混凝土(一).ppt

混 凝 土（一）,第一節(jié) 概 述,混凝土是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材。 工程對(duì)混凝土質(zhì)量的基本要求是： 具有符合設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度； 具有與施工條件相適應(yīng)的和易性； 具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的耐久性 材料組成經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)制作節(jié)約能源。,一、混凝土的分類,1、按其表觀密度 普通混凝土：表觀密度為20002800kgm3 重混凝土：表觀密度2800kgm3以上 輕混凝土：表觀密度小于1950kgm3。 可用作結(jié)構(gòu)混凝土、保溫用混凝土以及結(jié)構(gòu)兼保溫混凝土。,2、按照膠凝材料種類分 瀝青混凝土 樹(shù)脂混凝土 石膏混凝土 水玻璃混凝土 硅酸鹽混凝土,3、按照生產(chǎn)和施工方法 商品混凝土(又稱預(yù)拌混凝土) 泵送混凝土 噴射混凝土 壓力灌漿混凝土 碾壓混凝土 熱拌混凝土 離心混凝土,4、按強(qiáng)度分： 普通混凝土C60。 高強(qiáng)混凝土C60。 超高強(qiáng)混凝土C100,5、按配筋情況分 素混凝土 鋼筋混凝土 預(yù)應(yīng)力混凝土 鋼纖維混凝土,二、混凝土的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 1. 混凝土中占80%的砂、石骨料資源豐富, 價(jià)格便宜。 2. 可根據(jù)工程需要澆筑成各種形狀尺寸的構(gòu)件。 3. 調(diào)整混凝土材料組成，可獲得不同的性能和要求。 4. 混凝土抗壓強(qiáng)度高，且與鋼筋具有良好的工作性。 5. 混凝土具有很好的耐久性,缺點(diǎn)： 自重大 抗拉強(qiáng)度低 脆性大 導(dǎo)熱性強(qiáng)等 生產(chǎn)周期長(zhǎng) 受施工過(guò)程影響較大,第二節(jié) 普通混凝土的組成材料,砂子,水泥漿,石子,普通混凝土的四種基本組成材料： 一、水泥 二、水 三、砂子 四、石子,混凝土體積構(gòu)成 水泥石25左右； 砂和石子70以上； 孔隙和自由水15%。,四種組成材料在混凝土中所起的作用： 砂、石： 骨架作用；抑制混凝土的收縮。 水泥水水泥漿： 水泥漿包裹在砂粒的表面并填充砂粒間的空隙而形成水泥砂漿，水泥砂漿又包裹石子表面并填充石子間的空隙，形成混凝土。 凝結(jié)硬化前： 起填充、潤(rùn)滑、包裹的作用 凝結(jié)硬化后： 起膠結(jié)作用,砂子,水泥漿,石子,品種 根據(jù)工程特點(diǎn)、所處環(huán)境條件及施工條件，進(jìn)行合理選擇。,一、水泥,強(qiáng)度等級(jí) 原則：高強(qiáng)度等級(jí)的水泥配制高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。,C60 C30,說(shuō)明：,隨著混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展，高強(qiáng)、高性能混凝土不受此比例限制。,(一)定義: 粒徑在0.154.75mm之間的巖石顆粒。細(xì)骨料主要采用天然砂和人工砂。,二、細(xì)骨料,(二)分類:,河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等,顆粒表面光滑潔凈，但海砂中常含有碎貝殼、可溶性鹽等有害物質(zhì)。,顆粒多具棱角，表面粗糙，含泥量及有機(jī)雜質(zhì)多。,天然巖石用機(jī)械軋碎、篩分后制成,砂按技術(shù)要求分為類、類、類。 類宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土； 類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土； 類宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑砂漿。,砂子技術(shù)性能,含泥量、石粉含量和泥塊含量,有害物質(zhì)含量,粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配,堅(jiān)固性,(二)技術(shù)要求,1.含泥量、石粉含量和泥塊含量 含泥量是指天然砂中粒徑小于75m的顆粒含量； 石粉含量是指人工砂中粒徑小于75m的顆粒含量； 泥塊含量是指砂中原粒徑大于1.18mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于600m的顆粒含量。