【正文】 40 ≤ 200 150 100 弱 偏低 強 偏高 試件尺寸 ≮ 3Dmax 尺寸效應 表 試件尺寸對混凝土強度的影響 混凝土強度的尺寸效應 如表 。 Back ?采用高強度等級的水泥和快硬早強水泥。 ?降低水灰比，提高混凝土密實度。 ?采用干硬性混凝土 (多用于預制構件或條件好的工地 )：強力振搗 。其強度 =～ 凝土強度 。 ?濕熱處理：可提高效率 ,節(jié)約場地提高強度 ?采用機械攪拌和振搗：強力攪拌 ,高頻振搗等工藝 . ?摻外加劑及摻合料 :代表混凝土的發(fā)展方向。 Back 提高混凝土強度的途徑 167。 混凝土耐久性 定義 重要性 抗?jié)B性 抗凍性 碳化 /中性化 堿骨料反應 提高耐久性的措施 Back ?混凝土抵抗環(huán)境介質作用，并長期保持良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結構安全、正常使用的能力。 ?簡單地說，耐久性指混凝土在長期使用中能保持質量穩(wěn)定的性質。 ?包括： ? 抗?jié)B性 ? 抗凍性 ? 防腐 ? 抗碳化 ? 耐磨損 ? 耐堿骨料反應等 定 義 Back ?材料破壞所引起的結構修理和更換在整個施工預算中占有很大的比重，總投資的較大比例用于現有結構的修理和維護，防止材料過早和突然破壞所導致的人身和經濟兩者損失。 耐久性的重要性 圖 工程中混凝土的劣化 ?材料破壞所引起的結構修理和更換在整個施工預算中占有很大的比重，工業(yè)發(fā)達國家建筑工業(yè)總投資 ?40%以上用于現有結構的修理和維護， ?60%以下用于新的設施 圖 建設投資比例 耐久性的重要性 Back ?混凝土抵抗壓力水滲透的能力。 ?抗?jié)B性是混凝土耐久性的一個重要標志。 直接影響混凝土的抗凍和防腐性等。 抗 滲 性 圖 抗?jié)B示意圖 Back 圖 抗?jié)B試驗儀器設備 ?以 28天令期標準試件，按規(guī)定方法檢驗混凝土所能承受的最水壓力（ MPa）， ?例如， P P P8分別表示混凝土能抵抗 、 、 . 抗?jié)B等級 ?提高密實度、改善孔隙構造等 ? 如減小 W/C，摻加引氣劑、膨脹劑 提高抗?jié)B性的措施 圖 海工混凝土柱的開裂 Back ?混凝土吸水飽和后，能抵抗凍融循環(huán)作用，不破壞的性質。 ?混凝土的密實度、孔隙數量及構造、孔隙的充水程度均是決定抗凍性的重要因素。 ?對寒冷地區(qū)，與水接觸，且受凍的環(huán)境中使用的混凝土，采用 F50以上的抗凍混凝土。 Back 抗 凍 性 ?抗凍等級以 28天試件在吸水飽和后，承受反復凍融循環(huán)，抗壓強度下降不大于 25%，重量損失不超過 5%時所能承受的最大凍融循環(huán)的次數表示。 抗 凍 等 級 例如 : F2 F50、 F100??F300 ?選擇 ?抗凍等級應根據當地氣候、環(huán)境及構筑物類別選擇。 ?如環(huán)境為海水，每天兩次漲落，冬季（北方）混凝土頻繁受凍融循環(huán)。如天津新港，每冬可能發(fā)生凍融循環(huán) 82次，選 F 圖 抗凍試驗儀器設備 Back 碳化 /中性化 OHC a C OOHCOOHCa 23222 2)( ????圖 混凝土碳化示意圖 ?碳化是指混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應。 ?碳化 引起混凝土的中性化，使混凝土保護鋼筋的性能降低 ?減弱對鋼筋的保護 ?增大混凝土的收縮，產生細微裂紋 ?使抗壓強度增加（回彈法應考慮） ?CaCO3堵孔，碳化放出水分，有利水泥水化 Back 圖 碳化試驗儀器設備 ? 影響碳化的主要因素 ? 水泥品種（有摻合料的碳化快） ? 