第五讲 普通混凝土的性质1
混凝土PPT课件
三、粗骨料—石子
起骨架作用，坚固耐久
• 混凝土简介 • 普通混凝土组成材料 • 混凝土主要技术性质 • 普通混凝土配合比设计 • 轻混凝土简介 • 作业
• 含泥量 针片状颗粒 泥块含量 • 有害杂质 • 坚固性 • 碱骨料反应 • 强度
立方体强度 压碎指标 • 最大粒径与颗粒级配
15
最大粒径与颗粒级配
提高混凝土密实度，可提高混凝土抗渗性。
32
外加剂
了解外加剂的分类 了解常用的减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、
防冻剂品种 了解外加剂施工和保管注意事项
连续粒级：拌合混凝土的和易性好，节约水泥。
单粒粒级：用于组合成所要求的连续粒级。
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骨料的含水状态及饱和面干吸水率
• 混凝土简介 • 普通混凝土组成材料 • 混凝土主要技术性质 • 普通混凝土配合比设计 • 轻混凝土简介 • 作业
全干状态 气干状态 饱和面干状态 湿润状态 骨料的含水状态
饱和面干砂的测定
三次重大突破
– 出现钢筋砼 1848年 法国制作了钢筋砼船 1887年科伦发表钢筋砼的计算方法
– 1928年法国弗列什捏发现预应力 – 近30年来 ，多性能混凝土应用
4
混凝土分类
• 混凝土简介 • 普通混凝土组成材料 • 混凝土主要技术性质 • 普通混凝土配合比设计 • 轻混凝土简介 • 作业
• 重砼： ρ0>2800kg/m3 • 普通砼： ρ0=2000~2800kg/m3 • 轻砼： ρ0<2000kg/m3
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混凝土孔结构对耐久性的影响
A、B两混凝土采用相同的水泥、砂、石，A掺用了引气剂，并降低了水灰比，其 抗渗性优于B。请观察两混凝土断面的孔结构，并讨论如何可提高混凝土抗渗性。
混凝土主要性质
混凝土主要性质混凝土是现代建筑中广泛使用的一种重要材料，它具有多种独特的性质，这些性质决定了其在建筑工程中的应用范围和效果。
接下来，让我们详细了解一下混凝土的主要性质。
首先，混凝土具有较高的抗压强度。
这意味着它能够承受巨大的压力而不容易被压坏。
在建筑结构中，柱子、承重墙等部位需要承受很大的垂直压力，混凝土的高抗压强度使其成为这些部位的理想材料。
然而，需要注意的是，混凝土的抗拉强度相对较低，这就导致在受到拉伸力时容易出现裂缝。
混凝土的耐久性也是其重要性质之一。
耐久性好的混凝土能够在长期的使用过程中，抵抗各种物理和化学因素的侵蚀，保持其性能和结构的完整性。
例如，它能够抵御水的渗透、化学物质的腐蚀、冻融循环的破坏等。
影响混凝土耐久性的因素有很多，包括原材料的质量、配合比的设计、施工质量以及环境条件等。
为了提高混凝土的耐久性，在施工过程中需要严格控制这些因素。
混凝土的和易性也是不容忽视的性质。
和易性是指混凝土在施工过程中，具有良好的流动性、可塑性和保水性，能够方便地被搅拌、运输、浇筑和振捣，从而保证施工质量。
如果混凝土的和易性不好，可能会出现离析、泌水等问题，影响混凝土的强度和耐久性。
混凝土的收缩和徐变性质也对其性能有重要影响。
混凝土在硬化过程中会发生体积收缩，如果收缩受到约束，就会产生收缩应力，可能导致混凝土开裂。
徐变则是指在长期荷载作用下，混凝土的变形随时间而增长的现象。
徐变会影响混凝土结构的长期性能，在设计中需要加以考虑。
接下来谈谈混凝土的热学性质。
混凝土的热膨胀系数相对较小，这意味着它在温度变化时体积变化较小。
然而，在大体积混凝土施工中，由于水泥水化产生的热量不易散发，可能导致混凝土内部温度升高，内外温差过大从而产生温度裂缝。
因此，在大体积混凝土施工中，通常需要采取措施来控制温度。
混凝土的声学性质在一些特殊的建筑中也具有重要意义。
例如，在需要隔音的房间或建筑中，混凝土的声学性能会影响隔音效果。
再说说混凝土的抗渗性。
混凝土有哪些性质
混凝土有哪些性质正文：混凝土是一种由水泥、骨料、粗骨料和水等原料按一定比例混合而成的人工石材。
混凝土具有以下几种性质：1. 力学性能混凝土的力学性能是指其在外力作用下的抗压、抗拉、抗弯、抗剪等性能。
具体有以下几个方面：(1) 抗压强度：混凝土在受到垂直于其表面的压力时的抵抗能力。
(2) 抗拉强度：混凝土在受到拉力时的抵抗能力。
(3) 抗弯强度：混凝土在受到弯曲力矩时的抵抗能力。
(4) 抗剪强度：混凝土在受到剪切力时的抵抗能力。
(5) 抗冻融性：混凝土在冻融循环作用下的性能稳定性。
2. 物理性能混凝土的物理性能包括密度、吸水性、干缩性等。
(1) 密度：混凝土的质量与体积的比值。
(2) 吸水性：混凝土对水的吸收能力。
(3) 干缩性：混凝土在干燥过程中发生的收缩现象。
3. 耐久性能混凝土的耐久性能是指其在不同环境条件下的长期使用性能。
