水泥混凝土技术性质
常用建筑结构材料的技术性能与应用
常用建筑结构材料的技术性能与应用常用的建筑结构材料主要有水泥、建筑钢材、混凝土、石灰和石膏。
（一）水泥为无机水硬性胶凝材料，是主要的建筑结构材料之一：1、常用水泥的技术要求1）水泥的凝结时间。
水泥的凝结时间分为初凝和终凝时间，初凝时间是从水泥加水拌合起至水泥浆开始失去可塑性所需要的时间；终凝时间是从水泥加水拌合起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度的时间。
6大常规水泥的初凝时间均不低于45分钟，硅酸盐水泥的终凝时间不长于6.5小时，其它5大类常规水泥的终凝时间不长于10小时。
2）水泥的体积安定性。
水泥的体积安定性指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性，如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化即为安定性不良，就会使混凝土构件产生膨胀性裂缝，施工中必须使用安定性合格的水泥。
引起水泥不安定性原因水泥熟料矿物组成中游离氧化钙、氧化镁过多或者石膏参量过多导致的。
3）水泥的强度及强度等级。
水泥的强度是评价和选用水泥的重要技术指标，国家标准规定，采用胶砂法来测定水泥的3天和28天的抗压强度和抗折强度，根据测定结果来判断该水泥的强度等级。
4）其它技术要求。
包括标准稠度用水量、水泥的细度及化学指标。
其中细度属于选择性指标，用细度以比表面积来表示。
2、常用水泥的特性及应用：1）常用水泥的主要特性，详见下表：2）6大常规水泥的选用，普通混凝土在普通级干燥环境下优先选用普通水泥，在厚大体积砼、高温环境及长期处于水中的砼优先选用矿渣、火山灰、粉煤灰、复合水泥，要求快硬早强型砼、高强度（大于C50级）的砼优先选用硅酸盐水泥；严寒地区优先采用普通水泥；有抗渗要求的优先选用普通水泥和火山灰水泥；有耐磨要求的砼选用硅酸盐和普通水泥；受侵蚀介质作用的砼选矿渣、火山灰、粉煤灰、复合水泥，3、常用水泥的包装及标志：袋装水泥在包装袋上必须标明：执行标准、水泥品种、代号、强度等级、生产者名称、生产许可证标志（QS）及编号、出厂编号、包装日期、净含量。
混凝土组成及主要技术性质
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.
水泥混凝土技术性质
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。
建筑结构第三版兰定筠课后简答题答案
建筑结构第三版兰定筠课后简答题答案一、判断题1、生石灰的主要化学是成份是Ca（0H）2，熟石灰的主要化学成份是CaO。
（×）2、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，水硬性胶凝材料只能在水中硬化。
（×）3、石灰“陈伏”是为了降低熟化时的放热量。
（√）二、选择题1、GB1594-79标准规定，钙质生石灰的有效氧化钙含量为68%，该生石灰为（A）级。
A、I级B、II级C、III级D、等外灰2、有效氧化钙测定中，酚酞指示剂加入试样溶液中，溶液呈D色。
A、黄B、红C、玫瑰红D、粉红3、EDTA滴定法快速测定石灰土中石灰剂量试验中，钙红指示剂加入石灰土和氯化铵反应中，溶液呈A色。
A、玫瑰红B、黄C、红D、兰4、石灰的最主要技术指标（C）A、活性氧化钙和活性氧化镁含量；B、氧化钙加氧化镁含量；C、活性氧化钙加氧化镁含量5、氧化镁含量为（A）是划分钙质石灰和镁质石灰的界限。
A、5%B、10%C、15%D、20%三、填空简答题1、水泥新标准规定用沸煮法检验水泥的安定性可以采用两种试验方法，标准法是指雷氏夹法，该法是测定水泥净浆在沸煮箱中沸煮后的值来检验水泥的体积安定性的。
2、水泥封存样应封存保管时间为三个月。
3、水泥标准稠度用水量试验中，所用标准维卡仪，滑动部分的总质量为300g±1g、4、水泥标准稠度用水量试验，试验室温度为20℃±2℃，相对温度不低于50%，湿气养护箱的温度为20±1℃，相对湿度不低于90%。
5、水泥封存样应封存保管三个月，在存放样品的容器应至少在一处加盖清晰，不易擦掉的标有编号，取样时间地点人员的密封印、6、GB175—1999中对硅酸盐水泥提出纯技术要求有细度、凝结时间、体积安定性7、硅酸盐水泥的强度等级时根据水泥胶砂强度试验测得的3天和28天强度确定的。
8、水泥胶砂搅拌机的搅拌叶片与搅拌锅的最小间隙3mm，应一月检查一次。
9、水泥胶砂强度检验方法（ISO）法（GB／T17671-1999）适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥的抗压与抗折强度试验。
