桥梁梁板混凝土

无论是高强、中强还是低强基体混凝土，当骨料强度低于 基体强度时，粗骨料对混凝土抗压强度起负作用；当骨料 强度高于基体强度时，粗骨料有利于混凝土抗压强度的提 高。但也并非骨料强度越高越好，骨料与基体两相之间存 在强度和刚度相互匹配的关系。
粗骨料的影响（2）
粗骨料颗粒形貌的影响 粗骨料的颗粒形状以圆球或立 方体形为最优，含有较多的针、片状颗粒，将增加空 隙率，降低混凝土拌和物的和易性，骨料界面粘结力 下降，并且针、片状颗粒受力时容易折断，进而影响 混凝土的强度。采用5～25mm级配碎石配制C50混凝 土时，随骨料中针片状颗粒含量的增加，混凝土强度 降低，当针片状颗粒从0增加到6.5％时，混凝土强度 下降了约11％。
矿物掺和料的影响
矿物掺合料已经成为高强混凝土的不可缺少的组 分；
矿物掺合料的加入，起到微观填充作用，有效改 善了骨料和水泥浆界面过渡层结构，降低了水泥 石内部细微的孔隙，使混凝土更加致密；
矿物掺合料的种类，品质和取代数量对混凝土的 抗压强度有着显著的影响。
粗骨料的影响（1）
粗骨料强度的影响 混凝土结构受到分布的静态或动态载 荷作用，且未产生局部应力集中时，要求骨料与周围的水 泥浆体有很好的黏结，以便在骨料颗粒之间进行应力传递。 因此要求骨料有较高的强度和刚性，并在应力传递时不会 产生机械性破坏或过度的变形，能够抵御各种静态和动态 应力、冲击及磨蚀作用而不会导致性能的下降。
粗骨料的影响（3）
粗骨料的粒径影响 在低强度或胶凝材料用量较少的混 凝土中，骨料的粒径越大，对水泥浆的需求量越小。对 于给定的工作性和水泥用量，可以降低用水量，因此填 充料粒径越大，混凝土的强度越高。但对于高强度混凝 土情况则不同，研究表明：配制高强混凝土必须选择粒 径较小的骨料，例如C60混凝土骨料最大粒径一般不超 过25mm，C80一般不超过20mm，这就是骨料在混 凝土中的“尺寸效应”。
影响构件混凝土回弹强度的因素（2）
Hale Waihona Puke Baidu
粗骨料的影响（4）
粗骨料表面包裹石粉的影响 粗骨料表面粘附的石粉， 料径大部分为小于0.16mm的颗粒，即使延长搅拌时 间也无法使表面石粉完全脱离，势必在水泥砂浆与粗 骨料表面形成一个较薄弱的结合面，此薄弱面使骨料 与混凝土中的砂浆粘结力减弱，抗压将下降。研究表 明，表面包裹石粉骨料配制出混凝土早期和后期强度 均低于用清洗后骨料配制的混凝土，尤其是早期强度 降低约10～14％。
➢回弹强度与构件强度的关系
回弹法的特点：
回弹法是目前国内应用最为广泛的结构混凝土抗压强度检测方法，一般为结构混 凝土抗压强度检测的首选方法；
➢ 回弹值高，表面硬度高，混凝土强度高；回弹值低，表面硬度低，混凝土强度低；
✓ 优点1：对结构没有损伤； ✓ 优点2：仪器轻巧，使用方便； ✓ 优点3：测试速度快； ✓ 优点4：测试费用相对较低； ✓ 优点5：可以基本反映结构混凝土抗压强度规律特别是强度的均匀性； 缺点：方法本身有时有系统不确定性问题。
砂率的影响
配制C50混凝土，砂率在33％～39％间变化对 强度无明显影响。据日本资料介绍，平均坍落度 每提高20mm，砂率相应增加1％，而强度无明显 变化。
混凝土的工作性能的影响
混凝土拌合物的粘聚性、保水性、流动性决定了 混凝土混合料是否容易振捣密实以及抵抗离析、 泌水的能力。混凝土轻微的泌水，可降低混凝土 内的水灰比，提高强度，减少混凝土表面的干缩。 但严重的泌水，会在成型后的混凝土内形成大量 的迁移水的通道，导致混凝土强度降低。过粘， 气泡难以排出，降低强度。
➢原材料对混凝土抗压强度的影响
水泥的影响
✓ 相同水灰比情况下，配制混凝土用水泥的强度越 高，混凝土的强度越高；
✓ 用早期强度较高水泥配制混凝土强度增长较快， 但在后期强度增长缓慢；
✓ 水泥细度增加，水化速率增大，可导致较高的早 期强度增长率，但混凝土的后期强度可能没有增 长，甚至出现强度倒缩现象。
高速公路桥梁 高强混凝土配合比设计
李北星 教授、博士
武汉理工大学 硅酸盐材料工程教育部重点实验室
目录
一、影响混凝土强度的主要因素 二、矿物掺合料对高强混凝土强度发展的调节作用 三、高强混凝土配制技术 四、高速公路桥梁常见高强混凝土配合比设计
一、影响混凝土强度的主要因素
原材料对混凝土抗压强度的影响 配合比设计参数的影响 养生条件的影响 试件强度与构件强度的关系 回弹强度与构件强度的关系
影响构件混凝土回弹强度的因素（1）
砼回弹强度只代表混凝土表层质量，检测准确度受砼均 质性影响大；
各种原因造成混凝土不均匀、表面砂浆富余或靠近模板 内表面水灰大、气泡多，致使混凝土强度形成一定的梯 度而不均匀，回弹强度值将偏低；
粉煤灰砼，粉煤灰轻，过振后上浮，砼表面硬度下降、 强度降低 ；
泵送混凝土：拌和物流动性大、砂率大、富浆设计，砂 浆易集中在混凝土表面，骨料易沉降，回弹强度便低；
➢配合比设计参数的影响
水胶比及水泥用量的影响
混凝土强度的水灰比定律：“对于给定的材料，强 度只取决于一个因素——水灰(胶)比。”这是因为水 灰 (胶)比决定水泥浆体的孔隙率。
对更高强度的混凝土，如果不掺加活性掺合料是难 以实现的，水泥用量越多，并不是强度就越高，这是 因为水泥用量越多，收缩越大，收缩应力增大，在骨 料界面产生收缩裂纹，导致混凝土强度降低；混凝土 的收缩对于混凝土结构起着不利的影响。同时，矿物 掺和料可以改善物理填充和界面结构，并增强耐久性。
外加剂的影响
不同品质外加剂对混凝土抗压强度增长贡献不同； 减水剂分散作用可以强化水泥的水化程度，提高硬化水
泥石的网络结构的密实性,但不同减水剂增强作用不同； 缓凝剂对混凝土早期强度发展不利，但后期强度略有提
高。早强剂与速凝剂可以提高早期强度，但对后期强度 发展不力，尤其是速凝剂可使后期强度损失10～30%； 引气剂增加了混凝土中的气泡，减小了水泥浆体的有效 面积，消弱了水泥石与集料间的粘结强度，造成了混凝 土抗压强度的降低。一般混凝土含气量每增加1％，混凝 土的抗压强度约降低5％～10％。