混凝土.docx

1、混凝土普通混凝土normal concrete 一般指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。 混凝土主要划分为两个阶段与状态：凝结硬化前的塑性状态，即新拌混凝土或混凝土拌合物；硬化之后的坚硬状态，即硬化混凝土或混凝土。混凝土强度等级是以立方体抗压强度标准值划分，目前中国普通混凝土强度等级划分为14级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75及C80。水泥的强度等级是水泥强度大小的标志，测定指标为水泥的抗压强度，检测标准主要为水泥砂浆硬结

2、28d后的强度。例如检测得到28d后的抗压强度为42.5MPa，则水泥的强度等级定为42.5级或42.5R级。水泥有：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六种强度等级。强度等级带R表示该水泥为早强水泥定义广义混凝土是由胶凝材料，粗细骨料，水及其他外加剂按照适量的比例配制而成的人工石材.在土木工程中，应用最广泛的是普通混凝土：以水泥为胶凝材料，以砂，石为骨料，加水拌制成的水泥混凝土.优点缺点优点：原材料丰富，成本低；良好的可塑性；高强度；耐久性好；可用钢筋增强；缺点：自重大；脆性材料；分类按胶凝材料分：水泥混凝土(在土木工程中应用最广泛)；石膏混

3、凝土；沥青混凝土(在公路工程中应用较多)；聚合物混凝土等.按表观密度分：特重混凝土(2500kg/m3)；普通混凝土(19002500kg/m3)；轻混凝土(6001900kg/m3).按用途分：结构用混凝土；道路混凝土；特种混凝土；耐热混凝土；耐酸混凝土等.组成材料普通混凝土(简称为混凝土)是由水泥、砂、石和水所组成。为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外加剂和掺合料。作用在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。和易性是指新拌水泥混凝土

4、易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇灌、捣实等）并能获得质量均匀、成型密实的性能。也称混凝土的工作性。和易性是一项综合的技术性质，它与施工工艺密切相关。通常包括有流动性、保水性和粘聚性等三个方面。1、流动性是指新拌混凝土在自重或机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。流动性反映出拌合物的稀稠程度。若混凝土拌合物太干稠，则流动性差，难以振捣密实；若拌合物过稀，则流动性好，但容易出现分层离析现象。主要影响因素是混凝土用水量。2、粘聚性是指新拌混凝土的组成材料之间有一定的粘聚力，在施工过程中，不致发生分层和离析现象的性能。粘聚性反映混凝土拌合物的均匀性。若混凝土拌合物粘聚性不好，则混

5、凝土中集料与水泥浆容易分离，造成混凝土不均匀，振捣后会出现蜂窝和空洞等现象。主要影响因素是胶砂比。3、保水性是指在新拌混凝土具有一定的保水能力，在施工过程中，不致产生严重泌水现象的性能。保水性反映混凝土拌合物的稳定性。保水性差的混凝土内部易形成透水通道，影响混凝土的密实性，并降低混凝土的强度和耐久性。主要影响因素是水泥品种、用量和细度。坍落度实验测定混凝土拌合物的流动性，再辅以直观经验评定黏聚性和保水性来综合评定。坍落度主要是指混凝土的塑化性能和可泵性能，坍落度的测试方法：用一个上口100mm、下口200mm、高300mm喇叭状的塌落度桶，灌入混凝土后捣实，然后竖直向上拔起桶，拔起过程中不得碰

6、到混凝土以免影响测量数据，混凝土因自重产生塌落现象，用桶高(300mm)减去塌落后混凝土最高点的高度，称为塌落度.如果差值为10mm，则塌落度为10。坍落度适用于流动性较大的混凝土拌和物（坍落度值不小于10mm），干硬性混凝土拌和物的坍落度小于10mm时须用维勃稠度（s）表示其稠度。4.影响混凝土和易性的主要因素：(1)组成材料：包括水泥特性，用水量，水灰比，骨料的性质等；(2)环境条件：包括温度，湿度，风速等；(3)时间：随着时间的推移，部分水分蒸发或被骨料吸收，拌合物变得干稠，流动性减小.集料定义凝土中集料的成分包括许多种，建筑中的钢筋混凝土结构使用的是砂、石，而且这种混凝土是常用的，叫普

7、通混凝土。不过人们习惯于称普通混凝土为混凝土了。综合所有的混凝土种类，集料包括：重晶石、钢屑、砂子、石子（碎石、卵石）、浮石、火山渣、陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣、煤渣、重矿渣、碎砖等等（到底什么是集料呢？集料也称骨料，是混凝土中起到填充作用的物质，例如砂子、石子、矿渣啊，具有颗粒形态）。水泥国标凝结时间硅酸盐水泥初凝不得早于45 min，终凝不得迟于6.5 h，普通水泥初凝不得早于45 min，终凝不得迟于10 h。按照GB175-2007通用硅酸盐水泥的规定，采用GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）规定的方法，将水泥、标准砂和水按13.00.5的比例，制成40mm40

8、mm160mm的标准试件，在标准养护条件下（1d内为201摄氏度、相对湿度为90%以上的空气中，1d后为201摄氏度的水中）养护至规定的龄期，分别按规定的方法测定其3d和28d的抗折强度和抗压强度。根据测定的结果划分水泥强度等级。如硅酸盐水泥（P./P.）分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R六个强度等级（分别代表试件28d的抗压强度标准值的最小值为32.5MPa、42.5MPa、52.5MPa、62.5MPa，带R的为早强型等级）我国水泥的强度等级，硅酸盐水泥分为三个等级6个类型，42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.

