混凝土基礎(chǔ)知識

1、混凝土基礎(chǔ)知識混凝土的歷史可以追溯到古老的年代。 其所用的膠凝材料為粘土、石灰、石 膏、火山灰等。自19世紀(jì)20年代出現(xiàn)了波特蘭水泥后，由于用它配制成的混 凝土具有工程所需要的強(qiáng)度和耐久性， 而且原料易得，造價較低，特別是能耗較 低，因而用途極為廣泛。1861年鋼筋混凝土得到了第一次的應(yīng)用，首先建造的 是水壩、管道和樓板。1875年，法國的一位園藝師蒙耶（18281906年）建 成了世界上第一座鋼筋混凝土橋。20世紀(jì)初，有人發(fā)表了水灰比等學(xué)說，初步奠定了混凝土強(qiáng)度的理論基礎(chǔ)。 以后，相繼出現(xiàn)了輕集料混凝土、加氣混凝土及其他混凝土，各種混凝土外加劑 也開始使用。60年代以來，廣泛應(yīng)用減水劑，并出

2、現(xiàn)了高效減水劑和相應(yīng)的流 態(tài)混凝土；高分子材料進(jìn)入混凝土材料領(lǐng)域，出現(xiàn)了聚合物混凝土；多種纖維被 用于分散配筋的纖維混凝土?，F(xiàn)代測試技術(shù)也越來越多地應(yīng)用于混凝土材料科學(xué) 的研究。第一章混凝土一、混凝土 ：是由膠凝材料、狀粒材料、水及其他外加劑按照適量的比例配制而成的一種建筑材料二、普通混凝土 ：以水泥為膠凝材料,砂子和石子為骨料,以及根據(jù)需要摻入的外加劑、 礦物 摻合料等組分按一定比例,經(jīng)加水?dāng)嚢?、澆筑成型、凝結(jié)固化成具有一定強(qiáng)度的“人工石材”，也就是水泥混凝土，“混凝土”一詞通?？珊喿鳌绊拧?，英文“ Concrete ”。三、混凝土的分類：(1) 按表觀密度分類 混凝土按表觀密度大小不同可分

3、為三類： 重混凝土 它是指干表觀密度大于 2600kg m 的混凝土，通常是采用高 密度集料 (如重晶石、鐵礦石、鋼屑等 )或同時采用重水泥 (如鋇水泥、鍶水泥等 ) 制成的混凝土。 因為它主要用作核能工程的輻射屏蔽結(jié)構(gòu)材料， 又稱為防輻射混 凝土。 普通混凝土 它是指干表觀密度為20002600kg /m的混凝土，通常是 以常用水泥為膠凝材料， 且以天然砂、 石為集料配制而成的混凝土。 它是目前土 木工程中最常用的水泥混凝土。 輕混凝土 它是指干表觀密度小于 1950ks 的混凝土，通常是采用陶粒等 輕質(zhì)多孔的集料， 或者不用集料而摻人加氣劑或泡沫劑等而形成多孔結(jié)構(gòu)的混凝 土。根據(jù)其性能與用

4、途的不同又可分為結(jié)構(gòu)用輕混凝土、 保溫用輕混凝土和結(jié)構(gòu) 保溫輕混凝土等。(2)按用途分類 按混凝土在工程中的用途不同可分為結(jié)構(gòu)混凝土、 水工混凝土、海洋混凝土、 道路混凝上、防水混凝土、補(bǔ)償收縮混凝土、裝飾混凝土、耐熱混凝土、耐酸混 凝土、防輻射混凝土等。(3) 按強(qiáng)度等級分類 按混凝土的抗壓強(qiáng)度可分為低強(qiáng)混凝土、中強(qiáng)混凝土、 高強(qiáng)混凝土及超高強(qiáng)混凝土等。(4) 按生產(chǎn)和施工方法分類 按棍凝土的生產(chǎn)和施工方法不同可分為預(yù)拌 (商 品 )混凝土、泵送混凝土、噴射混凝土、壓力灌漿混凝土 (預(yù)填骨料混凝土 )、擠壓 混凝土、離心混凝土、真空吸水混凝土、碾壓混凝土等。此外，按每立方米混凝土中水泥用量(

