混凝土课件

五、其他品种的砼骨料
1. 矿渣骨料： ①粗骨料——高炉重矿渣破碎、筛分而成； ②细骨料——水淬高炉矿渣或粉碎后的高炉重 矿渣与普通骨料砼相比，矿渣骨料砼有以下特 点：①早强较高，后期相同或略有下降；②注 意矿渣的稳定性，主要是CaO；③由于矿渣表 面粗糙，易吸水，因而和易性不利；④不得使 用矾水泥与矿值共同使用。
• (3)强度和坚固性 –1)强度(抗压强度、压碎指标) –2)坚固性
• (4)最大粒径与颗粒级配 –1)最大粒径 –2)颗粒级配(筛分析试验)
5. 石子的物理性质
（1） 密度、表观密度、堆积密度 （2） 空隙率和填充率 （3） 孔隙率和密实度 （4） 含水状态：全干、气干、饱和面 干、润湿四种状态
第七节
混凝土的外加材料
– 外加剂：是在拌制混凝土过程中掺入的用以 改善混凝土性质的物质。掺量很小。一般不 大于水泥重量的5%（膨胀剂例外，掺量 >10%）。——混凝土第五组分 – 矿物外加剂(掺合料、外掺料)：是指在混凝 土拌合物中掺入量超过水泥质量的5％，在 配合比设计时，需要考虑体积或质量变化的 外加材料。如粉煤灰、矿渣、硅灰、沸石粉 等。 ——混凝土第六组分
• (2)和易性的检测(流动性的检测)
–1)坍落度试验 –2)维勃稠度试验 –3)其它方法
• 二、流动性(坍落度)指标的选择 • 三、砼流动性（Slump）损失
• 四、影响和易性的主要因素 –1)材料品种与用量的影响 • ①水泥品种和细度：用粉煤灰水泥拌制 的混凝土流动性最好，保水性和粘聚性 也较好。 • ②水泥浆数量：水泥浆数量不能太多也 不能太少 • ③水灰比(单位用水量) 混凝土用水量选用表（kg/m3）
•④砂率(sand percentage) 砂率与坍落度的关系曲线(最优砂率) 砂率与水泥浆用量的关系曲线 混凝土砂率选用表／％与砂率的计算公式 •⑤外加剂(减水剂、泵送剂)和掺合料(粉煤 灰)
–2)环境的温度与湿度的影响 •环境的温度高，空气湿度小， 拌合物水分蒸发快，坍落度损 失大，坍落度小。
–3)工艺对和易性(workability)影响 •拌合好，塌落度(slump)大。
五、混凝土拌和物流变性
凡在适当外力作用下，材料的流动和变 形性能，即为材料的流变性。 混凝土材料在拌和物阶段，由于有浆体 的作用，因而具有流变性，但粗、细集 料使得其流变性能的研究很复杂。 一般认为，混凝土拌和物符合宾汉姆模 型。
– 混凝土按强度等级可分为：
• ①普通混凝土：强度等级为C7.5-C60； • ②高强混凝土：强度等级为C60-000； • ③超高强混凝土：强度等级大于C100。
——按流动性分类： 干硬性混凝土、流动性混凝土、自流平 （自密实）混凝土、泵送混凝土
——按胶凝材料分类： 水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、 水玻璃混凝土、碱矿渣混凝土、聚合物 混凝土。

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d/dt
d dt

虎克模型

牛顿模型
圣维南模型
0

宾汉姆模型
混凝土拌和物流变性能研究的对象就是 测试屈服剪切应力和塑性粘度这两个流 变参数。 测试方法：回转粘度计 混凝土和易性测试塌落度，也就是对流 变参数的简单反映。

第四节 混凝土结构和强度

随着水化的进行，混凝土开始凝结、硬 化，最后形成具有强度的固体。在此过 程中，混凝土的结构不断发生变化，其 强度也在不断的增加。
第二节
普通混凝土的原材料
•基本组分：水泥、集料(砂、石)和水 •现代混凝土：水泥、集料(砂、石)、 水、外加剂、掺合料(矿物外加剂)
一、 水泥cement
• 1. 水泥作用 • 与水形成水泥浆流动性（水泥浆）、 强度（水泥石），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，赋于拌合物一 定的和易性，便于施工，硬化后， 将骨料胶结成一个整体。
二、拌和与养护用水——提供流动性 （水泥浆）及水泥水化。 • 优先采用符合国家标准的饮用 水。 • 水中杂质含量限制值(pH值、 氯化物、硫酸盐)
三、 细骨料（fine aggregate） ——砂sand •砂、石——起到骨架的作用，故而又称 集料。 •粒径在0.15-4.75mm之间
1. 有害杂质

六、原材料间配合比

1．水灰比和用水量 决定水灰比与用水量的因素：①强度②流 动性 2．砂率：砂在砂、石总质量中的百分率。 3．水泥用量：考察因素：①强度；②和 易性；③经济性 4. 单位用水量
第三节 普通混凝土拌和物

