建筑與裝飾材料-第七章

建筑與裝飾材料建筑經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)主講人:邱海軍2012.12第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)一、混凝土拌合物的性質(zhì)：混凝土是由各組成材料按一定比例拌合而成的，尚未凝結(jié)硬化的材料稱為混凝土拌合物，硬化后的人造石材稱為硬化混凝土?；炷涟韬衔锏闹饕再|(zhì)為和易性，硬化混凝土的主要性質(zhì)為強(qiáng)度，耐久性。（一）、和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（包括攪拌、運(yùn)輸、振搗、和養(yǎng)護(hù)等）并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實的性能。和易性是一項綜合性質(zhì)，具體包括流動性、黏聚性、保水性三方面的含義。3第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)1、流動性是指拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。流動性的大小，反應(yīng)拌合物的稀稠，它直接影響著澆筑施工的難易和混凝土的質(zhì)量。2、黏聚性是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的黏聚力，不致產(chǎn)生分層離析的現(xiàn)象。混凝土拌合物是由密度、粒徑不同的固體材料及水組成，各組成材料本身存在有分層的趨向，如果混凝土拌合物中各材料比例不當(dāng)，黏聚性差，則在施工中易發(fā)生分層（拌合物中各組分出現(xiàn)層狀分離現(xiàn)象）、離析（混凝土拌合物內(nèi)某些組分的分離、析出現(xiàn)象）、泌水（指水從水泥中泌出的現(xiàn)象），尤其是對于大流動性的泵送混凝土來說更為重要。4第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)3、保水性是指拌合物保持水分不易析出的能力?；炷涟韬衔锶舯Ｋ圆罹蜁l(fā)生泌水現(xiàn)象，泌水會在混凝土內(nèi)部形成泌水通道，使混凝土密實性變差，降低混凝土的質(zhì)量。5第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)6第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)（二）和易性的評定根據(jù)《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50080—2002）規(guī)定，拌合物的和易性用坍落度與坍落擴(kuò)展度法、維勃稠度法測定。坍落度與坍落擴(kuò)展度法適用于骨料最大粒徑不大于40mm，坍落值不小于10mm的塑性和流動性混凝土拌合物；維勃稠度法適用于骨料最大粒徑不大于40mm，維勃稠度值在5~30s之間的干硬性混凝土拌合物。7第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)1、坍落度與坍落擴(kuò)展度法將拌合物按照規(guī)定的方法裝入坍落度筒內(nèi)，并均勻插搗，裝滿刮平后，將坍落度筒垂直提起，移到混凝土拌合物一側(cè)，拌合物在自重作用下向下坍落，量出筒高與混凝土試體最高點(diǎn)之間的高度差（mm），即為坍落度值（用T表示），如下圖，坍落度值越大，表示流動性越大。8第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)

黏聚性的評定，是用搗棒在已坍落的混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打，此時如果錐體保持整體均勻，逐漸下沉，則表示黏聚性良好，若椎體突然倒塌，部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象，則表示黏聚性不好。

保水性的評定，是以混凝土拌合物稀漿析出的程度來評定，坍落度筒提起后如有很多的稀漿從底部析出，錐體部分的混凝土也因失漿而骨料外露，則表明此拌合物保水性能不好，如坍落度筒提起后無稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示此混凝土拌合物保水性良好。9第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)坍落度在10~220mm對混凝土拌合物的稠度具有良好的反映能力，但坍落度大于220mm時，由于骨料堆積的偶然性，坍落度就不能很好的代表拌合物的稠度，需做坍落度擴(kuò)展度試驗。

