【文章內(nèi)容簡介】 亦然 。 ? 試件尺寸影響的主要原因是： 試件尺寸大時 ， 內(nèi)部孔隙 、 缺陷等出現(xiàn)的機率也越大 ， 導(dǎo)致有效受力面積的減小及應(yīng)力集中 ， 從而引起強度的降低 。 ? 我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用 150mm 150mm 150mm的立方體試件作為標(biāo)準(zhǔn)試件 ， 當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)的其它尺寸試件時 ， 所測得的抗壓強度應(yīng)乘以下表的換算系數(shù) 。 混凝土試件不同尺寸的強度換算系數(shù)表 骨料最大粒徑（ mm） 試件尺寸（ mm） 換算系數(shù) 30 100 100 100 40 150 150 150 60 200 200 200 ? ? 當(dāng)試件受壓面積 (a a)相同，而高度 (h)不同時，高寬比 (h/a)越大，抗壓強度越小。 ? 原因： 環(huán)箍效應(yīng) —— 這是由于試件受壓時 ， 試件受壓面與試件承壓板之間的摩擦力 ， 對試件相對于承壓板的橫向膨脹起著約束作用 ， 該約束有利于強度的提高 。 愈接近試件的端面 ， 這種約束作用就愈大 ， 在距端面大約 的范圍以外 ， 約束作才消失 。試件破壞后 ， 其上下部分各呈現(xiàn)一個較完整的棱柱體 ， 這就是這種約束作用的結(jié)果 。 通常稱這種作用為環(huán)箍效應(yīng) 。 ?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。 ? 當(dāng)試件受壓面上有油脂類潤滑劑時，試件受壓時的環(huán)箍效應(yīng)大大減小，試件將出現(xiàn)直裂破壞，測出的強度值也較低。 ?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。當(dāng)加荷速度超過 時，這種趨勢更加顯著。 ? 我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定混凝土抗壓強度的加荷速度為： ～ ， 且應(yīng)連續(xù)均勻地加荷 。 ?提高混凝土強度的措施 ?采用高強度水泥或早強型水泥 ?采用低水灰比的干硬性混凝土 ?采用濕熱處理 —— 蒸汽養(yǎng)護、蒸壓養(yǎng)護 ?采用機械攪拌和振搗 ?摻入混凝土外加劑、摻合料等 （三）硬化混凝土的變形特性 混凝土在荷載作用下產(chǎn)生彈性與非彈性變形 ， 在硬化過程和干燥或冷卻作用下也要產(chǎn)生變形 ， 當(dāng)變形受約束時常會引起開裂 。 ? 在短期荷載作用下的變形 —— 彈塑性變形 混凝土是一種由水泥石 、 砂 、 石 、 孔隙等組成的不勻質(zhì)的三相復(fù)合材料 。 它既不是一個完全彈性體 ， 也不是一個完全塑性體 ， 而是一個彈塑性體 。 ?混凝土的彈性模量 ? 定義：在應(yīng)力－應(yīng)變曲線上任一點的應(yīng)力 σ與其應(yīng)變 ε的比值 ， 稱作混凝土在該應(yīng)力下的彈性模量 。 ? 它反應(yīng)混凝土所受應(yīng)力與所產(chǎn)生應(yīng)變之間的關(guān)系 。在計算鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形 、 裂縫開展及大體積混凝土的溫度應(yīng)力時 ， 均需知道該時混凝土的變形模量 。 ? 影響混凝土彈性模量的因素 （ 1） 骨料的含量與彈性模量 —— 骨料的含量越多 ， 彈性模量越大 ， 混凝土的彈性模量越高 。 （ 2） 混凝土的強度 —— 混凝土的強度越高 ，彈性模量越大 ， 當(dāng)混凝土的強度等級由 C10增 加 到 C60 時 ， 其 彈 性 模 量 大 致 由 104MPa增加到 104MPa； ? 混凝土徐變原因 ? 水泥石中的凝膠體在長期荷載作用下的粘性流動 ，并向毛細(xì)孔內(nèi)遷移的結(jié)果 。 ? 在混凝土的較早齡期加荷 ， 水泥尚未充分水化 ， 所含凝膠體較多 ， 且水泥石中毛細(xì)孔較多 ， 凝膠體易流動 ， 所以徐變發(fā)展較快； ? 在晚齡期 ， 水泥繼續(xù)硬化 ， 凝膠體含量相對減少 ，毛細(xì)孔亦少 ， 徐變發(fā)展愈慢 。 ? 溫度變形 ? 定義：混凝土隨著溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮的變形。 ? 指標(biāo)：混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為 (1～ ) 105/℃ ? 