第4章混凝土（Concrete）第一節(jié)概述一、混凝土的特點砼

優(yōu)點：1、成型性好；2、協調性好；3、耐久性好；4、適用性好；5、經濟性好。

缺點：抗拉強度低；自重大；受拉時變形能力小，易開裂等。二、混凝土的分類1、按表觀密度大小分類：

重混凝土：ρ0＞2600kg/m3

普通混凝土:ρ0=1950～2600kg/m3

輕混凝土：ρ0＜1950kg/m3

2、按用途分類：結構混凝土、道路混凝土、大體積混凝土、耐熱混凝土、耐水混凝土、噴射混凝土、聚合物混凝土等三、對混凝土的基本要求具有與施工條件相適應的和易性；具有符合設計要求的強度；具有與環(huán)境相適應的耐久性；在保證混凝土質量的前提下，具有

經濟性第二節(jié)混凝土的組成材料一、各種組成材料的作用水泥+水→水泥漿：填充砂石空隙，起

潤滑作用，使混凝土具有流動性→水泥凝結硬化，起膠凝作用砂、石（骨料）：節(jié)約水泥、承受荷載、抵抗收縮，起骨架作用混

凝

土

的

結

構

輕集料水泥混凝土二、組成材料的技術要求1、水泥：合理選擇品種和強度等級。2、拌和與養(yǎng)護用水：優(yōu)先選用符合國家標準規(guī)定的飲用水。3、細骨料—砂

