模塊四 混凝土-建筑材料與檢14課件講解

建筑材料與檢測

模塊四

混凝土任務一

混凝土概述內容提要CONTENTS一

混凝土的定義二

混凝土的分類三

混凝土的特點四

混凝土的發(fā)展方向

一

混凝土的定義引言

混凝土的產(chǎn)生

普通水泥的抗拉強度較低，只有抗壓強度的十分之一。1867年法國園藝師蒙尼亞突發(fā)奇想，在花盆外箍上幾道鐵絲作保護，然后在鐵絲外抹上一層水泥砂漿，其花盆結實耐用。19世紀末，俄國建筑師別列柳布斯基對蒙尼亞的發(fā)明作了研究并作出改進，一是在水泥漿料中加入相當數(shù)量石塊；二是用鋼筋代替鐵絲。這樣，鋼筋混凝土正式誕生了。

廣義：混凝土是由膠凝材料、水和粗細骨料，有時摻入外加劑和摻合料，按適當比例配合，經(jīng)均勻拌合、密實成型及養(yǎng)護硬化而成的人造石材。

狹義：由水泥、普通砂、石子配制而成的混凝土。三峽工程鋼筋混凝土重力壩一、混凝土的定義

混凝土是當今世界用量最大、用途最廣的人造石材，廣泛用于工業(yè)與民用建筑、水利水電工程、道路橋梁工程、地下工程和國防工程等。極大地改善了人類的居住環(huán)境、工作環(huán)境和出行環(huán)境。一、混凝土的定義二、混凝土的分類(一)按干表觀密度分類重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。輕混凝土ρ0＜1950kg/m3。(二)按膠凝材料分類

水泥混凝土水玻璃混凝土瀝青混凝土聚合物混凝土等(三)按用途分類

二、混凝土的分類結構混凝土防水混凝土道路混凝土耐酸混凝土大體積混凝土防輻射混凝土等(四)按生產(chǎn)方式和施工方法分類預拌混凝土（商品混凝土）泵送混凝土噴射混凝土碾壓混凝土離心混凝土等(五)按強度分類

二、混凝土的分類普通混凝土＜C60。高強混凝土≥C60。超高強混凝土≥100MPa。(六)按配筋情況分類

素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼纖維混凝土等。三、混凝土的特點優(yōu)點：（1）性能多樣、用途廣泛，通過調整組成材料的品種及配比，可以制成具有不同物理、力學性能的混凝土以滿足不同工程的要求。

（2）具有良好的可塑性，可根據(jù)工程需要澆筑成各種形狀尺寸的構件。（3）混凝土中占80%的砂、石骨料資源豐富，可就地取材，價格便宜。

（4）與鋼筋具有良好的粘結性，且二者的線膨脹系數(shù)基本相同，復合成的鋼筋混凝土，能互補優(yōu)劣，大大拓寬了混凝土的應用范圍。三、混凝土的特點（5）混凝土具有很好的耐久性。（6）可充分利用工業(yè)廢料作骨料或摻合料，有利于環(huán)境保護。缺點：

（1）自重大、比強度小。因此導致建筑物的抗震性能差，工程成本提高。

（2）抗拉強度小、呈脆性易開裂?；炷恋目估瓘姸戎挥锌箟簭姸鹊?/10左右，導致受拉區(qū)混凝土過早開裂。（3）體積不穩(wěn)定。尤其是當水泥漿量過大時，這一缺陷表現(xiàn)得更加突出。隨著溫度、環(huán)境介質的變化，容易引發(fā)體積變化，產(chǎn)生裂紋等缺陷，直接影響著混凝土的耐久性。（4）導熱系數(shù)大，保溫隔熱性能差。（5）硬化速度慢，生產(chǎn)周期長。（6）混凝土的質量受施工環(huán)節(jié)的影響比較大，難以得到精確控制。三、混凝土的特點四、混凝土的發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代土木工程建設技術水平的不斷提高，對于未來混凝土的研究和實踐要圍繞兩個方面：

一是混凝土的耐久性問題；

二是混凝土的發(fā)展必須走可持續(xù)發(fā)展之路。任務二

混凝土的組成材料知識點

混凝土用粗骨料內容提要CONTENTS一

顆粒級配和最大粒徑二

泥、泥塊及有害物質含量三

顆粒形狀四

強度五

堿骨料反應一

顆粒級配和最大粒徑公稱粒徑大于4.75mm的骨料稱為粗骨料，常用碎石和卵石兩種。引言

粗骨料粗骨料碎石卵石河卵石海卵石山卵石試比較石子表面狀態(tài)不同對混凝土和易性的影響：卵石碎石引言

粗骨料在水灰比相同條件下，用碎石拌制的混凝土，流動性較小，但強度較高；而卵石則正好相反，即流動性較大，但強度較低。因此，在配制高強混凝土時，宜采用碎石。引言

粗骨料一

顆粒級配和最大粒徑

粗骨料的顆粒級配對混凝土性能的影響與細骨料相同，且其影響程度更大。級配良好的粗骨料，對提高混凝土強度、耐久性，節(jié)約水泥用量是極為有利的。

粗骨料的顆粒級配按供應情況分連續(xù)粒級和單粒級。連續(xù)粒級的顆粒大小搭配合理，配制的混凝土拌和物和易性好，不易發(fā)生分層、離析現(xiàn)象，且水泥用量小，目前多采用連續(xù)粒級。一

顆粒級配和最大粒徑粗骨料的顆粒級配方孔篩，mm2.364.759.5016.019.026.531.537.553.63.075.90連續(xù)粒級5～1095～10080～1000～1505～1695～10085～10030～600～1005～2095～10090～10040～80—0～1005～2595～10090～100—30～70—0～505～31.595～10090～10070～90—15～45—0～505～4095～10070～90—30～65——0～50單數(shù)粒級10～2095～10085～1000～15016～31.595～10085～1000～10020～4095～10080～1000～10031.5～6395～10075～10045～750～10040～8095～10070～10030～600～100一

顆粒級配和最大粒徑

最大粒徑是用來表示粗骨料的粗細程度的。公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。

最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4，不得超過鋼筋最小凈距的3/4；對于實心板，不得超過板厚的1/3且不得超過40mm；

對于高強混凝土，粗骨料最大粒徑不宜大于20mm。對于泵送混凝土，最大粒徑與輸送管道內徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。一

顆粒級配和最大粒徑骨料粒徑太大使轉換梁澆筑不密實

工程實例分析二

泥、泥塊及有害物質含量二

泥、泥塊及有害物質含量含泥量是指粒徑小于75μm的顆粒含量；泥塊含量是指粒徑大于4.75mm，經(jīng)水洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。有害物含量指有機物、硫化物、硫酸鹽等，且不得混有草根、樹葉等雜物。（GB/T14685-2022）規(guī)定二

泥、泥塊及有害物質含量二

泥、泥塊及有害物質含量碎石或卵石中的有害物質含量三

顆粒形狀三

顆粒形狀顆粒形狀以三維長度相等（接近立方體或球形）為好。

針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2.4倍者；片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強度降低。三

顆粒形狀

針片狀顆粒易折斷，且會增大骨料的空隙率和總表面積，使混凝土拌合物的和易性、強度、耐久性降低。三

顆粒形狀表面特征碎石表面粗糙且多棱角，與水泥漿粘結力強；卵石表面光滑少棱角，與水泥漿粘結能力差。四

強度四

強度強度指標巖石抗壓強度壓碎指標值碎石卵石、碎石巖石抗壓強度是將母巖制成50mm×50mm×50mm立方體試件，在水飽和狀態(tài)下測定其極限抗壓強度值。四

強度巖石抗壓強度儀四

強度壓碎值指標:巖石立方體強度比較直觀，但試件加工困難，其抗壓強度反映不出石子在混凝土中的真實強度，所以對經(jīng)常性的生產(chǎn)質量控制常用壓碎值指標，而在選擇采石場或對粗骨料強度有嚴格要求，以及對其質量有爭議時，宜采用巖石抗壓強度作檢驗。

