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1、v建筑材料课件 混凝土部分主讲:张思梅 4.14.2 混凝土概述及基本组成材料 一、混凝土的定义: 二、混凝土的组成: 水+水泥=水泥浆:起胶结和硬化的作用 砂+石子=骨料:起着支撑和骨架的作用 三、混凝土的分类: 1、按表观密度的大小:普通混凝土、轻混凝土、重混凝土等 2、按施工方法:预拌混凝土、泵送混凝土、喷射混凝土等v4.14.2 混凝土概述及基本组成材料 3、按功能分:结构、防水、耐酸、装饰、大体积等 4、按强度分:高强、超高强、低强等 四、特点: 1、优点: 2、缺点: 五、混凝土的基本要求 1、 强度 2、 和易性 3、 耐久性v4.14.2 混凝土概述及基本组成材料 4、经济性
2、混凝土的基本组成材料 一、水泥 1、品种的选择 2、强度等级的选择 二、骨料(粗骨料、细骨料) (一)细骨料(0.165) 1、种类及其特征 1)卵石:表面洁净、光滑、比表面积小,拌制的混凝土的和易性好;耗用的水泥浆少,比较经济,但混凝土的强度略低 2)碎石:基本同卵石相反 2、有害杂质含量 3、石子的粒性、最大粒径、颗粒级配 1)粒形:圆形或方形 2)最大粒径DM v4.14.2 混凝土概述及基本组成材料 3)颗粒级配:连续级配和间断级配 4、石子的坚固性和强度 1)坚固性:用Na2SO4溶液进行浸渍循环,其重量损失值 2)强度:mmDM502/14/34/1实心板厚的钢筋最小净距的截面最小
3、尺寸的v4.14.2 混凝土概述及基本组成材料 立方体抗压强度fcu的1.5倍 压碎指标y 三、拌和用水(养护用水) 优先选择国家生活饮用水 如对某种水质有怀疑时,应做砂浆强度对比试验进行鉴定 %100010GGGyv4.3 混凝土的和易性 一、混凝土和易性的定义:指混凝土拌和物能保持组成成分均匀,不会发生分层离析和泌水现象,适于运输、浇筑、振捣、成型等施工工序,并能获得均匀密实的混凝土的性能 1、流动性:混凝土拌和物在自重或机械压力的作用下能产生流动的性能 2、保水性:保证水分不能泌出的能力 3、粘聚性:混凝土拌和物内部组分间有一定的粘聚力v4.3 混凝土的和易性 二、混凝土和易性的测定:以
4、检测流动性为主,目测粘聚性和保水性坍落度法 1、选择原则:在不防碍施工振捣密实的条件下,进可能选择较小的坍落度值 2、选择的参考因素: 1) 结构的断面尺寸 2) 钢筋配筋间距 3) 施工方法等 三、影响混凝土和易性的因素: 1、水泥浆量的影响v4.3 混凝土的和易性 浆量多,流动性好,但不能单靠加水来增加流动性 2、水泥浆稠度的影响(即水灰比W/C的影响) W/C加大,流动性变好,但保水性和粘聚性变坏,如W/C过大,会导致混凝土的强度下降;如W/C过小,不仅流动性下降,也会导致混凝土的强度下降 3、砂率的影响(不宜过大,也不宜过小,尽可能找到合理砂率) v4.3 混凝土的和易性 4、组成材料
5、的影响: 1)水泥的品种、细度 2)骨料的品种、级配 3)外加剂的影响 5、环境存放温度和堆放时间的影响 四、改善混凝土和易性的方法 1、通过试验,找到合理砂率 2、改善砂、石级配 3、在可能的情况下,采用较粗的砂、石 4、在坍落度过大时,可保持砂率不变,增加骨 v4.3 混凝土的和易性 料;在坍落度过小时,可保持W/C不变,增加水泥浆的量5、可掺入一定量的外加剂 一、引起混凝土破坏的原因1、骨料的破坏2、水泥的强度不足3、界面缝隙的形成二、混凝土的抗压强度(fcu) 1、定义: 标准试件:150mm150mm150mm v4.3 混凝土的和易性 标准养护条件:温度203,湿度90% 标准试验