具体有以下几个方面：(1) 抗化学侵蚀：混凝土对酸碱、氯离子等腐蚀物的抵抗能力。
(2) 抗渗透性：混凝土对水和气体的渗透能力。
(3) 抗碳化性：混凝土对二氧化碳的抵抗能力。
(4) 抗裂性：混凝土在受到荷载作用时的裂缝抵抗能力。
附件：本文档涉及的附件包括：1. 混凝土配合比表格2. 混凝土试验报告法律名词及注释：1. 混凝土：指由水泥、骨料、粗骨料和助凝剂等组成的人工石材。
2. 抗冻融性：指混凝土在冻融循环作用下的性能稳定性。
3. 干缩性：指混凝土在干燥过程中发生的收缩现象。
4. 抗化学侵蚀：指混凝土对酸碱、氯离子等腐蚀物的抵抗能力。
5. 抗渗透性：指混凝土对水和气体的渗透能力。
6. 抗碳化性：指混凝土对二氧化碳的抵抗能力。
7. 抗裂性：指混凝土在受到荷载作用时的裂缝抵抗能力。
正文：混凝土是一种由水泥、骨料、粗骨料和水等原料按一定比例混合而成的人工石材。
混凝土具有以下几种性质：1. 力学性能1.1 抗压强度混凝土在受到垂直于其表面的压力时的抵抗能力。
可根据不同的强度等级进行分类。
《普通混凝土》课件
01
混凝土作为主要的建筑材料，具有高强度、耐久性和经济性，
广泛应用于高层建筑的底层和框架结构中。
大型公共设施
02
如体育馆、会展中心、博物馆等，混凝土能够满足大跨度、大
空间的建筑需求，同时提供良好的隔音、隔热性能。
地下工程
03
混凝土的防水、防潮性能使其成为地下工程的理想选择，如地
铁、隧道、地下室等。
混凝土在道路桥梁中的应用
可塑性是指混凝土在一定时间内 保持形状不变的能力，以便于浇 注和成型。
易密性和抗泌水性是指混凝土在 振捣过程中易于排除气泡、水分 的能力，以确保混凝土内部结构 致密、表面光洁。
混凝土的强度性能
混凝土的强度是衡量其承载能力的重要指标，与抗压强 度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等有关。
抗拉强度是混凝土在拉应力作用下的承载能力，与抗压 强度相比要低很多。
03
混凝土的制备与性能
混凝土的制备过程
混凝土的制备主要包括原材料的选择 、配合比设计、搅拌、运输、浇筑和
养护等步骤。
原材料的选择应满足质量要求，配合 比设计应根据工程要求和当地材料情
况进行。
搅拌是制备混凝土的关键步骤，应确 保混凝土混合均匀，无离析现象。
运输过程中应保持混凝土的均匀性和 工作性能，避免离析和初、终凝现象 。
特性
混凝土具有良好的抗压强度、耐 久性和防火性能，同时可塑性强 ，可根据需要浇筑成各种形状和 大小的构件。
混凝土的种类与用途
种类
根据不同的分类标准，混凝土可分为多种类型，如按用途可 分为结构混凝土、装饰混凝土、防水混凝土等；按强度等级 可分为低强度混凝土、中强度混凝土和高强度混凝土等。
用途
混凝土广泛应用于建筑、道路、桥梁、水利、市政等工程领 域，作为结构材料和基础材料，起到承受荷载、传递荷载和 保障安全的作用。
混凝土的特性
(3)按使用骨料分：特重混凝土、普通混凝土、轻骨料混 凝土、大孔混凝土、细颗粒混凝土。 （4）按用途分：多孔混凝土、结构混凝土、围护结构混 凝土、水工混凝土、道路混凝土、特重混凝土。
2. 右图是1909年《民呼日报》上登载的
一幅漫画，其要表达的主题是( A．帝国主义掠夺中国铁路权益 B．西方国家学习中国文化 C．西方列强掀起瓜分中国狂潮 )
D．西方八国组成联军侵略中国
解析：从图片中可以了解到各国举的灯笼是火车形状， 20世纪初的这一幅漫画正反映了帝国主义掠夺中国铁路 权益。B项说法错误，C项不能反映漫画的主题，D项时 间上不一致。 答案：A
3．发展
(1)原因：
①甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的 ②修路成为中国人 (2)成果：1909年 权收归国有。 4．制约因素 政潮迭起，军阀混战，社会经济凋敝，铁路建设始终未入 修筑权 。
救亡图存 的强烈愿望。
京张铁路 建成通车；民国以后，各条商路修筑
正轨。
二、水运与航空
1．水运
(1)1872年,
火山灰水泥粉煤灰水泥掺有缓凝型外火山灰水泥粉煤灰水泥掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土则不得少于加剂或有抗渗要求的混凝土则不得少于1414施工质量施工质量是影响混凝土强度的基本因素是影响混凝土强度的基本因素若发生计量不准搅拌不均匀运输方式若发生计量不准搅拌不均匀运输方式不当造成离析振捣不密实等现象均会不当造成离析振捣不密实等现象均会降低混凝土强度
低水灰比净浆裹石混凝土工艺：是将搅拌成低水灰比净浆， 在搅拌的净浆中掺有减水剂，继之将石子和净浆共同搅拌， 然后加砂搅拌，最后加入其余的水搅拌成混凝土混合料。 由于石子表面牢固地附着一层低水灰比净浆，可有效防止 后来加水向界面集中，显著地改善界面结构，强化了界面 粘结。混凝土28天强度可提高20-50%和节省水泥10-28%。
普通混凝土的材料特点
