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1、4.3 普通混凝土的主要技术性质,普通混凝土的主要技术性质,混凝土在未凝结硬化以前，称为混凝土拌合物。它必须具有良好的和易性，便于施工，以保证能获得良好的浇灌质量；混凝土拌合物凝结硬化以后，应具有足够的强度，以保证建筑物能安全地承受设计荷载；并应具有必要的耐久性。,一.混凝土拌合物的和易性1.1.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、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质，包括有流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。流动性的大小取决于混凝土拌
2、合物中用水量或水泥浆含量的多少。,粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的性能。粘聚性的大小主要取决于细骨料的用量以及水泥浆的稠度等。保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重泌水的性能。保水性差的混凝土拌合物，由于水分分泌出来会形成容易透水的孔隙，从而降低混凝土的密实性。,1.2.和易性测定及评价指标 在工地和试验室，通常是测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。（）坍落筒法 将混凝土拌合物按规定方法装入标准圆锥筒中，逐层插捣并装满刮平后，垂直提起圆锥筒，混凝土拌合物由于自重将会向下坍落。量测坍落的高度（以毫
3、米计），即为坍落度。坍落度越大，则混凝土拌合物的流动性越大。,在做坍落度试验的同时，应观察混凝土拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情况，以更全面地评定混凝土拌合物的和易性。坍落度法适用于骨料最大粒径不大于40，坍落度值不小于10的混凝土拌合物。根据坍落度的不同，可将混凝土拌合物分为：,（）维勃稠度法（法）维勃稠度测试方法是：在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方法装满拌合物，垂直提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，在透明圆盘的底面完全为水泥浆所布满的瞬间，停止秒表，关闭振动台。此时可认为混凝土混合物已密实。读出秒表的秒数，称为维勃稠度。该法适用于粗骨料最大粒径不超过
4、40，维勃稠度在30之间的混凝土拌合物的稠度测定。,1.3 和易性的选择 混凝土拌合物的坍落度，主要依据构件截面大小，钢筋疏密和捣实方法来确定。当截面尺寸较小或钢筋较密，或采用人工插捣时，坍落度可选择大些。反之，如构件截面尺寸较大，钢筋较疏，或采用振动器振捣时，坍落度可选择小些。,1.4影响和易性的因素（）水泥浆的数量 在混凝土拌合物中，水泥浆包裹骨料表面，填充骨料空隙，使骨料润滑，提高混合料的流动性；在水灰比不变的情况下，单位体积混合物内，随水泥浆的增多，混合物的流动性增大。若水泥浆过多，超过骨料表面的包裹限度，就会出现流浆现象，这既浪费水泥又降低混凝土的性能；如水泥浆过少，达不到包裹骨料表
5、面和填充空隙的目的，使粘聚性变差，流动性低，不仅产生崩塌现象，还会使混凝土的强度和耐久性降低。混合物中水泥浆的数量以满足流动性要求为宜。,（）水泥浆的稠度 水泥浆的稀稠，取决于水灰比的大小。水灰比小，水泥浆稠，拌合物流动性就小，混凝土拌合物难以保证密实成型。若水灰比过大，又会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而产生流浆、离析现象。水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。实际上用水量是影响混凝土流动性最大的因素。当用水量一定时，水泥用量适当变化（增减501003）时，基本上不影响混凝土拌合物的流动性，即流动性基本上保持不变。由此可知，在用水量相同的情况下，采用不同的水灰比可配制出流动性相同而
6、强度不同的混凝土。,(3)砂率砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石总用量的百分率。,在混合料中，砂是用来填充石子的空隙。在水泥浆一定的条件下，若砂率过大，则骨料的总表面积及空隙率增大，混凝土混合物就显得干稠，流动性小。如要保持一定的流动性，则要多加水泥浆，耗费水泥。若砂率过小，砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起润滑和填充作用，也会降低混合物的流动性，同时会使粘聚性、保水性变差，使混凝土混合物显得粗涩，粗骨料离析，水泥浆流失，甚至出现溃散现象。,（）其他影响因素 水泥品种，骨料种类，粒形和级配以及外加剂等，都对混凝土拌合物的和易性有一定影响。水泥的标准调度用水量大，则拌合物的流动性小。
7、骨料的颗粒较大，形状圆整，表面光滑及级配较好时，则拌合物的流动性较大。此外，在混凝土拌合物中加入外加剂时（如减水剂），能显著地改善和易性。混凝土拌合物的和易性还与时间，温度有关。拌合物拌制后，随时间延长，流动性减小；温度越高，水分丢失越快，坍落度损失越大。,二、混凝土强度（一）立方体抗压强度 以边长为150mm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。,（二）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