坍落擴(kuò)展度試驗是在做坍落度試驗的基礎(chǔ)上，當(dāng)坍落度值大于220mm時，測量混凝土擴(kuò)展后最終的最大直徑和最小直徑。在最大直徑和最小直徑的差值小于50mm時，用其算術(shù)平均值作為其坍落擴(kuò)展度值。10第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)2、維勃稠度法如圖為維勃稠度測定儀，將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入坍落度筒內(nèi)，將坍落度筒垂直提起后，把透明有機(jī)玻璃圓盤覆蓋在拌合物椎體的頂面。開啟振動臺的同時用秒表計時，記錄當(dāng)透明圓盤下面布滿水泥漿時，所經(jīng)歷的時間（以s計），稱為維勃稠度（用V表示）。維勃稠度越大，表示混凝土的流動性越小。11第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)（三）混凝土拌合物流動性的級別混凝土拌合物按照坍落度和維勃稠度的大小各分為4個級別，如表7—15所示。混凝土拌合物根據(jù)坍落度大小分4級（《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB50164-92）：低塑性混凝土，坍落度10-40mm，塑性混凝土，坍落度50-90mm，流動性混凝土，坍落度100-150mm，大流動性混凝土，坍落度大于160mm。12第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)（四）混凝土拌合物流動性的選擇拌合物流動性的選用原則是在滿足施工條件及混凝土成型密實的條件下，應(yīng)盡可能選用較小的流動性，以節(jié)約水泥并獲得質(zhì)量較高的混凝土。具體選用時，流動性的大小取決于構(gòu)件截面尺寸，鋼筋疏密程度及搗實方法。若構(gòu)件截面尺寸小，鋼筋密，振搗作用不強(qiáng)時，選擇流動性大一些，反之，選擇流動性小一些?；炷翝仓r的坍落度選擇如表7—16。13第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)（五）影響混凝土和易性的因素影響混凝土和易性的因素很多，主要有原材料的性質(zhì)，原材料之間的相對含量（水泥漿量、水灰比、砂率）、環(huán)境因素及施工條件等。1、水泥漿量

水泥漿量是指單位體積混凝土內(nèi)水泥漿的數(shù)量。在水灰比一定的條件下，水泥漿量越多，包裹在砂石表面的水泥漿層越厚，對砂石的潤滑作用越好，拌合物的流動性越大。但水泥漿量過多，則會產(chǎn)生流漿、泌水、離析和分層的現(xiàn)象，使拌合物黏聚性，保水性變差，而且使混凝土強(qiáng)度、耐久性降低。14第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)2、水灰比在水泥品種、水泥用量一定的條件下，水灰比過小，混凝土過于干澀，會使施工困難，且不能保證混凝土的密實性；水灰比過大，水泥漿過稀，黏聚性、保水性變差，嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。水灰比的大小應(yīng)根據(jù)混凝土的強(qiáng)度和耐久性合理選用。3、砂率砂率指混凝土中砂占砂、石總質(zhì)量的百分率，可用下式來表示：

βs=ms/(ms+mg)×100%βs—砂率（%）ms—砂的質(zhì)量（kg）mg—石子的質(zhì)量（kg）15第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)砂率的變動會使骨料的空隙率和骨料總面積有顯著的變化，因而對混凝土拌合物的和易性有很大的影響。如圖7—7所示，砂率過大或過小，都會使拌合物的流動性降低，而且還會影響拌合物的黏聚性和保水性。因此，在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計時，為保證和易性，應(yīng)選擇最佳砂率（也稱合理砂率）。最佳砂率是在水泥量、水量一定的條件下，能使混凝土拌合物獲得最大的流動性而且保持良好的黏聚性和保水性的砂率，如圖7—7所示；或者是使混凝土拌合物獲得所要求的和易性的前提下，水泥用量最小的砂率，如圖7—8所示。16第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)4、水泥品種及細(xì)度不同的水泥品種，其特性上的差異導(dǎo)致混凝土拌合物和易性的差異。例如礦渣水泥的保水性較差，而火山灰水泥的保水性和黏聚性好，流動性小。水泥顆粒越細(xì)，在相同的條件下，所拌混凝土拌合物流動性越小，但黏聚性和保水性好。5、骨料的性質(zhì)級配良好的骨料，其拌合物流動性較大，黏聚性和保水性較好；表面光滑的骨料，其拌合物流動性較大。若雜質(zhì)含量多，針片狀顆粒含量多，則其流動性變差。17第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)6、環(huán)境因素、施工條件、時間

