普通混凝土組成及各組分作用

1、第五章*26.普通混凝土組成及各組分作用混凝土按照表現(xiàn)密度大小分為三類:輕混凝土 (p0<2000kg/m3,普通混凝土 (p0 為 20002800kg/m3,重混凝土(p0>2800kg/m3普通混凝土 (簡稱混凝土由水泥 ,砂,石和水組成。在混凝土中 ,砂,石起骨架作用。硬化前 ,水泥漿起潤滑作用 ,賦予混凝土拌合物一定流動(dòng)性 ,便于施工操作。水泥漿硬化后 ,則將砂 ,石骨料膠結(jié)成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體 ,起膠結(jié)作用。砂 ,石一般不參與水泥和水的化學(xué)反應(yīng) ,主要作用是節(jié)約水泥 ,承擔(dān)荷載 ,限制硬化水泥的收縮。 (外加劑 ,摻和料起節(jié)約水泥和改善混凝土性能的作用。27.砂的質(zhì)量評定

2、(級(jí)配*(1 顆粒形狀及表面特性河砂 ,海砂顆粒多呈圓形 ,與水泥膠結(jié)較山砂差。山砂顆粒多具有棱角 ,與水泥膠結(jié)較好。因此 ,山砂拌制的混凝土較河沙 ,海沙差 ,但張度較高。(2 砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配砂越細(xì) ,砂的總表面積越大 ,則在混凝土中需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。砂的顆粒級(jí)配即表示砂大小顆粒的搭配情況?；炷林猩傲？障队伤嗵畛?, 為達(dá)到節(jié)約水泥和提高強(qiáng)度的目的 ,尤應(yīng)盡量減小砂粒之間的空隙。砂的粗細(xì)程度指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮目傮w的粗細(xì)程度。評定砂的質(zhì)量應(yīng)同時(shí)考慮砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配。當(dāng)砂中含有較多的粗糙徑砂 ,并以適當(dāng)?shù)闹辛缴凹吧倭考?xì)粒徑砂填充其空隙 ,則可達(dá)空隙率

3、及總表面均較小 , 這樣可節(jié)約水泥用量 ,提高混凝土的密實(shí)性與強(qiáng)度。砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配,常采用篩分析法進(jìn)行測定。用細(xì)度模數(shù)(Mx 判斷砂的粗細(xì) ,用級(jí)配區(qū)表示砂的顆粒級(jí)配。Mx=_(A2+A3+A4+A5+A6-5A1_100-A1細(xì)度模數(shù)越大 ,表示砂越粗 ,3.73.1為粗砂 ;3.02.3 為中砂 ;2.21.6 為細(xì)砂 ;1.50.7特細(xì)砂。砂的級(jí)配好 ,空隙率越低。28.粗骨料 - 石子及相關(guān)性質(zhì) (>5mm 課本 59(題(1 堿骨料反應(yīng) (危害當(dāng)骨料中有活性 SiO2 時(shí) ,可能引起堿骨料反應(yīng) ,必須進(jìn)行專門的檢驗(yàn)。堿骨料反應(yīng) :指水泥中的堿與混凝土中的活性骨料 (活性

4、 SiO2 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這種反應(yīng)生成堿 硅酸凝膠 ,吸水后產(chǎn)生較大的體積膨脹 ,引起混凝土裂縫 ,甚至破壞。引起堿骨料反應(yīng)的必要條件 :水泥超過安全含堿量 (0.6%;使用了活性骨料 ;有水存在。(2 強(qiáng)度碎石或卵石的強(qiáng)度 ,可用巖石立方體強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)兩種方法表示。(3 最大粒徑與顆粒級(jí)配* 最大粒徑國標(biāo)規(guī)定 :粗骨料最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的4 分之 1;同時(shí)不得超過鋼筋間最小凈距的4 分之 3.顆粒級(jí)配石子的顆粒級(jí)配 ,是指石子各級(jí)粒徑大小顆粒分布情況。石子的級(jí)配有兩種類型 ,即連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配。問題 :盡量用大的 節(jié)約水泥 ;好的級(jí)配 ,使其表面積小 (對于石子的級(jí)配應(yīng)當(dāng)作

5、一個(gè)問題 29.混凝土拌合物的和易性(1 和易性的概念和易性 (工作性是指混凝土拌合物易于施工操作 (拌和 ,運(yùn)輸 ,澆灌 ,搗實(shí)并能獲得質(zhì)量均勻 ,成型密實(shí)的性能。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì),包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性3 方面含義。(2 和易性的檢測通常在工地和實(shí)驗(yàn)室測定的是混凝土拌合物的流動(dòng)性 ,并輔認(rèn)真觀經(jīng)驗(yàn)評定粘聚性和保水性。流動(dòng)性測定方法常用的有塌落度(塌落度 10mm的拌合物試驗(yàn)和維勃稠度試驗(yàn)(塌落度小于 10mm 的混凝土拌合物(3 影響和易性的主要因素材料品種與用量 (水泥品種和細(xì)度 ,水泥漿數(shù)量 ,水灰比 ,砂率 ,外加劑環(huán)境溫度與濕度 (的影響、工藝對和易性影響。30.砂率