5、C)分為貧混凝土(Cwi70kg /m)和富 凝土(C230kg /m)。另外，還有摻加其他輔助材料的特種混凝土，如粉煤灰混凝土、纖維棍凝土、硅灰混凝土、磨細(xì)高爐礦渣混凝土、硅酸鹽混凝土等。四、混凝土的特點優(yōu)點? 原材料來源豐富? 施工方便? 性能可根據(jù)需要設(shè)計調(diào)整? 抗壓強(qiáng)度高? 耐久性好缺點? 自重大? 抗拉強(qiáng)度低，抗裂性差? 收縮變形大五、混凝土的性質(zhì)混凝土原材料加水拌合后形成混凝土拌合物， 其具有一定得流動性、 粘聚性 和可塑性。隨著時間的推移，膠凝材料的反應(yīng)不斷進(jìn)行，水化產(chǎn)物不斷增加，形 成凝聚結(jié)構(gòu)。 此時混凝土開始凝結(jié)硬化， 逐漸失去流動性和可塑性， 最終形成具 有一定強(qiáng)度的水泥石

6、， 凝結(jié)硬化以前的混凝土拌合物稱為新拌混凝土， 凝結(jié)硬化 以后的混凝土稱為硬化混凝土。 新拌混凝土是在攪拌站形成的， 并一直保持到提 供給用戶以后， 因此，新拌混凝土的性能主要是由攪拌站控制的 (主要控制其工 作性等指標(biāo))；硬化混凝土則是在用戶處形成的，并經(jīng)過一系列的操作過程，這 些操作過程對硬化混凝土的性能會產(chǎn)生非常大的影響， 因此，硬化混凝土的性能 則受混凝土攪拌站和施工單位雙方控制。六、普通混凝土的基本要求1、滿足便于攪拌、運輸和澆搗密實的施工和易性；2、滿足設(shè)計要求的強(qiáng)度等級3、滿足工程所處環(huán)境條件所必需的耐久性；4、經(jīng)濟(jì)合理 普通混凝土是由水泥、砂、石、水、摻合料和外加劑等材料組成的

7、。第二章 混凝土的組成材料一、水泥凡細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后，可成為塑 性漿體，既能在空氣中硬化， 又能在水中硬化， 并能將砂、 石等材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料， 通 稱水泥。按用途及性能分為三大類： 通用水泥。用于一般土木建筑工程，如硅酸鹽水泥（以硅酸鈣為主要礦物 組成的水泥的統(tǒng)稱，國際上統(tǒng)稱為波特蘭水泥，包括普通硅酸鹽水泥，礦渣、火 山灰質(zhì)、粉煤灰、混合硅酸鹽水泥等） 。 專用水泥。用于某種專用工程，如油井水泥、型砂水泥等。 特種水泥。 用于對混凝土某些性能有特殊要求的工程， 如快硬水泥、 水工 水泥、抗硫酸鹽水泥、膨脹水泥、自應(yīng)力水泥等。水泥的性能必須符合國家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定的細(xì)度

8、、凝結(jié)時間、安定性、強(qiáng)度、比重、水化熱、抗?jié)B性、抗凍性、脹縮 性、耐熱性和耐蝕性等指標(biāo)。硅酸鹽水泥：凡是由硅酸鹽為主要成份的熟料、適量石膏、070%的不同品種 的混合材料，磨細(xì)制得的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽系列水泥。硅酸鹽水泥熟料化學(xué)組成： CaO、SiO2、AI2O3、Fe2O3。二、粉煤灰粉煤灰是從燃煤熱電廠煙道氣體中收集的一種粉狀材料，以SiO2和AI2O3為主要成分，含有少量Fe2O3、CaO。粉煤灰根據(jù)各項技術(shù)指標(biāo)，分為I、U、 川三級，相對來說，其中I級粉煤灰的性能最優(yōu)。在混凝土中摻加粉煤灰使混凝土的性能得到以下幾個方面的改善：1、可以提高混凝土的后期強(qiáng)度；2、在混凝土的用水量不