9、5R，其他五大水泥也分3个等级6个类型即32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。砂的颗粒级配及粗细程度在拌制混凝土时，这两个因素(砂的颗粒级配和粗细程度)应同时考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙率及总表面积均较小，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实性与强度。可见控制砂的颗粒级配和粗细程度有很大的技术经济意义，因而它们是评定砂质量的重要指标。仅用粗细程度这一指标是不能作为判据的。在相同质量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面

10、积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。总结：1、在颗粒级配方面：砂子要粗中细搭配，减少空隙率； 2、在粗细程度方面：尽量选择粗砂，减少水泥浆的用量。 5.混凝土的强度混凝土立方体抗压强度：按照国家标准普通混凝土力学性能试验方法规定，将混凝土拌合物制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件(温度203，相对湿度90%以上)下，养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度(简称立方体抗压强度)，以 cu表示.混凝土强度等级是按混凝土立方体抗压标准强度来划分的：普通混凝土划分为十四个强度等级：C15，C20，C25，C30，

11、C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80 （单位MPa）C30即表示混凝土立方体抗压强度标准值30MPacu.k35MPa。5.1 抗折强度。道路路面或机场道面用水泥混凝土通常以抗折强度为主要强度指标，抗压强度仅作为参考指标。根据我国公路水泥混凝土路面设计规范（JTJ01294）规定，不同交通量分级的水泥混凝土计算抗折强度如表1。道路水泥混凝土抗折强度与抗压强度的换算关系如表2。表1 路面水泥混凝土计算抗折强度交通量分级特重重中等轻混凝土计算抗折强度（MPa）5.05.04.54.0表2 道路水泥混凝土抗折强度与抗压强度的关系抗折强度（MPa）4.04.5

12、5.05.5抗压强度（MPa）25.030.035.540.0 道路水泥混凝土的抗折强度标准试件尺寸为150mm150mm550mm的小梁，在标准条件下养护28天，按三分点加荷方式测定抗折破坏荷载，根据下式计算抗折强度：式中：抗折强度（MPa）；P破坏荷载（N）；L支座间距（mm）；b、h试件的宽度和高度（mm）。如采用跨中单点加荷得到的抗折强度，应乘以折算系数0.85。 3抗拉强度。混凝土的抗拉强度很小，只有抗压强度的1/101/20，混凝土强度等级越高，其比值越小。为此，在钢筋混凝土结构设计中，一般不考虑承受拉力，而是通过配置钢筋，由钢筋来承担结构的拉力。但抗拉强度对混凝土的抗裂性具有重要

13、作用，它是结构设计中裂逢宽度和裂缝间距计算控制的主要指标，也是抵抗由于收缩和温度变形而导致开裂的主要指标。用轴向拉伸试验测定混凝土的抗拉强度，由于荷载不易对准轴线而产生偏拉，且夹具处由于应力集中常发生局部破坏，因此试验测试非常困难，测试值的准确度也较低，故国内外普遍采用劈裂法间接测定混凝土的抗拉强度，即劈裂抗拉强度。劈拉试验的标准试件尺寸为边长150mm的立方体，在上下两相对面的中心线上施加均布线荷载，使试件内竖向平面上产生均布拉应力。此拉应力可通过弹性理论计算得出，计算式如下： 式中：混凝土劈裂抗拉强度（MPa）；P破坏荷载（N）；A试件劈裂面积（mm2）。劈拉法不但大大简化了试验过程，而且

14、能较准确地反应混凝土的抗拉强度。试验研究表明，轴拉强度低于劈拉强度，两者的比值约为0.80.9。在无试验资料时，劈拉强度也可通过立方体抗压强度由下式估算： （4-9）5.1影响混凝土强度的因素：A.水泥强度和水灰比：水泥强度越高，水灰比越小，配制的混凝土强度越高；反之，混凝土的强度越低.B.骨料的影响：混凝土的强度还与骨料(尤其是粗骨料)的表面状况有关.碎石表 面粗糙，粘结力比较大，卵石表面光滑，粘结力比较小.因而在水泥强度等级 和水灰比相同的条件下，碎石混凝土的强度往往高于卵石混凝土.C.龄期：龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间.在正常养护条件下，混凝土强度将随着龄期的增长而增长.最

