水泥混凝土的技术性质

混凝土结构设计原理沈蒲生第5版中的混凝土施工技术原理一、混凝土的基本性质混凝土是一种人造材料，由水泥、砂、石、水和掺加剂等组成，其主要性质为硬度、强度和耐久性。

混凝土的强度受到材料本身的性质和结构设计的影响。

混凝土的基本性质包括以下几个方面：1.强度：混凝土的强度主要包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。

其中，抗压强度是最重要的指标之一，通常用于评价混凝土的品质。

2.耐久性：混凝土的耐久性是指其在不同环境下的耐久性能，包括耐久性、抗渗性、耐久性等。

混凝土的耐久性主要受到材料本身的性质和结构设计的影响。

3.变形性：混凝土的变形性主要指其在荷载作用下的变形特性，包括压缩变形、拉伸变形、弯曲变形等。

4.可塑性：混凝土的可塑性是指其在混凝土浆料状态下的流动性，以及在硬化后的可挤压性等。

5.热膨胀性：混凝土的热膨胀性是指其在不同温度下的膨胀性能，包括热膨胀系数、热稳定性等。

二、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理是指在工程实践中，根据工程的要求和基础条件，设计出满足强度、耐久性和变形性等要求的混凝土结构。

混凝土结构设计原理涉及到材料力学、结构力学、建筑工程学等多个学科领域。

1.荷载分析：荷载分析是混凝土结构设计的第一步，其目的是确定结构所承受的荷载类型、大小和作用方式等，以便确定结构的受力状况。

2.结构选择：结构选择是指根据荷载分析结果，选择合适的结构形式和材料规格等。

3.受力分析：受力分析是指对所选结构进行受力分析，确定其强度、稳定性和变形性等。

4.构造设计：构造设计是指设计混凝土结构的具体构造方式，包括结构的梁、柱、板、墙等构件的布置、尺寸和配筋等。

5.配筋设计：配筋设计是指根据受力分析结果，确定混凝土结构中各部位所需的钢筋配筋量、位置和间距等，以确保结构的强度和稳定性。

6.施工方案设计：施工方案设计是指根据结构设计方案和施工现场实际情况，制定出适合的施工工艺和施工方案。

三、混凝土施工技术原理混凝土施工技术是指在混凝土结构设计的基础上，根据施工要求和技术标准，采用适当的施工工艺和施工方法，进行混凝土的施工作业。

一、新拌混凝土性能
D：对强度的影响 在单掺引气剂与不掺的基准混凝土相比，水泥用量不变时，每增 加1%含气量，28天强度下降2-3%，水灰比不变时，下降4-6%。 掺引气减水剂时，由于减水率增大，强度可以不降低或有所提高。 当含气量一定时，混凝土强度的降低受集料最大粒径影响，最大 粒径越大，强度降低越小，在贫水泥混凝土中，因引气剂引起的 强度降低可忽略不计。 E：干缩 一般来说，引气作用会加大干缩，而减水作用又减少干缩。 F：抗渗性 由于引气作用使混凝土用水量减少，泌水和沉降减少，从而使混 凝土中大毛细孔减少，这样使混凝土中水分迁移的主要通路减少， 即混凝土中最薄弱和易受破坏的部分减少。同时，大量的微气泡 占据了混凝土中的自由空间，破坏了毛细管的连续性，使得混凝 土的抗渗性得到改善。 G：抗冻性 掺引气剂或引气减水剂可使混凝土抗冻性提高几倍甚至十几倍。
二、物理、力学性能
（3）、抗拉强度 轴心抗拉强度（ft）：混凝土在轴向拉力作用下，单位面积所能承受 的最大拉力。 劈裂抗拉强度（fts）：在立方体试件中心面内用垫条施加两个方向相 反，均匀分布的压力，压力增大至试件沿此平面劈裂破坏时的强度。 抗拉强度（ft）大致为抗压强度的1/10—1/15，此比值随抗压强度 的增大而减小。Uft=0.56Ufcc.152/3 影响抗拉强度的因素与抗压强度的一样，fts还与试验用垫条形状与尺 寸及有无垫层、试件尺寸、加荷方向及粗骨料的最大粒径等有关。 用75mm圆弧垫条测得的fts值与ft的比值有ft/ fts=0.9。 《钢筋混凝土结构设计规范》规定，轴心抗拉强度与立方体抗压强度 的关系为ft=0.5（fcc）1/3，劈裂抗拉强度与立方体抗压强度的关系为 fts=0.35（fcc）1/4。
一、新拌混凝土性能
2、含气量 混凝土不仅是多种物质的混合物，而且其内部也存在着气、 液、固三态，气态含量的多少即是其含气量。混凝土的含气 量大小，对混凝土的耐久性影响很大。新拌混凝土中气泡的 性质，包括含气量、气泡的大小及其分布，在搅拌后的运输、 操作、浇筑、捣实和抹平各阶段的变化过程和变化机理还没 有被人们认识清楚。 （1）、影响混凝土含气量的因素 A、引气剂或引气减水剂的种类与掺量 不同种类的引气剂或引气减水剂对混凝土引气量的影响不一 样，但都在一定范围内，随着掺量增加而增大。通常高级直 链表面活性剂（入十二烷基硫酸钠）有很好的起泡能力，但 气泡稳定性差，形状不规则，多呈多面体，非离子型表面活 性剂气泡稳定性差，引气效果不好。皂类表面活性剂起泡能 力和稳定性都很好。

