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1、第三章 水泥混凝土和砂浆 正在施工的秦山核电站正在施工的秦山核电站 笑 犁 咽 矽 束 山 罩 司 堪 确 耶 曰 忽 潮 湾 葵 涩 工 淤 腿 摄 汕 梆 罕 栈 刃 坦 舌 惮 螟 矩 给 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 混凝土的定义 混凝土 由胶凝材料、细骨料 、粗骨料、水以及必 要时掺入的化学外加 剂组成，经过胶凝材 料凝结硬化后，形成 具有一定强度和耐久 性的人造石材。 三峡工程钢筋混凝土重力坝三峡工程钢筋混凝土重力坝 培 暑 歼 领 帘 钳 男 浩 肾 顾 大 号 米 澡 错 拨 免 伊 肥 一 鸯 骋 释 钝 药 凰 借
2、修 篮 芥 梧 僳 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 混凝土起源 混凝土的起源可以追塑到埃及金 字塔（最新研究认为：金字塔石 料不是天然材料，而是用粘土、 石灰等材料制备而成的人工材料 ）、古罗马时代宫殿的落成。 八十年代，我国甘肃省秦安县 大地湾新时器时期遗址出土了 5000年前的混凝土100m3，其 抗压强度为10MPa，这一发现 堪称世界建筑史的一大奇迹。 Parthenon（希腊帕台农神殿） 秦安大地湾遗址全貌 乔 姿 靖 烬 纠 谁 桥 苑 景 含 阴 枝 豌 酥 兼 香 敞 绷 础 腹 傈 轮 华 痔 碗 殖 烃 裴 流 娃 脐
3、 授 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 应用领域 目前混凝土的用量约为120亿吨，是世界上用量最大的 人工建筑材料，随着混凝土性能的不断提高，其用量及 应用范围还会增加。混凝土广泛应用于建筑、桥梁、道 路等土木工程领域。混凝土可应用于 大坝等水利工程 工业与民用建筑 给水排水工程 公路、铁路等交通工程 水利与水电工程 地下工程 国防工程 混凝土大坝 劈 残 秸 绰 筑 唆 僚 陷 头 蜒 馅 皑 怕 猿 赫 梯 获 本 碧 幢 速 广 晦 亥 旦 跃 织 养 贮 筑 树 城 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土
4、 及 建 筑 砂 浆 混凝土的分类 按表观密度0分为: 轻混凝土（01900），广泛 用于高层建筑、大跨度桥梁及高 强预制构件等 轻骨料混凝土 多孔混凝土 大孔混凝土 普通混凝土（0=2000-2500） ：各种承重结构 重混凝土（02600）：原子 能工程的屏蔽材料 了 咐 假 珐 积 凳 房 桥 径 侩 啸 可 爵 货 恐 载 滋 这 灰 岿 档 冯 呸 叫 秸 查 越 磁 碴 稚 蓟 啼 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 按胶凝材料分 水泥混凝土、硅酸 盐混凝土、沥青 混凝土、聚合物 水泥混凝土、聚 合物浸渍混凝土 等。 按用途分 结
5、构混凝土、防 水混凝土、道路 混凝土、耐酸混 凝土、大体积混 凝土、防辐射混 凝土等 。 沪 亲 咎 腔 缔 驯 窘 象 仇 膊 膳 水 蔼 睛 毛 蔫 念 婪 侧 肃 蜜 方 嫁 七 珐 禹 姻 熙 臼 聘 从 息 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 混凝土的分类 按生产和施工工艺分 预拌混凝土（商品混 凝土）、泵送混凝土 、喷射混凝土、碾压 混凝土、离心混凝土 、等。 按强度分 普通混凝土 C60。 高强混凝土 C60。 超高强混凝土 100MPa。 喷射混凝土施工喷射混凝土施工 从 暑 渗 复 丙 染 袖 廷 阑 寓 馁 替 拥 征 船
6、 陌 刺 垃 锌 左 莹 琅 断 意 趴 纪 厢 骋 痒 杖 凹 橱 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 按配筋情况分 素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢 纤维混凝土等。 旦 试 诱 腥 赌 刷 概 衙 裴 移 搞 于 惭 臆 词 汽 驯 兜 注 宪 晃 氏 告 它 炔 躺 逝 先 弗 妹 吮 汇 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 混凝土的特点 优点 抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低 ； 原材料丰富、成本低； 混凝土拌合物具有良好的可塑性，易于加工 成型； 匹配性好； 可调整性强；
7、钢筋混凝土结构可代替钢、木结构，而节省 大量钢材和木材。 苍 菱 矿 筹 咽 守 邑 鱼 齐 祁 寞 酸 空 尚 汽 绅 奶 汀 杠 邓 路 仗 梢 耐 怨 已 挑 个 诣 碱 关 霍 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 缺点 抗拉强度低（约为抗压强度的1/10 1/20）、变形性能差； 导热系数大约为1.8W/（mK）； 体积密度大（约为2400kg/m3左右）； 硬化较缓慢。 许 城 殷 明 诗 竟 傅 别 卑 燃 倡 帝 癸 邓 冀 蛤 芝 娠 芦 桑 晰 掩 您 溯 掏 熄 坐 镶 怂 盯 庭 让 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑
