【正文】 ＧＢＪ 50164—92 將混凝土劃分為以下抗凍等級(jí)：Ｆ F1 F25。 混凝土抗凍性一般以抗凍等級(jí)表示。 混凝土的抗?jié)B性與水灰比有密切關(guān)系，還與水泥品種、骨料級(jí)配、施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件以及是否摻外加劑、摻合料有關(guān)。 ?混凝土的抗?jié)B性以抗?jié)B等級(jí)來(lái)表示。 混凝土滲水的原因，是由于內(nèi)部孔隙形成連通的滲水孔道。提高混凝土耐久性，對(duì)于延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命，減少修復(fù)工作量，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。對(duì)大體積混凝土，徐變能消除一部分由溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的徐變將使鋼筋的預(yù)應(yīng)力受到損失。 影響混凝土徐變因素很多，混凝土所 受初應(yīng)力越大，在混凝土制成后齡期較短時(shí)加荷，水灰比越大，水泥用量越多，都會(huì)使混凝土的徐變?cè)龃?；另外混凝土彈性模量大，?huì)減小徐變，混凝土養(yǎng)護(hù)條件越好，水泥水化越充分，徐變也越小。 ?（ 3）徐變 混凝土在恒定荷載長(zhǎng)期作用下，隨時(shí)間增長(zhǎng)而沿受力方向增加的非彈性變形，稱為混凝土的徐變。在相同強(qiáng)度情況下，蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土彈性模量較在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)的混凝土彈性模量小。 ? ②骨料彈性模 量大，混凝土彈性模量也大。 ? 影響混凝土彈性模量的因素有： ? ①混凝土的強(qiáng)度等級(jí)越高，彈性模量越高。 ?（２）彈性模量 彈性模量是反應(yīng)應(yīng) 力與應(yīng)變關(guān)系的物理量，由于混凝土是彈塑性體，隨荷載不同，應(yīng)力與應(yīng)變之間的比值成為一個(gè)變量，也就是說(shuō)混凝土的彈性模量不是定值。此時(shí)，變形增大的速度進(jìn)一步加快，荷載一變形曲線明顯地彎向變形軸方向（圖中曲線ＢＣ段）。此時(shí)，變形增大的速度超 過(guò)荷載增大的速度，荷載與變形之間不再為線性關(guān)系（圖中曲線ＡＢ殷）。 ?當(dāng)用混凝土立方體試件進(jìn)行單軸靜力受壓試驗(yàn)時(shí)，混凝土的荷載變形曲線如圖 44 所示，通過(guò)顯微觀察所查明的混凝土破壞過(guò)程各階段的裂縫狀態(tài)如圖 45 所示。 ? 混凝土在荷載作用下的變形 （ 1）混凝土的受壓變形與破壞特征 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(shí)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。 ?因此，對(duì)大體積混凝土工程，應(yīng)設(shè)法降低混凝土的發(fā)熱量，如采用低熱水泥，減少水泥用量，采用人工降溫措施以及對(duì)表層混凝土加強(qiáng)保溫保濕等，以減小內(nèi)外溫差，防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。 溫度變形對(duì)大體積混凝土極為不利?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥比普通硅酸鹽水泥干縮大；水泥越細(xì)，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，收縮小；砂石越干凈，搗固越好，收縮也越小 . ?（ 4）溫度變形 混凝土與其他材料一樣，也具有熱脹冷縮的性質(zhì)，混凝土的熱脹冷縮的變形，稱為溫度變形。但 干縮變形對(duì)混凝土危害較大，干縮可能使混凝土表面出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)致開(kāi)裂，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。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。如干縮后的混凝土再次吸水變濕后，一部分干縮變形是可以恢復(fù)的。 ?（ 3）干濕變形 混凝土的干濕變形主要取決于周?chē)h(huán)境濕度的變化，表現(xiàn)為干縮濕脹。 預(yù)防塑性收縮開(kāi)裂的方法是降低混凝土表面失水速率，采取防風(fēng)、降溫等措施。 ?（ 2）塑性收縮 混凝土成型后尚未凝結(jié)硬化時(shí)屬塑性階段，在此階段往往由于表面失水而產(chǎn)生收縮稱為塑性收縮。其收縮量是隨著混凝土齡期的延長(zhǎng)而增加，大致與時(shí)間的對(duì)數(shù)成正比一 般在混凝土成型后 40ｄ內(nèi)收縮量增加較快，以后逐漸趨向穩(wěn)定。