土木工程材料4.3 普通混凝土的技术性质
普通混凝土的技术性质
5.3普通混凝土的技术性质(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第三节普通混凝土的技术性质混凝土拌和物的技术性质——和易性硬化混凝土的技术性质——强度、耐久性、变形性能一、混凝土拌合物的技术性质——和易性1、定义与所包含的内容混凝土拌合物易于施工操作，能够获得结构均匀、成型密实的硬化混凝土的性质。
包含三方面内容：流动性、粘聚性、保水性2、测定方法与原则原则：定量测定流动性经验判断粘聚性经验判断保水性方法：①坍落度法②维勃稠度法适用条件：石子最大粒径不大于40mm；石子最大粒径不大于40mm；坍落度值不小于10mm。
维勃稠度值在5～30s之间。
3、施工过程中正确选择混凝土拌合物的和易性（即流动性）干硬性混凝土 S＜10mm塑性混凝土 S＝10～90mm流动性混凝土 S＝100～150mm大流动性混凝土 S≥160mm4、影响和易性的主要因素①水泥浆量②水灰比③砂率④粗骨料的表面特征25、改善和易性措施①选择合适的各组成材料②确定合适的砂率③掺入外加剂④在水灰比不变的前提条件下，适当增加水泥浆的用量二、硬化混凝土的技术性质—强度与耐久性（一）强度1、外力作用不同强度值不同2、混凝土立方体抗压强度f cu（注意4个标准）①制作混凝土立方体试件，标准试件尺寸：150×150×150mm非标准试件尺寸：100×100×100mm200×200×200mm②标准养护（养护条件）③标准龄期：28d④采用标准方法进行力学试验⑤数据处理，找到立方体抗压强度代表值⑥判断混凝土是否达到所设计强度等级的要求3、混凝土的强度等级是根据混凝土立方体抗压强度标准值（f cu，K）划分的强度级别。
区别：f cu与f cu，K（f cu与强度等级的实际使用意义：强度等级是混凝土结构设计的强度计算取值依据，同时也是混凝土施工中控制工程质量和工程验收时的重要依据。
混凝土的主要技术性质汇总
3.2 普通混凝土的主要技术性质 3.2.1混凝土拌合物的和易性
工作性=和易性
※混凝土硬化 后的性能和施 工过程密切结 合
和易性(Workability of fresh concrete)
流动性(Mobility)
粘聚性(Viscidity)
保水性(Water retentivity)
和易性的概念
（四）新拌混凝土的凝结时间 （Setting time fresh concrete)
• 常用贯入阻力仪测定混凝土拌合物的凝结时间。 先用5mm筛孔的筛，从拌合物中筛取砂浆，按规 定方法装入规定的容器中，然后每隔一定时间测 定砂浆贯入到一定深度时的贯入阻力，绘制贯入 阻力与时间的关系曲线，从而确定凝结时间。
(一)流动性的测定
1.坍落度法：适用于坍落度不小于10mm，骨 料最大粒径不大于40mm
坍落度
流动性：测量坍落度
粘聚性：捣棒敲打锥体侧面
保水性：观察稀浆程度
坍落度法测定测定混凝土流动性适用条件
骨料最大粒径 40mm SL>10mm ≥200 mm 自流平混凝土 ≥160mm 大流动性混凝土 SL 100-150mm 流动性混凝土 50-90mm 塑性混凝土 10-40mm 低塑性混凝土 <10mm 干硬性混凝土
观察与讨论
• 试比较石子表面状态不同 对混凝土和易性的影响：
卵石
碎石
骨料级配、粗细程度
骨料的级配； 砂的种类、细度模数。
外加剂的影响
• 加入少量的外加剂能使混凝土拌和物在不增加水泥 用量的条件下，获得良好的和易性，不仅流动性显 著增加，而且有效地改善混凝土拌和物的粘聚性和 保水性。