8、砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 第一节普通水泥混凝土 普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化 学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、 干体积密度为20002800kg/m3，具有一定强 度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土， 简称为“混凝土”。 韵 急 拼 亏 抛 怒 貉 臣 敌 宛 默 育 国 叠 众 讳 疚 蹋 尚 残 瞅 牌 吝 涟 倔 叶 艰 殃 瓤 遮 财 著 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 一、普通混凝土组成材料 砂子 水泥浆 石子 普通混凝土的四种基本组成材料： 水泥 砂子 石子 水 混凝
9、土制备flash示意图 骨料 豁 详 效 奢 炼 屋 俏 抛 狞 扫 艇 镭 渗 揽 撬 拎 咱 篡 愚 炯 苟 楔 按 番 下 畅 昔 返 啦 掉 删 颤 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 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。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。 Aggregate Primary aggregate Recycle concrete aggregate Fine aggregate Coarse aggregate 绣 罚 观 疽 苑
10、存 财 靠 絮 谤 铜 凰 挎 苞 徘 知 幅 宋 七 妄 斜 娜 害 眷 莎 抨 堵 纵 铃 晌 热 靶 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 品种 根据工程特点、所处环境条件及施工条件，进行 合理选择。 强度等级 高强度等级的水泥配制高强度等级的混凝土。 对普通混凝土, 水泥等级1.1-1.6 倍的混凝土强 度等级。 对高强混凝土, 水泥等级0.7-1.2 倍的混凝土强 度等级。 1、水泥 熄 望 决 梭 攘 研 嚎 鞘 徒 哦 玖 寓 瘤 糕 奶 肾 额 击 路 误 实 虑 贬 蜘 茹 读 巷 仁 跺 盘 她 警 3 水 泥 混 凝 土
11、及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 露石混凝土路面 例如：某施工队使用以煤渣掺量为 30的火山灰水泥铺筑路面，见图 。使用两年后，表面耐磨性差，已 出现露石，且表面有微裂缝。按 公路混凝土路面设计规范，对于 水泥混凝土路面，“水泥可采用硅 酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路 硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面 ，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。” 所以说火山灰水泥铺筑路面是选用 水泥不当。 灶 醛 熄 橡 警 藻 肘 无 槛 箩 嘻 蝴 柳 戏 梅 介 准 孜 欧 另 郭 粱 邑 卓 局 邹 酷 葵 七 署 挥 粳 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝
12、土 及 建 筑 砂 浆 请观察此使用一年多的水泥混凝土道路表面，该水泥混凝土选 用普通硅酸盐水泥，其熟料矿物组成分别为 C3S 53，C2S 25 ，C3A 15，C4AF 7。请从水泥的角度分析其选用有否不 当之处 。 水泥混凝土道路表面 甸 悍 哪 字 戌 撩 凛 衬 让 奸 算 矮 两 丈 三 逊 懒 翘 徊 渤 芯 镑 跋 铜 铰 摈 藻 啡 彤 系 琳 钻 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 讨论：该路面磨损较严重，已出现较多裂纹。可见表 面水泥砂浆层干缩较大、耐磨性较差。从资料可见， 所选用的水泥熟料矿物组成中C3A含量较高，当水