,天然砂的含泥量和泥塊含量(GB/T 146842001),人工砂的石粉含量和泥塊含量(GB/T 146842001),砂中有害物質(zhì)含量（GB/T 146842001）,結(jié)論,砂中有害物含量過(guò)多時(shí)，應(yīng)進(jìn)行清洗或過(guò)篩， 符合要求后方可使用。,2.有害物質(zhì)含量,3.砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配,（1）顆粒級(jí)配,定義：,討論與分析,是指粒徑不同的砂?；ハ啻钆涞那闆r。,結(jié)論,顆粒級(jí)配不良，空隙率較大，則需較多的水泥漿填充。 顆粒級(jí)配良好，空隙率較小，需較少的水泥漿填充。,（2）粗細(xì)程度,定義：,討論與分析,是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的平均粗細(xì)程度。,3.砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配,綜上所述：在拌制混凝土?xí)r，砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配應(yīng)同時(shí)考慮的問(wèn)題。當(dāng)砂中含有較多的粗顆粒，以適當(dāng)?shù)闹蓄w粒及少量的 細(xì)顆粒填充，則既有較小的空隙率又具有較小的總表面積，不僅水泥用量少，而且可提高混凝土的密實(shí)度與強(qiáng)度。,150m,300m,600m,1.18mm,2.36mm,4.75mm,（3）篩分析試驗(yàn)評(píng)定砂的顆粒級(jí)配和粗細(xì)程度,主要儀器： 標(biāo)準(zhǔn)套篩、 搖篩機(jī)、 天平。,3.砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配,試驗(yàn)步驟：,（3）篩分析試驗(yàn)評(píng)定砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配,稱取500g干砂，放于最上一只篩子。,將套篩裝于搖篩機(jī)上，篩析10min。,取下套篩，逐個(gè)進(jìn)行手篩。,稱取各篩的篩余量，進(jìn)行計(jì)算。,粗細(xì)程度的評(píng)定：,（3）篩分析試驗(yàn)評(píng)定砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配,計(jì)算細(xì)度模數(shù) 注意：Ai 在計(jì)算時(shí)不帶 。,評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：,顆粒級(jí)配的評(píng)定： 方法一：用級(jí)配區(qū)評(píng)定； 方法二：用級(jí)配曲線評(píng)定。,（3）篩分析試驗(yàn)評(píng)定砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配,方法一：用級(jí)配區(qū)評(píng)定,建筑用砂的顆粒級(jí)配(GB/T 146842001),評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)： 當(dāng)砂的累計(jì)篩余均處于表中的任何一個(gè)級(jí)配區(qū)中，則顆粒級(jí)配合格，否則級(jí)配 不合格。,級(jí)配曲線,方 法 二 用 級(jí)配曲線評(píng)定,級(jí)配曲線,級(jí)配曲線,篩孔尺寸（mm）,累計(jì)篩余百分率,0.30,0.60,1.18,2.36,4.75,9.50,0.15,80,60,40,20,0,100,堅(jiān)固性指標(biāo)(GB/T 146842001),4.砂的堅(jiān)固性,天然砂的堅(jiān)固性是將試樣在飽和硫酸鈉溶液經(jīng)5次浸漬后，檢驗(yàn)其質(zhì)量損失，以此判定砂的堅(jiān)固性。,（1）天然砂,4.砂的堅(jiān)固性,（2）人工砂,人工砂采用壓碎指標(biāo)試驗(yàn)法進(jìn)行檢測(cè)。,各粒級(jí)試樣質(zhì)量損失百分率Pi 式中：Pi各粒級(jí)試樣質(zhì)量損失百分率(%)； G1各粒級(jí)試樣試驗(yàn)前的質(zhì)量(g)； G2各粒級(jí)試樣試驗(yàn)后的篩余量(g)。,壓碎指標(biāo)(GB/T 146842001),（2）人工砂,(一)定義: 粒徑在4.75mm的巖石顆粒。粗骨料常用碎石和卵石兩種。,三、粗骨料,三、粗骨料,卵石、碎石按技術(shù)要求分為、類。 類宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土； 類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他 要求的混凝土； 類宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30混凝土。,(二)技術(shù)要求,1.含泥量、泥塊含量及有害物含量 含泥量是指粒徑小于75m的顆粒含量； 泥塊含量是指粒徑大于4.75mm，經(jīng)水洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。 有害物含量指有機(jī)物、硫化物、硫酸鹽等，且不得混有草根、樹(shù)葉等雜物。,道理同 砂子,2.強(qiáng)度,（1）巖石立方體抗壓強(qiáng)度,巖石抗壓強(qiáng)度是將母巖制成50mm50mm50mm立方體試件，在水飽和狀態(tài)下測(cè)定其極限抗壓強(qiáng)度值。,（2）壓碎指標(biāo)值,式中： Qc壓碎指標(biāo)值 ； G1試樣的質(zhì)量 ，g； G2壓碎后的篩余量，g。,碎石、卵石的壓碎指標(biāo),3.顆粒形狀及表面特征,顆粒形狀以三維長(zhǎng)度相等（接近立方體或球形）為好。 針狀顆粒是指顆粒長(zhǎng)度大于該顆粒所屬粒級(jí)的平均粒徑2.4倍者； 片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。 針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會(huì)增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強(qiáng)度降低。,（1）顆粒形狀,針片狀顆粒易折斷，且會(huì)增大骨料的空隙率和總表面積，使混凝土拌合物的和易性、強(qiáng)度、耐久性降低。,針片狀顆粒含量(GB/T 146852001),（2）表面特征,碎石表面粗糙且多棱角，與水泥漿粘結(jié)力強(qiáng)； 卵石表面光滑少棱角，與水泥漿粘結(jié)能力差。,4.粗骨料的最大粒徑與顆粒級(jí)配,為減少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的強(qiáng)度，粗骨料也要求有良好的顆粒級(jí)配。 粗骨料的顆粒級(jí)配有連續(xù)粒級(jí)與單粒級(jí)兩種。 連續(xù)級(jí)配是石子由小到大連續(xù)分級(jí)，且相鄰粒徑比值小于2； 單粒級(jí)是從1/2最大粒徑到最大粒徑，粒徑大小差別小，一般不單獨(dú)使用。,（1）顆粒級(jí)配,粗骨料的顆粒級(jí)配,（2）最大粒徑,粗骨料公稱粒級(jí)的上限稱為該粒級(jí)的最大粒級(jí)的最大粒徑。 從結(jié)構(gòu)上考慮,b為結(jié)構(gòu)截面最小尺寸,L為鋼筋最小凈間距；,H為實(shí)心板厚；,從施工上考慮,當(dāng)最大粒徑小于80mm時(shí)，水泥用量隨最大粒徑減小而增加，當(dāng)大于150mm后，節(jié)約水泥的效果卻不明顯。,卵石,碎石,高層建筑,超高層建筑,從經(jīng)濟(jì)上考慮,工程實(shí)例分析,四、拌合用水,凡符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水，均可拌制各種混凝土 海水可拌制素混凝土，但不宜拌制有飾面要求的素混凝土 某些污染嚴(yán)重的河道或池塘水，一般不得用于拌制混凝土。,第三節(jié) 混凝土拌合物的技術(shù)性質(zhì),一、和易性（工作性）的概念,和易性是指混凝土拌合物便于施工操作，能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)均勻、成型密實(shí)的性能。 和易性主要包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性：,和易性,粘聚性,保水性,流動(dòng)性,易達(dá)結(jié)構(gòu)均勻,易成型密實(shí),好,好,保證混凝土硬化后的質(zhì)量,流動(dòng)性：在本身自重或施工機(jī)械振搗作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)并且均勻密實(shí)地填滿模板的性能。 粘聚性：各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運(yùn)輸和澆注過(guò)程中不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)象的性質(zhì)。 