1、第二節 混凝土拌合物的和易性1. 和易性的概念 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運輸、澆灌、搗實）并能獲致質量均勻、成型密實的性能。和易性是一項綜合的技術性質，包括有流動性、粘聚性和保水性等三方面的含義。 （1）流動性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下，能產生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。流動性的大小取決于混凝土拌合物中用水量或水泥漿含量的多少。1 （2）粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產生分層和離析的性能。粘聚性的大小主要取決于細骨料的用量以及水泥漿的稠度等。 （3）保水性是指混凝土拌合物在施工過程中，具有一定的保水能力，不致產

2、生嚴重泌水的性能。保水性差的混凝土拌合物，由于水分分泌出來會形成容易透水的孔隙，從而降低混凝土的密實性。2 2.和易性測定及評價指標 目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物和易性的測定方法。在工地和試驗室，通常是測定拌合物的流動性，并輔以直觀經驗評定粘聚性和保水性。 （）坍落度法 將混凝土拌合物按規定方法裝入標準圓錐筒中，逐層插搗并裝滿刮平后，垂直提起圓錐筒，混凝土拌合物由于自重將會向下坍落。量測坍落的高度（以毫米計），即為坍落度。坍落度越大，則混凝土拌合物的流動性越大。3 坍落度筒法：適用于坍落度不小于10mm，骨料最大粒徑不大于40mm的混凝土。坍落度45 做坍落度試驗的同時，應觀察混凝土拌

3、合物的粘聚性、保水性等情況，以更全面地評定混凝土拌合物的和易性。 保水性檢查：提起坍落度筒后，看地面上是否有較多的稀漿流淌，骨料是否因失漿而大量裸露；存在以上現象則保水性不良，反正，則保水性良好。 檢查粘聚性：用搗棒在已坍落的拌合物錐體側面輕輕擊打；如果錐體逐漸下沉，表明粘聚性良好，突然倒塌，部分崩裂或石子離析，即為粘聚性不良。6表5-22 混凝土按塌落度分級級別名稱塌落度（mm）T1低塑性混凝土1040T2塑性混凝土5090T3流動性混凝土100150T4大流動性混凝土1607（）維勃稠度法（法） 對干硬性的混凝土拌合物通常采用維勃稠度儀測定其稠度。維勃稠度測試方法是：在維勃稠度儀上的坍落度

4、筒中按規定方法裝滿拌合物，垂直提起坍落度筒，在拌合物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動臺，同時用秒表計時，在透明圓盤的底面完全為水泥漿所布滿的瞬間，停止秒表，關閉振動臺。此時可認為混凝土混合物已密實。讀出秒表的秒數，稱為維勃稠度。該法適用于粗骨料最大粒徑不超過40，維勃稠度在30之間的混凝土拌合物的稠度測定。8維勃稠度儀9表5-23 混凝土按維勃稠度分級級別名稱維勃稠度（s）V0超干硬性混凝土 31V1特干硬性混凝土3021V2干硬性混凝土2011V3半干硬性混凝土10510（二）流動性的選擇 選擇混凝土拌合物的塌落度，應根據結構構件截面尺寸大小、配筋的疏密、施工搗實方法和環境溫度來確定。 當環境

5、在30以下時，可按表5-24確定混凝土拌合物坍落度值；當環境溫度在30以上時，由于水泥水化和水分蒸發的加快，混凝土拌合物流動性下降加快，在混凝土配合比設計時，應將混凝土拌合物坍落度提高1525mm。11表5-24 混凝土澆筑時的坍落度結構種類坍落度（mm）基礎或地面等墊層、無配筋的大體積結構（擋土墻、基礎等）或配筋稀疏的結構1030板、梁或大型及中型截面的柱子等3550配筋密列的結構（薄壁、斗倉、細柱等）5570配筋特密的結構759012(三)影響混凝土和易性的因素（）水泥漿量（用水量） 在混凝土拌合物中，水泥漿包裹骨料表面，填充骨料空隙，使骨料潤滑，提高混合料的流動性；在水灰比不變的情況下，

6、單位體積混合物內，隨水泥漿的增多，混合物的流動性增大。若水泥漿過多，超過骨料表面的包裹限度，就會出現流漿現象，這既浪費水泥又降低混凝土的性能；如水泥漿過少，達不到包裹骨料表面和填充空隙的目的，使粘聚性變差，流動性低，不僅產生崩塌現象，還會使混凝土的強度和耐久性降低。混合物中水泥漿的數量以滿足流動性要求為宜。13（）水灰比 水泥漿的稀稠，取決于水灰比的大小。水灰比小，水泥漿稠，拌合物流動性就小，混凝土拌合物難以保證密實成型。若水灰比過大，又會造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而產生流漿、離析現象。 水泥漿的數量和稠度取決于用水量和水灰比。實際上用水量是影響混凝土流動性最大的因素。當用水量一定

