【文章內(nèi)容簡介】 時，混凝土的承載能力下降，荷載減小而變形迅速增大，以至完全破壞，荷載一變形曲線逐漸下降而最后結(jié)束。 ? [評注 ] 硬化后的混凝土在未施加荷載前，由于水泥水化造成的化學(xué)收縮和物理收縮引起的砂漿體積的變化，在粗骨料與砂漿界面上產(chǎn)生了拉應(yīng)力，同時混凝土成型后的泌水聚積于粗骨料的下緣，混凝土硬化后形成為界面裂縫?；炷潦芡饬ψ饔脮r，其內(nèi)部產(chǎn)生了拉應(yīng)力且在微裂縫頂部形成應(yīng)力集中，隨著拉應(yīng)力的逐漸增大，導(dǎo)致微裂縫的進一步延伸、匯合、擴大，形成可見的裂縫，致使混凝土結(jié)構(gòu)喪失連續(xù)性而遭到完全破壞。 （ 1）水泥強度等級和水灰比 影響混凝土強度的因素 )( bceacuWCff ?? ??混凝土強度經(jīng)驗公式 k,cecce ff ?? ?碎石 α a=。 α b= 卵石 α a=。 α b= （ 2）集料的種類與級配 （ 3）混凝土外加劑與摻和料 骨料表面粗糙，則與水泥石粘結(jié)力較大， 混凝土強度高。骨料級配良好、砂率適當(dāng) , 能組成密實的骨架，混凝土強度也較高。 (4)養(yǎng)護溫度 4℃ 38℃ 21℃ 13℃ 抗壓強度 齡 期 0 3 14 21 28 7 養(yǎng)護溫度對混凝土強度的影響 ?問題： 什么是混凝土材料的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護 、 自然養(yǎng)護 、 蒸汽養(yǎng)護 、 壓蒸養(yǎng)護 ？ ?解 ?標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護是指將混凝土制品在溫度為 20士 2℃ ， 相對濕度大于９ 5％ 的標(biāo)準(zhǔn)條件下進行的養(yǎng)護 。 評定強度等級時需采用該養(yǎng)護條件 。 ? 自然養(yǎng)護是指對在自然條件 （ 或氣候條件 ）下的混凝土制品適當(dāng)?shù)夭扇∫欢ǖ谋?、保濕措施 ， 并定時定量向混凝土澆水 ， 保證混凝土材料強度能正常發(fā)展的一種養(yǎng)護方式 。 ? 蒸汽養(yǎng)護是將混凝土材料在小于 100℃ 的高溫水蒸汽中進行的一種養(yǎng)護 。 蒸汽養(yǎng)護可提高混凝土的早期強度 ， 縮短養(yǎng)護時間 。 ? 壓蒸養(yǎng)護是將混凝土材料在８～１６大氣壓下 ， 175～ 203℃ 的水蒸汽中進行的一種養(yǎng)護 。 壓蒸養(yǎng)護可大大提高混凝土材料的早期強度 。 ? [評注 ] 養(yǎng)護對混凝土強度發(fā)展有很大的影響 。 升高溫度 ， 水泥的水化加速 ， 強度發(fā)展加快 ， 但溫度過高對用硅酸鹽水泥和普通水泥拌制的混凝土的后期強度的發(fā)展有不利影響 。 溫度降低 ， 則水泥水化減慢 ， 早期強度將明顯降低 。 濕度同樣是混凝土強度正常發(fā)展的必要條件 ?；炷恋目箟簭姸仁窃跇?biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下養(yǎng)護后測得的值 。 自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護屬于非標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件 ， 強度值有一定的隨意性 。 壓蒸養(yǎng)護需要的蒸壓釜設(shè)備比較龐大 。 僅在生產(chǎn)硅酸鹽混凝土制品時應(yīng)用 。 （ 5）濕度的影響 《 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 》 (GB 50204— 2022)規(guī)定，在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋并保濕養(yǎng)護。 14 28 抗壓強度 齡期 /d （ 6）硬化齡期 28lglg28nffn ?返回 ? 問 題 ： 配 制 混 凝 土 時 ， 制作10cm 10cm 10cm立方體試件 ３塊 ， 在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護 7d后 ， 測得破壞荷載分別為 140kN、 135kN、 140kN, 試估算該混凝土 28d的標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強度 。 ? 解 ? 