混凝土基础知识课件

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1、第四章第四章普通混凝土普通混凝土混凝土基础知识目目录录u4.1概述概述u4.2混凝土混凝土组成材料成材料u4.3混凝土和易性混凝土和易性u4.4混凝土强度混凝土强度u4.5混凝土耐久性混凝土耐久性u4.6混凝土配合比混凝土配合比设计u4.7新型混凝土新型混凝土混凝土基础知识4.1 概述概述何何为混凝土混凝土混凝土起源混凝土起源应用领域应用领域混凝土分类混凝土分类混凝土特性混凝土特性BackBack混凝土基础知识u混凝土是由胶凝材混凝土是由胶凝材料、骨料及其它外加料、骨料及其它外加材料按适当比例配制，材料按适当比例配制，再经硬化而成的人工再经硬化而成的人工石材石材u其中应用最广的是其中应用最广的

2、是以水泥为胶凝材料，以水泥为胶凝材料，以砂石为骨料，加水以砂石为骨料，加水拌和而成的拌合物，拌和而成的拌合物，经一定时间硬化而成经一定时间硬化而成的水泥混凝土普通的水泥混凝土普通混凝土。混凝土。何为混凝土？何为混凝土？BackBack混凝土基础知识u混凝土的起源可以追塑到混凝土的起源可以追塑到埃及金字塔（最新研究认埃及金字塔（最新研究认为：金字塔石料不是天然为：金字塔石料不是天然材料，而是用粘土、石灰材料，而是用粘土、石灰等材料制备而成的人工材等材料制备而成的人工材料）、古罗马时代宫殿的料）、古罗马时代宫殿的落成。落成。u八十年代，我国甘肃省秦八十年代，我国甘肃省秦安县大地湾新时期时期遗安县大

3、地湾新时期时期遗址出土了址出土了5000年前的混凝年前的混凝土土100m3，其的抗压强度，其的抗压强度为为10MPa，这一发现堪称，这一发现堪称世界建筑史的一大奇迹。世界建筑史的一大奇迹。混凝土起源混凝土起源Fig.4.1.2 DadiwanofQinFig.4.1.1 ParthenonBackBack混凝土基础知识p目前混凝土的用量目前混凝土的用量约为约为120亿吨，是世亿吨，是世界上用量最大的人界上用量最大的人工建筑材料，随着工建筑材料，随着混凝土性能的不断混凝土性能的不断提高，其用量及应提高，其用量及应用范围还会增加。用范围还会增加。p混凝土广泛应用于混凝土广泛应用于建筑、桥梁、道路建

4、筑、桥梁、道路等土木工程领域。等土木工程领域。广泛应用广泛应用Fig.4.1.3 Widely Usages of ConcreteWidely Usages of ConcreteBackBack混凝土基础知识p混凝土可应用于混凝土可应用于大坝等水利工程大坝等水利工程工业与民用建筑工业与民用建筑给水排水工程给水排水工程公路、公路、铁路等交通铁路等交通工程工程水利与水电工程水利与水电工程地下工程地下工程国防工程国防工程Fig.4.1.4 Concrete DamConcrete Dam应用领域应用领域BackBack混凝土基础知识胶凝材料胶凝材料混凝土混凝土混凝土混凝土水泥混凝土水泥混凝土水泥

5、混凝土水泥混凝土石膏混凝土石膏混凝土石膏混凝土石膏混凝土沥青混凝土沥青混凝土沥青混凝土沥青混凝土混凝土按胶凝材料分为水泥混凝土、石混凝土按胶凝材料分为水泥混凝土、石膏混凝土和沥青混凝土等。水泥混凝土膏混凝土和沥青混凝土等。水泥混凝土主要用于建筑结构工程，沥青混凝土主主要用于建筑结构工程，沥青混凝土主要用作路面材料。要用作路面材料。混凝土分类混凝土分类混凝土分类混凝土分类BackBack混凝土基础知识ConcreteConcreteApparentApparent densitydensityLightweight Lightweight ConcreteConcreteNormal concr

6、eteNormal concreteHeavy concreteu按表观密度按表观密度按表观密度按表观密度0 0 0 0分为分为分为分为: : : :u轻混凝土（轻混凝土（轻混凝土（轻混凝土（0 0 0 01900190019001900），），），），广泛用于高层建筑、大跨度广泛用于高层建筑、大跨度广泛用于高层建筑、大跨度广泛用于高层建筑、大跨度桥梁及高强预制构件等。包桥梁及高强预制构件等。包桥梁及高强预制构件等。包桥梁及高强预制构件等。包括括括括轻骨料混凝土轻骨料混凝土轻骨料混凝土轻骨料混凝土多孔混凝土多孔混凝土多孔混凝土多孔混凝土大孔混凝土大孔混凝土大孔混凝土大孔混凝土u普通混凝土（普通

7、混凝土（普通混凝土（普通混凝土（0 0 0 0=2000-=2000-=2000-=2000-2500250025002500）：各种承重结构；）：各种承重结构；）：各种承重结构；）：各种承重结构；u重混凝土（重混凝土（重混凝土（重混凝土（0 0 0 02600260026002600）：）：）：）：原子能工程的屏蔽材料。原子能工程的屏蔽材料。原子能工程的屏蔽材料。原子能工程的屏蔽材料。混凝土分类混凝土分类混凝土分类混凝土分类混凝土基础知识u按强度分为：按强度分为：普通混凝土（抗压强度普通混凝土（抗压强度60 MPa60 MPa60 MPa）超高强混凝土（抗压强超高强混凝土（抗压强度度80 M

8、Pa80 MPa）O.CH.S.CS.S.CCompressive strengthCompressive strength60608080MPaMPaBackBack混凝土分类混凝土分类混凝土分类混凝土分类混凝土基础知识u按成型或施工工艺按成型或施工工艺u现浇混凝土现浇混凝土u预拌混凝土预拌混凝土u灌浆混凝土灌浆混凝土u喷射混凝土喷射混凝土Forming or constructionForming or constructionTechnologyTechnologyConcretePrecastconcreteDepositconcreteShotcreteconcreteBackBac

9、k混凝土分类混凝土分类混凝土分类混凝土分类混凝土基础知识u混凝土在土建工程中能够得到广泛的混凝土在土建工程中能够得到广泛的应用，是由于它具有优越的技术性能应用，是由于它具有优越的技术性能及良好的经济效益。及良好的经济效益。u它具有以下特点：它具有以下特点：原材料来源丰富原材料来源丰富性能可调性能可调可塑性好可塑性好可用钢筋增强可用钢筋增强耐久性好耐久性好自重大自重大脆性脆性混凝土特性混凝土特性BackBack混凝土基础知识Disadvantage of ConcreteDisadvantage of Concrete Large deadweightBrittleBackBackPlastic

10、ityAdvantage of ConcreteAdvantage of Concrete Adjustable technical propertiesPreferable DurabilityLow CostCapableofbeingreinforcedbysteelbar混凝土特性混凝土特性混凝土基础知识4.2混凝土混凝土组成材料成材料u4.2.1水泥水泥u4.2.2骨料骨料u4.2.3水水u4.2.4添加剂添加剂 BackBack混凝土基础知识Sketch Map of ConcreteSketch Map of Concretel混凝土由以下材料组成混凝土由以下材料组成 水泥浆水泥

11、浆水泥水泥水水骨料骨料 砂砂石石添加剂添加剂 混凝土混凝土组成材料成材料混凝土基础知识品种选择品种选择根据工程环境的要求选择合适的水泥根据工程环境的要求选择合适的水泥品种。品种。工程中最常用的是六大水泥。工程中最常用的是六大水泥。强度等级选择强度等级选择根据混凝土的强度等级，选择合适的根据混凝土的强度等级，选择合适的水泥等级。水泥等级。对普通混凝土对普通混凝土, , 水泥等级水泥等级1.5-21.5-2倍的倍的混凝土强度等级。混凝土强度等级。对高强混凝土对高强混凝土, ,水泥等级水泥等级0.9-1.50.9-1.5倍倍的混凝土强度等级。的混凝土强度等级。水泥水泥BackBack混凝土基础知识u

12、4.2.2骨料骨料分类分类细骨料砂细骨料砂粗骨料石粗骨料石BackBack4.2混凝土组成材料混凝土组成材料混凝土基础知识分类分类Aggregate Fine Aggregate Coarse AggregateR Recycled concrete aggregatePrimary aggregate骨料按来源可分为原生骨料和再生骨料。骨料按来源可分为原生骨料和再生骨料。目前大量工程中应用的是原生骨料，如砂和石。目前大量工程中应用的是原生骨料，如砂和石。地壳表面绝大多数的岩石可作用原生骨料。地壳表面绝大多数的岩石可作用原生骨料。骨料的性质对混凝土性质有很大的影响。骨料的性质对混凝土性质有很大

13、的影响。BackBack混凝土基础知识细骨料砂细骨料砂n n定义与标准定义与标准n n分类分类n n技术要求技术要求有害杂质有害杂质颗粒形状与表面特征粒形状与表面特征级配级配粗粗细程度程度BackBack混凝土基础知识定义：定义：定义：定义：粒径小于粒径小于5mm5mm的岩石的岩石颗粒粒标标准准准准混凝土用砂质量标准混凝土用砂质量标准 JGJ52JGJ529292建筑工程用砂质量标准建筑工程用砂质量标准 GB/T14684-2001GB/T14684-2001分分分分类类按来源可分为天然砂和人工砂按来源可分为天然砂和人工砂天然砂按来源又可分为天然砂按来源又可分为u河砂河砂u海砂海砂u山砂山砂细

14、骨料砂细骨料砂按技术要求分为按技术要求分为3 3类类: :uu:用于用于C60C60的混凝土的混凝土uu:用于用于C30C30C60C60的混凝土的混凝土uu:用于用于C30C30的混凝土及建筑的混凝土及建筑砂浆砂浆混凝土基础知识Sandraw materialraw materialHill sandSea sandRiver sandRiver sandNatural sandArtificial sand细骨料砂细骨料砂Sandtechnical requirementtechnical requirement混凝土基础知识ImpuritiesOrganic substanceSiltC

15、layMica砂的技术要求砂的技术要求n定义：骨料中妨碍水泥水化或引起水泥石腐蚀，降定义：骨料中妨碍水泥水化或引起水泥石腐蚀，降低水泥石与骨料粘附性的各种物质。低水泥石与骨料粘附性的各种物质。n种类：云母、粘土、淤泥和有机物等。种类：云母、粘土、淤泥和有机物等。n危害性：妨碍水泥与骨料的粘结，影响混凝土强度；危害性：妨碍水泥与骨料的粘结，影响混凝土强度；增大用水量，收缩增大；引起水泥石腐蚀。增大用水量，收缩增大；引起水泥石腐蚀。n处理方法：当砂中有害杂质含量多，但必须使用时，处理方法：当砂中有害杂质含量多，但必须使用时，可用清水加以冲洗，如冲洗后符合要求，则可使用。可用清水加以冲洗，如冲洗后符

16、合要求，则可使用。n有害杂质含量应符合有害杂质含量应符合GB/T14684-2001GB/T14684-2001(JGJ52-92) (JGJ52-92) Tab.4.2.1.的要求。的要求。有害杂质有害杂质混凝土基础知识项目项目指指标含泥量，含泥量，% % 1.0 2.0 5.0泥块含量，泥块含量，% % 0 1.0 2.0云母，云母，% % 1.02.02.0轻物质，轻物质，% % 1.01.01.0有机物有机物( (比色法比色法) )合格合格合格合格合格合格硫化物及硫酸盐，硫化物及硫酸盐，% % 0.50.50.5氯化物，氯化物，% % 15%15%增强率增强率 20%20%节省水泥节省

17、水泥 10-20%10-20%有微缓凝作用有微缓凝作用大部分为非引气型，不影响强度大部分为非引气型，不影响强度混凝土基础知识萘系减水剂萘系减水剂适宜配制适宜配制高高强强混凝土混凝土高性能混凝土高性能混凝土流流态混凝土混凝土泵送混凝土送混凝土冬季施工混凝土等冬季施工混凝土等应用应用萘系减水剂萘系减水剂混凝土基础知识u掺量掺量0.5%-2%0.5%-2%，减水率为，减水率为20%-30%20%-30%u分散、减水和增强的效果比萘系好分散、减水和增强的效果比萘系好u早强型早强型7 7天强度可达到天强度可达到2828天的强度天的强度u2828天强度增加天强度增加30%-60%30%-60%。优点优点缺

18、点缺点u价格贵价格贵树脂系减水剂树脂系减水剂u树脂系减水剂属于高效减水剂树脂系减水剂属于高效减水剂u我国的产品主要是蜜胺树脂（我国的产品主要是蜜胺树脂（SMSM），减水效果最佳），减水效果最佳BackBack混凝土基础知识早强剂早强剂定义定义应用应用常用早强剂常用早强剂 氯盐类氯盐类硫酸盐类硫酸盐类三乙醇胺类三乙醇胺类BackBack混凝土基础知识定义定义早强剂早强剂u能显著提高混凝土早期强度，而不明显影响后期强能显著提高混凝土早期强度，而不明显影响后期强度的外加剂度的外加剂u可广泛应用于可广泛应用于u冬季施工冬季施工u紧急抢修工程紧急抢修工程u工期要求紧的工程工期要求紧的工程u举例举例u早强

19、剂可以使早强剂可以使C20C20混凝土在混凝土在1616小时内达到拆模强度小时内达到拆模强度（1.5MPa1.5MPa）u3636小时达到在上面安装楼板的强度（小时达到在上面安装楼板的强度（3.0MPa3.0MPa）u从而加快施工进度从而加快施工进度应用应用混凝土基础知识氯盐类早强剂氯盐类早强剂uCaClCaCl2 2是应用最广的品种是应用最广的品种效果好效果好效果好效果好价格低价格低价格低价格低使用方便使用方便使用方便使用方便掺加掺加掺加掺加 0.5-1% 0.5-1% 氯盐类早强剂氯盐类早强剂氯盐类早强剂氯盐类早强剂2-3d 2-3d 强度能够提高强度能够提高强度能够提高强度能够提高 50

20、-100%50-100%7d 7d 强度提高强度提高强度提高强度提高20-40%20-40% 性能性能-提高早强提高早强典型类型典型类型混凝土基础知识pCaClCaCl2 2，与，与C C3 3A A和和CHCH反应，生成新的水化反应，生成新的水化产物水化氯铝酸钙，在早期析出形成产物水化氯铝酸钙，在早期析出形成骨架，促进了水泥石结构的形成骨架，促进了水泥石结构的形成pCHCH浓度降低浓度降低p这两种因素加速了这两种因素加速了 C C3 3S S 的水化的水化p因而，早期强度得到了提高因而，早期强度得到了提高早强机理早强机理混凝土基础知识早强机理早强机理早期析出早期析出CH浓度降低浓度降低水化氯