水泥及水泥砼
一、常用水泥品种（1）硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料中掺入0~5的石灰石或粒化高炉矿渣等混合料。
完全不掺混合料的Ⅰ型硅酸盐水泥（P.Ⅰ），混合料掺入量不超过5%称为Ⅱ型`硅酸盐水泥（P.Ⅱ）。
普通硅酸盐水泥、矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥。
水泥的生产工艺生产水泥的原材料主要是石灰质原料（如石灰石、白去石等）和粘土质原料（如粘土、黄土等），前者主要为不尼提供CaO，而后者主要为水泥提供SiO2、Al2O3和Fe2O3等氧化物。
在水泥熟料中加入石膏是用来调节水泥的凝结速度，因此，石膏是水泥组成中的缓凝剂。
掺入的混合料大致可分为活性和非活性两类，所起的作用主要是提高产量、降低水化热的作用，这类混合料主要有石英砂、石灰石、粘土等。
水泥的技术性质一、物理性质1、细度：细度的大小反映了水泥颗粒粗细程度或水泥的分散程度，它结水泥的水化速度、水泥的需水量、和易性、放热速率和强度的形成都有一定的影响。
所以水泥的细度愈大，水化反应和凝结速度就愈快，早期强度就愈高，因此水泥颗粒达到较高的细度是确保水泥品质的基本要求。
水泥细度测定方法是比表面积法和筛析法——它以80μm标准水泥筛上存留量的多少来表示细度，操作的方法又分为水筛和负压筛两种方式。
2、标准稠度：水泥标准稠度是指水泥净浆对标准试杆沉入时所产生的阻力达到规定状态所具有的水和水泥用量百分率。
目的：为使测试结果具有可比性，测定水泥凝结时间和安定性，必须采用标准稠度的水泥净浆。
方法：水泥标准稠度测定方法有标准维卡仪法（试杆法）和代用维卡仪法（试锥法）两种方式。
标准法是让标准试杆沉入净浆，在规定时间内，当试杆沉入的距离正好离底板6mm±1mm时的水泥浆就是标准稠度净浆，此时的用水量为该品种水泥标准稠度用水量。
3、凝结时间：初凝时间是指从水泥全部加入水中到水泥浆开始失去塑性所需的时间；终凝时间是指从水泥全部加入水中到完全失去塑性所需的时间。
初凝时间太短，不利于整个混凝土施工工序的正常进行；但终凝时间过长，又不利于混凝土结构的形成、模具的周转，以及会影响到养护周期时间的长短等。
混凝土主要技术性质
混凝土主要技术性质：
混凝土的性质包括混凝土拌合物的和易性、混凝土强度、变形及耐久性等。
和易性又称工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工条件下，便于各种施工工序的操作，以保证获得均匀密实的混凝土的性能。
和易性是一项综合技术指标，包括流动性（稠度）、粘聚性和保水性三个主要方面。
强度是混凝土硬化后的主要力学性能，反映混凝土抵抗荷载的量化能力。
混凝土强度包括抗压、抗拉、抗剪、抗弯、抗折及握裹强度。
其中以抗压强度最大，抗拉强度最小。
混凝土的变形包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。
非荷载作用下的变形有化学收缩、干湿变形及温度变形等。
水泥用量过多，在混凝土的内部易产生化学收缩而引起微细裂缝。
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。
混凝土的性质
§6.1 普通混凝土的组成材料§6.1.1 水泥§6.1.2 骨料§6.1.3 混凝土拌合及养护用水§6.1.4 外加剂及掺合料§6.2 普通混凝土的主要技术性质§6.3 普通混凝土的配合比设计和质量控制§6.4 其他品种混凝土复习思考题§6.2 普通混凝土的主要技术性质•混凝土的主要技术性质包括混凝土拌合物的和易性、硬化混凝土的强度及耐久性。
混凝土在未凝结硬化以前，称为混凝土拌合物或称新拌混凝土，相对“硬化混凝土”而言。
§6.2.1 混凝土拌合物（新拌混凝土）的性能一.新拌混凝土的和易性1、和易性的概念•和易性是指混凝土拌合物易于各工序(搅拌、运输、浇注、捣实)施工操作，并获得质量均匀、成型密实的混凝土性能。
•和易性是一项综合的技术指标，包括流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。
•⑴流动性：混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。
•⑵粘聚性：混凝土各组成材料间具有一定粘聚力，在运输和浇注过程中不致产生分层和离析现象，使混凝土保持整体均匀的性能。
•⑶保水性：混凝土拌和物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产生严重泌水现象。