8、C15，C20，C25，C30，C35，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%。,（三）轴心抗压强度1、采用150mm150mm300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为055MPa范围内fcp=（0.70.8）fcu。在结构设计计算时，一般取fcp0.67fcu。2、非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm100m
9、m和200mm200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数0.95和1.05。,3、劈裂抗拉强度 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。,（四）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；mc/mw 混凝土灰水比，即水灰比的倒数；a、b回归系数。粗骨料为碎石时，a0.46，b0.07，粗骨料为卵石时，a0.48，b0.33。,2、粗集料的品种 1）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；2）卵石呈圆
10、形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。3）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。,、养护条件）在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高；）低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。）混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。,4、龄期）龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。）在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在714d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。）由于水泥水化的原因，混凝土的强度发展可持续数十
11、年。）当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。、外加剂,（五）提高混凝土抗压强度的措施1、采用高强度等级水泥；2、采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土；3、采用合理砂率，以及级配合格、强度较高、质量良好的碎石；4、改进施工工艺，加强搅拌和振捣；5、采用加速硬化措施，提高混凝土的早期强度；6、在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。,三、混凝土的耐久性,.抗渗性定义：抗渗性是指混凝土抵抗水、油等液体压力作用下渗透的能力影响抗渗性的主要因素：抗渗性的好坏主要与混凝土密实度及内部孔隙的大小和构造有关,表示方法：我国一般采用抗渗等级表示抗渗
12、性混凝土的抗渗等级是根据28天龄期的标准试件，按规定方法进行试验，用每组个试件中个试件未出现渗水时的最大水压力来表示的可分为：P4、P6、P8、P10、P12五个等级即相应表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0及1.2MPa的水压力而不渗水抗渗等级 P6级的混凝土为抗渗混凝土抗渗等级越高，抗渗性越好,抗冻性,定义：抗冻性是指混凝土在吸水饱和的状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性能影响抗冻性的主要因素：其内部的孔隙数量、孔隙特征、孔隙充水程度以及外界的冻结条件,表示方法：混凝土的抗冻性一般以抗冻等级表示抗冻等级是采用慢冻法以龄期28天的试块在吸水饱和后，承受反复冻融循环，
13、以抗压强度下降不超过25，而且重量损失不超过时所能承受的最大冻融循环次数来确定,可分为：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等九个等级分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为10、15、25、50、100、150、200、250和300抗冻等级的混凝土为抗冻混凝土,抗侵蚀性,主要影响因素：与混凝土的密实度，孔隙特征，水泥品种等有关,.抗碳化性,混凝土的碳化作用是指空气中的二氧化碳和水与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水的过程影响混凝土碳化速度的主要因素：环境中二氧化碳的浓度、水泥品种、水灰比、环境湿度等,.碱骨料反应,定义：当骨料中含有活性二氧化硅，而混凝土所用的水泥含碱量又大于0.6%时，则水泥中的碱性氧化物水解后形成的氢氧化钠和氢氧化钾，将与骨料中的活性氧化硅起缓慢反应，在骨料表面生成复杂的碱硅酸凝胶生成的凝胶具有吸水无限膨胀性，从而使混凝土涨裂破坏这种现象称为碱骨料反应,.提高混凝土耐久性的主要措施：,（1）合理选择水泥品种（2）适当控制混凝土的水灰比及水泥用量（3）选用较好的砂石骨料（4）掺用引气剂或减水剂（5）加强混凝土质量的生产控制,