21、铝酸钙水化氯铝酸钙形成骨架形成骨架加速浆体结构的形成加速浆体结构的形成加速水化加速水化提高早期强度提高早期强度混凝土基础知识早强机理早强机理加速水化加速水化形成新的水化形成新的水化形成新的水化形成新的水化加速水泥的溶解加速水泥的溶解加速水泥的溶解加速水泥的溶解提高早期强度提高早期强度提高早期强度提高早期强度混凝土基础知识 硫酸钠是应用最广泛的品种。硫酸钠是应用最广泛的品种。uu当硫酸盐掺量为当硫酸盐掺量为当硫酸盐掺量为当硫酸盐掺量为1 11.51.5时，时，时，时，uu混凝土强度达到设计强度混凝土强度达到设计强度混凝土强度达到设计强度混凝土强度达到设计强度7070的时间缩短的时间缩短的时间缩短

22、的时间缩短5050。硫酸盐类早强剂硫酸盐类早强剂典型类型典型类型性能提高早期强度性能提高早期强度混凝土基础知识硫酸盐类早强剂硫酸盐类早强剂机理机理提高早期强度提高早期强度NaNa2 2SOSO4 4+Ca(OH)+Ca(OH)2 2+H+H2 2ONaOH+CaSOONaOH+CaSO4 42H2H2 2OOCHCHAftAft形成骨架形成骨架加速浆体结构的形成加速浆体结构的形成加速水化加速水化混凝土基础知识uTEA 是有机胺类减水剂最主要的类型，是有机胺类减水剂最主要的类型，u它是浅色油状液体，它是浅色油状液体，u掺量为掺量为 0.020.05%有机胺类早强剂有机胺类早强剂典型类型典型类型u

23、早期强度提高早期强度提高50。u 28d强度基本不变。强度基本不变。u有一定的有一定的缓凝作用。凝作用。性能提高早期强度性能提高早期强度BackBack混凝土基础知识引气引气剂u定义定义u机理机理u性能性能u提高耐久性提高耐久性u提高和易性提高和易性u降低混凝土降低混凝土强强度度u应用用u常用引气常用引气剂混凝土基础知识定义定义指在混凝土拌和物中引入小气泡的物质。指在混凝土拌和物中引入小气泡的物质。大量大量 分散分散独立独立微小微小均匀均匀引气剂引气剂混凝土基础知识引气剂引气剂它是憎水性表面活性物质它是憎水性表面活性物质减小表面张力减小表面张力能定向吸附于气泡表面能定向吸附于气泡表面使混合搅拌

24、过程中进入的空气形成不易使混合搅拌过程中进入的空气形成不易破裂、微小、独立且均匀分布的气泡。破裂、微小、独立且均匀分布的气泡。机理机理混凝土基础知识性能性能引气剂引气剂降低混凝土强度降低混凝土强度提高和易性提高和易性提高耐久性提高耐久性u引气剂能够提高耐久性和可塑性，但是降低混凝引气剂能够提高耐久性和可塑性，但是降低混凝土强度。土强度。混凝土基础知识性能怎样得到提高性能怎样得到提高l引气剂引气剂引气剂引气剂 l l改善孔结构，提高耐久性改善孔结构，提高耐久性改善孔结构，提高耐久性改善孔结构，提高耐久性l l气泡起滚球轴承的作用，提高流动性及粘聚性气泡起滚球轴承的作用，提高流动性及粘聚性气泡起滚

25、球轴承的作用，提高流动性及粘聚性气泡起滚球轴承的作用，提高流动性及粘聚性l l提高含气量，降低强度提高含气量，降低强度提高含气量，降低强度提高含气量，降低强度连通的孔隙连通的孔隙连通的孔隙连通的孔隙封闭的孔隙封闭的孔隙封闭的孔隙封闭的孔隙图图图图 4.2.24.2.2提高耐久性示意图提高耐久性示意图提高耐久性示意图提高耐久性示意图混凝土基础知识引气剂引气剂u这类外加剂常用于有冻融循环的环境中。这类外加剂常用于有冻融循环的环境中。 u在混凝土结构中不可避免地降低其强度。在混凝土结构中不可避免地降低其强度。应用应用常用常用引气剂引气剂u松香皂和松香热聚物等松香皂和松香热聚物等u掺量为掺量为 0.0

26、05%-0.012%0.005%-0.012%u引入引入 D=0.05-1.25mm D=0.05-1.25mm 的气泡的气泡u使混凝土含气量达到使混凝土含气量达到 2%-6%2%-6%混凝土基础知识缓凝凝剂和速凝和速凝剂定义：定义：能延缓混凝土凝结时间，而不显著影响混凝能延缓混凝土凝结时间，而不显著影响混凝能延缓混凝土凝结时间，而不显著影响混凝能延缓混凝土凝结时间，而不显著影响混凝土后期硬化的外加剂土后期硬化的外加剂土后期硬化的外加剂土后期硬化的外加剂常用类型：常用类型：M M M M剂、糖蜜、柠檬酸等剂、糖蜜、柠檬酸等剂、糖蜜、柠檬酸等剂、糖蜜、柠檬酸等应用应用uu大体积混凝土工程大体积混

27、凝土工程大体积混凝土工程大体积混凝土工程uu水工工程水工工程水工工程水工工程uu滑模施工滑模施工滑模施工滑模施工uu高温季节施工高温季节施工高温季节施工高温季节施工uu搅拌与浇筑成型时间间隔较长的工程搅拌与浇筑成型时间间隔较长的工程搅拌与浇筑成型时间间隔较长的工程搅拌与浇筑成型时间间隔较长的工程缓凝剂缓凝剂混凝土基础知识定义定义能使混凝土速凝，并能改善混凝土的粘结能使混凝土速凝，并能改善混凝土的粘结性和稳定性的外加剂。性和稳定性的外加剂。无机盐类速凝剂按其主要成分大致可分为无机盐类速凝剂按其主要成分大致可分为三类：三类：以铝酸钠为主要成分以铝酸钠为主要成分以铝酸钠为主要成分以铝酸钠为主要成分以

28、铝酸钙为主要成分以铝酸钙为主要成分以铝酸钙为主要成分以铝酸钙为主要成分 以硅酸盐为主要成分以硅酸盐为主要成分以硅酸盐为主要成分以硅酸盐为主要成分速凝剂速凝剂缓凝凝剂和速凝和速凝剂混凝土基础知识常用品种常用品种红星星型型2.5%-4%711 型型2.5%-3.5%应用用喷射混凝土、堵漏工程等射混凝土、堵漏工程等性能性能初凝时间为初凝时间为5min5min终凝时间为终凝时间为10min10min在在1 1小时内形成强度小时内形成强度1 1天天强强度提高度提高2-32-3倍倍2828天天强强度度约为不不掺时的的80%-90%80%-90%速凝速凝剂混凝土基础知识膨膨胀剂定义定义能使混凝土产生补偿收缩

29、或微膨胀的外加剂 常用品种常用品种U型膨胀剂等性能性能掺量10%-15%，抗渗性提高BackBack混凝土基础知识防冻剂防冻剂BackBack定义：使混凝土在负温下正常硬化的外加剂。起降低冰点、防冻、增进早强的作用 常用品种u NaNO2和Ca(NO2)2 掺1%-8%降低冰点、早强、阻锈 u CaCl2和NaCl掺0.5%-1% u 工程上使用的都是复合防冻剂，由防冻、早强、减水组分甚至引气组分复合，以提高防冻效果。混凝土基础知识4.3新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性u4.3.1 混凝土的技术性质要求u4.3.2 和易性u4.3.3 测试方法u4.3.4 选择与分类u4.3.5 主要影响

30、因素u4.3.6 提高和易性的措施BackBack混凝土基础知识混凝土的技术性质要求混凝土混凝土的技术性质要求混凝土主要包主要包括：和易性、括：和易性、强强度、耐久性、度、耐久性、经济性性和体和体积稳定性等。定性等。QualityStrengthDurabilityWorkabilityEconomyBackBack混凝土基础知识新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性概念概念 重要性重要性流动性流动性粘聚性粘聚性保水性保水性BackBack混凝土基础知识u新拌混凝土新拌混凝土硬化前的混凝硬化前的混凝土，又称混凝土，又称混凝土拌合物土拌合物u和易性和易性混凝土拌合物混凝土拌合物易于施工操作，易于施

31、工操作，并且获得均匀并且获得均匀密实的混凝土密实的混凝土的性质的性质概念概念新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性Fig.4.3.1 Concrete in ConstructionFig.4.3.1 Concrete in Construction混凝土基础知识u新拌混凝土的和易性决定了混凝土是否能正常施新拌混凝土的和易性决定了混凝土是否能正常施新拌混凝土的和易性决定了混凝土是否能正常施新拌混凝土的和易性决定了混凝土是否能正常施工，以满足硬化后的性能要求工，以满足硬化后的性能要求工，以满足硬化后的性能要求工，以满足硬化后的性能要求u不同的混凝土工程不同的混凝土工程不同的混凝土工程不同的混凝土工

32、程对对和易性有不同的要求和易性有不同的要求和易性有不同的要求和易性有不同的要求重要性重要性新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性MobilityMobilityViscidityViscidityWorkabilityWorkabilityWater retentionWater retention混凝土基础知识和易性和易性p和易性的综合含义和易性的综合含义uu流动性流动性+ +粘聚性粘聚性+ +保水性保水性= =和易性和易性流动性流动性流动性流动性拌合物在自重或外力作用下产生流动拌合物在自重或外力作用下产生流动拌合物在自重或外力作用下产生流动拌合物在自重或外力作用下产生流动, , , ,均匀、

33、密均匀、密均匀、密均匀、密实地填充模板的性能实地填充模板的性能实地填充模板的性能实地填充模板的性能粘聚性粘聚性粘聚性粘聚性施工过程中各种组成材料之间有一定的粘聚力施工过程中各种组成材料之间有一定的粘聚力施工过程中各种组成材料之间有一定的粘聚力施工过程中各种组成材料之间有一定的粘聚力, , , ,不致产不致产不致产不致产生生生生离析离析离析离析或或或或分层分层分层分层现象现象现象现象. . . .离析离析离析离析: : : :由于密度和粒径不同由于密度和粒径不同由于密度和粒径不同由于密度和粒径不同, , , ,在外力作用下组成材料的分在外力作用下组成材料的分在外力作用下组成材料的分在外力作用下组

34、成材料的分离析出的现象离析出的现象离析出的现象离析出的现象分层分层分层分层: : : :层状离析层状离析层状离析层状离析离析和分层使混凝土不均匀，影响硬化后的性能离析和分层使混凝土不均匀，影响硬化后的性能离析和分层使混凝土不均匀，影响硬化后的性能离析和分层使混凝土不均匀，影响硬化后的性能混凝土基础知识请点击右键选择“播放”观看Flash动画混凝土基础知识和易性和易性保水性保水性混凝土在施工过程中有一定的保持水分的能力混凝土在施工过程中有一定的保持水分的能力混凝土在施工过程中有一定的保持水分的能力混凝土在施工过程中有一定的保持水分的能力, , , ,不不不不致产生严重的致产生严重的致产生严重的致

35、产生严重的泌水泌水泌水泌水现象现象现象现象泌水泌水泌水泌水水分从浆中分离出来水分从浆中分离出来水分从浆中分离出来水分从浆中分离出来, , , ,上浮至表面的现象。上浮至表面的现象。上浮至表面的现象。上浮至表面的现象。危害危害危害危害泌水通道或水囊影响耐久性泌水通道或水囊影响耐久性泌水通道或水囊影响耐久性泌水通道或水囊影响耐久性沉降沉降沉降沉降( ( ( (由于泌水使表面下降的现象由于泌水使表面下降的现象由于泌水使表面下降的现象由于泌水使表面下降的现象) ) ) )沉降龟裂沉降龟裂沉降龟裂沉降龟裂浮浆妨碍与继续浇注的混凝土的粘结浮浆妨碍与继续浇注的混凝土的粘结浮浆妨碍与继续浇注的混凝土的粘结浮浆

36、妨碍与继续浇注的混凝土的粘结, , , , 必须去必须去必须去必须去除浮浆除浮浆除浮浆除浮浆 混凝土基础知识请点击右键选择“播放”观看Flash动画混凝土基础知识BackBack混凝土基础知识指标指标u定量测定坍落度值定量测定坍落度值u定性判断粘聚性和保水性定性判断粘聚性和保水性适用范围适用范围uDmax 40mmu坍落度坍落度 10mm和易性和易性测试BackBack坍落度试验坍落度试验和易性可采用坍落度试验和维勃稠度试验二和易性可采用坍落度试验和维勃稠度试验二种方法进行测试种方法进行测试试验方法试验方法u将拌合物按规定将拌合物按规定方法装入坍落度方法装入坍落度筒内筒内, ,刮平刮平, ,垂

37、直垂直提起坍落度筒提起坍落度筒, ,测量拌合物下落测量拌合物下落的距离。的距离。坍落度坍落度=筒高塌落后拌合物的最高点筒高塌落后拌合物的最高点(mmorcm)混凝土基础知识坍落度试验坍落度试验Fig.4.3.2 Fig.4.3.2 S Slump lump C Coneone混凝土基础知识和易性分析和判断和易性分析和判断流动性流动性 坍落度大坍落度大 流动性大流动性大粘聚性用捣棒在的拌合物的侧面轻轻敲粘聚性用捣棒在的拌合物的侧面轻轻敲打，出现图示的三种情况打，出现图示的三种情况真实坍落真实坍落 粘聚性好粘聚性好沿斜面下滑或骨料外露沿斜面下滑或骨料外露 粘聚性差粘聚性差 崩裂崩裂保水性观察稀浆析

38、出保水性观察稀浆析出 较多的稀浆析出较多的稀浆析出保水性差保水性差 无稀浆析出无稀浆析出保水性好保水性好和易性和易性测试混凝土基础知识请点击右键选择“播放”观看Flash动画混凝土基础知识u适用范围适用范围:Dmax 40mmu维勃稠度维勃稠度5-30s之间之间u干硬性或低塑性混凝土干硬性或低塑性混凝土u试验方法试验方法u将拌合物装入坍落度筒内将拌合物装入坍落度筒内,移开漏斗移开漏斗,把透明圆把透明圆盘转至拌合物顶面盘转至拌合物顶面,与之接触与之接触,开动振动台开动振动台,计时计时,透明圆盘表面刚被水泥浆布满时透明圆盘表面刚被水泥浆布满时,停止计时停止计时,记录记录的时间维勃稠度值的时间维勃稠