9、變的情況下，可以起到顯著改善混凝土拌合物和易性 的效應(yīng)，增加流動性和粘聚性，還可降低水化熱；3、若保持混凝土拌合物原有的和易性不變， 則可減少用水量，起到減水的效 果，從而提高混凝土的密實度和強(qiáng)度，增強(qiáng)耐久性。三、礦粉磨細(xì)礦渣（即通常所說的礦粉）是指在高爐煉鐵過程中排出的非金屬礦物熔 渣，通過粉磨所得到的一種粉狀材料，主要化學(xué)組成為CaO、SiO2、AI2O3， 在混凝土中摻加磨細(xì)礦渣使混凝土的性能得到以下幾個方面的改善：1、降低了混凝土的水化熱；2、可提高混凝土的耐久性，改善混凝土的抗?jié)B性能；3、具有物理輔助減水效果；4、有利于提高混凝土的后期強(qiáng)度；5、改善坍落度損失四、骨料骨料（也稱集料）

10、總體積占混凝土體積的6080 %，根據(jù)粒徑大小分為粗 骨料（粒徑4.75mm ）和細(xì)骨料（粒徑為 0.154.75mm ）。五、外加劑減水劑是最常用的一類化學(xué)外加劑，在混凝土中使用減水劑主要有以下幾 個作用：1、在保持用水量不變的情況下，改善新拌混凝土的工作度，提高流動性：2、在保持新拌混凝土工作度不變的情況下，減少用水量，以提高混凝土的 強(qiáng)度；3、在保持新拌混凝土一定強(qiáng)度前提情況下，減少水泥用量，以改善硬化混 凝土的體積穩(wěn)定性，提高抗裂性；4、改善新拌混凝土的可泵性，提高施工速度。六、拌合用水1 、水是膠凝材料水化反應(yīng)的反應(yīng)物2、水是混凝土流動性的調(diào)節(jié)組分3、水是各組分運動的載體4、水是產(chǎn)生

11、膨脹的源泉第三章 混凝土的和易性一、普通混凝土的和易性和易性淀注分L需” 卩 1 ”工 TJ-J “在本境自重或施工機(jī) 械振搗作用下，能產(chǎn) 生流動并且均勻密實 地填滿模板的性能4粘聚性st具有一定的保持 內(nèi)部水分的能 力，莊施_L過程、 中不致發(fā)生逬水 海隊的性貳/保水性易達(dá)結(jié)構(gòu)均勻：新拌混凝土的和易性，也稱工作性，是指拌合物易于攪拌、運輸、澆搗成 型，并獲得質(zhì)量均勻密實的混凝土的一項綜合技術(shù)性能。二、和易性的測定方法通常是以測定拌合物的流動性來評定和易性， 而粘聚性和保水性主要通過觀 察的方法進(jìn)行評定。目前，最常用的方法為坍落度法 。三、離析和泌水離 析：指混合料各組分分離，造成不均勻和失去

12、連續(xù)性的現(xiàn)象。混凝土中顆粒運動公式：V顆粒=2r顆粒2g（ p顆粒-p液）/9 n液結(jié)論：顆粒的運動速度與顆粒粒徑的平方及顆粒與液體的密度差成正比；與液體的粘度成反比三個層次的分離：泌水、浮漿、粗骨料離析。四、影響混凝土和易性的主要因素1、單位用水量單位用水量是混凝土流動性的決定因素。 用水量增大， 流動性隨之增大， 但 用水量大帶來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。2、漿骨比漿骨比指水泥漿用量與砂石用量之比值。3、水膠比水膠比即水用量與膠凝材料用量之4、砂率砂率是指砂用量與砂、石總用量的質(zhì)量百分比。5、水泥品種及細(xì)度6、骨料的品種

