混凝土的性質(zhì)

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§6.1普通混凝土的組成材料

§6.1.1水泥§6.1.2骨料§6.1.3混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水§6.1.4外加劑及摻合料§6.2普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)§6.3普通混凝土的協(xié)同比設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制§6.4其他品種混凝土復(fù)習(xí)思考題

§6.2普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)

?混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)包括混凝土拌合物的和易性、硬化混凝土的強(qiáng)度及耐久性。

混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱為混凝土拌合物或稱新拌混凝土，相對(duì)“硬化混凝土〞而言。

§6.2.1混凝土拌合物（新拌混凝土）的性能一.新拌混凝土的和易性1、和易性的概念

?和易性是指混凝土拌合物易于各工序(攪拌、運(yùn)輸、澆注、搗實(shí))施工操作，并獲得質(zhì)

量均勻、成型密實(shí)的混凝土性能。?和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)指標(biāo)，包括滾動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面的含義。?⑴滾動(dòng)性：混凝土拌合物在自重或機(jī)械振搗作用下能產(chǎn)生滾動(dòng)，并均勻密實(shí)地填滿模板的性能。

?⑵粘聚性：混凝土各組成材料間具有一定粘聚力，在運(yùn)輸和澆注過(guò)程中不致產(chǎn)生分

層和離析現(xiàn)象，使混凝土保持整體均勻的性能。?⑶保水性：混凝土拌和物具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過(guò)程中不致產(chǎn)生

嚴(yán)重泌水現(xiàn)象。?混凝土拌合物的滾動(dòng)性、粘聚性、保水性之間相互聯(lián)系又存在矛盾。

所謂拌合物的和易性良好，就是要使這三方面的性能在某種具體條件下，達(dá)到均為良好，即使矛盾得到統(tǒng)一。2、和易性的測(cè)定方法

目前，尚沒(méi)有能夠全面反映混凝土拌合物和易性的測(cè)定方法。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》(GB/T50080-2023)，用坍落度和維勃稠度測(cè)定混凝土拌合物的滾動(dòng)性，并輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。

?評(píng)定和易性好壞，主要以測(cè)定滾動(dòng)性指標(biāo)為主，輔以觀測(cè)其粘聚性、保水性。?（1）坍落度試驗(yàn)

?☆將混凝土拌合物分三層裝入標(biāo)準(zhǔn)坍落度筒中，每層插搗25次并裝滿刮平。垂直向

上將筒提起，混凝土拌合物由于自重將會(huì)向下坍落。量測(cè)筒高與坍落后混凝土試體最高點(diǎn)之間的高度差（以mm計(jì)），即為坍落度。?☆坍落度越大，表示混凝土拌合物的滾動(dòng)性越大。

?☆在進(jìn)行坍落度試驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)觀測(cè)混凝土拌合物的粘聚性、保水性，以便全面地

評(píng)定混凝土拌合物的和易性。

試驗(yàn)步驟

1、按比例配出拌和材料，將它們倒在拌板上并用鐵鍬拌勻，再將中間扒一凹洼，邊加水邊進(jìn)行拌和，直至拌和均勻。

2、用濕布將拌板及坍落度筒內(nèi)外擦凈、潤(rùn)滑，并將筒頂部加上漏斗，放在拌板上。用雙腳踩緊踏板，使其位置固定。

3、用小鏟將拌好的拌和物分三層均勻的裝入筒內(nèi)，每層裝入高度在插搗后大致為筒高的三分之一。頂層裝料時(shí)，應(yīng)使拌和物高出筒頂。插搗過(guò)程中，如試樣沉落到低于筒口，則應(yīng)隨時(shí)添加，以便自始至終保持高于筒頂。每裝一層分別用搗棒插搗25次，插搗應(yīng)在全部面積上進(jìn)行，沿螺旋線由邊緣漸向中心。在筒邊插搗時(shí)，搗棒應(yīng)稍有傾斜，然后垂直插搗中心部分。每層插搗時(shí)應(yīng)搗至下層表面為止。