39、度值和易性和易性测试维勃稠度试验维勃稠度试验混凝土基础知识Fig4.3.3 Vebe Consistometer Fig4.3.3 Vebe Consistometer I Instrument nstrument 维勃稠度试验维勃稠度试验混凝土基础知识Thin CompositeThin CompositeLowLowVebe ConsistometerVebe ConsistometerGreat MobilityGreat MobilityHighHighVebe ConsistometerVebe ConsistometerThick CompositeThick CompositeS

40、mall MobilitySmall MobilityBackBacku分析和判断分析和判断维勃稠度值小维勃稠度值小 拌合物稀拌合物稀 流动性大流动性大 维勃稠度值大维勃稠度值大 拌合物稠拌合物稠 流动性小流动性小混凝土基础知识u在不影响施工操作和保证密实成型的前提在不影响施工操作和保证密实成型的前提下下, ,应尽量选择较小的流动性。应尽量选择较小的流动性。总原则总原则选择选择u根据构件截面的大小、捣实方法和钢筋疏根据构件截面的大小、捣实方法和钢筋疏密等条件确定密等条件确定 BackBack选择与分类选择与分类混凝土基础知识举例举例选择与分类选择与分类当构件截面尺寸当构件截面尺寸较小、人工捣实

41、、较小、人工捣实、钢筋较钢筋较密时密时,坍落度选大坍落度选大些些;反之反之,选小些选小些混凝土基础知识Tab4.3.1Tab4.3.1拌合物分类及应用拌合物分类及应用 坍落度坍落度(mm) (mm) 拌合物类型拌合物类型 应用范围应用范围 160160大流动性大流动性泵送、不易浇注的窄面及钢筋泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结构密布的结构100-150100-150流动性流动性泵送、不易浇注的窄面及钢筋泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结构密布的结构50-9050-90塑性塑性普通结构普通结构, ,最常用最常用10-4010-40低塑性低塑性( (低低流动性流动性) )强力振捣、预制构件及基础、

42、强力振捣、预制构件及基础、无配筋的厚大结构等无配筋的厚大结构等BackBack混凝土基础知识l组成材料的影响组成材料的影响l水灰比水灰比l水泥浆数量水泥浆数量lSpl骨料骨料l环境因素的影响环境因素的影响l l时间时间l l温度温度和易性的影响因素和易性的影响因素BackBack混凝土基础知识BackBack水灰比水灰比(水泥浆稠度水泥浆稠度)当水泥用量一定时当水泥用量一定时水灰比小水灰比小混凝土干混凝土干坍落度小坍落度小不易密实不易密实成型；成型；水灰比过小水灰比过小崩溃崩溃粘聚性差粘聚性差硬化后混凝硬化后混凝土的强度及耐久性降低土的强度及耐久性降低水灰比大水灰比大混凝土稀混凝土稀坍落度大坍

43、落度大易离析、易离析、分层、泌水分层、泌水硬化后强度及耐久性降低硬化后强度及耐久性降低水灰比合适水灰比合适拌合物能均匀且密实成型拌合物能均匀且密实成型必必须根据混凝土的强度和耐久性的要求来选择须根据混凝土的强度和耐久性的要求来选择W/C组成材料的影响组成材料的影响W/C的影响的影响混凝土基础知识Low W/CDry compositeSmall slumpW/C的影响的影响混凝土基础知识Excessively low W/CExcessively low W/CComposite will Composite will breakdownbreakdownLow viscidityLow vi

44、scidityDifficult to be condensedDifficult to be condensedPoor strength and durabilityPoor strength and durabilityW/C的影响的影响混凝土基础知识High W/CThin compositeLarge slumpW/CW/C的影响的影响混凝土基础知识Tend to segregate, bleedPoor strength and durabilityExcessively high W/CW/C的影响的影响混凝土基础知识Proper W/CComposite can be cond

45、ensed favorably and stabilityBackBackW/C的影响的影响混凝土基础知识u水泥浆数量水泥浆数量 ( (用水量或浆用水量或浆/ /集比集比) )W/CW/C一定一定u水泥浆多水泥浆多流动性大流动性大; ;过多过多流浆流浆粘聚性差粘聚性差影响硬化后的性质影响硬化后的性质 u水泥浆数量少水泥浆数量少流动性小流动性小不密实；过少崩溃不密实；过少崩溃粘聚性差粘聚性差影响硬化后的性质影响硬化后的性质 u水泥浆数量适量水泥浆数量适量满足流动性的要求且有较好满足流动性的要求且有较好的粘聚性和保水性的粘聚性和保水性根据施工要求的坍落度选根据施工要求的坍落度选择择 水泥浆数量的影

46、响水泥浆数量的影响BackBack组成材料的影响组成材料的影响混凝土基础知识Excessive pasteMore pasteGreat mobilityExcessive mobilityLow viscidityPoor strength Poor strength and durabilityand durability水泥浆数量的影响水泥浆数量的影响混凝土基础知识u砂率砂率SpSp指混凝土中砂的质量占砂石总量的比例指混凝土中砂的质量占砂石总量的比例uS Sp p=S/(S+G)=S/(S+G)u当当W W和和C C一定时，一定时，S Sp p决定了骨料的空隙率和总表决定了骨料的空隙率和

47、总表面积面积u砂率过小砂率过小砂浆数量不足砂浆数量不足对骨料的润滑作用对骨料的润滑作用差差流动性差且易离析流动性差且易离析 u砂率过大砂率过大总表面积大总表面积大水泥浆多用于包裹砂水泥浆多用于包裹砂子及填空子及填空 润滑作用小润滑作用小流动性小流动性小砂率砂率 Sp的影响的影响BackBack组成材料的影响组成材料的影响混凝土基础知识Low SpLack of mortarPoor lubrication of thePoor lubrication of the surface of aggregates surface of aggregatesPoor mobility and tend

48、 to segregate混凝土基础知识Large surface areaLarge surface areaHigh SpCement mortar for wrapping up Cement mortar for wrapping up sand and filling, lack of pastesand and filling, lack of pasteWeak lubrication of Weak lubrication of the surface of aggregatesthe surface of aggregatesLow mobility混凝土基础知识u合理砂率合

49、理砂率( (最优砂率最优砂率) ) u在在W W和和C C一定时一定时, ,使混凝使混凝土拌合物获得最大的流土拌合物获得最大的流动性，且保持良好的粘动性，且保持良好的粘聚性和保水性的砂率聚性和保水性的砂率u保持混凝土拌合物的坍保持混凝土拌合物的坍落度一定的条件下，使落度一定的条件下，使水泥用量最低的砂率。水泥用量最低的砂率。合理砂率合理砂率混凝土基础知识SlumpSpSp优优优优 SpSpSpSp优优优优 SpSpAmount of cement混凝土基础知识 Sp的选择的选择根据根据试验和和经验选择，选择原则选择原则: :在保在保证拌合物不离析拌合物不离析, ,又能又能捣实的条件下的条件下,

50、 , Sp Sp应尽应尽可能小些可能小些石子的大，且级配好，表面光滑，则石子的大，且级配好，表面光滑，则SpSp可小些可小些砂较细砂较细, , SpSp小些小些W/CW/C小，水泥浆稠，小，水泥浆稠，SpSp小些小些大流动性，大流动性，SpSp应大些（避免离析）应大些（避免离析） 掺外加剂时，掺外加剂时，SpSp可小些可小些 有抗渗要求时，有抗渗要求时，SpSp应大些应大些混凝土基础知识Low slumpHigh slumpIncrease the cement Increase the cement paste with fixed W/Cpaste with fixed W/CIncrea

51、se the use of Increase the use of aggregates with fixed Spaggregates with fixed Sp如何调节和易性如何调节和易性BackBack混凝土基础知识颗粒形状与表面特征粒形状与表面特征级配级配最大粒径最大粒径骨料的影响骨料的影响BackBack和易性的影响因素和易性的影响因素混凝土基础知识Gravel or Pit SandGravel or Pit SandCoarse texture, Coarse texture, multi-anglemulti-angleLow mobilityLow mobilityScree

52、ScreeSmooth and RoundSmooth and RoundHigh mobilityHigh mobility颗粒形状与表面特征颗粒形状与表面特征l碎石或山砂的表面粗糙、多棱角碎石或山砂的表面粗糙、多棱角流动性差流动性差l卵石或河砂的表面光滑、圆润卵石或河砂的表面光滑、圆润 流动性好流动性好混凝土基础知识Large voidage Large voidage ( W is certain)( W is certain)PropersizedistributionPropersizedistributionSmall voidageSmall voidage(W is certa

53、in)(W is certain)HighmobilityPoorsizedistributionPoorsizedistributionPoormobility级配级配l级配好级配好 W W一定时，空隙小一定时，空隙小 流动性好流动性好l级配差级配差 W W一定时，空隙大一定时，空隙大 流动性差流动性差混凝土基础知识Large particle sizeSmall surface area(cement paste is certain)High mobility最大粒径最大粒径DmaxDmaxDmaxDmax大大水泥浆一定时，表面积小水泥浆一定时，表面积小流动性好流动性好混凝土基础知识Mo

54、bility decreases Mobility decreases accordinglyaccordinglyHydrationHydrationVaporizationVaporizationWaterWater absorbed absorbed by aggregatesby aggregates 时间的影响时间的影响l时间延长时间延长水化作用水化作用+ +水分蒸发水分蒸发+ +骨料吸水骨料吸水流动性流动性l时间与坍落度的关系如图时间与坍落度的关系如图4.3.54.3.5的所示的所示l施工中施工中, ,测坍落度在混凝土拌合物拌好测坍落度在混凝土拌合物拌好1515分钟内进行分钟内进行

55、BackBack环境因素的影响环境因素的影响混凝土基础知识SlumpTimeFig.4.3.5 Relationship between Slump and TimeBackBack时间的影响时间的影响混凝土基础知识l温度升高温度升高流动性流动性l温温度度与与坍坍落落度度的的关关系系如如图图4.3.64.3.6的的所所示示（举举例例：海海信立交桥施工）信立交桥施工）l施工中为了保证一定的工作性施工中为了保证一定的工作性, ,必须注意环境温度必须注意环境温度的影响的影响, ,夏季混凝土拌合物用水量夏季混凝土拌合物用水量 冬季用水量冬季用水量. . SlumpTemperatureFig.4.3.

56、6 Relationship between Slump and TemperatureBackBack温度的影响温度的影响环境因素的影响环境因素的影响混凝土基础知识提高和易性的措施提高和易性的措施当当坍落度偏小时，保持坍落度偏小时，保持W/CW/C 不变，增不变，增加水泥浆的数量加水泥浆的数量当当坍落度偏大时，保持坍落度偏大时，保持SpSp 不变，增不变，增加砂石的数量加砂石的数量选择合理选择合理 SpSp改善骨料级配改善骨料级配选择较大粒径的骨料选择较大粒径的骨料采用添加剂采用添加剂BackBack混凝土基础知识4.4 混凝土强度混凝土强度u混凝土质量混凝土质量u荷载下的变形和破坏过程荷载

57、下的变形和破坏过程u强度的定义强度的定义u普通混凝土的强度等级普通混凝土的强度等级u其它类型的强度其它类型的强度u强度影响因素强度影响因素u提高强度的方法途径提高强度的方法途径BackBack混凝土基础知识l混凝土的混凝土的质量通量通过下述下述值进行行评定：定：l强强度度l耐久性耐久性l体体积稳定性定性BackBack混凝土质量混凝土质量混凝土基础知识u硬化的混凝土必硬化的混凝土必须有足有足够的外力以承受的外力以承受结构荷构荷载所造成的所造成的应力。力。u由于拌合物的多由于拌合物的多样性，混凝土必性，混凝土必须达到足达到足够高的高的强强度。度。强强 度度BackBack混凝土质量混凝土质量耐久

58、性耐久性u混凝土必混凝土必须能能够承受各种劣化作用如：承受各种劣化作用如：u 冻融循融循环u 干湿交替干湿交替u 腐腐蚀和化学侵和化学侵蚀混凝土基础知识u由于外部荷由于外部荷载和混凝土自身的化学反和混凝土自身的化学反应作作用，合格的混凝土用，合格的混凝土应该有最小的收有最小的收缩或膨或膨胀。体积稳定性体积稳定性BackBack混凝土质量混凝土质量混凝土基础知识p受力变形和破坏过程：受力变形和破坏过程：受压破坏过程受压破坏过程初始裂纹初始裂纹单轴静力受压破坏单轴静力受压破坏BackBack受力变形和破坏过程受力变形和破坏过程混凝土基础知识混凝土受压破坏形式混凝土受压破坏形式破坏形式破坏形式 原因

59、原因可能性可能性水泥石破坏水泥石破坏水泥等级低造成水泥等级低造成经常出现经常出现粘结面粘结面(界面界面)破坏破坏由于表面裂缝由于表面裂缝经常出现经常出现粗骨料破坏粗骨料破坏正常情况下正常情况下 ， f岩石岩石fcu,很少出现很少出现表表 4.4.1受力破坏形式，原因及可能性分析受力破坏形式，原因及可能性分析 在压力作用下混凝土破坏有三种破坏形式：破坏类在压力作用下混凝土破坏有三种破坏形式：破坏类型，原因和可能性分析如表型，原因和可能性分析如表 4.4.1 和图和图 4.4.1 所示，所示， 混凝土基础知识混凝土基础知识受力作用破坏类型受力作用破坏类型图图 4.4.1 受力作用下的破坏类型受力作

60、用下的破坏类型BackBack混凝土基础知识由于混凝土界面初始裂纹的存在，界面破坏经常发生。由于混凝土界面初始裂纹的存在，界面破坏经常发生。初始裂纹是指初始裂纹是指混凝土受力前，粗骨料与砂浆界面等部混凝土受力前，粗骨料与砂浆界面等部位已有裂纹。位已有裂纹。 初始裂纹示意图如图初始裂纹示意图如图4.4.2.所示所示初初 始始 裂裂 纹纹图图 4.4.2 初始裂纹示意图初始裂纹示意图混凝土基础知识初始裂纹类型初始裂纹类型干缩干缩冷缩冷缩体积减缩体积减缩沉缩沉缩塑性收缩塑性收缩泌水通道泌水通道BackBack混凝土基础知识单轴静力受压破坏过程单轴静力受压破坏过程 机理机理混凝土在外力作用下混凝土在外

61、力作用下,内部产生变形，内部产生变形，变形增大变形增大,裂纹扩展裂纹扩展,连通连通,使结构破坏使结构破坏。方法方法变形变形/ /破坏与内部裂纹变化通过力学试破坏与内部裂纹变化通过力学试验、验、 显微镜观察研究显微镜观察研究。p抗压强度试验如录像所示抗压强度试验如录像所示p抗压强度试验仪器如图抗压强度试验仪器如图 4.4.3.4.4.3.所示所示混凝土基础知识不同应力阶段混凝土内部裂缝示意图不同应力阶段混凝土内部裂缝示意图不同应力阶段混凝土内部裂缝示意图不同应力阶段混凝土内部裂缝示意图BackBack混凝土基础知识混凝土破坏过程与内部裂纹变化关系混凝土破坏过程与内部裂纹变化关系阶段阶段荷载荷载内