6、及合理砂率的概念(1 砂率 :指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。(2 合理砂率 :指用水量及水泥用量一定時(shí),能使混凝土拌合物獲得最大流動(dòng)性,且粘聚性及保水性良好的砂率值。砂率過大或過小對混凝土拌合物的影響:(題 P43砂率過大時(shí) ,骨料的總表面積及空隙率都會(huì)增大 ,在水泥漿含量不變的情況下 ,相對地水泥漿顯得少了 ,減弱了水泥漿的潤滑作用 ,而使混凝土拌合物的流動(dòng)性減小 ;砂率過小 ,又不能保證在粗骨料之間有足夠的砂漿層 ,也會(huì)降低混凝土拌合物的流動(dòng)性 , 而且會(huì)嚴(yán)重影響其粘聚性和保水性 ,容易造成離析、流漿等現(xiàn)象?？梢?,當(dāng)采用合理砂率時(shí) ,能使混凝土拌合物獲得最大的流動(dòng)性且能保持良

7、好的粘聚性和保水性 ,而水泥用量最少。31.混凝土的強(qiáng)度(1 混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度以邊長為 150mm 的立方體試件為標(biāo)準(zhǔn)試件 ,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) (20 加減 1 攝氏度 ,相對濕度 90%28d,測定其抗壓強(qiáng)度來確定。若采用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試件 ,則將測定結(jié)果乘以換算系數(shù) ,對于 100mm 立方體試件 ,乘以換算系數(shù) 0.95,對于邊長 200mm 的立方體試件 ,換算系數(shù)為 1.05.(2 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與強(qiáng)度等級(jí)指具有 95%強(qiáng)度保證率的標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度值?；炷翉?qiáng)度等級(jí)按混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度來劃分。普通混凝土劃分為十二個(gè)等級(jí) ,用符號(hào) C 表示。32.影響混凝土強(qiáng)度的因素

8、水灰比和水泥強(qiáng)度等級(jí) ;骨料的種類、質(zhì)量及數(shù)量;濕度與溫度的影響 ;齡期 (養(yǎng)護(hù)時(shí)間 ;試件尺寸、形狀及加荷速度。(1 水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比 (主要因素混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥石的強(qiáng)度及其與骨料間的粘結(jié)力 ,而水泥石的強(qiáng)度及其與骨料的粘結(jié)力又取決于水泥強(qiáng)度等級(jí)及水灰比的大小。因此水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比是影響混凝土強(qiáng)度最主要因素。強(qiáng)度不夠時(shí) ,應(yīng)調(diào)整水灰比 ,流動(dòng)性不夠時(shí) , 應(yīng)調(diào)整砂率。保羅米 混凝土強(qiáng)度關(guān)系式 :Fcu28=Afce(c/w-B式中 :fcu28-28d 齡期立方體抗壓強(qiáng)度 ,MPaFce-水泥實(shí)際強(qiáng)度 ,可測或按 fce=1.13*fcb(取 kc=1.13 計(jì)算 ;Fcb

9、 -水泥強(qiáng)度等級(jí) ,Mpac/w- 水灰比AB- 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) ,碎石 :A=0.46,B=0.07; 卵石 :A=0.48,B=0.33*(2 濕度混凝土常用的養(yǎng)護(hù)方式有:自然養(yǎng)護(hù) ;標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) (20 加減 1 攝氏度 ,相對濕度為90%蒸汽養(yǎng)護(hù) (80100 攝氏度 ,相對濕度 90%;蒸壓養(yǎng)護(hù) (大于 100 攝氏度 ,90%,壓力大于一個(gè)大氣壓*(3 試件尺寸 ,形狀及加荷速度試件尺寸越小 ,側(cè)得強(qiáng)偏高 ,尺寸越大 ,測得的強(qiáng)度偏低 ;棱柱體試件低于同截面的立方體強(qiáng)度 ;加荷速度快 ,測得強(qiáng)度值偏大。*33.混凝土變形性能化學(xué)收縮 (不能恢復(fù) ,濕脹干縮變形 (可部分恢復(fù)、溫度變形,荷載作