堅固性GB/T14685-2022規(guī)范規(guī)定的堅固性指標如下表:五

堿骨料反應五

堿骨料反應

對于長期處于潮濕環(huán)境的重要混凝土結構，其所用的碎石或卵石應進行骨料的堿活性檢驗。

當判定骨料存在潛在堿-碳酸鹽反應危害時，不宜用作混凝土骨料；否則，應通過專門的混凝土試驗，做最后評定。

當判定骨料存在堿-硅酸反應危害時，應控制混凝土中的堿含量不超過3kg/m3，或采用能抑制堿骨料反應的有效措施。案例分析石子形狀對混凝土性能的影響

請觀察下圖中A、B、C三種石子的形狀有何差別，分析其對拌制混凝土性能會有哪些影響。

A、碎石1

B、碎石2C、卵石案例分析討論A為碎石1，針片狀顆粒含量較多。此針片狀的碎石過多，比表面積大，不僅會影響混凝土和易性，還會影響強度。

B為碎石2，表面較粗糙，多棱角，比表面積較碎石1小，拌制混凝土時的性能優(yōu)于碎石1。

C為卵石，表面光滑、少棱角，比表面積較小。故拌制混凝土時所需水泥量較小?；炷涟韬衔锏暮鸵仔暂^好。但卵石與水泥石粘結力會較差。在相同條件下，混凝土強度較低。案例分析

某中學一棟磚混結構教學樓，在結構完工后進行屋面施工時，屋面局部倒塌。經(jīng)審查設計方面，未發(fā)現(xiàn)任何問題。對施工方面審查發(fā)現(xiàn)：

所設計為C20的混凝土，施工時未留試塊，事后鑒定其強度僅C7.5左右，在斷口處可清楚看出砂石未洗凈，集料中混有鴿蛋大小的粘土塊粒和樹葉等雜質。此外，梁主筋偏于一側，梁的受拉區(qū)1/3寬度內幾乎無鋼筋。集料雜質多危害混凝土強度案例分析原因分析

集料的雜質對混凝土強度有重大的影響，必須嚴格控制雜質含量。樹葉等雜質固然會影響混凝土的強度，而泥粘附在集料的表面，防礙水泥石與集料的粘結，不僅會降低混凝土強度，還會增加拌和用水量，加大混凝土的干縮，降低抗?jié)B性和抗凍性。泥塊對混凝土性質的影響嚴重。知識點

混凝土用外加劑、摻合料內容提要CONTENTS一

外加劑的分類二

外加劑的選用三

外加劑應用案例四

摻合料五

小結一

外加劑的分類混凝土外加劑是一種在混凝土攪拌之前或攪拌過程中加入的，用以改善新拌混凝土或硬化混凝土性能的材料。以下簡稱外加劑。1．外加劑在國民經(jīng)濟建設和混凝土技術發(fā)展中的重要作用一、外加劑的種類改善混凝土性能，促進了施工技術革命；節(jié)約資源，保護環(huán)境；在改善和提高混凝土各種物理性能，延長建筑工程的使用壽命的同時，減少了混凝土現(xiàn)場攪拌時產(chǎn)生的粉塵污染和施工噪音，改善了現(xiàn)場施工環(huán)境。一、外加劑的種類為什么要使用外加劑？外加劑的作用改善混凝土拌合物的和易性；加快或延緩凝結時間；控制強度增長；提高抗凍融、熱開裂、堿－骨料膨脹、硫酸鹽侵蝕和鋼筋銹蝕等作用下的耐久性；節(jié)約水泥用量，降低成本；減少放熱速度，控制溫升。一、外加劑的種類(一)按主要使用功能分類①改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，其中包括各種減水劑和泵送劑等。②改善混凝土凝結、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、促凝劑和速凝劑等。③改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑、阻銹劑和礦物外加劑等。④改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等。一、外加劑的種類①無機物外加劑②有機物外加劑(二)按化學成分分類外加劑分類一、外加劑的種類1.減水劑

是指在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌和用水量的外加劑。減水劑的主要技術經(jīng)濟效果1.提高流動性

在用水量及水泥用量基本不變條件下，混凝土拌合物的坍落度可增大100～200mm，流動性明顯提高，而且不影響混凝土的強度。泵送混凝土或其他大流動性混凝土均需摻入高效減水劑。一、外加劑的種類減水劑的主要技術經(jīng)濟效果2.提高混凝土強度在保持混凝土拌合物流動性不變的情況下，可減少用不量10%～20%，若水泥用量也不變，則可降低水膠比，提高混凝土的強度，特別是可大大提高混凝土的早期強度。3.節(jié)約水泥

在保持流動性及強度不變的情況下，可以在減水拌和用水量的同時，相應減少水泥用量，節(jié)約水泥用量5%-20%，降低混凝土成本。

一、外加劑的種類4.改善混凝土的耐久性由于減水劑的滲和，減少了拌合物的泌水、離析現(xiàn)象，還顯著改善了混凝土的孔結構，使混凝土的密實度提高，透水性降低，從而可提高混凝土的抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕等能力。減水劑的主要技術經(jīng)濟效果一、外加劑的種類沒加減水劑的水泥漿加減水劑后的水泥漿一、外加劑的種類(二)減水劑的常用品種與效果減水劑主要有木質素系、萘系、水溶樹脂系、糖蜜系和腐殖酸等。

按主要功能分為普通減水劑、高效減水劑、早強減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等。一、外加劑的種類

是指加速混凝土早期強度發(fā)展并對后期強度發(fā)展無顯著影響的外加劑。

作用：加速模板及臺座的周轉、縮短混凝土的養(yǎng)護時間、快速達到混凝土冬季施工的臨界強度等。常用早強劑的品種：①強電解質無機鹽類早強劑②水溶性有機化合物③其他：有機化合物、無機鹽復合物2.早強劑一、外加劑的種類早強劑的適用范圍：早強劑適用于蒸養(yǎng)混凝土及常溫、低溫和最低溫度不低于－5℃環(huán)境中施工的有早強要求的混凝土工程。炎熱環(huán)境條件下不宜使用早強劑。

摻入混凝土后對人體產(chǎn)生危害或對環(huán)境產(chǎn)生污染的化學物質嚴禁用作早強劑。含有六價鉻鹽、亞硝酸鹽等有害成分的早強劑嚴禁用于飲水工程及與食品相接觸的工程。硝銨類嚴禁用于辦公、居住等建筑工程。一、外加劑的種類3.引氣劑

是指在攪拌混凝土的過程中，能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡，以減少混凝土拌合物泌水、離析，改善和易性，并能顯著提高混凝土抗凍性、耐久性的外加劑。

引氣劑對混凝土性能的影響：①改善混凝土拌合物的和易性；②提高抗凍性和抗?jié)B性；③降低強度及彈性模量。引氣劑適用于配制抗凍混凝土、泵送混凝土、港口混凝土，不適宜用于蒸汽養(yǎng)護的混凝土。一、外加劑的種類4.緩凝劑是指延長混凝土凝結時間并對后期強度無明顯影響的外加劑。

緩凝劑能使混凝土拌合物在較長時間內保持塑性狀態(tài)，以利于澆注成型，提高施工質量，而且還可延緩水化放熱時間，降低水化熱，對大體積混凝土或分層澆筑的混凝土十分有利。

緩凝劑適用于長距離運輸或長時間運輸?shù)幕炷?、夏季和高溫季?jié)施工的混凝土、大體積混凝土等。不適用于5℃以下的混凝土，也不適用于有早強要求的混凝土及蒸養(yǎng)混凝土。一、外加劑的種類