• 如减水剂、引气剂、泵送剂等。
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。
浅谈普通水泥混凝土的技术性质
浅谈普通水泥混凝土的技术性质摘要：建筑物是由各种材料建成的，用于建筑工程的材料的性能对建筑物的各种性能具有重要的影响。
建筑材料不仅是建筑物的物质基础，也是决定建设工程质量和使用性能的关键因素。
要想使建筑物安全、性能可靠、耐久、美观、经济实用的综合品质，必须合理选择且正确使用建筑材料。
材料的质量决定建筑物的质量；材料的发展影响结构性质及施工方法；材料的费用决定建筑工程的造价。
随着科学的进步和建筑工程发展的需要，出现了一大批的新型建筑材料，但是当代主要的结构材料仍为水泥混凝土。
关键词：水泥骨料易性强度一、水泥混凝土的组成材料普通混凝土的基本组成材料是天然砂，石子，水泥和水，适量的外加剂。
在混凝土中，砂石起骨架作用，被称为骨料。
水泥和水形成水泥浆，包裹在砂粒表面并填空空隙，形成水泥浆，水泥砂浆又包裹在石子表面并填空其空隙，在硬化后，形成混凝土。
水泥。
水泥是最重要的材料，正确合理的选择水泥的品种和强度等级，是影响混凝土强度、耐久性及经济性的重要因素。
水泥强度等级的选择与混凝土的设计等级相适应。
一般以水泥强度等级为混凝土强度的1.5—2.0倍。
骨料。
细集料主要采用天然砂和人工砂。
天然砂是岩石风化后形成的材料，常用的有河砂、山砂与海砂。
人工砂是岩石由机械破碎，筛分制成的。
人工砂颗粒尖锐，有棱角，较清洁，但片状颗粒及细粉含量较多，成本较高。
普通混凝土用粗集料有碎石和卵石两种，其中碎石较多。
由于骨料对混凝土的性能有很大影响，为了保证质量，具体要求有：有害杂质含量少，具有良好的颗粒形状，适宜的颗粒级配和细读，表面粗糙，于水泥黏结牢固，性能稳定，坚固耐久等。
卵石，粗集料，在普通水泥混凝土常用粗骨料有碎石和卵石。
为保证混凝土强度要求，粗骨料都必须是质地坚实，具有足够的强度。
碎石和卵石的强度可采用岩石立方体强度和压碎指标两种方法检测。
混凝土拌制及养护用水。
水是混凝土的主要成分之一，对混凝土用水的质量要求是：不影响混凝土的凝结和硬化；无损于混凝土强度发展及耐久性；不加快钢筋锈蚀，不引起预应力钢筋脆断，不污染混凝土表面。
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。
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。
第11章 混凝土的主要技术性质
没有冻结 抗压强度 增长10d后冻结 增长5d后冻结 增长3d后冻结
增长1d后冻结
龄期 混凝土相对强度的增长与冻结时间的关系
受冻越 早，强 度损失 越大，
湿度的影响
试验表明，保 持足够温度时， 湿度升高，水泥 水化速度加快， 强度增长也快。 《混凝土结构 工程施工质量验 收规范》(GB 50204—2002)规 定，在混凝土浇 筑完毕后，应在 12h内加以覆盖并 保湿养护。
③ 表面状态 ：试件表面无润滑剂时，试件 受环箍效应的影响，破坏后呈棱锥体，所 测强度值偏大。
试块破坏后呈棱锥体
提高混凝土强度的措施
采用高等级水泥或早强型水泥； 采用低水灰比的干硬性混凝土；
采用湿热处理养护混凝土；
采用机械搅拌、机械振捣；
掺入混凝土外加剂、掺合料等。
三、混凝土的变形性能
(一)非荷载作用下的变形 化学收缩 混凝土的干缩湿胀 温度变形（热胀冷缩） (二)荷载作用下的变形 短期荷载作用下的变形 长期荷载作用下的变形—徐变