13、和粗細(xì)程度7、外加劑一般來說，混凝土的流動度隨著減水劑用量的增加而增大， 但每種減水劑都 有一個最佳摻量， 減水劑的作用在此時達(dá)到極限， 繼續(xù)增大摻量， 流動度不再增 大，甚至還有可能減小。 所以要通過試驗來確定最佳摻量， 不可盲目地超量使用 減水劑。8、時間、氣候條件五、混凝土和易性調(diào)整原則1、當(dāng)混凝土流動性小于設(shè)計要求時，為了保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性，不 能單獨加水，必須保持水灰比不變，增加水泥漿用量。但水泥漿用量過多，則混 凝土成本提高， 且將增大混凝土的收縮和水化熱等。 混凝土的粘聚性和保水性也 可能下降2、當(dāng)坍落度大于設(shè)計要求時， 可在保持砂率不變的前提下， 增加砂石用量 實際上相當(dāng)

14、于減少水泥漿數(shù)量。3、改善骨料級配，既可增加混凝土流動性，也能改善粘聚性和保水性。但 骨料占混凝土用量的 75% 左右，實際操作難度往往較大。4、摻減水劑或引氣劑，是改善混凝土和易性的最有效措施。5、盡可能選用最優(yōu)砂率。當(dāng)粘聚性不足時可適當(dāng)增大砂率六、新拌混凝土的凝結(jié)時間初凝：指混凝土加水至失去塑性所經(jīng)歷的時間， 亦即表示施工操作的時間極 限。終凝：指混凝土加水到產(chǎn)生強(qiáng)度所經(jīng)歷時間。 初凝時間希望適當(dāng)長， 以便于 施工操作；終凝與初凝的時間差則越短越好?；?凝土初凝時間一般在 2-4h ，加 了緩凝劑可以達(dá)到 6-8h ；一般商品混凝土終凝時間控制要求在 12-16h 。這是 最保守的設(shè)計時間

15、七、新拌混凝土的坍落度損失 新拌混凝土的流動性隨著時間的變化而逐漸降低， 這是混凝土水化硬化的必 然過程，普通商品混凝土的流動性指標(biāo)用坍落度來評價， 因此，也常用坍落度損 失來表征商品混凝土流動性依時性變化。混凝土坍落度損失原因1、外加劑作用的減退；2、混凝土中自由水的損失；3、混凝土含氣量的降低；4、較多水化產(chǎn)物的形成減小新拌混凝土坍落度損失的措施1、選擇相適應(yīng)的膠凝材料-外加劑體系；2、延緩膠凝材料的水化3、對骨料進(jìn)行預(yù)濕處理；4、增強(qiáng)混凝土的保水能力；5、控制混凝土中不穩(wěn)定氣泡的含量；6、摻入一定數(shù)量的礦物外加劑。第四章硬化混凝土的性能、強(qiáng)度1、抗壓強(qiáng)度是硬化混凝土性能的主要指標(biāo)， 是指

16、按照國家標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土力學(xué)性能試驗方法規(guī)定，將混凝土拌合物制作邊長為150mm 的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度 20 2 C,相對濕度95 %以上）下，養(yǎng)護(hù)到 28d齡期，測得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度（簡稱立方體抗壓強(qiáng)度）。2、普通混凝土劃分為十二個強(qiáng)度等級：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 ； 一般把 C60 及以上的混凝 土稱為高強(qiáng)混凝土。影響的強(qiáng)度因素1、水泥強(qiáng)度和水灰比2、骨料的影響3、齡期齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時間4、養(yǎng)護(hù)條件混凝土的養(yǎng)護(hù)條件主要指所處的環(huán)境溫度和濕度。二、混凝土強(qiáng)度試件制作