62、部裂缝内部裂缝-OA 比例极限比例极限 (30%极限荷载极限荷载)= 无明显变化无明显变化 -AB临界荷载临界荷载(70%-90%的极限荷载的极限荷载) 产生裂纹产生裂纹,限于界面限于界面(尺寸尺寸,数量增加数量增加)-BC极限荷载极限荷载100 100 蒸汽养护可使掺混合材料水泥的蒸汽养护可使掺混合材料水泥的28d28d提高提高101040%. 40%. P.P.、P.P.及及P.OP.O降低降低101015%.15%.混凝土基础知识C.压力压力 8 个标准大气压个标准大气压 温度温度 174.5 场所场所:高压釜中高压釜中蒸压养护蒸压养护混凝土基础知识图图 4.4.10 抗压强度和龄期的关

63、系抗压强度和龄期的关系混凝土基础知识适用范围适用范围适用范围适用范围f28=fn (lg28/lgn)fn 混凝土混凝土n天的强度天的强度 f28 混凝土混凝土28天强度天强度标准条件养护标准条件养护32.5 42.5 级的的 P.O (n3)BackBack混凝土基础知识试验条件试验条件混凝土强度混凝土强度混凝土强度混凝土强度影响因素影响因素影响因素影响因素操作操作操作操作试验设备试验设备试验设备试验设备试件表面试件表面试件表面试件表面形状形状形状形状尺寸尺寸尺寸尺寸BackBack混凝土基础知识试验条件试验条件混凝土基础知识v混凝土试件受轴向压力作用混凝土试件受轴向压力作用v压力机压板横向

64、变形小于混凝土横向变形压力机压板横向变形小于混凝土横向变形v故混凝土试件在与压板的接触面上受到向内的约故混凝土试件在与压板的接触面上受到向内的约束力束力v此力在此力在 范围内有效范围内有效v使混凝土强度提高。使混凝土强度提高。v试件被破坏后上、下部各呈一个较完整的棱锥体。试件被破坏后上、下部各呈一个较完整的棱锥体。混凝土基础知识混凝土基础知识骨料骨料骨料骨料 DmaxDmax（mmmm） 试件尺寸试件尺寸试件尺寸试件尺寸 （mmmm） 环箍效应环箍效应环箍效应环箍效应 强度强度强度强度换算系数换算系数换算系数换算系数60 60 40 40 31.5 31.5 200 200 150 150 1

65、00 100 弱弱弱弱 偏低偏低偏低偏低 强强强强 偏高偏高偏高偏高 1.051.051.001.00 0.95 0.95 试件尺寸试件尺寸 3Dmax 表表4.4.3 试件尺寸对混凝土强度的影响试件尺寸对混凝土强度的影响 混凝土混凝土强强度的尺寸效度的尺寸效应 如表如表4.4.3所示。所示。BackBack混凝土基础知识采用高强度等级的水泥和快硬早强水泥。采用高强度等级的水泥和快硬早强水泥。降低水灰比，提高混凝土密实度。降低水灰比，提高混凝土密实度。采用干硬性混凝土采用干硬性混凝土( (多用于预制构件或条件好多用于预制构件或条件好的工地的工地) )：强力振捣：强力振捣 。其强度。其强度=1.

66、4=1.41.81.8普通混普通混凝土强度凝土强度 。湿热处理：可提高效率湿热处理：可提高效率, ,节约场地提高强度节约场地提高强度采用机械搅拌和振捣：强力搅拌采用机械搅拌和振捣：强力搅拌, ,高频振捣等高频振捣等工艺工艺. .掺外加剂及掺合料掺外加剂及掺合料: :代表混凝土的发展方向。代表混凝土的发展方向。 BackBack提高混凝土强度的途径提高混凝土强度的途径混凝土基础知识4.5 混凝土耐久性混凝土耐久性定义定义重要性重要性抗渗性抗渗性抗冻性抗冻性碳化碳化/中性化中性化 碱骨料反应碱骨料反应提高耐久性的措施提高耐久性的措施BackBack混凝土基础知识混凝土抵抗环境介质作用，并长期保持混

67、凝土抵抗环境介质作用，并长期保持良好的使用性能和外观完整性，从而维良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的能力。持混凝土结构安全、正常使用的能力。简单地说，耐久性指混凝土在长期使用简单地说，耐久性指混凝土在长期使用中能保持质量稳定的性质。中能保持质量稳定的性质。包括：包括： 抗渗性抗渗性 抗冻性抗冻性 防腐防腐 抗碳化抗碳化 耐磨损耐磨损 耐碱骨料反应等耐碱骨料反应等定定 义义BackBack混凝土基础知识u材料破坏所引起的结构修理和更换在整个施工材料破坏所引起的结构修理和更换在整个施工预算中占有很大的比重，总投资的较大比例用预算中占有很大的比重，总投资的较大比例用于现有

68、结构的修理和维护，防止材料过早和突于现有结构的修理和维护，防止材料过早和突然破坏所导致的人身和经济两者损失。然破坏所导致的人身和经济两者损失。耐久性的重要性耐久性的重要性图图图图4.5.1 4.5.1 工程中混凝土的劣化工程中混凝土的劣化工程中混凝土的劣化工程中混凝土的劣化混凝土基础知识u材料破坏所引起的结材料破坏所引起的结构修理和更换在整个构修理和更换在整个施工预算中占有很大施工预算中占有很大的比重，工业发达国的比重，工业发达国家建筑工业总投资家建筑工业总投资u40%40%以上用于现有结以上用于现有结构的修理和维护，构的修理和维护，u60%60%以下用于新的设以下用于新的设施施图图图图 4.

69、5.2 4.5.2 建设投资比例建设投资比例耐久性的重要性耐久性的重要性BackBack混凝土基础知识混凝土抵抗压力水混凝土抵抗压力水渗透的能力。渗透的能力。抗渗性是混凝土耐抗渗性是混凝土耐久性的一个重要标久性的一个重要标志。志。直接影响混凝直接影响混凝土的抗冻和防腐性等。土的抗冻和防腐性等。抗抗 渗渗 性性图图图图 4.5.3 4.5.3 抗渗示意图抗渗示意图 BackBack混凝土基础知识图图图图 4.5.4 4.5.4 抗渗试验仪器设备抗渗试验仪器设备混凝土基础知识以以2828天令期标准试件，按规定方法检验混凝土所天令期标准试件，按规定方法检验混凝土所能承受的最水压力（能承受的最水压力（

70、M MP Pa a），），例如，例如，P2P2、P4P4、P8P8分分别表示混凝土能抵抗表示混凝土能抵抗0.20.2、 0.40.4、0.8M0.8MP Pa a的水的水压力而不渗水力而不渗水. .抗渗等级抗渗等级混凝土基础知识提高密提高密实度、改善度、改善孔隙构造等孔隙构造等 如减小如减小W/C，掺加引气加引气剂、膨、膨胀剂提高抗渗性的措施提高抗渗性的措施图图 4.5.5 4.5.5 海工混凝土柱的开裂海工混凝土柱的开裂 BackBack混凝土基础知识u混凝土吸水饱和后，能抵抗冻融循环作用，混凝土吸水饱和后，能抵抗冻融循环作用，不破坏的性质。不破坏的性质。u混凝土的密实度、孔隙数量及构造、孔

71、隙混凝土的密实度、孔隙数量及构造、孔隙的充水程度均是决定抗冻性的重要因素。的充水程度均是决定抗冻性的重要因素。u对寒冷地区，与水接触，且受冻的环境中对寒冷地区，与水接触，且受冻的环境中使用的混凝土，采用使用的混凝土，采用F50F50以上的抗冻混凝以上的抗冻混凝土。土。BackBack抗抗 冻冻 性性混凝土基础知识抗冻等级以抗冻等级以2828天试件在吸水饱和后，承受反复冻天试件在吸水饱和后，承受反复冻融循环，抗压强度下降不大于融循环，抗压强度下降不大于25%25%，重量损失不，重量损失不超过超过5%5%时所能承受的最大冻融循环的次数表示。时所能承受的最大冻融循环的次数表示。 抗抗 冻冻 等等 级

72、级例如例如例如例如: F25: F25: F25: F25、F50F50F50F50、F100F300F100F300F100F300F100F300l选择选择抗冻等级应根据当地气候、环境及构筑物类别选择。抗冻等级应根据当地气候、环境及构筑物类别选择。如环境为海水，每天两次涨落，冬季（北方）混凝如环境为海水，每天两次涨落，冬季（北方）混凝土频繁受冻融循环。如天津新港，每冬可能发生冻土频繁受冻融循环。如天津新港，每冬可能发生冻融循环融循环8282次，选次，选F250F250。混凝土基础知识图图 4.5.6 抗冻试验仪器设备抗冻试验仪器设备BackBack混凝土基础知识碳化碳化 /中性化中性化图

73、4.5.7 混凝土碳化示意图碳化是指混凝土中的碳化是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应。氧化碳反应。 碳化碳化引起混凝土的中引起混凝土的中性化，使混凝土保护钢性化，使混凝土保护钢筋的性能降低筋的性能降低减弱对钢筋的保护减弱对钢筋的保护增大混凝土的收缩，增大混凝土的收缩，产生细微裂纹产生细微裂纹使抗压强度增加（回使抗压强度增加（回弹法应考虑）弹法应考虑）CaCO3堵孔，碳化放堵孔，碳化放出水分，有利水泥水化出水分，有利水泥水化BackBack混凝土基础知识图 4.5.8 碳化试验仪器设备混凝土基础知识影响碳化的主要因素影响碳化的主要因素水泥品种（有掺合料的碳化快）水泥

74、品种（有掺合料的碳化快）水灰比水灰比碳化时间碳化时间湿度湿度CO2浓度浓度外加剂外加剂碳化碳化 /中性化中性化混凝土基础知识碱骨料反应碱骨料反应图图 4.5.9 碱骨料反应示意图碱骨料反应示意图水泥中碱性物质水泥中碱性物质(氧化钠或氧化钾氧化钠或氧化钾)过多，且粗骨料中含有活性成过多，且粗骨料中含有活性成分（活性氧化硅或活性氧化铝）分（活性氧化硅或活性氧化铝）,二者反应生成碱二者反应生成碱硅酸凝胶硅酸凝胶,引引起体积膨胀起体积膨胀,使混凝土开裂，最终破坏的现象使混凝土开裂，最终破坏的现象混凝土基础知识水泥含碱量水泥含碱量水泥含碱量水泥含碱量高高高高(0.6%) (0.6%) (0.6%) (0

75、.6%) 骨料含活性骨料含活性骨料含活性骨料含活性氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅水份水份水份水份碱骨料反应的条件碱骨料反应的条件图图 4.5.10 碱骨料反应条件示意图碱骨料反应条件示意图BackBack混凝土基础知识u合理选择水泥品种合理选择水泥品种u控制最大水灰比和最少水泥用量控制最大水灰比和最少水泥用量u选择合适的骨料选择合适的骨料u选择合适的掺合料和外加剂选择合适的掺合料和外加剂u保证施工质量保证施工质量提高混凝土耐久性的措施提高混凝土耐久性的措施BackBack混凝土基础知识什么是配合比什么是配合比任务任务基本要求基本要求原理原理方法和步方法和步骤初步初步计算配合比算配合比确定基准配合比确

76、定基准配合比实验室配合比室配合比施工配合比施工配合比4.6 混凝土配合比混凝土配合比设计BackBack混凝土基础知识什么是配合比？什么是配合比？l配合比表示配合比表示混凝土中各组成材料用量之间的比例关系混凝土中各组成材料用量之间的比例关系l表示方法表示方法用用1m混凝土中各种材料的重量表示混凝土中各种材料的重量表示 C S G W (Kg/m) 300 720 1200 180 用各种材料的重量比例表示用各种材料的重量比例表示(水泥用量为水泥用量为1) C:S:G=1:2.4:4.0 W/C=0.6如果掺外加剂，其用量以水泥重量的百分数表示。如果掺外加剂，其用量以水泥重量的百分数表示。Bac

77、kBack混凝土基础知识混凝土配合比设计的任务混凝土配合比设计的任务u根据以下因素合理选根据以下因素合理选根据以下因素合理选根据以下因素合理选择原材料择原材料择原材料择原材料uu技术性质技术性质技术性质技术性质uu结构要求结构要求结构要求结构要求 uu施工条件施工条件施工条件施工条件u确定出满足工程所要确定出满足工程所要确定出满足工程所要确定出满足工程所要求的技术经济指标求的技术经济指标求的技术经济指标求的技术经济指标u确定材料的用量确定材料的用量确定材料的用量确定材料的用量BackBack任务任务选择选择选择选择原材料原材料原材料原材料确定确定确定确定指标指标指标指标确定确定确定确定配合比配

78、合比配合比配合比混凝土基础知识配合比设计基本要求配合比设计基本要求u强度强度符合结构设符合结构设计的要求计的要求u和易性和易性符合施工符合施工条件的要求条件的要求u耐久性耐久性符合工程符合工程环境的要求环境的要求u经济合理经济合理BackBack强度强度强度强度耐久性耐久性耐久性耐久性经济合理经济合理经济合理经济合理和易性和易性和易性和易性配合比设计配合比设计配合比设计配合比设计混凝土基础知识混凝土配合比设计的原理混凝土配合比设计的原理混凝土性能变化规律混凝土性能变化规律混凝土性能变化规律混凝土性能变化规律W/CW/CSpSpWW0 0WWC CS SGGBackBack混凝土配合比设计的基本

79、原理是建立在混凝土性混凝土配合比设计的基本原理是建立在混凝土性能变化规律的基础。普通混凝土配合比由四个基能变化规律的基础。普通混凝土配合比由四个基本变量本变量:C:C、W W、S S、G G混凝土基础知识方法和步方法和步骤BackBack初步计算配合比初步计算配合比确定实验室配合比确定实验室配合比确定基准配合比确定基准配合比确定施工配合比确定施工配合比混凝土基础知识(一)初步计算配合比确定混凝土的试配强度p依依照照普普通通混混凝凝土土配配合合比比设设计计规规范范 (JGJ55-(JGJ55-2000)2000)p混凝土的混凝土的试试配配强强度由下式度由下式计计算算: :ufcu，0混凝土的混凝