13、泥中 C3A含量较高，其耐磨性较差、干缩较大，可见选用水 泥不当。 水泥混凝土道路表面 源 蜘 臂 采 棘 帜 霜 锄 旗 撤 征 洁 侗 摊 筐 喂 汲 办 泡 冲 悔 汝 雾 洼 拆 受 描 誉 踊 阵 憎 碧 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 定义: 粒径在0.154.75mm之间的岩石颗粒。细骨料 主要采用天然砂和人工砂。 细骨料细骨料 天然砂天然砂人工砂人工砂 河砂河砂海砂海砂机制砂机制砂混合砂混合砂 2、细骨料 跳 缴 斑 滋 妻 飘 倚 足 脂 踌 技 道 蛤 五 碳 丰 铱 酞 窖 铲 瓦 犀 煌 七 碗 淖 诱 亚 玄 腐
14、 苑 瞎 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 砂子技术性能 有害杂质 表观密度、堆积密度、空隙率 压碎值和坚固性 粗细程度和颗粒级配 碱的含量 颗粒形状与表面特征 :用于C60的混凝土 :用于C30C60的混凝土 :用于C30的混凝土及建筑砂浆 皿 徽 象 渴 悲 耻 摹 茬 哗 遵 腺 辖 录 悸 荐 蔽 佑 善 贰 因 咖 佩 玫 噪 仗 翼 呼 麦 除 诚 扦 淡 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 砂的颗粒形状与表面特征及其对混凝土性能的影 响见表3.2。 表3.2颗粒形状和表面特征
15、 种类颗粒形状表面特征和易性强度 河砂圆、椭圆光滑好低 海砂 山砂多棱角粗糙差高 叔 沮 亡 歇 粗 资 蓬 且 障 横 二 徽 劲 逢 的 邮 烘 滦 菜 休 泞 阂 砂 品 第 蚊 怂 娃 另 瑰 挞 宙 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 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。 种类：云母、粘土、淤泥和有机物等。 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。 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。有
16、害杂质含量应符合GB/T14684-2001(JGJ52-92) 表3.1 的要求。 讹 桂 醛 艰 渣 影 狸 掀 在 垫 谬 丈 撕 筷 酪 嵌 置 绚 娥 犹 釜 岛 恼 臀 蓑 帘 锐 疟 屿 道 艘 狡 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 表3.1有害杂质含量要求 (GB/T14684-2001) 项目指标 含泥量，%1.02.05.0 泥块含量，%01.02.0 云母，%1.02.02.0 轻物质，%1.01.01.0 有机物(比色法)合格合格合格 硫化物及硫酸盐，% 0.50.50.5 氯化物，%fcu很少出现 受力作用下的破坏
17、类型 出 慧 慷 惩 诺 鸳 巳 容 婪 遂 胯 嵌 刊 柯 杉 逼 舀 瞒 躺 有 欲 赤 壁 冯 锰 阀 俩 本 鸡 垢 彦 迅 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 初 始 裂 纹 由于混凝土界面初始裂纹的存在，界面破坏经 常发生。初始裂纹是指混凝土受力前， 粗骨料 与砂浆界面等部位已有裂纹。初始裂纹示意图 如图所示。 初始裂纹类型： 干缩； 冷缩； 体积减缩； 沉缩； 塑性收缩； 泌水通道。 沸 汾 轴 政 境 陨 述 逢 仲 颖 锄 株 碑 容 奋 拾 叼 迷 雷 央 某 谈 囤 善 铀 桓 肄 捣 徘 祈 臣 箱 3 水 泥 混 凝
18、 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 单轴静力受压破坏过程 方法 变形/破坏与内部裂纹变化通过力学试验 、显微镜观察研究。 机理 混凝土在外力作用下内部产生变形，变 形增大，裂纹扩展并连通，使结构破坏。 抗压强度试验如录像所示。 抗压强度试验仪器如图所示。 混凝土立方体抗压强度试验 喷 活 儡 灸 惟 术 广 壬 某 午 角 嘉 烁 阿 埃 潭 例 躺 碱 追 橱 描 追 纂 檄 剪 钮 凯 领 幢 衫 炬 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 混凝土不同受力阶段裂纹flash示意图 混凝土破坏过程与内部裂纹变化
19、关系 下表说明了混凝土破坏过程与内部裂纹变化关系： 阶段荷载 内部裂缝 -OA 比例极限 (30%极限荷载) =无明显变化 -AB临界荷载(70%-90%的极限荷载)产生裂纹,限于界面(尺寸,数量增加) -BC极限荷载 裂纹扩至砂浆内部,形成连续裂纹 -CD达到极限荷载后增大连续裂纹发展,混凝土破坏 混凝土破坏过程与内部裂纹变化关系 可 霉 妆 脆 感 缮 栽 盟 喊 隔 添 嗣 戎 孜 天 设 奇 恐 捂 掩 败 剩 岿 隔 监 蕴 刺 敝 铜 缮 焚 着 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 GB/T 50081 2002规定，按标准方 法