普通混凝土的材料特点1.强度高：普通混凝土具有较高的抗压强度，能够承受较大的荷载。
其强度可以通过调整水泥、砂和骨料的配比来调整。
2.耐久性好：普通混凝土具有较好的耐候性和耐久性。
正常情况下，混凝土可以在不受外界环境影响的情况下使用数十年。
但需要注意的是，当混凝土暴露在酸性或碱性环境下时，它的耐久性会有所减弱，容易发生腐蚀。
3.施工性好：普通混凝土施工简便，容易控制。
施工过程中可以根据需要进行加水和搅拌以适应工程要求。
此外，混凝土还可以与其他材料（如钢筋）相结合，形成混凝土钢筋结构，增强材料的整体强度。
4.火灾防护性好：普通混凝土可以有效地阻止火焰传播，具有较好的防火性能。
这是因为混凝土中的水分会在火灾发生时蒸发，吸收热量并减缓火焰的传播速度。
5.造价低廉：普通混凝土的原材料价格相对较低，制作过程简单，施工方便，因此成本相对较低。
这使得普通混凝土成为广泛使用的建筑材料之一6.可塑性好：普通混凝土具有较好的可塑性，能够被塑造成各种形状和结构。
这使得它能够满足不同工程的设计需求，可以用于制作各种建筑构件。
7.隔音性好：普通混凝土具有较好的隔音性能，能够有效隔绝噪音的传播。
这使得普通混凝土成为建筑结构中常用的隔音材料。
8.可回收性：普通混凝土可以被回收再利用，减少资源消耗和环境污染，并减少对自然资源的依赖。
9.可加工性好：普通混凝土可以通过添加剂来改变其特性，如提高其早期强度、延缓凝结时间等，以满足不同的工程要求。
总结起来，普通混凝土具有高强度、耐久性好、施工性好、火灾防护性好、造价低廉、可塑性好、隔音性好、可回收性以及可加工性好等特点。
这些特点使得普通混凝土成为建筑工程中常用的材料之一，并被广泛应用于各种建筑结构中。
普通混凝土的技术性质.doc
普通混凝土的技术性质（二）混凝土的变形性能混凝土在凝结硬化过程和凝结硬化以后，均将产生一定量的体积变形。
主要包括化学收缩、干湿变形、自收缩、温度变形及荷载作用下的变形。
1. 化学收缩由于水泥水化产物的体积小于反应前水泥和水的总体积，从而使混凝土出现体积收缩。
这种由水泥水化和凝结硬化而产生的自身体积减缩，称为化学收缩。
其收缩值随混凝土龄期的增加而增大，大致与时间的对数成正比，亦即早期收缩大，后期收缩小。
收缩量与水泥用量和水泥品种有关。
水泥用量越大，化学收缩值越大。
这一点在富水泥浆混凝土和高强混凝土中尤应引起重视。
化学收缩是不可逆变形。
2. 干缩湿胀因混凝土内部水分蒸发引起的体积变形，称为干燥收缩。
混凝土吸湿或吸水引起的膨胀，称为湿胀。
在混凝土凝结硬化初期，如空气过于干燥或风速大、蒸发快，可导致混凝土塑性收缩裂缝。
在混凝土凝结硬化以后，当收缩值过大，收缩应力超过混凝土极限抗拉强度时，可导致混凝土干缩裂缝。
因此，混凝土的干燥收缩在实际工程中必须十分重视。
3．自收缩混凝土的自收缩问题早在20世纪40年代就由Davis提出，由于自收缩在普通混凝土中占总收缩的比例较小，在过去的60多年中几乎被忽略不计。
但随着低水胶比高强高性能混凝土的应用，混凝土的自收缩问题重新得以关注。
自收缩和干缩产生机理在实质上可以认为是一致的，常温条件下主要由毛细孔失水，形成水凹液面而产生收缩应力。
所不同的只是自收缩是因水泥水化导致混凝土内部缺水，外部水分未能及时补充而产生，这在低水胶比高强高性能混凝土中是及其普遍的。
干缩则是混凝土内部水分向外部挥发而产生。
研究结果表明，当混凝土的水胶比低于0.3时，自收缩率高达200×10-6～400×10-6。
此外，胶凝材料的用量增加和硅灰、磨细矿粉的使用都将增加混凝土的自收缩值。
影响混凝土收缩值的因素主要有：（1）水泥用量：砂石骨料的收缩值很小，故混凝土的干缩主要来自水泥浆的收缩，水泥浆的收缩值可达2000×10-6m/m以上。
普通混凝土是什么有什么特性
普通混凝土是什么有什么特性普通混凝土的特性及应用1. 简介普通混凝土是一种常见的建筑材料，由水泥、骨料、砂和水按一定比例混合而成。
它具有一系列独特的特性，使其在建筑和基础设施工程中得到广泛应用。
2. 特性2.1 强度普通混凝土具有良好的抗压强度，能承受车辆和建筑物的重压。
它的强度可以根据混凝土配合比和水灰比进行调整。
2.2 耐久性普通混凝土经过适当的设计和保养可具有较长的使用寿命。
它对气候条件、酸碱性和盐蚀等环境因素具有较好的耐侵蚀性能。
2.3 施工性能普通混凝土易于施工，可以通过浇筑、挤压和喷涂等方法实现。
其流动性能使得在形状复杂的结构中也可以使用。
2.4 成本效益普通混凝土的原材料成本较低，施工工艺相对简单，因此在大量工程中使用普通混凝土可以降低建设成本。
3. 应用领域3.1 建筑普通混凝土被广泛用于建造住宅、厂房、商业建筑等。
它可以用于地面、墙体和梁柱等部位的建设，提供结构稳定性和承重能力。
3.2 基础设施普通混凝土在桥梁、隧道、码头和道路等基础设施工程中起着关键作用。
它可以承受大型交通工具和自然灾害的载荷，保证工程的安全和可靠性。