7、時，水泥用量適當變化（增減501003 ）時，基本上不影響混凝土拌合物的流動性，即流動性基本上保持不變。由此可知，在用水量相同的情況下，采用不同的水灰比可配制出流動性相同而強度不同的混凝土。14 塑性混凝土用水量可根據骨料的品種與規格及要求的流動性，參考下表選?。ㄋ冶龋?.40 0.80）。注：本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細砂時，每立方米混凝土用水量可增加5 10，采用粗砂則可減少510。摻用各種外加劑或摻合料時，用水量應相應調整。15 (3) 砂率 砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石總用量的百分率。G每立方米混凝土的石子用量（kg）；S每立方米混凝土的砂用量（kg）；SP砂率（）；

8、 P石子的空隙率（）0s , 0g 砂、石堆積密度（kg/m3)16 在混合料中，砂是用來填充石子的空隙。在水泥漿一定的條件下，若砂率過大，則骨料的總表面積及空隙率增大，混凝土混合物就顯得干稠，流動性小。如要保持一定的流動性，則要多加水泥漿，耗費水泥。若砂率過小，砂漿量不足，不能在粗骨料的周圍形成足夠的砂漿層起潤滑和填充作用，也會降低混合物的流動性，同時會使粘聚性、保水性變差，使混凝土混合物顯得粗澀，粗骨料離析，水泥漿流失，甚至出現潰散現象。因此，砂率既不能過大，也不能過小，應通過試驗找出最佳（合理）砂率。也可參照下表選用。17注：本表數值系中砂的選用砂率，對細砂或粗砂，可相應地減少或增大砂率

9、；只用一個單粒級粗骨料配制混凝土時，砂率應適當增大；對薄壁構件，砂率取偏大值。18在用水量及水泥用量一定的條件下，合理砂率能使混凝土的拌合物獲得最大的流動性；在保證坍落度級別相同的條件下，合理砂率能是水泥漿數量減少，從而節約水泥。19（）組成材料性質的影響 1、水泥：水泥品種和水泥細度。水泥的需水量大，則拌合物的流動性小。水泥顆粒越細，總表面積越大，濕潤顆粒表面和吸附在顆粒表面的水越多，拌合物流動性越小。 2、骨料：粒形、級配、表面特征和粒徑。骨料的顆粒較大，形狀圓整，表面光滑及級配較好時，則拌合物的流動性較大。 3、外加劑：在混凝土拌合物中加入外加劑時（如減水劑、引氣劑），能顯著地改善和易性

10、。 4、時間，溫度：拌合物拌制后，隨時間延長，流動性減小；溫度越高，水分丟失越快，坍落度損失越大。20第三節 混凝土的強度（一）混凝土的結構和受壓破壞過程1、混凝土的結構 混凝土是一種顆粒型多相復合材料，至少包含七個相：粗骨料、細骨料、未水化水泥顆粒、水泥凝膠、凝膠孔、毛細管孔和引進的氣孔。 一般認為混凝土是由粗骨料與砂漿或粗細骨料與水泥石兩相組成的、不十分密實的、非均質分散體。21混凝土結構特征：（1）在宏觀上為堆聚分層結構，沿澆灌方向的下部混凝土強度大于頂部，表層混凝土為最疏松和最軟弱的部分。（2）粗骨料到水泥石之間存在10m50m界面過渡區，存在許多細微裂縫，結構疏松，缺陷多，強度低，為

11、薄弱環節。222、混凝土的破壞過程 混凝土在外力作用下，容易在楔形微裂縫尖端形成應力集中，隨外力增大，微裂縫進一步延伸、連通、擴大形成肉眼可見的裂縫而破壞。以單軸為例，典型的靜力受壓時荷載-變形曲線如圖：23混凝土受壓破壞的過程主要分為4個階段：（1）階段：當荷載達到“比例極限”（極限荷載的30%）以前，界面裂縫無明顯變化，荷載-變形近似呈直線關系，OA段；（2）階段：荷載超過“比例極限”后，界面裂縫數量、長度、寬度不斷增大，界面借摩阻力繼續承擔荷載，但無明顯砂漿裂縫，荷載-變形不再是線性關系， AB段；24（3）階段：荷載超過“臨界荷載”（約為極限荷載的70%90%）以后，界面裂縫繼續發展，