⑴泥、泥塊及有害雜質：⑵顆粒形狀及表面特征：⑶粗細程度和顆粒級配：在配制混凝土的時候，為了獲得高的強度，同時又節(jié)約水泥，希望骨料的總表面積和孔隙率都小。粗細程度：平均粗細程度；顆粒級配：顆粒大小的搭配情況。級配不良的砂級配配良良好好的的砂砂篩析析法法測定定細細骨骨料料的的粗粗細細程程度度及及顆顆粒粒級級配配篩孔孔尺尺寸寸分分計計篩篩余余量量分計計篩余余累累計計篩篩余余/mmmi/gai/%Ai/%5m1a1A1=a12.5m2a2A2=A1+a21.25m3a3A3=A2+a30.63m4a4A4=A3+a40.315m5a5A5=A4+a50.16m6a6A6=A5+a6判斷斷砂砂的的粗粗細細程程度度———細度度模模數數μf表示示砂砂的的顆顆粒粒級級配配———級配配區(qū)區(qū)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ4、粗骨骨料料—石⑴泥、、泥泥塊塊及及有有害害雜雜質質：：⑵顆粒粒形形狀狀及及表表面面特特征征：：⑶最大大粒粒徑徑和顆顆粒粒級級配配：：Dmax≤1/4最小小截面面尺尺寸寸；；Dmax≤3/4鋼筋筋凈凈距距。。⑷強度度和堅固固性性卵石石碎碎石石粘土土陶陶粒粒集料料的的含含水水狀狀態(tài)態(tài)a）完全全干干燥燥狀狀態(tài)態(tài)；；b）氣干干狀狀態(tài)態(tài)；；c）飽和和面面干干狀狀態(tài)態(tài)d）表面面潤潤濕濕狀狀態(tài)態(tài)a）b）c）d）a）完完全全干干燥燥狀狀態(tài)態(tài)；；b）氣氣干干狀狀態(tài)態(tài)；；c）飽飽和和面面干干狀狀態(tài)態(tài)d）表表面面潤潤濕濕狀狀態(tài)態(tài)5、外加加劑劑凡在在混混凝凝土土拌拌制制過過程程中中加加入入的的，，能能顯顯著著改改善善混混凝凝土土性性能能的的物物質質。。分分類類：：減水水劑劑引氣氣劑劑早強強劑劑緩凝凝劑劑阻銹銹劑劑養(yǎng)護護劑劑防凍凍劑劑（1）減水水劑劑減少少砼砼拌拌和和物物用用水水量量的的外外加加劑劑。。常用用的的減減水水劑劑：：木鈣鈣類類；萘系系；水溶溶性性樹樹脂脂系系；糖蜜蜜系系減水水率率WR＝(W0-W1)/W0·100%其中中：：W0–原混混凝凝土土用用水水量量；；W1–坍落落度度相相同同時時摻摻減減水水劑劑混混凝凝土土的的用用水水量量減水水劑劑的的作用用效效果果：減減水水率率WR＝10%普通通型型WR=10～30%高效效早強強作作用用→早強強混凝凝土土；；增增強強作作用用→高強強混凝凝土土(HSC)；增流流作作用用→泵送送混凝凝土土；；節(jié)節(jié)約約水水泥泥→節(jié)約約15%的水泥泥。表面面活活性性劑劑分分子子水泥泥漿漿的的絮絮凝凝結結構構減水水劑劑的的作作用用減水水劑劑的的作作用用機機理理：表面面活活性性劑劑的作作用用：：①降降低低了了水水泥泥顆顆粒粒的的表表面面能能，，使使之之易易于分分散散；；②破破壞壞絮絮凝凝結結構構，，釋釋放放自自由由水水；；③潤潤滑作作用；；④降降低界界面張張力；；⑤改善善孔結結構，，提高高密實實度。。（2）引氣劑劑：在混混凝土土拌和和時加加入的的，靠靠降低低表面面張力力而使使混凝凝土中中混入入大量量微小小球型型氣泡泡的化化學物物質。。攪拌時時混入入氣泡泡氣氣泡凝凝聚逸逸出有有引引氣劑劑的氣氣泡常用的的引氣氣劑松香熱熱聚物物1～20/000皂角素素0.5～2%烷基系系列2%引氣劑劑的作作用：：改善混混凝土土的和和易性性；降低混混凝土土的強強度；提高抗抗凍性性、抗抗?jié)B性性。摻引氣氣劑混混凝土土的抗凍作作用機機理：改改善混混凝土土的孔孔隙結結構；；微微小小球型型氣泡泡很難難吸水水飽和和。緩緩解毛毛細孔孔水結結冰的的靜水水壓力力。（3）防凍凍劑防防凍劑劑的合合理組組分：：減減水組組分UNF-5,FDN,SN-Ⅱ,M,H;早強組組分NaCl,CaCl2,K2SO4,Na2SO4引氣組組分：：松香香熱聚聚物防凍組組分NaCl,CaCl2,…,NH2(CO)2阻銹組組分NaNO2。注意：：防凍凍劑的的應用用問題題防凍劑劑應用用時應應注意意的問問題：：A.養(yǎng)護問題：：雖然然應用用了防防凍劑劑，但但還應應進進行一一定的的保溫溫養(yǎng)護護。B.腐蝕問題：：NaCl,CaCl2等具有有加劇劇鋼筋筋銹銹蝕的的可能能。C.氨氣污污染問題：：防凍凍劑中中的尿尿素，，在強強堿堿或生生物堿堿的作作用下下，會會生生成氨氨氣，，污染染建筑筑物物室內內環(huán)境境。外加劑劑的適適應性性與摻摻加方方法適應性性：指在在相同同的條條件下下，因因水泥泥不同而而使用用效果果有較較大的的差異，甚甚至收收到完完全不不同的的效果。摻加方方法：先摻法法、同摻法法、滯水法法、后摻法法第三節(jié)節(jié)混混凝土土的技技術性性質一、和易性性（Workability）（一）定定義：：新拌拌混凝凝土適適合于于攪拌拌、運運輸、、澆筑筑、振振搗及及密實實成型型的性性質。?；旎炷镣梁鸵滓仔?流動性性+粘聚性性+保水性性（二））試驗驗評價價：測測定新新拌混混凝土土的流流動性性，憑憑經驗驗目測測評定定粘聚聚性和和保水水性（（是否否離析、分層、泌水）。測定：：混凝土土坍落落度(Slump)、維勃稠稠度自落式式攪拌拌機強制式式攪拌拌機混凝土土Slumptest坍落度度試驗驗免振搗搗自流流平混混凝土土SCCSelfcompactingconcreteSelfcompactingconcrete離析：外分層泌水泌水砂線/users/antons/Publications/BrownSchindler%20GeoDenver%202007.pdf泌水/users/antons/Publications/BrownSchindler%20GeoDenver%202007.pdf泌水/users/antons/Publications/BrownSchindler%20GeoDenver%202007.pdf接茬蜂窩砂線狗洞狗洞蜂窩砂線（三）新新拌混凝凝土流動動性的級級別1、坍落度度級別級別名名稱稱坍坍落度（（mm）T1低塑性混混凝土10～40T2塑性混凝凝土50～90T3流動性混混凝土100～160T4大流動性性混凝土土≥≥1602、維勃稠稠度級別別級別名名稱稱坍坍落度度（s）V0超干硬混混凝土≥≥31V1特干硬混混凝土21～30V2干硬混凝凝土11～20V3半干硬混混凝土5～10（四）混混凝土流流動性的的選擇原則：在滿足施施工條件件及保證證密實成成型的前前提下，，盡可能能選擇較小的流動性性。根據：截面最小小尺寸、配筋的疏疏密程度度及成型振搗搗方法（五）影影響和易易性的因因素影響混凝凝土流動動性的因因素：1、水泥漿的的流變性性能：與水泥泥漿的稠稠度相關2、骨料顆粒粒之間的的內摩擦擦力：取決于于骨料的顆粒粒形狀和和表面狀狀態(tài)，及及骨料顆顆粒表面的的水泥漿漿層厚度度。控制措施施：請同學自自己歸納納總結（五）影影響混凝凝土工作作性的因因素單位用水水量：水灰比：單位混混凝土用用水量與與水泥用用量的質量比，，以W/C表示?！昂愣ㄓ盟俊狈▌t：當砂、、石的品品種和用量一定定時，新新拌混凝凝土的流流動性主要取決決于單位位用水量量。砂率（含砂率）：單位位混凝土土用砂的的質量占砂石總總量的百百分比（（%），以SP表示。二、強度混凝土的的強度主要取決決于：1、水泥石石的強度度；2、界面粘結結強度；3、骨料的的性質。。（一）混混凝土受受力破壞壞特點混凝土受受力破壞壞過程——量變到質質變Ⅰ比例極限限前：初始始裂紋引引發(fā)階段段Ⅱ臨界荷載載前：穩(wěn)定定裂紋引引發(fā)階段段Ⅲ極限荷載載前：非穩(wěn)穩(wěn)定裂紋紋擴展階階段Ⅳ極限荷載載后：連連續(xù)裂紋紋迅速發(fā)發(fā)展→破壞（二）混凝凝土強度度等級1、立方體抗抗壓強度度GB規(guī)定試件件尺寸：：150××150×150mm;標準養(yǎng)護護：20±1℃,RH＞90%,28d;2、尺寸效應應規(guī)律：尺寸大大，強度度低；尺尺寸小，，強度高機理：a.環(huán)箍效應應b.缺陷效應應a.環(huán)箍效應應受壓力時時，試件件與壓力力機上下下壓板間有磨擦擦力作用用。使得得試件環(huán)環(huán)箍作用用而產生局部部三向受受壓。當當試件尺尺寸減小小時，環(huán)箍作用用增大，，故大尺尺寸試件件強度降降低。反之亦然然。環(huán)箍箍效效應應示示意意圖圖b.缺陷效應應材料內部部有存在在缺陷的的可能。。裂紋尺寸寸由大到到小依次次為a1、a2、a3、a4…當應力升升至f1時，尺寸寸為a1的裂紋失穩(wěn)擴展展。斷裂裂模式可可依此類類推。若試件尺尺寸減小小，缺陷陷出現的的幾率減減小,大裂紋出出現可能能性減小小，高強強度的統(tǒng)統(tǒng)計平均均值增加加。缺陷幾率率示意圖圖實際上立立方體試試件尺寸寸的確定定，與骨骨料的最大大粒徑有有關。粗粗骨料最最大粒徑徑越大，立方方體尺寸寸越大。。粗骨料最最大粒徑徑試件件邊長強強度換換算系數數≤30mm100mm0.95≤40mm150mm1≤60mm200mm1.05不同尺寸的試試件的抗壓強強度3、強度等級抗壓強度標準準值＝抗壓強度＋＋95%強度保證率。。混凝土強度等等級C15，C20，C25，C30,C35，C40，C45，C50，C55，C60,C65,C70,C75,C80（三）影響混混凝土強度的的因素混凝土受力破破壞形式：1、硬化水泥漿漿與骨料的粘粘結破壞；2、硬化水泥漿漿體發(fā)生拉伸伸或剪切破壞壞；3、骨料發(fā)生劈劈裂破壞。1、水泥標號和水灰比及骨料fcu.28=Afce(C/W-B)碎石A=0.46,B=0.07卵石A=0.48,B=0.332、養(yǎng)護的溫度和濕度→水化3、齡期fcu.n=fcu.28·lgn／lg284、試件尺寸、形狀及加荷速度4、施工因素：空洞、孔隙隙；（四）改善、、提高混凝土土強度的措施施a.用高強度等級級的水泥，b.采用相對較低低的水灰比，，c.采用高效減水水劑，d.摻加優(yōu)質摻和和料，e.選擇優(yōu)質的骨骨料，f.加強養(yǎng)護，g.加強施工質量量管理。（五）工程中中注意的問題注注意早期期和后期強度度應用的問題題注注意引氣降低低強度問題注注意意低溫強度增增長緩慢問題題注注意強度試驗驗的誤差問題題注注意施工管理理問題注注意強度度和耐久性問問題混

