3、混凝土的性能

二、物理、力学性能
（3）、导温系数 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，当水 灰比为0.65时，导温系数为0.0034㎡/h。它与导热系数成正比，与 比热成反比。 （4）、热膨胀系数 热膨胀系数表示混凝土受温度影响某一方向或体积的变化能力，混 凝土的体积膨胀率为线膨胀率的三倍，一般为1.0×10-5m/m.℃， 变化范围在0.6—1.310-5m/m.℃。不同品种水泥、不同质量的骨料、 不同温度及混凝土孔隙中的含水状态等均影响热膨胀系数的大小。
二、物理、力学性能
（3）、抗拉强度 轴心抗拉强度（ft）：混凝土在轴向拉力作用下，单位面积所能承受 的最大拉力。 劈裂抗拉强度（fts）：在立方体试件中心面内用垫条施加两个方向 相反，均匀分布的压力，压力增大至试件沿此平面劈裂破坏时的强度。 抗拉强度（ft）大致为抗压强度的1/10—1/15，此比值随抗压强度的 增大而减小。Uft=0.56Ufcc.152/3 影响抗拉强度的因素与抗压强度的一样，fts还与试验用垫条形状与 尺寸及有无垫层、试件尺寸、加荷方向及粗骨料的最大粒径等有关。 用75mm圆弧垫条测得的fts值与ft的比值有ft/ fts=0.9。 《钢筋混凝土结构设计规范》规定，轴心抗拉强度与立方体抗压强度 的关系为ft=0.5（fcc）1/3，劈裂抗拉强度与立方体抗压强度的关系为 fts=0.35（fcc）1/4。
混凝土性能
侯永生
2012年04月
主要内容
一 二 三 四

新拌混凝土性能 物理、力学性能 耐久性能 变形性能
一、新拌混凝土性能
1、工作性（和易性） （1）概念：从工程应用角度将工作性分解为流动性、可泵性、稳 定性、均匀性、易密实性和终饰抹面性等几个方面。但目前，人们 一般对普通混凝土的工作性仍采用稠度或和易性来描述。它通常包 括三方面的含义：流动性、粘聚性和保水性。
一、新拌混凝土性能
2、含气量 混凝土不仅是多种物质的混合物，而且其内部也存在着气、 液、固三态，气态含量的多少即是其含气量。混凝土的含气 量大小，对混凝土的耐久性影响很大。新拌混凝土中气泡的 性质，包括含气量、气泡的大小及其分布，在搅拌后的运输、 操作、浇筑、捣实和抹平各阶段的变化过程和变化机理还没 有被人们认识清楚。 （1）、影响混凝土含气量的因素 A、引气剂或引气减水剂的种类与掺量 不同种类的引气剂或引气减水剂对混凝土引气量的影响不一 样，但都在一定范围内，随着掺量增加而增大。通常高级直 链表面活性剂（入十二烷基硫酸钠）有很好的起泡能力，但 气泡稳定性差，形状不规则，多呈多面体，非离子型表面活 性剂气泡稳定性差，引气效果不好。皂类表面活性剂起泡能 力和稳定性都很好。
各组成材料之间具有一定 的内聚力，在运输和浇注 过程中不致产生离析和分 层现象的性质。 在本身自重或施工机械振 捣作用下，能产生流动并 且均匀密实地填满模板的 性能。
好
流动性
易成型密实
和易性
具有一定的保持 内部水分的能力， 在施工过程中不 致发生泌水现象 的性质。
粘聚性
保水性
好
易达结构均匀
保证混凝土 硬化后的质 量
一、新拌混凝土性能
B、混凝土的组成材料及配合比 水泥品种与细度：相同的外加剂对矿渣水泥和粉煤灰水泥的 引气量小一些，水泥的细度越细，引气量越小。 粉煤灰：粉煤灰对表面活性剂有较强的吸附作用，因此混凝 土掺粉煤灰后，引气剂的掺量要加大几倍 集料的种类与最大粒径：卵石混凝土的含气量一般大于碎石 混凝土的含气量，采用天然砂的混凝土含气量大于人工砂混 凝土含气量。粗集料最大粒径越大，引气剂在相同掺量下引 气量越小。最大粒径40mm碎石混凝土的含气量比20mm的小 1%-2%，比10mm的小2.5%-4%。细集料粒径在0.15-0.59之间 时使砂浆中引入的空气量较大。 拌合水：在相同引气剂掺量下，拌合水量增加，引气量增加， 水的硬度增加，混凝土含气量减少。 砂率：当砂率减少时，混凝土含气量减少，减少程度与掺加 引气剂与否无关。 塌落度：为了引入所需的空气量，塌落度越大，引气剂掺量 越小。