12、砂漿中出現裂縫，并將臨近界面裂縫連成連續裂縫，變形增大速度加快，荷載-變形曲線明顯彎向變形坐標軸， BC段；（4）階段：荷載超過極限荷載后，連續裂縫急速發展，混凝土承載能力下降，荷載減小而變形迅速增大，以致完全破壞, CD段。25（二）混凝土強度常用的混凝土強度有立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、抗拉強度和抗折強度幾種。1、混凝土立方體抗壓強度（fcu）按照標準的制作方法制成邊長為150的正立方體試件，在標準養護條件（溫度士2，相對濕度95以上）下，養護至28齡期，按照標準的測定方法測定其抗壓強度值，稱為混凝土立方體抗壓強度（以fcu表示, 單位2即 a）。26由于試件尺寸和表面狀況對實驗測試結果

13、產生的影響（環箍效應），在采用非標準試件測定混凝土立方體試件抗壓強度計算時，應乘以換算系數，以得到相當于標準試件的試驗結果。GB/T 50081-2002規定：混凝土強度等級小于C60時，對于邊長為 100的立方體試件，換算系數為0.95；邊長為200的立方體試件，換算系數為1.05?；炷翉姸鹊燃壌笥诨虻扔贑60，宜采用標準試件。標準試件2728 立方體抗壓強度標準值系指在28d齡期用標準試驗方法測得的具有95保證率的抗壓強度，以fcu，k表示。 普通混凝土劃分為十四個強度等級：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。

14、混凝土的抗壓強度是根據混凝土的立方體抗壓強度標準值劃分的。2、混凝土強度等級293、軸心抗壓強度（fcp） 為了使測得的混凝土強度接近于混凝土結構的實際情況，在鋼筋混凝土結構計算中，計算軸心受壓構件（例如柱子、衍架的腹桿等）時，都是采用混凝土的軸心抗壓強度作為依據。 我國現行標準規定，測定軸心抗壓強度采用 棱柱體作為標準試件。軸心抗壓強度比同截面面積的立方體抗壓強度要小，當標準立方體抗壓強度在10MPa 50MPa范圍內時，棱柱體強度與立方體強度的比值為0.70.8。30軸心抗壓強度試驗示意圖314、混凝土抗拉強度（ff）混凝土是脆性材料，抗拉強度很低，拉壓比為1/101/20，拉壓比隨著混凝

15、土強度等級的提高而降低。一般結構設計中不考慮混凝土承受拉力，但抗拉強度是確定混凝土抗裂度的重要指標，也可間接衡量混凝土與鋼筋的粘結強度。目前我國采用劈裂抗拉試驗來測定混凝土的抗拉強度。原理：在試件兩個相對的表面軸線上，作用著均勻分布的壓力，使得在此外力作用下的試件豎向平面內，產生均布拉應力。32fts 混凝土劈裂抗拉強度（MPa）；P破壞荷載（N）;A試件劈裂面積（mm） 混凝土劈裂抗拉強度較軸心抗拉強度低，試驗證明兩者比值在0.9左右。335、混凝土抗折強度（fcf）混凝土道路工程和橋梁工程的結構設計、質量控制與驗收等環節，須要檢測混凝土的抗折強度。GB/T 50081-2002規定，混凝土

16、抗折強度是指按標準方法制作的，標準尺寸為150mmx150mmx600mm（或550mm）的長方體試件，在標準養護條件下養護28d齡期，以標準試驗方法測得的抗折強度值。34(三)影響混凝土強度的因素 1.水泥強度等級和水灰比 水泥強度等級和水灰比是影響混凝土強度決定性因素。35水泥是混凝土中的活性組分，其強度大小直接影響著混凝土強度的高低。在配合比相同的條件下，所用的水泥標號越高，制成的混凝土強度也越高。當用同一品種同一標號的水泥時，混凝土的強度主要取決于水灰比。水灰比愈小，混凝土的強度就愈高。為了使混凝土拌合物獲得必要的流動性，常需用較多的水（水灰比0.350.75），超過理論需水量（水灰比

17、0.23 0.25）?；炷劣不?，多余的水分蒸發或殘存在混凝土中，形成毛細管、氣孔或水泡，它們減少了混凝土的有效斷面，并可能在受力時于氣孔或水泡周圍產生應力集中，使混凝土強度下降。36 大量試驗結果表明，混凝土28d齡期抗壓強度（fcu）與水泥實際強度（fce）和水灰比之間有如下經驗公式： 式中：C/W灰水比； fcu混凝土28d抗壓強度； fce水泥28d抗壓強度實測值。 （c 1.061.25） fce,k水泥強度標準值； A、B回歸系數； 碎石 A=0.46; B=0.07 卵石 A=0.48; B=0.33372、骨料影響骨料本身強度一般大于水泥石強度，對混凝土強度影響很小，但是骨料