凝

土劈劈

裂抗抗

拉

強度度三、混凝土耐久性性（Durability）1、混凝土耐久性定義：混凝土材料抵抵抗其自身和和環(huán)境因素長長期破壞作用的的能力。2、耐久性與使使用壽命使使用壽命：：房屋建筑工工程70年市市政道道橋工程80年紀紀念性性建筑100年～150年世世紀性性建筑500年-日本明石大橋，中國三峽大壩壩3、耐久性破壞形形式混凝土的化學腐蝕混凝土抗?jié)B性混凝土抗凍性（凍融循環(huán)））碳化堿骨料反應干燥收縮沖磨氣蝕Freezing-thawingcircles海港碼頭混凝凝土的凍融破壞原天津市中環(huán)環(huán)線東風立交交橋凍融循環(huán)破壞某水利工程凍凍融破壞照片片凍融循環(huán)試驗驗機某橋墩凍融破破壞照片混凝土大壩的的滲漏碳化：碳化即為空氣氣中的CO2與水泥石中Ca(OH)2作用，生成碳碳酸鈣和水的的反應。強堿環(huán)境→在在鋼筋表面形形成鈍化膜→碳化→①堿堿度下降→鈍鈍化膜破壞→→鋼筋銹蝕→②使混凝土土的抗壓強度度稍有提高、、抗拉強度降低、、抗折強度降降低。影響因素：CO2濃度、濕度、、水泥品種、、水灰比、骨骨料的質量、、養(yǎng)護、外加加劑等。堿—骨料反應（A.A.R）堿骨料反應是是指混凝土內內