•混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性之间互相联系又存在矛盾。
所谓拌合物的和易性良好，就是要使这三方面的性能在某种具体条件下，达到均为良好，即使矛盾得到统一。
2、和易性的测定方法目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。
根据我国现行标准《普通混凝土拌合物性能试验方法》(GB/T50080-2002)，用坍落度和维勃稠度测定混凝土拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。
•评定和易性好坏，主要以测定流动性指标为主，辅以观察其粘聚性、保水性。
•（1）坍落度试验•☆将混凝土拌合物分三层装入标准坍落度筒中，每层插捣25次并装满刮平。
混凝土的性质
混凝土一、内容提要：本讲主要是讲解混凝土组成材料，混凝土配合比的设计，新拌混凝土的性能，混凝土的强度等级，混凝土的耐久性与变形性，混凝土的外加剂及混凝土的掺和料。
二、本讲的重点是：混凝土配合比的设计，新拌混凝土的性能，混凝土的强度等级本讲的难点是：混凝土配合比的设计中的试配和调配，新拌混凝土的工作性的测定，硬化混凝土的变形性等问题。
三、内容讲解：1、概述：定义：从广义上讲，混凝土是指由胶凝材料、骨料和水按适当的比例配合、拌制成的混合物，经一定时间后硬化而成的人造石材。
目前使用最多的是以水泥为胶凝材料的混凝土，称为水泥混凝土。
混凝土的分类：〔按其表观密度的大小〕普通混凝土：表观密度为2100〜2500kg/m, —般多在2400kg/m。
左右。
轻混凝土：表观密度小于1950kg／m3。
可用作结构混凝土、保温用混凝土以及结构兼保温混凝土。
重混凝土：表观密度2600kg/m以上。
主要用作核能工程的屏蔽结构材料。
如按照胶凝材料种类分,混凝土又可分为：水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、树脂混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土等。
按照生产和施工方法进行分类，混凝土又可以分为商品混凝土〔又称预拌混凝生〕、泵送混凝土、喷射混凝土、压力灌浆混凝土〔又称预填骨料混凝土〕、挤压混凝土、离心混凝土、真空吸水混凝土、碾压混凝土、热拌混凝土等。
现在也有按照混凝土强度的大小来分，一般抗压强度低于30MPa勺混凝土称为低强混凝土，抗压强度高于60MPa包括60MPa的混凝土称为高强混凝土，如果抗压强度大于或等于100MPa的混凝土，那么称为超高强混凝土。
按配筋材料来分，混凝土又可以分为素混凝土〔又称无筋混凝土〕、钢筋混凝土、钢丝网混凝土、纤维混凝土、预应力混凝土等。
2、普通混凝土组成材料普通混凝土主要是由水泥、水和天然的砂、石骨料所组成的复合材料，通常还掺入一定量的掺合料和外加剂。
混凝土组成材料中，砂、石是骨料，对混凝土起骨架作用，水泥和水形成水泥浆体，包裹在粗、细骨料的外表并填充骨料之间的空隙。
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抗折强度（f cf）
抗折强度指标的确定
道路路面和机场道面以抗折强度作为指标； 水泥混凝土计算抗折强度参考表； 道路水泥混凝土抗折强度与抗压强度的关系。
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。
非标准尺寸试件应折算为标准试件的抗压强度。
非标准尺寸试件换算系数选用表
非标准尺寸试件换算系数选用表
试件尺寸 (mm) 集料最大粒径 (mm) 尺寸换算系数
100×100×100
30
0.95
150×150×150
40
1.00
200×200×200
60
1.05
立方体抗压强度标准值(f cu , k)
公路桥涵用混凝土拌和物的坍落度
项 次
结构种类
坍落度 （mm）
1 桥涵基础、仰拱、挡土墙及大型制块等便于浇筑捣实的结构
0 ~ 20
2 上列桥涵墩台等工程中较不便施工处
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）
外加剂
加入外加剂可改善混合料流动性
时间和温度 随时间延长温度升高坍落度减小
最佳含砂率与坍落度的关系
温度与坍落度之间的关系
集料粒径与表面积的关系
硬化后混凝土的力学性质
混凝土的抗压强度
抗压强度标准值和强度等级
立方体抗压强度(f cu) 立方体抗压强度标准值(f cu , k) 混凝土强度等级
f
是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值；
