第3单元混凝土土木工程材料.doc

第3单元
混凝土
3。1.1混凝土结构
3。1。2混凝土分类
轻混凝土:表观密度小于1950kg /m 3。用于保温隔热或轻质结构工程. 轻骨料混凝土:使用轻石和轻砂 又分为 多孔混凝土:泡沫混凝土，加气混凝土 大孔混凝土 普通混凝土：表观密度为1950-2600kg/m 3.是用天然砂,石作骨料制 成。这为混凝土最常用,可用于房屋,道路建筑。 重混凝土：表观密度大于2600kg /m 3.是用特别密实和表观密度特别大 的骨料制成。如重晶石混凝土，钢屑混凝土等。它们具有 不透X射线和 γ 射线的性能.
混 凝 土
3.1.3.1和易性
和易性是指
混凝土拌合物易于施工操作（搅拌，运输, 浇灌，捣实）并能获得质量均匀，成型密实 的混凝土的性能.和易性是一项综合的技术 性质.
包括
流动性,粘聚性和保水性三方面的含义。
3.1.3.2混凝土的凝结时间
混凝土的凝结时间与配制该混凝土所用 水泥的凝结时间并不一致
(1)立方体抗压强度
按照《普通混凝土力学性能试验方法标 准》GB/T50081-2002规定，将混凝土拌 合物制作边长为150mm的立方体试件,在 标准条件(温度20℃±2℃,相对湿度 95％以上)下,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（简称立方体抗压强度)，以cu表示.
(2）质量波动
概率 生产水平高 生产水平一般
强度
(3）强度保证率
概率
45％ 50％
保证率
σ
5％
σ 强度
fcu,k μcu f
tσ
(4）混凝土强度等级
几个重要概念
混凝土立方体抗压强度 混凝土立方体抗压强度标准值 混凝土强度等级 混凝土轴心抗压强度标准值 问：C20混凝土的轴心抗压强度标 准值为13.4MPa。 为什么?
（4）混凝土强度等级
混凝土立方体抗压强度
是指按标准方法制作和养护的边长为150mm 的立方体试件，在28d龄期,用标准试验方 法测得的强度.
混凝土立方体抗压强度标准值
是指按标准方法制作和养护的边长为150mm 的立方体试件，在28d龄期,用标准试验方 法测得的强度总体分布中具有不低于95％保 证率的抗压强度值，以cu，k表示。
(4)混凝土强度等级
混凝土强度等级划分依据
混凝土立方体抗压强度标准值
混凝土强度等级表示方法
符号C加立方体抗压强度标准值(以MPa计)下限
普通混凝土划分为12个强度等级：
C7.5，C10，C15,C20，C25，C30,C35，C40，C45， C50,C55及C60.
《混凝土结构设计规范》结构混凝土14个等级
C15，C20,C25，C30,C35,C40，C45,C50，C55, C60,C65,C70，C75和C80
（5）轴心抗压强度cp
轴心抗压强度的测定标准试件 150mm×150mm×300mm棱柱体 试验表明:
在立方抗压强度cu=10～55（MPa)的范围内， 轴心抗压强度cp与cu之比约为0。70~0.80。
（6）影响混凝土强度的因素
①原材料因素
(a)水泥强度 （b）水灰比 （c）骨料的种类,质量和数 量 (d）外加剂和掺合料
②生产工艺因素
(a）施工条件——搅拌与振捣 （b）养护条件—-温 度和湿度 (c)养护时间（龄期）
③实验因素
(a）试件尺寸 （b）试件形状 (c)表面状态 (d)含水程 度 (e）加荷速度
3。2混凝土拌和物性能的测定
3.2.1依据
《混凝土结构工程施工及验收规范》 GB50208—2002 《混凝土质量控制标准》GB 50164-92 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 GB/T50080-2002
3。2混凝土拌和物性能的测定
3。2.2取样
同一组混凝土拌合物的取样应从同一盘混凝土或同 一车混凝土中取样。取样量应多于试验所需量的 1.5倍;且宜不小于20L。 混凝土拌合物的取样应具有代表性，宜采用多次采 样的方法.一般在同一盘混凝土或同一车混凝土中 的约l/4处,1/2处和3/4处之间分别取样，从第 一次取样到最后一次取样不宜超过15min,然后人 工搅拌均匀。 从取样完毕到开始做各项性能试验不宜超过5min。
3.2混凝土拌和物性能的测定
3.2。3和易性
坍落度与坍落扩展度法 维勃稠度法
3.2.2含气量 3.2。3均匀性 3.2.4凝结时间
3.3混凝土强度检验
3。3。1依据
《混凝土结构工程施工及验收规范》 GB50208-2002 《混凝土质量控制标准》GB 50164-92 《混凝土强度检验评定标准》 GBJ107-87 《普通混凝土力学性能试验方法标准》 GB/T50081—2002
3.3。2取样
《普通混凝土力学性能试验方法标准》 GB/T50081-2002规定:
混凝土的取样应符合《普通混凝土拌合物性 能试验方法标准》（GB/T50080）的有关规定。 普通混凝土力学性能试验应以三个试件为一 组，每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝 土或同一车混凝土中取样.
