第四章混凝土(2011.10)

1、了解：混凝土的特點(diǎn)及分類；混凝土各組成 材料在混凝土中作用。掌握：掌握：混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)及其意義和 影響因素；普通混凝土配合比設(shè)計(jì)。熟悉：混凝土對(duì)各組成材料的要求，各技 術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法的特點(diǎn)及分類。教學(xué)目標(biāo)3030301950kg/m輕2500kg/m20002600kg/m混凝土普通混凝土重混凝土聚合物混凝土水玻璃混凝土瀝青混凝土石膏混凝土水泥混凝土 （一）按干表觀密度分 （二）按膠凝材料分 裝飾混凝土耐酸混凝土耐熱混凝土防水混凝土結(jié)構(gòu)混凝土輾壓混凝土離心混凝土壓力混凝土噴射混凝土泵送混凝土（三）按用途分（四）按生產(chǎn)工藝和施工方法分1006060CCC級(jí)超高強(qiáng)混凝土：強(qiáng)度等高強(qiáng)混凝土：

2、強(qiáng)度等級(jí)普通混凝土：強(qiáng)度等級(jí) )230)170kgkg富混凝土（水泥用量貧混凝土（水泥用量（五）按強(qiáng)度等級(jí)分（六）按每立方米 水泥用量分水泥水泥水水砂砂石子石子適量的外加劑、摻合料適量的外加劑、摻合料水泥漿水泥漿水泥砂漿水泥砂漿混凝土混凝土硬化前：潤(rùn)滑、填充作用硬化后：膠結(jié)作用砂子水泥漿石子第二節(jié)第二節(jié) 普通混凝土組成材料普通混凝土組成材料一、水泥二、骨料二、骨料含泥量：指骨料中粒徑小于80m的顆粒含量泥塊含量：在細(xì)骨料中指粒徑大于1.25 mm經(jīng)水洗、手捏后小于0.630mm的泥顆粒含量。在粗骨料中指粒徑大于5 mm經(jīng)水洗、手捏后小于2.5mm的泥顆粒含量150m300m600m1.18mm

3、2.36mm4.75mm9.50mm砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配分計(jì)篩余百分率累計(jì)篩余百分率砂的篩分曲線11654321005)(AAAAAAAMX細(xì)度模數(shù)的計(jì)算砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)來(lái)表示。砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)來(lái)表示。M MX X越大，表示砂越粗。越大，表示砂越粗。 M MX X=3.73.1 =3.73.1 粗砂粗砂 M MX X=3.02.3 =3.02.3 中砂中砂 M MX X=2.21.6 =2.21.6 細(xì)砂細(xì)砂石子的顆粒級(jí)配和最大粒徑粗集料的級(jí)配分連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配兩種。 連續(xù)級(jí)配是指顆粒由小到大，每一級(jí)粗集料都占有一定的比例，且相鄰兩級(jí)粒徑相差較小。間斷級(jí)配是指粒徑不連續(xù)，即中間

4、缺少12級(jí)的顆 粒，且相鄰兩級(jí)粒徑相差較大。單粒級(jí)是主要由一個(gè)粒級(jí)組成，空隙率最大，一般不宜單獨(dú)使用。 粗集料的級(jí)配也用篩分析試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。粗集料的粒徑對(duì)混凝土性質(zhì)的影響與細(xì)集料相同，但影響更大。用較大粒徑的粗集料配制混凝土，可減少用水量，節(jié)約水泥用量，降低混凝土的水化熱及混凝土的干縮與徐變，并可提高混凝土的強(qiáng)度與耐久性。粗骨料公稱粒級(jí)的上限稱為該粒級(jí)的最大粒徑。 v最大粒徑不得超過(guò)結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4；不得超過(guò)鋼筋最小凈距的3/4；對(duì)于實(shí)心板，不得超過(guò)板厚的1/2且不得超過(guò)50mm；對(duì)于泵送混凝土，最大粒徑與輸送管道內(nèi)徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。工程實(shí)例分析6.6.