能使混凝土在負溫下硬化，并在規(guī)定時間內達到足夠防凍強度的外加劑稱為防凍劑。

在負溫度條件下施工的混凝土工程須摻入防凍劑。一般，防凍劑除能降低冰點外，還有促凝、早強、減水等作用，所以多為復合防凍劑。

5.防凍劑一、外加劑的種類

能使混凝土迅速凝結硬化的外加劑。主要用于噴射混凝土、堵漏等。

6.速凝劑一、外加劑的種類隨堂練習：下列工程應該優(yōu)先選用哪些外加劑？1.夏季施工的大體積混凝土工程，應優(yōu)先選用的外加劑2.噴射混凝土必須加入的外加劑是什么？3.遠距離運輸?shù)幕炷翍x用外加劑為？4.有抗凍要求的混凝土施工時宜選擇的外加劑是什么？5.泵送混凝土應摻用什么外加劑？緩凝劑泵送劑速凝劑引氣劑二

外加劑的選用①外加劑品種的選擇②外加劑摻量的確定

③外加劑的摻加方法二、外加劑的選用

有兩種水泥，一種以二水石膏為緩凝劑，另一種以硬石膏為緩凝劑，現(xiàn)以加入木質素磺酸鈣減水劑的溶液配制水泥漿，請觀察5min后兩者凝結情況，討論產(chǎn)生差別的原因。木質素減水劑與水泥所用石膏案例分析

使用無水石膏作緩凝劑的水泥，加入木質素作為減水劑或稠密減水劑時會產(chǎn)生速凝現(xiàn)象。因無水石膏在木鈣或糖鈣溶液中硫酸鈣溶解量下降，無法抑制C3A的水化，使C3A迅速水化，從而導致水泥漿速凝。故以硬石膏為緩凝劑的水泥不宜使用含木質素磺酸鹽的減水劑。三

外加劑的應用案例三

外加劑的應用案例根據(jù)三峽大壩的耐久性和高強度的特點，其混凝土施工中主要采用什么外加劑？高效減水劑和引氣劑！高效減水劑為配制為配制高性能混凝土創(chuàng)造條件！引氣劑是保證三峽大壩耐久性和使用壽命的重要舉措！三

外加劑的應用案例金茂大廈通過應用泵送劑和泵送技術將混凝土一泵到頂；投資5.6億美元88層420.5米世界第三、中國第一高樓三

外加劑的應用案例青藏鐵路自然條件嚴酷的青藏鐵路順利施工三

外加劑的應用案例杭州灣跨海大橋世界最長的跨海大橋造橋史上的豐碑筑向大海的世紀長虹全長36公里，投資118億，混凝土240萬方，橋墩660個四

摻合料混凝土摻合料是指在混凝土攪拌前或攪拌過程中，為改善混凝土性能、調節(jié)混凝土強度、節(jié)約水泥，與混凝土其他組分一起，直接加入的礦物材料或工業(yè)廢料，摻量一般大于水泥質量的5%。

常用的礦物摻合料有粉煤灰、硅灰、?；郀t礦渣粉、沸石粉、磨細自然煤矸石粉及其他工業(yè)廢渣。粉煤灰是目前用量最大、使用范圍最廣的一種摻合料。四.摻合料礦物摻合料的應用應符合下列規(guī)定：1）摻用礦物摻合料的混凝土，宜采用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥；2）在混凝土中摻用礦物摻合料時，礦物摻合料的種類和摻量應經(jīng)試驗確定；

3）對于高強混凝土或有抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕、耐磨等其他特殊要求的混凝土，不宜采用低于Ⅱ級的粉煤灰；4）礦物摻合料宜與高效減水劑同時使用。四.摻合料四.摻合料

從煤粉爐煙道氣體中收集的粉末稱為粉煤灰。在混凝土中摻入一定量粉煤灰后，除了粉煤灰本身的火山灰活性作用，生成硅酸鈣凝膠，作為膠凝材料一部分起增強作用外，在混凝土的用水量不變的情況下，不僅可以起到顯著改善混凝土拌合物和易性的效應，增加流動性和粘聚性，還可降低水化熱。若保持混凝土拌合物原有的和易性不變，則可減少用水量，起到減水的效果，從而提高混凝土的密實度和強度，增強耐久性。粉煤灰SEM照片四.摻合料

硅粉也稱硅灰。在冶煉鐵合金或工業(yè)硅時，由煙道排出的硅蒸氣經(jīng)收塵裝置收集而得的粉塵稱為硅粉。它是由非常細的玻璃質顆粒組成，其中SiO2含量高，其比表面積約為2000m2/kg。摻入少量硅粉，可使混凝土致密、耐磨，增強其耐久性。四.摻合料

沸石粉是天然的沸石巖經(jīng)磨細而成的一種火山灰質鋁硅酸礦物摻合料。含有一定量活性二氧化硅和三氧化鋁，能與水泥生成的氫氧化鈣反應，生成膠凝物質。沸石粉用作混凝土摻合料可改善混凝土和易性，提高混凝土強度、抗?jié)B性和抗凍性，抑制堿骨料反應。主要用于配制高強混凝土、流態(tài)混凝土及泵送混凝土。

沸石粉具有很大的內表面積和開放性孔結構，還可用于配制濕混凝土等功能混凝土。

四.摻合料

粒化高爐礦渣粉（簡稱礦渣粉）是指符合GB/T203標準規(guī)定的?；郀t礦渣經(jīng)干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）達到相當細度且符合相應活性指數(shù)的粉體。礦渣粉磨時允許加入助磨劑，加入量不得大于礦渣粉質量的1％。四.摻合料摻合料種類對流動性的影響用等量取代法分別摻入細度相同的20％粉煤灰和礦渣摻合料制備硅酸鹽水泥砂漿拌合物，經(jīng)跳桌法流動性試驗后得到下圖所示的結果。請觀察兩者的差異，并對其現(xiàn)象進行討論。摻粉煤灰水泥砂漿摻礦渣水泥砂漿四.摻合料

兩者的不同在于粉煤灰和礦渣的形狀及表面特征的不同，從粉煤灰的電鏡照片中可以發(fā)現(xiàn)：粉煤灰顆粒多為表面光滑的圓球狀顆粒，相對于不規(guī)則形狀外形的礦渣顆粒而言，需要較少的水分潤濕其表面，因而實際水與硅酸鹽水泥質量比（水灰比）相對較大。同時光滑的圓球狀顆粒也有利于減少集料之間的流動摩擦力。兩者共同作用結果使得摻粉煤灰摻合料的砂漿拌合物具有更大的流動性。粉煤灰電鏡照片討論四.摻合料現(xiàn)象摻合料攪拌不均致使混凝土強度低

某工程使用等量的42.5級普通硅酸鹽水泥粉煤灰配制C25混凝土，工地現(xiàn)場攪拌，為趕進度攪拌時間較短。拆模后檢測，發(fā)現(xiàn)所澆筑的混凝土強度波動大，部分低于所要求的混凝土強度指標。原因分析

該混凝土強度等級較低，而選用的水泥強度等級較高，故使用了較多的粉煤灰作摻合劑。由于攪拌時間較短，粉煤灰與水泥攪拌不夠均勻，導致混凝土強度波動大，以致部分混凝土強度未達要求。五

小結五.小結

混凝土外加劑如今被譽為混凝土的第五組份，需要熟悉外加劑的種類及各自作用，根據(jù)工程實際合理選擇外加劑；

摻合料的選用需要根據(jù)實際來選擇。模塊四

混凝土

任務三

新拌混凝土性能及檢測知識點1混凝土和易性概念及評定內容提要CONTENTS一

和易性的概念二

和易性的評定三

混凝土拌合物流動性的級別四

案例分析五

小結一

和易性的概念

混凝土在未凝結硬化以前，稱為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質量；混凝土拌合物凝結硬化以后，應具有足夠的強度，以保證建筑物能安全地承受設計荷載；并應具有必要的耐久性。一、和易性的概念

和易性——混凝土拌合物的和易性又稱工作性，它是一項綜合的技術性質，是指混凝土拌合物易于施工操作（包括攪拌、運輸、振搗和養(yǎng)護等），并能獲得質量均勻、成型密實的性能。包括流動性、粘聚性和保水性等三方面的含義。一、和易性的概念和易性流動性粘聚性保水性混凝土拌和物在一定施工條件下易于各工序施工操作，并能獲得質量穩(wěn)定，整體均勻，成型密實的性能。一、和易性的概念1.流動性