18、中的有害雜質含量較多、級配不良均不利于混凝土強度的提高。骨料表面粗糙，則與水泥石粘結力較大，但達到同樣流動時需水量也大，隨著水灰比變大，強度降低。試驗表明，當水灰比小于0.4時，碎石混凝土比卵石混凝土強度約高30%40%，但隨水灰比增大， 差異減小。相同的水灰比和坍落度下，強度隨骨灰比（骨料與膠凝材料質量之比）增大而提高。383.養護的溫度、濕度混凝土強度的增長，是水泥的水化、凝結和硬化的過程，必須在一定的溫度和濕度條件下進行。 溫度高，水泥凝結硬化速度快，早期強度高，所以在混凝土制品廠常采用蒸汽養護的方法提高構件的早期強度，以提高模板和場地周轉率。低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，當溫度低至0以

19、下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險。水泥的水化必須在有水的條件下進行，因此，混凝土澆筑完畢后，必須加強養護，保持適當的溫度和濕度，以保證混凝土不斷地凝結硬化。394382113齡期抗壓強度031421287養護溫度對混凝土強度的影響40濕度的影響混凝土結構工程施工質量驗收規范(GB 502042002)規定，在混凝土澆筑完畢后，應在12h內加以覆蓋并保濕養護。41增長10d后凍結增長3d后凍結增長1d后凍結增長5d后凍結沒有凍結齡期抗壓強度砼相對強度的增長與凍結時間的關系 受凍越早，強度損失越大，42常見的混凝土養護方式：1）自然養護混凝土在自然條件下于一定時間內使混凝土保持濕潤狀態的養

20、護。包括灑水養護和噴涂薄膜養護兩種。2）標準養護將混凝土放在（202） ，相對濕度為95%以上的標準養護室或（202） 不流動的Ca(OH)2飽和溶液中進行養護。測定混凝土強度時，一般采用標準養護。433）蒸汽養護將混凝土放在近100的常壓蒸汽中進行的養護。4）蒸壓養護將混凝土放在175及8個大氣壓的壓蒸釜中進行的養護。5）同條件養護將用于檢查混凝土實體強度的試件，置于混凝土實體旁，試件和混凝土實體在同一溫度和濕度條件下進行養護。4445柱子拆模后用塑料布包裹并澆水養護。頂板混凝土12小時內覆蓋并澆水養護。普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，養護時間不得少于7d；對摻用緩凝型外加劑或有

21、抗滲要求的混凝土，不得少于14d。464.齡期齡期指混凝土在正常養護條件下所經歷的時間，最初的714d發展較快，28d以后增長緩慢。 n 養護齡期，n3d，該公式僅適用于在標準條件下養護，中等強度C20C30的混凝土。1428抗壓強度齡期/d47混凝土在硬化和使用過程中，由于受到物理、化學和力學等因素作用，常發生各種變形。(一)非荷載作用下的變形 化學收縮 混凝土的干縮濕脹 碳化收縮 溫度變形(二)荷載作用下的變形 短期荷載作用下的變形 長期荷載作用下的變形徐變第四節 混凝土的變形性能48（一）在非荷載作用下的變形 1、化學收縮定義：在混凝土硬化過程中，由于水泥水化生成物的體積比反應前物質的總

22、體積小，從而引起混凝土的收縮，稱為化學收縮。發展規律：其收縮量是隨混凝土硬化齡期的延長而增加，一般在混凝土成型后40天左右增長較快，以后逐漸趨于穩定。 影響：化學收縮值很?。ㄐ∮?），但是不可恢復，對混凝土結構沒有破壞作用，但在混凝土內部可能產生微細裂縫。49化學收縮+水泥水=水泥漿水泥+水水泥漿體=水泥漿體大水灰比小水灰比化學收縮示意圖502、干濕變形定義：由于混凝土周圍環境濕度的變化，會引起混凝土的干濕變形，表現為干縮濕脹。 原因：混凝土在干燥過程中，由于毛細孔水的蒸發，使毛細孔中形成負壓，隨著空氣濕度的降低負壓逐漸增大，產生收縮力，導致混凝土收縮。同時，凝膠體顆粒的吸附水也發生部分蒸發，

