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1、建筑工程施工试验与检测 建筑工程施工试验与检测建筑工程施工试验与检测建筑工程施工试验与检测建筑工程施工试验与检测 第二篇 常用建筑材料质量检验与评定 建筑工程施工试验与检测 第七章 混凝土 第一节 概述 正在施工的秦山核电站正在施工的秦山核电站 建筑工程施工试验与检测 混凝土 由胶凝材料、细骨 料、粗骨料、水以及必要时掺 入的化学外加剂组成，经过胶 凝材料凝结硬化后，形成具有 一定强度和耐久性的人造石材 砼。 普通混凝土 由水泥、砂、石 子、水以及必要时掺入的化学 外加剂组成，经过水泥凝结硬 化后形成的、干体积密度为 19502800kg/m3，具有一定强 度和耐久性的人造石材。又称 为水泥混
2、凝土，简称为“混凝 土”。 建筑工程施工试验与检测 一、混凝土的分类 按胶凝材料分 水泥混凝土、硅酸盐混凝土、 沥青混凝土、聚合物水泥混凝 土、聚合物浸渍混凝土等。 按体积密度分 重混凝土 02800kg/m3。 普通混凝土 0 1950 2800kg/m3。 轻混凝土 01950kg/m3。 按用途分 结构混凝土、防水混凝土、道 路混凝土、耐酸混凝土、大体 积混凝土、防辐射混凝土等 。 建筑工程施工试验与检测 按生产和施工工艺分 预拌混凝土（商品混凝土）、泵 送混凝土、喷射混凝土、碾压混 凝土、离心混凝土、等。 按强度分 普通混凝土 C60。 高强混凝土 C60。 超高强混凝土 100MPa
3、。 按坍落度分 干硬性混凝土 坍落度小于 10mm 塑性混凝土 坍落度1090mm 流动性混凝土 坍落度 100150mm 大流动性混凝土 坍落度大于 160mm 按配筋情况分 素混凝土、钢筋混凝 土、预应力混凝土、 钢纤维混凝土等。 建筑工程施工试验与检测 混凝土的特点 优点 1）地方材料占80%以上，原材料易得且成本低。 2）易于加工成型：凝结前具有良好的可塑性，可以按工 程结构的要求浇筑成各种形状和任意尺寸的结构或预制 构件。 3）匹配性好：与钢筋有牢固的粘结力，复合成钢筋混凝 土能大大扩展了混凝土的应用范围。 4）可调整性强：可根据不同要求，通过调整配比配制出 不同性质的混凝土。 5）
4、硬化后有高的力学强度（抗压强度可达120MPa)和良 好的耐久性。维修费少。 6）可充分利于工业废料作骨料或掺和料，有利于环境保 护。 建筑工程施工试验与检测 缺点 抗拉强度低（约为抗压强度的1/101/20）、变形性能 差； 导热系数大约为1.8W/（mK）； 体积密度大（约为2400kg/m3左右）； 硬化较缓慢。 改性： 采用轻质骨料可显著降低混凝土的自重，提高比强度； 掺入纤维或聚合物，可提高抗拉强度，大大降低混凝土 的脆性； 掺入减水剂、早强剂等外加剂，可显著缩短硬化周期， 改善力学性能。 建筑工程施工试验与检测 混凝土的结构 混凝土的结构 水泥+水水泥浆+ 砂水泥砂浆+石子 混凝土
5、拌合物硬化 混凝土 组成材料的作用 混凝土体积构成 水泥石25左右； 砂和石子70以上； 孔隙和自由水15% 。 组成材料硬化前硬化后 水泥+水润滑作用胶结作用 砂+石子填充作用骨架作用 建筑工程施工试验与检测 二、混凝土技术的发展 普通混凝土 钢筋混凝土 预应 力混凝土 高强混凝土（HSC):强度等级C60以上的混凝土，C100以上 称为超高强混凝土。 意义：采用HSC可减少结构断面尺寸、减轻自重、降低材 料用量、提高抗震能力。C60代替C30可减少40%左右混凝 土，39%钢材，降低工程造价25%35% 组成：水泥、砂、石、化学外加剂、矿物掺合料和水 应用：高层、超高层建筑、大型桥梁 建筑
6、工程施工试验与检测 轻混凝土：体积密度1900kg/m3,有轻骨料混凝土、大孔 混凝土、多孔混凝土 特点：质轻、热工性能好、力学性能好、耐火、抗渗、抗 冻、易于加工。 轻骨料混凝土： 骨料：粉煤灰、陶粒、煤矸石、膨胀矿渣等 用途：高层、多层建筑、抗震、耐火等级要求高、节能建 筑、旧建筑加层等 大孔混凝土： 无砂混凝土，水泥浆不填满粗骨料空隙。 特点：热导率小，吸湿性小、收缩小、成本低 应用：墙体用小型空心砌块各种板材、市政工程 多孔混凝土： 不用粗骨料 孔隙率85% 用于公民建筑的保温工程中 建筑工程施工试验与检测 高性能混凝土（HPC） 以耐久性和混凝土材料的可持续发展的基本要求发展的新一代