是指拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動并均勻密實地填滿模板的性能。流動性的大小，反映拌合物的稀稠，直接影響澆筑施工的難易和混凝土的質量。一、和易性的概念2.黏聚性

是指拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的黏聚力，不致產(chǎn)生分層離析的現(xiàn)象。3.保水性

是指拌合物保持水分不易析出的能力?；炷涟韬衔锶舯Ｋ圆顣l(fā)生泌水現(xiàn)象，在混凝土內部形成沁水通道，使混凝土密實性變差，降低混凝土的質量。一、和易性的概念

混凝土拌和物的流動性、黏聚性、保水性三者之間經(jīng)常相互矛盾，如黏聚性好，則保水性也往往較好，但流動性差；當流動性增大時，黏聚性和保水生往往會變差。因此，和易性應是這三方面性質在特定條件下矛盾的統(tǒng)一體。一、和易性的概念骨料水可見表面泌水內泌水一、和易性的概念分層離析與泌水現(xiàn)象及其危害分層離析現(xiàn)象：粗骨料從混凝土的水泥砂漿中分離出來的傾向，與拌和物的粘聚性有關。危害：分層離析將導致硬化后的混凝土產(chǎn)生蜂窩和麻面，影響均勻性。泌水現(xiàn)象：混凝土中粗骨料下沉、水分上升直到表面，這種現(xiàn)象叫泌水，與拌和物的保水性有關。危害：泌水導致混凝土中粗骨料和水平鋼筋下方形成水囊和水膜，降低骨料或鋼筋與水泥石的粘結力；表面還會形成酥松層等。一、和易性的概念思考題和易性不良的混凝土拌合物，施工后會出現(xiàn)什么情況？答：填充不密實，產(chǎn)生蜂窩、麻面、空洞等缺陷；表面出現(xiàn)疏松層，粗骨料顆和水平鋼筋的下面會出現(xiàn)水囊或水膜等，界面結構不密實；造成組成不均勻，上層水泥漿多于底層，下層骨料多于上層，表面水泥漿中含水量多于內部。為什么混凝土拌合物會出現(xiàn)和易性不良？答：混凝土拌合物由固相與液相組成，二者的比例不當影響拌合物的和易性；固相與液相的密度相差較大，而且骨料粒徑較大，容易在自重作用下，發(fā)生層析；一、和易性的概念混凝土中的蜂窩請觀察下圖中混凝土樓面，其中有空洞（俗稱蜂窩）。該混凝土是采用人工振搗，其混凝土坍落度為30mm。請分析混凝土不密實的原因?？斩次恢镁植糠糯?/p>

一、和易性的概念該混凝土未采用振動器振搗，僅人工振搗，而混凝土的坍落度偏低，流動性較差，故易產(chǎn)生蜂窩，應增大混凝土的坍落度，具體按GB50204-2001《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》規(guī)定進行。實際施工時，混凝土拌和物的坍落度要根據(jù)構件截面尺寸大小、鋼筋疏密和搗實方法來確定。當構件截面尺筋較密，或采用人工搗實時，坍落度可選擇大一些。反之，若構件截面尺寸較大，或鋼筋較疏，或采用機械振搗，則坍落度可選擇小一些。討論二

和易性的評定二、和易性的評定（一）坍落度和坍落擴展度的測定1.坍落度法：

適用于坍落度不小于10mm，骨料最大粒徑不大于40mm的塑性和流動性混凝土拌合物。坍落度二、和易性的評定二、和易性的評定觀察坍落后的砼拌合物試體的粘聚性與保水性：粘聚性用搗棒在已坍落的砼拌合物試體側面輕輕敲打，此時若試體逐漸下沉，則表示粘聚性良好；若倒塌、部分崩裂則表示粘聚性不好。保水性以砼拌合物中水泥漿析出的程度來評定，若有較多水泥漿從底部析出，試體部分的砼拌合物也因失漿而集料外露，則表明保水性不好；若無水泥漿或僅有少量水泥漿自底部析出，則表明保水性能良好。粘聚性不好二、和易性的評定2.坍落擴展度：適用泵送高強混凝土和自密實混凝土（坍落度大于220mm）。

擴展度測量二、和易性的評定（二）維勃稠度的測定適用于維勃稠度在5~30s的混凝土拌合物。通過測定混凝土拌和物在外力作用下由圓臺狀均勻攤平所需要的時間。二、和易性的評定思考題

為什么坍落度法能反映塑性混凝土拌合物的和易性？答：

A、坍落度反映了拌合物在自重力作用下的流動性；

B、拌和物圓錐體在敲擊下，是否崩落反映了粘聚性；

C、拌和物圓錐體下方是否有水泌出，反映了保水性。維勃稠度反映的是混凝土拌和物的什么性能？答：維勃稠度法適用于Dmax小于40mm，維勃稠度在5~30s之間的混凝土拌和物稠度的測量。主要反映了混凝土拌和物在振動力作用下的流動性和充模性。

三

混凝土拌合物流動性的級別三、混凝土拌合物流動性的級別三、混凝土拌合物流動性的級別

根據(jù)坍落度的不同，可將混凝土拌合物分為：大流動性混凝土（大于160ｍｍ）流動性混凝土（100～150ｍｍ）塑性混凝土（50～90ｍｍ）低塑性混凝土（10～40ｍｍ）坍落度值小于10ｍｍ的拌合物為干硬性混凝土。拌合物流動性的選用拌合物流動性的選用原則是在滿足施工條件及混凝土成型密實的條件下，應盡可能選用較小的流動性，以節(jié)約水泥并獲得質量較高的混凝土。

具體選用時，流動性的大小取決于構件截面尺寸、鋼筋疏密程度及搗實方法。若構件截面尺寸小、鋼筋密、振搗作用不強時，選擇流動性大一些；反之，選擇流動性小一些。

泵送混凝土拌合物坍落度設計值應≤180mm；泵送高強混凝土的擴展度宜≥500mm；自密實混凝土的擴展度宜≥600mm。四

案例分析四、案例分析現(xiàn)象集料含水量波動對混凝土和易性的影響某混凝土攪拌站用的集料含水量波動較大，其混凝土強度不僅離散程度較大，而且有時會出現(xiàn)卸料及泵送困難，有時又易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。原因分析

由于集料，特別是砂的含水量波動較大，使實際配比中的加水量隨之波動，以致加水量不足時混凝土坍落度不足，水量過多時則坍落度過大，混凝土強度的離散程度也就較大。當坍落度過大時，易出現(xiàn)離析。若振搗時間過長坍落度過大，還會造成“過振”。五

小結五、小結本小節(jié)知識點主要掌握和易性的概念，理解流動性、保水性、粘聚性；

掌握和易性的評定方法；

能夠根據(jù)所學知識分析混凝土和易性不當引發(fā)的后果。知識點2

和易性的影響因素及改善措施內容提要CONTENTS一

和易性的影響因素二

改善和易性的措施三

混凝土凝結時間的影響因素四

案例分析五

小結一

和易性的影響因素一、和易性的影響因素（一）水泥漿量與水膠比

混凝土拌和物中的水泥漿，賦予混凝土拌和物以一定的流動性。

拌合物中水泥漿量既不能過多，也不能過少，以滿足流動性要求為宜。

水膠比的大小應根據(jù)混凝土的強度和耐久性合理選用。

實踐證明，在配制混凝土時，當混凝土拌和物的用水量一定時，即使水泥用量增減50～100kg/m3，但拌和物的流動性基本不變，這種關系稱為混凝土的“固定水量法則”。一、和易性的影響因素