4、插搗完畢后卸下漏斗，將多余的拌和物用鏝刀刮去，使之與筒頂面齊平，筒周邊拌板上的雜物必需刮凈、清除。

5、將坍落度筒防備平穩(wěn)地垂直向上提起，不得歪斜，提離過(guò)程約5～10s內(nèi)完成，將筒放在拌和物試體一旁，量出坍落后拌和物試體最高點(diǎn)與筒的高度差（以mm為單位，讀數(shù)確切至5mm），即為該拌和物的坍落度。從開始裝料到提起坍落度筒的整個(gè)過(guò)程在150s內(nèi)完成。

6、當(dāng)坍落度筒提離后，如試件發(fā)生崩坍或一邊剪壞現(xiàn)象，則應(yīng)重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)。如其次次依舊出現(xiàn)這種現(xiàn)象，則表示該拌和物和易性不好，應(yīng)予記錄備案。7、測(cè)定坍落度后，觀測(cè)拌和物的下述性質(zhì)，并記錄?！钐涠仍酱?，一般表示其滾動(dòng)性越大，但可能因其粘聚性差?！镎尘坌缘脑u(píng)定方法：

用搗棒在已坍落的混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打，若錐體逐漸下沉,則表示粘聚性良好；假使錐體倒塌，部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象,則表示粘聚性不好?！锉Ｋ缘脑u(píng)定方法：

坍落度筒提起后，如有較多稀漿從底部析出（淌漿），錐體部分混凝土拌合物也因失漿而骨料外露，則說(shuō)明混凝土拌合物保水性能不好；無(wú)稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示保水性良好

（2）維勃稠度試驗(yàn)

?對(duì)坍落度值小于10㎜的干硬性混凝土，采用維勃稠度試驗(yàn)。

?在維勃稠度儀上的坍落度筒中按規(guī)定方法裝滿拌合物，提起坍落度筒，在拌合物試

體頂面放一透明圓盤，開啟振動(dòng)臺(tái)，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，當(dāng)水泥漿完全布滿透明圓盤底面的瞬間，記錄下來(lái)秒表的秒數(shù)，稱為維勃稠度。

混凝土拌合物滾動(dòng)性按維勃稠度大小，可分為四級(jí)：

????

超干硬性：≥31s特干硬性：30～21s干硬性：20～11s半干硬性：10～5s

3.滾動(dòng)性(坍落度)的選擇

?根據(jù)坍落度的不同，可將混凝土拌合物分為：低塑性混凝土(坍落度值為10～40mm)塑性混凝土(坍落度值為40—90mm)滾動(dòng)性混凝土(坍落度值為90～150mm)大滾動(dòng)性混凝土(坍落度值≥150mm)。

?坍落度試驗(yàn)適用于骨料最大粒徑不大于37.5mm，坍落度值不小于10mm的塑性混凝土拌和物；坍落度值小于10mm的干硬性混凝土拌和物應(yīng)采用維勃稠度法測(cè)定。?當(dāng)構(gòu)件截面較小或鋼筋較密，或采用人工插搗時(shí)，坍落度可選大些；反之，如構(gòu)件截面尺寸較大，或鋼筋較疏，或采用機(jī)械振搗時(shí)，坍落度可選擇小些。?滾動(dòng)性(坍落度)的選擇

?根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2023）的規(guī)定，混凝土澆筑

時(shí)的坍落度宜按下表選用。

混凝土澆筑時(shí)的坍落度結(jié)構(gòu)種類基礎(chǔ)或地面等的墊層、無(wú)配筋的大體積結(jié)構(gòu)（擋土墻、基礎(chǔ)等）或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)板、梁和大型及中型截面的柱子等配筋密列的結(jié)構(gòu)（薄壁、斗倉(cāng)、筒倉(cāng)、細(xì)柱等）配筋特密的結(jié)構(gòu)30～5050～7070～90坍落度(mm)10～30該表是采用機(jī)械振搗的坍落度，采用人工搗實(shí)時(shí)可適當(dāng)增大。當(dāng)施工工藝采用混凝土泵送混凝土拌合物時(shí)，則要求混凝土拌合物具有高滾動(dòng)性，其坍落度尋常在80-180mm。4、影響和易性的主要因素（1）水泥漿的用量（2）水泥漿的稠度

