【文章內(nèi)容簡介】 特征 ： 表面粗糙、棱角多，在水泥用量和用水量 相同時，強度高（如碎石＞卵石）。 粗集料的表面潔凈程度 ： 表面含雜質，強度降低。 粗集料的最大粒徑： 粒徑過大，粘結面減小，界面強度降低； 同時因不易振搗密實，強度降低。 集料的級配： 連續(xù)級配配制的混凝土較密實，強度高。 砂： 砂的空隙率及總表面積均小，是比較理想的級配。 混凝土強度與養(yǎng)護溫度的關系 （ 2）養(yǎng)護條件 1）溫度 養(yǎng)護溫度高，水泥水化速度快，混凝土強度的發(fā)展也快；反之，在低溫下混凝土強度發(fā)展遲緩。當溫度降到冰點以下時，水泥將停止水化，強度停止發(fā)展，而且易使硬化的混凝土結構遭到破壞。 2）養(yǎng)護濕度 混凝土強度與養(yǎng)護濕度的關系 1－空氣養(yǎng)護， 2－ 9個月后水中養(yǎng)護， 3－ 3個月后水中養(yǎng)護， 4－標準濕度條件下養(yǎng)護 水是水泥水化的必要條件。如果濕度不夠，水泥水化反應不能正常進行，甚至停止水化，會嚴重降低混凝土強度。因此在混凝土澆筑完畢后，應在 12h內(nèi)進行覆蓋；在夏季施工的混凝土，要特別注意澆水保濕。 （ 3）齡期 齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經(jīng)歷的時間。 混凝土的強度隨齡期的增長而提高 ，早期顯著，后期緩慢 。 普通水泥混凝土在標準養(yǎng)護條件下，其強度發(fā)展大致與齡期 的常用對數(shù)成正比關系，其經(jīng)驗公式如下： n—— 養(yǎng)護齡期（ d）， n≥3。 其它：外加劑、養(yǎng)護方式、施工方法等。 提高混凝土強度的措施 ： 選用高強度水泥和早強型水泥 采用低水灰比 的干硬性混凝土 摻加混凝土外加劑和摻合料 采用濕熱處理 —— 蒸汽養(yǎng)護和蒸壓養(yǎng)護 采用機械攪拌和振搗 三、硬化混凝土的變形特性 （ 1）化學收縮 （ 2）溫度變形 （ 3）干濕變形 （ 1）混凝土在短期作用下的變形 —— 彈性、塑性變形 （ 2）混凝土在長期作用下的變形 —— 徐變變形 1. 非荷載變形 （ 1）化學收縮（自生體積變形） 在混凝土硬化過程中，由于水泥水化物的固體體積，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 。 特點： 不能恢復 ，收縮值較小，對混凝土結構沒有破壞 作用，但在混凝土內(nèi)部可能產(chǎn)生微細裂縫而影響承載狀態(tài)和 耐久性。 （ 2）溫度變形 溫度變形 是指混凝土隨著溫度的變化而產(chǎn)生 熱脹冷縮 變形。 混凝土的溫度變形系數(shù)為 (1～ ) 105 / ℃ ，即溫度每升 高 1℃ ， 每 1m脹縮 ～ 。溫度變形對大體積混凝土、 縱長的混凝土結構、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。 可采取的措施為： 采用低熱水泥，減少水泥用量，摻加緩凝劑，采用人工降 溫，設溫度伸縮縫，以及在結構內(nèi)配置溫度鋼筋等，以減少因 溫度變形而引起的混凝土質量問題。 （ 4） 干濕變形 干濕變形是指由于混凝土周圍環(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 。 產(chǎn)生原因： 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，水泥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。