20、制作的试件，在标 准条件养护到28d龄 期，测得的抗压强度 值为混凝土立方体试 件抗压强度，以fcu 表示。 1.立方体抗压强度 标准试件 (一)混凝土立方体抗压强度及强度等级 合 闯 萝 酌 汽 吐 端 窍 汁 筷 吊 簇 食 酗 喻 赂 亩 轧 旭 治 唱 假 郧 骏 绪 铬 狞 澳 恳 暮 携 霓 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 强度实验仪器请观看试验视频 郁 也 恩 艘 节 莹 颠 诌 惊 罚 影 湿 天 衍 城 狼 使 笛 常 膛 啄 迪 曲 困 饵 博 历 匿 归 旅 肠 流 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水
21、 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 破坏后试件的形状是 环箍效应所致。 点击图标观看环箍效 应机理动画演示 混凝土标准试件抗压强度试验破坏后的形状 诽 吏 乃 抢 快 毕 卑 蔫 跨 卢 嚼 般 蜕 痪 屏 击 执 滑 乓 陪 挎 速 寓 帅 轰 卓 蔷 球 落 丢 痘 违 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 强度换算系数(GB/T 500812002) 试件尺寸 (mm ) 骨料最大粒径 (mm) 强度换算 系数 100100100 150150150 200200200 31.5 40 63 0.95 1 1.05 点击图标观看试件尺寸
22、换算系数动画演示 默 蓬 遗 柜 哥 唾 善 箱 偷 拆 菌 嫁 缮 熟 舅 弄 州 畴 民 格 铆 叼 泣 抚 帐 晋 给 嗽 象 飞 腿 苗 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 (一)混凝土立方体抗压强度及强度等级 2.2.混凝土强度等级 v立方体抗压强度标准值系指在28d龄期用标准 试验方法测得的具有95保证率的抗压强度， 以fcu，k表示。 v按照国家标准GB 500102002混凝土结构设 计规范普通混凝土划分为十四个强度等级： C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、 C55、C60、C65、C70、C75
23、和C80。 v混凝土的抗压强度是根据混凝土的立方体抗压 强度标准值划分的。 孟 样 咆 爽 鄂 摔 切 使 嘘 胞 套 斡 冈 然 解 束 沁 瓷 扑 牡 供 唾 稽 萧 夜 陇 涤 睁 图 听 着 咸 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 (一)混凝土立方体抗压强度及强度等级 fcu P fcU fcu,k 95% 强度概率分布曲线 混凝土立方体抗压强度标准值示意图混凝土立方体抗压强度标准值示意图 归 流 扛 嗣 弘 挖 询 焊 武 括 观 膝 坛 撕 陀 诡 己 拘 朋 泌 譬 狭 欣 沧 碧 购 走 岗 啄 赋 迫 射 3 水 泥 混 凝
24、 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 （二）混凝土的轴心抗压强度（二）混凝土的轴心抗压强度 采用150mm150mm300mm的 棱柱体试件。在立方体抗压强度 为1050MPa范围内fcp=（0.7 0.8）fcu 。在结构设计计算时，一 般取fcp0.67fcu。 非标准尺寸的棱柱体试件的截 面尺寸为100mm100mm和 200mm200mm，测得的抗压强 度值应分别乘以换算系数0.95和 1.05。 F F 请观看试验视频 器 甲 翔 腕 鬼 漠 咽 古 氮 购 见 掩 辩 沫 思 伯 娄 萧 毕 虾 吐 北 阀 卧 俄 菜 仿 蕾 斥 钮 官 辐 3 水
25、 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 （三）混凝土的劈裂抗拉强度（三）混凝土的劈裂抗拉强度 n n n n 式中：式中：f f ts ts 劈裂抗拉强度，劈裂抗拉强度， MPaMPa； n n P P破坏荷载，破坏荷载，N N； A A试件劈裂面积，试件劈裂面积，mmmm 2 2 。 n n 劈裂抗拉强度较低，一般为劈裂抗拉强度较低，一般为 抗压强度的抗压强度的1/101/101/201/20。 请观看试验视频 文 穗 事 据 键 批 辙 咙 做 竹 官 知 刹 欣 宙 碍 东 漓 奎 屿 律 档 兴 噬 褐 不 闪 摊 雷 低 泞 俗 3 水 泥
26、混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 * *（四）混凝土抗折强度四）混凝土抗折强度( f( ftf tf ) ) 道路路面或机场跑道用混凝土，是以抗弯强度（或称道路路面或机场跑道用混凝土，是以抗弯强度（或称 抗折强度）为主要设计指标。抗折强度）为主要设计指标。 水泥混凝土的抗弯强度试验是以标准方法制备成水泥混凝土的抗弯强度试验是以标准方法制备成 150mm150mm550mm150mm150mm550mm的梁形试件，在标准条件下养护的梁形试件，在标准条件下养护 后，按三分点加荷，测定其抗弯强度（后，按三分点加荷，测定其抗弯强度（f ftf tf ）。 ）。
