水泥混凝土與砂漿課件

1第五章水泥混凝土與砂漿山東建筑大學交通工程專業(yè)2主要內(nèi)容5.1水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)5.2普通水泥混凝土的組成設(shè)計5.3混凝土外加劑與摻合料5.4路面水泥混凝土的組成設(shè)計5.5砂漿5.6小結(jié)與習題道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿3學習任務(wù)掌握水泥混凝土的材料組成；水泥混凝土的技術(shù)性能及影響主要技術(shù)性能的因素、評價方法和評價指標；熟悉水泥混凝土的組成材料技術(shù)要求及其配合比設(shè)計方法；混凝土外摻劑類型及功能；了解粉煤灰混凝土、鋼纖維混凝土、碾壓混凝土的特點及使用場合；砂漿的技術(shù)特性；道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿45.1水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)5.1.1概述定義：以水泥和水組成的水泥漿體為粘結(jié)介質(zhì)，將分散于不同粒徑的粗細集料膠結(jié)起來，經(jīng)過一定凝結(jié)硬化而形成具有一定力學性能的一種人工石材。特點：

(1)工藝簡單，適用性強；用量最廣泛；

(2)與鋼筋有良好的握裹力，可制作鋼筋混凝土整體構(gòu)件或結(jié)構(gòu)；

(3)抗壓強度高，耐久性好；

(4)可制備具有不同物理力學性質(zhì)的混凝土，滿足不同工程要求；道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿51.分類(1)按表觀密度分類：普通混凝土：ρ約為2350～2500kg/m3（道路）輕混凝土：ρ為1900kg/m3（大跨徑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物)

重混凝土：ρ達2500～3200kg/m3（屏蔽輻射）(2)按強度分類:低強混凝土：28d抗壓強度小于20MPa；中強混凝土：28d抗壓強度介于20～50MPa；高強混凝土：28d抗壓強度大于50MPa。2.發(fā)展歷史1824,John,Aspdin,發(fā)明波特蘭水泥1880，鋼筋混凝土設(shè)計方法發(fā)表1850,Lambot(France)，鋼筋混凝土1918，水灰比理論問世1928，預應力混凝土問世道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿65.1.2水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)1.施工和易性⑴含義：流動性+可塑性+穩(wěn)定性+易密性易于進行，減少離析，保證施工質(zhì)量實質(zhì)是運輸澆筑搗實表面處理流動性：決定于分散相中固液相的比例，W流動優(yōu)質(zhì)混凝土具有滿足運輸和澆搗的要求；可塑性:不為外力作用產(chǎn)生脆斷的塑性變形能力，與W/C及水泥漿或砂漿的含量有關(guān)；穩(wěn)定性：固體重力產(chǎn)生的剪應力不超過液相的屈服應力，不發(fā)生按大小分層的泌水現(xiàn)象易密性：搗實或振動時，克服內(nèi)部和表面(和模板之間)阻力，以達到完全密實的能力道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿7⑵測定方法目前，國際上尚無一種能全面表征上述工作性的測定方法主要有

①主觀評定②坍落度③壓入度試驗④流動度試驗⑤重塑性試驗⑥貫入度試驗⑦攪拌機試驗⑧其他方法我國規(guī)范現(xiàn)推薦：坍落度和維勃稠度試驗道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿8坍落度試驗美國查普曼提出(Chapman)圖1混凝土拌合物坍落度的測定

分三層裝入，每層搗25次，刮平，垂直提起圓錐桶，由于垂直下落引起變形。道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿9

缺點:a:坍落度僅能表征流動性b:可能發(fā)生沿一斜面下滑甚至崩潰c:僅對富含水泥漿的混凝土較敏感，干硬混凝土坍落度=0坍落度不是滿意的工作性指標根據(jù)混凝土拌合物坍落度不同，分為流態(tài)混凝土（坍落度>80mm)流動性混凝土（坍落度=30~80mm)低流動性混凝土（坍落度10~30mm)干硬性混凝土（坍落度<10mm)道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿102）維勃稠度試驗（瑞典人提出）