二、物理、力学性能
3、强度 （1）、立方体抗压强度（fcc） 采用立方体试件测得的混凝土抗压强度称为立方体抗压强度。混凝土 立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作和养护的边长为150mm的 立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的强度总体分布中具 有不地于95%保证率的抗压强度值。 由于试验机压板对试件端部的磨阻效应（只有距压板二分之根号三试 件宽度以外此效应才消除），使立方体试件强度有较大的提高，它不 能代表结构中混凝土的实际受压情况，不能直接作为结构设计的依据， （2）、轴心抗压强度（fcp） 采用一定细长比柱体试件（棱柱体或圆柱体）测得的混凝土抗压强度。 标准试件尺寸为150×150×300mm的棱柱体，非标准尺寸试件，高宽 比应在2-3，。在截面尺寸相同的情况下，棱柱体的高宽比为2-4时， 强度实测值变化不大。 轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系为：fcp=0.8 fcc，考虑试验误 差等影响，《钢筋混凝土结构设计规范》规定，棱柱体抗压强度平均 值与立方体抗压强度平均值的关系为f =0.凝土强度的因素 C、养护温度、湿度对强度发展的影响 在一定条件下，养护温度在4-40℃范围内，在28天龄期前，温度愈高 强度愈大。温度低于0℃时，水化基本停止水化。 混凝土浇灌后，必须保持一定时间的潮湿，水泥水化硬化才能顺利进 行。如果湿度不够，导致失水，影响水化正常进行，会严重降低强度。 D、龄期对混凝土强度发展的影响 混凝土的强度随龄期的增长而逐渐提高，在正常养护条件下混凝土的 强度初期发展快（3-7天），后期发展较慢，28天可达设计强度，此 后增加缓慢，甚至可延续数十年之久。 根据试验，在标准养护条件下，混凝土强度增长大致与龄期的对数成 正比。据此，可用低龄期的抗压强度推算28天标准抗压强度。 fcc，28=fcc，n（lg28/lgn）
二、物理、力学性能
1、表观密度 普通混凝土的表观密度在配合比设计规程中给出的范围是2000— 2800kg/m3，而最常见的密度范围在2200—2500 kg/m3，影响表观 密度的因素有骨料的密度、粗骨料的最大粒径、混凝土配合比。 2、热工性能 （1）、比热 将1kg混凝土温度升高或降低1k（1℃）所吸收或放出的热量，一般 在840—1170J/kg.k，混凝土的比热随其含水量的增加而显著增加。 （2）、导热系数 面积为1㎡的混凝土当其厚度为1m的两侧温度差为1k时通过该块混 凝土的热量（W），它反映的是混凝土传递热量的一种能力，一般 在1.3—1.49w/m.k，影响的因素有骨料种类、骨料用量、混凝土的 温度及其含水量等。
1、工作性（和易性）
（3）影响和易性的因素：混凝土拌和物的稠度与混凝土的用水量、 材料的性质及含量以及外加剂等因素有关。 （a）、加水量，增加用水量，流动性增大，但硬化后混凝土会产 生较大空隙。一般，混凝土空隙率每增加5%，强度将降低30%，即 使每增加2%，也能降低10%左右。另外用水量过多会使混凝土发生 分层、泌水，降低和易性。 （b）、水泥品种及用量，一般，用普通水泥的混凝土比掺混合材 水泥的塔落度大，保水性好。在水量适当的情况下，水泥用量愈多 愈好，但不经济，水泥用量太少，稠度不好，也不易满足混凝土强 度和耐久性要求。 （c）、水泥浆的含量，不改变水灰比，增加水泥浆含量，则混凝 土拌和物流动性增加，稠度好，而混凝土强度不降低。但水泥浆过 多，不仅不经济，而且集料含量相对减少，且集料中间层太厚，对 混凝土的强度和耐久性也会产生一定的影响。
一、新拌混凝土性能
1、工作性（和易性）
（2）和易性的量化指标：目前，稠度还没有一个科学的 测试方法和定量指标，能够完整表达混凝土混合物的稠度。 通常采用测定拌和物的流动性，辅以直观经验评定粘聚性 和保水性等情况来确定稠度。GB50080-2002标准规定有塌 落度试验、扩展度试验及维勃稠度试验。