ห้องสมุดไป่ตู้
抗侵蚀性
定义：抗侵蚀性是指混凝土在含有侵蚀性介质
环境中遭受到化学侵蚀、物理作用不破坏的 能力。 影响因素：混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥 的品种、混凝土密实度与孔隙特征等。
混凝土的碱-骨料反应
第三节 混凝土的主要 技术性质
概述
混凝土的组成 混凝土的主要技术性质
混凝土外加剂
混凝土配合比设计 其他品种混凝土
技 术 性 质
混凝土拌合物的和易性
混凝土的强度 混凝土的变形性能
混凝土的耐久性
一、混凝土拌合物的和易性
和易性：又称工作性，是指混凝土拌合物在一定 的施工条件和环境下，是否易于各种施工工序的 操作，以获得均匀密实混凝土的性能。
二普通水泥混凝土的主要技术性质
和 是
物 一
， 部
随着时 分水供
间 水
的 泥
延 水
长而 化、
逐 一
渐 部
变 分
得干 水被
稠 骨
， 料
和 吸
收、一部分水蒸发以及凝聚结构的逐渐形成，致使混凝土拌和
物的流动性变差。
• 拌和物的和易性也受温度的影响。因为环境温度的升高，水分 蒸发及水化反应加快，坍落度损失也变快。因此施工中 为保证 一定的和易性，必须注意环境温度的变化，采取相应的措施。
• 当砂率适宜时，砂不但填满石子间的空隙，而且还能保证粗骨料间有一定厚度的砂浆层以减小粗骨料间的 摩擦阻力，使混凝土拌和物有较好的流动性，这个适宜的砂率称为合理砂率。
砂率对混凝土坍落度的影响
坍 落 度 mm
合理 砂 率
砂率
、组成材料性质
• 水 泥： 对和易性的影响主要表现在水泥的需水性上。不同的水泥品种，需水量不同。
组装后相临面夹角 90±0.3°
试模内表面平整度 100㎜不大于0.04㎜
Hale Waihona Puke 组装后连接面缝隙 不得大于0.2mm
振动台（定期检测，周期一年）
压力试验机（鉴定周期为一年）
• 压力试验机测量精度为±1%，试件破坏荷载必须 大于压力机全量程的20%且小于压力机全量程的 80%。因为达到全量程的60%--70%时，就无法 有效调节加荷速度。
4 钢筋较密、断面较小的钢筋砼结构（梁、柱、墙 50~70 等）
5 钢筋配置特密、断面高而狭小，极不便灌注捣实 70~90 的特殊结构部位
(3).影响和易性的主要因素
• 内因————组成材料质量及其用量
• 、水泥浆的数量和集浆比 • 水泥浆的作用——赋予混凝土拌和物以一定的流动性。 • 在水灰比不变的情况下，单位体积拌和物内，如果水泥浆愈多，则拌和物的流动性愈大。
土木工程材料4.3 普通混凝土的技术性质
1.4影响和易性的因素 （１）水泥浆的数量
在混凝土拌合物中，水泥浆包裹骨料表面， 在混凝土拌合物中，水泥浆包裹骨料表面，填 充骨料空隙，使骨料润滑，提高混合料的流动性； 充骨料空隙，使骨料润滑，提高混合料的流动性； 在水灰比不变的情况下，单位体积混合物内， 在水灰比不变的情况下，单位体积混合物内，随水 泥浆的增多，混合物的流动性增大 流动性增大。 泥浆的增多，混合物的流动性增大。 若水泥浆过多，超过骨料表面的包裹限度， 若水泥浆过多，超过骨料表面的包裹限度，就 会出现流浆现象 流浆现象， 会出现流浆现象，这既浪费水泥又降低混凝土的性 能； 如水泥浆过少， 如水泥浆过少，达不到包裹骨料表面和填充空 隙的目的， 粘聚性变差，流动性低，不仅产生崩 隙的目的，使粘聚性变差，流动性低，不仅产生崩 塌现象，还会使混凝土的强度和耐久性降低。 塌现象，还会使混凝土的强度和耐久性降低。混合 物中水泥浆的数量以满足流动性要求为宜。 物中水泥浆的数量以满足流动性要求为宜。