80、土的试配配强强度度,MPa;ufcu，k 设计要求的混凝土立方体抗要求的混凝土立方体抗压强强度度标准准值u 混凝土混凝土强强度离散程度度离散程度.BackBack混凝土基础知识如何得到 值有统计资料时有统计资料时, ,可参考下式计算可参考下式计算无统计资料时,可参考下表选择。混凝土混凝土强强度等度等级级低于低于 C20C20C20C20C35C35高于高于 C35C35 4.04.05.05.06.06.0表 4.6.1 值的选择混凝土基础知识 确定水灰比u根据根据强强度度计算算 c=1.13混凝土基础知识确定水灰比u依据耐久性核对依据耐久性核对为了保证混凝土的耐久性，W/C不得大于满足耐久性

81、要求的最大W/C (表4.6.2)；否则取规范中规定的最大值。混凝土基础知识环境条件 结构类别 最大水灰比 最小水泥用量（Kg） 素混凝土 钢筋混凝土 预应力混凝土 素混凝土 钢筋混凝土 预应力混凝土 干燥环境正常的居住或办工房屋内 不作规定 0.65 0.60 200 260 300 潮湿环境无冻害高湿度的屋内 室外部位 在非侵蚀性土和（或）水中的部件 0.70 0.60 0.60 225 280 300 有冻害经受冻害的室外部件在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件 高湿度且经受冻害中的室内部件 0.55 0.55 0.55 250 280 300 有冻害和除冰剂的潮湿环境 经受冻害和除

82、冰剂作用的室内和室外部件 0.50 0.50 0.50 300 300 300 表表 4.6.2 最大水灰比和最小水泥用量最大水灰比和最小水泥用量 混凝土基础知识表表 4.6.3 4.6.3 干硬性和塑性混凝土的用水量干硬性和塑性混凝土的用水量 确定确定单位用水量位用水量根据坍落度、粗骨料的种类和最大粒径，参考根据坍落度、粗骨料的种类和最大粒径，参考根据坍落度、粗骨料的种类和最大粒径，参考根据坍落度、粗骨料的种类和最大粒径，参考表表表表4.6.34.6.34.6.34.6.3确定用水量。确定用水量。确定用水量。确定用水量。拌合物稠度拌合物稠度拌合物稠度拌合物稠度卵石最大粒径卵石最大粒径卵石最大

83、粒径卵石最大粒径(mm) (mm) 碎石的最大粒径（碎石的最大粒径（碎石的最大粒径（碎石的最大粒径（mmmm）项目项目项目项目指指指指标标101020204040161620204040维勃稠维勃稠维勃稠维勃稠度度度度 （S S）15152020101015155 51010175175180180185185160160165165170170145145150150155155180180185185190190170170175175180180155155160160165165坍落度坍落度坍落度坍落度（mmmm）101030303030505050507070707090901901

84、90200200210210215215170170180180190190195195150150160160170170175175200200210210220220230230185185195195205205215215165165175175185185195195混凝土基础知识u当材料确定时，在一定的水灰比范围内，达当材料确定时，在一定的水灰比范围内，达到一定的流动性要求，拌和用水量基本是一到一定的流动性要求，拌和用水量基本是一定的。定的。u相同的用水量形成相同流动性的情况下，不相同的用水量形成相同流动性的情况下，不同的水灰比将产生不同的混凝土强度。同的水灰比将产生不同的混凝土

85、强度。u根据该原理，可以选择满足一定根据该原理，可以选择满足一定坍落度要求坍落度要求的混凝土拌合用水量的混凝土拌合用水量固定用水量原理固定用水量原理混凝土基础知识确定确定单位水泥用量位水泥用量水泥的用量由下式来计算：此外，为了满足耐久性的要求，计算出的单位水泥用量不应低于表4.6.2中所规定的最小水泥用量。混凝土基础知识选择合理的砂率 Sp.u 计算法计算法uu查表法查表法 在表在表 4.6.4 中，选择中，选择Sp值。值。uu试验法试验法通过坍落度的试验选择通过坍落度的试验选择 Sp混凝土基础知识 W/C W/C 碎石最大粒径（mm）卵石最大粒径（mm）16 16 20 20 40 40 1

86、0 10 20 20 40 40 0.400.400.500.500.600.600.70 0.70 303035353333383836364141393944 44 292934343232373735354040383843 43 272732323030353533333838363641 41 262632323030353533333838363641 41 252531312929343432323737353540 40 242430302828333331313636343439 39 表表 4.6.4 选择选择 Sp(%)混凝土基础知识u两种方法计算砂和石的用量：u绝对体体

87、积法法u假定表假定表观密度法密度法计算砂(S0)及石(G0)的用量混凝土基础知识计算砂计算砂(S0)及石及石(G0)的用量的用量C C0 0、S S0 0、G G0 0、W W0 0混凝土组分的单位用量；混凝土组分的单位用量； 0s0s, , 0g0g砂和石的表观密度砂和石的表观密度( (近似密度近似密度) ) ； 混凝土的含气量、不使用外加剂时为混凝土的含气量、不使用外加剂时为1 1。绝对体积法：绝对体积法：绝对体积法：绝对体积法：假设混凝土的组成材料的体积总和为假设混凝土的组成材料的体积总和为1。混凝土基础知识计算砂(S0)及石(G0)的用量u假假定定表表观密密度度法法：假假定定混混凝凝土

88、土的的表表观密密度度为常数常数（普通混凝土为（普通混凝土为 2000200024002400） u当当C C0 0, S, S0 0, G, G0 0, W, W0 0 按照上述的步骤确定后（我们称之为初步按照上述的步骤确定后（我们称之为初步配合比），仍然需要进一步的工作确定混凝土最终的配比。配合比），仍然需要进一步的工作确定混凝土最终的配比。u首先，按照初步配合比配制混凝土，评估其可行性。首先，按照初步配合比配制混凝土，评估其可行性。u按照下表调整配合比按照下表调整配合比BackBack混凝土基础知识( (二二) )基准配合比基准配合比概念：初步计算配合比经和易性试拌调整所得到概念：初步计算

89、配合比经和易性试拌调整所得到的配合比称为基准配合比。的配合比称为基准配合比。调整和易性的步骤和方法调整和易性的步骤和方法l坍落度坍落度试验按初步配合比称料，拌匀并按初步配合比称料，拌匀并测坍坍落度，同落度，同时观察粘聚性和保水性。察粘聚性和保水性。l和易性和易性调整：整：见表表4.6.54.6.5l坍落度满足要求后，测出试拌调整后的实际表坍落度满足要求后，测出试拌调整后的实际表观密度观密度 ，供确定试验室配合比使用。，供确定试验室配合比使用。确定基准配合比确定基准配合比lC C拌拌=C=Co o+C S+C S拌拌=S=So o+S +S lG G拌拌=G=Go o+G W+G W拌拌=W=W

90、o o+W+WBackBack混凝土基础知识低坍落度低坍落度高坍落度高坍落度保持保持W/CW/C不变，不变，提高水泥浆用量提高水泥浆用量保持保持SpSp不变不变提高骨料的用量提高骨料的用量如何调整和易性如何调整和易性坍落度坍落度 现象象 调整整大大 薄薄; ; 易流淌易流淌保持保持SpSp，提高提高 S S 和和 G G 小小稠；稠； easy to isolateeasy to isolate 保持保持 w/cw/c, , 提高提高 C C 和和 W W 表表4.6.5 调整混凝土和易性调整混凝土和易性混凝土基础知识( (三三) )试验室配合比试验室配合比 u基准配合比经强度检验调整所得到的

91、配合比基准配合比经强度检验调整所得到的配合比称为试验室配合比。称为试验室配合比。u采用三组不同的配合比同时进行强度检验：采用三组不同的配合比同时进行强度检验： Group 1: W/C基准 W Sp Group 2: W/C基准+0.05WSp Group 3: W/C基准-0.05 W Sp BackBack混凝土基础知识u两种两种选择方法：方法：u选择强强度度满足要求，且水泥用量最少的配合足要求，且水泥用量最少的配合比：比：u作作图或或计算：由三算：由三组配合比作出配合比作出f-C/W图，求，求出与出与Rh对应的的C/W，即，即为所求的配合比。所求的配合比。( (三三) )试验室配合比试验

92、室配合比 C/WC/WC /C / WW混凝土基础知识混凝土基础知识( (三三) )试验室配合比室配合比u显然，在实验室中配制显然，在实验室中配制1m1m3 3混凝土并不实用。混凝土并不实用。所以，配合比仍然需要根据下式进行表观密所以，配合比仍然需要根据下式进行表观密度校正。度校正。uoh roh r 混凝土拌合物的混凝土拌合物的测试密度密度uoh coh c 混凝土拌合物的混凝土拌合物的计算密度算密度. . IfIf oh r oh r - -oh coh c 2%2%oh coh c, , 不需要校正，上述方法确定的配合比即为试验室配合比；不需要校正，上述方法确定的配合比即为试验室配合比；

93、If If oh r oh r - -oh coh c 2%2%oh coh c, , 各材料用量均乘以各材料用量均乘以，换算算为1m1m3 3混凝土各材料用量。混凝土各材料用量。混凝土基础知识( (四四) ) 施工配合比施工配合比 u 考虑到砂和石中的含水量， 实验室配合比应根据下式换算成施工配合比：uC=CuS=S（1+a%）uG=G（1+b%）uW=W-Sa%-Gb%C, S, G, W施工配合比中的各组分含量C, S, G, W 实验室配合比中的各组分含量a, b砂和石的含水量 BackBack混凝土基础知识4.7新型混凝土新型混凝土4.7.1混凝土第六组分混凝土第六组分4.7.2高强

94、混凝土高强混凝土(HSC)4.7.3高性能混凝土高性能混凝土(HPC)4.7.4泵送混凝土泵送混凝土4.7.5水下不分散混凝土水下不分散混凝土(NDC)4.7.6耐海水混凝土耐海水混凝土4.7.7绿色混凝土绿色混凝土BackBack混凝土基础知识4.7.1混凝土第六组分混凝土第六组分u概述u改性型第六组分u功能型第六组分u智能型第六组分BackBack混凝土基础知识u混混凝凝土土第第六六组组分分是是指指除除水水泥泥、水水、砂砂、石石及及化化学学外外加加剂剂之之外外的的，用用于于改改善善混混凝凝土土性性能能或或增增加加其其功功能能或或赋赋予予其其智智能能的的成成分。分。u按其特性可分为三大类。按

95、其特性可分为三大类。uu改性型改性型改性型改性型uu功能型功能型功能型功能型uu智能型智能型智能型智能型概述概述BackBack混凝土基础知识改性型第六组分改性型第六组分u改性型第六组分主要作用是显著改善混改性型第六组分主要作用是显著改善混凝土物理力学性能凝土物理力学性能u主要有主要有u矿物外加剂矿物外加剂u聚合物聚合物u各类纤维各类纤维混凝土基础知识矿物外加剂矿物外加剂u矿物外加剂是在混凝土搅拌过程中加入的、具矿物外加剂是在混凝土搅拌过程中加入的、具有一定细度和活性的用于改善混凝土拌合物和有一定细度和活性的用于改善混凝土拌合物和硬化混凝土性能硬化混凝土性能(特别是混凝土耐久性特别是混凝土耐久

96、性)的某些的某些矿物产品。矿物产品。u矿物外加剂主要品种有矿物外加剂主要品种有u硅灰硅灰u磨细粉煤灰磨细粉煤灰u矿渣微粉矿渣微粉u沸石粉等沸石粉等改性型第六组分改性型第六组分混凝土基础知识聚合物聚合物u聚合物水泥混凝土和砂浆的性能主要是受聚合物水泥混凝土和砂浆的性能主要是受聚合物的种类、掺量的影响。聚合物的种类、掺量的影响。纤维纤维u在传统混凝土中掺入碳纤维、钢纤维、有在传统混凝土中掺入碳纤维、钢纤维、有机纤维等纤维，可提高混凝土的抗拉、韧机纤维等纤维，可提高混凝土的抗拉、韧性、抗裂、抗疲劳等性能。性、抗裂、抗疲劳等性能。.改性型第六组分改性型第六组分混凝土基础知识图图4.7.1纤维增强水泥基

97、复合材料受弯时典型的荷载纤维增强水泥基复合材料受弯时典型的荷载挠度曲线挠度曲线BackBack混凝土基础知识功能型第六组分功能型第六组分u功能型第六组分可赋予混凝土特殊功能，如uu防辐射防辐射uu防静电防静电uu补偿收缩水补偿收缩水uu耐磨耐磨uu保温隔热等保温隔热等u这类第六组分主要用于配制功能混凝土。混凝土基础知识导电混凝土导电混凝土 u导导电电混混凝凝土土的的导导电电组组分分的的掺掺量量存存在在一一个个临临界界值值，当当导导电电组组分分的的掺掺量量超超过过该该临临界界值值时时，复复合合材材料料的的电电导导率率急急剧剧增增加，如图加，如图4.7.2所示。所示。功能型第六组分功能型第六组分图

98、图4.7.2水泥基导电复合材料的水泥基导电复合材料的导电率与碳纤维掺量的关系导电率与碳纤维掺量的关系BackBack混凝土基础知识智能型第六组分智能型第六组分 uu智能型混凝土包括智能型混凝土包括智能型混凝土包括智能型混凝土包括uu交通导航混凝土交通导航混凝土交通导航混凝土交通导航混凝土uu损伤自诊断混凝土损伤自诊断混凝土损伤自诊断混凝土损伤自诊断混凝土uu调湿混凝土调湿混凝土调湿混凝土调湿混凝土uu温度自监控混凝土温度自监控混凝土温度自监控混凝土温度自监控混凝土uu温度自监控混凝土温度自监控混凝土温度自监控混凝土温度自监控混凝土uu在最高温度为在最高温度为在最高温度为在最高温度为7070、最

99、大温差为、最大温差为、最大温差为、最大温差为l5l5的范围内，温的范围内，温的范围内，温的范围内，温差电动势与温差之间具有良好稳定的线性关系，如差电动势与温差之间具有良好稳定的线性关系，如差电动势与温差之间具有良好稳定的线性关系，如差电动势与温差之间具有良好稳定的线性关系，如图图图图4.7.34.7.3所示。所示。所示。所示。uu随养护龄期延长，温差电动势率趋于稳定，如图随养护龄期延长，温差电动势率趋于稳定，如图随养护龄期延长，温差电动势率趋于稳定，如图随养护龄期延长，温差电动势率趋于稳定，如图4.7.44.7.4所示。所示。所示。所示。BackBack混凝土基础知识图图4.7.3水泥基复合材