7、混凝土 高强度混凝土的缺点： 脆、易开裂和突然破坏 流动性差、可泵性、均匀性差 水泥用量大 耐久性差 HPC比HSC不一定强调高强度而是优良的综合性能，尤其是耐久性 安全使用寿命500年 HPC技术： 掺矿物掺合料，减少水泥用量 采用高效外加剂 优选骨料 加强养护 用于高层、大跨度、大荷载等特殊条件和严酷环境中 建筑工程施工试验与检测 1、和易性 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。和易性主要包括流动性、粘 聚性和保水性： 和易性粘聚性 保水性 流动性 易达结构均匀 易成型密实 好 好 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。 各组
8、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。 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。 保证混凝土硬 化后的质量 三、混凝土拌合物的性能 建筑工程施工试验与检测 离析和泌水 离析是指新拌混凝土成分的析出，导致形 成不均匀的拌合物。 泌水是指在混凝土浇注后，但尚未凝结前 ，拌合物中的水向上层迁移而富集的现象。 建筑工程施工试验与检测 定量测定拌合物的流 动性、辅以直观经验 评定粘聚性和保水 性。 1.坍落度法 测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值坍落 度（单位mm）。 适用范围： 集料最大粒径不大于40mm； 坍落度值不小
9、于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝 土。 和易性的评定 建筑工程施工试验与检测 2.维勃稠度法 测定使拌合物密实所 需要的时间，s。 适用范围 粗骨料最大粒径不大于 40mm； 坍落度小于10mm，维 勃稠度在5s30s之间 的干硬性混凝土。 建筑工程施工试验与检测 建筑工程施工试验与检测 现场现场 坍落度试验试验 建筑工程施工试验与检测 混凝土拌合物按流动性的分类 按混凝土质量控制标准（GB50164）的规定 ，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度 、维勃 稠度分为四级。见下表。 名 称代号指标 混凝土拌合物 塑性混凝土 （坍落度10mm） 低塑性混凝土 塑性混凝土 流动性混凝土 大流动性混
10、凝土 T1 T2 T3 T4 10mm40mm 50mm90mm 100mm150mm 160mm 干硬性混凝土 （坍落度10mm） 超干硬性混凝土 特干硬性混凝土 干硬性混凝土 半干硬性混凝土 V0 V1 V2 V3 31s 30s21s 20s11s 10s5s 建筑工程施工试验与检测 混凝土施工时坍落度的选择 混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条 件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确 定。 见下表。 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）或配筋稀疏的结构 1030 板、梁和大型及中型截面的柱子等3050 配筋密列的结构（如薄壁、斗仓
11、、筒仓、细 柱等） 5070 配筋特密的结构7090 建筑工程施工试验与检测 2、影响和易性的因素 1、水泥浆用量； 2、水泥浆的稠度； 3、砂率 ； 4、组成材料的品种及性质（骨料的品种、级配和粗细程 度）； 5、外加剂 6、时间及温度。 水泥水砂石子外加剂 水泥浆骨料 混凝土拌合物 建筑工程施工试验与检测 合理砂率的确定 合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合 物的流动性（坍落度T）达到最大，且粘聚性和保水性 良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度T）、强度一 定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。 建筑工程施工试验与检测 改善和易性的措施 采用合理砂率； 改善砂石的级配； 掺外加剂