5、骨料的形狀和表面特征骨料的形狀和表面特征針、片狀顆粒含量針、片狀顆粒含量 顆粒長(zhǎng)度大于該顆粒所屬粒級(jí)的平均粒徑2.4倍者稱為針狀集料。 顆粒厚度小于該顆粒所屬粒級(jí)的平均粒徑的0.4倍者稱為片狀集料。 針、片狀集料的比表面積與空隙率較大，且內(nèi)摩擦力大，受力時(shí)易折斷，含量高時(shí)會(huì)增加混凝土的用水量、水泥用量及混凝土的干縮與徐變，降低混凝土拌合物的流動(dòng)性及混凝土的強(qiáng)度與耐久性。 粗集料中針、片狀集料的含量須滿足規(guī)范的要求。7.強(qiáng)度 碎石的強(qiáng)度用巖石的抗壓強(qiáng)度和碎石的壓碎指標(biāo)值來(lái)表示； 卵石的強(qiáng)度用壓碎指標(biāo)值來(lái)表示。%100121GGGQe三、三、混凝土拌和及養(yǎng)護(hù)用水混凝土拌和及養(yǎng)護(hù)用水 混凝土拌和及養(yǎng)

6、護(hù)用水應(yīng)是清潔的水，可分為飲用水、地表水、地下水、海水以及經(jīng)適當(dāng)處理過(guò)的工業(yè)廢水。 水中不得含有損于混凝土拌合物和易性、凝結(jié)、強(qiáng)度、耐久性，或不得含有促進(jìn)鋼筋銹蝕及污染混凝土表面的酸類、鹽類及其它有害物質(zhì)。四、四、 混凝土外加劑是一種在混凝土攪拌之前或拌制過(guò)程中加入、用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料；被稱為混凝土的第五組分。一、一、 外加劑的分類外加劑的分類四、四、二、二、 減水劑減水劑三、早強(qiáng)劑三、早強(qiáng)劑四、引氣劑四、引氣劑五、五、 緩凝劑緩凝劑適用于：1.要求延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間的施工中；2.大體積混凝土；3.分層澆筑的混凝土?；炷凉こ讨锌刹捎玫木從齽┲饕校夯炷凉こ讨锌刹?/p>

7、用的緩凝劑主要有：糖類： 糖鈣、葡萄糖酸鹽等;木質(zhì)素磺酸鹽類： 木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉等；羥基羧酸及其鹽類： 檸檬酸、酒石酸鉀鈉等；無(wú)機(jī)鹽： 鋅鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等；其他： 胺鹽及其衍生物、纖維素醚等。六、六、 防凍劑防凍劑定義特點(diǎn)五、五、第三節(jié)第三節(jié) 新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性和易性：新拌混凝土和易性和易性流動(dòng)性流動(dòng)性粘聚性粘聚性保水性保水性混凝土和易性的測(cè)試方法坍落度試驗(yàn)b)嚴(yán)重露石d)嚴(yán)重離析和泌水c)嚴(yán)重發(fā)散和泌水a(chǎn))理想 流動(dòng)性的流動(dòng)性的選擇選擇 1.水泥漿的數(shù)量和水灰比 固定用水量定則2.砂率 SP=S/(S+G) *100%3.組成材料性質(zhì)的影響水泥 骨料 外加劑4

8、.時(shí)間和溫度卵石卵石碎石碎石改善和易性的措施改善混凝土流動(dòng)性的措施第四節(jié)第四節(jié) 硬化混凝土的強(qiáng)度硬化混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件混凝土強(qiáng)度等級(jí) 立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指在28d齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95保證率的抗壓強(qiáng)度，以fcu,k表示。如：C30，表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,fcu,k=30MPa。 混凝土的抗壓強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的。我國(guó)現(xiàn)行GB50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,普通混凝土按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。fcuP