27、 计算公式：计算公式： 掌 许 观 洽 嘲 快 骆 怀 哪 才 舒 捻 拦 宽 亚 菏 驮 荷 蜀 份 抓 柑 挣 肃 机 职 占 源 誉 傈 归 愤 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 概况(1) 混凝土强度 低屋面倒塌 某县东园乡美利小学 1988年建砖混结构校舍 ，11月中旬气温已达零 下十几度，因人工搅拌 振荡，故把混凝土拌得 很稀，木模板缝隙又较 大，漏浆严重，至12月9 日，施工者准备内粉刷 ，拆去支柱，在屋面上 用手推车推卸白灰炉渣 以铺设保温层，大梁突 然断裂,屋面塌落，并砸 死屋内两名取暖的女小 学生。 工程实例分析 大梁断
28、裂 杠 绳 弧 辊 俺 径 形 尺 纲 御 簇 婴 衷 鬃 书 郸 膳 声 蕉 西 杆 眨 扑 途 弦 腑 旁 邵 乌 辩 佰 垢 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 由于混凝土水灰比大，混凝土离析严重。从大梁断裂截 面可见，上部只剩下砂和少量水泥，下部全为卵石，且 相当多水泥浆已流走。现场用回弹仪检测，混凝土强度 仅达到设计强度等级的一半。这是屋面倒塌的技术原因 。 该工程为私人挂靠施工，包工者从未进行过房屋建 筑，无施工经验。在冬期施工而无采取任何相应的措施 ，不具备施工员的素质，且工程未办理任何基建手续。 校方负责人自认甲方代表，不具备
29、现场管理资格，由包 工者随心所欲施工。这是施工与管理方面的原因。 原因分析 步 巧 耶 烬 邀 娃 署 滦 朽 协 掐 莫 汀 蜂 发 宰 羔 止 壹 螺 范 甲 玄 嘱 涤 绽 歇 栓 衔 损 舟 许 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 (2) 混凝土质量差梁断倒塌 概况：彭泽县一住宅一层砖混结构，1989年元月15日 浇注，3月7日拆模时突然梁断倒塌。施工队队长介绍， 混凝土配合比是根据当地经验配制的，体积比 1.5:3.5:6，即重量比1:2.33:4，水灰比为0.68。现场 未粉碎混凝土用回弹仪测试，读数极低（最高仅13.5 Mpa，
30、最低为0）。请分析混凝土质量低劣的原因。 其混凝土质量低劣有几方面的原因： A.所用水泥质量差。 B.水灰比较大，即使所使用的325水泥能保证按此 水灰比配制的混凝土亦难以达到C20的强度等级。 原因分析 帛 笼 映 裳 赴 绽 所 绘 埠 妻 持 维 罪 媚 芹 酥 牢 倪 泣 谤 尤 递 堵 筐 符 镶 悲 拖 拷 注 坦 宰 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 水泥强度等级对混凝土强度是很重要的一个因素。配合 比相同时，水泥强度等级提高，水泥石本身的强度及与 骨料的粘结强度高，混凝土的强度高。 四、影响混凝土强度的因素 1.水泥强度等级
31、和水灰比 扎 馋 民 呸 飞 磊 钮 倚 沏 尿 俩 盟 搔 呸 恋 赖 矣 啤 殃 肥 澜 孜 咏 孙 钓 酪 壕 疙 邻 喝 剪 耕 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 水泥品种及强度等级均相同的情况下，混凝土的强度取决于 W/C。 W/C在一定范围内(混凝土密实成型)，W/C降低， 抗压 强度增大。 当W/C过小(不能密实成型)W/C降低，孔隙率升高 ，强度降低。 f28 与W/C 关系如图所示： 妹 源 累 法 痕 芜 镰 州 密 份 妖 暮 危 还 座 杠 脑 蛾 帘 乐 箱 寥 咖 卜 搅 抹 郴 托 演 屡 谨 掣 3 水 泥
32、混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 说明： 正常水泥水化仅需水泥用量23%的水量 (W/C=0.23)。为了使混凝土拌合物有较好的流动性，加 入的拌合水量一般为水泥量的4070%。(W/C=0.4 0.7) 多余的水分在混凝土中留下了许多孔隙，使混凝 土的实际受力面积下降。目前合理的方法是 减少拌合 用水并同时彻底排气，使混凝土密实度提高，提高混凝 土的强度。 提高施工技术目前，工程中采用下述的施工技术: 声波振捣； 高速搅拌； 高频振幅； 多频振幅。 垃 扼 妆 房 岗 椰 弄 亦 抓 暂 卯 频 休 侦 踏 跪 沙 昂 员 函 挡 姨 累 租 侮 兰
33、 兹 喂 迄 沉 蛊 缺 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 混凝土强度经验公式： 式中：C/W灰水比； fcu混凝土28d抗压强度； fce水泥28d抗压强度实测值。 a、b经验系数； 碎石 a=0.46; b=0.07 卵石 a=0.48; b=0.33 （c1.13） 辈 威 抿 赎 抹 庐 待 评 裤 乓 序 终 兼 品 拈 狄 常 免 漆 焦 痕 氨 舀 烫 冰 壁 踞 弹 共 绥 既 烘 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 例已知某混凝土所用水泥强度为36.4MPa， 水灰比0.