3。3.2取样
《混凝土强度检验评定标准》 GBJ107-87规定： 混凝土试样应在混凝土浇筑地点随机抽取,取样 频认应符合下列规定：
(1)每拌制100盘但不超过100m3的同配合比的混凝土， 取样次数不得少于一次。 （2）每工作班拌制的同配合比的混凝土不足l00盘时， 其取样次数仍不得少于一次. 注:预拌混凝土应在预拌混凝土厂内按上述规定取 样.混凝土运到施工现场后，沿应按本条的规定抽 样检验。
3.3。2取样
《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50208-2002规 定:结构混凝土的强度等级必须符合设计要求。用于 结构混凝土的强度等级必须符合设计要求。 结构混凝土的强度等级必须符合设计要求 检查结构构件混凝土强度的试件， 检查结构构件混凝土强度的试件,应在混凝土浇筑地 点随机抽取，取样与试件留置应符合下列规定: 点随机抽取,取样与试件留置应符合下列规定:
每拌制100盘但不超过100 的同配合比的混凝土， 100盘但不超过100m 1 每拌制100盘但不超过100m3的同配合比的混凝土,取样次 数不得少于一次; 数不得少于一次； 每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足l00盘时 盘时, 2 每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足l00盘时,其取 样次数仍不得少于一次； 样次数仍不得少于一次； 当一次连续浇筑超过1000 1000m 3 当一次连续浇筑超过 1000m3 时 , 同一配合比的混凝土每 200m 取样不得少于一次； 200m3取样不得少于一次; 每一楼层，同一配合比的混凝土,取样不得少于一次. 4 每一楼层，同一配合比的混凝土,取样不得少于一次. 每次取决样至少留置一组标准养护试件, 5 每次取决样至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件 的留数应根据实际需要确定. 的留数应根据实际需要确定.
3.3。3。1试件的尺寸
骨料最大粒径（mm) 试件横截面尺寸（mm) 劈裂抗拉强度试 验 20 40 / 其他试验 31.5 40 63
100×100 150×150 200×200
注:骨料最大粒径指的是符合《普通混凝土用碎石或卵石 质量标准及检验方法》（JGJ53—92)中规定的圆孔筛的孔径.
3.3.3.3试件的制作
①混凝土试件的制作应符合下列规定: ②混凝土试件制作步骤
3.3.4试件的养护
依据：《普通混凝土力学性能试验方法标准》 GB/T50081—2002 试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面。 采用标准养护的试件,应在温度为20±5℃的环境中静 置一昼夜至二昼夜,然后编号，拆模。拆模后应立即 放入温度为20±2℃,相对湿度为95％以上的标准养护 室中养护，或在温度为20±2℃的不流动的Ca(OH）2饱 和溶液中养护.标准养护室内的试件应放在支架上， 彼此间隔10~20mm，试件表面应保持潮湿，并不得被 水直接冲淋。 同条件养护试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间 相同，拆模后,试件仍需保持同条件养护. 标准养护龄期为28d(从搅拌加水开始计时).
3。3.4试件的养护
《混凝土强度检验评定标准》GBJ107—87的规 定:
检验评定混凝土强度用的混凝土试件，其标准成型 方法，标准养护条件及强度试验方法均应符合现行 国家标准《普通混凝土力学性能试件方法》的规定. 当检验结构或构件拆模,出池，出厂,吊装，预应 力筋张拉或放张，以及施工期间需短暂负荷的混凝 土强度时，其试件的成型方法和养护条件应与施工 中采用的成型方法和养护条件相同。
3.3.4试件的养护
《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定：
对采用蒸汽法养护的混凝土结构构件,其混凝土试 件应先随同结构构件同条件蒸汽养护，再转入标准 条件养护共28d。 当混凝土中掺用矿物掺合料时，确定混凝土强度时 的龄期可按现行国家标准《粉煤灰混凝土应用技术 规范》GBJ 146等的规定取值。 结构构件拆模，出池,出厂，吊装,张拉,放张及 施工期间临时负荷时的混凝土强度,应根据同条件 养护的标准尺寸试件的混凝土强度确定。
（1)非标准试件的换算
根据《混凝土结构工程施工及验收规范》
混凝土强度等级〈C60时，用非标准试件测得的强度 值均应乘以尺寸换算系数。混凝土不同尺寸试件的 使用条件和换算系数见表 当混凝土强度等级≥C60时，宜采用标准试件；使 用非标准试件时,尺寸换算系数应由试验确定. 最大颗粒直径 31.5 40 60
换算系数
0.95 1。00 1。05
试块尺寸（mm） 100×100×100 150×150×150 200×200×200
（2）强度代表值的确定
《混凝土强度检验评定标准》GBJ107-87规定： 混凝土强度值的确定应符合下列规定：
1） 三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强 度值（精确至0。1MPa)； 2) 三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中 间值的差值超过中间值的15%时,则把最大及最小 值一并舍除,取中间值作为该组试件的抗压强度值； 3) 如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值 的15%,则该组试件的试验结果无效。
（2）强度代表值的确定 –实例
3.4混凝土强度的评定
依据：
《混凝土结构工程施工及验收规范》 《混凝土强度检验评定标准》
《混凝土结构工程施工及验收规范》规定:
结构构件的混凝土强度应按现行国家标准《混凝土 强度检验评定标准》GBJ 107的规定分批检验评定.