15、初714d内，强度增长较快，以后逐渐缓慢.普通水泥制成的混凝土，在标准条件养护下，龄期不小于3d的混凝土强度发展大致与其龄期的对数成正比关系.D.养护条件：混凝土的养护条件主要指所处的环境温度和湿度.养护环境温度高，水泥水化速度加快，混凝土早期强度高；反之亦然.为加快水泥的水化速度，可采用湿热养护的方法，即蒸气养护或蒸压养护.湿度通常指的是空气相对湿度.相对湿度低，混凝土中的水份挥发快，混凝土因缺水而停止水化，强度发展受阻，一般在混凝土浇筑完毕后12h内应开始对混凝土加以覆盖或浇水.耐久性能 抗渗性抗渗性是指混凝土抵抗压力水(或油)渗透的能力. 抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在使用环境中，经受

16、多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整性的能力. 抗侵蚀性环境介质对混凝土的侵蚀主要是对水泥石的侵蚀，通常有软水侵蚀，酸，碱，盐侵蚀.1.混凝土设计的技术要求：(1)满足混凝土结构设计要求的强度；(2)满足施工所要求的混凝土拌合物的和易性；(3)满足耐久性要求；(4)节约水泥，降低成本.2. 混凝土配合比设计的三个重要参数：水灰比，单位用水量，砂率4.混凝土配合比设计前的准备工作：1)混凝土的设计强度；2)混凝土的耐久性设计要求；3)原材料的品种以及物理性质：5.混凝土配合比的设计步骤：(A)混凝土初步配合比的设计：(1)由强度条件和耐久性条件，求出相应的水灰比；a)根据强度设计混凝土的水灰比

17、：(公式1)(公式2)b)根据耐久性确定混凝土的最大水灰比W/C：c)取上述两个水灰比的最小值，作为初步设计的水灰比值；(2)确定每立方米混凝土的用水量；(3)计算每立方米混凝土的水泥用量；(4)选择砂率：(5)计算粗骨料和细骨料的用量：(a)质量法：(又称假定表观密度法，工程上比较常用)：(b)体积法：(B)实验室配合比：(1)和易性调整按初步配合比称取材料进行试拌.混凝土拌合物搅拌均匀后应测定坍落度，并检查其粘聚性和保水性的好坏.每次调整后再试拌，直到符合要求为止.试拌调整工作完成后，应测出混凝土拌合的表观密度，然后提出供混凝土强度试验用的基准配合比.在测定混凝土拌和物的和易性时，可能存在

18、以下四种情况：a)流动性比要求的小：调整办法：保持W/C不变，增大水，水泥用量；b)流动性比要求的大：调整办法： 保持砂率不变，增大砂，石用量；c)砂浆不足引起粘聚性和保水性不良时：调整办法：单独增加砂的用量，适当增大砂率；d)砂浆过多引起粘聚性和保水性不良时：调整办法：单独减少砂的用量，适当降低砂率；(2)强度复核分别用 三个水灰比，拌制三个混凝土试样，测量其28d的抗压强度值，看是否满足强度的要求.(C) 施工配合比现场材料的实际称量应按工地砂，石的含水情况进行修正，修正后的配合比，叫做施工配合比.施工配合比按下列公式计算：混凝土的凝结时间水泥的初终凝时间，不能代表混凝土的初终凝时间。混凝

19、土的初终凝时间需要根据施工条件来进行控制，混凝土外加剂（缓凝、早强组分）、矿物掺合料（粉煤灰、矿粉等）、环境温度均会影响初终凝时间。所以，混凝土的初终凝时间，实际上是在较大范围变化，初凝在16小时，终凝在324小时，都属于正常范围。追问如何控制初终凝时间差？ 回答一般来说，使用化学缓凝剂或粉煤灰、矿粉，会同时延缓初凝和终凝时间，并且增大初终凝的时间差。反之，使用化学速凝、早强剂或硅灰，会同时缩短初凝和终凝时间，并减少初终凝的时间差。混凝土失去塑性但不具备机械强度的时间称为混凝土的初凝时间；混凝土失去塑性且具备机械强度的时间成为终凝时间。砂率：SP= 砂的用量S/(砂的用量S+石子用量G)100

20、%砂率的变动，会使骨料的总表面积有显著改变，从而对混凝土拌合物的和易性有较大影响。干硬性混凝土拌合物,坍落度小于10mm时即可称之为干硬性混凝土了,干硬性混凝土几乎没有什么流动性,通过调整水灰比W/C及加减水剂等来实现。1、干硬性砼要求维勃度20S-40S，以抗折强度为设计特征值，保证道面砼设计强度在28天龄期抗折强度达到5.0MPa。粉煤灰使用的优点 在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土地修饰性。混凝土徐变(creep of concrete)：混凝土在某一不变荷载的长期持续作用下(即，应力维持不变时),变形也会随着时间的增长而增长，这种现象称为混凝土的徐变。