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水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)道路工程材料分類(lèi)一、概述1.水泥混凝土的材料組成與強(qiáng)度機(jī)理水泥混凝土，人造石頭，簡(jiǎn)稱(chēng)“砼tónɡ”。水泥混凝土=粗集料+細(xì)集料+水泥+水+外加劑+摻合料混凝土組成材料機(jī)理圖分類(lèi)2.水泥混凝土的分類(lèi)普通混凝土表觀密度=2000~2800kg/m3，普通天然砂、石和水泥配制而成，用作承重結(jié)構(gòu)材料輕混凝土表觀密度<2000kg/m3，輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料和保溫材料重混凝土表觀密度>2800kg/m3，防射線性能分類(lèi)3.普通混凝土的特點(diǎn)①原材料來(lái)源豐富②施工方便③性能可根據(jù)需要設(shè)計(jì)調(diào)整④抗壓強(qiáng)度高⑤耐久性好優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)①自重大②抗拉強(qiáng)度低，抗裂性差。③收縮變形大分類(lèi)二、混凝土拌合物的和易性1.和易性的概念也稱(chēng)工作性，是指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、運(yùn)輸、澆筑、振搗）且成型后質(zhì)量均勻、密實(shí)的性能。粘聚性保水性流動(dòng)性231和易性不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象流滿(mǎn)模板、包圍鋼筋的能力不致產(chǎn)生分層和離析的現(xiàn)象分類(lèi)2.和易性的測(cè)定方法序號(hào)方法適用范圍共同點(diǎn)1坍落度試驗(yàn)塑性混凝土不能全面反映混凝土拌合物的工作性。只是測(cè)出拌合物流動(dòng)性的同時(shí)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和觀察，綜合評(píng)定混凝土的工作性2維勃稠度試驗(yàn)干硬性混凝土分類(lèi)（1）坍落度試驗(yàn)適用范圍：集料最大粒徑不大于31.5mm、坍落度不小于10mm的水泥混凝土。坍落筒、搗棒、裝料斗坍落度試驗(yàn)示意圖分類(lèi)操作要點(diǎn)：三層，每層插搗25下。坍落度大于160mm，測(cè)量坍落擴(kuò)展度。坍落筒試驗(yàn)坍落度擴(kuò)展度分類(lèi)（2）維勃稠度試驗(yàn)適用范圍：集料最大粒徑不超過(guò)31.5mm、坍落度小于10mm的干硬性水泥混凝土。維勃稠度試驗(yàn)儀器維勃稠度測(cè)定透明圓盤(pán)分類(lèi)總結(jié)：（1）坍落度及坍落擴(kuò)展度越大，混凝土拌和物流動(dòng)性越大。（2）維勃時(shí)間越長(zhǎng)，混凝土拌和物的流動(dòng)性越小。分類(lèi)3.影響和易性的主要因素（1）原材料特性水泥品種不同，需水量不同，從而影響混凝土流動(dòng)性。水泥越細(xì)，流動(dòng)性越差，但黏聚性和保水性越好。卵石表面光滑、形狀較圓、少棱角，所拌制的水泥混凝土拌合物流動(dòng)性較好，但強(qiáng)度較表面粗糙、有棱角的碎石低。卵石碎石分類(lèi)（2）水膠比定義：指水與膠凝材料的質(zhì)量比，即W/B。在沒(méi)有摻合料的情況下，水膠比（W/B）=水灰比（W/C）。在固定用水量的條件下，水灰比較小時(shí)，膠凝材料漿體稠度變大，水泥混凝土拌合物的流動(dòng)性減小。分類(lèi)（3）單位用水量定義：指在單位體積混凝土中所加入的水的質(zhì)量。單位用水量是混凝土流動(dòng)性的決定因素。在水膠比一定的條件下，單位用水量變化意味著水泥等膠凝材料用量改變。水泥漿愈多，流動(dòng)性愈大。分類(lèi)（4）砂率定義：指混凝土中細(xì)集料（砂）的質(zhì)量占粗、細(xì)集料總質(zhì)量（砂、石總質(zhì)量）的百分率。砂率與坍落度的關(guān)系分類(lèi)（5）環(huán)境溫度、濕度與攪拌時(shí)間溫度越高，水化反應(yīng)速度越快，拌合物流動(dòng)性降低速度越快。濕度越小，拌合物中的水分蒸發(fā)速度越快，流動(dòng)性降低越快。攪拌時(shí)間不足，拌合物的和易性差，質(zhì)量也不均勻。分類(lèi)三、硬化后混凝土的強(qiáng)度1.強(qiáng)度指標(biāo)（1）立方體抗壓強(qiáng)度（fcu）標(biāo)準(zhǔn)尺寸：150X150X150mm標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：溫度20℃±2℃、相對(duì)濕度95%以上立方體試件分類(lèi)立方體抗壓強(qiáng)度計(jì)算：壓力機(jī)立方體抗壓強(qiáng)度示意圖分類(lèi)結(jié)果處理：以三個(gè)試件為一組，取三個(gè)試件測(cè)值的算術(shù)平均值作為該組試件的強(qiáng)度測(cè)定值，計(jì)算精確至0.1MPa。