第17讲 第三章：工程材料(三)(XXXX年新版)

1页内容提要混凝土材料，砌筑材料，型钢重点难点混凝土材料，砌筑材料，型钢分类、特性、适用内容讲解第二节.结构材料一、混凝土材料(一)混凝土的技术性质1、混凝土的强度（1）．混凝土的立方体抗压强度(fcu)按照标准的制作方法制成边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件（温度20C±2℃，相对湿度95％以上或在氢氧化钙饱和溶液中）下，养护到28d，按照标准的测定方法测定其抗压强度值称为混凝土立方体试件抗压强度，简称立方体抗压强度，以fcu表示。立方体抗压强度标准值(fcu，K)是按数理统计方法确定，具有不低于95％保证率的立方体抗压强度。混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值(fcu,K)来确定的。《混凝土结构设计规范》GB50010规定，钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；强度等级表示中的“C”为混凝土强度符号。“C”后面的数值，即为混凝土立方体抗压强度标准值。（2）．混凝土的抗拉强度混凝土直接受拉是一种脆性破坏。混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1／l0～1／20，且强度等级越高，该比值越小，目前，许多国家都是采用劈裂抗拉试验方法，间接地求混凝土抗拉强度，称为劈裂抗拉强度。（3）．混凝土的抗折强度在道路和机场工程中，混凝土抗折强度是结构设计和质量控制的重要指标，而抗压强度作为参考强度指标。道路水泥混凝土的抗折强度检验的标准试件为150mmXl50mmX550mm直方体，是对直角棱柱体小梁按三分点加荷方式测定的。2页图中1.2.6-一个钢球；3、5-6两个钢球；4-试件；7-活动支座；8-机台；9-活动船形垫块，共4块。10-一般压力机支座；11-简易平轴支座混凝土抗折强度试验装置(尺寸单位：mm)（混凝土弯拉（抗折）强度试验试件为150mm×150mm×550mm直角棱柱体小梁，采用三分点处双点加荷）（4）．影响混凝土强度的因素混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与骨料表面的粘结强度，而水泥石强度及其与骨料的粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料性质有密切关系。此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。(1)水灰比和水泥强度等级。当用同一品种及相同强度等级水泥时，混凝土强度等级主要取决于水灰比。水灰比越小，水泥石的强度越高，与骨料粘结力也越大，混凝土强度也就越高。适当控制水灰比及水泥用量，是决定混凝土密实性的主要因素。(2)养护的温度和湿度。温度升高，混凝土强度发展也快。反之，温度降低，混凝土强度发展将相应迟缓。湿度适当，水泥水化便能顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化。在夏季施工中应特别注意浇水，保持必要的湿度，在冬季特别注意保持必要的温度。(3)龄期。最初7～14d内，强度增长较快，28d以后增长缓慢。3页2009考题20．水灰比增大而使混凝土强度降低的根本原因是()。A．水泥水化反应速度加快B．多余的水分蒸发后形成气孔增多C．水泥水化反应程度提高D．水泥石与骨料的粘结力增大2007年考题14．在道路和机场工程中，混凝土的结构设计和质量控制的主要强度指标和参考强度指标分别是（D）。A．抗拉强度和抗压强度B．抗压强度和抗拉强度C．抗压强度和抗折强度D．抗折强度和抗压强度4页2．混凝土的和易性(1)和易性概念。和易性是一项综合技术指标，包括流动性、粘聚性、保水性三个主要方面。和易性①流动性指混凝土拌和物在自重或机械振捣作用下，产生流动并均匀密实的充满模板的能力。②粘聚性指混凝土拌和物具有一定的粘聚力，在施工、运输及浇筑过程中不致出现分层离析，使混凝土保持整体均匀性的能力。