17、及養(yǎng)護(hù)要求1、按照標(biāo)準(zhǔn)要求對出場前的砼取樣；2、對取來的砼拌合均勻；3、按照標(biāo)準(zhǔn)要求采取成型方式：人工插搗或振動臺振實成型；4、在20 5 C的條件下靜止2448小時；5、拆模后立即放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)或同條件養(yǎng)護(hù)。三、變形性能1 、化學(xué)收縮2、濕脹干縮3 、溫度變形4、徐變：混凝土在恒定荷載長期作用下，隨時間增長而沿受力方向增加的非彈性變 形，稱為混凝土的徐變。四、耐久性1、抗?jié)B性2、抗凍性3、抗侵蝕性4、堿骨料反應(yīng)第五章 混凝土的質(zhì)量波動原材料的質(zhì)量波動1、砂細(xì)度模數(shù)和級配的波動；2、粗骨料最大粒徑和級配的波動；3、骨料含泥量的波動；4、骨料含水量的波動；5、膠凝材料質(zhì)量的波動；6、外加劑質(zhì)

18、量的波動（如液體材料的含固量、減水劑的減水率等） 。 、施工養(yǎng)護(hù)引起的質(zhì)量波動混凝土的質(zhì)量波動與施工養(yǎng)護(hù)有著十分緊密的關(guān)系。如1、混凝土攪拌時間長短；2. 計量時未根據(jù)砂石含水量變動及時調(diào)整配合比；3. 運輸時間過長引起分層、析水；4. 振搗時間過長或不足；5. 澆水養(yǎng)護(hù)時間， 或者未能根據(jù)氣溫和濕度變化及時調(diào)整保溫保濕措施等等。 、試驗條件變化引起的質(zhì)量波動試驗條件的變化主要指：1、取樣代表性；2、成型質(zhì)量（特別是不同人員操作時） ；3、試件的養(yǎng)護(hù)條件變化；4、試驗機(jī)自身誤差；5、試驗人員操作的熟練程度等。第六章 普通混凝土的質(zhì)量控制、了解和把握工程需求信息1、混凝土的強(qiáng)度等級；2、混凝土的

19、工作性要求；3、混凝土的抗?jié)B、抗裂性；4、混凝土的耐久性；5、施工部位、結(jié)構(gòu)及工藝要求；6、天氣狀況。二、對進(jìn)場原材料的質(zhì)量控制1、進(jìn)場骨料檢測測含泥量、顆粒級配等指標(biāo)2、進(jìn)場膠凝材料按批次取樣，檢測強(qiáng)度、活性、適應(yīng)性等指標(biāo)；3、進(jìn)場減水劑固含量、減水率及適應(yīng)性等4、進(jìn)場其他材料的復(fù)檢。三、 生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制1、掌握設(shè)備計量狀態(tài)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；2、根據(jù)施工部位的要求及材料性能狀況，出具合理的施工配合比；3、按照施工配合比開盤生產(chǎn)；4、混凝土出場前抽樣檢測是否滿足設(shè)計要求；5、混凝土入泵前工作性監(jiān)測；6、澆注成型后的混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。第七章 混凝土試塊制作一、做好混凝土試塊的重要性混凝土試塊制作的好壞， 在某種意義上講， 決定著一個工程能否順利移交給業(yè)主單位。 現(xiàn)在的項目都是采用預(yù)拌混凝土， 相對自拌混凝土來說， 質(zhì)量的可靠性大大提高。如果制作的混凝土試塊不合格（偏低或過高都不符合要求），將要進(jìn)行回彈或鉆芯取樣。如果回彈或鉆芯取樣結(jié)果滿足要求，一則 浪費金錢， 二則需要花費很大的精力去處理這樣的事情， 給工作帶來很大的 壓力。因此，做好混凝土試塊也就變的尤為重要。、制作混凝土試塊的基本操作程序通過認(rèn)真學(xué)習(xí)預(yù)拌混凝土、混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗收規(guī)范、普通混凝土力學(xué)性能試