適用范圍：當坍落度<10mm，干硬性混凝土，d<40mm，維勃值≈5~30s

將坍落度筒放在圓筒中，置于振動臺上，拔出坍落度筒并在新拌混凝土頂上置一透明圓盤，開動振動臺，直至水泥漿布滿圓盤所經(jīng)歷的時間(s)。圖2維勃稠度儀道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿11(3)影響因素組成材料的影響單位用水量：組成材料確定時，拌和物流動性隨單位用水量而水灰比：水：水泥質(zhì)量比；其值越小，水泥漿越稠；砂率：細料占全部集料總質(zhì)量；過小，減弱砂漿潤滑作用，易產(chǎn)生離析等現(xiàn)象；水泥品種與細度：不同水泥，需水量不同；集料：集料的最大粒徑、級配、顆粒形狀和表面粗糙度有關(guān)；外加劑：主要有減水劑和引氣劑；外界因素的影響環(huán)境因素：溫度、濕度和風速；時間：其流動性隨時間的延長逐漸減小；道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿125.2普通水泥混凝土的組成設(shè)計1.普通水泥混凝土組成材料的技術(shù)要求

(1)水泥品種和強度等級

通常，硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等均可用于配制普通水泥混凝土。

(2)粗集料

混凝土所用粗集料包括卵石和碎石，是混凝土的主要組成材料，也是影響混凝土主要強度的因素之一。

(3)細集料

混凝土用細集料宜用級配良好、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈的河砂或海砂。

(4)拌和用水

(5)外加劑與摻合料

摻量不超過水泥質(zhì)量的5%，作用是改善混凝土拌合物的施工和易性、降低混凝土水化熱、調(diào)解凝結(jié)時間。道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿132.混凝土組成設(shè)計要點

混凝土配合比，是指單位體積的混凝土中各組成材料的質(zhì)量比例。確定這種數(shù)量比例關(guān)系的工作，稱為混凝土配合比設(shè)計。主要內(nèi)容：選料和配料兩方面內(nèi)容配合比表示方法：單位用量法、相對用量法混凝土配合比設(shè)計的三個參數(shù)：水灰比、砂率、用水量道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿143.混凝土配合比設(shè)計步驟計算“初步配合比”提出“基準配合比”確定“實驗室配合比”換算“工地配合比”道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿154.普通混凝土配合比設(shè)計方法(1)初步配合比設(shè)計步驟確定混凝土的配制強度fcu,ofcu,o≥fcu,k+1.645σ

fcu,o——混凝土配制強度(MPa)；

fcu,k——混凝土設(shè)計強度等級(MPa)；

σ——混凝土強度標準差(MPa)；計算水灰比W/C：式中fcu,o—混凝土試配強度,MPa；

fce—水泥28d的實測強度,MPa；

aa，ab—回歸系數(shù)，應根據(jù)工程所使用的水泥、集料，通過實驗確定。道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿16單位用水量確定(ｍw0)

根據(jù)集料的品種、粒徑及施工的要求的混凝土拌合物稠度值(坍落度或維勃稠度)選擇每立方米混凝土拌合物的用水量。一般可根據(jù)施工單位對所用材料的經(jīng)驗確定。如經(jīng)驗不足可參照表選取?；炷劣盟窟x用表道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿17計算單位水泥用量(ｍco)為了保證混凝土耐久性，水泥用量計算值不小于規(guī)范中規(guī)定的最小水泥用量；