23、凝膠體因失水而產生緊縮?；炷恋母煽s變形在重新吸水后大部分可以恢復，但不能完全恢復。51混凝土的濕脹變形量很小，一般無破壞作用。但干縮變形對混凝土危害較大，干縮可能使混凝土表面出現拉應力而導致開裂，嚴重影響混凝土的耐久性。混凝土中水泥石是引起干縮的主要組分，骨料起限制收縮的作用，孔隙存在會加大收縮。影響混凝土干縮的因素有：水泥用量、水灰比、水泥品種及細度、骨料種類和養護條件等?；鹕交屹|硅酸鹽水泥比普通硅酸鹽水泥干縮大；水泥越細，收縮也越大；水泥用量多，水灰比大，收縮也大；混凝土中砂石用量多，收縮??；砂石越干凈，搗固越好，收縮也越小。523、碳化收縮 定義：混凝土內水泥石中的Ca(OH)2與空氣

24、中的CO2，在適宜的條件下發生化學反應，生產CaCO3和H2O的過程，稱為混凝土的碳化，碳化引氣的收縮，稱為碳化收縮。 原因：在干燥收縮引起的壓應力下，因Ca(OH)2晶體應力釋放和在無應力空間CaCO3的沉淀所引起。 危害：碳化收縮會在混凝土表面產生拉應力，導致混凝土表面產生微細裂紋。 534、溫度變形 定義：混凝土隨著溫度的變化產生熱脹冷縮的變形。 指標：混凝土的溫度線膨脹系數為（0.71.4）10-5/。一般取1.010-5/，即溫度每1改變，1m混凝土將產生0.01mm膨脹或收縮變形。 危害：溫度變形對大體積混凝土及大面積混凝土工程極為不利，易使這些混凝土造成溫度裂縫。 54對大體積混

25、凝土工程，應設法降低混凝土的內外溫差，防止混凝土溫度裂縫：（1）采用低熱水泥，減少水泥用量，以減少水泥水化熱；（2）在混凝土拌合物中摻入混凝劑、減水劑和摻合料，降低水泥水化速度，使水泥水化熱不至于在早期過分集中放出；（3）預先冷原材料，用冰塊代替水，以抵消部分水化熱；（4）在混凝土中預埋冷卻水管，從管子一端注入冷水，冷水流經埋在混凝土內部的管道后，帶出水化熱；55（5）在建筑結構安全允許的條件下，將大體積化整為零施工，減輕約束和擴大散熱面積；（6）表面絕熱，調節混凝土表面溫度下降速率。對縱向長度較大的混凝土及鋼筋混凝土結構，應考慮混凝土溫度變形所產生的危害，每隔一段長度應設置溫度伸縮縫或留設后

26、澆帶來防止混凝土溫度縫。56（二）在荷載作用下的變形 1、在短期荷載作用下的變形1）混凝土彈塑性變形 混凝土是彈塑性體，靜力受壓時，既產生彈性變形，又產生塑性變形，其應力和應變的關系是一條曲線。572）混凝土的彈性模量 材料的彈性模量是指應力-應變曲線上任一點的應力與應變之比。由于混凝土是彈塑性體，隨荷載不同，應力與應變之間的比值成為一個變量，也就是說混凝土的彈性模量不是定值。 測定：按我國GBJ81一85的規定，混凝上彈性模量的測定，是采用150150300mm的棱柱體試件，取其軸心抗壓強度值的1/3作為試驗控制應力荷載值，經3次以上反復加荷和卸荷后，測得應力與應變的比值，即為混凝土的彈性模

27、量。58影響彈性模量的因素：混凝土的強度等級越高，彈性模量越高。水泥用量少，水灰比小，粗細骨料用量較多，彈性模量大。骨料彈性模量大，混凝土彈性模量也大。潮濕狀態下混凝土的彈性模量比干燥狀態下高；混凝土中水泥漿含量較少時，混凝土彈性模量大。蒸汽養護的混凝土比潮濕養護的混凝土的彈性模量低10。C10C60的混凝土彈性模量在1.754.90104MPa。592、混凝在長期荷載重要下的變形定義：混凝土在恒定荷載長期作用下，隨時間增長的變形，稱為徐變。原因：徐變是由于水泥石中凝膠體在外力作用下，粘滯流變和凝膠粒子間的滑移而產生的變形，還與水泥石內部吸附水的遷移等有關。影響因素：水灰比越大，水泥用量越多，