保水性：具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過(guò)程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。,二、和易性的評(píng)定,定量測(cè)定拌合物的流動(dòng)性、輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性、和易性、保水性。,1.坍落度法 測(cè)定混凝土拌合物在自重作用下產(chǎn)生的變形值坍落度（單位mm）。 適用范圍： 集料最大粒徑不大于40mm； 坍落度值不小于10mm的低塑性、塑性、流動(dòng)性大混凝土,粘聚性通過(guò)觀察坍落度測(cè)試后混凝土所保持的形狀，或側(cè)面用搗棒敲擊后的形狀判定，如圖所示。當(dāng)坍落度筒一提起即出現(xiàn)圖中（c）或（d）形狀，表示粘聚性不良；敲擊后出現(xiàn)（b）狀，則粘聚性好；敲擊后出現(xiàn)（c）狀，則粘聚性欠佳；敲擊后出現(xiàn)（d）狀，則粘聚性不良。 保水性是以水或稀漿從底部析出的量大小評(píng)定（見(jiàn)圖b）。析出量大，保水性差，嚴(yán)重時(shí)粗骨料表面稀漿流失而裸露。析出量小則保水性好。,2.維勃稠度法 維勃稠度法在坍落度筒提起后，施加一個(gè)振動(dòng)外力，測(cè)試混凝土在外力作用下完全填滿面板所需時(shí)間（秒）代表混凝土流動(dòng)性。時(shí)間越短，流動(dòng)性越好；時(shí)間越長(zhǎng)，流動(dòng)性越差。 適用范圍 粗骨料最大粒徑不大于40mm； 坍落度小于10mm，維勃稠度在5s30s之間的干硬性混凝土。,三、混凝土施工時(shí)坍落度的選擇,構(gòu)件截面尺寸大小 截面尺寸大，易于振搗成型， 坍落度適當(dāng)選小些，反之亦然。 鋼筋疏密 鋼筋較密，則坍落度選大些。 搗實(shí)方式 人工搗實(shí)，則坍落度選大些。 機(jī)械振搗則選小些。,運(yùn)輸距離 從攪拌機(jī)出口至澆搗現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，途中坍落度損失，坍落度宜適當(dāng)選大些。 氣候條件 氣溫高、空氣相對(duì)濕度小時(shí)，因水泥水化速度加快及水份揮發(fā)加速，坍落度損失大，宜選大些。,四、影響和易性的因素,1 單位用水量 2 水灰比 3 砂率 4 水泥品種及細(xì)度 5 骨料的品種和粗細(xì)程度 6 外加劑 7 時(shí)間、氣候條件,1 單位用水量 單位用水量是混凝土流動(dòng)性的決定因素。用水量增大，流動(dòng)性隨之增大。但用水量大帶來(lái)的不利影響是保水性和粘聚性變差，易產(chǎn)生泌水分層離析，從而影響混凝土的勻質(zhì)性、強(qiáng)度和耐久性。 大量的實(shí)驗(yàn)研究證明在原材料品質(zhì)一定的條件下，單位用水量一旦選定，單位水泥用量增減50100kg/m3，混凝土的流動(dòng)性基本保持不變，這一規(guī)律稱為固定用水量定則。,2 水灰比 水灰比即水用量與水泥用量之比。 水灰比增大，用水量增大帶來(lái)的是嚴(yán)重降低混凝土的保水性，增大泌水，同時(shí)使粘聚性也下降。 但水灰比也不宜太小，否則因流動(dòng)性過(guò)低影響混凝土振搗密實(shí)，易產(chǎn)生麻面和空洞。 合理的水灰比是混凝土拌合物流動(dòng)性、保水性和粘聚性的良好保證。,3 砂率 砂率是指砂子占砂石總重量的百分率，表達(dá)式為：,砂率； S砂子用量（kg）； G石子用量（kg）。,砂率對(duì)和易性的影響非常顯著主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）對(duì)流動(dòng)性的影響 （2）對(duì)粘聚性和保水性的影響 （3）合理砂率的確定,4 水泥品種及細(xì)度 水泥品種不同時(shí)，達(dá)到相同流動(dòng)性的需水量往往不同，從而影響混凝土流動(dòng)性。另一方面，不同水泥品種對(duì)水的吸附作用往往不等，從而影響混凝土的保水性和粘聚性。如火山灰水泥、比普通水泥小。在流動(dòng)性相同的情況下，礦渣水泥的保水性能較差，粘聚性也較差。 同品種水泥越細(xì)，流動(dòng)性越差，但粘聚性和保水性越好。,6 骨料的品種和粗細(xì)程度 卵石表面光滑，碎石粗糙且多棱角，因此卵石配制的混凝土流動(dòng)性較好，但粘聚性和保水性則相對(duì)較差。河砂與山砂的差異與上述相似。對(duì)級(jí)配符合要求的砂石料來(lái)說(shuō)，粗骨料粒徑越大，砂子的細(xì)度模數(shù)越大，則流動(dòng)性越大，但粘聚性和保水性有所下