利用“固定水量法則”可以在用水量一定時，采用不同的水膠比配制出流動性相同但強度不同的混凝土。

水灰比大——流動性好；粘聚性、保水性差，離析水灰比小——流動性差，施工困難，不能保證密實度根據(jù)流動性、強度、耐久性要求在水灰比不變的情況下調整水泥漿用量。一、和易性的影響因素水泥漿的數(shù)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。當用水量一定時，水泥用量適當變化（增減50～100㎏／ｍ3）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。單純加大用水量會降低混凝土的強度和耐久性，因此，對流動性的調整，應保證水灰比不變的情況下，調整水泥漿的用量。一、和易性的影響因素（二）砂率

是指混凝土中砂用量占砂、石總用量的百分比。砂率過大或過小都會導致混凝土和易性變差，為保證和易性，應選擇最佳砂率或合理砂率。

砂率影響骨料空隙率和表面積。在水泥漿一定的條件下：砂率大——總表面積大，相對水泥漿少，流動性差砂率小——骨料間砂漿層少，石子摩擦力大，流動性差，粘聚性和保水性也差合理砂率：填滿石子間的空隙，并保證石子間有一定厚度的砂漿層，保證流動性。一、和易性的影響因素最佳砂率一、和易性的影響因素（三）組成材料性質的影響1.水泥品種及細度

膠凝材料品種不同，其需水量也不同，對混凝土的流動性有一定的影響。另外，不同的膠凝材料品種，其特性上的差異也導致混凝土和易性的差異。

級配良好的骨料，其拌和物流動性較大，黏聚性和保水性較好；表面光滑的骨料，其拌合物流動性較大。若雜質含量多，針片狀顆粒含量多，則其流動性變差。2.骨料的性質一、和易性的影響因素

在拌制混凝土時，加入某些外加劑能夠改善混凝土拌和物的和易性。

加入礦物摻合料，也可改善混凝土拌和物的和易性。3.外加劑和摻合料摻加外加劑是改變混凝土和易性最有效的方法，如減水劑、引氣劑、塑化劑等。一、和易性的影響因素（四）時間、環(huán)境因素及施工條件混凝土拌和物拌制后，隨著時間的延長而逐漸變得干稠，流動性減小，這種現(xiàn)象稱為坍落度損失。

施工中應考慮到混凝土拌和物隨時間延長對流動性的影響，采取相應措施。

環(huán)境溫度的變化會影響到混凝土的和易性。在施工中為保證混凝土拌和物的和易性，要考慮溫度的影響，并采取相應的措施。采用機械攪拌的混凝土拌和物和易性好于人工拌和的。一、和易性的影響因素（五）新拌混凝土的凝結時間新拌混凝土的凝結是由于水泥的水化反應所致，但新拌混凝土的凝結時間與配制混凝土所用水泥的凝結時間并不一致。

根據(jù)《普通混凝土拌和物性能試驗方法標準》（GB/T50080-2016)的內容，混凝土拌合物的凝結時間是用貫入阻力法進行測定的。二

改善和易性的措施二、改善和易性的措施針對上述影響混凝土拌和物和易性的因素，在實際工作中，可采取以下措施來改善混凝土拌和物的和易性：1.調節(jié)混凝土的組成材料2.改進混凝土拌和物的施工工藝3.摻外加劑和外摻料

通過試驗，采用合理砂率，并盡可能采用較低砂率；改善砂、石的級配；在可能條件下，盡量采用較粗的砂、石；當混凝土坍落度太小時，保持水灰比不變，增加適量的水泥漿，當坍落度太大時，保持砂率不變，增加適量的砂石；摻用外加劑。二、改善和易性的措施三

混凝土凝結時間的影響因素水泥的水化是混凝土產(chǎn)生凝結的主要原因，但是，混凝土的凝結時間與所用水泥的凝結時間并不一致。因為水灰比的大小會明顯影響水泥的凝結時間，水灰比越大，凝結時間越長，一般混凝土的水灰比與測定水泥凝結時間的水灰比是不同的，凝結時間便有所不同。而且混凝土的凝結時間還受溫度、外加劑等其他各種因素的影響。三、混凝土凝結時間的影響因素四

案例分析四、案例分析討論請分析在一般情況下水泥漿量與流動性的關系。并討論是否水泥漿量越多，混凝土拌合物的和易性越好。膠凝材料漿量與混凝土流動性

在一定范圍內，膠凝材料漿量增多，混凝土拌合物流動性越大，這是因包裹集料的水泥漿層由薄變厚，有利于流動性。

但如果漿量過多，不僅流動性無明顯增大，而且粘聚性降低，保水性變差。因包裹集料的漿層厚度達一定值后，再增加厚度已無助于改善流動性，反而影響了粘聚性和保水性。

現(xiàn)象碎石形狀對混凝土和易性的影響某混凝土攪拌站原混凝土配方均可生產(chǎn)出性能良好的泵送混凝土。后因供應的問題進了一批針片狀多的碎石。當班技術人員未引起重視，仍按原配方配制混凝土，后發(fā)覺混凝土坍落度明顯下降，難以泵送，臨時現(xiàn)場加水泵送。四、案例分析四、案例分析原因分析①混凝土坍落度下降的原因。因碎石針片狀顆粒增多，比表面積增大，在其他材料及配方不變的條件下，其坍落度必然下降。

②當坍落度下降難以泵送時，簡單地現(xiàn)場加水雖可解決泵送問題，但對混凝土的強度及耐久性都有不利影響，且還會引起泌水等問題。五

小結五、小結本小節(jié)主要分析和易性的影響因素，從八個方面分別闡述，需要理解八個不同因素對和易性的作用，能具體分析工程實際問題；

混凝土凝結時間也是一個重要因素，請大家課后自行查閱資料，完成凝結時間的課外拓展。模塊四

混凝土

任務四

硬化混凝土性能及檢測知識點1硬化混凝土強度內容提要CONTENTS一

混凝土立方體抗壓強度及強度等級二

混凝土其他強度三

混凝土強度的影響因素四

案例分析五

小結一

混凝土立方體抗壓強度及強度等級

混凝土強度包括抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度及鋼筋與混凝土的粘結強度。

其中抗壓強度最大，抗拉強度最小，約為抗壓強度的1/20-1/10。抗壓強度與其他強度之間有一定的相關性，可根據(jù)抗壓強度的大小來估計其他強度值。引言

混凝土的強度

一

混凝土立方體抗壓強度及強度等級GB/T50081規(guī)定，按標準方法制作的試件，在標準條件養(yǎng)護到28d齡期，測得的抗壓強度值為混凝土抗壓強度，以fcu表示。1.抗壓強度一

混凝土立方體抗壓強度及強度等級

按照國家標準GB50010－2002《混凝土結構設計規(guī)范》，混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定。立方體抗壓強度標準值系指按標準方法制作和養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件，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。

混凝土強度等級根據(jù)混凝土的立方體抗壓強度標準值劃分為C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95和C100等19個等級。2.