3.3 水利工程普通混凝土可用于建设水库、水闸和水处理设施等。
其耐水性能和抗渗透性能使其成为水利工程中的首选材料。
4. 附件本文档涉及附件：无5. 法律名词及注释无普通混凝土的组成及特性解析1. 简介普通混凝土是一种通用的建筑材料，广泛应用于各个领域。
本文将对普通混凝土的组成、特性和应用进行详细解析。
2. 组成普通混凝土主要由以下成分组成：2.1 水泥水泥是混凝土的胶结材料，主要由石灰石和粘土经煅烧、研磨而成。
它在混凝土中起着固化和胶结的作用。
2.2 骨料骨料是混凝土中的填充材料，主要由砂、石子和碎石组成。
它们的粒径可以根据混凝土的用途和要求进行选择。
2.3 水水是混凝土中的溶剂，用于与水泥反应形成水化产物，并调节混凝土的流动性和塑性。
3. 特性3.1 强度和硬度普通混凝土具有较高的抗压强度和抗拉强度，使其能够承受重压和外力的作用。
普通混凝土力学性能规范
普通混凝土力学性能规范1. 引言普通混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其力学性能对于工程的质量和安全具有重要影响。
为了确保混凝土结构的稳定性和耐久性，普通混凝土力学性能应受到规范的约束和指导。
2. 混凝土的组成和性质混凝土主要由水泥、砂、骨料和水按照一定比例混合而成，具有以下特性：•抗压强度：混凝土的抗压强度是衡量其承载能力的重要指标，通常使用标准试件进行试验来测量。
•抗拉强度：混凝土的抗拉强度相对较低，通常需要通过钢筋的加入来增强。
•抗冻性：混凝土在低温环境中易受到冻融循环的影响，因此需要具备一定的抗冻性能。
•抗渗透性：混凝土的抗渗透性取决于其孔隙结构，应确保混凝土具有足够的致密性来防止水分渗透。
3. 混凝土力学性能规范3.1 抗压强度普通混凝土的抗压强度应符合相关国家或地区的规定标准，常见的符号是“C”加上一个数字，代表混凝土的抗压强度等级。
3.2 抗拉强度普通混凝土的抗拉强度较低，因此常采用在混凝土结构中加入钢筋的方式来增强其抗拉能力。
3.3 抗冻性混凝土在低温环境中容易受到冻融循环的影响，导致结构的破坏和损伤。
因此，在寒冷地区或有冻融循环的环境下使用混凝土时，应采取必要的保护措施，如添加适当的掺合料或进行防护措施。
3.4 抗渗透性混凝土的抗渗透性与其孔隙结构有关。
为了减少孔隙的存在，应采取适当的配合比、振捣和养护措施，以提高混凝土的致密性和抗渗透性。
4. 结论普通混凝土的力学性能对于工程的质量和安全至关重要。
混凝土力学性能规范的制定和执行是保证混凝土结构稳定性和耐久性的关键。
通过控制混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗冻性和抗渗透性，可以确保混凝土结构的可靠性和使用寿命。
希望该规范能够为混凝土工程的设计、施工和维护提供有力的指导，确保工程质量和安全。
混凝土主要性质
混凝土主要性质混凝土，作为现代建筑中广泛应用的材料，其性质对于建筑的质量和耐久性起着至关重要的作用。
要深入了解混凝土，就必须对其主要性质有清晰的认识。
首先，我们来谈谈混凝土的和易性。
和易性是指混凝土在施工过程中，包括搅拌、运输、浇筑、捣实等环节，表现出的综合性能。
它包含三个方面：流动性、黏聚性和保水性。
流动性好的混凝土，能够在自重或外力作用下，轻易地填满模板的各个角落，保证混凝土构件的形状完整；黏聚性则确保混凝土在施工过程中，各组成材料之间不发生分离、分层的现象，保持均匀一致；保水性是让混凝土在施工过程中，水分不被过量地析出，避免混凝土表面出现泌水现象。
和易性良好的混凝土，施工起来会更加顺畅，也更容易保证施工质量。
接下来是混凝土的强度。
这是混凝土最为关键的性质之一。
混凝土的强度通常分为抗压强度、抗拉强度和抗弯强度等。
其中，抗压强度是最为重要和常用的指标。
混凝土的抗压强度取决于水泥的强度等级、水灰比、骨料的种类和质量、养护条件等因素。
一般来说，提高水泥强度等级、降低水灰比、选用优质骨料以及保证良好的养护条件，都能够有效地提高混凝土的抗压强度。
在实际工程中，根据不同的建筑结构和使用要求，需要选择具有相应强度等级的混凝土。
混凝土的耐久性也是不可忽视的一个重要性质。
耐久性指的是混凝土在长期使用过程中，抵抗各种破坏因素的能力，如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性等。
具有良好耐久性的混凝土，能够在恶劣的环境条件下，长时间保持其性能稳定，延长建筑物的使用寿命。
例如，抗渗性好的混凝土能够有效地阻止水分和有害物质的侵入，从而减少混凝土内部的腐蚀和损坏；抗冻性强的混凝土在寒冷地区能够经受住多次冻融循环而不发生破坏；抗侵蚀性好的混凝土在接触化学物质时能够保持其结构的完整性。
再说说混凝土的变形性能。
混凝土在硬化过程中以及在使用过程中，会产生各种变形，如化学收缩、干湿变形、温度变形和荷载作用下的变形等。
