建筑材料與檢測主講:尚敏BuildingMaterialsandTesting1普通砼的組成材料Compositionmaterial2主要技術(shù)性質(zhì)Technicalnature3配合比Matchingratio4其他混凝土Otherconcreteconcrete5混凝土的檢測Testing混凝土02節(jié)PART主要技術(shù)性質(zhì)Technicalnature硬化前--------和易性硬化中--------水化熱等硬化后--------強度、耐久性4.2混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)

混凝土的性質(zhì)包括混凝土拌合物的和易性，混凝土強度、變形及耐久性等?；炷粮鹘M成材料按一定比例攪拌后尚未凝結(jié)硬化的材料稱為混凝土拌合物。1.

和易性概念

和易性又稱工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工條件下，便于各種施工工序的操作，以保證獲得均勻密實的混凝土的性能。和易性是一項綜合技術(shù)指標，包括流動性(稠度)、粘聚性和保水性三個主要方面。4.2.1混凝土拌合物的和易性混凝土的施工操作(1)流動性是指拌合物在自重或施工機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動并均勻密實地填充整個模型的性能。流動性好的混凝土拌合物操作方便、易于搗實和成型。(2)粘聚性是指拌合物在施工過程中，各組成材料互相之間有一定的粘聚力，不出現(xiàn)分層離析，保持整體均勻的性能。(3)保水性是指拌合物保持水分，不致產(chǎn)生嚴重泌水的性質(zhì)?；炷涟韬衔锏牧鲃有?、粘聚性和保水性三者既互相聯(lián)系，又互相矛盾。施工時應(yīng)兼顧三者，使拌合物既滿足要求的流動性，又保證良好的粘聚性和保水性。爛柱根、麻面、蜂窩、露石子等質(zhì)量缺陷

《普通混凝土拌合物性能試驗方法》(GB/T50080—2016)規(guī)定采用坍落度及坍落擴展度試驗和維勃稠度試驗進行評定。

(1)坍落度將混凝土拌合物分3次按規(guī)定方法裝入坍落度筒內(nèi)，刮平表面后，垂直向上提起坍落度筒。拌合物因自重而坍落，測量坍落的值(mm)，即為該拌合物的坍落度(如圖4.22)。2.

和易性評定

坍落度測定試驗原理對混凝土翻拌注意垂直提坍落度筒注意在最高點測量要點：分三層每層插搗25次抹平垂直向上提筒測高度差敲擊，觀察粘聚性，觀察周圍稀漿圖4-23坍落度的測定

根據(jù)坍落度大小，可將混凝土拌合物分成4級，見表4.13?；炷涟韬衔锏奶涠葢?yīng)在一個適宜的范圍內(nèi)。其值可根據(jù)工程結(jié)構(gòu)種類、鋼筋疏密程度及振搗方法按表4.14選用。對于干硬性混凝土，和易性測定常采用維勃稠度試驗。表4.13

混凝土拌合物按坍落度分級坍落度越大，流動性越大表4.14澆筑時坍落度的選擇項次結(jié)構(gòu)種類坍落度(mm)1基礎(chǔ)或地面等的墊層、無筋的厚大結(jié)構(gòu)(擋土墻、基礎(chǔ)或厚大的塊體等)或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)10~302板、梁和大型及中型截面的柱子等30~503配筋密列的結(jié)構(gòu)(薄壁、斗倉、筒倉、細柱等)50~704配筋特密的結(jié)構(gòu)70~90(2)維勃稠度維勃稠度試驗需用維勃稠度測定儀(見圖4.24)。所用的時間(以秒計)稱為該混凝土拌合物的維勃稠度。維勃稠度值越大，說明混凝土拌合物越干硬。混凝土拌合物根據(jù)維勃稠度大小分為4級，見表4.15。級別維勃稠度(s)允許偏差(s)V0V1V2V3