危害：溫度變形對大體積混凝土及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。 ? 溫度裂縫出現(xiàn)的機理 在混凝土硬化初期 ， 水泥水化放出較多熱量 ， 而混凝土又是熱的不良導(dǎo)體 ， 散熱很慢 ， 因此造成混凝土內(nèi)外溫差很大 ， 有時可達 50～ 70℃ ， 這將使混凝土產(chǎn)生內(nèi)脹外縮 ， 結(jié)果在外表混凝土中將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力 ， 嚴(yán)重時使混凝土產(chǎn)生裂縫 。 ? 熱裂縫的控制 自 20世紀(jì)初起，為減小水化放熱產(chǎn)生的影響，開始采用摻火山灰的辦法， 30年代又開發(fā)出低熱水泥。利用加大粗骨料粒徑、非常低的水泥用量、預(yù)冷拌合物原材料、限制澆注層高和管道冷卻等措施，進一步獲得了降低水化溫峰、抑制熱裂縫的效果 ? 干燥收縮變形 ? 定義：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。 ? 原因：混凝土在干燥過程中，由于毛細(xì)孔水的蒸發(fā)，使毛細(xì)孔中形成負(fù)壓，隨著空氣濕度的降低負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，導(dǎo)致混凝土收縮。同時，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。 （三）硬化混凝土的耐久性 定義 —— 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和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力稱為耐久性。 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。 ? 混凝土的抗?jié)B性 ? 定義 —— 混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗有壓介質(zhì)（ 水 、 油 、 溶液等 ） 滲透作用的能力 。 ? 抗?jié)B性是決定混凝土耐久性最主要的因素 ， 若混凝土的抗?jié)B性差 ， 不僅周圍水等液體物質(zhì)易滲入內(nèi)部 ，而且當(dāng)遇有負(fù)溫或環(huán)境水中含有侵蝕性介質(zhì)時 ， 混凝土就易遭受冰凍或侵蝕作用而破壞 ， 對鋼筋混凝土還將引起其內(nèi)部鋼筋銹蝕并導(dǎo)致表面混凝土保護層開裂與剝落 。 ? 因此 ， 對地下建筑 、 水壩 、 水池 、 港工 、 海工等工程 ， 必須要求混凝土具有一定的抗?jié)B性 。 ? 混凝土滲水的主要原因 ? 內(nèi)部的孔隙形成連通的滲水通道 。 產(chǎn)生于 : 施工振搗不密實 水泥漿中多余水分的蒸發(fā)而留下的氣孔 水泥漿泌水所形成的毛細(xì)孔 粗骨料下部界面水富集所形成的孔穴 。 ? 這些滲水通道的多少 ， 主要與水灰比大小有關(guān) ， 隨著水灰比的增大 ， 抗?jié)B性逐漸變差 ， 當(dāng)水灰比大于 ， 抗?jié)B性急劇下降 。 ? 混凝土的抗凍性 ? 定義 —— 是指混凝土在飽水狀態(tài)下 ， 能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞 ， 同時也不嚴(yán)重降低強度的性能 。 ? 在寒冷地區(qū) ， 特別是在接觸水又受凍的環(huán)境下的混凝土要求具有較高的抗凍性 。 ? 混凝土的抗凍性用抗凍等級表示 ? 抗凍等級是以 28d齡期的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件 ， 在飽水后承受反復(fù)凍融循環(huán) ， 以抗壓強度損失不超過 25％ ， 且質(zhì)量損失不超過 5％ 時所能承受的最大循環(huán)次數(shù)來確定 。 ? 混凝土的抗凍等級有 D10 、 D1 D2 D50、 D100、 D150、 D200、 D250和 D300等九個等級 ， 分別表示混凝土能承受凍融循環(huán)的最大次數(shù)不小于 1 2 50、 100、 150、 200、250和 300次 。 ? 混凝土的抗 侵蝕 性 ? 抗侵蝕性是指混凝土在含有侵蝕性介質(zhì)環(huán)境中遭受到化學(xué)侵蝕 、 物理作用不破壞的能力 。 ? 當(dāng)混凝土所處的環(huán)境水有侵蝕性時 ， 必須對侵蝕問題予以重視 。 環(huán)境侵蝕主要指對水泥石的侵蝕 ， 如淡水侵蝕 、 硫酸鹽侵蝕 、 酸堿侵蝕等 。 ? 影響混凝土的抗侵蝕性的因素 ? 與所用水泥品種、混凝土的密實程度和孔隙特征等有關(guān)。 ? 密實和孔隙封閉的混凝土，環(huán)境水不易侵入，抗侵蝕性較強。 ? 合理選擇水泥品種、降低水灰比、提高混凝土密實度和改善孔隙結(jié)構(gòu)是提高混凝土抗侵蝕性的主要措施。 ? 堿 — 集 料反應(yīng) ? 定義 —— 是指水泥中的堿與某些堿活性集料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在骨料表面生成堿 — 硅酸凝膠，這種凝膠吸水膨脹，引起混凝土產(chǎn)生膨脹、開裂甚至破壞，這種現(xiàn)象稱為堿 — 集 料反應(yīng)。 ? 混凝土發(fā)生堿 — 集 料反應(yīng)必須具備以下三個條件： ? 水泥中堿含量高 。 以等當(dāng)量 Na2O計 ， 即 （ Na2O＋） ％ 大于 ％ 。 ? 砂 、 石 集 料中含有活性二氧化硅成分 。 含活性二氧化硅成分的礦物有蛋白石 、 玉髓 、 磷石英等 。 ? 有水存在 。 在無水情況下 ， 混凝土不可能發(fā)生堿 —集 料反應(yīng) 。 ? 抑制堿 — 集料反應(yīng)的措施： ? 使用含堿量小于 ％ 的水泥； ? 摻用活性混合材 （ 摻合料 ） ? 增加砼密實度 ， 減小水份的滲透 。 ? 提高混凝土耐久性的措施 ? 合理選擇水泥品種 。 ? 選用質(zhì)量良好 ， 技術(shù)條件合格的砂石骨料 。 ? 控制水灰比及保證足夠的水泥用量是保證混凝土密實度的重要措施 ， 是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵 。 ? 摻入減水劑或引氣劑 ， 改善混凝土的孔結(jié)構(gòu) ， 對提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性有良好作用 。 ? 改善施工操作 ， 保證施工質(zhì)量 。 三、混凝土的外加劑 “ 本世紀(jì) 30年代開始采用的以引氣劑與塑化劑為主的混凝土外加劑技術(shù)，對優(yōu)質(zhì)混凝土的四大要素，即耐久性、強度、工作性與經(jīng)濟性，產(chǎn)生了十分明顯甚至是決定性的作用。時至今日，外加劑已成為現(xiàn)代混凝土不可缺少的組分；摻加各種外加劑已成為混凝土改性的一條必經(jīng)的技術(shù)途徑”。 —— 吳中偉院士 ? 混凝土外加劑的定義與分類 ? 定義 —— 混凝土外加劑是指在混凝土拌和過程中摻入的 ， 用以改善混凝土性能的物質(zhì) ， 摻量一般不超過水泥質(zhì)量的 5％ 。 ? 按其主要功能分為四類： （ 1）改善混凝土拌和物流變性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。 （ 2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。 （ 3）改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。 （ 4）改善混凝土其它性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑等。 ? 常用外加劑的性能與選用 工程上常用的混凝土外加劑主要有： ? 各類減水劑 ? 引氣劑 ? 早強劑 ? 緩凝劑 ? 防凍劑等 ?減水劑 ? 早在 20世紀(jì) 30年代初，美國就使用亞硫酸鹽紙漿廢液用于改善混凝土的和易性。 1937年， 徹獲得此項美國專利。 ? 40～ 60年代，木質(zhì)素系的減水劑研究和開發(fā)。 ? 60年代初，日本和前西德發(fā)明了三種高效減水劑。 ? 20世紀(jì)混凝土技術(shù)發(fā)展史上的里程碑 （ 1）水灰比定則（ 1918年， Abrams），為配合比設(shè)計奠基； （ 2）引氣劑（ 50年代）應(yīng)用，使混凝土抵抗凍融能力大大提高 （ 3）高效減水劑（ 60年代），使水泥分散，水灰比得以降低，提高強度和耐久性。 ? 當(dāng)水泥顆粒表面吸附足夠的減水劑后，使水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化膜層，它阻止了水泥顆粒間的直接接觸，并在顆粒間起潤滑作用，也改善了混凝土拌和物的和易性。 ? 此外，由于水泥顆粒被有效分散，顆粒表面被水分充分潤濕，增大了水泥顆粒的水化面積，使水化比較充分，從而也提高了混凝土的強度。 ? 技術(shù)經(jīng)濟效果 ? 增加流動性 。保持水灰比和用水量不變，坍落度可增大100～ 200mm，且不影響混凝土的強度。 ? 提高混凝土強度 。保持流動性和水泥用量不變，可減少拌和水量 10％～ 15％，從而降低水灰比，使混凝土強度提高 15％～ 20％，特別是早期強度提高更為顯著。 ? 節(jié)約水泥 。保持流動性和水灰