化学收缩是由于水泥水化过程中，化学反应导致的体积减小；干湿变形是由于混凝土中水分的变化引起的体积变化；温度变形则是由于环境温度的变化导致混凝土的热胀冷缩；而荷载作用下的变形包括弹性变形和塑性变形。
普通混凝土的力学性质PPT课件【精心编辑后首发】
0.7~0.8
1.混凝土强度及影响因素
抗弯拉强度（抗折强度）fcf
在道路和机场工程中，将抗弯拉强度作为重要指标。 采用150mm×150mm×550mm的梁形试件，标养28d，3 分点加载
fcf FL
bh
2
Ff
h
b
L
1.混凝土强度及影响因素
劈裂抗拉强度 fts
∵①直接抗拉试验试件在夹具附近易产生局部破坏，且易 受到弯折作用，结果波动较大； ②轴心抗拉设备困难，不易实现 ∴采用劈裂抗拉试验法间接求出混凝土的抗拉强度。 边长150mm的立方体试件 受拉 受压 标养28d 通过垫条加载
1.混凝土强度及影响因素
混凝土开裂过程
（3）快裂阶段（又称不稳定开裂阶段） • 条件：荷载继续增大，或者虽然荷载大小不变但反复作用 导致强度降低。若裂缝前沿的集中应力超过了一定数值， 则应力强度因子达到其临界值；或材料释放的能量达到了 增加单位表面积所需要的表面能数量，即应变能释放率达 到临界值。 • 表现：裂缝失去稳定，快速地扩展，互相贯通，导致整体 的破坏。
1.混凝土强度及影响因素
影响强度的主要因素—2.养护条件
③ 龄期 标养下，t ，水化愈充分，水化产物愈多，强度 ， 3～7d内发展较快，28d达到设计强度后，逐渐缓慢。 龄期与强度的相关性良好
常数坐标
对数坐标
1.混凝土强度及影响因素
影响强度的主要因素—2.养护条件
③ 龄期 在混凝土施工过程中，可根据混凝土的这种特性，由早期 强度推算后期强度
组成：混凝土与钢筋之间的摩擦力、钢筋与水泥石之间的粘结力及
变形钢筋的表面机械啮合力
影响因素
混凝土质量 随混凝土抗压强度的增加而增加 钢筋的性质 钢筋的尺寸及变形钢筋种类
第5章混凝土的性能及强度
——指空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作 用，生成碳酸钙和水。
5.碱-集料反应
——是指混凝土中所含的碱（Na2O或K2O）与骨料 的活性成分（活性SiO2），在混凝土硬化后潮湿条 件下逐渐发生化学反应，反应生成复杂的碱—硅酸 凝胶，这种凝胶吸水膨胀，导致混凝土开裂的现象。 反应慢，潜在危害相当大。
二、影响混凝土强度的因素
1.原材料的因素
（2）集料的种类、质量和数量
（1）水泥强度与水灰比 （3）外加剂和掺合料
f c u,28
a
f
ce
C W
b
碎石：α a=0.46，α b=0.07 卵石：α a=0.48，α b=0.33
——混凝土的强度理论（混凝土28d的抗压强度与水泥的实际 强度和c/w的关系理论
36~41 35~40 34~39 39~44 38~43 36~41
（6）计算粗、细骨料用量
① 质量法（假定表观密度法）
计算公式： ｍc0＋ｍg0＋ｍs0＋ｍw0＝ｍcp
砼假定密度 可取2400～2450kg/m3
s
mso mg0 ms0
100 %
式中：ｍc0——每立方米混凝土的水泥用量（kg）； ｍg0——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）； ｍs0——每立方米混凝土的细骨料用量（kg）； ｍw0——每立方米混凝土的用水量（kg）； β s ——砂率（％）； ｍcP——每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg/m3）
水灰比 0.40 0.50 0.60 0.70
卵石最大粒径 (㎜)
碎石最大粒径 (㎜)
10 26~32
20 25~31
40 24~30
普通混凝土的技术性质
普通混凝土的技术性质一、新拌混凝土的性能（一）混凝土的和易性1．和易性的概念。
新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。
通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示。
流动性是指拌合物在自重或外力作用下产生流动的难易程度；粘聚性是指拌合物各组成材料之间不产生分层离析现象；保水性是指拌合物不产生严重的泌水现象。
通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之间存在一定矛盾。
和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性。
因此，不能简单地将流动性大的混凝土称之为和易性好，或者流动性减小说成和易性变差。
良好的和易性既是施工的要求也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证。
2．和易性的测试和评定。