9、fcUfcu,k95%強(qiáng)度概率分布曲線強(qiáng)度換算系數(shù)(GB/T 500812002) Cement ConcreteNoImage)(bceacuWCff 式中：C/W灰水比； fcu混凝土28d抗壓強(qiáng)度； fce水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值。 （c 1.13） a、b經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； 碎石 a=0.46; b=0.07 卵石 a=0.48; b=0.33k,cecceff4382113齡期抗壓強(qiáng)度031421287養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響增長(zhǎng)10d后凍結(jié)增長(zhǎng)3d后凍結(jié)增長(zhǎng)1d后凍結(jié)增長(zhǎng)5d后凍結(jié)沒(méi)有凍結(jié)齡期抗壓強(qiáng)度砼相對(duì)強(qiáng)度的增長(zhǎng)與凍結(jié)時(shí)間的關(guān)系 受凍越早，強(qiáng)度損失越大， 試驗(yàn)表明，保持足夠濕度時(shí)，溫

10、度升高，水泥水化速度加快，強(qiáng)度增長(zhǎng)也快。混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB 502042002)規(guī)定，在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)。 。28lglg28nffn1428抗壓強(qiáng)度齡期/d試塊破壞后呈棱錐體第五節(jié)第五節(jié) 硬化混凝土的耐久性硬化混凝土的耐久性混凝土抗?jié)B儀 是指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力?？?jié)B性好壞用抗?jié)B等級(jí)來(lái)表示?？?jié)B等級(jí)分為P4、P6、P8、P10、P12等5個(gè)等級(jí)?；炷了冶葘?duì)抗?jié)B性起決定性作用。 提高混凝土抗?jié)B性的根本措施在于增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度。 混凝土的抗?jié)B性混凝土的抗凍性混凝土的碳化混凝土的堿骨料反應(yīng)第六節(jié)第六節(jié) 硬化混凝土的變形性硬化混凝土

11、的變形性NoImage化學(xué)收縮化學(xué)收縮+水泥水泥水水=水泥漿水泥漿水泥水泥+水水水泥漿體水泥漿體=水泥水泥漿體漿體大水灰比大水灰比小水灰比小水灰比齡期應(yīng)變水中養(yǎng)護(hù)空氣中養(yǎng)護(hù)膨脹收縮混凝土的干濕變形示意圖 特點(diǎn):曲線以平均強(qiáng)度為對(duì)稱軸,曲線與橫軸之間的面積和為100%.niicufnf11， 注意:平均值只反應(yīng)混凝土強(qiáng)度總體強(qiáng)度水平,不能說(shuō)明強(qiáng)度波動(dòng)的大小. fCv 由于隨強(qiáng)度等級(jí)的提高而增大，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不同時(shí),可采用v作為評(píng)定混凝土質(zhì)量均勻性的指標(biāo)。v ，表示混凝土質(zhì)量；v，則表示混凝土質(zhì)量。其計(jì)算式如下:第八節(jié) 普通混凝土配合比設(shè)計(jì) 1.滿足強(qiáng)度等級(jí)要求；2.滿足所要求的和易性；3.滿足工

12、程耐久性的要求；4.符合經(jīng)濟(jì)原則.計(jì)算配合比基準(zhǔn)配合比實(shí)驗(yàn)室配合比施工配合比普通混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟一、計(jì)算配合比的確定一、計(jì)算配合比的確定bbaocubafffBw,碎石 a=0.53; b=0.20卵石 a=0.49; b=0.13fb 膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度cesfbffg ,cecceff 流動(dòng)性和大流動(dòng)性混凝土的用水量宜按下列步驟進(jìn)行a. 以上表中坍落度90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，計(jì)算出未摻外加劑時(shí)的混凝土的用水量；b. 摻外加劑時(shí)的混凝土的用水量可按下式計(jì)算： (1)wwomm(1)膠凝材料用量:BWwobomm (2)礦物摻合料用量（mf0

13、）fbofomm（3）水泥用量(mC0) :fobocommm101. 00wwoggossoffccommmmm質(zhì)量法：質(zhì)量法：hogswcfmmmmm,00000%100GsspmmmS%100GsspmmmS二、基準(zhǔn)配合比和實(shí)驗(yàn)室配合比的確定二、基準(zhǔn)配合比和實(shí)驗(yàn)室配合比的確定在計(jì)算配合比基礎(chǔ)上,進(jìn)行和易性和強(qiáng)度調(diào)整。b)嚴(yán)重露石d)嚴(yán)重離析和泌水c)嚴(yán)重發(fā)散和泌水a(chǎn))理想 2、強(qiáng)度校正得實(shí)驗(yàn)室配合比： 一般采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水膠比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少0.05，其用水量應(yīng)該與基準(zhǔn)配合比相同，砂率可分別增加和減少1%。各種配比至少制作一組