V4≥3130~2120~1110~6

5~3±3±3±3±2±1表4-15

混凝土按維勃稠度的分級維勃稠度越大，越干稠

維勃稠度儀（維勃工作度測定儀）維勃工作度測定儀加配重8.7+2.75kg,透明圓盤配重兩塊8700g容器內(nèi)有坍落度筒

濕潤容器與工具

分三層裝筒

透明圓盤置于砼上

每層插搗25次

抹平

開動振動臺，至透明圓盤沾滿凈漿干硬性砼和塑性砼對比區(qū)別項目材料石狀物及性質(zhì)干硬性砼水少，石子多嵌固型，水泥一樣時強度高塑性砼水多包裹型(1)水泥漿的含量W+C水泥漿數(shù)量增加，能使骨料周圍有足夠的水泥漿包裹，改善骨料之間的潤滑性能，從而使混凝土拌合物的流動性提高。

水泥漿數(shù)量過多，會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，粘聚性變差，浪費水泥，同時影響混凝土強度。3.

影響混凝土和易性的主要因素(2)水泥漿的稠度W/C

水泥漿的稠度主要取決于水灰比(1m3混凝土中水與水泥用量的比值)大小。水灰比過大，水泥漿太稀，產(chǎn)生嚴重離析及泌水現(xiàn)象，并影響強度耐久性；過小，因流動性差而難于施工，通常水灰比在0.40~0.70之間，并盡量選用小的水灰比。(3)砂率(βS)

砂率大了干稠，過小泌水選擇合理砂率：是在用水量及水泥用量一定的條件下，使混凝土拌合物獲得最大的流動性，并保持良好的粘聚性和保水性；或在保證良好和易性的同時，水泥用量最少。此時的砂率值稱為

(如圖4.25、圖4.26)。

合理砂率一般通過試驗確定，在不具備試驗的條件下，可參考表4.22選取。表4.22

混凝土砂率(%)的選擇水灰比(W/C)卵石最大粒徑(mm)碎石最大粒徑(mm)1020401020400.400.500.600.70

26~3230~3533~3836~4125~3129~3432~3735~4024~3028~3331~3634~3930~3533~3836~4139~4429~3432~3735~4038~4327~3230~3533~3836~41圖4.25

砂率對流動性的影響(水及水泥用量不變)圖4.26

砂率對水泥用量的影響(坍落度不變)(4)溫度溫度升高，流動性降低，變稠。溫度每升高10℃，坍落度大約減少20-40mm，所以夏季要考慮溫度的影響，設(shè)計配合比時應(yīng)適當增加用水量其他：原材料的性質(zhì)、水泥、細度、骨料的品種、混凝土的摻加料、外加劑、時間以及施工條件等都會影響混凝土的和易性。4.改善和易性的措施1）改善砂、石的級配；

2）采用合理砂率；3）采用針片狀顆粒少，接近于球形或正方體形狀的顆粒；

4）當坍落度小時，應(yīng)保持水灰比不變，適當增加水泥漿數(shù)量；或者保持砂率不變，減少砂石用量。當坍落度大甚至粘聚性、保水性差時，與上面相反；如果不奏效，則需要增大砂率。4.2.2拌合物凝結(jié)硬化中的性質(zhì)一、凝結(jié)硬化二、收縮沉縮化學(xué)收縮干縮

凈漿>砂漿>砼三、水化熱冬季施工（有利)大體積工程(有弊)水化熱對冬季施工是有益的。對大體積工程不利，容易出現(xiàn)裂縫，要注意構(gòu)件內(nèi)外溫差控制在25℃內(nèi)，采用水化熱低的水泥，防止出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，如圖4-27所示。四、早期強度早期強度主要與水泥的品種、外加劑、施工環(huán)境有關(guān)，一般的工程，要達到2.5MPa才能拆除側(cè)模，不缺棱掉角，達到規(guī)范要求的強度比例才能拆除底模。對于緊急搶修工程，要重點考慮早期強度。4.2.3.