水灰比 ? 碳化時間 ? 濕度 ? CO2濃度 ? 外加劑 碳化 /中性化 堿骨料反應 OnHS i OONaOnHS i OONa 222222 ?????圖 堿骨料反應示意圖 水泥中堿性物質 (氧化鈉或氧化鉀 )過多，且粗骨料中含有活性成分（活性氧化硅或活性氧化鋁） ,二者反應生成堿 — 硅酸凝膠 ,引起體積膨脹 ,使混凝土開裂，最終破壞的現象 ? 水泥含堿量高 (%) ? 骨料含活性氧化硅 ? 水份 堿骨料反應的條件 Alkaliaggregate Reaction 圖 堿骨料反應條件示意圖 Back ?合理選擇水泥品種 ?控制最大水灰比和最少水泥用量 ?選擇合適的骨料 ?選擇合適的摻合料和外加劑 ?保證施工質量 提高混凝土耐久性的措施 Back ?什么是配合比 ?任務 ?基本要求 ?原理 ?方法和步驟 ?初步計算配合比 ?確定基準配合比 ?實驗室配合比 ?施工配合比 167。 混凝土配合比設計 Back 什么是配合比？ ?配合比表示 混凝土中各組成材料用量之間的比例關系 ?表示方法 ?用 1m179?；炷林懈鞣N材料的重量表示 C S G W (Kg/m179。) 300 720 1200 180 ?用各種材料的重量比例表示 (水泥用量為 1) C:S:G=1:: W/C= ?如果摻外加劑，其用量以水泥重量的百分數表示。 Back 混凝土配合比設計的任務 ?根據以下因素合理選擇原材料 ?技術性質 ?結構要求 ?施工條件 ?確定出滿足工程所要求的技術經濟指標 ?確定材料的用量 任務 選擇 原材料 確定 指標 確定 配合比 Back 配合比設計基本要求 ?強度 — 符合結構設計的要求 ?和易性 — 符合施工條件的要求 ?耐久性 — 符合工程環(huán)境的要求 ?經濟合理 Back 強度 耐久性 經濟合理 和易性 配合比設計 混凝土配合比設計的原理 混凝土性能變化規(guī)律 W/C Sp W0 W C S G Back ?混凝土配合比設計的基本原理是建立在混凝土性能變化規(guī)律的基礎。普通混凝土配合比由四個基本變量 :C、 W、 S、 G 方法和步驟 Back 初步計算配合比 確定實驗室配合比 確定基準配合比 確定施工配合比 (一 )初步計算配合比 確定混凝土的試配強度 ?依照普通混凝土配合比設計規(guī)范 (JGJ552022) ?混凝土的試配強度由下式計算 : ?fcu， 0— 混凝土的試配強度 , MPa。 ?fcu， k— 設計要求的混凝土立方體抗壓強度標準值 ?σ — 混凝土強度離散程度 . ?6 4 , ?? kcuocu ffBack 如何得到 ?值 ? 有統(tǒng)計資料時 ,可參考下式計算 1122,?????nfnfnicuicu?? 無統(tǒng)計資料時 ,可參考下表選擇。 混凝土強度等級 低于 C20 C20～ C35 高于 C35 σ 表 ?值的選擇 確定水灰比 ?根據強度計算 0,cucecefAB fAfCW??bcecce frf ???c= )/(0, BWCAff cecu ??確定水灰比 ?依據耐久性核對 ? 為了保證混凝土的耐久性， W/C不得大于滿足耐久性要求的最大 W/C (表)；否則取規(guī)范中規(guī)定的最大值。 環(huán)境條件 結構類別 最大水灰比 最小水泥用量（ Kg） 素混凝土 鋼筋混凝土 預應力混凝土 素混凝土 鋼筋混凝土 預應力混凝土 干燥環(huán)境 正常的居住或辦工房屋內 不作規(guī) 定 200 260 300 潮濕環(huán)境 無凍害 ?高濕度的屋內 ?室外部位 ?在非侵蝕性土和（或）水中的部件 225 280 300 有凍害 ?經受凍害的室外部件 ?在非侵蝕性土和（或）水中且經受凍害的部件 ?