當混凝土在水中硬化時，體積產(chǎn)生輕微膨脹，這是由于凝膠體中膠體粒子的吸附水膜增厚，膠體粒子間的距離增大所致。 危害性： 混凝土的濕脹變形量很小，一般無破壞作用。但干縮變形 對混凝土危害較大，干縮能使混凝土表面產(chǎn)生較大的拉應力而 導致開裂，降低混凝土的抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕等耐久性能。 影響因素： （ 1）水泥的用量、細度及品種 （ 2）水灰比的影響 （ 3）集料的影響 （ 4）施工質量的影響 2. 荷載的變形 （ 1）混凝土在短期作用下的變形 混凝土是一種彈塑性體，受力時既產(chǎn)生 彈性變形 ，又產(chǎn)生 塑性變形 ，其應力應變關系呈曲線，如下圖。 ?彈?塑彈性應變： 卸荷后能恢復的應變 ， 由混凝土的彈性應變引起的。 塑性應變： 剩余的不能恢復的應變 ， 由混凝土的塑性應變引起的。 圖 混凝土在壓力作用下的應力－應變曲線 彈性模量 ： 在應力 應變曲線上任一點的應力與其應變的比值。 根據(jù)不同取值方法，可得 ①初始切線彈性模量 ②切線彈性模量 ③割線彈性模量。 在混凝土工藝和結構設計中，通常采用規(guī)定條件下的割線彈性模量。 影響混凝土彈性模量的主要因素有混凝土的強度、集料的 含量及其彈性模量以及養(yǎng)護條件等。 E ???（ 2）混凝土在長期荷載作用下的變形 —— 徐變變形 混凝土在持續(xù)荷載作用下，除產(chǎn)生瞬間的彈性變形和塑性 變形外，還會產(chǎn)生隨時間增長的變形，稱為 徐變 。 混凝土的徐變變形與恢復變形曲線 徐變特點： 持續(xù)荷載： 瞬時變形 —— 徐變變形 —— 徐變變形穩(wěn)定下來。 卸荷后： 一部分變形瞬時恢復 —— 徐變恢復 —— 殘余變形。 徐變對結構物的影響 有利影響： 可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應力集中，使應力重新分配，從而使混凝土構件中局部應力得到緩和。對大體積混凝土則能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應力。 不利影響： 使鋼筋的預應力受到損失（預應力減?。箻嫾姸葴p小。 影響徐變因素 混凝土的徐變是由于在長期荷載作用下，水泥石中的凝膠 體產(chǎn)生粘性流動，向毛細孔內(nèi)遷移所致。 影響混凝土徐變的因素有水灰比、水泥用量、集料種類、 應力等?；炷羶?nèi)毛細孔數(shù)量越多，徐變越大 ；加荷齡期越長， 徐變越??；水泥用量和水灰比越小，徐變越小；所用集料彈性 模量越大，徐變越??；所受應力越大，徐變越大。 四、硬化混凝土的耐久性 1. 抗?jié)B性 2. 抗凍性 3. 耐磨性 4. 抗化學侵蝕性 5. 堿－集料反應 6. 混凝土碳化 7. 鋼筋銹蝕 8. 其他耐久性問題 混凝土 對液體或氣體滲透的抵抗能力 稱混凝土的抗?jié)B性。 混凝土的抗?jié)B性以 抗?jié)B標號 來表示。采用標準養(yǎng)護 28d的 標準試件，按規(guī)定方法進行試驗，按混凝土所能承受的最大水 壓力，分為五 個等級 ： P P P8 、 P10和 P12。 混凝土產(chǎn)生滲透是由于其內(nèi)部存在貫穿孔隙、毛細管和 孔洞、蜂窩等。提高混凝土抗?jié)B性的 措施 有降低水灰比、 采用減水劑，選用致密、干凈、級配良好集料。 抗?jié)B等級 ≥P6的混凝土稱為 抗?jié)B混凝土 。 2. 抗凍性 混凝土的抗凍性指 混凝土抵抗凍融循環(huán)作用的能力 。 