100、料温差电动势与温差的关系水泥基复合材料温差电动势与温差的关系混凝土基础知识图图 4.7.4 养护龄期对热电效应的影响养护龄期对热电效应的影响混凝土基础知识仿生自愈合混凝土图图4.7.5仿生自愈合水泥基复合材料自愈合机理示意图仿生自愈合水泥基复合材料自愈合机理示意图BackBack混凝土基础知识4.7.2高强混凝土 (HSC)u简介简介u原材料选择原材料选择uu水泥水泥水泥水泥uu优质骨料优质骨料优质骨料优质骨料 uu高效减水剂高效减水剂高效减水剂高效减水剂u决定混凝土强度的决定混凝土强度的主要因素主要因素BackBack混凝土基础知识简介简介uu在我国，在我国，在我国，在我国，HSCHSC应被

101、认为是强度等级不低于应被认为是强度等级不低于应被认为是强度等级不低于应被认为是强度等级不低于C60C60的混凝土。的混凝土。的混凝土。的混凝土。uu它是采用以下方法制取的混凝土它是采用以下方法制取的混凝土它是采用以下方法制取的混凝土它是采用以下方法制取的混凝土uu优质骨料优质骨料优质骨料优质骨料uu等级不低于等级不低于等级不低于等级不低于42.542.5级的水泥级的水泥级的水泥级的水泥uu较低的水灰比较低的水灰比较低的水灰比较低的水灰比uu在强烈振动密实作用下。在强烈振动密实作用下。在强烈振动密实作用下。在强烈振动密实作用下。uu高效减水剂的使用，为配制高强度大流动性混凝土创造了高效减水剂的使

102、用，为配制高强度大流动性混凝土创造了高效减水剂的使用，为配制高强度大流动性混凝土创造了高效减水剂的使用，为配制高强度大流动性混凝土创造了条件。条件。条件。条件。uuHSCHSC的分类见表的分类见表的分类见表的分类见表4.7.14.7.1BackBack混凝土基础知识表表4.7.1高强混凝土的类型高强混凝土的类型类型类型W/C Fc28，MPa 说明说明 大流动性大流动性高强混凝土高强混凝土0.250.4040.070.0150200mm坍落度坍落度，水泥用量大，水泥用量大正常稠度正常稠度高强混凝土高强混凝土0.350.4545.080.050100mm坍落度，坍落度，水泥用量大水泥用量大无坍落

103、度无坍落度高强混凝土高强混凝土0.300.4045.080.0小于小于 25mm坍落度坍落度，水泥用量正常水泥用量正常低水灰比低水灰比高强混凝土高强混凝土0.200.35100.0170.0采用外加剂采用外加剂压实高强混凝土压实高强混凝土0.050.30 70.0240.0 加压加压70.0MPa以上以上混凝土基础知识胶凝材料胶凝材料u水泥品质水泥品质u品种与等级品种与等级u水泥的矿物组成和细度水泥的矿物组成和细度u水泥用量水泥用量高强混凝土原材料选择高强混凝土原材料选择BackBack混凝土基础知识水泥的品种和等级水泥的品种和等级u配制高强混凝土，没有必要采用快硬水配制高强混凝土，没有必要采

104、用快硬水泥泥。u一般，常用这样品种的水泥，因为这些一般，常用这样品种的水泥，因为这些水泥可以获得较高的最终强度水泥可以获得较高的最终强度。u如：如：uu等级较高的硅酸盐水泥等级较高的硅酸盐水泥uu普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥uu矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥uu火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥混凝土基础知识u过去，配制高强混凝土是比较困难的，所过去，配制高强混凝土是比较困难的，所选水泥的等级往往是混凝土对应强度等级选水泥的等级往往是混凝土对应强度等级的的0.9 1.5倍。倍。 u也就是说，水泥的等级一般应高于相应混也就是说，水泥的等级一般应高于相应混凝土的强度等级，有时可以略低于混凝土凝土的

105、强度等级，有时可以略低于混凝土的强度等级。的强度等级。 u在我国，现阶段，随着材料性质及工艺方在我国，现阶段，随着材料性质及工艺方法的改进，尤其是外加剂的广泛应用，配法的改进，尤其是外加剂的广泛应用，配制高强混凝土也就更加容易。制高强混凝土也就更加容易。 水泥的品种和等级水泥的品种和等级混凝土基础知识水泥的矿物组成和细度水泥的矿物组成和细度 u 水泥的细度能影响混凝土的强度水泥的细度能影响混凝土的强度 (Fig.4.7.6). u因此，要求水泥具有较高的因此，要求水泥具有较高的C3S含量和一定含量和一定的细度的细度(表面积表面积35004000cm2g) 特性。特性。 u因此，水泥在使用前，如

106、果再经过两次振因此，水泥在使用前，如果再经过两次振动磨细后，则可大大提高其强度。动磨细后，则可大大提高其强度。 u磨得愈细，比表面积愈大，水化反应更充磨得愈细，比表面积愈大，水化反应更充分，强度愈高。分，强度愈高。 混凝土基础知识u硅酸三钙硅酸三钙(C3S)含量和细含量和细度虽然是影响水泥强度度虽然是影响水泥强度的重要因素，但这二者的重要因素，但这二者并非是唯一的决定因素。并非是唯一的决定因素。u应通过试验确定合适的应通过试验确定合适的水泥。如果不说水泥均水泥。如果不说水泥均匀性比强度更为重要，匀性比强度更为重要，至少均匀性也与潜在强至少均匀性也与潜在强度的获得具有同样的重度的获得具有同样的重

107、要性。要性。水泥的矿物组成和细度水泥的矿物组成和细度图图 4.7.6 水泥细度对混凝土强度的影响水泥细度对混凝土强度的影响混凝土基础知识水泥用量水泥用量 u生产高强混凝土，胶凝物质的数量是至关生产高强混凝土，胶凝物质的数量是至关重要的。它直接影响到水泥石与界面的粘重要的。它直接影响到水泥石与界面的粘结力。结力。u从施工要求讲，也应具有一定的工作度。从施工要求讲，也应具有一定的工作度。为了增加砂浆中胶凝材料的比例，水泥用为了增加砂浆中胶凝材料的比例，水泥用量要高，一般在量要高，一般在500700kg/m3范围内。范围内。 u但是，水泥用量不宜超过这个范围，否则，但是，水泥用量不宜超过这个范围，否

108、则，易引起水化期间散热太慢或收缩量过大等易引起水化期间散热太慢或收缩量过大等问题。问题。 混凝土基础知识u只要技术上可行，就应减少水泥用量，最只要技术上可行，就应减少水泥用量，最好是掺加一部分高质量的粉煤灰或其他粉好是掺加一部分高质量的粉煤灰或其他粉状硅质材料，把水化放热和干缩负作用减状硅质材料，把水化放热和干缩负作用减少到最低限度。少到最低限度。u经验表明，应通过对各种水泥进行试配，经验表明，应通过对各种水泥进行试配，来确定制备高强混凝土所用水泥的种类和来确定制备高强混凝土所用水泥的种类和数量。在满足既定抗压强度的前提下，经数量。在满足既定抗压强度的前提下，经济适用，是选择水泥的依据。为了使

109、水泥济适用，是选择水泥的依据。为了使水泥用量最小，要求骨料有最佳级配并在拌用量最小，要求骨料有最佳级配并在拌制过程中保持均匀。制过程中保持均匀。水泥用量水泥用量BackBack混凝土基础知识优质骨料优质骨料u细骨料细骨料u混凝土混合物含砂量较大，如果使用混凝土混合物含砂量较大，如果使用中砂或粗砂，可以避免混凝土过于干中砂或粗砂，可以避免混凝土过于干硬。通常，宜用细度模数约为硬。通常，宜用细度模数约为3.03.0的砂，的砂，并尽可能降低含砂率。混凝土拌合物并尽可能降低含砂率。混凝土拌合物也不应太干硬也不应太干硬 。u细骨料的级配要符合要求。在高强混细骨料的级配要符合要求。在高强混凝土组成中，细骨

110、料所占比例同样要凝土组成中，细骨料所占比例同样要比普通强度混凝土所用的量要少些。比普通强度混凝土所用的量要少些。砂的化学成分含量以采用洁净的石英砂的化学成分含量以采用洁净的石英质河砂为佳。质河砂为佳。 混凝土基础知识优质骨料优质骨料u粗骨料粗骨料uu粗骨料对混凝土强度的影响主要取决于：粗骨料对混凝土强度的影响主要取决于：水泥浆及水泥砂浆与骨料粘结力、骨料水泥浆及水泥砂浆与骨料粘结力、骨料的弹性性质、混凝土混合物中水上升时的弹性性质、混凝土混合物中水上升时在骨料下方形成的在骨料下方形成的“内分层内分层”状况、骨状况、骨料周围的应力集中程度等。对高强混凝料周围的应力集中程度等。对高强混凝土来说，粗

111、骨料的重要优选特性是抗压土来说，粗骨料的重要优选特性是抗压强度、表面特征及最大粒径等。强度、表面特征及最大粒径等。BackBack混凝土基础知识高效减水剂高效减水剂u将高等级水泥与高效能减水剂结合使用，可制得高强混凝土。BackBack混凝土基础知识决定混凝土强度的主要因素决定混凝土强度的主要因素u水泥浆体水泥浆体uu配制高强混凝土应采用的工艺是：用配制高强混凝土应采用的工艺是：用高等级水泥，提高水泥用量，并用新高等级水泥，提高水泥用量，并用新型高效减水剂，同时辅以强烈振捣，型高效减水剂，同时辅以强烈振捣，使之密实。使之密实。u骨料骨料uu配制高强混凝土时，应选择高强、致配制高强混凝土时，应选

112、择高强、致密、表面粗糙、级配良好、质量符合密、表面粗糙、级配良好、质量符合要求的骨料，并且骨料要有坚固的抗要求的骨料，并且骨料要有坚固的抗压能力，细骨料用量相对较少。压能力，细骨料用量相对较少。混凝土基础知识决定混凝土强度的主要因素决定混凝土强度的主要因素u水泥浆骨料粘结水泥浆骨料粘结u碎石能使粘结较好，从而碎石能使粘结较好，从而使混凝土有较好的强度，使混凝土有较好的强度，如图如图 4.7.7所示。所示。u同样，碎石的表面积与体同样，碎石的表面积与体积之比，较圆形砾石的积之比，较圆形砾石的要大要大 。u因此，应特别注意保证碎因此，应特别注意保证碎石骨料表面之清洁。石骨料表面之清洁。 表表表表

113、4.7.74.7.7相同级配的粗骨料对混凝土强度的影响相同级配的粗骨料对混凝土强度的影响相同级配的粗骨料对混凝土强度的影响相同级配的粗骨料对混凝土强度的影响BackBack混凝土基础知识4.7.3 高性能混凝土高性能混凝土 (HPC)u概述u特点 u技术途径u配比 u性能对比u应用BackBack混凝土基础知识概概述述u高性能混凝土是指采用优质材料，严格施高性能混凝土是指采用优质材料，严格施工工艺，便于浇捣、不离析，体积稳定，工工艺，便于浇捣、不离析，体积稳定，力学性能稳定所制备的混凝土。力学性能稳定所制备的混凝土。u符合特殊综合性能与均匀性要求符合特殊综合性能与均匀性要求，不能用，不能用常规

114、材料和工艺获得，常规材料和工艺获得，1990年年ACI国际会国际会议首次提出。议首次提出。u它具有早强高，韧性，匀质，耐久等特点。它具有早强高，韧性，匀质，耐久等特点。u适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境。境。 BackBack混凝土基础知识特特 点点u高性能混凝土是一种新型混凝土，具有优良的和高性能混凝土是一种新型混凝土，具有优良的和高性能混凝土是一种新型混凝土，具有优良的和高性能混凝土是一种新型混凝土，具有优良的和易性，高强和耐久性。易性，高强和耐久性。易性，高强和耐久性。易性，高强和耐久性。u其主要特征如下图所示：其主要特征如下图所示：其主要特征如

115、下图所示：其主要特征如下图所示：混凝土拌合物具有流态性、自密性、不振动或混凝土拌合物具有流态性、自密性、不振动或混凝土拌合物具有流态性、自密性、不振动或混凝土拌合物具有流态性、自密性、不振动或稍加振动即能保证成型混凝土均匀密实稍加振动即能保证成型混凝土均匀密实稍加振动即能保证成型混凝土均匀密实稍加振动即能保证成型混凝土均匀密实 混凝土拌合物具有良好的粘聚性、保水性和可混凝土拌合物具有良好的粘聚性、保水性和可混凝土拌合物具有良好的粘聚性、保水性和可混凝土拌合物具有良好的粘聚性、保水性和可塑性，水下不分散、不离析、稳定性好、可泵塑性，水下不分散、不离析、稳定性好、可泵塑性，水下不分散、不离析、稳定

116、性好、可泵塑性，水下不分散、不离析、稳定性好、可泵性强。性强。性强。性强。 在混凝土凝结硬化过程中水化热低，利于大体在混凝土凝结硬化过程中水化热低，利于大体在混凝土凝结硬化过程中水化热低，利于大体在混凝土凝结硬化过程中水化热低，利于大体积混凝土浇筑。混凝土硬化后体积稳定，收缩积混凝土浇筑。混凝土硬化后体积稳定，收缩积混凝土浇筑。混凝土硬化后体积稳定，收缩积混凝土浇筑。混凝土硬化后体积稳定，收缩变形小，故混凝土内部微裂纹等缺陷少，结构变形小，故混凝土内部微裂纹等缺陷少，结构变形小，故混凝土内部微裂纹等缺陷少，结构变形小，故混凝土内部微裂纹等缺陷少，结构均匀。均匀。均匀。均匀。 混凝土的密实度高，

117、抵抗水、侵蚀性液体及氯混凝土的密实度高，抵抗水、侵蚀性液体及氯混凝土的密实度高，抵抗水、侵蚀性液体及氯混凝土的密实度高，抵抗水、侵蚀性液体及氯离子等渗透的能力强，对混凝土内钢筋有很强离子等渗透的能力强，对混凝土内钢筋有很强离子等渗透的能力强，对混凝土内钢筋有很强离子等渗透的能力强，对混凝土内钢筋有很强的保护能力。的保护能力。的保护能力。的保护能力。 混凝土基础知识u混凝土中所含易被硫酸盐、镁盐等物质腐蚀的氢氧化钙、水化硫酸钙的量少，保证混凝土具有极强的耐海水腐蚀能力。 u混凝土的抗渗性能极高，并且具有一定的空气含量，空气泡分布均匀、密实，以此混凝土具有极高的抗冻融性和抗风化性，故非常适宜浇筑浪

118、溅区 混凝土结构。 u混凝土强度较高，混凝土内部凝胶的含量较普通混凝土为少，故用于预应力混凝土。 特特 性性BackBack混凝土基础知识技技术术途途径径u正确选材正确选材 中热水泥、中热水泥、MDF、DSP ；超细矿物掺；超细矿物掺合料；高效减水剂；合料；高效减水剂；Dmax15mmu合理参数合理参数 W/ C0.4, W200 ;早期养护早期养护 BackBack混凝土基础知识表 4.7.2 配比主要项目主要项目C30 C30 普通混凝普通混凝土土 C50 C50 泵送混凝泵送混凝土土 C60 C60 泵送混凝土泵送混凝土 C70C70泵送混凝土泵送混凝土 水泥用量（水泥用量（Kg/cmK