——和易性
一、 混凝土拌合物的和易性 • (1)和易性的概念(流动性、粘聚性和 保水性)
• 2. 水泥选择
• （1）水泥品种选择 • 根据砼所要求的性能指标及所处的环境条 件、砼工程特点而选择水泥。 • （2）水泥强度等级的选择 –一般强度混凝土，水泥强度等级一般 为混凝土强度等级的1.5-2倍。 –对高强度混凝土，水泥强度等级一般 为混凝土强度等级的1.0-1.5倍。 –对超高强混凝土，选用高强度等级的 水泥。
•3. 砂的粗细程度和颗粒级配 • 骨料颗粒级配 •筛分法 • 累计筛余与分计筛余的关系 • 砂级配区的规定、 砂的级配区筛分曲线 • 砂的细度模数及级配评定
根据《建筑用卵石、碎石》现行标准，颗粒级配试 验时，对环境温度、仪器设备有何要求？如何评定 试样的颗粒级配？
4. 砂的坚固性
• 在气候、环境温、湿度及其他物理 因素作用下抵抗破裂的能力——用 Na2SO4溶液浸泡。
①由于水泥的收缩，引起砂浆与粗骨料间产生 拉应力，产生裂缝； ②水泥的泌水使与集料间形成界面裂缝； ③水泥水化热引起的裂缝； ④多余水的蒸发留下的孔隙； ⑤外力碰撞、振动不均匀，不密实产生的裂缝 （如拆模式时）； ⑥施工时不可能达到完全密实，留有孔隙； 加外力后，以上裂缝，孔隙不断发展，砼破坏。
3. 混凝土的抗压强度与强度等级
二、耐久性类型
–1)混凝土的抗渗性 –2)混凝土的抗冻性 –3)混凝土抗侵蚀性 –4)混凝土的碳化 –5)混凝土的碱一骨料反应 –6）磨损与气蚀
•三、提高混凝土耐久性的主要措施
•1．合理选择水泥品种
•2．增加砼密实度 ①W/C ②成型方法 ③集料级
配（包括砂率）等 •3．质量性能稳定的集料——针对碱—集料反应 尤其注意。 •4．掺加矿物掺合料、引合剂、防渗剂等 •5．砼表面处理（特别是裂缝防护） •6. 规定最小水泥用量
• 捣实方法对混凝土强度的影响
–3)养护工艺方面
7. 混凝土的其它各种强度
抗拉强度 抗折强度 粘结强度（1）新旧混凝土粘结强度 （2）混凝土与钢筋的粘结强度 疲劳强度

• 混凝土抗拉强度 –1)轴心抗拉强度 –2)劈裂抗拉强度
• 混凝土劈裂抗拉实验装置图
• 混凝土抗折强度
P
三、强度理论
1. 2. 3. 4.

水灰比理论 孔隙率理论 胶空比理论 脆性断裂理论
第五节
混凝土变形性能
1. 无荷载作用时的变形 • (1)化学收缩 • (2)湿胀干缩变形
• 混凝土的胀缩
• ( 3)温度变形（热变形） • (4)碳化收缩
2.
荷载作用下的变形
（1）短期荷载
弹塑性变形和弹性模量
• 混凝土在压力作用下的应力—应变曲线 • 混凝土弹性模量（静弹性模量） • 影响弹性模量的因素 • 动弹性模量
–4)龄期的影响 • 混凝土强度增长曲线 • 用32.5普通水泥拌制的混凝土 • 用32.5矿渣水泥拌制的混凝土 • 用42.5普通水泥拌制的混凝土 • 用42.5矿渣水泥拌制的混凝土
– 成熟度

混凝土强度发展过程中，养护温度和龄 期（时间）对其影响很重要，因此有人 提出成熟度的概念，又叫时度积。
动弹性模量
3
E d 9 . 46 10
4
WL f a
4
2
k
（2）混凝土的徐变
• 混凝土的变形与荷载作用时间关系 • 素混凝土的标准徐变曲线 • 影响徐变的因素
第六节
混凝土的耐久性
•一、混凝土耐久性的概念 •耐久性的概念：砼抵抗所处环境的作用破坏 的能力，如温度、湿度，化学侵蚀介质等。 •环境对砼的作用： •①物理作用如冻融、渗透以及磨蚀，空蚀等； •②化学作用，如各种酸、碱、侵蚀，碳化、 碱集料反应以及砼中的钢筋锈蚀等。
–1)混凝土标准立方体抗压强度 –2)混凝土立方体抗压强度标准值 –3)强度等级 –4)轴心(棱柱体)抗压强度
混凝土强度等级如何表示，混凝土立方体抗 压强度标准值如何确定？
• 4. 混凝土受压破坏 • 混凝土受压变形曲线 • 不同受力阶段裂缝示意图
• 5. 影响混凝土强度的因素 – 1)水泥强度等级和水灰比(保罗米公式) • 混凝土强度与灰水比的关系 – 2)骨料的种类、质量及数量 – 3)湿度与温度的影响 • 混凝土强度与保持潮湿日期关系 • 养护工艺 • 养护温度对混凝土强度的影响 • •
–混凝土按施工工艺可分为： • 泵送混凝土、喷射混凝土、 真空脱水混凝土、造壳混凝 土(裹砂混凝土)、碾压混凝 土、压力灌浆混凝土(预填 骨料混凝土)、热拌混凝土、 太阳能养护混凝土等多种。
–混凝土按掺合料可分为： • 粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、 磨细高炉矿渣混凝土、纤维 混凝土土、耐酸混凝土、纤 维混凝土和聚合物混凝 土。
①粘土、粉砂、淤泥——影响与水泥石 的粘结强度，增加需水量，从而增加了 砼的收缩，降低砼强度与耐久性。 ②有机杂质、硫酸盐——影响砼整体强 度，对水泥腐蚀作用。 ③海砂中对Cl-的控制

• 2. 颗粒形状及表面特征 –天然砂(natural sand)：河砂、海砂 –人工砂(artificial sand)：山砂、机制 砂 –从流动性上看，人工砂的颗粒形状及 表面特征不及天然砂好 –从粘结力上看，天然砂的颗粒形状及 表面特征不及人工砂好