主要適用于硅酸鹽混凝土拌合物及其制品?；炷两?jīng) 16～ 20ｈ的蒸 汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下 28ｄ強(qiáng)度的 70％～ 80％。蒸汽養(yǎng)護(hù)就是將成型后的混凝土制品放在 100℃以下的常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。同時(shí)，混凝土混合物被振搗后，它的顆粒互相靠近，并把空氣排出，使混凝土內(nèi)部孔隙大大減少，從而使混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度大大提高。 ?（ 3）采用機(jī)械 攪拌和機(jī)械振動(dòng)成型。 ?（ 2）摻用混凝土外加劑 在混凝土中摻入減水劑，可減少用水量，提高混凝土強(qiáng)度；摻入早強(qiáng)劑，可提高混凝土的早期強(qiáng)度。 ? 提高混凝土強(qiáng)度的措施 （ 1）選用高強(qiáng)度水泥和低水灰比 水泥是混凝土中的活性組分，在相 同的配合比情況下，所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土的強(qiáng)度越高。 (5) 試驗(yàn)條件 試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的測(cè)定也有直接影響。施工質(zhì)量包括配料準(zhǔn)確，攪拌均勻，振搗密實(shí)，養(yǎng)護(hù)適宜等。當(dāng)混凝土的初始溫度在某一范圍內(nèi)，并且在所經(jīng)歷的 時(shí)間內(nèi)不發(fā)生干燥失水的情況下，混凝土強(qiáng)度和成熟度的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系?；炷恋某墒於仁侵富炷了?jīng)歷的時(shí)間和溫度的乘積的總和，單位為 h但只要溫濕度適宜，其強(qiáng)度仍隨齡期增長(zhǎng)。 ?(3) 齡期 在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)遵循水泥水化歷程規(guī)律，即隨著齡期時(shí)間的延長(zhǎng)，強(qiáng)度也隨之增長(zhǎng)。Ｃ以下時(shí)，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險(xiǎn)。溫度高，水泥凝結(jié)硬化速度快，早期強(qiáng)度高，所以在混凝土制品廠常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法提高構(gòu)件的早期強(qiáng)度，以提高模板和場(chǎng)地周轉(zhuǎn)率?！镀胀ɑ炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)規(guī)程》（ JGJ55—2020）提供的α a 、 α b 經(jīng)驗(yàn)值為： 采用碎石：α a= α b＝ 采用卵石：α a= α b = ?（ 2）養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度 混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)，是水泥的水化、凝結(jié)和硬化的過(guò)程，必須在一定的溫度和濕度條件下進(jìn)行。 ｗ ——每立方米混凝土中用水量 , kg。在其他條件相同的情況下，碎石混凝土的強(qiáng)度比卵石混凝土的強(qiáng)度高。試驗(yàn)證明，混凝土強(qiáng)度，隨水灰比增大而降低，呈曲線關(guān)系，而混凝土強(qiáng)度與灰水比呈直線關(guān)系 ?（圖 4－ 3）。 ?在保 證施工質(zhì)量的條件下，水灰比愈小，混凝土的強(qiáng)度就愈高。因?yàn)樗嗨瘯r(shí)所需的結(jié)合水，一般只占水泥重量的２３％左右，但在拌制混凝土混合物時(shí)，為了獲得必要的流動(dòng)性，常需用較多的水（約占水泥重量的４０～７０％）。在配合比相同的條件下，所用的水泥標(biāo)號(hào)越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。 水泥混凝土的抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)是以標(biāo)準(zhǔn)方法制備成 150mm 150mm 550mm 的梁形試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)２８ｄ后，按三分點(diǎn)加荷，測(cè)定其抗彎強(qiáng)度 （ fcf ），按下式計(jì)算： ?式中 fcf——混凝土抗彎強(qiáng)度，ＭＰ； F——破壞荷載，Ｎ； Ｌ ——支座間距， mm； ｂ ——試件截面寬度， mm； ｈ ——試件截面高度， mm； 如為跨中單點(diǎn)加荷得到的抗折強(qiáng)度，按斷裂力學(xué)推導(dǎo)應(yīng)乘以折算系數(shù) 。 ?(3)劈裂抗拉強(qiáng)度（ fts） 我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用標(biāo)準(zhǔn) 試件１５０ｍｍ立方體，按規(guī)定的劈裂抗拉試驗(yàn)裝置測(cè)得的強(qiáng)度為劈裂抗拉強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱劈拉強(qiáng)度 fts 混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算： ?式中 fts——混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度， MPa； F——破壞荷載，Ｎ； Ａ ——試件劈裂面面積， mm2。 我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（ＧＢ /T50081——2020）規(guī)定，測(cè)定軸心抗壓強(qiáng)度采用 １５０ １５０ ３００ｍｍ棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。我國(guó) 現(xiàn)行規(guī) 范（ GB/T50081——2020）規(guī)定，普通混凝土按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為：Ｃ Ｃ 1 CC2 C C C4 C50、 C55 等強(qiáng)度等級(jí)。而立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（ fcu,k）是按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定，具有不低于９５％保證率的立方體抗壓強(qiáng)度。 ?（對(duì)于邊長(zhǎng)為 100ｍｍ的 立方體試件，換算系數(shù)為 ；邊長(zhǎng)為 200ｍｍ的立方體試件，換算系數(shù)為 ）。Ｃ，相對(duì)濕度 95％以上）下，養(yǎng)護(hù)至 28ｄ齡期，按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法測(cè)定其抗壓強(qiáng)度值，稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度 ”（以 fcu 表示 , 以Ｎ／ｍｍ 2 即 ＭＰ a） ?測(cè)定混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按粗骨料最大粒徑的尺寸而選用不同的試件尺寸。拌合物拌制后，隨時(shí)間延長(zhǎng)，流動(dòng)性減??；溫度越高，水分丟失越快，坍落度損失越大。此外，在混凝土拌合物中加入外加劑時(shí)（如減水劑），能顯著地改善和易性。水泥的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)度用水量大，則拌合物的流動(dòng)性小。 ?注：①本表數(shù)值系中砂的選用砂率，對(duì)細(xì)砂或粗砂，可相應(yīng)地減少或增大砂率； ?②只用一個(gè)單粒級(jí)粗骨料配制混凝土?xí)r，砂率應(yīng)適當(dāng)增大； ?③對(duì)薄壁構(gòu)件，砂率取偏大值。因此，砂率既不能過(guò)大，也不能過(guò)小，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)找出最佳（合理）砂率。如要保持一定 的流動(dòng)性，則要多加水泥漿，耗費(fèi)水泥。 ?ｍ g0——每立方米混凝土的粗骨料用量（ kg）； ?ｍ s0——每立方米混凝土的細(xì)骨料用量（ kg）； ?β s——砂率（％）； ? P_______粗骨料的空隙率（％） ? ρ 0s , ρ 0g _______砂、石堆積密度（ kg/m3) ?在混合料中，砂是用來(lái)填充石子的空隙。 ? 塑性混凝土用水量可根據(jù)骨料的品種與規(guī)格及要求的流動(dòng)性，參考表 4－ 6(p104 表 4－ 21)選?。ㄋ冶龋? ～ ）。當(dāng)用水量一定時(shí)，水泥用量適當(dāng)變化（增減 50～ 100 ㎏／ｍ 3 ）時(shí)，基本上不影響混凝土拌合物的流動(dòng)性，即流動(dòng)性基本上保持不變。 ? 水泥漿的數(shù)量和稠度取決于用水量和水灰比。水灰比小，水泥漿稠，拌 合物流動(dòng)性就小，混凝土拌合物難以保證密實(shí)成型?；旌衔镏兴酀{的數(shù)量以滿足流動(dòng)性要求為宜。 ? 影響和易性的因素 ?（１）水泥漿的 數(shù)量 ?在混凝土拌合物中，水泥漿包裹骨料表面，填充骨料空隙，使骨料潤(rùn)滑，提高混合料的流動(dòng)性；在水灰比不變的情況下，單位體積混合物內(nèi)，隨水泥漿的增多，混合物的流動(dòng)性增大。