119、g/cm3 3） 4604603573573573574004001 1级粉煤灰用量级粉煤灰用量（Kg/cm3Kg/cm3） / /636363637070NSF-ANSF-A硅粉硅粉/ /5063506376887688103112103112水泥水泥 + + 粉煤灰粉煤灰 + + NSF-A NSF-A 硅粉硅粉 460460474474502502578578用水量用水量 (Kg/cm(Kg/cm3 3) ) 2002001141181141189810298102114118114118坍落度（坍落度（cmcm） 202202202202202202202202含气量（）含气量（） /

120、 /2.62.62.42.42.12.128d28d抗压强度抗压强度（MPaMPa） 3939585869697979BackBack混凝土基础知识性性能能u 性能对比 (Tab.4.7.3)u 干缩 (Tab.4.7.4)u坍落度经时变化 (Tab.4.7.5)混凝土基础知识表表4.7.3性能对比性能对比 主要性能主要性能主要性能主要性能C30 OPCC30 OPCC50 HPCC50 HPCC60 HPCC60 HPC抗压强度抗压强度抗压强度抗压强度 (MPa) (MPa) 393958586969抗折强度抗折强度抗折强度抗折强度 (MPa) (MPa) 5.15.17 75.45.4轴拉

121、强度轴拉强度轴拉强度轴拉强度 (MPa)(MPa)3.13.14.74.75.25.2抗压弹模抗压弹模抗压弹模抗压弹模 (GPa) (GPa) 27.827.834.334.335.935.9抗冲磨失率抗冲磨失率抗冲磨失率抗冲磨失率(%)(%)7.17.13.23.22.52.5混凝土基础知识 表表4.7.4 干缩干缩 混凝土类型 干缩率 (10-6) 2d7d14d28d60d90dC30109200286431577621C50109172239345433475C6055622163124121442C7096170232326430466混凝土基础知识Tab.4.7.5 坍落度的经时变

122、化坍落度的经时变化 坍落度损失C50C60C70开始2320.721.41 hour2320.5172 hours20.420152.5 hours19.82014BackBack混凝土基础知识应应 用用在国外：在国外：u德国现行的混凝土结构设计规范达德国现行的混凝土结构设计规范达C110u挪威规范挪威规范C105级，级，8590MPa的的HPC广广泛用于道路工程泛用于道路工程u丹麦的大贝尔特工程大型隧道与桥梁丹麦的大贝尔特工程大型隧道与桥梁连接结构连接结构规定的设计使用寿命为规定的设计使用寿命为100年年塔架、预制梁和预制砌块都采用塔架、预制梁和预制砌块都采用HPC u日本日本u超高强高性能

123、混凝土建造高层住宅超高强高性能混凝土建造高层住宅 u已研制出使用寿命在已研制出使用寿命在500年以上的超高年以上的超高耐久性混凝土耐久性混凝土 混凝土基础知识应应用用在国内：在国内：u上海金茂大厦上海金茂大厦 C60u北京西客站北京西客站C60u北京静安中心大厦北京静安中心大厦C80u辽宁物产大厦辽宁物产大厦C80u南京邮电中心南京邮电中心C60u长春国际商贸城长春国际商贸城 C55u广州虎门大桥广州虎门大桥C50u上海杨浦大桥上海杨浦大桥C50u万县长江大桥钢管混凝土万县长江大桥钢管混凝土C60BackBack混凝土基础知识4.7.4泵送混凝土泵送混凝土u概概述述u泵送混凝土原材料要求泵送混

124、凝土原材料要求u泵送混凝土配合比设计泵送混凝土配合比设计BackBack混凝土基础知识概概述述u定义：定义：将搅拌好的混凝土，采用将搅拌好的混凝土，采用将搅拌好的混凝土，采用将搅拌好的混凝土，采用混凝土输送泵沿管道输送混凝土输送泵沿管道输送混凝土输送泵沿管道输送混凝土输送泵沿管道输送和浇筑，称泵送混凝土。和浇筑，称泵送混凝土。和浇筑，称泵送混凝土。和浇筑，称泵送混凝土。u特点：特点：一次连续完成垂直和水平运输，一次连续完成垂直和水平运输，一次连续完成垂直和水平运输，一次连续完成垂直和水平运输，而且可以进行浇筑，因而生产而且可以进行浇筑，因而生产而且可以进行浇筑，因而生产而且可以进行浇筑，因而生

125、产效率高，节约劳动力。效率高，节约劳动力。效率高，节约劳动力。效率高，节约劳动力。特别适用于工地狭窄和有障碍特别适用于工地狭窄和有障碍特别适用于工地狭窄和有障碍特别适用于工地狭窄和有障碍物的施工现场以及大体积混凝物的施工现场以及大体积混凝物的施工现场以及大体积混凝物的施工现场以及大体积混凝土结构物土结构物土结构物土结构物( ( ( (如高层建筑等如高层建筑等如高层建筑等如高层建筑等) ) ) )。混凝土基础知识胶凝材料胶凝材料水泥水泥 uu水泥品种水泥品种水泥品种水泥品种 n n保水性好、泌水性小的水泥都宜用于泵送混凝土。保水性好、泌水性小的水泥都宜用于泵送混凝土。保水性好、泌水性小的水泥都宜

126、用于泵送混凝土。保水性好、泌水性小的水泥都宜用于泵送混凝土。 n n因此，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥常常被优先用作配因此，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥常常被优先用作配因此，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥常常被优先用作配因此，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥常常被优先用作配制泵送混凝土制泵送混凝土制泵送混凝土制泵送混凝土 。n n但又往往由于它的水化热较大，又不宜用于大体积混凝但又往往由于它的水化热较大，又不宜用于大体积混凝但又往往由于它的水化热较大，又不宜用于大体积混凝但又往往由于它的水化热较大，又不宜用于大体积混凝土工程。土工程。土工程。土工程。uu最小水泥用量最小水泥用量最小水泥用量最小水泥用量 n

127、n为保证混凝土的可泵性，有一最少水泥用量的限制。为保证混凝土的可泵性，有一最少水泥用量的限制。为保证混凝土的可泵性，有一最少水泥用量的限制。为保证混凝土的可泵性，有一最少水泥用量的限制。n n国外规定一般为国外规定一般为国外规定一般为国外规定一般为250250250250300kg/m300kg/m300kg/m300kg/m3 3 3 3。我国。我国。我国。我国钢筋混凝土工钢筋混凝土工钢筋混凝土工钢筋混凝土工程施工及验收规范程施工及验收规范程施工及验收规范程施工及验收规范(GBJ20483)(GBJ20483)(GBJ20483)(GBJ20483)规定泵送混凝土的最规定泵送混凝土的最规定泵

128、送混凝土的最规定泵送混凝土的最少水泥用量宜为少水泥用量宜为少水泥用量宜为少水泥用量宜为300kg/m300kg/m300kg/m300kg/m3 3 3 3。泵送混凝土原材料要求泵送混凝土原材料要求 BackBack混凝土基础知识骨骨料料粗骨料粗骨料 uu最大粒径最大粒径 n n碎石的最大粒径与输送管内径之比，宜小于或碎石的最大粒径与输送管内径之比，宜小于或碎石的最大粒径与输送管内径之比，宜小于或碎石的最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于等于等于等于1:31:31:31:3；卵石则宜小于或等于；卵石则宜小于或等于；卵石则宜小于或等于；卵石则宜小于或等于1:2.51:2.51:2.51:2.5

129、。uu颗粒级配颗粒级配颗粒级配颗粒级配 n n必要时，可作进一步的试验，把不同粒径的骨必要时，可作进一步的试验，把不同粒径的骨必要时，可作进一步的试验，把不同粒径的骨必要时，可作进一步的试验，把不同粒径的骨料加以合理掺杂，可以得到理想的级配。料加以合理掺杂，可以得到理想的级配。料加以合理掺杂，可以得到理想的级配。料加以合理掺杂，可以得到理想的级配。细骨料细骨料 uu在骨料级配中，细度模数为在骨料级配中，细度模数为在骨料级配中，细度模数为在骨料级配中，细度模数为2.32.32.32.33.23.23.23.2，粒径在，粒径在，粒径在，粒径在0.315mm0.315mm0.315mm0.315mm

130、以下的细骨料所占的比例不应小于以下的细骨料所占的比例不应小于以下的细骨料所占的比例不应小于以下的细骨料所占的比例不应小于15151515，最好能达到最好能达到最好能达到最好能达到20202020。混凝土基础知识掺合材料掺合材料粉煤灰粉煤灰u普通水泥配制的普通水泥配制的C30C30混混凝土坍落度与时间的关凝土坍落度与时间的关系系 如图如图4.7.84.7.8所示。所示。u掺粉煤灰后，坍落度可掺粉煤灰后，坍落度可提高约提高约2cm2cm、而坍落度、而坍落度损失值则基本一样。损失值则基本一样。 u粉煤灰越细，球状颗粒粉煤灰越细，球状颗粒越多，则活性越大，润越多，则活性越大，润滑作用也更好。所以，滑作

131、用也更好。所以，一般以磨细粉煤灰掺入。一般以磨细粉煤灰掺入。图图图图4.7.8 4.7.8 4.7.8 4.7.8 坍落度与时间的关系坍落度与时间的关系坍落度与时间的关系坍落度与时间的关系混凝土基础知识泵送混凝土配合比设计泵送混凝土配合比设计u配合比主要参数选择配合比主要参数选择uu水灰比的选择水灰比的选择水灰比的选择水灰比的选择uuSp Sp Sp Sp 砂率的选择砂率的选择砂率的选择砂率的选择uu坍落度的选择坍落度的选择坍落度的选择坍落度的选择BackBack1.水灰比的选择水灰比的选择u水灰比不宜低于水灰比不宜低于水灰比不宜低于水灰比不宜低于0.400.400.400.40，一般也不宜超

132、过，一般也不宜超过，一般也不宜超过，一般也不宜超过0.700.700.700.70。u选择泵送混凝土的水灰比时，除考虑可泵性要求选择泵送混凝土的水灰比时，除考虑可泵性要求选择泵送混凝土的水灰比时，除考虑可泵性要求选择泵送混凝土的水灰比时，除考虑可泵性要求外，还必须考虑结构物对混凝土的耐久性要求。外，还必须考虑结构物对混凝土的耐久性要求。外，还必须考虑结构物对混凝土的耐久性要求。外，还必须考虑结构物对混凝土的耐久性要求。混凝土基础知识2.砂率的选择砂率的选择粗骨料最大粒径粗骨料最大粒径 /mm适宜砂率范围适宜砂率范围 25 4145403943表表 4.7.6泵送混凝土适宜砂率范围泵送混凝土适宜

133、砂率范围 3.坍落度的选择坍落度的选择我国规定泵送混凝土的坍落度，宜为我国规定泵送混凝土的坍落度，宜为8-18cm8-18cm混凝土基础知识4.7.5 水下不分散混凝土水下不分散混凝土 (NDC)u概概 述述u水下不分散混凝土的原料组成水下不分散混凝土的原料组成u水下不分散混凝土的性能水下不分散混凝土的性能 BackBack混凝土基础知识概概 述述u水下不分散混凝土也称为水下不分散混凝土也称为水下浇筑混凝土。水下浇筑混凝土。 u是一种可以在水下浇筑的、是一种可以在水下浇筑的、不会像普通水泥混凝土那样不会像普通水泥混凝土那样在水的作用下集料与水泥浆在水的作用下集料与水泥浆发生分离的新型混凝土。发

134、生分离的新型混凝土。u导管法施工的装置示意图导管法施工的装置示意图图图图图4.7.9 4.7.9 4.7.9 4.7.9 导管法施工的装置示意图导管法施工的装置示意图导管法施工的装置示意图导管法施工的装置示意图 混凝土基础知识水下不分散混凝土的原料组成水下不分散混凝土的原料组成u水下不分散混凝土的主要原料有水泥、砂水下不分散混凝土的主要原料有水泥、砂石、水下不分散剂及其他一些外加剂石、水下不分散剂及其他一些外加剂( (减水减水剂剂) )等。等。u水泥水泥: :水泥强度等级一般应大于或等于水泥强度等级一般应大于或等于42.5MPa42.5MPa。u骨料骨料uu粗骨料粗骨料应优先选用卵石；粗集料的

135、级配应采用连续应优先选用卵石；粗集料的级配应采用连续应优先选用卵石；粗集料的级配应采用连续应优先选用卵石；粗集料的级配应采用连续级配。级配。级配。级配。uu细集料细集料宜选用细度模数从宜选用细度模数从宜选用细度模数从宜选用细度模数从Mx=2.6Mx=2.6Mx=2.6Mx=2.63.13.13.13.1的中砂。的中砂。的中砂。的中砂。混凝土基础知识uNDCANDCA是制备水下不分散混凝土的关键材料是制备水下不分散混凝土的关键材料uu主要成分是水溶性离子物质及具有高比主要成分是水溶性离子物质及具有高比表面积的物质表面积的物质uu主要作用是增加混凝土的黏聚性和充填主要作用是增加混凝土的黏聚性和充填

136、能力能力u填充性细颗粒材料。填充性细颗粒材料。 u其他外加剂其他外加剂uu主要有高效减水剂、早强剂等。主要有高效减水剂、早强剂等。水下不分散混凝土的原料组成水下不分散混凝土的原料组成BackBack混凝土基础知识q新拌新拌NDCNDC的性能的性能 良好的抗分散性良好的抗分散性 良好的流动性和填充性良好的流动性和填充性 有一定的缓凝特性。有一定的缓凝特性。 q硬化硬化NDCNDC的性能的性能 NDCNDC的强度的强度 l l水下不分散剂水下不分散剂(NDCA)(NDCA)的质量和的质量和掺人量必定影响掺人量必定影响NDCNDC的强度。的强度。水下不分散混凝土的性能水下不分散混凝土的性能BackB

137、ack混凝土基础知识水下不分散混凝土的性能水下不分散混凝土的性能灰水比掺入量对灰水比掺入量对NDC抗压强度的影响抗压强度的影响 如图4.7.10 和图和图4.7.11所示所示 图图图图 4.7.10 4.7.10 4.7.10 4.7.10 灰水比对灰水比对灰水比对灰水比对NDCNDCNDCNDC抗抗抗抗压强度的影响压强度的影响压强度的影响压强度的影响图图图图4.7.11 NDCA4.7.11 NDCA4.7.11 NDCA4.7.11 NDCA掺量对掺量对掺量对掺量对NDCNDCNDCNDC抗压抗压抗压抗压强度的影响强度的影响强度的影响强度的影响混凝土基础知识NDC抗冲磨及抗渗性抗冲磨及抗渗