凝結(jié)硬化后的性質(zhì)立方體抗壓強度軸心抗壓軸心抗拉評定質(zhì)量判斷等級結(jié)構(gòu)設(shè)計抗凍性抗碳化堿集料反應(yīng)抗?jié)B性耐久性抗蝕性（1）混凝土立方體抗壓強度---評定質(zhì)量、判斷等級標準方法制作的標準試件立方體150mm×150mm×150mm標準條件(溫度20±2℃，相對濕度95%以上)下養(yǎng)護到28d標準測試方法所測得的抗壓強度，fcu立方體抗壓強度標準值，fcu,k。GB50010結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范1.強度標準混凝土養(yǎng)護室：噴霧管嘴

當采用非標準尺寸的試件時，應(yīng)換算成標準試件的強度。將所測得的強度乘以相應(yīng)的換算系數(shù)(見表4.19)。

混凝土強度等級采用符號C與立方體抗壓強度標準值表示。C15.C20.C25.C30.C35.C40.C45.C50.C55.C60.C65.C70.C75.C80等14個強度等級(C60以上的混凝土稱為高強混凝土)。

涂刷礦物油

振實或人工搗實

抹平

立方體試塊

抗壓試驗機或萬能試驗機檢測

現(xiàn)場可用回彈儀檢測

不符合的混凝土試件嚴重缺角破裂孔洞尺寸超標表4.16試件尺寸及換算系數(shù)(GB50204—2015)骨料最大粒徑(mm)試件尺寸(mm)強度換算系數(shù)31.540.063.0

100×100×100150×150×150200×200×2000.9511.05尺寸小，缺陷少，測得結(jié)果沾光例如：某混凝土構(gòu)件留置了三塊邊長100mm的立方體試件，測得其抗壓破壞荷載為380KN。試判斷等級。立方體抗壓強度為38MPa，而該混凝土的標準抗壓強度為38×0.95=36.1MPa，能達到C35。

《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》(GB/T50081—2002)規(guī)定，采用150mm×150mm×300mm的棱柱體作為標準試件，測得的抗壓強度為軸心抗壓強度fc。軸心抗壓強度fc與立方體抗壓強度fcu之間具有一定的關(guān)系，試驗表明：在立方體抗壓強度fcu為10~55MPa的范圍內(nèi)，fc=0.67fcu。（2）混凝土軸心抗壓強度---結(jié)構(gòu)設(shè)計圖4.29

混凝土試件的破壞狀態(tài)(a)立方體試件受壓；(b)棱柱體試件受壓；長方體試件“環(huán)箍效應(yīng)”弱，測得結(jié)果是立方體的2/3圖4-30形狀、大小不同的試塊軸心抗拉強度混凝土的缺點：

一拉就裂抗拉強度是抗壓強度的1/10---1/20直接測試困難，采用劈裂試驗

混凝土強度主要取決于水泥石強度及其與骨料表面的粘結(jié)強度，而水泥石強度及其與骨料的粘結(jié)強度又與水泥強度等級、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。同時，齡期及養(yǎng)護條件等因素對混凝土強度也有較大影響。

（3）影響混凝土強度的主要因素

混凝土的組織結(jié)構(gòu)混凝土由固相、氣相和液相構(gòu)成。固相由水泥水化物和砂、石子組成，氣相由不同直徑的孔隙內(nèi)的空氣組成，液相由孔隙中的水溶液組成。集料與水泥固結(jié)孔隙(1)水泥強度等級和水灰比