4.3 普通混凝土的主要 技术性质
普通混凝土的主要技术性质
混凝土在未凝结硬化以前，称为混凝土拌合 混凝土在未凝结硬化以前， 它必须具有良好的和易性 便于施工， 和易性， 物。它必须具有良好的和易性，便于施工，以保 证能获得良好的浇灌质量； 证能获得良好的浇灌质量；混凝土拌合物凝结硬 化以后，应具有足够的强度 强度， 化以后，应具有足够的强度，以保证建筑物能安 耐久性。 全地承受设计荷载；并应具有必要的耐久性 全地承受设计荷载；并应具有必要的耐久性。
（２）水泥浆的稠度
水泥浆的稀稠， 取决于水灰比的大小 水灰比的大小。 水泥浆的稀稠 ， 取决于 水灰比的大小 。 水灰比 水泥浆稠， 拌合物流动性就小， 小 ， 水泥浆稠 ， 拌合物流动性就小 ， 混凝土拌合物 难以保证密实成型。若水灰比过大， 难以保证密实成型 。 若水灰比过大 ， 又会造成混凝 土拌合物的粘聚性和保水性不良， 而产生流浆、 土拌合物的粘聚性和保水性不良 ， 而产生流浆 、 离 析现象。 析现象。 水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比 用水量和水灰比。 水泥浆的数量和稠度取决于 用水量和水灰比 。 实际上用水量是影响混凝土流动性最大的因素。 用水量是影响混凝土流动性最大的因素 实际上 用水量 是影响混凝土流动性最大的因素 。 当 用水量一定时，水泥用量适当变化（增减50 100㎏ 50～ 用水量一定时，水泥用量适当变化（增减50～100㎏ 基本上不影响混凝土拌合物的流动性， ／ｍ 3 ） 时 ， 基本上不影响混凝土拌合物的流动性 ， 即流动性基本上保持不变。 由此可知， 即流动性基本上保持不变 。 由此可知 ， 在用水量相 同的情况下， 同的情况下 ， 采用不同的水灰比可配制出流动性相 同而强度不同的混凝土。 同而强度不同的混凝土。
《土木工程材料》课件——普通混凝土的主要技术性质
因此，砂率有一个合理值，一般通过实验确定。
水与水泥用量一定
达到相同坍落度
坍落度(mm) 水泥用量(kg/立方砼)
合理值
含砂率
合理值
含砂率
当水与水泥用量一定，采用合理砂率能使混凝土拌 和物获得最大的流动性且能保持良好的粘聚性和保水性
4）掺加适宜的外加剂和掺合料
6、混凝土拌合物的凝结时间(补充）
➢通常用贯入阻力仪测定混凝土拌合物的凝结时间。
➢ 先用5mm筛孔的筛从拌合物中筛取砂浆，按规定方法装入规定的容器中，然后每隔一定时间测定砂浆贯入 到一定深度时的贯入阻力，绘制贯入阻力与时间的关系曲线，从而确定其凝结时间。
对于预拌混凝土，一般要求初凝时间为4-10h，终凝时 间为10-15h。初凝表示施工时间的极限，终凝说明强度 已开始发展，具有一定强度(约为0.7MPa )，此后强度以 一定的速率增长(小于1.2MPa 不得踩踏，不同季节、不同材
来确定。
注：①本表是采用机械振捣时的混凝土坍落度，当采用人工捣实时，其值可适 当增大。②当需要配制大坍落度混凝土时，应掺用外加剂。
表 4-14 混凝土浇筑时的坍落度
结构种类
坍落度（mm）
基础或地面等的垫层，无配筋的
大体积结构（挡土墙、基础等） 10～30
或配筋稀疏的结构
板、梁和大型及中型截面的柱子 等
30～50
配筋密列的结构（薄壁、斗仓、 筒仓、细柱等）
50～70
配筋特密的结构
70～90
现场搅拌
3、流动性（坍落度）的选择——原则：小 •泵送混凝土：100～200mm。塔吊：80～100mm •自密实混凝土: > 240\坍落扩展度550～750mm、