10、用下的變形(彈性變形 ,塑性變形 ,前三者為非荷載作用下的變形。34.混凝土的徐變 (P86混凝土是一種強(qiáng)塑性體 ,受力后可彈性變形 ,又可塑形變形。(1 徐變的概念混凝土在長期荷載作用下隨時(shí)間的延長而增加變形稱為徐變?；炷脸惺荛L期荷載作用 ,其變形會(huì)隨著時(shí)間不斷增長 ,即荷載不變 ,變形仍隨時(shí)間延長而增大 ,一般要延續(xù) 23 年才逐漸穩(wěn)定。(2 徐變對不同混凝土的影響(題:P46對鋼筋混凝土構(gòu)件 ,能消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中 ,使應(yīng)力較均勻地重新分布。對于大體積混凝土 ,可消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞力。但對于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) ,徐變使鋼筋的預(yù)應(yīng)力受到損失 ,從而降低結(jié)構(gòu)的承載

11、能力。35.混凝土的耐久性(1 耐久性概念把混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持良好的使用性能和外觀完全整性 ,從而維持混凝土結(jié)構(gòu)安全 ,正常使用的能力稱為耐久性?；炷恋哪途眯灾饕剐?,抗凍 ,抗化學(xué)腐蝕及預(yù)防堿骨科反映等。其中 ,混凝土的抗修 ,抗凍 ,抗侵蝕性與其內(nèi)部孔隙特征密切相關(guān)。如摻入引氣劑 ,使封閉孔數(shù)量增加 ,可增高混凝土的抗凍性。(2 混凝土的碳化 (由表及里即空氣中 CO2 與水泥石中 Ca(OH2 在有水條件下發(fā)生化學(xué)作用 ,生成 CaCO3和水 ,碳化作用對混凝土的影響 :碳化作用使混凝土的碳度降低,減弱了對鋼筋的保護(hù)作用。碳化作用還會(huì)引起混凝土收縮(碳化收縮。容易使

12、混凝土表面產(chǎn)生微細(xì)裂縫。36.混凝土外加劑 (摻量小于等于 5%(1 減水劑混凝土減水劑是指保持混凝土稠度不變的條件下,具有減水增強(qiáng)作用的添加劑。常用的是陰離子表面活性劑。1 減水劑作用機(jī)理減水劑提高混凝土 ,拌合物和易性的原因 ,吸附 分散作用和潤滑塑化作用。1、混凝土的定義混凝土是由水泥、石灰、石膏等無機(jī)膠結(jié)材料合水 ,或?yàn)r青、樹脂等有機(jī)膠結(jié)料的膠狀物與集料按一定比例配合、攪拌 ,并在一定溫度下養(yǎng)護(hù)硬化而成的一種復(fù)合材料。土木工程所用的混凝土一般是指以水泥為膠結(jié)料配制成的混凝土 ,即以水泥、水及砂、石、適當(dāng)摻和料、外加劑或輕集料配制成的混凝土。在這種混凝土中水泥與水起膠凝作用 ,集料起骨架

13、填充作用。水泥與水反應(yīng)后形成堅(jiān)固的水泥石 ,將集料顆粒牢固的粘結(jié)成整體 ,使混凝土具有一定的物理力學(xué)性能。由此看出水泥凈漿的質(zhì)量對混凝土的性能起決定性的作用 ,但由于集料占據(jù)混凝土中的大部分體積 ,集料的質(zhì)量對水泥混凝土的性能也有很大影響。2、混凝土中各級(jí)組成材料的作用(1 水泥凈漿膠凝材料 :混凝土的質(zhì)量主要取決于水泥凈漿,它的主要作用是 :a、包裹集料表面并填充集料的空隙;b、水泥凈漿在混凝土凝結(jié)硬化前起潤滑作用,使混凝土拌和物具有適于施工的工作性 ,作為集料之間的潤滑材料;c、使混鏡土具有所需要的強(qiáng)度、耐久性等重要技能,硬化水泥漿的性能主要取決于水泥的性能、水灰比、水泥水化的程度等;(2

14、 集料 :集料是混凝土的主要組成材料,它占據(jù)混凝土總體的3/4 以上。集料在混凝土中既有技術(shù)上的作用,又有經(jīng)濟(jì)上的意義。它的主要作用是:a、在經(jīng)濟(jì)上 ,它比水泥便宜的多 ,作為廉價(jià)的填充材料 ,降低混凝土的成本 ;b、在技術(shù)上 ,集料的存在使混凝土比單純的水泥漿具有更高的體積穩(wěn)定性和更好的耐久性 ;c、集料可以作為調(diào)節(jié)材料,減少水泥漿的發(fā)熱、干縮等不良現(xiàn)象。(3 摻合料的作用 :摻入混凝土的摻合料一般是指摻量大于5%的具有火山灰活性的摻合料。它適量摻入混凝土中的部分取代水泥不僅能節(jié)省水泥、降低混凝土成本 , 還能改善混凝土拌和物的和易性 ,提高混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性及耐化學(xué)腐蝕性等。當(dāng)前使用最多的火山灰質(zhì)摻合料是工業(yè)廢料粉煤灰。粉煤灰是從燃煤熱電廠的