配合比相同時，水泥強度等級越高，混凝土強度也越大；在一定范圍內(nèi)，水灰比越小，混凝土強度也越高。試驗證明，混凝土強度與水灰比呈曲線關(guān)系，而與灰水比呈直線關(guān)系(見圖3.8)。其強度經(jīng)驗公式是：混凝土28天強度fcu=A×水泥實際強度fce×（1/水灰比—B）A、B是與粗骨料相關(guān)的系數(shù)，當采用碎石時，A=0.53、B=0.20；當采用卵石時，A=0.49、B=0.13圖3.8混凝土強度與水灰比及灰水比關(guān)系(a)強度與水灰比關(guān)系；(b)強度與灰水比關(guān)系(2)粗骨料粗骨料顆粒形狀和表面特征。當粗骨料中含有大量針片狀顆粒及風(fēng)化的巖石時，會降低混凝土強度。碎石表面粗糙、多棱角，與水泥石粘結(jié)力較強，而卵石表面光滑，與水泥石粘結(jié)力較弱。因此，水泥強度等級和水灰比相同時，碎石混凝土強度比卵石混凝土的高些。利用強度經(jīng)驗公式可以估算混凝土強度：例如：用碎石配制混凝土，采用32.5等級的水泥、0.45的水灰比，則估算該混凝土28天能達到的強度為：0.53×1.13×32.5×（1/0.45—0.20）=39.4MPa如果用卵石配制，預(yù)計為37.7MPa。(3)齡期混凝土在正常養(yǎng)護條件下，其強度隨齡期增長而提高。在最初3~7d內(nèi)，強度增長較快，28d后強度增長緩慢。強度增長先快后慢，呈對數(shù)關(guān)系。以養(yǎng)護28d強度為基數(shù)，2年能達到其2倍，20年才能達到3倍。圖4.32

混凝土強度與保持潮濕時間的關(guān)系1—長期保持潮濕；2—保持潮濕14d；3—保持潮濕7d；4—保持潮濕3d；5—保持潮濕1d(4)養(yǎng)護條件

試驗表明，保持足夠濕度時，溫度升高，水泥水化速度加快，強度增長也快。

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204—2015)規(guī)定一般砼在澆注12h內(nèi)進行覆蓋，待具有一定強度時澆水養(yǎng)護，硅酸鹽水泥PⅠ、PⅡ、普通水泥PO、礦渣PS澆水養(yǎng)護日期不得少于7晝夜，火山灰水泥PP、粉煤灰水泥PF澆水養(yǎng)護日期不得少于14晝夜。平均氣溫低于5℃，不得澆水，用塑料養(yǎng)生膜覆蓋。

(5)

試驗條件

①試件尺寸相同的混凝土，試件尺寸越小測得的強度越高。

②試件的形狀當試件受壓面積(a×a)相同，而高度(h)不同時，高寬比(h/a)越大，抗壓強度越小。

③表面狀態(tài)

④加荷速度

(1)

采用高強度等級水泥、碎石

(2)

采用較小的水灰比或干硬性混凝土

(3)

采用蒸汽或蒸壓養(yǎng)護

(4)

采用機械攪拌和振搗

(5)

摻入減水劑或早強劑

提高混凝土強度的措施

混凝土耐久性是指混凝土在實際使用條件下抵抗各種破壞因素作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。包括混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗蝕性及抗碳化能力、抗堿集料反應(yīng)能力等等。2、混凝土耐久性(1)抗?jié)B性是指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力?？?jié)B性好壞用抗?jié)B等級來表示?？?jié)B等級分為P4、P6、P8、P10、P12等5個等級?；炷了冶葘?jié)B性起決定性作用。

提高混凝土抗?jié)B性的根本措施在于增強混凝土的密實度。(2)抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴重降低強度的性能，是評定混凝土耐久性的主要指標。

抗凍等級根據(jù)混凝土所能承受的反復(fù)凍融循環(huán)的次數(shù)，劃分為F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400、>F400等9個等級?；炷恋拿軐嵍?、孔隙的構(gòu)造特征是影響抗凍性的重要因素(3)抗侵蝕性腐蝕的類型通常有淡水腐蝕、硫酸鹽腐蝕、溶解性化學(xué)腐蝕、強堿腐蝕等，PS.PP.PF抗蝕性好。混凝土的抗侵蝕性與密實度有關(guān)，同時，水泥品種、混凝土內(nèi)部孔隙特征對抗腐蝕性也有較大影響?；炷猎诙趸?、水的作用下，反應(yīng)得到碳酸鈣，由堿性變成中性的過程。危害：失去了對鋼筋的保護作用防止措施