mco=mwo×C/W

確定砂率βs

由骨料品種、最大粒徑和混凝土拌和物水灰比確定砂率。

混凝土的砂率選用表(%)道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿18計算粗骨料用量mso和細骨料用量mgo體積法：認為混凝土拌和五總體積=水泥、砂、石和水四種材料的絕對體積與空隙體積之和；密度法：假定適宜的表觀密度值mcp；ρc：水泥密度(kg/ｍ3)；ρg：粗骨料的表觀密度(kg/ｍ3)；ρs：細骨料的表觀密度(kg/ｍ3)；ρw：水的密度(kg/ｍ3)，可取1000kg/ｍ3；βs：砂率(％)；α：混凝土的含氣量百分數(shù)，不使用引氣型外加劑時，α可取為１。道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿19混凝土配合比的試配、調(diào)整與確定基準配合比：試拌，檢驗拌和物的和易性，塌落度和VB稠度滿足要求的水泥：水：砂：石子作為基準配合比；設(shè)計配合比：檢驗試件強度、和易性，從而確定設(shè)計配合比；混凝土材料用量調(diào)整：根據(jù)實測拌和物濕表觀密度修正配合比；施工配合比：混凝土實驗室配合比計算用料是以干燥骨料為基準的，但實際工地使用的骨料常含有一定的水分，須換算成扣除骨料中水分后、工地實際施工用的配合比。其換算如下：設(shè)工地砂子含水率為a％，石子含水率為b％。則施工配合比混凝土中各材料用量為：水泥m’c=mc(kg)砂m’s=ms(1+a%)(kg)

碎石m’g=mg(1+b%)(kg)水m’w=mw－(ms×a%－mg×b%)(kg)道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿205.3混凝土外加劑與摻合料1.外加劑(1)定義及功能定義：混凝土拌制過程中摻入，用以改善混凝土性能的物質(zhì)，摻量不大于水泥用量的5%；目的：較少混凝土澆筑施工費用，更有效獲得所需的混凝土性能；保證混凝土在不利的攪拌、澆筑和養(yǎng)護條件下仍有所需的施工質(zhì)量，滿足混凝土在施工過程中的一些特殊要求；(2)外加劑類型減水劑：引氣劑：緩凝劑：早強劑：道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿212.摻和料摻和料主要是指粉煤灰粉煤灰的特性：形態(tài)效應：由粉煤灰顆粒的外觀形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、顆粒級配等物理形狀產(chǎn)生的效應；活性效應：由粉煤灰中活性成分所產(chǎn)生的化學效應；微集料效應：粉煤灰中微細顆粒均勻分布在水泥漿內(nèi)，填充孔隙和毛細孔，改善混凝土孔結(jié)構(gòu)和增大密實度的特征；道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿225.4路面水泥混凝土的組成設(shè)計1.路面普通水泥混凝土

(1)路面普通混凝土組成材料的技術(shù)要求水泥品種與強度要求：特重、重交通等級的水泥混凝土路面，應優(yōu)先采用旋窯道路硅酸鹽水泥，中、輕交通路面，也可采用礦渣硅酸鹽水泥。粉煤灰粗集料細集料品種與質(zhì)量要求外加劑水道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿23(2)路面普通混凝土配合比設(shè)計指標設(shè)計彎拉強度標準值施工和易性路面混凝土拌合物的施工方式路面混凝土拌合物的施工和易性要求耐久性道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿243.路面普通水泥混凝土配合比設(shè)計步驟配制彎拉強度水灰比的計算、校核及確定選取砂率計算單位用水量確定單位水泥用量單位粉煤灰用量砂石材料用量道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿255.5砂漿1.砌筑砂漿的技術(shù)性質(zhì)新拌砂漿的施工和易性：兩方面要求

1)流動性：砂漿的流動性是指其在重力或外力作用下流動，能在粗糙的磚，石基面上鋪筑成均勻的薄層并能與底面很好粘結(jié)的性能。

2)保水性：砂漿保水性是指砂漿保持水分的能力，即新拌砂漿在運輸過程中，不易產(chǎn)生分層，析水現(xiàn)象，水不易從砂漿中分離出來的性質(zhì)。道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿262.砂漿的組成材料(1)水泥

砂漿通常由水泥，礦渣水泥，火山灰水泥等配制。(2)摻合料和外加劑

為了節(jié)約水泥并改善施工和易性，砂漿中可以摻加各種摻合料，如粉煤灰、石灰、石膏和粘土等。(3)細集料

砂漿用砂應符合混凝土用砂的技術(shù)性能要求道路建筑材料·水泥混凝土與砂漿273.砂漿的配合比(1)砌筑砂漿配合比計算與確定水泥混合砂漿配合比計算水泥砂漿的配合比確定