表４－ 5（ p102 表４－ 19)列出《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（ GB502041992）關(guān)于坍落度選擇的規(guī)定。當(dāng)截面尺寸較小或鋼筋較密，或采用人工插搗時(shí)，坍落度可選擇大些。該法適用于粗骨料最大粒徑不超過(guò) 40ｍｍ，維勃稠度在５～ 30ｓ之間的混凝土拌合物的稠度測(cè)定。此時(shí)可認(rèn)為混凝土混合物已密實(shí)。 ?（２）維勃稠度法（ＶＢ法） ?對(duì)干硬性的混凝土拌合物通常采用維勃稠度儀測(cè)定其稠度。 ?根據(jù)坍落度的不同，可將混凝土拌合物分為： ?大流動(dòng)性混凝土（坍落度大于 160ｍｍ）； ?流動(dòng)性混凝土（坍落度為 100～ 150ｍｍ）； ?塑性混凝土（坍落度為 50～ 90ｍｍ）及 ?低塑性混凝土（坍落度為 10～ 40ｍｍ）。 ?在做坍落度試驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)觀察混凝土拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情況，以更全面地評(píng)定混凝土拌合物的和易性。量測(cè)坍落的高度（以毫米計(jì)），即為坍落度。在工地和試驗(yàn)室，通常是測(cè)定拌合物的流動(dòng)性，并輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。保水性差的混凝土拌合物，由于水分分泌出來(lái)會(huì)形成容易透水的孔隙，從而降低混凝土的密實(shí)性。粘 聚性的大小主要取決于細(xì)骨料的用量以及水泥漿的稠度等。流動(dòng)性的大小取決于混凝土拌合物中用水量或水泥漿含量的多少。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面的含義。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量；混凝土拌合物凝結(jié)硬化以后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計(jì)荷載；并應(yīng)具有 必要的耐久性。海水中含有硫酸鹽、鎂鹽和氯化物，對(duì)水泥石有侵蝕作用，對(duì)鋼筋也會(huì)造成銹蝕，因此一般不得用海水拌制混凝土。凡是能飲用的自來(lái)水和清潔的天然水，都能用來(lái)拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土。如配合比設(shè)計(jì)是以干骨料作基準(zhǔn)的，確定用水量時(shí)應(yīng)考慮補(bǔ)充干骨料的吸水；當(dāng)骨料是潤(rùn)濕態(tài)時(shí)，確定用水量時(shí)又應(yīng)考慮扣除骨料的表面水。計(jì)算混凝土中各項(xiàng)材料的配合 比時(shí)，一般以干燥骨料為基準(zhǔn)，而一些大型水利工程常以飽和面干的骨料為準(zhǔn)。 ?骨料在飽和面干狀態(tài)時(shí)的含水率，稱為飽和面干吸水率。 ?水泥混凝土用粗骨料中有害雜質(zhì)的含量，應(yīng)符合 GB/T146852020 的規(guī)定，見(jiàn)表 44 ? 骨料的飽和面干吸水率 ?骨料的幾種含水狀態(tài)如圖４－ 2 所示。 ?粗骨料中的針狀（顆粒長(zhǎng)軸長(zhǎng)度大于平均粒徑的２～４倍）和片狀（厚度小于平均粒徑的 倍）顆粒，不僅影響混凝土的和易性，而且會(huì)使混凝土的強(qiáng)度降低。它們的危害作用與在細(xì)骨料中相同。堅(jiān)固性試驗(yàn)是用硫酸鈉溶液法檢驗(yàn)，試樣經(jīng)五次干濕循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過(guò)規(guī)范的規(guī)定。 ?壓碎指標(biāo)值越小，骨料的強(qiáng)度越高。石子抗壓強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求的 混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比，不應(yīng)低于 。 ? 粗骨料的強(qiáng)度及堅(jiān)固性 ?（ 1）粗骨料的強(qiáng)度 ?粗骨料的強(qiáng)度采用巖石立方體強(qiáng)度或粒狀石子的壓碎指標(biāo)來(lái)表示。 ?石子顆粒級(jí)配范圍應(yīng)符合規(guī)范要求。由間斷級(jí)配制成的混凝土，可以節(jié)約水泥。 ?間斷級(jí)配也稱單粒級(jí)級(jí)配。用連續(xù)級(jí)配的骨料配制的混凝土混合料，和易性較好，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。 ? 石子的顆粒級(jí)配可分為連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配。 ?（ 2）顆粒級(jí)配 ?粗骨料的級(jí)配原理 和要求與細(xì)骨料基本相同。根據(jù)我國(guó)鋼