28、都會使混凝土的徐變增大；另外混凝土彈性模量大，會減小徐變，混凝土養護條件越好，水泥水化越充分，徐變也越小。6061混凝土徐變對混凝土及鋼筋混凝土結構物影響：（1）有利于削弱由溫度、干縮引起的干縮變形，從而防止裂縫產生；（2）在預應力結構中，徐變將產生應力松弛，引起預應力損失。62 混凝土抵抗環境介質作用并長期保持其良好的使用性能的能力稱為混凝土的耐久性。提高混凝土耐久性，對于延長結構壽命，減少修復工作量，提高經濟效益具有重要的意義。比如：抗滲性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化性以及防止堿-骨料反應等。第五節 混凝土的耐久性63混凝土抗滲儀 抗滲性是指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力。 混凝土滲水的原

29、因是由于內部孔隙形成連通的滲水孔道。這些孔道主要來源于水泥漿中多余水分蒸發而留下的孔道、施工振搗不密實產生的蜂窩、孔洞以及干縮和熱漲產生的裂縫等。（一）混凝土的抗滲性64抗滲性好壞用抗滲等級來表示?？節B等級分為P4、P6、P8、P10、P12等5個等級。它們分別表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 MPa的水壓力而不滲透。混凝土水灰比對抗滲性起決定性作用。 提高混凝土抗滲性的根本措施在于增強混凝土的密實度或改變混凝土孔隙特征。還與骨料級配、施工質量、養護條件以及是否摻外加劑、摻合料有關。65（二）抗凍性抗凍性是指混凝土在飽和水狀態下，能經受多次凍融循環而不破壞，也不嚴重降低強度的性

30、能，是評定混凝土耐久性的主要指標。抗凍等級是采用齡期28的試塊在吸水飽和后，承受反復凍融循環，以抗壓強度下降不超過25，而且質量損失不超過 時所能承受的最大凍融循環次數來確定的。66 根據混凝土所能承受的反復凍融循環的次數，劃分為F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9個等級。分別表示混凝土能夠承受反復凍融循環次數為10、25、25、50、100、150、200、250和300次。 混凝土受凍融作用破壞的原因，是混凝土內部的孔隙水在負溫下結冰后體積膨脹造成的靜水壓力和過冷水遷移產生壓力所致，當這兩種壓力所產生的內應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土就會產

31、生裂縫，多次凍融使裂縫不斷擴展直至破壞。67影響混凝土抗凍性的因素（）混凝土強度愈高，抵抗凍融破壞的能力越強，抗凍性越好。（）混凝土密實度、混凝土孔隙構造及數量。密實度越小，開口孔隙愈多，水分愈易滲入，靜水壓力越大，抗凍性越差。（）混凝土孔隙充水程度。飽水程度愈高，凍結后產生的凍脹作用就大，抗凍性越差。68（）水灰比。水灰比與孔隙率成正比，水灰比越大，且開口孔隙率大，抗凍性越差。（）外加劑。在混凝土中摻入引氣劑，可在水泥石中形成無數細小、均勻的氣泡，使之成為壓力水進出的“水庫”，使靜水壓力和滲透壓力得以釋放，對冰凍破壞起到很好的緩沖作用。適宜的引氣量以為宜。69（三）混凝土的碳化 混凝土的碳化

32、：指空氣中的CO2在濕度適宜的條件下與水泥水化產物Ca(OH)2發生反應，生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程，碳化也稱中性化。 碳化對混凝土性能的影響： （1）首先是減弱對鋼筋的保護作用。 由于水泥水化過程中生成大量氫氧化鈣，使混凝土孔隙中充滿飽和的氫氧化鈣溶液，其值可達到1213。這種強堿性環境能使混凝土中的鋼筋表面生成一層鈍化薄膜，從而保護鋼筋免于銹蝕。碳化作用降低了混凝土的堿度，當值低于10時，鋼筋表面鈍化膜破壞，導致鋼筋銹蝕。70（2）其次，當碳化深度超過鋼筋的保護層時，鋼筋不但易發生銹蝕，還會因此引起體積膨脹，使混凝土保護層開裂或剝落，進而又加速混凝土進一步碳化。（3）碳化作用還

33、會引起混凝土的收縮，使混凝土表面碳化層產生拉應力，可能產生微細裂縫，從而降低了混凝土的抗折強度。（4）碳化生成的碳酸鈣填充在水泥石的孔隙中，使混凝土密實度和抗壓強度提高，對防止有害雜質的侵入有一定的緩沖作用。71影響混凝土碳化速度的主要因素有：（1）環境濕度。在相對濕度為5075%左右的環境時，碳化最快。相對濕度小于25或達到100時，碳化停止。因為碳化需要水分，但不能堵塞二氧化碳的通道。此外，空氣中二氧化碳濃度越高，碳化速度也越快。 （2）水灰比。水灰比大的混凝土，因孔隙較多，二氧化碳易于進入，碳化也快。 （3）環境中二氧化碳的濃度。濃度越大，碳化作用越快； （4）水泥品種。摻混合材的水泥，

