硬化后水泥混凝土的力学性质

✓4.1.4 水泥混凝土的变革与发展 13
民用
交通
应用领域 水工
地下
其它
工程实例
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郑西高速铁路高性能混凝土桩基、墩台和梁体
工程实例
高性能化途径：
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➢ 掺加优质磨细复合矿粉
➢ 掺加高效减水剂、引气剂、 泵送剂
京沪高速铁路高性能混凝土箱梁强度等级C50
✓4.1.4 水泥混凝土的变革与发展 16
✓4.1.2 水泥混凝土的定义、组成与分 8 类
（3）分 类
按表观密度 按强度
按流动性 按用途
普通混凝土: 2350～2500kg/m3（道路） 轻混凝土: 1900 kg/m3（大跨径钢筋混凝土结构物) 重混凝土: 2500～3200 kg/m3（屏蔽辐射） 低强混凝土: 28d抗压强度<20MPa 中强混凝土: 28d抗压强度=20～50MPa 高强混凝土: 28d抗压强度>50MPa
水泥混凝土在公路工程中应用非常广泛
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（桥梁、隧道、道路、防护工程、交通工程）
截止2011年底：
全国公路总里程达410万公里 全国公路桥梁达68.9万座、3350万延米
水泥混凝土在我国公路建设中起到了 至关重要的作用.
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主要内容
4.1 水泥混凝土的组成及特点 4.2 水泥混凝土的技术性质 4.3 普通水泥混凝土组成设计 4.4 道路混凝土组成设计 4.5 混凝土外加剂及掺合料
✓4.1.4 水泥混凝土的变革与发展 11
（1）变革
✓环境协调化--使用工业废渣 高性能化—高强，高韧性
多功能化—防水，补偿收缩，屏蔽射线等 智能化--智能化交通
✓4.1.4 水泥混凝土的变革与发展 12
（2）发展 砼第六组分
改善型 功能型 智能型
✓改善性能 增加功能 使其智能 节约水泥 保护环境
➢测定：自重作用下的变形值——坍落度（单位mm）坍落度越 大，流动性越好。
➢目测：粘聚性、保水性、棍度、含砂情况等
适用： 集料最大粒径不大于31.5mm
坍落度值>=10mm的低塑性混 凝土、塑性混凝土。
✓4.2.1新拌水泥混凝土的施工和易 23 性
（2）测试方法
①坍落度试验（ 1918年，美国 Chapman提出）
✓第一节 水泥混凝土的组成及特 3 点
4.1.1 水泥混凝土的发展历程 4.1.2 水泥混凝土的定义、组成与分类 4.1.3 水泥混凝土的特点 4.1.4 水泥混凝土的变革与发展
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✓4.1.1 水泥混凝土的发展历程
1850年
1880年
1824年
1824年，John,Aspdin,发明波特兰水泥 1850年， Lambot(France)，钢筋混凝土 1880年，钢筋混凝土设计方法发表 1918年，水灰比理论问世 1928年，预应力混凝土问世
塑性混凝土: 低流动性混凝土: 干✓道大道硬路 坝路性混混混混凝凝凝凝土土土土、: 大坝土混凝土、结构混凝 结构混凝土: 隔热混凝土
4.1.3 水泥混凝土的特点
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特点：
① 工艺简单,适用性强,可浇注成不同形状的整体结构或 预制构件
② 用途最为广泛的人造材料 成本低廉 节省能源 有利于生态保护
主要有
③压入度试验 ④ 流动度试验
⑤重塑性试验 ⑥贯入度试验
⑦搅拌机试验 ⑧其他方法
我国规范现推荐：坍落度和维勃稠度试验
✓4.2.1新拌水泥混凝土的施工和易 22 性
（2）测试方法
①坍落度试验（ 1918年，美国 Chapman提出）
➢分3次装填，每层 插捣25次，刮平
坍落度筒
➢垂直提取坍落度桶， 置于一侧
③ 表观简单，但结构复杂,非静态,非均质 concretus—生长（拉丁文）
④ 使用前需现场拌制（施工工艺影响大）
✓4.1.3 水泥混凝土的特点
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优点：
料源广泛,经济性好 强度高,耐久性好, 工艺简单,适用性强 易于钢材配合使用 有利于环境
缺点：
自重大 刚度大，变形小 易出现收缩,开裂 破损修复难度大
收缩补强砼 自应力砼
新型 混凝土
纤维砼
聚合物砼
其它
✓第二节 水泥混凝土的组成及特 17 点
4.2.1 新拌水泥混凝土的施工和易性 4.2.2 硬化后水泥混凝土的力学性质 4.2.3 水泥混凝土的耐久性
✓4.2 水泥混凝土的技术性质
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水泥混凝土的三个阶段
施工阶段 凝结硬化阶段 ----工作性(和易性) ----力学性质
✓4.1.2 水泥混凝土的定义、组成与分 7 类
（2）定义
以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，将分散某间不 同粒径的粗细集料胶结起来，在一定的条件下硬化成为具 有一定力学性能的一种人工石材。
✓分散体系 分散相:粗、细集料,起骨架作用
分散介质:水泥浆
早期：润滑作用 后期：黏结填充作用
✓外加剂：起性能改善作用（减水、缓凝、早强等）
在自重或机械振动密实作用 下能产生适当地流动并均匀
密实地填满模板的性能
和易性
流动性 振实性 粘聚性
保水性
具有一定的保水能力，不致 产生严重的泌水现象
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好 易密实成型
好 易结构均匀
组成材料之间有一定的粘聚 力，不致产生分层和离析
✓4.2.1新拌水泥混凝土的施工和易 21 性
（2）测试方法
目前，国际上尚无一①种主能观全评面定表征②上坍述落工度作性的测定方法
使用阶段 ----耐久性
4.2.1新拌水泥混凝土的施工和易性 19
（1）定义：
混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型 密实的性能，又称工作性。
实质是
密实
运输 浇筑 捣实 表面处理
离析
易于进行，减少离析 保证施工质量
✓4.2.1新拌水泥混凝土的施工和易 20 性
（1）定义
易于振捣密实、排出所有被 挟带空气的性质
优点：
评价指标直观 塌落度大,流动性大
测试方法简单 可用于室内实验及现场质量控制
使用历史悠久 已得到工程界广泛认可
适用于富含水泥浆的水泥混凝土
缺点：
坍落度仅能表征流动性
可能发生沿一斜面下滑甚至崩溃 仅对富含水泥浆的混凝土较敏感，干
1918年
1928年
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4.1.2 水泥混凝土的定义、组成与分类
（1）组成：水泥+砂+石+水+外加剂等 搅拌,成型,养护
水泥
改性材料
水
粗集料
水泥混凝土
掺合料
细集料
外加剂
✓4.1.2 水泥混凝土的定义、组成与分 6 类
（2）定义
以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，将分散某间不 同粒径的粗细集料胶结起来，在一定的条件下硬化成为具 有一定力学性能的一种人工石材。