7ｄ齡期時： ? １０ｃｍ混凝土立方體的平均強度為： M P af 3100100140135140?????? 換算為標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強度： M P af 7??? ２８ｄ齡期時： M P aff 7lg28lg728???? 該混凝土２８ｄ的標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓 強度為 Ｍ Pa 。 ? [評注 ] 實踐證明，由中等強度等級的普通水泥配制的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下，其強度發(fā)展大致與其齡期的常用對數(shù)成正比關(guān)系，其經(jīng)驗估算公式如下： 28lglg28nffn? 式中 f n —— 混凝土ｎｄ齡期的抗壓強度（ MPa ） f 28 —— 混凝土 28d 齡期的抗壓強度（ MPa ）； ｎ —— 養(yǎng)護齡期（ｄ）， ｎ ≧ ３ｄ ?施工條件，如攪拌、振搗方式。 ?試驗條件，如試件的形狀、尺寸、表面狀態(tài)、含水程度及加荷速度 等。 ?外加劑和摻合料的摻入。 試驗條件對混凝土強度的影響 1. ① 試件尺寸 相同的混凝土，試件尺寸越小測得的強度越高。 ② 試件的形狀 (a a)相同，而高度 (h)不同時，高寬比 (h/a)越大，抗壓強度越小。 ③ 表面狀態(tài) ： 試件表面有、無潤滑劑，其對應(yīng)的破壞形式不一，所測強度值大小不同。 ④ 加荷速度 ： 加荷速度較快時，材料變形的增長落后于荷載的增加，所測強度值偏高。 表面狀態(tài) ： 試件表面無潤滑劑時，試件受環(huán)箍效應(yīng)的影響，破壞后呈棱錐體，所測強度值偏大。 加荷速度 ： 加荷速度較快時，材料變形的增長落后于荷載的增加，所測強度值偏高。 試塊破壞后呈棱錐體 提高混凝土強度的措施 采用高等級水泥或早強型水泥； 采用低水灰比的干硬性混凝土； 采用濕熱處理養(yǎng)護混凝土； 采用機械攪拌、機械振搗； 摻入混凝土外加劑、摻合料等。 ? 問題： 提高混凝土強度的主要措施有哪些 ？ ? 解 ? 提高混凝土強度主要有以下措施： ? （ １ ） 采用高強度等級水泥； ? （ ２ ） 盡量降低水灰比 （ Ｗ／Ｃ ） ； ? （ ３ ） 采用級配良好且干凈的砂和碎石 。高強混凝土宜采用最大粒徑較小的石子 。 ? （ 4） 摻加高效減水劑和摻合料 。 若要提高早期強度也可以摻加早強劑 。 ? （ 5） 加強養(yǎng)護 ， 保證有適宜的溫度和較高的濕度 。 也可采用濕熱處理 （ 蒸汽養(yǎng)護 ） 來提高早期強度 （ 對摻活性混合材料多的水泥還可提高后期強度 ） 。 ? （ 6） 加強攪拌和振搗成型 。 ? [評注 ] 以 ５％～１０％硅灰等量取代混凝土中的水泥，并同時摻入高效減水劑，可配制出 100MPa的高強度混凝土。硅灰又稱凝聚硅灰或硅粉。硅灰成分中， SiO2含量高達８０％以上，主要是非晶態(tài)的無定形 SiO2, 火山灰活性極高。硅灰中的 SiO2在早期即可與 Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成水化硅酸鈣，大大提高混凝土強度。 ? 問題： 混凝土產(chǎn)生干縮濕脹的原因是什么 ？ 影響混凝土干縮變形的因素有哪些 ？ ? 解 ? 混凝土在干燥空氣中存放時，混凝土內(nèi)部吸附水分蒸發(fā)而引起凝膠體失水產(chǎn)生緊縮，以及毛細管內(nèi)游離水分蒸發(fā)，毛細管內(nèi)負(fù)壓增大，也使混凝土產(chǎn)生收縮，稱為干縮；混凝土在水中硬化時，體積不變，甚至有輕微膨脹，稱為濕脹。這是由于凝膠體中膠體粒子的吸附水膜增厚，膠體粒子間距離增大所致。 ? 影響混凝土干縮的因素有：水泥品種和細度 、 水灰比 、 水泥用量和用水量等 ?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥比普通硅酸鹽水泥干縮大；水泥越細 ， 收縮也越大；水泥用量多 ， 水灰比大 ， 收縮也大；混凝土中砂石用量多 ， 收縮?。簧笆礁蓛?，搗固越好 ， 收縮也越小 。 ? [評注 ] 毛細孔隙和凝膠的存在造成混凝土在干燥時產(chǎn)生收縮 ， 而毛細孔隙和凝膠的多少都直接與水灰比和水泥用量有關(guān) 。 故影響干縮的主要因素為水灰比和水泥用量 。 （二）混凝土的抗凍性 （三）混凝土的抗侵蝕性 （四）混凝土的抗磨性及抗氣蝕性 （五）混凝土的碳化 （六）混凝土的堿 —集料反應(yīng) （七）提高混凝土耐久性的措施 （一）混凝土的抗?jié)B性 四 混 凝 土 的 耐 久 性 ? 