1.混凝土拌合物的和易性 1.混凝土拌合物的和易性 1.1. 和易性的概念 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（ 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌 是指混凝土拌合物易于施工操作 运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、 合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成 型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质， 型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质， 包括有流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。 包括有流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。 流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工 流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工 机械振捣的作用下，能产生流动， 机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地 填满模板的性能。 填满模板的性能。流动性的大小取决于混凝土拌 合物中用水量或水泥浆含量的多少。 合物中用水量或水泥浆含量的多少。
2. 细骨料
由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、 由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小 于4.75ｍｍ的岩石颗粒（砂）称为细骨料。 4.75ｍｍ的岩石颗粒（ 称为细骨料。 ｍｍ的岩石颗粒 混凝土可采用河砂、海砂、山砂来配置。 混凝土可采用河砂、海砂、山砂来配置。 砂的技术指标见第二章。 砂的技术指标见第二章。 混凝土用砂宜选用河砂，颗粒级配为中砂， 混凝土用砂宜选用河砂，颗粒级配为中砂，一般认为 中砂粗细适中，级配较好。 中砂粗细适中，级配较好。的坍落度，主要依据构件 截面大小，钢筋疏密和捣实方法来确定。 截面大小，钢筋疏密和捣实方法来确定。当 截面尺寸较小或钢筋较密， 截面尺寸较小或钢筋较密，或采用人工插捣 坍落度可选择大些。反之， 时，坍落度可选择大些。反之，如构件截面 尺寸较大，钢筋较疏，或采用振动器振捣时， 尺寸较大，钢筋较疏，或采用振动器振捣时， 坍落度可选择小些。 坍落度可选择小些。表6－8.

10 ~ 30
3 普通配筋的钢筋混凝土结构如钢筋混凝土板、梁、柱等
30 ~ 50
4 钢筋较密、断面较小的钢筋混凝土结构（梁、柱、墙等）
50 ~ 70
5 钢筋配置特密、断面高而狭小极不便灌注捣实的特殊结构部位 70 ~ 80
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影响新拌混凝土工作性的因素
影 响 因 素
单位用水量 集灰比 砂率
抗折强度试验条件
试件尺寸 150×150×550mm； 养护龄期 28d； 加荷方式 按三分点加荷测定抗折强度； 跨中单点加荷得到的抗折强度，应乘以折算系 数0.85。
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影响水泥混凝土强度的因素
水泥强度和水灰比 集料的品种、质量与数量对强度的影响 养护条件对强度的影响 龄期对强度的影响 试验条件对强度的影响
耐久性
耐久性概念 提高混凝土耐久性的措施
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水泥强度和水灰比
水泥强度(f ce)与混凝土强度(f cu, 28)的关系
高强度水泥制成的混凝土的强度高;
水灰比与混凝土强度(f cu, 28)的关系
水泥强度一定时，混凝土强度在一定范围内随
水灰比的减小而有规律的提高。
混凝土强度计算公式
f cu,28
合理选用水泥品种； 合理确定最大水灰比和最小水泥用量； 合理选用材料质量，改善骨料级配； 掺入外加剂； 施工中加强搅拌、振捣、养护，严格控制施工 质量。
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混凝土的抗冻性
抗冻性试验
用100mm×100mm×100mm棱柱体混凝土试件， 经28d龄期，于-17℃和5℃条件下快速冻结和融化循 环。每25次进行一次横向基频的测试并称重。当冻 融至300次或相对动弹模量下降至60％以下，或质量 损失达到5%，即可停止试验。