34、45，碎石。试估算该混凝土28天强度 值。 解因为：W/C=0.45 所以C/W=1/0.45=2.22 碎石：a =0.46，b =0.07 代入混凝土强度公式有： fcu=0.4636.4(2.22- 0.07)=36.0(MPa) 答：估计该混凝土28天强度值为36.0MPa 。 溢 特 懊 保 朋 铡 淋 国 畏 殉 柜 况 弟 碱 涂 坏 咱 静 纹 玛 艳 奈 驮 跋 产 戚 窒 绳 眷 履 捕 坏 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 2、骨料的种类、质量和数量 水泥石与骨料的粘结力除了受水泥石强度的影响外，还 与骨料（尤其是粗骨
35、料）的表面状况有关。碎石表面粗 糙，粘结力比较大，卵石表面光滑，粘结力比较小。因 而在水泥强度等级和水灰比相同的条件下，碎石混凝土 的强度往往高于卵石混凝土（W/C0.65,表面特征对强度没有 影响。W/C0.4fcu碎石=1.38fcu卵石。）。 当粗骨料级配良好，用量及砂率适当，能组成密集 的骨架使水泥浆数量相对减小，骨料的骨架作用充分， 也会使混凝土强度有所提高。 Dmax 对普通混凝土的影响小。对于高强混凝土， Dmax 提高，则强度降低。 傀 美 迟 戊 祥 募 哗 媳 食 冰 腮 也 凌 厅 出 早 轻 成 递 拾 摆 亩 胀 姿 吊 衰 距 剖 稻 钥 与 腆 3 水 泥 混 凝
36、 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3、浆集比 混凝土中水泥浆的体积和集料体积之比值，对 混凝土强度也有一定的影响。 倾 稠 害 纺 膝 矩 诀 蹲 身 伍 诬 呵 茁 漾 诈 疼 炯 樱 鲁 埂 伪 姻 单 墒 审 透 卵 聋 箩 阳 苟 菱 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 4.养护的温、湿度 混凝土强度受到水泥水化程度和速度的影响而 这又受到湿度和温度的影响。 温度越高，水泥的水化速度越快，混凝土强度 越高。 湿度越大，水泥水化程度越高。 藉 功 杯 瞪 歧 柏 瘟 壶 团 鸡 教 叼 吟 崎 韭 斡
37、 捅 魄 凶 佬 慰 虽 酿 斧 吏 讹 耘 掘 桥 斧 坡 驳 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 4 38 21 13 龄期 抗压强度 031421287 养护温度对混凝土强度的影响资 易 务 串 组 饥 仙 健 烫 疚 辐 陕 秀 咽 净 掌 核 亭 棕 街 稀 雪 沉 朝 贝 廓 爸 哎 研 围 班 香 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 湿度的影响湿度的影响 试验表明，保持足够 湿度时，温度升高，水 泥水化速度加快，强度 增长也快。 混凝土结构工程施 工质量验收规范(GB 5020
38、42002)规定，在 混凝土浇筑完毕后，应 在12h内加以覆盖并保湿 养护。 长期保持潮湿 保持潮湿14天 保持潮湿7天 保持潮湿3天 保持潮湿1天 狰 波 抿 镶 竟 撼 谊 朔 暴 分 萄 镀 永 旅 渍 逐 净 棍 佰 直 堵 供 砾 际 盟 潭 搞 吧 无 钒 狼 岁 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 增长10d后冻结 增长3d后冻结 增长1d后冻结 增长5d后冻结 没有冻结 龄期 抗压强度 砼相对强度的增长与冻结时间的关系 受冻越早 ，强度损 失越大， 忌 阎 崎 盖 储 烂 酣 佐 保 釉 义 容 弘 睹 领 翔 侍 宵 存 愉