混凝土的抗凍性以 抗凍等級 來表示 ,抗凍標號以 28d標準試 件按規(guī)范規(guī)定的試驗進行反復凍融循環(huán)，以同時滿足抗壓強度 損失率不超過 25%，質量損失率不超過 5%時的最大循環(huán)次數(shù)。 九個等級 ： F F1 F2 F50、 F100、 F150、 F200、F250、 F300。 提高混凝土抗凍性的 關鍵 是提高密實度。措施是減小 水灰比，摻加引氣劑等。 抗凍等級 ≥F50的混凝土為 抗凍混凝土 。 3. 耐磨性 耐磨性是指混凝土 抵抗表層損傷的能力 。 評價方法：以標準試件（ 150mm的立方體）在混凝土磨 耗機上磨損。 010 .0 2 2 5mmG ?? G—— 試件單位面積的磨損量， kg/m2 。 磨損量越大，混凝土耐磨性越差。 影響混凝土耐磨性的主要因素是混凝土的表面光滑程度、水泥品種、石子硬度、混凝土的強度等級等。 4. 抗化學侵蝕性 混凝土中的集料一般具有良好的抗侵蝕性。環(huán)境介質對混 凝土的侵蝕，主要是對水泥石的侵蝕。 混凝土的抗?jié)B性、抗凍性和抗化學侵蝕性之間是相互關 聯(lián)，且均與混凝土的密實程度，即孔隙總量及孔隙結構特征 有關。 混凝土的 抗侵蝕性 主要取決于其 所用水泥的品種及混凝土 的密實度 。故提高混凝土抗侵蝕性的主要措施是合理選用水泥 品種、降低水灰比、提高混凝土的密實度及盡量減少混凝土中 的開口孔隙。 5. 堿－集料反應 堿－集料反應是指水泥中的堿（ Na2O、 K2O）與集料中的 活性成分發(fā)生反應，在集料表面生成復雜的堿－硅酸凝膠， 吸水，體積膨脹，從而導致混凝土產(chǎn)生膨脹開裂而破壞，這種 現(xiàn)象稱為 堿－集料反應 。 堿 — 集料反應必須具備的三個條件： a. 水泥中堿含量高， (Na2O+K2O)%大于 %； b. 集料中含有活性成分； c. 有水的存在。 堿－集料反應分 堿－硅反應 和 堿－碳酸鈣 反應兩種類型。 堿－集料反應速度極慢，但造成的危害極大，而且無法彌 補，其危害需幾年或幾十年才表現(xiàn)出來。 堿活性檢驗方法 ： 巖相法 —— 用于判斷集料中是否存在與堿發(fā)生反應的活性 成分。若集料中含有活性氧化硅，應采用化學法和砂漿長度法 進行檢驗；若含有活性碳酸鹽的集料，應用巖石柱法進行檢驗。 6. 混凝土的碳化 混凝土的碳化是指混凝土內(nèi)水泥石中 Ca(OH)2與空氣中的 CO2時發(fā)生化學反應，生成 CaCO3和 H2O。 不利影響： 減弱了對鋼筋的保護作用。 增加混凝土的收縮，降低混凝土的抗拉、抗折強度 及抗?jié)B能力。 有利影響： 提高混凝土的密實度，對提高抗壓強度有利。 影響因素： 二氧化碳的濃度、環(huán)境濕度、水泥品種、水灰比等。 二氧化碳的濃度高，碳化速度快。 環(huán)境中濕度在 50%～ 75%時，碳化速度最快；濕度小于 25% 或大于 100%時，碳化作用將停止進行。 采取措施： ； ，提高混凝土的密實度 ； ，單位水泥用量較大的混凝土配合比； ，防止二氧化碳侵入等 ； ，加強養(yǎng)護，保證振搗質量。 7. 鋼筋銹蝕 鋼筋銹蝕是一個電化學過程。 不利影響 ： 鋼筋銹蝕使鋼筋有效截面積減小 ，體積膨脹使混凝 土保護層脹裂甚至脫落，與混凝土黏結作用下降。 影響因素： pH值 、溫度、氯離子濃度、水灰比、養(yǎng)護齡期、保 護層厚度、水泥品種、摻合料等。 8. 其他耐久性 （ 1）碳硫硅鈣石 （ 2）氯離子侵蝕 提高混凝土耐久性的措施 ： 合理選擇水泥品種； 適當控制混凝土的水灰比和水泥用量 ； 選用品種良好，級配合格的集料； 摻外加劑； 保證混凝土的施工質量。 ? 混凝土外加劑 ? 化學外加劑：改善混凝土的性能 ? 緩凝劑 —— 使水泥漿凝結硬化速度減慢； ?