（3）砂率

（4）組成材料的品種及性質(zhì)（5）外加劑

（6）時(shí)間及溫度

4、影響和易性的主要因素

（1）水泥漿的數(shù)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(rùn)滑，提高混合

料的滾動(dòng)性；在水灰比不變的狀況下，單位體積混合物內(nèi)，隨水泥漿的增多，混合物的滾動(dòng)性增大。

?若水泥漿過(guò)多，超過(guò)骨料表面的包裹限度，就會(huì)出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，這既浪費(fèi)水泥又降

低混凝土的性能；?如水泥漿過(guò)少，達(dá)不到包裹骨料表面和填充空隙的目的，使粘聚性變差，滾動(dòng)性低，

不僅產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象，還會(huì)使混凝土的強(qiáng)度和耐久性降低。?混合物中水泥漿的數(shù)量以滿足滾動(dòng)性要求為宜。

（2）水泥漿的稠度

（有時(shí)寫作：水灰比W/C或灰水比C/W）

?水灰比，是指單位砼用水量與水泥用量的質(zhì)量比，以W/C表示。?水泥漿的稀稠，取決于水灰比的大小。

?水灰比小，水泥漿稠，拌合物滾動(dòng)性就小，會(huì)使施工困難，混凝土拌合物難以保證

密實(shí)成型。若水灰比過(guò)大，又會(huì)造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象，并嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度。

?水灰比不能過(guò)大或過(guò)小，依據(jù)混凝土強(qiáng)度和耐久性要求合理地選用。

?無(wú)論是水泥漿的多少或是水泥漿的稀稠，實(shí)際上都反映了用水量是對(duì)混凝土拌合物

滾動(dòng)性起決定性作用的因素。由于在一定條件下，要使混凝土拌合物獲得一定的滾動(dòng)性，所需的單位用水量基本上是一個(gè)定值。

?單純加大用水量會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性，因此，對(duì)混凝土拌合物滾動(dòng)性的調(diào)

整，應(yīng)在保持水灰比不變的條件下，以改變水泥漿量的方法來(lái)調(diào)整，使其滿足施工要求。

?（3）砂率

?定義——混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。

?砂率的變動(dòng)會(huì)使骨料的總表面積及空隙率都會(huì)發(fā)生變化。

?水泥砂漿在砼拌和物中起潤(rùn)滑作用，可以減少粗集料顆粒之間的摩阻力，所以在一

定砂率范圍內(nèi)，隨著砂率的增加，潤(rùn)滑作用也明顯增加，提高了混凝土拌和物的滾動(dòng)性。

?但砂率過(guò)大，即石子用量過(guò)少，砂子用量過(guò)多，此時(shí)集料的總表面積過(guò)大，在水泥漿量不變的狀況下，水泥漿量相對(duì)少了，減弱了水泥漿的潤(rùn)滑作用，導(dǎo)致混凝土拌和物的滾動(dòng)性降低。

?假使砂率過(guò)小，即石子用量過(guò)大，砂子用量過(guò)少時(shí)，水泥砂漿的數(shù)量不足以包裹石

子表面，在石子之間沒(méi)有足夠的砂漿層，減弱了水泥砂漿的潤(rùn)滑作用，不但會(huì)降低混凝土拌和物的滾動(dòng)性，而且會(huì)嚴(yán)重影響其粘聚性和保水性，簡(jiǎn)單產(chǎn)生離析現(xiàn)象。?因此，砂率既不能過(guò)大，也不能過(guò)小，應(yīng)有一個(gè)合理砂率值。

?當(dāng)砂率適合時(shí)，砂不但填滿石子間的空隙，而且還能保證粗骨料間有一定厚度的砂

漿層以減小粗骨料間的摩擦阻力，使混凝土拌和物有較好的滾動(dòng)性且能保持粘聚性和保水性良好，這個(gè)適合的砂率稱為合理砂率。?合理砂率可通過(guò)試驗(yàn)、計(jì)算、查表等方法確定。（4）組成材料的品種及性質(zhì)

?水泥品種，集料種類、形狀和級(jí)配等，都對(duì)混凝土拌合物的和易性有一定影響。?需水量大的水泥拌合物，其物滾動(dòng)性小。如普通水泥的混凝土拌合物比礦渣和火山灰的和易性好。