強度等級

一

混凝土立方體抗壓強度及強度等級混凝土裝模

混凝土試模一

混凝土立方體抗壓強度及強度等級

立方體試件立方體試件受壓一

混凝土立方體抗壓強度及強度等級混凝土立方體抗壓強度標準值95%混凝土強度保證率

P%是指混凝土強度總體中

大于設計強度等級的概率。一

混凝土立方體抗壓強度及強度等級不同工程的混凝土，其強度等級的要求也不盡相同，選用時可參照GB50010—2020的要求：.素混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C15；.鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C20；.當采用強度級別400MPa及以上的鋼筋時，混凝土強度等

級不應低于C25。.承受重復荷載的鋼筋混凝土構件，混凝土強度等級不應

低于C30。.預應力混凝土結構的混凝土強度等級不宜低于C40，且

不應低于C30。二

混凝土的其他強度二

混凝土的其他強度(一)混凝土的軸心抗壓強度工程實際中，鋼筋混凝土結構形式大部分是棱柱體或圓柱體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(jù)。大量試驗表明：軸心抗壓強度與立方體抗壓強度之間有一定的關系：fcp=(0.7～0.8)fcu

混凝土的軸心抗壓強度的測定采用150mm×150mm×300mm棱柱體作為標準試件。軸心抗壓強度設計值以fc表示，軸心抗壓強度標準值以fck表示。二

混凝土的其他強度2a2aaa圓柱體（美、法、日）立方體（英、德、中）試件形狀示意圖二

混凝土的其他強度軸心抗壓強度試驗示意圖二

混凝土的其他強度（二）軸心抗拉強度ftft——與混凝土構件的開裂、變形，以及受剪、受扭、受沖切等承載力有關。軸心拉伸試驗試件為100mm×100mm×500mm的柱體，破壞時試件中部產(chǎn)生橫向裂縫，破壞截面上的平均拉應力即為軸心抗拉強度

ft。二

混凝土的其他強度（三）劈裂抗拉強度劈拉試驗試驗中采用邊長為150mm的立方體標準試件，通過弧形鋼墊條施加壓力P，試件中間截面有著均勻分布的拉應力，當拉應力達到混凝土的抗拉強度時，試件劈裂成兩半?！瓘姸萬sp的計算公式——混凝土立方體試件抗壓強度，MPaP——破壞荷載，NA——試件劈裂面積，mm2.圖劈裂試驗二

混凝土的其他強度

（四）混凝土抗折強度(fcf

)

道路路面或機場跑道用混凝土，是以抗彎強度（或稱抗折強度）為主要設計指標。

水泥混凝土的抗彎強度試驗是以標準方法制備成150mm×150mm×550mm的梁形試件，在標準條件下養(yǎng)護２８ｄ后，按三分點加荷，測定其抗彎強度（fcf

）。計算公式：L=450mm二

混凝土的其他強度混凝土抗折強度試模混凝土抗折強度試驗三

混凝土強度的影響因素影響混凝土強度因素原材料混凝土制配方法養(yǎng)護條件試驗條件水膠凝材料骨料水膠比膠凝材料強度顆粒級配骨料品質配料攪拌澆筑搗實濕度時間溫度試件尺寸加荷速度表面狀態(tài)三

混凝土強度的影響因素三

混凝土強度的影響因素（一）原材料因素1、膠凝材料強度和水膠比在配合比相同的條件下，膠凝材料強度越高，混凝土強度越高；三

混凝土強度的影響因素混凝土強度經(jīng)驗公式：式中：B/W——膠水比；

fcu，0——混凝土28d齡期抗壓強度；

fb——膠凝材料28d抗壓強度實測值。αa、αb——回歸系數(shù)。

當無法取得膠凝材料28d膠砂抗壓強度實測強度值時，可按

求得，γf、γs為粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)。三

混凝土強度的影響因素粉煤灰影響系數(shù)（γf）、和粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)（γs）

摻量（%）

種類粉煤灰影響系數(shù)γf

?；郀t礦渣粉影響系數(shù)γs

01.001.00100.85~0.951.00200.75~0.850.95~1.00300.65~0.750.90~1.00400.55~0.650.80~0.9050—0.70~0.85三

混凝土強度的影響因素

水泥28d膠砂抗壓強度實測值；當無實測值，可按下式計算：

式中：

——水泥強度等級值的富余系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資料確定；當缺乏實際統(tǒng)計資料時，可按下表選用；

——水泥強度等級值（MPa）。

水泥強度等級值的富余系數(shù)（）水泥強度等級值32.542.552.5富余系數(shù)1.121.161.10三

混凝土強度的影響因素αa、αb——回歸系數(shù)。應根據(jù)工程所使用的原材料，通過實驗建立的水膠比與強度關系式確定；當不具備上述統(tǒng)計資料時，其回歸系數(shù)可按《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55—2011提供的數(shù)值選用，如下表所示。

經(jīng)驗系數(shù)αa、αb選用表

骨料品種

系數(shù)碎石卵石αa0.530.49αb0.200.13三

混凝土強度的影響因素

上述經(jīng)驗公式，一般只適用于混凝土強度等級在C60以下的混凝土。利用此公式，可根據(jù)所用的水泥強度值和水膠比估計混凝土28d的強度，也可根據(jù)水泥強度值和要求的混凝土強度等級確定所采用的水膠比。三

混凝土強度的影響因素2.骨料的影響

骨料的級配良好，針片狀及有害雜質顆粒含量少，且砂率合理，可使骨料空隙率小，組成密實的骨架，有利于混凝土強度的提高。

骨料的最大粒徑增大，可降低用水量及水膠比，提高混凝土的強度。但對于高強混凝土，較小粒徑的粗骨料可明顯改善粗骨料與水泥石界面的強度，提高混凝土的強度。三

混凝土強度的影響因素骨料的表面狀態(tài)；骨料的級配；骨料的強度、有害雜質含量等。膠凝材料強度相同，水膠比相同，骨料種類不同，混凝土強度如何?三

混凝土強度的影響因素級配好強度高級配差強度低三

混凝土強度的影響因素3.外加劑和摻合料摻減水劑，特別是高效減水劑，可大幅度降低用水量和水膠比，使混凝土的強度顯著提高，摻高效減水劑是配制高強度混凝土的主要措施，摻早強劑可顯著提高混凝土早期強度。

在混凝土中摻入高活性摻合料，可與膠凝材料的水化產(chǎn)物進一步發(fā)生反應，產(chǎn)生大量的凝膠物質，使混凝土更趨于密實，強度也進一步得到提高。三

混凝土強度的影響因素養(yǎng)護條件：混凝土所處環(huán)境的溫度和濕度（二）生產(chǎn)工藝因素1、養(yǎng)護條件4℃38℃21℃13℃齡期抗壓強度031421287養(yǎng)護溫度對混凝土強度的影響三

混凝土強度的影響因素保持潮濕14d保持潮濕7d保持潮濕3d保持潮濕1d長期保持潮濕抗壓強度齡期

試驗表明，保持足夠濕度時，溫度升高，水泥水化速度加快，強度增長也快。

《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50204—2002)規(guī)定，在混凝土澆筑完畢后，應在12h內加以覆蓋并保濕養(yǎng)護。三

混凝土強度的影響因素增長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三

混凝土強度的影響因素混凝土澆水養(yǎng)護混凝土保溫養(yǎng)護檢查混凝土入模溫度三

混凝土強度的影響因素2.齡期1428抗壓強度齡期/d混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經(jīng)歷的時間。在標準養(yǎng)護條件下，混凝土強度的發(fā)展與齡期的對數(shù)成正比。三

混凝土強度的影響因素混凝土施工過程中，應攪拌均勻、振搗密實、養(yǎng)護良好才能使混凝土硬化后達到預期的強度。3、施工條件三

混凝土強度的影響因素①試件形狀（三）試驗條件環(huán)箍效應演示過程試件破壞后殘存的棱錐體尺寸小的試塊測得的強度值偏高。一方面因“環(huán)箍效應”，另一方面因大試塊內孔隙、裂縫等缺陷出現(xiàn)的機率大。三

混凝土強度的影響因素

混凝土立方體試樣在壓力機壓力作用下，沿荷載方向發(fā)生縱向變形的同時也按泊松比效應產(chǎn)生橫向變形。而鋼制壓板的橫向膨脹較混凝土小，因而在壓板與混凝土試件受壓面形成磨擦力，對試件的橫向膨脹起著約束作用，愈接近試件端面，約束力越大，這就是常說的環(huán)箍效應。

"環(huán)箍效應"對混凝土抗壓強度有提高作用。離壓板越遠，"環(huán)箍效應"小，在距離試件受壓面約0.866α（α為試件邊長）范圍外這種效應消失。三

混凝土強度的影響因素

混凝土立方體試件尺寸選用及換算系數(shù)骨料最大粒徑（mm）31.54063試件尺寸（mm）100×100×100150×150×150200×200×200系數(shù)0.9511.05