三個(gè)測(cè)值中的最大值或最小值中如有一個(gè)與中間值之差超過(guò)中間值15%，則取中間值為測(cè)定值；如最大值和最小值與中間值之差均超過(guò)中間值的15%，則該組試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。分類(lèi)【例題】一組水泥混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，破壞荷載分別為780kN、710kN、908kN，該組試件的抗壓強(qiáng)度為多少？解答：首先計(jì)算三個(gè)試件的抗壓強(qiáng)度：780000∕（150×150）=34.7Mpa710000∕（150×150）=31.6Mpa908000∕（150×150）=40.4Mpa∵（40.4-34.7）∕34.7=16.4%；（34.7-31.6）∕34.7=8.9%；∴該組試件的抗壓強(qiáng)度為34.7Mpa。分類(lèi)尺寸效應(yīng)：當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件時(shí)，應(yīng)將其抗壓強(qiáng)度乘以尺寸換算系數(shù)，折算為標(biāo)準(zhǔn)試件的立方體抗壓強(qiáng)度?；炷猎嚰叽缂皳Q算系數(shù)【總結(jié)】與標(biāo)準(zhǔn)試件相比，尺寸越小的試件，測(cè)定的抗壓強(qiáng)度越高。分類(lèi)混凝土強(qiáng)度等級(jí)：根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)確定的，用符號(hào)“C”和“立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值”兩項(xiàng)內(nèi)容來(lái)表示。根據(jù)我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2010）規(guī)定，普通混凝土按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14個(gè)等級(jí)。C是Concret（混凝土）的首字母。分類(lèi)（2）抗彎拉強(qiáng)度（ff）試件尺寸：150mm×150mm×550mm應(yīng)用場(chǎng)合：水泥路面、機(jī)場(chǎng)道面等。水泥路面彎拉破壞示意圖分類(lèi)抗彎拉強(qiáng)度計(jì)算：抗彎拉強(qiáng)度示意圖分類(lèi)（3）軸心抗壓強(qiáng)度（fcp）試件尺寸：150mm×150mm×300mm應(yīng)用場(chǎng)合：模仿立柱的結(jié)構(gòu)計(jì)算。混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)軸心抗壓強(qiáng)度示意圖分類(lèi)（4）劈裂抗拉強(qiáng)度（fts）試件尺寸：150mm×150mm×150mm?，F(xiàn)場(chǎng)取芯是圓柱體。應(yīng)用場(chǎng)合：間接拉伸法（劈裂拉伸）得到混凝土的抗拉強(qiáng)度。立方體試件劈裂抗拉示意圖圓柱體試件劈裂抗拉示意圖分類(lèi)2.影響混凝土強(qiáng)度的因素（1）膠凝材料水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。（2）水膠比水膠比越大，水泥混凝土的強(qiáng)度越低。（3）集料特征表面粗糙、有棱角的碎石配制的混凝土要比表面光滑渾圓的卵石配制的混凝土強(qiáng)度高。針片狀顆粒含量較高時(shí)，將降低混凝土強(qiáng)度。分類(lèi)（4）養(yǎng)護(hù)溫度與濕度養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度高，水泥水化速度加快，混凝土強(qiáng)度發(fā)展也快，早期強(qiáng)度高。濕度不夠，混凝土?xí)稍?，影響水泥水化的正常進(jìn)行，甚至使水化停止，嚴(yán)重降低混凝土的強(qiáng)度。（5）齡期最初的7d強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，而后增幅減少，28d以后，強(qiáng)度增長(zhǎng)更趨緩慢。分類(lèi)（6）試驗(yàn)條件加荷速率：當(dāng)加載速度較快時(shí)，材料變形的增長(zhǎng)落后于荷載的增加速度，故破壞時(shí)的強(qiáng)度值偏高。含水狀態(tài)：混凝土含水率較高時(shí)，由于軟化作用，強(qiáng)度較低。分類(lèi)四、混凝土的變形（1）化學(xué)收縮（2）干濕變形（3）溫度變形1.非荷載作用下的變形（1）短期荷載作用下的變形（2）長(zhǎng)期荷載作用下的變形（徐變）2.荷載作用下的變形分類(lèi)五、混凝土的耐久性抗凍性指混凝土在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞、也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能，通常以抗凍等級(jí)表示1抗?jié)B性指其抵抗壓力液體（水、油、溶液等）滲透作用的能力2