14、試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d天進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定。要根據(jù)實(shí)測(cè)的混凝土表觀密度校正配合比三、施工配合比的確定 = (1+a%)mg=mgh(1+b%)mw=msh-msha%-mghb%定義分類1、 輕骨料混凝土輕骨料混凝土 普通骨料混凝土普通骨料混凝土 輕骨料混凝土輕骨料混凝土輕混凝土輕混凝土界面顯著加強(qiáng)界面顯著加強(qiáng)輕骨料輕骨料界面界面砂漿砂漿輕骨料混凝土的技術(shù)性質(zhì) （1）表觀密度：8001900Kg/m3 , 12個(gè)等級(jí) （2）強(qiáng)度 輕骨料混凝土的強(qiáng)度等級(jí)與普通混凝土的強(qiáng)度等級(jí)相應(yīng)，按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為CL5.0、CL7.5、CL10、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、C

15、L45、CL50。 （4）應(yīng)變性能 與普通混凝土相比，輕骨料混凝土彈性模量低，極限應(yīng)變較大； 輕骨料混凝土的收縮和徐變較大 （5）熱工性能 （3）和易性 （二）多孔混凝土（二）多孔混凝土 多孔混凝土是指內(nèi)部均勻分布著大量微小封閉的氣泡而無(wú)骨料或無(wú)粗骨料的輕質(zhì)混凝土。根據(jù)成孔方式的不同（化學(xué)反應(yīng)加氣法和泡沫劑機(jī)械混合法），多孔混凝土可分為加氣混凝土和泡沫混凝土兩大類。 多孔混凝土的孔隙率極高，達(dá)5285，其表觀密度一般在3001200/m3之間，導(dǎo)熱系數(shù)低， 是一種輕質(zhì)多孔材料，兼有結(jié)構(gòu)、保溫、隔熱等功能，同時(shí)容易切割且可訂性好。 （三）大孔混凝土 大孔混凝土是由粒徑相近的粗骨料、水泥和水配制而

16、成的一種輕混凝土，又稱無(wú)砂混凝土。表觀密度為10001500/m3，抗壓強(qiáng)度在3.510MPa之間。 大孔混凝土中因無(wú)細(xì)骨料，水泥漿僅將粗骨料粘結(jié)在一起，所以是一種大孔材料。 它具有導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫性好、吸濕性較小、透水性好等特點(diǎn)。因此，大孔混凝土可用于現(xiàn)澆墻板，用于制作小型空心砌塊和各種板材，也可制成濾水管、濾水板等，廣泛用于市政工程。 二、二、 高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土定義特點(diǎn)（一）原材料的基本要求：高強(qiáng)混凝土的原材料及配制技術(shù)1. 水泥 應(yīng)選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其標(biāo)號(hào)不宜低于42.5級(jí)。2. 細(xì)骨料3. 粗骨料4.外加劑 宜選用非引氣、坍落度損失小的高效減水劑。5.摻合料（二) 配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn) 高強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)的計(jì)算方法和步驟與普通混凝土相同。但配合比設(shè)計(jì)中的主要參數(shù)的確定應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。1.水灰比2.膠結(jié)材料用量3.砂率4.外加劑摻量 確定了混凝土設(shè)計(jì)配合比后，尚應(yīng)用該配合比進(jìn)行610次重復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。C:450kg/m3; SL=22cm; R3d=26MPa; R7d=53.6MPa; R28d=78MPa法國(guó)法國(guó)Joigny橋橋高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用巴黎新凱旋門(mén)巴黎新凱旋門(mén) C:425kg/m3;SF:30kg/m3;Sl:22cm; R7d=54MPa; R28d=66MPa