高濕度且經受凍害中的室內部件 250 280 300 有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境 經受凍害和除冰劑作用的室內和室外部件 300 300 300 表 最大水灰比和最小水泥用量 表 干硬性和塑性混凝土的用水量 確定單位用水量 ?根據坍落度、粗骨料的種類和最大粒徑，參考表 。 拌合物稠度 卵石最大粒徑 (mm) 碎石的最大粒徑（ mm） 項目 指標 10 20 40 16 20 40 維勃稠度 （ S） 15～ 20 10～ 15 5～ 10 175 180 185 160 165 170 145 150 155 180 185 190 170 175 180 155 160 165 坍落度（ mm） 10～ 30 30～ 50 50～ 70 70～ 90 190 200 210 215 170 180 190 195 150 160 170 175 200 210 220 230 185 195 205 215 165 175 185 195 ?當材料確定時，在一定的水灰比范圍內，達到一定的流動性要求，拌和用水量基本是一定的。 ?相同的用水量形成相同流動性的情況下，不同的水灰比將產生不同的混凝土強度。 ?根據該原理，可以選擇滿足一定 坍落度要求的混凝土拌合用水量 固定用水量原理 確定單位水泥用量 ?水泥的用量由下式來計算： ?此外，為了滿足耐久性的要求，計算出的單位水泥用量不應低于表 規(guī)定的最小水泥用量。 WCWC /00 ??選擇合理的砂率－ Sp. ? 計算法 ogososppS39。39。39。39。39。??????????查表法 在表 中，選擇 Sp值。 ?試驗法 通過坍落度的試驗選擇 Sp W/C 碎石最大粒徑（ mm） 卵石最大粒徑（ mm） 16 20 40 10 20 40 30～ 35 33～ 38 36～ 41 39～ 44 29～ 34 32～ 37 35～ 40 38～ 43 27～ 32 30～ 35 33～ 38 36～ 41 26～ 32 30～ 35 33～ 38 36～ 41 25～ 31 29～ 34 32～ 37 35～ 40 24～ 30 28～ 33 31～ 36 34～ 39 表 選擇 Sp(%) ?兩種方法計算砂和石的用量： ?絕對體積法 ?假定表觀密度法 計算砂 (S0)及石 (G0)的用量 計算砂 (S0)及石 (G0)的用量 LaWSGCwasagC1000100000 ????? ????%%1 0 0000pSGSS ???C0、 S0、 G0、 W0— 混凝土組分的單位用量； ?0s, ?0g— 砂和石的表觀密度 (近似密度 ) ； ?— 混凝土的含氣量、不使用外加劑時為 1。 ?絕對體積法： 假設混凝土的組成材料的體積總和為 1。 計算砂 (S0)及石 (G0)的用量 ?假定表觀密度法：假定混凝土的表觀密度為常數 （ 普通混凝土為 2022～ 2400） pSGSS ?? 000ohWSGC ????? 0000?當 C0, S0, G0, W0 按照上述的步驟確定后（我們稱之為初步配合比），仍然需要進一步的工作確定混凝土最終的配比。 ?首先，按照初步配合比配制混凝土，評估其可行性。 ?按照下表調整配合比 Back (二 ) 基準配合比 ?概念：初步計算配合比經和易性試拌調整所得到的配合比稱為基準配合比。 ?調整和易性的步驟和方法 ?坍落度試驗 按初步配合比稱料，拌勻并測坍落度，同時觀察粘聚性和保水性。 ?和易性調整：見表 ?坍落度滿足要求后，測出試拌調整后的實際表觀密度 ，供確定試驗室配合比使用。 ?確定基準配合比 ?C拌’ =Co+△ C S拌’ =So+△ S ?G拌’ =Go+△ G W拌’ =Wo+△ W Back 實oh?低坍落度