cu
f cu , k具有不低于95％保证率。
混凝土强度等级
混凝土强度等级的确定
根据立方体抗压强度标准值来确定的
混凝土强度等级的表示方法
用符号“C”和“立方体抗压强度标准值”表示
混凝土强度等级的划分
分为 C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、 C40、C45、C50、C55、和C60等12个强度等级 。
新拌水泥混凝土的工作性
优质的新拌混凝土
满足输送和浇捣要求的流动性； 不为外力作用产生脆断的可塑性； 不产生分层、泌水的稳定性； 易于浇捣密致的密实性 。
工作性的涵义
混合料具有流动性、可塑性、稳定性、易密 性的综合性能。
工作性的概念
流动性概念
在本身自重或施工机械振捣作用下，克服内摩阻 力产生流动，均匀密实地填满模板各部位的性能。
实的机械类型和施工方法等来选择；无筋厚大结构、
钢筋配置稀疏和易于施工的结构，选用较小的坍落
度，以节约水泥；断面尺寸较小、形状复杂或配筋
特密的结构，应选用较大的坍落度，以保证施工质
量。
公路桥涵用混凝土拌和物坍落度参考
道路混凝土拌和物的工作性选择
坍落度宜为10 ~ 25mm。 采用维勃稠度仪测验维勃时间宜为10 ~ 30s。
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
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
变动水灰比可配制出不同强度坍落度相同砼 集灰比小混合料流动性大 采用最佳含砂率
水泥特性 水泥品种不同工作性不同其它集料特性来自颗粒大、级配好流动性大
立方体抗压强度标准值定义
150mm×150mm×150mm的立方体试件，养护 28d龄期，用标准试验方法测定的抗压强度总体分布 中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5％立方 体抗压强度的标准值，以f cu , k表示，单位MPa。
立方体抗压强度标准值的计算
按数理统计方法确定。
f cu与f cu , k的区别
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
的比例合理，稳定性提高。
易密性
混合料组成均匀，在捣实或振动过程中易于致 密。
工作性四种基本性能间的关系
工作性四种性能既互相关联又互相矛盾
增加用水量可提高混合料的流动性； 流动性增加，可塑性和稳定性降低； 流动性增加，混凝土的强度明显降低； 混合料稳定性好，具有较高的内聚性； 混合料易密性好，具有较小的内聚力。
附有滑杆的透明圆盘放在混凝土拌
和物顶部；开动振动台并记录时间，从开始振动到
到透明圆盘低面被水泥浆布满瞬间止所经历的时间；
维勃稠度值以s计，精确至1s 。
适用范围
集料粒径不大于40mm，坍落度小于10 mm的
新拌混凝土；适用于干硬性混凝土和特细砂、细砂
混凝土。
工作性的选择
坍落度选用原则
按结构物的断面尺寸、钢筋配置的疏密以及捣
抗折强度(f cf)
抗折强度指标的确定
抗折强度的试验条件
立方体抗压强度(f cu)
立方体抗压强度定义
标准试件 150mm×150mm×150mm。 标准养护条件 温度20±3ºC、相对湿度90％以 上。 养护龄期为28d。 按照标准的测定方法测定其抗压强度。
计算公式
f cu
F A
k
以三个试件强度的算术平均值作为强度代表值；
捣实后每层高度为筒高的1/3左右；多余试样用镘刀 刮平；垂直提取圆锥筒；测量筒高与坍落后混合料 试体最高点之间的高差；坍落度单位“mm”，精确 至5mm。
适用范围
适用于最大粒径不大于40mm的塑性混合料。
试验方法
维勃稠度试验
圆筒安置在专用的振动台上；
按坍落度试验方法将新拌混凝土装
入坍落度筒内；提起坍落度筒，将
可塑性概念
混合料在外力作用下产生塑性流动的能力。
稳定性概念
在外力作用下，集料在水泥浆体中保持均匀分布 的能力。
易密性概念
混合料在捣实或振动过程中克服内摩阻力而致密 的能力。
流动性
工作性的涵义
增加用水量可使流动性显著提高。
可塑性
降低集灰比和改善集料级配，可使可塑性增大。
稳定性
粗集料、细集料、水泥三种固相物质与液相水
工作性的测定方法
测定方法
塑性混凝土用坍落度试验 干硬性混凝土用维勃稠度试验
工作性指标
坍落度指标用“mm”表示，精确至5mm。 维勃稠度指标用“s”表示。
坍落度指标评定
拌和物易于抹平表明含砂丰富；
试体沿一边斜面下滑或向四周崩溃，可塑性、 稳定性不好。
坍落度试验
试验方法
用标准坍落度圆锥筒测定； 拌和物分三层装入标准圆锥筒 内；每层用捣棒沿螺旋线方向 从外向内均匀插捣25次；