混凝土拌合物和易性是一项极其复杂的综合指标，到目前为止全世界尚无能够全面反映混凝土和易性的测定方法，通常通过测定流动性，再辅以其他直观观察或经验综合评定混凝土和易性。
流动性的测定方法有坍落度法、维勃稠度法、探针法、斜槽法、流出时间法和凯利球法等十多种，对普通混凝土而言，最常用的是坍落度法和维勃稠度法。
（1）坍落度法：将搅拌好的混凝土分三层装入坍落度筒中（见图4-5a），每层插捣25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土则在自重作用下坍落，以坍落高度（单位mm）代表混凝土的流动性。
坍落度越大，则流动性越好。
粘聚性通过观察坍落度测试后混凝土所保持的形状，或侧面用捣棒敲击后的形状判定，如图4-5所示。
当坍落度筒一提起即出现图中（c）或（d）形状，表示粘聚性不良；敲击后出现（b）状，则粘聚性好；敲击后出现（c）状，则粘聚性欠佳；敲击后出现（d）状，则粘聚性不良。
保水性是以水或稀浆从底部析出的量大小评定（见图4-5b）。
析出量大，保水性差，严重时粗骨料表面稀浆流失而裸露。
析出量小则保水性好。
图4-5 混凝土拌合物和易性测定根据坍落度值大小将混凝土分为四类：①大流动性混凝土：坍落度≥160mm；②流动性混凝土：坍落度100～150mm；③塑性混凝土：坍落度10～90mm；④干硬性混凝土：坍落度<10mm坍落度法测定混凝土和易性的适用条件为：a. 粗骨料最大粒径≤40mm；b. 坍落度≥10mm。
第五讲 普通混凝土的性质1
EP、Ea——水泥石和集料的弹性模量；
VP、Va——水泥石和集料的体积比。
不同水泥品种、不同集料对混凝土热膨胀 系数的影响见表3-2-4-4.（P164）
5.2 普通混凝土的力学性质
5.2.1 强度及影响因素 5.2.2 混凝土的断裂与破损 5.2.3 弹性模量 5.2.4 疲劳特性 5.2.5 徐变
0.25 0.25 0.23
一、密实度
对所用材料相同而组织结构不同的混凝土，或者
组织结构相同但所用孔隙率不同的混凝土，其密
实型可用其容重近似地比较。
混凝土的密实度与混凝土的所有技术性质（强度、
抗冻性、耐久性、传声性等性能有密切的联系。 但混凝土的密实度或孔隙率不能完全说明混凝土 的结构。
二、变形性
1、干缩 （2）干燥收缩的原因 毛细管水蒸发 凝胶水蒸发 （3）干缩值 混凝土的极限干缩值为（50-90）×10-5；设计时采用1.5-2.0 mm/m. （4）结果：无限制条件下：混凝土密实过程； 有约束：裂缝（邻位，钢筋，湿度梯度）
（5）干缩的危害
产生裂缝（在混凝土的表面、在水泥石与集料的界面上） 对混凝土的强度、耐久性产生不利的影响，对大体积混凝土 危害更大。
混凝土渗水的主要原因 混凝土内部的联通孔隙-与水灰比大小有关。 提高抗渗性的措施 掺加外加剂 减小水灰比 选择合适的水泥品种 保证施工质量及养护条件等。
四、热性能
比热 导热系数 导温系数 热膨胀系数
19
（一）比热
比热定义：将1kg混凝土材料的温度提高或降 低1K所吸收或放出的热量称为混凝土的比热。
2、湿 涨
定义： 置于水中的混凝土体积产生膨胀的现象。 原因：①水泥凝胶体颗粒之间吸入水分，水分子破坏了凝胶 体颗粒的凝聚力，迫使颗粒分离的结果； ②水的浸入，使凝胶体颗粒表面形成吸附加降低了表面张力； ③使颗粒发生微小的膨胀。 与干缩值的比较 混凝土的干缩值比湿涨值大。当空气相对湿度为70%时，混凝 土的收缩值为湿涨的6倍，相对湿度为50%时为8倍。见图3-24-1（P166） 如果将已经干缩的混凝土重新放入水中或潮湿环境中，混凝土 还会重新产生湿涨，但不是所有的干缩变形都能恢复。不可恢 复的变形占干缩变形的30%-60%。
普通混凝土的主要性能
4.4 普通混凝土的主要性能1. 物理性能（1）密实度：表示在混凝土体积内，固体物质的填充程度，0V V D =混凝土中不同程度的含有孔隙。
孔隙原因有以下几种：① 配置混凝土时多余的水分在水泥硬化后或残留于混凝土中，或蒸发，使得混凝土内部形成各种不同的尺寸的孔隙。
② 水泥水化后的体积比反应前体积小，混凝土中水泥石的收缩受骨料的约束，产生局部拉应力，会使骨料界面上以及水泥石内部形成微细裂缝。
③ 水泥石的干缩也会形成微裂缝。
④ 泌水通道，水囊，在硬化后形成孔隙。
⑤ 施工中残留的气泡。
普通混凝土的密实度一般在0.8～0.9之间。
（2）干湿变形湿胀：由于吸水后使水泥凝胶体粒子吸附水膜增厚，胶体粒子之间的距离增大的结果。
干缩：一方面是由于毛细孔内水的蒸发使孔中负压增大，产生收缩力使毛细孔缩小，混凝土产生收缩。
另一方面是由于毛细孔失水后，凝胶体颗粒的吸附水开始蒸发缩小了颗粒间的距离，甚至产生新的化学结合而收缩。
混凝土干缩变形的大小用干缩率表示，它反映混凝土的相对干缩性。
影响干缩性的主要原因：① 水泥品种及细度：火山灰水泥＞矿渣水泥＞普通水泥② 水泥用量与水灰比：水泥用量越大，水灰比越大，其干缩值也越大。
③ 骨料的种类与数量：采用弹性模量较大的骨料并达到一定数量可减小混凝土的干缩。