何謂混凝土的耐久性 ？ 提高混凝土耐久性的措施有哪些 ？ ? 解 ? 混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能的能力稱為混凝土的耐久性 。 ? 提高混凝土耐久性的主要措施有： ? （ １ ） 根據(jù)工程所處環(huán)境和工程性質(zhì)合理選擇水泥品種 。 ? （ ２ ） 適當(dāng)控制混凝土的水灰比及水泥用量 。 水灰比的大小是決定混凝土密實性的主要因素 。 必須嚴(yán)格限制最大水灰比 ， 保證足夠的水泥用量 。 問 題： ? （ 3） 選用質(zhì)量良好的砂石骨料 。 改善粗細骨料級配 ， 在允許的最大粒徑范圍內(nèi)盡量選用較大粒徑的粗骨料 。 減小骨料的空隙率和比表面積 。 ? （ ４ ） 摻入引氣劑或減水劑 ， 提高抗?jié)B 、 抗凍能力 。 ? （ 5） 加強混凝土的施工質(zhì)量控制 。 ? [評注 ] 提高混凝土耐久性 ， 對于延長結(jié)構(gòu)壽命 ， 減少修復(fù)工作量 ， 提高經(jīng)濟效益具有重要的意義 。 （一）混凝土的抗?jié)B性 P2 P4 P6 P8 P10 P12 劃分等級 定義 混凝土的抗?jié)B性用抗 滲等級 （ P） 表示， 即以 28d齡期的標(biāo) 準(zhǔn)試件，按標(biāo)準(zhǔn)試驗 方法進行試驗時所能 承受的最大水壓力 （ MPa）來確定。 結(jié) 構(gòu) 類 型 及 運 用 條 件 抗 滲 等 級 大體積混凝土結(jié)構(gòu)的下游面外部或建筑物內(nèi)部 P2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)的擋水面外部 H30m H=30~70m H=70~150m H150m P4 P6 P8 P10 混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件（其背面能自由滲水者） i10 i=10~30 i=30~50 i50 P4 P6 P8 P10 混凝土抗?jié)B等級最小允許值 返回 環(huán) 境 條 件 最大水灰比 最 小 水 泥 用 量（ kg/m3） 素混凝土 鋼筋混凝 土 預(yù)應(yīng)力 混凝土 室內(nèi)正常環(huán)境 200 220 280 露天環(huán)境，長期處于地下或水下的環(huán)境 230 260 300 水位變動區(qū)，或有侵蝕性地下水的地下環(huán)境 270 300 340 海水浪濺區(qū)及鹽霧作用區(qū)，潮濕并有嚴(yán)重侵蝕性介質(zhì)作用的環(huán)境 300 360 380 混凝土最大水灰比 抗凍性 是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴(yán)重降低強度的性能，是評定混凝土耐久性的主要指標(biāo)。 抗凍等級 根據(jù)混凝土所能承受的反復(fù)凍融循環(huán)的次數(shù)，劃分為 F F1F2 F50、 F100、 F150、 F200、 F250、F300等 9 混凝土的密實度、孔隙的構(gòu)造特征是影響抗凍性的重要因素 （二）抗凍性 試驗前 試驗后 （三）混凝土的碳化 ? 混凝土的碳化： 指空氣中的 CO2在濕度適宜的條件下與水泥水化產(chǎn)物 Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程，碳化也稱中性化。 抗侵蝕性 影響因素： 碳化 碳化程度 ： 危害： 影響因素： 由表及里的中性化深度 ,mm ① 堿度 ↓→ 鋼筋銹蝕 ②收縮 ↑→ 開裂 ① 環(huán)境的相對濕度、 CO2濃度 ②水泥品種、水泥用量、混合材摻量 ③混凝土的密實度。 水泥品種、混凝土密實度 ? 何謂混凝土的碳化 ？ 碳化對混凝土的性質(zhì)有哪些影響 ？ ? 解 ? 混凝土的碳化是指空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用 ， 生成碳酸鈣和水的反應(yīng) 。 ? 碳化作用降低了混凝土的堿度，減弱了對鋼筋的保護作用。由于水泥水化過程中生成大量氫氧化鈣，使混凝土孔隙中充滿飽和的氫氧化鈣溶液，其ＰＨ值可達到 ～ 13。這種強堿性環(huán)境能使混凝土中的鋼筋表面生成一層鈍化薄膜，從而保護鋼筋免于銹蝕。碳化作用降低了混凝土的堿度，當(dāng)ＰＨ值低于１０時，鋼筋表面鈍化膜破壞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕。 問題： ? 其