②試件的形狀三

混凝土強度的影響因素試件表面無潤滑劑時，受環(huán)箍效應的影響，破壞后呈棱錐體，所測強度值偏大。有潤滑劑時，壓板與混凝土表面摩擦力減小，環(huán)箍效應減小，試件出現(xiàn)垂直裂紋破壞，強度偏小。③表面形狀三

混凝土強度的影響因素④加荷速度：

加荷速度較快時，材料變形的增長落后于荷載的增加，所測強度值偏高。由上述內容可知，即使原材料、施工工藝及養(yǎng)護條件都相同，但試驗條件可導致試驗結果的不同。

強度檢測必須嚴格遵守相關試驗標準的規(guī)定。三

混凝土強度的影響因素提高混凝土強度的措施采用高等級水泥或早強型水泥；采用低水灰比；采用有害雜質少級配良好，顆粒適當?shù)墓橇虾秃侠砩奥?；采用合理的養(yǎng)護溫度和濕度，可能的情況下采用濕熱養(yǎng)護；采用機械攪拌、機械振搗；摻入混凝土外加劑、摻合料等。四

案例分析現(xiàn)象混凝土強度低屋面倒塌某縣東園鄉(xiāng)美利小學1988年建磚混結構校舍，11月中旬氣溫已達零下十幾度，因人工攪拌振搗，故把混凝土拌得很稀，木模板縫隙又較大，漏漿嚴重。至12月9日，施工者準備內粉刷，拆去支柱，在屋面上用手推車推卸白灰爐渣以鋪設保溫層，大梁突然斷裂,屋面塌落，并砸死屋內兩名取暖的女小學生。大梁斷裂四

案例分析四

案例分析原因分析由于混凝土水灰比大，混凝土離析嚴重。從大梁斷裂截面可見，上部只剩下砂和少量水泥，下部全為卵石，且相當多水泥漿已流走?，F(xiàn)場用回彈儀檢測，混凝土強度僅達到設計強度等級的一半。這是屋面倒塌的技術原因。

該工程為私人掛靠施工，包工者從未進行過房屋建筑，無施工經(jīng)驗。在冬期施工而無采取任何相應的措施，不具備施工員的素質，且工程未辦理任何基建手續(xù)。校方負責人自認甲方代表，不具備現(xiàn)場管理資格，由包工者隨心所欲施工。這是施工與管理方面的原因。四

案例分析2021年7月2建設部網(wǎng)站處罰通告四

案例分析2017年3月24日，天津市質安總隊在對項目開復工抽查中發(fā)現(xiàn)，粵翠名邸項目10號樓混凝土強度未達到設計要求。天津市建筑設計院逐棟逐層對已施工的1-19號樓、19A號樓和地下車庫進行了結構安全驗算。根據(jù)設計復核及專家組論證意見，從技術角度認為需拆除的棟號為1號樓、2號樓、5號樓、10號樓、19號樓、19A號樓地面以上建筑。認定該事故是一起重大工程質量事故。損失超7億。事故原由四

案例分析建設部處罰決定你單位作為施工總承包單位，將企業(yè)資質出借給自然人，未履行企業(yè)質量管理責任未按照國家有關建筑工程質量施工規(guī)范和標準施工，存在混凝土施工期間隨意加水、養(yǎng)護不到位及混凝土強度檢驗造假等問題工程質量控制資料不真實，與工程進度不同步五

小結五

小結本小節(jié)重點掌握混凝土的強度，強度等級的確定；混凝土強度的影響因素；能根據(jù)所學知識準確分析實際工程強度相關的案例。知識點2

混凝土的變形性能內容提要CONTENTS一

非荷載作用下的變形二

荷載作用下的變形三

案例分析四

小結一

非荷載作用下的變形化學收縮混凝土的干縮濕脹溫度變形一

非荷載作用下的變形1.化學收縮不可恢復，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(wěn)定。一

非荷載作用下的變形定義：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體積小，從而引起混凝土的收縮，稱為化學收縮。發(fā)展規(guī)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(wěn)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(chǎn)生微細裂縫。1.化學收縮2.混凝土的干縮濕脹一

非荷載作用下的變形定義：由于混凝土周圍環(huán)境濕度的變化，會引起混凝土的干濕變形，表現(xiàn)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(fā)，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(chǎn)生收縮力，導致混凝土收縮。同時，凝膠體顆粒的吸附水也發(fā)生部分蒸發(fā)，凝膠體因失水而產(chǎn)生緊縮。一

非荷載作用下的變形齡期應變水中養(yǎng)護空氣中養(yǎng)護膨脹收縮混凝土的干濕變形示意圖一

非荷載作用下的變形3.溫度變形定義：混凝土隨著溫度的變化產(chǎn)生熱脹冷縮的變形。指標：混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為（1～1.5）×10-5/℃。

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。

在實際施工中可采取低熱水泥，減少水泥用量，采用人工降溫和沿縱向較長的鋼筋混凝土結構設置溫度伸縮縫等措施。一

非荷載作用下的變形對大體積混凝土工程，在凝結硬化初期，由于水泥水化放出的水化熱不易散發(fā)而聚集在內部，造成混凝土內外溫差很大，有時可達40~50℃以上，從而導致混凝土表面開裂。

混凝土在正常使用條件下也會隨溫度的變化而產(chǎn)生熱脹冷縮變形?；炷恋臒崤蛎浵禂?shù)與混凝土的組成材料及用量有關，但影響不大?；炷恋臒崤蛎浵禂?shù)一般為（0.6～1.3）×10－5/℃。二

荷載作用下的變形短期荷載作用下的變形二

荷載作用下的變形混凝土在壓力作用下的應力-應變曲線長期荷載作用下的變形—徐變二

荷載作用下的變形徐變的影響因素：（1）水泥用量與水膠比；（2）骨料的彈性模量及骨料的規(guī)格與質量；（3）養(yǎng)護齡期；（4）養(yǎng)護濕度。二

荷載作用下的變形徐變對鋼筋混凝土及大體積混凝土有利，可消除或減少鋼筋混凝土內的應力集中，使應力重新分布，從而使局部應力集中得到緩解，并能消除或減少大體積混凝土由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應力；

但是徐變對預應力鋼筋混凝土不利，它使鋼筋的預應力值受到損失。二

荷載作用下的變形三

案例分析四

案例分析水化熱與混凝土開裂

某工程在微風化軟質巖石地基上澆筑2m厚大體積基礎板。采用C20混凝土，配合比為水泥:水:砂:石=1:0.51:2.47:5.05，水泥用量280kg/m3，另摻少量加氣劑。14d拆模后1d即發(fā)現(xiàn)裂縫，此后裂縫擴展，其溫度-時間曲線見下圖。四

案例分析

從該溫度-時間曲線來看，水化初期以較快速度升溫，達到峰值后先以較快速度降溫，隨后平緩降溫。降溫時在板內產(chǎn)生了較高的拉應力。混凝土的溫差越大，拉應力也越大，當超過混凝土的抗拉強度，就會導致混凝土開裂。特別是混凝土的早期強度還不夠高時，短時間產(chǎn)生較大的溫差，更容易導致混凝土開裂。討論四

案例分析某海港碼頭梁裂縫銹蝕

南方某海港碼頭建成后發(fā)現(xiàn)部分縱梁底部混凝土脫落，鋼筋全部外露，見下圖?？v梁底部嚴重銹裂，而π型板面基本完好。請討論該碼頭鋼筋混凝土腐蝕破壞的原因?？v梁底部嚴重銹裂π型板面基本完好