環(huán)境溫度的變化會影響到混凝土的和易性。因為環(huán)境溫度的升高，水分蒸發(fā)及水化反應(yīng)加快，坍落度損失也很快，圖7—9為溫度對混凝土拌合物坍落度的影響。拌合物拌制后，隨著時間的延長而逐漸變得干稠，流動性減小。圖7—10是時間對拌合物坍落度的影響。采用機(jī)械攪拌的混凝土拌合物的和易性好于人工攪拌的。18第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)19第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)20第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)7、外加劑在拌制混凝土?xí)r，加入很少量的外加劑，如引氣劑、減水劑等，能使混凝土拌合物在不增加水量的條件下，獲得很好的和易性。摻入粉煤灰、硅灰、磨細(xì)沸石粉等摻合料，也可改善拌合物的和易性。21第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)二、硬化混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度及鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，其中混凝土的抗壓強(qiáng)度最大，抗拉強(qiáng)度最小，約為抗壓強(qiáng)度的1/20~1/10?？箟簭?qiáng)度與其他強(qiáng)度之間有一定的相關(guān)性，可根據(jù)抗壓強(qiáng)度的大小來估計其他強(qiáng)度值。22第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)（一）、抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081—2002）的規(guī)定，混凝土抗壓強(qiáng)度是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的邊長為150mm的立方體試件，成型后立即用不透水的薄膜覆蓋表面，在溫度為20±5℃的環(huán)境中靜置一晝夜至二晝夜，然后在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度20±2℃，相對濕度95%以上或在溫度為20±2℃的不流動的Ca（OH）飽和溶液中），養(yǎng)護(hù)在28d齡期（從攪拌加水開始計時），經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)方法測試，得到抗壓強(qiáng)度值，稱為混凝土的抗壓強(qiáng)度，以fcc來表示。23第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)

立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是按標(biāo)準(zhǔn)實驗方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)實驗方法測得的立方體抗壓強(qiáng)度總體分布值中的一個值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過5%，即具有95%以上的保證率，用fcu,k來表示。24第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)為便于設(shè)計選用和施工控制混凝土，根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，將混凝土強(qiáng)度分成若干等級，即強(qiáng)度等級，混凝土通常劃分為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75及C80等14個等級（C60以上的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土）。例如C25表示立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為25MPa，即混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值25MPa＜fcu,k

＜30MPa?；炷翉?qiáng)度等級是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時強(qiáng)度計算取值的依據(jù)，建筑物的不同部位或承受不同荷載的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用不同等級的混凝土。25第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)(二)混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度在實際工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式極少是立方體的，大部分是棱柱體形式或圓柱體形式，為了使測得的混凝土強(qiáng)度接近于混凝土結(jié)構(gòu)的實際情況，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算中，計算軸心受壓構(gòu)件時，都是以混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計取值。根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081—2002）的規(guī)定，測軸心抗壓強(qiáng)度采用150mm×150mm×300mm的棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，其制作與養(yǎng)護(hù)同立方體試件。大量試驗表明：軸心抗壓強(qiáng)度fcp與立方體抗壓強(qiáng)度fcc之間存在一定的關(guān)系，在立方體抗壓強(qiáng)度=10~50MPa的范圍內(nèi)，fcp

=（0.7~0.8）fcc。26第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)27第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)(三）影響混凝土強(qiáng)度的因素混凝土的強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度等級、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切的關(guān)系，此外還受到施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件及齡期的影響。1、水泥強(qiáng)度等級和水灰比

水泥強(qiáng)度等級和水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的主要強(qiáng)度。在相同的配比條件下，水泥強(qiáng)度等級越高，所配制的混凝土等級越高。在水泥的強(qiáng)度及其他條件相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強(qiáng)度及與骨料粘結(jié)度愈大，混凝土的強(qiáng)度愈高。但水灰比過小，拌合物過于干稠，也不易保證混凝土強(qiáng)度。28第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)

在原材料一定的情況下，混凝土28d齡期抗壓強(qiáng)度與水泥實際強(qiáng)度及水灰比（W/C）之間的關(guān)系符合下述經(jīng)驗公式：fcu,o=αafce(C/W-αb)fcu,o混凝土28d齡期抗壓強(qiáng)度（MPa）fce水泥28d抗壓強(qiáng)度實測值（MPa），水泥廠為保證水泥的出廠等級，其實際強(qiáng)度往往高于水泥的等級值）；αa