③保水性混凝土拌和物在施工中不致发生严重的泌水现象。三者关系粘聚性好的混凝土拌和物，其保水性也好，但流动性较差；如增大流动性，则粘聚性、保水性易变差。评定方法通常采用坍落度及坍落扩展度试验和维勃稠度试验进行评定。坍落度（㎜）正常情况王双增讲解页(2)影响混凝土和易性的主要因素影响混凝土和易性的主要因素1)水泥浆。水泥浆是普通混凝土和易性最敏感的影响因素。2)骨料品种与品质。采用最大粒径稍小、棱角少、片状针颗粒少、级配好的粗骨料，细度模数偏大的中粗砂、砂率稍高、水泥浆体量较多的拌和物，混凝土和易性的综合指标较好。3)砂率。是指混凝土拌和物砂用量与砂石总量比值的百分率。在用水量及水泥用量—定的条件下，存在最佳砂率，使混凝土拌和物获得最大的流动性，且保持粘聚性和保水性。4)其他因素①水泥。与普通硅酸盐水泥相比，采用矿渣水泥、火山灰水泥的混凝土拌和物流动性较小。②在混凝土拌和物中加入适量外加剂，如减水剂、引气剂等，使混凝土在较低水灰比＼较小用水量的条件下仍能获得很好的流动性。③温度和时间。混凝土拌和物流动性随温度的升高而降低。随着时间的延长，拌和好的混凝土坍落度逐渐减小。例题：和易性是一项综合技术指标，包括（）A．水泥浆振动台（台面380×260）容器坍落度筒喂料斗支柱旋转架测杆荷重块透明圆盘维勃稠度仪6页B．流动性C．粘聚性D．保水性E．骨料品种答案：B.C.D分析：和易性是一项综合技术指标，包括流动性、粘聚性、保水性三个主要方面2009考题21．混凝土的整体均匀性，主要取决于混凝土拌和物的(D)。A．抗渗性B．流动性C．保水性D．黏聚性分析：①流动性指混凝土拌和物在自重或机械振捣作用下，产生流动并均匀密实的充满模板的能力。②粘聚性指混凝土拌和物具有一定的粘聚力，在施工、运输及浇筑过程中不致出现分层离析，使混凝土保持整体均匀性的能力。③保水性混凝土拌和物在施工中不致发生严重的泌水现象。三者关系粘聚性好的混凝土拌和物，其保水性也好，但流动性较差；如增大流动性，则粘聚性、保水性易变差。3．混凝土耐久性(1)混凝土耐久性概念。混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用，长期保持强度和外观完整性的能力。包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等。①抗冻性指混凝土在饱和水状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，也不严重降低强度的性能，是评定混凝土耐久性的主要指标。抗冻性好坏用抗冻等级表示。根据混凝土所能承受的反复冻融次数，划分为F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等九个等级。7页混凝土的密实度、孔隙的构造特征是影响抗冻性的重要因素。密实的或具有封闭孔隙的混凝土，其抗冻性较好。②抗渗性指混凝土抵抗水、油等液体渗透的能力。抗渗性好坏用抗渗等级表示。根据标准试件28d龄期试验时，所能承受的最大水压，分为P4、P6、P8、P10、P12等五个等级，相应所能承受的水压分别为0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.OMPa、1.2MPa。混凝土水灰比对抗渗性起决定性作用。③抗侵蚀性混凝土的抗侵蚀性与密实度有关，水泥品种、混凝土内部孔隙特征对抗腐蚀性也有较大影响。(2)提高混凝土耐久性的措施。混凝土耐久性主要取决于组成材料的质量及混凝土密实度．主要措施：①根据工程环境及要求，合理选用水泥品种。②控制水灰比及保证足够的水泥用量。《普通混凝土配合比设计规程JGJ55规定了工业与民用建筑所用混凝土的最大水灰比和最小水泥用量的限值。③改善粗细骨料的颗粒级配。例题：混凝土耐久性包括混凝土的（）等A．和易度B．抗冻性C．抗渗性D．抗碳化能力E．抗蚀性答案：B.C.D.E.分析：混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用，长期保持强度和外观完整性的能力。包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等。