34、因其氫氧化鈣含量較少，碳化比普通水泥快。72（5）外加劑?；炷林袚饺霚p水劑、引氣劑，由于減低了水灰比或引入封閉小氣泡，可使碳化速度減慢。（6）硬化條件?？諝庵谢蛘羝叙B護的混凝土，比在潮濕環境或水中養護的混凝土碳化快。因為前者促使水泥石形成多孔結構或產生微裂縫，后者水化程度高，混凝土較密實。提高混凝土密實度，是提高混凝土碳化能力的根本措施?；炷恋奶蓟疃却篌w上與碳化時間的平方成正比。為防止鋼筋銹蝕，必須設置足夠的鋼筋保護層。73（四）混凝土的堿-骨料反應 混凝土的堿骨料反應：是指水泥中的堿(Na2O和K2O)含量較高時與骨料中的活性SiO2發生反應，生成堿-硅酸凝膠，并從周圍介質中吸收水分

35、而膨脹，造成混凝土開裂破壞的現象。 堿骨料反應的條件：（1）混凝土中含有過量的堿(Na2O和K2O)；（2）堿活性骨料占骨料總量的比例大于1%；（3）潮濕環境。只有在空氣濕度大于80%，或直接接觸水的環境，堿骨料反應破壞才會發生。74堿骨料反應的預防：（1）盡量采用非活性骨料；（2）當確認為堿活性骨料又非用不可時，嚴格控制混凝土中堿含量，如采用堿含量小于0.6%的水泥，降低水泥用量，選用含堿量低的外加劑；（3）在水泥中摻入火山灰質混合材料（能吸收溶液中的鈉離子和鉀離子，使反應產物早期能均勻分布在混凝土中，減輕或消除膨脹破壞）；（4）在混凝土中摻入引氣劑或引起減水劑。75（五）混凝土的表面磨損

36、混凝土的表面磨損有三種情況：（1）機械磨耗；如路面、機場跑道、廠房地坪等混凝土受到反復摩擦、沖擊而造成的磨耗；（2）沖磨；如橋墩、水工泄水結構物、溝渠等處混凝土受到高速水流中夾帶的泥砂、石子顆粒的沖刷、撞擊和摩擦造成的磨耗；（3）空蝕；如水工泄水結構物受到水流速度和方向改變形成的空穴沖擊而造成的磨耗。76影響混凝土耐磨性的因素：（1）混凝土的強度；強度越高，耐磨性越好；（2）粗骨料的品種和性能；粗骨料硬度越高、韌性越高，耐磨性越好；（3）細骨料與砂率；砂中石英等堅硬礦物含量多，粘土等有害物質含量少，則混凝土抗沖磨性能好。當水泥用量小于400kg/m時，混凝土的磨損系數隨砂率的降低而降低，當水泥

37、用量大于450kg/m時，混凝土磨損系數在砂率為30%左右最低。77（4）水泥和摻合料；其中抗沖磨性能C3S C3A、C4AF C2S（5）養護和施工方法：防止表面混凝土離析、泌水，充分養護混凝土。78第六節 混凝土的質量波動與配制強度一、混凝土的質量波動的影響因素： 1. 混凝土生產前的因素，主要包括人員配備、設備調試、組成材料的檢驗及配合比的確定與調整等項內容。2.混凝土生產過程中的因素，包括控制稱量、攪拌、運輸、澆筑、振搗及養護等項內容。3.混凝土生產后的因素。包括批量劃分、驗收界限、檢測方法和檢測條件等項內容。 79二、混凝土強度波動規律正態分布混凝土強度概率的正態分布特點：曲線呈鐘型

38、，以平均強度為對稱軸，曲線與橫軸之間的面積為概率的總和100%，在對稱軸兩邊的曲線上各有一個拐點。80三、 衡量混凝土施工質量水平的指標 1、混凝土強度平均值注意：平均值只反應混凝土強度總體強度水平，不能說明強度波動的大小。812、混凝土強度標準差 混凝土強度標準差又稱均方差，其計算式為 標準差是正態分布曲線上拐點至對稱軸的垂直距離，可用以作為評定混凝土質量均勻性的一種指標。注意：標準差小，正態頒布曲線窄而高，說明強度分布集中，混凝土質量均勻性好；反之，混凝土的施工控制質量較差。823.變異系數（離散系數）由于隨混凝土強度等級的提高而增大，當混凝土強度不同時,可采用v作為評定混凝土質量均勻性的