12、或掺合料； 根据环境条件，注意坍落度的 现场控制； 在水灰比不变的条件下，适当增 加水泥浆的用量，可增大拌合物 的流动性； 在砂率不变的条件下，适当增加 砂石的用量，可减小拌合物的流 动性。 掺外加剂的 混凝土 建筑工程施工试验与检测 和易性良好的混凝土 建筑工程施工试验与检测 四、混凝土拌合物的性能 建筑工程施工试验与检测 建筑工程施工试验与检测 建筑工程施工试验与检测 建筑工程施工试验与检测 （一）混凝土的强度 混凝土强度的种类 混凝土强度 抗拉强度 抗剪强度 抗压强度 握裹强度 轴心抗压强度 立方体抗压强度 钢筋与混凝土 的粘结强度 建筑工程施工试验与检测 （1）测定 以边长为150mm
13、的标准立方体试件，在温度为 202，相对湿度为95以上的潮湿条件下或者在Ca（OH ）2饱和溶液中养护，经28d龄期，采用标准试验方法测得的 抗压极限强度。用fcu表示。 当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表： 试件种类试件尺寸，mm 粗骨料最大粒径 ，mm 换算系数 标准试件150150150401.00 非标准试件100100100300.95 200200200601.05 1.立方体抗压强度 建筑工程施工试验与检测 （2）混凝土强度等级 按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“C”和混凝土 立方体抗压强度标准值（fcu,k）表示，主要有C15，C20，C25， C30，C35
14、，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80 等十四个强度等级。 立方体抗压强度标准值（fcu,k ） ，是立方体抗压强度总体分布 中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。 强度等级表示的含义： 强度的范围：某混凝土，其fcu30.034.9MPa； 某混凝土，其fcu30.0MPa的保证率为95%。 C30 “C”代表“混凝土”。 “30”代表fcu,k30.0MPa； 建筑工程施工试验与检测 2.轴心抗压强度 采用150mm150mm300mm的 棱柱体试件。在立方体抗压强 度为055MPa范围内fcp=（0.7 0.8）fcu 。在结构设计计算时 ，一般取
15、fcp0.67fcu。 非标准尺寸的棱柱体试件的截 面尺寸为100mm100mm和 200mm200mm，测得的抗压 强度值应分别乘以换算系数 0.95和1.05。 F F 建筑工程施工试验与检测 建筑工程施工试验与检测 3. 抗拉强度 式中：fts劈裂抗拉强度， MPa； P破坏荷载 ，N； A试件劈裂 面积，mm2。 劈裂抗拉强度较低， 一般为抗压强度的1/101/20 。 P P 建筑工程施工试验与检测 （二）影响抗压强度的因素 1、水泥的强度和水灰比 式中：fcu混凝土28d龄期的 抗压强度值，MPa； fce水泥28d抗压 强度的实测值，MPa； 混凝土灰 水比，即水灰比的倒数 ； a、b回归系数。 当混凝土水灰比值在0.40 0.80之间时越大，则混凝土 的强度越低； 水泥强度越高，则混凝土强 度越高。 建筑工程施工试验与检测 2、骨料的影响 碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘 结强度较高； 卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强 度较低。 在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度 高于卵石混凝土的强度。 3、养护条件（温度及湿度） 在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬
