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混 凝 土 知 识 讲 座 一、混凝土的基本性质：1）混凝土的分类；2）普通混凝土的特点；3）混凝土的技术特性。1 混 凝 土 的 分 类按胶凝材料分 水泥混凝土、沥青混凝土；按用途分 普通结构混凝土、防水混凝土、耐酸混凝土、耐碱混凝土、耐热混凝土、耐低温混凝土、耐油混凝土、防辐射混凝土、不发火混凝土等。按容重分 特重混凝土、重混凝土、稍轻混凝土、轻混凝土、特轻混凝土。按流动性分 塑性混凝土、低流动性混凝土、流态混凝土、干硬性混凝土、特干硬性混凝土。2普 通 混 凝 土 的 特 点 A、混 凝 土 的 优 点 1、强度高、承受荷载大、在外力作用下变形小。2、混凝土凝结前具有良好的塑性，利用模板浇捣成各种形状和尺寸的构件。3、所用砂、石都是地方材料，量大价廉，可以就地取材。4、经久耐用，维修费用少。5、耐火性好，混凝土是热的不良导体，遇火只能损伤其表面，不易破坏内部。B、混 凝 土 的 缺 点 1、本身重量大，构件的运输和安装比较困难。2、浇捣后自然养护时间较长。3、现场浇捣易受气候条件（低温、暴晒、雨季等）影响。4、加固修理比较困难。3混 凝 土 的 技 术 特 性 1）混凝土的强度；2）混凝土拌合物的易和性；3）混凝土的密实度；4）混凝土的抗渗性；5）混凝土的抗冻性；6）混凝土的收缩与膨胀。4、混 凝 土 的 强 度 混凝土强度指标有抗压强度、抗拉强度、抗折强度、抗剪强度等。混凝土强度的分级是用混凝土强度等级来划分的。混凝土强度等级采用C与立方体抗压强度标准值（以N/mm2计）表示。如：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 共12个等级。何谓“抗压强度标准值”？混凝土“抗压强度标准值”系指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的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。影响混凝土抗压强度的因素：混凝土的抗压强度主要取决于水泥的强度等级和水灰比。而骨料的强度与级配；砂率（即砂石比率）；混凝土硬化时的温度、湿度；以及施工条件等都对混凝土抗压强度有所影响。5（A）水泥的强度等级、水灰比对强度影响 混凝土的强度是水泥与水起水化作用，使水泥浆凝固硬化而产生的。因此，水泥的强度等级愈高，混凝土的强度愈高；水灰比愈小，混凝土的强度愈大。反之，水泥的强度等级愈低，水灰比愈大，则混凝土的强度愈低。（B）骨料对强度影响 骨料级配优良和质地坚硬能增加混凝土的强度与密实性，特别是在高标号混凝土中，骨料对强度影响更大。粗骨料表面粗糙有棱角时能增大骨料与水泥浆的粘结力，所以在水灰比相同条件下，碎石混凝土比卵石混凝土的强度略高。（C）养护条件对强度影响 混凝土硬化过程中，在保持一定的湿度条件下，温度愈高，强度增长愈快；温度愈低，强度增长愈慢。混凝土在养护时，如湿度不够，不能满足水泥水化作用的需要，将影响混凝土强度的增长。6（D）浇捣对强度影响 浇灌混凝土时，必须充分捣实，才能得到密实坚硬的混凝土。捣固不密实，会出现蜂窝麻面等缺陷，影响混凝土的强度。同样的混凝土，机械振捣比人工捣实质量高。一般情况下，振捣时间愈长，振力愈大，混凝土愈密实。但对塑性混凝土，振力过大或振捣时间愈长，会使混凝土产生泌水离析现象而导致质量不均匀，强度降低。、混 凝 土 的 和 易 性 混凝土的和易性是指混凝土在施工过程中的合适程度，它是保证质量和便于施工的重要条件。和易性良好的混凝土，在运输过程中不容易发生离析现象（水泥、砂、石、水互相分离），而且便于浇捣密实，分布均匀，易于充满模板的各部分，牢固地粘着钢筋，不产生蜂窝、麻面等不良现象。影响混凝土和易性地主要因素有：1）普通水泥、硅酸盐水泥的和易性比火山灰水泥、矿渣水泥为好。水泥细度愈细，和易性也愈好。7 2）随着用水量增多，混凝土塌落度增大，能使混凝土有较好的和易 性。在水灰比不变的情况下，增加水泥浆量，可使混凝土的塌落度增大，和易性也较好。3）砂石的颗粒圆滑、级配良好，则混凝土的和易性好；反之则差。4）砂率过小，水泥砂浆的体积不足以填充石子的空隙，混凝土易离析泌水，和易性差。砂率过大时，包裹砂子的水泥浆层太薄，砂粒间的摩擦力加大，使混凝土的流动性减小，对混凝土的强度有影响。5）在拌制混凝土时，加入少量的减水剂，可以在不增加用水量和水泥用量的情况下，可改善混凝土的和易性，增大流动性，降低泌水性。、混 凝 土 的 密 实 度 混凝土的密实度是指混凝土硬化后本身的密实程度，即其中空隙率愈少则愈密实，表示密实度高。用水量、水灰比愈大，密实度愈小。采用级配8良好的砂石，掺入减水剂，用机械振捣，能降低水泥用量和水灰比，获得密实度高的混凝土。、混 凝 土 的 抗 渗 性 混凝土的抗渗性是指混凝土抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。混凝土的抗渗性主要决定于混凝土的密实度及混凝土内毛细孔道的分布情况。混凝土的密实度愈高，则抗渗性愈好。混凝土的抗渗性用抗渗标号表示。、混 凝 土 的 抗 冻 性 混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下遭受冰冻时，抵抗冰冻破坏作用的性能。