39、指標。v ，表示混凝土質量穩定性；v，則表示混凝土質量穩定性。其計算式如下:834、混凝土的強度保證率（） 混凝土的強度保證率P（）是指混凝土強度總體中，大于等于設計強度等級的概率，在混凝土強度正態分布曲線圖中以陰影面積表示，見圖所示。低于設計強度等級（fcu，）的強度所出現的概率為不合格率。84混凝土強度保證率（）的計算方法為：首先根據混凝土設計等級（fcu,）、混凝土強度平均值（ ）、標準差（）或變異系數（v），計算出概率度（），即則強度保證率（）就可由正態分布曲線方程積分求得，或按表5-26查取。85工程中（）值可根據統計周期內混凝土試件強度不低于要求強度等級的組數N0與試件總組數（）之

40、比求得，即：按混凝土強度檢驗評定標準（GBJ 107-1987）規定，根據統計周期內混凝土強度值和保證率P()，可將混凝土生成單位的生產管理水平，劃分為優良、一般、差三個級別。86四、混凝土配制強度的確定在施工中配制混凝土時，如果所配制混凝土的強度平均值（ ）等于設計強度（fcu,），則由圖5.27可知，這時混凝土強度保證率只有50。因此，為了保證工程混凝土具有設計所要求的95強度保證率，在進行混凝土配合比設計時，必須使混凝土的配制強度大于設計強度（fcu,），超出值為t，即：87根據普通混凝土配合比設計規程JGJ55-2000）混凝土強度保證率為95%，與之對應的t值為1.645，配制強度可

41、按下式計算： 式中fcu,0混凝土配制強度（MPa）； fcu,k設計的混凝土強度標準值（MPa）； 混凝土強度標準差（MPa）。88 當施工單位不具有近期的同一品種混凝土的強度資料時，值可按表取值：表5-28 混凝土強度標準差參考值89第七節 普通混凝土配合比設計 混凝土配合比，是指單位體積的混凝土中各組成材料的質量比例。 混凝土配合比設計必須達到以下四項基本要求，即： （）滿足結構設計的強度等級要求； （）滿足混凝土施工所要求的和易性； （）滿足工程所處環境對混凝土耐久性的要求； （）符合經濟原則，即節約水泥以降低混凝土成本。90水灰比、單位用水量和砂率是混凝土配合比設計的三個基本參數?；?/p>

42、凝土配合比設計中確定三個參數的原則是：在滿足混凝土強度和耐久性的基礎上，確定混凝土的水灰比；在滿足混凝土施工要求的和易性基礎上，根據粗骨料的種類和規格確定單位用水量；砂率應以砂在骨料中的數量填充石子空隙后略有富余的原則來確定?；炷僚浜媳仍O計以計算1m3混凝土中各材料用量為基準，計算時骨料以干燥狀態為準。91一、普通混凝土配合比設計方法（1）絕對體積法 絕對體積法的基本原理是：假定剛澆搗完畢的混凝土拌合物的體積，等于其各組成材料的絕對體積及混凝土拌合物中所含少量空氣體積之和。關系式為：92（）假定表觀密度法 如果原材料比較穩定，可先假設混凝土的表觀密度為一定值，混凝土拌合物各組成材料的單位用量

43、之和即為其表觀密度。 通過以上計算，得出每立方米混凝土各種材料用量，即初步配合比計算完成。93二、普通混凝土配合比設計步驟（一）計算初步配合比 1、確定配制強度(fcuo)94、計算水灰比 （W/C）根據強度公式計算水灰比：式中fcu,0混凝土試配強度, a； fce水泥28d的實測強度,a； A,B回歸系數，與骨料品種、水泥品種有關，其數值可通過試驗求得。普通混凝土配合比設計規程（JGJ552000）提供的A、B 經驗值為： 采用碎石：A=0.46B0.07 采用卵石：A=0.48B =0.33953、確定用水量(mwo) 用水量根據施工要求的坍落度的要求及所需骨料的條件，按照下表5-21，初步估計。注：本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細砂時，每立方米混凝土用水量可增加510，采用粗砂則可減少510。 摻用各種外加劑或摻合料時，用水量應相應調整。964.計算水泥用量為保證混凝土的耐久性，由上式得出的水泥用量還應 滿足課本表5-30規定的最小水泥量。如算得的水泥用量小于表5-30規定值，應取規定的最小水泥用量值。975、砂率的確定 合理砂率可通過試驗、計算或查表求得。試驗是通過變化砂率檢測混合物坍落