、αb見表7-18.上式稱為混凝土強(qiáng)度公式，又稱保羅米公式，一般只適用于流動性混凝土和低流動性混凝土且強(qiáng)度等級在C60以下的混凝土。29第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)2、粗骨料的品種及質(zhì)量碎石表面比較粗糙，水泥石與其粘結(jié)比較牢固，卵石表面比較光滑，粘結(jié)性則差。骨料的級配良好，針、片狀及有害雜質(zhì)顆粒含量少，且砂率合理，可使骨料空隙率小，組成密實的骨架，有利于強(qiáng)度的提高。3、養(yǎng)護(hù)條件適當(dāng)?shù)臏囟群妥銐虻臐穸仁腔炷翉?qiáng)度順利發(fā)展的重要保證。溫度升高，水化速度加快，混凝土強(qiáng)度的發(fā)展也快；反之，在低溫下混凝土強(qiáng)度發(fā)展相應(yīng)遲緩，溫度對混凝土強(qiáng)度的影響如圖7—12.當(dāng)溫度處于冰點(diǎn)以下時，由于混凝土中的水分大部分結(jié)冰，混凝土的強(qiáng)度不但停止發(fā)展，同時還會受到凍脹破壞作用，嚴(yán)重影響混凝土的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度。為加速混凝土強(qiáng)度的發(fā)展，提高混凝土早期強(qiáng)度，在工程中可以采用蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)。30第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)水是水泥水化反應(yīng)的必要成分，溫度適當(dāng)，水泥水化能順利進(jìn)行，使混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)揮。如果濕度不夠，水泥水化反應(yīng)不能正常進(jìn)行，甚至水化停止，使混凝土結(jié)構(gòu)疏松，形成干縮裂縫，嚴(yán)重降低了混凝土的強(qiáng)度和耐久性。如7—13是混凝土強(qiáng)度與保持潮濕日期的關(guān)系。31第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)4、齡期

齡期指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時間，混凝土的強(qiáng)度隨著齡期增加而增大，最初的7~14d發(fā)展較快，28d以后增長緩慢，在適宜的溫、濕條件下其增長過程可達(dá)數(shù)十年之久。5、外加劑和摻和料摻減水劑，特別是高效減水劑，可大幅度降低用水量和水灰比，使混凝土的強(qiáng)度顯著提高，摻高效減水劑是配制高強(qiáng)度混凝土的主要措施，摻早強(qiáng)劑可顯著提高混凝土的早期強(qiáng)度。在混凝土中摻入高活性摻合料（如優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰、磨細(xì)礦渣等），可以與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量的凝膠物質(zhì)，使混凝土更趨于密實，強(qiáng)度也進(jìn)一步得到提高。此外，施工條件、試驗條件等都會對混凝土的強(qiáng)度等級有影響.32第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)三、硬化混凝土的耐久性：

混凝土在使用條件下抵抗周圍環(huán)境各種因素長期作用的能力。混凝土的耐久性是一項綜合性質(zhì)，通常包括抗摻性、抗凍性、抗腐蝕性、抗碳化及堿--骨料反應(yīng)等性能。（一）混凝土的抗?jié)B性抗?jié)B性是指混凝土抵抗水、油等液體壓力滲透作用的能力。它是一項非常重要的耐久性指標(biāo)，直接影響混凝土的抗凍性和抗侵蝕性?；炷恋目?jié)B性用抗?jié)B等級表示PN表示，有P4、P6、P8、P10、P12等五個等級，相應(yīng)表示混凝土能抵抗0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa及1.2MPa的靜水壓力而不下滲水?；炷翝B水的主要原因是由于內(nèi)部的孔隙形成連通的滲水通道。這些滲水通道主要來源于水泥漿中多余水分蒸發(fā)而留下的毛細(xì)孔、水泥漿泌水形成的泌水通道、各種收縮形成的微裂縫等。33第七章普通混凝土和砂漿

第三節(jié)普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)（二）、混凝土的抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，同時也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能?；炷恋目箖鲂杂每箖龅燃塅N表示，混凝土的抗凍等級分別為：F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等，例如，F(xiàn)50表示混凝土能夠承受