一、新拌混凝土性能
二、物理、力学性能
影响混凝土强度的因素 A、水泥强度、水灰比对强度的影响 混凝土的强度是由水泥水化硬化并将砂石连成一个整体而产生的。因 此，在其它相同条件下，水泥强度越高，则混凝土强度也越高，在一 定范围内，水灰比越小，混凝土强度越高。但也存在一种现象，当水 灰比小到一定程度（大约0.3以下）时，水泥强度等级对混凝土强度 的影响大大减小，用32.5水泥和用42.5水泥配制的混凝土强度差不多 B、集料对强度的影响 集料的表面特征会影响混凝土强度，表面粗糙、多棱角的碎石与水泥 的粘结力就比表面光滑的卵石要好，在水泥强度、水灰比相同的情况 下，碎石混凝土强度高于卵石混凝土，但因为碎石表面的粗糙与棱角， 碎石混凝土的用水量比卵石混凝土多。
一、新拌混凝土性能
D：对强度的影响 在单掺引气剂与不掺的基准混凝土相比，水泥用量不变时，每增 加1%含气量，28天强度下降2-3%，水灰比不变时，下降4-6%。掺 引气减水剂时，由于减水率增大，强度可以不降低或有所提高。 当含气量一定时，混凝土强度的降低受集料最大粒径影响，最大 粒径越大，强度降低越小，在贫水泥混凝土中，因引气剂引起的 强度降低可忽略不计。 E：干缩 一般来说，引气作用会加大干缩，而减水作用又减少干缩。 F：抗渗性 由于引气作用使混凝土用水量减少，泌水和沉降减少，从而使混 凝土中大毛细孔减少，这样使混凝土中水分迁移的主要通路减少， 即混凝土中最薄弱和易受破坏的部分减少。同时，大量的微气泡 占据了混凝土中的自由空间，破坏了毛细管的连续性，使得混凝 土的抗渗性得到改善。 G：抗冻性 掺引气剂或引气减水剂可使混凝土抗冻性提高几倍甚至十几倍。
一、新拌混凝土性能
（2）、混凝土含气量对混凝土性能的影响 A、和易性： 当混凝土中引入大量微小且独立的气泡时，由于气泡的滚动作 用和浮托作用使混凝土和易性和稳定性得到大大改善和提高， 尤其是在骨料粒形不好的碎石或人工砂混凝土中更为显著。 B、泌水沉降 混凝土的泌水和沉降与水泥浆的粘度有密切关系，而水泥浆的 粘度又与其微粒对表面活性剂的吸附及气泡在粒子表面的附着 有关。由于气泡的存在，整个体系的表面积增大，粘度增大， 尤其当有将粒子憎水化的阴离子表面活性剂存在时，由于粒子 间的引力增大，使水泥浆的粘度进一步增大，这样，泌水和沉 降就减少。 C：减水作用 当稠度和单位水泥用量固定时，由于掺引气剂或引气减水剂， 可减少单位用水量，一般来说，引气剂的减水率为7-9%，引气 减水剂的减水率在12-15%。
一、新拌混凝土性能
（d）、集料的性质，集料级配好，空隙率小，在水泥浆数 量一样的情况下，集料中间层增大，混凝土流动性就好，另 外，集料的形状对流动性有一定影响，一般卵石混凝土的流 动性好于碎石混凝土，集料的针片状含量对混凝土流动性影 响很大，针片状含量多，流动性明显降低。 （e）、砂率，对混凝土和易性与强度，砂率都存在一个最 佳值，砂率太大，集料的总表面积增大，在水泥浆一定的条 件下，混凝土拌和物就显得干稠，流动性小。但砂率过小， 虽然集料的总表面积减小，但由于砂浆量不足不能在粗集料 周围形成足够的砂浆层起润滑作用，混凝土拌和物的粘聚性 与保水性差。目前，最佳砂率的确定尚无合适理论计算公式， 只能通过初步计算或参考经验，通过试验确定。 （f）、外加剂，减水剂、引气剂等均可以提高拌和物的稠 度并改善其他技术性能。 （g）、温度，混凝土拌和物的流动性，随着温度的升高而 减小，温度提高10℃，塔落度大约减少20-40mm。
一、新拌混凝土性能
C：拌合条件 当搅拌机搅拌量从搅拌能力的40%增加到100%时，混凝土含 气量明显增加。混凝土的搅拌时间过长，一般含气量减少， 搅拌时间为12分钟时，含气量最大。拌合温度增高10度，含 气量减少20%到30%。 D：浇灌条件 运输放臵时间越长，含气量损失越大；混凝土振捣时间越长， 含气量减少越多，而且在混凝土内部的振捣比在混凝土外部 震动含气量下降的多。在泵送作用下，含气量会降低。