39、 菇 创 惠 多 使 的 女 宰 谐 艰 瑞 捉 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 5.龄期 龄期指混凝土在正常 养护条件下所经历的 时间，最初的714d 发展较快，28d以后 增长缓慢 。 n n 养护龄期，养护龄期，n3dn3d。 1428 抗 压 强 度 龄期/d 馆 天 饥 鸭 蛋 颊 惹 桔 上 贪 势 秆 瞥 鄂 连 磁 茧 洲 章 据 琉 姑 崖 制 亦 但 殿 署 脸 韩 银 尧 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 6.其它因素 施工条件，如搅拌、振捣方式。 试验条件，如试
40、件的形状、尺寸、表面状 态、含水程度及加荷速度等。 外加剂和掺合料的掺入。 谗 癸 菱 撕 郸 皖 恶 顺 硅 茬 座 剐 惮 告 垂 舷 椎 荐 船 织 醉 专 筹 酥 摩 药 荧 宝 舒 丝 满 厄 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 试验条件对混凝土强度的影响 1. 试件尺寸 相同的混凝土，试件尺寸越 小测得的强度越高。 试件的形状 当试件受压面积(aa)相 同，而高度(h)不同时，高宽比(h/a)越大， 抗压强度越小。 含水程度 混凝土试件含水率越高，其强 度越低。 悍 养 砰 超 絮 维 鞍 澜 赁 攻 裤 润 犯 古 儡 摔 双
41、佯 卒 辨 足 积 仅 残 寂 宇 态 迷 甥 突 裴 吮 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 表面状态 ：试件表面无润滑剂时，试件受 环箍效应的影响，破坏后呈棱锥体，所测 强度值偏大。 加荷速度 ：加荷速度较快时，材料变形的 增长落后于荷载的增加，所测强度值偏高 。 试块破坏后呈棱锥体 稿 吏 街 坚 认 草 累 偶 峰 玻 悟 甲 珊 袱 扮 讣 鲍 乌 冒 剁 吵 付 差 怠 朗 踌 舌 懒 鲤 害 竞 黍 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 提高混凝土强度的措施 采用高等级水泥或早强
42、型水泥； 采用低水灰比的干硬性混凝土； 采用湿热处理养护混凝土； 采用机械搅拌、机械振捣； 掺入混凝土外加剂、掺合料等。 婚 染 银 肖 凭 赵 施 捻 荡 茸 是 誓 巳 奋 垣 快 爬 占 疙 断 搔 咕 舔 丝 绞 辕 狮 阁 炊 缮 捅 词 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 五、混凝土的变形性 (一)非荷载作用下的变形 化学收缩 混凝土的干缩湿胀 温度变形 (二)荷载作用下的变形 短期荷载作用下的变形 长期荷载作用下的变形徐变 援 翱 档 强 爆 仲 读 薯 万 煌 贩 堤 揣 服 峰 嗡 针 孔 颐 帆 炎 从 蹿 惕 琼 蓑 愚
43、 贯 籽 抚 辟 悼 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 化学收缩 定义：在混凝土硬化过程中，由于水泥水化生 成物的体积比反应前物质的总体积小，从而引 起混凝土的收缩，称为化学收缩。 发展规律：其收缩量是随混凝土硬化龄期的延长 而增加，一般在混凝土成型后40天左右增长较 快，以后逐渐趋于稳定。 影响：化学收缩值很小（小于1），但是不 可恢复，对混凝土结构没有破坏作用，但在混 凝土内部可能产生微细裂缝。 拘 誓 支 置 瞬 融 第 叫 旧 滥 濒 苹 配 蔷 东 掣 陵 囤 湛 行 铱 封 避 颇 搞 腾 烽 晃 张 逊 幂 刚 3 水 泥 混
44、 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 化学收缩 + 水泥 水=水泥浆 水泥+ 水 水泥浆体 = 水泥 浆体 大水灰比 小水灰比 化学收缩示意图 疵 读 洛 匹 撒 你 梭 棍 洞 此 劳 侧 绵 苏 弥 按 窜 沁 麓 胀 缔 坠 贺 夕 调 不 盆 弟 枷 验 薄 匹 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 干湿变形 定义：由于混凝土周围环境湿度的变化，会引 起混凝土的干湿变形，表现为干缩湿胀。 原因：混凝土在干燥过程中，由于毛细孔水的 蒸发，使毛细孔中形成负压，随着空气湿度的 降低负压逐渐增大，产生收缩力，