④ 养护条件：湿热养护处理，可减少混凝土干缩。
解决方法：对长度方向较大的结构，施工时应设置后浇带。
一般，在两个月后混凝土的收缩可完成70%左右。
（3）温度变形① 定义：混凝土热胀冷缩的变形。
② 表示方法：用温度膨胀系数表示。
混凝土的膨胀系数约为1×105-。
③ 解决方法：设置伸缩缝。
2. 力学性能：强度和变形性（1）混凝土强度① 抗压强度a. 立方体抗压强混凝土立方体抗压强度是指边长为150mm 的立方体试件，在标准条件下（20±3）℃，相对湿度＞90%或水中）养护至28d 龄期，在一定条件下加压至破坏，以试件单位面积承受的压力作为混凝土的抗压强度。
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f ts 0.35 f
3 4 cu
（四）抗折强度
• 抗折强度通过三分点加荷试验测试。 • 试件： 150×150×550mm 梁型. • 抗折强度受力示意图：
• 计算公式：
FL f cf 2 bh
（五）粘结强度
主要是由于混凝土与钢筋之间的摩擦力和附着力 引起的。 试验方法：拔出法
• 由于测试上的困难混凝土的剪切强度不易准确测
定。 • 有人认为剪切强皮较抗拉强度大20～30％，但也 行人认为剪切强度为抗拉强度的几倍，而常为抗 压强度的50％～90％。
二、影响强度的因素
1、水泥强度等级与 水灰比 2、骨料的性质 3、养护条件 4、龄期 5、掺和料与外加剂 6、试验条件与振捣 方式 如试件尺寸、加荷 速度、表面平整度 等。 标准养护 自然养护 同条件养护 蒸汽养护：1atm的水蒸汽中 蒸压养护：压力大于1atm， 温度大于100℃的高温高压中
（三）温度变形
1、温度变形的计算
ΔL=αL Δt
式中： ΔL——混凝土结构长度变化，m;
L——混凝土结构长度，m; Δt——温差，℃ α——温度变形系数。 α=10×10-6/℃ 2、减少温度变形造成的危害方法 设置温度伸缩缝；在结构物中设置温度钢筋；大体 积混凝土中采用低热水泥或人工降温。
三、渗透性
水灰比对强度的影响
W/C 在一定范围内
I
W/C
强度
w/c 过小
II
W/C
强度
（二）骨料的影响
粗骨料强度 粒径 表面特征
Back
1、粗骨料的强度
当骨料强度高时，裂纹扩展至骨料 时绕界面而过，混凝土强度高。
（五）粘结强度
• 影响因素
（1）主要与混凝土的抗压强度有关。当混凝土抗 压强度小于20MPa时，粘结强度与抗压强度成正 比；随着抗压强度的提高，粘结强度的增加值逐 渐减小。 （2）钢筋表面状态 （3）混凝土本身状态 （4）钢筋的位置 （5）温度、湿度
（六）抗剪强度
• 混凝土的剪切强度较抗拉强度为大。
对数公式：
fn = f28lgn/lg28
（一）水灰比和水泥强度等级
定性角度： 水泥的实际强度↑，混凝土强度↑；水灰比 ↓，混凝土强度↑。 定量角度： C f Af B W
cu ce
b f c e K c f ce
碎石 卵石
A 0.46 0.48
B 0.07 0.33
D=Vw+VC+Va
式中：Vw——每立方米混凝土中强结合水的绝对体积； VC——每立方米混凝土中水泥的绝对体积； Va——每立方米混凝土中集料的绝对体积； Vw随着龄期和水泥品种的不同的而变化。
密实度的计算 Va=Vs+Vg
ms mg mc D c ms g 1000 mc
混凝土的导温系数值：水泥净浆、砂浆及混凝土的导 温系数见表3-2-4-3。
项 目 水泥净浆 0.30 0.0012 水泥砂浆 0.65 0.0023 混凝土 0.65 0.0034
（三）导温系数
水灰比 导温系数 （ m2/h）
影响混凝土导热系数和比热的因素，同样也影响混凝 土的导温系数。
（四）热膨胀系数
3、普通混凝土强度等级
根据 fcu,k. 普通混凝土划分为十二个强度等级：
C10 C15
C20
fcu,k
C7.5 C60
C55
Grades
C45 C40 C35
C25
C25
concrete
Back
C50
C30
（二）轴心抗压强度（ fcp）
• 采用150150300 mm 棱柱体作为标准试件， 也可用非标准试件，但高宽比应在2-3的范围
EP、Ea——水泥石和集料的弹性模量；
VP、Va——水泥石和集料的体积比。
不同水泥品种、不同集料对混凝土热膨胀 系数的影响见表3-2-4-4.（P164）
5.2 普通混凝土的力学性质
5.2.1 强度及影响因素 5.2.2 混凝土的断裂与破损 5.2.3 弹性模量 5.2.4 疲劳特性 5.2.5 徐变
0.25 0.25 0.23
一、密实度
对所用材料相同而组织结构不同的混凝土，或者
组织结构相同但所用孔隙率不同的混凝土，其密
实型可用其容重近似地比较。
混凝土的密实度与混凝土的所有技术性质（强度、
抗冻性、耐久性、传声性等性能有密切的联系。 但混凝土的密实度或孔隙率不能完全说明混凝土 的结构。
二、变形性
危害：不可逆，在混凝土内部产生微裂缝，对大体积