138、性 如表如表4.7.7所示所示水下不分散混凝土的性能水下不分散混凝土的性能混凝土种类混凝土种类1.2MPa恒压下恒压下渗水情况渗水情况 水砂冲磨失重水砂冲磨失重 /g普通混凝土普通混凝土不到不到5min全透全透20679掺掺NNDC-2水下水下不分散混凝土不分散混凝土恒压恒压24h平均渗平均渗水高度水高度12.7cm60.0表表表表 4.7.7 NDC4.7.7 NDC抗冲磨及抗渗性抗冲磨及抗渗性抗冲磨及抗渗性抗冲磨及抗渗性 混凝土基础知识水下不分散混凝土的性能水下不分散混凝土的性能uNDCNDC的抗冻性的抗冻性 uu水下不分散混凝土的抗冻性一般比普通水下不分散混凝土的抗冻性一般比普通混凝土略

139、差。混凝土略差。 uNDCNDC的干缩湿胀性的干缩湿胀性uu由于由于NDCNDC的保水性好且泌水的保水性好且泌水bleedingbleeding少，少，与普通混凝土相比，陆地干缩比普通混与普通混凝土相比，陆地干缩比普通混凝土大，而水中湿胀却比普通混凝土小。凝土大，而水中湿胀却比普通混凝土小。 . .BackBack混凝土基础知识u耐海水混凝土的技术要求耐海水混凝土的技术要求 uu抗腐蚀性能抗腐蚀性能 uu抗冻性抗冻性uu海工钢筋混凝土中钢筋保护层厚度海工钢筋混凝土中钢筋保护层厚度 uu耐海水混凝土最大允许裂缝耐海水混凝土最大允许裂缝u耐海水混凝土的原料选择耐海水混凝土的原料选择 4.7.6耐海

140、水混凝土耐海水混凝土BackBack混凝土基础知识抗抗腐腐蚀蚀性性能能u抗硫酸盐腐蚀主要由配制混凝土的原料抗硫酸盐腐蚀主要由配制混凝土的原料( (水水泥和集料泥和集料) )来保证。来保证。u抗抗ClCl腐蚀腐蚀 uu耐海水混凝土的抗耐海水混凝土的抗ClCl腐蚀性能指标主腐蚀性能指标主要是通过测定要是通过测定ClCl在混凝土中的扩散系数在混凝土中的扩散系数来确定的。来确定的。BackBack混凝土基础知识抗冻性抗冻性最冷月月平最冷月月平最冷月月平最冷月月平均温度均温度均温度均温度 / 0 0 0 04 4 -4-4-8 -8 -8 -8 要求混凝土要求混凝土要求混凝土要求混凝土抗冻标号抗冻标号抗

141、冻标号抗冻标号 无要求无要求无要求无要求F250 F250 F300 F300 F350 F350 表表表表4.7.8 4.7.8 抗冻性抗冻性抗冻性抗冻性耐海水混凝土的抗冻性要求耐海水混凝土的抗冻性要求如表如表4.7.8所示所示 BackBack混凝土基础知识海工钢筋混凝土中钢筋保护层厚度海工钢筋混凝土中钢筋保护层厚度 建筑物所建筑物所建筑物所建筑物所处地区处地区处地区处地区构件所在部位构件所在部位构件所在部位构件所在部位大气区大气区大气区大气区浪溅区浪溅区浪溅区浪溅区水位变动区水位变动区水位变动区水位变动区水下区水下区水下区水下区北方北方北方北方 5050505050503030南方南方南

142、方南方 5050656550503030表表表表 4.7.94.7.94.7.94.7.9海工钢筋混凝土钢筋保护层要求的最海工钢筋混凝土钢筋保护层要求的最海工钢筋混凝土钢筋保护层要求的最海工钢筋混凝土钢筋保护层要求的最小厚度小厚度小厚度小厚度 /mm /mm /mm /mm 混凝土基础知识表表表表4.7.10 4.7.10 4.7.10 4.7.10 海水环境预应力筋的混凝土保护层最海水环境预应力筋的混凝土保护层最海水环境预应力筋的混凝土保护层最海水环境预应力筋的混凝土保护层最小厚度小厚度小厚度小厚度 /mm /mm /mm /mm 构件厚度构件厚度构件厚度构件厚度构件所在部位构件所在部位构件

143、所在部位构件所在部位 大气区大气区大气区大气区浪溅区浪溅区浪溅区浪溅区水位变动区水位变动区水位变动区水位变动区水下区水下区水下区水下区0.5m 0.5m 75759090757575750.5m 0.5m 以下两值中取较大值；（以下两值中取较大值；（以下两值中取较大值；（以下两值中取较大值；（a a）2.52.5预应力筋预应力筋预应力筋预应力筋直径（直径（直径（直径（mmmm）；（）；（）；（）；（b b）5050保护层厚度保护层厚度BackBack混凝土基础知识耐海水混凝土最大允许裂缝耐海水混凝土最大允许裂缝结构部位结构部位结构部位结构部位环境条件环境条件环境条件环境条件 海水海水海水海水

144、淡水淡水淡水淡水 水上区水上区水上区水上区 0.130.130.200.20水变区水变区水变区水变区 0.200.200.250.25水下区水下区水下区水下区 0.300.300.350.35表表表表4.7.114.7.114.7.114.7.11钢筋混凝土构件裂缝宽度最大允许值钢筋混凝土构件裂缝宽度最大允许值钢筋混凝土构件裂缝宽度最大允许值钢筋混凝土构件裂缝宽度最大允许值（JTJ268-96JTJ268-96JTJ268-96JTJ268-96） /mm/mm/mm/mmBackBack混凝土基础知识耐海水混凝土的原料选择耐海水混凝土的原料选择 u水泥水泥水泥水泥根据海水对混凝土的腐蚀，应尽

145、量选择水化产物中根据海水对混凝土的腐蚀，应尽量选择水化产物中根据海水对混凝土的腐蚀，应尽量选择水化产物中根据海水对混凝土的腐蚀，应尽量选择水化产物中Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2少，水化铝酸盐少的水泥。如果是在水位变动区，还要考少，水化铝酸盐少的水泥。如果是在水位变动区，还要考少，水化铝酸盐少的水泥。如果是在水位变动区，还要考少，水化铝酸盐少的水泥。如果是在水位变动区，还要考虑水泥石的抗冻性、耐磨性和收缩性。虑水泥石的抗冻性、耐磨性和收缩性。虑水泥石的抗冻性、耐磨性和收缩性。虑水泥石的抗冻性、耐磨性和收缩性。强度等级不应低于强度等级不应低于强度等级不应低于强度等

146、级不应低于32.5Mpa32.5Mpa32.5Mpa32.5Mpa。u集料集料集料集料 集料应质地坚硬、清洁、级配良好。集料应质地坚硬、清洁、级配良好。集料应质地坚硬、清洁、级配良好。集料应质地坚硬、清洁、级配良好。特别应注意的是，配制耐海水混凝土的粗集料中不得含有特别应注意的是，配制耐海水混凝土的粗集料中不得含有特别应注意的是，配制耐海水混凝土的粗集料中不得含有特别应注意的是，配制耐海水混凝土的粗集料中不得含有活性活性活性活性SiOSiOSiOSiO2 2 2 2，以防止碱与集料反应。，以防止碱与集料反应。，以防止碱与集料反应。，以防止碱与集料反应。JTJJTJJTJJTJ还规定，如果细集料

147、采用海砂，必须用清洁淡水进行冲还规定，如果细集料采用海砂，必须用清洁淡水进行冲还规定，如果细集料采用海砂，必须用清洁淡水进行冲还规定，如果细集料采用海砂，必须用清洁淡水进行冲洗，将砂中洗，将砂中洗，将砂中洗，将砂中NaClNaClNaClNaCl总含量冲洗到总含量冲洗到总含量冲洗到总含量冲洗到0.1%0.1%0.1%0.1%以下。以下。以下。以下。 u外加剂外加剂外加剂外加剂uu可以根据工程需要采用减水剂，早强剂和抗冻剂等外加剂。可以根据工程需要采用减水剂，早强剂和抗冻剂等外加剂。可以根据工程需要采用减水剂，早强剂和抗冻剂等外加剂。可以根据工程需要采用减水剂，早强剂和抗冻剂等外加剂。BackB

148、ack混凝土基础知识4.7.7 绿色混凝土绿色混凝土BackBack概概 述述有三种类型的绿色混凝土：有三种类型的绿色混凝土： 高性能混凝土高性能混凝土 生态混凝土生态混凝土再生混凝土再生混凝土 生态混凝土包括：生态混凝土包括：透水性混凝土透水性混凝土绿化混凝土绿化混凝土 吸声混凝土吸声混凝土 高性能混凝土在前几节高性能混凝土在前几节中已经讲述，中已经讲述， 我们将我们将重点讲述下列内容：重点讲述下列内容：绿化混凝土绿化混凝土再生混凝土再生混凝土混凝土基础知识绿化混凝土绿化混凝土u绿绿绿绿化化化化混混混混凝凝凝凝土土土土是是是是指指指指能能能能够够够够适适适适用用用用绿绿绿绿色色色色植植植植物

149、物物物生生生生长长长长、进进进进行行行行绿绿绿绿色植被的混凝土及其制品。色植被的混凝土及其制品。色植被的混凝土及其制品。色植被的混凝土及其制品。u有三种类型：有三种类型：有三种类型：有三种类型： uu孔洞型绿化混凝土块体材料孔洞型绿化混凝土块体材料孔洞型绿化混凝土块体材料孔洞型绿化混凝土块体材料 n n在块体材料的形态上设计了一定比例的孔洞，在块体材料的形态上设计了一定比例的孔洞，在块体材料的形态上设计了一定比例的孔洞，在块体材料的形态上设计了一定比例的孔洞，为绿色植被提供空间。为绿色植被提供空间。为绿色植被提供空间。为绿色植被提供空间。uu多孔连续型绿化混凝土多孔连续型绿化混凝土多孔连续型绿

150、化混凝土多孔连续型绿化混凝土n n连续型绿化混凝土以多孔混凝土作为骨架结构，连续型绿化混凝土以多孔混凝土作为骨架结构，连续型绿化混凝土以多孔混凝土作为骨架结构，连续型绿化混凝土以多孔混凝土作为骨架结构，内部存在着一定量的连续孔隙，为混凝土表面内部存在着一定量的连续孔隙，为混凝土表面内部存在着一定量的连续孔隙，为混凝土表面内部存在着一定量的连续孔隙，为混凝土表面的绿色植物提供根部生长、吸收养分的空间。的绿色植物提供根部生长、吸收养分的空间。的绿色植物提供根部生长、吸收养分的空间。的绿色植物提供根部生长、吸收养分的空间。 uu孔洞型多层结构绿化混凝土块体材料孔洞型多层结构绿化混凝土块体材料孔洞型多

151、层结构绿化混凝土块体材料孔洞型多层结构绿化混凝土块体材料n n这是种采用多孔混凝土并施加孔洞、多层板复这是种采用多孔混凝土并施加孔洞、多层板复这是种采用多孔混凝土并施加孔洞、多层板复这是种采用多孔混凝土并施加孔洞、多层板复合制成的绿化混凝土块体材料。合制成的绿化混凝土块体材料。合制成的绿化混凝土块体材料。合制成的绿化混凝土块体材料。 混凝土基础知识图图图图4.7.124.7.12绿化混凝土的结构绿化混凝土的结构绿化混凝土的结构绿化混凝土的结构 图图图图4.7.134.7.13孔洞型多层结构绿化混凝土孔洞型多层结构绿化混凝土孔洞型多层结构绿化混凝土孔洞型多层结构绿化混凝土混凝土基础知识u上层为孔

152、洞型多孔混凝土板，底层是不带上层为孔洞型多孔混凝土板，底层是不带孔洞的多孔混凝土板。孔洞的多孔混凝土板。u上层与底层复合，中间形成一定空间的培上层与底层复合，中间形成一定空间的培土层。土层。u应用在城市楼房的阳台、院墙顶部等不与应用在城市楼房的阳台、院墙顶部等不与土壤直接相连的部位，增加城市的绿化空土壤直接相连的部位，增加城市的绿化空间，美化环境。间，美化环境。孔洞型多层结构绿化混凝土孔洞型多层结构绿化混凝土混凝土基础知识再再生生混混凝凝土土u部分或全部骨料用再生骨料配制的混凝土部分或全部骨料用再生骨料配制的混凝土称称- -再生混凝土。再生混凝土。u建筑物拆除产生大量的废弃物。建筑物拆除产生大

153、量的废弃物。u占用土地，影响环境。占用土地，影响环境。 u将废弃物清洗、破碎和筛分等加工处理，将废弃物清洗、破碎和筛分等加工处理，生产混凝土的骨料再生骨料。生产混凝土的骨料再生骨料。 混凝土基础知识表表 4.7.12国外对建筑废弃物定义国外对建筑废弃物定义国家定义加拿大 施工建造废弃物：所有施工建造阶段产生的废弃物日本建设土方开挖之砂石土方，可直接再利用建设废弃物 可回收再利用：混凝土块、湿青混凝土块、建设淤泥、纸类、金属、废木料不可再利用：有害废弃物、飞散性废弃物美国所有新建、修建、改建、拆除、农地清理、公用事业维护、季节性或天灾的清理工作所产生的未受污染的固体废弃物混凝土基础知识再再生生骨

154、骨料料u制备制备: :敲碎，再用颚式破碎机破碎而成敲碎，再用颚式破碎机破碎而成颚板间距与破碎天然粗骨料时相同颚板间距与破碎天然粗骨料时相同 u特点特点: :比天然骨材比重低比天然骨材比重低 吸水率高吸水率高u标准标准: :参照天然骨料要求参照天然骨料要求(JGJ53-92(JGJ53-92）混凝土基础知识图图图图4.7.14 4.7.14 4.7.14 4.7.14 天然与再生粗骨料的级配曲线天然与再生粗骨料的级配曲线混凝土基础知识图图图图 4.7.15 4.7.15 4.7.15 4.7.15 普通混凝土与再生混凝土强度曲线普通混凝土与再生混凝土强度曲线普通混凝土与再生混凝土强度曲线普通混凝土与再生混凝土强度曲线混凝土基础知识图图图图4.7.16 4.7.16 4.7.16 4.7.16 飞灰取代水泥之再生混凝土强度曲线飞灰取代水泥之再生混凝土强度曲线飞灰取代水泥之再生混凝土强度曲线飞灰取代水泥之再生混凝土强度曲线 混凝土基础知识Chapter 4混凝土基础知识