抗冻性主要决定于混凝土的密实度、空隙形状及分布情况。经常受到潮湿并遭受冻结的结构，特别是在严寒地区位于水位变化部分的结构，要求混凝土具有一定的抗冻性。9、混 凝 土 的 收 缩 与 膨 胀 混凝土在硬化过程中，由于水分散失，体积发生收缩，称为混凝土的干缩。当水泥用量较多、水灰比较大，或用快硬高强的水泥和掺混合料较多的水泥，或水泥颗粒较细等。所配制的混凝土，其干缩都较大。在大体积混凝土中，由于水泥水化时会产生水化热，水化热会使混凝土体积膨胀，而冷却时仍要收缩，由此产生拉应力而引起混凝土开裂。故必须选用低水化热的水泥。混 凝 土 的 配 合 比 混凝土“配合比”是指混凝土的组成材料之间用量的比例关系（重量比），一般以水水泥砂石表示，而以水泥为基数1。配合比的选择，是根据工程要求、组成材料的质量、施工方法和施工中对和易性的要求等因素来确定的，同时亦需符合合理使用材料和节省水泥等经济原则，必要时还应满足混凝土的特殊要求（如抗冻性、抗渗性等）。一般通过理论计算和试配调整后加以确定。10二、混凝土的组成材料 1）水 泥 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水 泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥 2）骨 料 粗骨料（碎石、卵石）细骨料（河砂、山砂、石粉）3）掺合料 矿渣粉、粉煤灰、硅粉、沸石粉。4）外加剂 减水剂、缓凝剂、早强剂、速凝剂、抗冻剂 加气剂、泵送剂。5）拌合用水 11一、水 泥 水泥是矿物类水硬性胶凝物质，加水搅拌后，在物理化学的作用下，能由胶泥状态变成坚硬的石状体，并且能同时结合与其拌和在一起的其它物料。混凝土中常用的水泥有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等等。水泥的主要化学成分；主要有氧化钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铁；其次是氧化鎂、硫酐（SO2）；少量的氧化钛、氧化锰、五氧化二磷、碱。水泥的主要矿物组成；硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。水泥的物理技术性能：表观密度（比重）、标准稠度需水量、安定性、细度（比表面积）、凝结时间、抗压强度、抗折强度、泌水性、保水性、抗冻性。12二、骨 料 粗骨料：碎石、卵石 技术要求：颗粒级配、针片状颗粒、含泥量、粘土块含量、有害物质、坚固性、强度（抗压强度、压碎值）、密度、松散密度、空隙率、碱集料反应。细骨料：天然砂（河砂、山砂）、人工砂（即石粉）技术要求：颗粒级配、含泥量、泥块含量、石粉含量、有害物质、坚固性、（硫酸钠法、压碎值法）、表观密度、堆积密度、空隙率、碱集料反应。三、掺合料 粉煤灰：低钙粉煤灰；高钙粉煤灰。磨细矿渣粉；硅粉；沸石粉。13四、外加剂 外加剂的种类：普通减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、缓凝剂、引气剂、早强减水剂、早强剂等九种。但实际施工中还有：防水剂、加气剂、泵送剂、阻銹剂、着色剂、速凝剂、防冻剂、膨胀剂等等。选用外加剂时应注意外加剂对水泥的适应性；掺外加剂的混凝土的性能指标：减谁率、泌水率比、含气量、凝结时间差（含初凝、终凝）、抗压强度比、收缩率比、相对耐久性指标、对钢筋锈蚀作用。外加剂技术性能指标：固体含量或含水量、密度、氯离子含量、水泥净浆流动度、细度、pH值、表面张力、还原糖、总碱量、硫酸钠、泡沫性能、砂浆减水率。14五、混凝土拌合用“水”混凝土拌合用“水”的技术要求：拌合用水所含物质对混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土不应产生以下影响：影响混凝土的和易性及凝结时间；（用凝结时间差检验）有损于混凝土强度的发展；（用抗压强度差检验）降低混凝土的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致预应力脆断；污染混凝土表面；工业废水经检验合格后可用于拌制混凝土，否则必须予以处理，合格后方能使用。混凝土生产厂或商品混凝土搅拌站设备的洗刷水，可用作拌合混凝土的部分用水。但要注意洗刷水所含水泥和外加剂品种对所拌混凝土的影响，而且最终拌合水中氯化物、硫酸盐及硫化物的含量应满足水的有害物质含量限值（详见下表）。15 、水的有害物质含量限值项 目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土pH值444不溶物（mg/L）200020005000可溶物（mg/L）2000500010000氯化物（以Cl-计）mg/L50012003500硫酸盐（以SO4计）mg/L 60027002700硫化物（以S2-计）mg/L 10016混 凝 土 裂 缝 控 制 一、混凝土裂缝的基本概念 二、混凝土的微观裂缝 三、裂缝产生的主要原因 四、混凝土收缩致裂的种类17四、混 凝 土 收 缩 致 裂 的 种 类混凝土“自生收缩”致裂；混凝土“塑性收缩”致裂；混凝土“碳化收缩”致裂；混凝土“干缩”（失水收缩）致裂；混凝土“温差收缩”致裂；18