6、方法: 标准龄期:28d 2、抗压强度等级: 三、混凝土的轴心抗压强度(fcp) 试件尺寸:150mm150mm300mm fcp(0.70.8)fcu四、混凝土的抗拉强度(fst) 值很小,一般用来衡量混凝土的抗裂度指标,以及混凝土与钢筋的粘接力v4.3 混凝土的和易性 fst(1/101/20) fcu 五、影响混凝土抗压强度的因素 1、水泥强度等级与水灰比的影响 2、骨料的质量、级配、品种的影响 3、养护温度、湿度的影响 4、养护龄期的影响 对数公式: )(BWCAffcecunffn28lg28lgv4.3 混凝土的和易性 5、施工方法的影响 6、外加剂的影响 六、提高混凝土抗压强度的
7、措施 1、采用早强性或高强度等级的水泥 2、采用低W/C(或干硬性)的混凝土拌和物 3、采用蒸汽养护 4、采用机械施工 5、加入一定量的外加剂 v混凝土用砂的颗粒级配和堆积密度实验 一、细骨料的颗粒级配试验一、细骨料的颗粒级配试验 (一)实验目的 通过筛分试验来检验细骨料的级配及粗细程度是否符合规范要求,在拌制混凝土时,细骨料的级配和粗细程度,对节约水泥和获得均匀的混凝土有重要影响。 (二)实验设备 砂样标准筛一套、天平、摇筛机、搪瓷盘等。 (三)试样制备 砂样先用孔径10.0的颗粒,然后用四分法缩分至每份不少于550g的试样两份,放在1055烘箱中烘至恒量,冷却至室温。v混凝土用砂的颗粒级配
8、和堆积密度实验 (四)实验步骤(略) (五)实验结果处理: 1、 计算分计筛余百分率 2、 计算累计筛余百分率 3、 计算细度模数 4、 以两次测得的实验结果取平均值。 (六)级配及粗细程度的评定。 二、细骨料堆积密度试验二、细骨料堆积密度试验 (一) 实验目的v混凝土用砂的颗粒级配和堆积密度实验 测定细骨料的松散状态下的堆积密度,可供混凝土配合比设计用,也可用以估计运输工具的数量或存放堆场的面积等。 (二)实验设备 标准漏斗、容量筒、托盘天平等 (三)试样制备及其准备工作 1、将细骨料在1055烘箱中烘至恒重,冷却至室温。 2、容量桶容积的校正 (四)实验步骤 (五)实验结果处理(略) v
9、4.54.6 混凝土的耐久性及变形性 混凝土的变形部分:混凝土的变形部分: 一、自生体积变形(化学减缩变形):水泥水化生成物的体积反应前的固相体积之和 二、干缩湿胀变形 1、湿胀变形:变形量小,影响不大 2、干缩变形: 1)表示方法:干缩率一般在1.52.010-4m 2)影响因素:水泥的品种和细度、水灰比、骨料质量、施工质量等 三、温度变形 v 4.54.6 混凝土的耐久性及变形性 a选用时,应尽量选较小值,以便有利于减小大体积混凝土工程的温度应力 四、在荷载作用下的变形 1、在短期荷载作用下的变形:弹性变形、塑性变形 2、在长期荷载作用下的变形:徐变 1)特点 2)形成原因 3)影响因素
10、4)利弊 tLlv 4.54.6 混凝土的耐久性及变形性 混凝土的耐久性部分:混凝土的耐久性部分: 一、概念:在长期外界因素的作用下,抵抗外部、内部不利影响的能力 二、混凝土中常见的几种耐久性问题 (一)混凝土的抗渗性 1、定义:抵抗压力水渗透的能力 2、表示方法:抗渗标号Wn 3、影响因素:孔隙率、孔隙特征 4、提高抗渗性的措施:提高密实度 (二)混凝土的抗冻性 1、定义:v 4.54.6 混凝土的耐久性及变形性 2、表示方法:抗冻标号Dn 3、影响因素:孔隙率、孔隙特征、环境温度等 4、提高抗冻性的措施:提高密实度、合理选用水泥品种 (三)混凝土的抗侵蚀性 1、定义 2、提高措施 (四)混
11、凝土的抗碳化性 1、定义 2、利弊 3、提高措施 (五)混凝土的碱骨料膨胀反应 1、定义 2、防止措施 v4.7 混凝土的质量控制及评定 一、造成混凝土质量波动的原因 1、原材料的影响 2、施工方法的影响 3、实验条件的影响 混凝土的质量检验: 原材料质量、数量的检验 混凝土的和易性与W/C的检验 硬化后的混凝土强度的检验 二、混凝土质量(强度)的分布规律正态分布 强度概率分布曲线图(略) v4.7 混凝土的质量控制及评定 三、混凝土质量的评定(数理统计的方法) 1、强度平均值:只能反应混凝土的总体水平 2、强度标准差:能反应混凝土的质量均匀性 niifnf111)(12nffniiv4.7