《混凝土强度检验评定标准》GBJ107—87规定：
适用于普通混凝土和轻骨料混凝土抗压强度的检验 评定。有特殊要求的混凝土，其强度的检验评定尚 应符合现行国家标准的有关规定.
(1）一般规定
混凝土强度应分批进行检验评定. 一个验收批的混凝土应由强度等级相同，龄期相同以 及生产工艺条件和配合比基本相同的混凝土组成。 对施工现场的现浇混凝土,应按单位工程的验收项目 划分验收批,每个验收项目应按照现行国家标准《建 筑安装工程质量检验评定标准》确定. 预拌混凝土厂，预制混凝土构件厂和采用现场集中搅 拌混凝土的施工单位,应按本标准规定的统计方法评 定混凝土强度. 对零星生产的预制构件的混凝土或现场搅拌的批量不 大的混凝土,可按本标准规定的非统计方法评定。
混凝土强度的评定
统计方法一 统计方法二 非统计方法
(2)统计方法一
略
（3）统计方法二
由不少于10组的试件组成一个验收批，其强 度应同时满足下列公式的要求: mfcu – λ1Sfcu ≥ 0。9fcu，k fcu，min ≥λ2 fcu，k
试件组数 λ1 λ2 10～14 1。70 0.90 15～24 1。65 0.85 ≥25 1.60
(3)统计方法二 –实例
【例3-2】某工地C30混凝土15组试块强 度值（MPa)如下： 30。6,31。2，33.1，33.1，33.3,34。8，35。7 ,35.9,37.6，39.0，39。7,40。3,40.3,40。3， 39.9 试评定该工程混凝土是否合格.
3)统计方法二 –实例
解: fcu，k=30MPa n=15组 (1）计算该批混凝土试件强度的平均值和 标准差
平均值Mfcu=36.3MPa 标准差Sfcu=3.51MPa 另：0.06fcu，k=0。06*30 = 1.8MPa ［mfcu] ；fcu，min = 30。6MPa 〉 ［fcu，min] 所以评定该批混凝土为合格。
（4）非统计方法
按非统计方法评定混凝土强度时,其强 度应同时满足下列要求：
mfcu≥1。15 fcu，k fcu，min≥0。95 fcu,k
(4)非统计方法 –实例
某几个工程用C20混凝土,每个工程独立 验收,各工程混凝土试块组数均低于10 组,各验收批混凝土强度见下表，试评 定这几个工程混凝土是否合格.
工程名称 工程1 工程2 工程3 工程4 各组混凝土强度MPa 18.7, 24。7， 26.7 17.2， 24.5， 25。8 21.0， 22.0, 23。0 22.5
4）非统计方法 –实例
解：由于各验收批试件组数均低于10组, 因而只可用非统计方法评定. (1）计算批均值和最小值的验收界值 [mfcu]=1.15 fcu,k=1.15*20。0 = 23.0MPa ［fcu，min］=0。95 fcu,k =0。95＊20.0 = 19。0MPa
4）非统计方法 –实例
(2)逐工程进行强度的合格性评定
3。4.4 混凝土强度的合格性判断
依据：《混凝土强度检验评定标准》 当检验结果能满足上述规定时，则该批混凝土强度判 为合格;当不能满足上述规定时，该批混凝土强度判 为不合格. 对不合格批混凝土制成的结构或构件,应进行鉴定。 对不合格的结构或构件必须及时处理. 对混凝土试件强度的代表性有怀疑时，可采用从结构 或构件中钻取试件的方法或采用非破损检验方法，按 有关标准的规定对结构或构件中混凝土的强度进行推 定. 结构或构件拆模,出池,出厂,吊装，预应力筋张拉 或放张，以及施工期间需短暂负荷时的混凝土强度， 应满足设计要求，或符合现行国家标准的有关规定。
3。6 混凝土结构实体检验
3.6.1 关于混凝土结构实体检验的有关 规定 3。6.2 结构实体检验用同条件养护试件 强度检验