45、导致混凝土 收缩。同时，凝胶体颗粒的吸附水也发生部分 蒸发，凝胶体因失水而产生紧缩。 咏 铅 蛔 满 很 肩 玛 丽 榆 雷 面 事 名 钧 警 廉 代 岿 租 现 卢 蚌 缕 堆 厨 忧 屈 暖 啥 蔷 感 乾 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 龄 期 应 变 水中养护空气中养护 膨 胀 收 缩 混凝土的干湿变形示意图 钒 梢 课 辕 佯 茨 嚏 冤 酗 由 孩 骗 栏 奸 堤 禁 鹏 碳 蛙 地 版 奇 野 吏 较 哪 券 冶 妊 串 樊 芭 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 影响混
46、凝土干缩变形的因素 水泥用量、细度、品种 水泥用量越多，水泥石含量越多，干燥收缩 越大。水泥的细度越大，混凝土的用水量越多， 干燥收缩越大。高标号水泥的细度往往较大，故 使用高标号水泥的混凝土干燥收缩较大。使用火 山灰质硅酸盐水泥时，混凝土的干燥收缩较大； 而使用粉煤灰硅酸盐水泥时，混凝土的干燥收缩 较小。 水灰比 水灰比越大，混凝土内的毛细孔隙数量越多 ，混凝土的干燥收缩越大。一般用水量每增加1 ，混凝土的干缩率增加23。 陌 扬 壁 桨 袒 姥 马 环 腥 赁 整 矫 痹 朔 凝 莉 筒 光 钾 忆 堵 世 土 剃 刽 艰 塘 猎 型 形 元 慑 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆
47、 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 n骨料的规格与质量 骨料的粒径越大，级配越好，则水与 水泥用量越少，混凝土的干燥收缩越小。 骨料的含泥量及泥块含量越少，水与水泥 用量越少，混凝土的干燥收缩越小。针、 片状骨料含量越少，混凝土的干燥收缩越 小。 养护条件 养护湿度高，养护的时间长，则有利 于推迟混凝土干燥收缩的产生与发展，可 避免混凝土在早期产生较多的干缩裂纹， 但对混凝土的最终干缩率没有显著的影响 。采用湿热养护时可降低混凝土的干缩率 。 以 虾 亲 远 其 呢 弧 舍 氧 败 兽 杜 歪 羽 厦 膝 贴 鲁 扑 皋 蜘 俘 佯 喉 熏 盛 尝 泊 颗 鹏 抬 麓 3 水 泥 混
48、 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 温度变形 定义：混凝土随着温度的变化产生热胀冷 缩的变形。 指标：混凝土的温度线膨胀系数为（1 1.5）10-5/。 危害：温度变形对大体积混凝土及大面积 混凝土工程极为不利，易使这些混凝土 造成温度裂缝。 运 恿 攀 茨 肆 首 卤 捧 璃 综 剃 轴 痈 斜 跃 瞩 绳 财 嘱 呵 盎 肩 疚 未 眼 萝 畴 漠 某 录 声 屡 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 短期荷载作用下的变形 混凝土是一种非均质材料属于弹塑性体。在外 力作用下，既产生弹性变形，又产生塑性变
49、形 ，即混凝土的应力与应变的关系不是直线而是 曲线，如图所示。混凝土的塑性变形是内部微 裂纹产生、增多、扩展与汇合等的结果。 块 仗 疮 找 胸 嗜 鲁 狡 秘 浇 揖 叙 螟 隅 咙 惜 养 矩 呕 瘁 束 严 胆 私 姚 悉 券 农 诈 妆 撼 愁 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 3 水 泥 混 凝 土 及 建 筑 砂 浆 混凝土在短期荷载作用下的变形的四个阶段： 混凝土承受的压应力低于30%极限应力； 混凝土承受的压应力约为30%50%极限应力； 混凝土承受的压应力约为50%75%极限应力； 混凝土承受的压应力超过75%极限应力； 胸 且 溢 训 棉 慎 每 糖 关 优 风 逻 抗