混凝土影响较明显。温度较高，水泥用量较大和水泥
细度较细时，其值增大。
（二）干湿变形
• 干缩 • 湿涨 • 塑性收缩
1、干缩
（1）干燥 原因： • 水分外逸、蒸发（干燥）；
定义：混凝土的失水过程。
•
混凝土内水分的自发性减少（水化）。
水面的曲率半径和饱和蒸气压的热力学平衡关系用下式表 示：
主讲：籍凤秋 教授 单位：石家庄铁道大学 材料科学与工程学院
主要内容
普通混凝土的物理性质
普通混凝土的力学性质 普通混凝土的耐久性
5.1 普通混凝土的物理性质
密实度 变形性 （体积稳定性） 渗透性
热性能
一、密实度
密实度： 表示在一定体积的混凝土中，固体物质的 填充程度。 密实度的计算
美国材料试验学会（ASTMC234）采用拔出试验测试 混凝土与钢筋间的粘结强度： 边长150mm的立方体试件，其中埋入Φ19mm的标准 变形钢筋。试验时以不超过34MPa/min的速度对钢筋 施加拉力，直到钢筋发生屈服；或混凝土劈开；或加 荷端钢筋滑移超过2.5mm。计算公式为：
F fn dl
混凝土渗水的主要原因 混凝土内部的联通孔隙-与水灰比大小有关。 提高抗渗性的措施 掺加外加剂 减小水灰比 选择合适的水泥品种 保证施工质量及养护条件等。
四、热性能
比热 导热系数 导温系数 热膨胀系数
19
（一）比热
比热定义：将1kg混凝土材料的温度提高或降 低1K所吸收或放出的热量称为混凝土的比热。
• 抗渗性的表示方法 渗透系数 Q=KA×hw/l
式中：A——渗透面积； hw——压力差； l——试件厚度。 抗渗等级 混凝土的抗渗等级即以每组6个试件中4个未发现渗水现象的最大水压力 表示。按下式计算：
P=10H-1 式中：P——混凝土抗渗等级；
H——第三个试件顶面开始渗水时的水压力。
三、渗透性
组成材料名称 导热系数 W（m· K） 0.605 拌和用水 0.026 空 气 组成材料名称 导热系数 W（m· K） 1.71-3.14 集 料 2.3-3.49 普通混凝土
（二）导热系数
• 超声检测方法 影响导热系数的因素：集料的种类与数量、混凝
土的温度与含水量。
导热系数是混凝土材料的一种非常重要的热物理
• 混凝土的热膨胀值： 混凝土的体积膨胀率一般为线膨胀率的 3倍，普通 混凝土的热膨胀一般为10×10-6/℃左右，变化范围 大约是（613）×10-6/℃。 • 混凝土的热膨胀系数计算公式：
c p E PV P a E aV a
E PV P E aV a
（四）热膨胀系数
• 式中：αC、 αP、 αa——分别为混凝土、水 泥石和集料的热膨胀系数；
1、干缩 （2）干燥收缩的原因 毛细管水蒸发 凝胶水蒸发 （3）干缩值 混凝土的极限干缩值为（50-90）×10-5；设计时采用1.5-2.0 mm/m. （4）结果：无限制条件下：混凝土密实过程； 有约束：裂缝（邻位，钢筋，湿度梯度）
（5）干缩的危害
产生裂缝（在混凝土的表面、在水泥石与集料的界面上） 对混凝土的强度、耐久性产生不利的影响，对大体积混凝土 危害更大。
2、湿 涨
定义： 置于水中的混凝土体积产生膨胀的现象。 原因：①水泥凝胶体颗粒之间吸入水分，水分子破坏了凝胶 体颗粒的凝聚力，迫使颗粒分离的结果； ②水的浸入，使凝胶体颗粒表面形成吸附加降低了表面张力； ③使颗粒发生微小的膨胀。 与干缩值的比较 混凝土的干缩值比湿涨值大。当空气相对湿度为70%时，混凝 土的收缩值为湿涨的6倍，相对湿度为50%时为8倍。见图3-24-1（P166） 如果将已经干缩的混凝土重新放入水中或潮湿环境中，混凝土 还会重新产生湿涨，但不是所有的干缩变形都能恢复。不可恢 复的变形占干缩变形的30%-60%。
5.2.1 强度及影响因素
一、混凝土的强度
二、影响混凝土强度的因素
一、混凝土的强度
• 抗压强度标准值和强度等级
• 轴心抗压强度
• 劈裂抗拉强度
• 抗弯拉强度
• 混凝土与钢筋的粘结强度
• 抗剪强度
（二）抗压强度标准值和强度等级
1、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》 （GBJ81-85），制作边长为150mm的立方体试件， 在标准条件（温度202C，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（简称立方抗压强度）， 以fcu表示。
内。
• 轴心抗压强度与立方体抗压强度之间的关系：
fcp
：fcu=0.70-0.80
（三）混凝土劈裂抗压强度
混凝土是一种脆性材料，抗拉强度与抗压强度
为1/10~1/20。因此混凝土只用于承受压荷载。
混凝土劈裂抗压强度计算公式：
2F F f ts 0.637 A A
劈裂抗压强度与立方体抗压强度之间的关系：
指标。导热系数越小，则混凝土的绝热保温性能越
好。
（三）导温系数
定义：是表示混凝土在冷却或加热过程中，各点达 到同样温度的速度。导温系数越大，则各点达到同样 温度的速度越快。 计算公式：