、有機(jī)、復(fù)合一、混凝土外加劑一、混凝土外加劑1 定義：拌制混凝土?xí)r參與的摻量小于定義：拌制混凝土?xí)r參與的摻量小于5%的資料。的資料。2 分類分類 按作用：按作用：3、常用外加劑、

17、常用外加劑1減水劑減水劑 Water reducer 定義：堅(jiān)持坍落度不變時(shí)，可減少混凝土定義：堅(jiān)持坍落度不變時(shí)，可減少混凝土拌和用水量的外加劑。拌和用水量的外加劑。 主要成份主要成份外表活性劑外表活性劑CH2CH2CH2CH2COOH(SO3Na)(OH)親水基團(tuán)親水基團(tuán)憎水基團(tuán)憎水基團(tuán)作用機(jī)理：吸附分散作用、潤(rùn)濕光滑作用作用機(jī)理：吸附分散作用、潤(rùn)濕光滑作用技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果：技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果： 不減水、不減水泥，水灰比不變，不減水、不減水泥，水灰比不變， 減水，不減水泥，減水，不減水泥， 減水，減水泥減水，減水泥 強(qiáng)度不變，坍落度強(qiáng)度不變，坍落度坍落度不變，坍落度不變，w/cw/c，強(qiáng)度，強(qiáng)度坍落度

18、不變，坍落度不變，w/cw/c不變，強(qiáng)度不變不變，強(qiáng)度不變 節(jié)約水泥節(jié)約水泥常用減水劑常用減水劑 本卷須知本卷須知減水率：普通減水劑、高效減水劑減水率：普通減水劑、高效減水劑能否伴有緩凝、引氣、早強(qiáng)等作用能否伴有緩凝、引氣、早強(qiáng)等作用與水泥的順應(yīng)性與水泥的順應(yīng)性對(duì)鋼筋的銹蝕作用對(duì)鋼筋的銹蝕作用 適宜摻量適宜摻量木質(zhì)素系木質(zhì)素系M M劑劑 成分：木質(zhì)素磺酸鹽成分：木質(zhì)素磺酸鹽 種類：木鈣、木鈉、木鎂種類：木鈣、木鈉、木鎂 性能：減水率性能：減水率10%10%，普通減水劑，普通減水劑 28d 28d強(qiáng)度增長(zhǎng)強(qiáng)度增長(zhǎng) 1015%; 1015%; 節(jié)約水泥節(jié)約水泥 810%; 810%; 提高坍落度提

19、高坍落度 約約100mm100mm 引氣、緩凝引氣、緩凝 摻量：摻量：0.20.3%(0.20.3%(水泥質(zhì)量水泥質(zhì)量) ) 運(yùn)用：各種混凝土，適宜大體積混凝土、運(yùn)用：各種混凝土，適宜大體積混凝土、夏季施工夏季施工 不宜冬季施工，蒸汽養(yǎng)護(hù)思索不宜冬季施工，蒸汽養(yǎng)護(hù)思索緣由緣由萘系減水劑萘系減水劑 成分：萘磺酸鹽甲醛縮合物成分：萘磺酸鹽甲醛縮合物 種類：種類：NNO，NF，F(xiàn)DN，UNF，SN-2，JN 性能：減水率性能：減水率 1520%，高效減水劑，高效減水劑 節(jié)約水泥節(jié)約水泥 20%; 強(qiáng)度添加強(qiáng)度添加(28d) 20% 不引氣、不緩凝不引氣、不緩凝 摻量：摻量：0.21.0% 運(yùn)用運(yùn)用:

20、 各種混凝土工程，早強(qiáng)和高強(qiáng)混凝各種混凝土工程，早強(qiáng)和高強(qiáng)混凝土、蒸養(yǎng)混凝土、泵送的高流態(tài)自土、蒸養(yǎng)混凝土、泵送的高流態(tài)自密混凝土。密混凝土。水溶性樹脂系水溶性樹脂系成分：磺化三聚氰胺甲醛樹脂成分：磺化三聚氰胺甲醛樹脂種類：種類：SM性能性能: 減水減水2027%，高效減水劑，高效減水劑 強(qiáng)度添加強(qiáng)度添加(28d) 3060% 節(jié)約水泥節(jié)約水泥 25% 坍落度提高坍落度提高 約約150mm 不引氣、不緩凝不引氣、不緩凝摻量：摻量：0.51%運(yùn)用：適用于蒸養(yǎng)混凝土、高強(qiáng)混凝土、運(yùn)用：適用于蒸養(yǎng)混凝土、高強(qiáng)混凝土、早強(qiáng)混凝土及流態(tài)混凝土。早強(qiáng)混凝土及流態(tài)混凝土。2 2引氣劑引氣劑air entra

21、ining agentair entraining agent定義：能在砼拌合物中產(chǎn)生一定量均勻分布、定義：能在砼拌合物中產(chǎn)生一定量均勻分布、穩(wěn)定、微細(xì)、獨(dú)立氣泡的外加劑穩(wěn)定、微細(xì)、獨(dú)立氣泡的外加劑種類：松香熱聚物種類：松香熱聚物性能：在混凝土引入封鎖氣泡，改善混凝土抗凍、抗性能：在混凝土引入封鎖氣泡，改善混凝土抗凍、抗?jié)B、抗蝕性?？紫短卣鞯挠绊憹B、抗蝕性?？紫短卣鞯挠绊?能夠?qū)е禄炷翉?qiáng)度下降?？紫堵实挠绊懩軌?qū)е禄炷翉?qiáng)度下降?？紫堵实挠绊?改善混凝土和易性。氣泡滾珠光滑作用改善混凝土和易性。氣泡滾珠光滑作用摻量：摻量：0.050.15%0.050.15%運(yùn)用：抗凍、抗?jié)B、耐腐蝕混凝土運(yùn)用

22、：抗凍、抗?jié)B、耐腐蝕混凝土趨勢(shì)：引氣型減水劑替代，由于其具有減水、引氣、趨勢(shì)：引氣型減水劑替代，由于其具有減水、引氣、強(qiáng)度提高、節(jié)約水泥的特點(diǎn)。強(qiáng)度提高、節(jié)約水泥的特點(diǎn)。3早強(qiáng)劑早強(qiáng)劑定義：加速混凝土早期強(qiáng)度開展的外加劑定義：加速混凝土早期強(qiáng)度開展的外加劑種類：氯鹽類種類：氯鹽類CaCl2、硫酸鹽類、硫酸鹽類Na2SO4、醇胺類三乙醇胺、醇胺類三乙醇胺 局限：氯鹽類能夠?qū)е落摻钿P蝕局限：氯鹽類能夠?qū)е落摻钿P蝕 硫酸鈉能夠?qū)е聣A骨料反響硫酸鈉能夠?qū)е聣A骨料反響 三乙醇胺能夠?qū)е戮從掖及纺軌驅(qū)е戮從?摻量：氯鹽類摻量：氯鹽類CaCl212% 硫酸鹽類硫酸鹽類Na2SO40.52% 醇胺類三乙醇胺醇胺類三乙醇胺0.20.3% 運(yùn)用：早強(qiáng)混凝土工程，冬季施工、蒸運(yùn)用：早強(qiáng)混凝土工程，冬季施工、蒸 養(yǎng)養(yǎng)混凝土混凝土4 4緩凝劑緩凝劑 Set retarderSet retarder 定義：定義