12、混凝土的质量控制及评定 3、强度离差系数:能反应混凝土的质量均匀性 四、混凝土的强度保证率 1、定义:制混凝土的强度总体中大于等于设计强度等级所出现的概率 2、计算 概率参数法:概率参数 fCvkcufft.v4.7 混凝土的质量控制及评定 概率为: 统计周期内: 五、混凝土的配制强度: 六、混凝土的施工质量管理图(略) ttdtep2221%1000NNp645. 1.kcuocuffv4.8 普通混凝土的配合比设计 一、普通混凝土配合比设计的定义与基本要1、定义: 1)单位体积混凝土内各项材料的用量 2)单位体积内各项材料用量的比值 2、基本要求:和易性、强度、耐久性、经济性 二、混凝土配
13、合比设计的资料准备 1、了解混凝土的设计强度等级fcu.k,以便求出其配制强度值fcu.o=fcu.k+1.645 2、了解满足耐久性要求确定最大W/C和最小水泥用量 3、了解钢筋配筋间距和结构的断面尺寸,确定骨料的最大粒径DMv4.8 普通混凝土的配合比设计 4、了解施工管理水平、方法等,以便正确选择混凝土的、T 5、了解各项原材料的性能 三、混凝土配合比设计的三大参数的确定原 三大参数:水灰比W/C、砂率SP、单位用水量 水灰比(W/C)的确定 1)满足强度: )(.BWCfAfceocuv4.8 普通混凝土的配合比设计 2)满足耐久性要求:查附录表 比较1)、2)中的W/C值得,取较小值
14、 2、砂率(SP)的确定 依据已确定的W/C、粗骨料的种类和最大粒径DM查表确定 3、单位用水量的确定 依据设计要求的坍落度、粗骨料的种类和最大粒径DM查表确定 四、混凝土配合比设计的基本方法 1、绝对体积法v4.8 普通混凝土的配合比设计 2、假定表观密度法 %100100010000000GSSSGSCWpgscw%10000000GSSSGSCWpshv4.8 普通混凝土的配合比设计 五、普通混凝土配合比设计的基本步骤 (一)通过估算,确定初步配合比 1、计算fcu.o=fcu.k+1.645 2、在满足强度和耐久性的基础上确定水灰比W/C 3、查表确定砂率SP 4、查表确定单位用水量W
15、0 5、计算单位水泥用量C0 6、采用体积法计算出S0、G0 7、写出初步配合比 (二)通过试拌调整检验和易性,得到基准配合比v4.8 普通混凝土的配合比设计 经试拌满足和易性的基础上,测出新拌混凝土的表观密度值,由公式可计算出基准配合比 (三)通过强度检验,校核W/C,得到实验室配合比 在已确定的W/C的基础上,上下波动0.05,拌制三组混凝土拌和物,分别测得28d龄期的强度值,可绘出fcu.oC/W的直线,在此直线上总可以找到对应fcu.o的W/C,然后进行适当的调整,便可得到各项材料用量 v4.8 普通混凝土的配合比设计 (四)施工配合比的换算 1、考虑施工现场骨料含水率 设砂子的含水率
16、为a%,石子的含水率为b%,则施工配合比为:C/=C,W/=WS/.a%-G/.b%, S/=S(1+a%),G/=G(1+b%) 2、骨料超逊量的调整 调整量=(本级超径量+本级逊径量)(下级超径量+上级超径量) 六、混凝土配合比设计举例v4.9 混凝土的外加剂 混凝土的外加剂部分:混凝土的外加剂部分: 一、外加剂的定义 二、外加剂的分类 三、常用的几种外加剂 (一)减水剂 1、作用机理 2、作用效果:改善和易性,提高强度,节约水泥 (二)引气剂 1、 作用机理 2、 作用效果:改善和易性,但略微降低强度 v4.9 混凝土的外加剂 4.10 轻混凝土 (三)早强剂 作用效果:提高早期强度,加快模板和场地的周转率,提高生产效益 轻混凝土部分:轻混凝土部分: 一、轻混凝土的定义 二、轻混凝土的特点 1、质轻,可减轻自重 2、 保温性能良好 3、 耐火性能良好 4、 力学性能良好v4.10 轻混凝土 1、 可加工性好 三、轻混凝土的种类 (一)轻骨料混凝土采用轻粗细骨料 1、定义 2、主要技术性质 1)和易性:流动性范围窄(因为轻骨料的质量轻,易吸水等特点,过大容易使轻骨料上浮、离析;过小