?在一致用水量條件下，集料表面光滑、少棱角、形狀較圓的卵石所拌制的拌合物流

動(dòng)性較碎石的大。

?（5）外加劑

?在拌制混凝土?xí)r，參與少量的外加劑能使混凝土拌和物在不增加水泥用量的

條件下，獲得良好的和易性，不僅滾動(dòng)性顯著增加，而且有效地改善混凝土拌和物的粘聚性和保水性。

?（6）時(shí)間及溫度

?拌合后的混凝土拌合物，隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸變得干稠，滾動(dòng)性減小，原因是一

部分水供水泥水化，一部分水被骨料吸收，一部分水蒸發(fā)以及混凝土凝聚結(jié)構(gòu)的逐

漸形成，致使混凝土拌合物的滾動(dòng)性變差。

?拌合物的和易性也受溫度的影響。由于環(huán)境溫度的升高，水分蒸發(fā)及水化反應(yīng)

加快，坍落度損失也變快。因此施工中為保證一定的和易性，必需注意環(huán)境溫度的變化，并采取相應(yīng)的措施。5、改善和易性的主要措施

（1）改善砂、石的級(jí)配（特別是石子的級(jí)配），也有利于砼質(zhì)量的提高，但要增加備料工作；（2）盡量采用較粗大的砂、石；

（3）盡可能降低砂率，通過(guò)試驗(yàn)采用合理砂率；有利于提高砼質(zhì)量和儉約水泥；（4）在砂率不變的條件下，適當(dāng)增加砂石的用量，可減小拌合物的滾動(dòng)性。

（5）混凝土拌合物坍落度太小時(shí)，保持水灰比不變，適當(dāng)增加水泥漿用量，當(dāng)坍落度太大，但粘聚性良好時(shí)，可保持砂率不變，適當(dāng)增加砂、石用量；（6）摻外加劑或摻合料；

二、新拌砼的凝結(jié)時(shí)間（了解）

新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間尋常是用貫入阻力法進(jìn)行測(cè)定的。儀器：貫入阻力儀

方法：先用5mm篩孔的篩從拌合物中篩取砂漿，按一定方法裝入規(guī)定的容器中，然后每隔一定時(shí)間測(cè)定砂漿貫入到一定深度時(shí)的貫入阻力。

?貫入阻力達(dá)到3.5MPa和28.0MPa的時(shí)間，分別是新拌混凝土的初凝和終凝時(shí)間。這是從實(shí)用角度人為劃分的，

?實(shí)際上，貫入阻力達(dá)到3.5MPa時(shí)，混凝土還沒(méi)有抗壓強(qiáng)度，初凝時(shí)間表示的是新拌混凝土正常地?cái)嚢?、澆注和搗實(shí)的極限；貫入阻力達(dá)到8.0MPa時(shí)，抗壓強(qiáng)度約為0.7MPa，終凝時(shí)間表示混凝土力學(xué)強(qiáng)度開始快速發(fā)展。三、塑性收縮（裂縫）和塑性沉降（裂縫）

1、塑性收縮

?新拌混凝土在澆注完成后，假使所處環(huán)境較枯燥，混凝土的表面會(huì)較快地蒸發(fā)失水，

當(dāng)新拌混凝土的泌水速度低于水分的蒸發(fā)速度時(shí)，混凝土的表面會(huì)由于枯燥產(chǎn)生塑

性收縮，這時(shí)，混凝土的抗拉強(qiáng)度幾乎為0，極易形成塑性收縮裂縫。因此，混凝土在澆注完成后，應(yīng)特別注意表面的保濕養(yǎng)護(hù)，防止塑性收縮開裂。

?收縮裂縫的特點(diǎn)：不規(guī)則地出現(xiàn)于表層，尋常不連貫，中間寬，兩邊漸細(xì)，且很少

發(fā)展至邊緣，嚴(yán)重時(shí)裂縫也能相互連通。如有鋼筋，裂縫形式會(huì)有所變化。防治這

種裂縫關(guān)鍵是搞好混凝土的早期養(yǎng)護(hù)。調(diào)整混凝土的協(xié)同比，特別是摻引氣劑有助于減少收縮裂縫。

處理：對(duì)這種裂縫的修補(bǔ)