四

案例分析該碼頭縱梁鋼筋銹蝕，是因其處于浪濺區(qū)，海水氯鹽入侵混凝土，使鋼筋周圍氯離子含量超過鋼筋致銹的臨界值，引起鋼筋銹蝕。而銹蝕使混凝土膨脹開裂，以致脫落，又進一步加劇了鋼筋的銹蝕。

a.從混凝土其他方面來看，碼頭梁混凝土的水灰比為0.50和0.55。較大的水灰比使混凝土孔徑和孔隙率增大，利于氯離子滲透，擴散至鋼筋表面。

b.混凝土單位體積膠凝材料用量偏低。該工程混凝土未摻外加劑，水泥用量分別為350kg/m3。

c.混凝土保護層厚度不足。該混凝土保護層設計厚度較低，且由于施工偏差，部分構件實際保護層還低于設計值。討論四

小結混凝土技術性質：1、混凝土拌合物的和易性提高和易性的途徑。2、硬化混凝土的物理力學性能：（1）混凝土的強度等級（2）影響混凝土強度的因素（3）提高混凝土強度的途徑

五

小結模塊四

混凝土

任務五

混凝土的耐久性內容提要CONTENTS一

混凝土的抗?jié)B性二

混凝土的抗凍性三

混凝土的抗碳化性四

混凝土的抗堿-骨料反應五

提高混凝土耐久性的措施三

混凝土的耐久性

混凝土耐久性是指混凝土在使用條件下抵抗周圍環(huán)境各種因素長期作用的能力。

混凝土的耐久性是一項綜合性質，包括抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化、抗堿骨料反應及阻止混凝土中鋼筋銹蝕等性能。三

混凝土的耐久性混凝土耐久性研究的重要性美國學者——“五倍定律”例如設計新建項目時在鋼筋防護方面無謂地每節(jié)省1美元當發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕時要多追加維修費5美元順筋開裂時需多追加維修費25美元嚴重破壞時需多追加維修費125美元一

混凝土的抗?jié)B性混凝土抗?jié)B儀

是指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力。抗?jié)B性好壞用抗?jié)B等級來表示?？?jié)B等級分為P4、P6、P8、P10、P12等5個等級。分別表示能抵抗0.4-1.2MPa的靜水壓力而不滲水?；炷了冶葘?jié)B性起決定性作用。提高混凝土抗?jié)B性的根本措施在于增強混凝土的密實度。一

混凝土的抗?jié)B性二

混凝土的抗凍性二

混凝土的抗凍性

抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴重降低強度的性能，是評定混凝土耐久性的主要指標。

抗凍等級根據(jù)混凝土所能承受的反復凍融循環(huán)的次數(shù)，劃分為F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9個等級?；炷恋拿軐嵍?、孔隙的構造特征是影響抗凍性的重要因素三

混凝土的抗碳化性三

混凝土的抗碳化性混凝土的碳化：指空氣中的CO2在濕度適宜的條件下與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)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。危害：

堿度降低，減弱了對鋼筋的防銹保護作用，使鋼筋易于銹蝕；另外碳化將顯著增加混凝土的收縮，使混凝土表明產(chǎn)生拉應力，導致產(chǎn)生微裂紋，從而是混凝土抗拉抗、折強度降低。碳化與混凝土的耐久性

碳化對混凝土本身并無特別有害的影響，研究表明碳化反應生成碳酸鈣是混凝土更加密實和堅硬，強度有所提高。但是，碳化作用對鋼筋混凝土的耐久性造成危害，其機理是降低了混凝土的堿性，破壞了鋼筋的堿環(huán)境，導致鋼筋容易銹蝕。碳化使混凝土中性化，導致鋼筋表面鈍化保護膜的破壞。鐵銹體積比原金屬增大2-4倍，造成混凝土順筋裂縫，從而成為腐蝕介質滲入鋼筋的通道，加快結構的損壞。三

混凝土的抗碳化性四

混凝土的抗堿骨料反應四

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(fā)生反應，在骨料表面生成堿—硅酸凝膠，這種凝膠具有吸水膨脹特性，會使包裹骨料的水泥石脹裂，這種現(xiàn)象稱為堿—骨料反應。混凝土堿-集料反應需具備三個條件，(1)有相當數(shù)量的堿，(2)相應的活性集料，(3)水份。避免堿-集料反應的方法可采用：一、盡量避免采用活性集料；二、限制混凝土的堿含量；三、摻用混合材。四、引氣劑四

混凝土的堿骨料反應四

混凝土的堿骨料反應五

提高混凝土耐久性的措施五

提高混凝土耐久性的措施（1）合理選擇水泥品種。（2）嚴格控制水膠比。（3）選擇雜志少、級配良好的集料和合理的砂率。（4）摻用適量的外加劑。（5）摻入高效活性礦物摻料。（6）加強混凝土質量的生產(chǎn)控制。模塊四

混凝土

任務六

混凝土質量控制與強度評定內容提要CONTENTS一

混凝土質量的波動因素及控制方法二

混凝土強度評定的數(shù)理統(tǒng)計方法三

混凝土強度的評定一

混凝土質量的波動因素及控制方法（1）生產(chǎn)前因素：混凝土原材料、配合比、設備使用狀況等（2）生產(chǎn)過程因素：計量、攪拌、運輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護、試件制作與養(yǎng)護等（3）生產(chǎn)后因素：批量劃分、驗收界限、檢測方法、檢測條件等一、混凝土質量的波動因素二、混凝土質量的控制方法（1）嚴格控制各組成材料的質量（2）嚴格計量（3）加強施工過程的控制（4）加強混凝土質量管理二

混凝土強度評定的數(shù)理統(tǒng)計方法一、混凝土強度概率的正態(tài)分布對同一強度等級的混凝土，在澆筑地點隨機抽取試樣，制作n組試件，測定其28d齡期抗壓強度。

二、強度平均值、標準差、變異系數(shù)(一)強度平均值

其中：mfcu——n組試件抗壓強度的算術平均值（MPa）；n——混凝土強度試件的組數(shù)；fcu,i——第i組試件的抗壓強度（MPa）。反映混凝土總體強度水平二、強度平均值、標準差、變異系數(shù)(二)標準差

其中：mfcu——n組試件抗壓強度的算術平均值（MPa）；n——混凝土強度試件的組數(shù)；fcu,i——第i組試件的抗壓強度（MPa）。反映混凝土質量均勻程度二、強度平均值、標準差、變異系數(shù)(三)變異系數(shù)

反映混凝土質量均勻程度三、混凝土強度保證率與混凝土配制強度

三、混凝土強度保證率與混凝土配制強度

混凝土強度應具有95%的保證率，所以混凝土的配制強度必須高于強度值。

三

混凝土強度的評定連續(xù)生產(chǎn)混凝土時，生產(chǎn)條件在較長時間內保持一致，由連續(xù)的3組試件組成一個檢驗批。一、統(tǒng)計方法一

二、統(tǒng)計方法二生產(chǎn)條件在較長時間內不能保持一致，或前一個檢驗期內沒有足夠數(shù)據(jù)確定強度標準差時，應由不少于10組試件組成一個檢驗批。

三、非統(tǒng)計方法在試件有限，不具備以上評定條件時，采用費統(tǒng)計方法。

模塊四

混凝土

任務七

普通混凝土配合比設計知識點1普通混凝土配合比設計方法內容提要CONTENTS一

混凝土配合比設計的前提二

混凝土初步配合比設計三

混凝土初步配合比設計調整四

典型例題五

小結一

配合比設計前提普通混凝土配合比是指混凝土中膠凝材料、粗細骨料和水、外加劑、摻合料等各組成材料用量之間的數(shù)量比例關系。

①以每1m3混凝土中各組成材料的質量表示：水泥247kg，粉煤灰106kg，水172kg，砂770kg，石子1087kg，外加劑3.53kg。

②以水泥的質量為1，用各組成材料間的質量比表示：水泥：粉煤灰：砂：石子=1：0.43：3.12：4.40水膠比為0.49一

配合比設計前提一

配合比設計前提1.滿足施工所要求的和易性；2.滿足強度等級要求；3.滿足工程耐久性的要求；4.符合經(jīng)濟原則.（一）配合比設計的基本要求：一

配合比設計前提

1.混凝土的強度等級、施工管理水平；

2.對混凝土耐久性的要求；3.原材料品種及其物理力學性質；

4.混凝土施工部位、結構構造情況、施工條件等。

（二）配