水泥混凝土的檢測(cè)與應(yīng)用-普通水泥混凝土的檢測(cè)與應(yīng)用

5.2.1新拌混凝土的工作性

建筑工程材料案例導(dǎo)入：某橋梁墩柱發(fā)生嚴(yán)重工程質(zhì)量事故，14根墩柱有13根有嚴(yán)重的蜂窩現(xiàn)象，還有蜂窩中露筋現(xiàn)象。對(duì)施工方審查時(shí)發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題：1.混凝土灌注高度太高，7m多高柱在模板上未留灌注混凝土洞口，傾倒混凝土未用串筒、溜管等設(shè)施。2.灌注混凝土以一車一層厚約40cm，未用振搗棒，用長(zhǎng)6m的木桿振搗。3.現(xiàn)澆混凝土?xí)r，施工人員隨意向混凝土拌和物中加水。4.墩柱鋼筋布置與圖紙偏差較大，鋼筋間距過(guò)小，部分鋼筋無(wú)間距挨在一起?；炷恋摹耙簧币缶邆涫裁雌焚|(zhì)？拌和運(yùn)輸澆注搗實(shí)養(yǎng)生凝結(jié)硬化使用破壞良好工作性足夠的強(qiáng)度容許的變形優(yōu)良耐久性混凝土的“一生”要求具備：硬化混凝土新拌混凝土和易性（工作性）的概念不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)象不致發(fā)生泌水現(xiàn)象和易性粘聚性保水性流動(dòng)性易達(dá)結(jié)構(gòu)均勻易成型密實(shí)好好保證硬化后的質(zhì)量

砼拌和物易于施工操作（拌和、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)）并能獲得質(zhì)量均勻、密實(shí)的混凝土的性能。能均勻密實(shí)地填滿模板流動(dòng)性：混凝土拌和物在自重和機(jī)械振搗作用下能夠流動(dòng)，均勻密實(shí)填充模板。流動(dòng)性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠，直接影響著澆搗施工的難易和混凝土的質(zhì)量。流動(dòng)性的理解：流動(dòng)性根據(jù)施工要求不同路面混凝土坍落度10~50mm泵送混凝土：坍落度大于160mm混凝土流動(dòng)性偏小，振搗困難導(dǎo)致混凝土蜂窩粘聚性不好離析分層組份分離不均勻骨料下沉水泥漿上浮砼拌合物粘聚性不良時(shí)，硬化后會(huì)出現(xiàn)蜂窩、麻面。大型的砼拌和物，甚至出現(xiàn)狗洞現(xiàn)象。黏聚性：混凝土拌和物組成材料間相互黏結(jié)，不分層離析保持整體均勻穩(wěn)定。黏聚性的理解：骨料水可見泌水內(nèi)泌水泌水與塑性沉降保水性的理解：保水性：混凝土拌和物保持水分，不產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象

保水性差的混凝土拌和物，一部分水易從內(nèi)部析出至表面，在混凝土內(nèi)部形成泌水通道，使混凝土的密實(shí)性變差，硬化后易縮裂，降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。它反映混凝土拌和物的穩(wěn)定性拌合物離析和易性良好骨料外露砂漿和石子分離稀漿析出和易性差的混凝土硬化后蜂窩空洞和易性良好的標(biāo)準(zhǔn)粘聚性好則保水性往往也好，但當(dāng)流動(dòng)性增大時(shí)，粘聚性和保水性往往變差，反之亦然混凝土拌和物的流動(dòng)性、粘聚性、保水性，三者之間互相關(guān)聯(lián)又互相矛盾

所謂拌和物的和易性良好，就是要使這三方面的性能在某種具體條件下，達(dá)到均為良好，亦即使矛盾得到統(tǒng)一流動(dòng)性粘聚性保水性坍落度法適用于骨料最大粒徑不大于40mm，坍落度值不小于10mm的混凝土拌和物。維勃稠度法適用于測(cè)定干硬性混凝土的和易性。2、和易性的測(cè)定方法

（GB/T50080-2016《普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》）

混凝土拌合物和易性的評(píng)定，通常采用測(cè)定混凝土拌合物的流動(dòng)性，輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。流動(dòng)性坍落度維勃稠度小結(jié)：什么情況下用坍落度法？什么情況下用維勃稠度法？小問(wèn)題？5.2.2硬化混凝土的強(qiáng)度

建筑工程材料案例導(dǎo)入南寧經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)某項(xiàng)目箱涵工程，涵頂部位設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30，有一天山上下了一場(chǎng)大雨，一個(gè)大石頭滾下山，涵頂部位出現(xiàn)了一個(gè)窟窿，經(jīng)過(guò)鉆芯取樣，測(cè)得混凝土強(qiáng)度為15~20MPa，同時(shí)，在鉆芯取樣過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)表層水泥砂漿多，石子少，混凝土結(jié)構(gòu)疏松，水泥砂漿膠結(jié)力弱，呈粉狀。箱涵（排水渠）硬化混凝土強(qiáng)度的種類

混凝土強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度握裹強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度

抗壓強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，也是混凝土質(zhì)量評(píng)定的指標(biāo)。

混凝土的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)砼抗壓強(qiáng)度概念：

指其標(biāo)準(zhǔn)試件在壓力作用下直到破壞的單位面積所能承受的最大應(yīng)力。工程上指的混凝土強(qiáng)度即是抗壓強(qiáng)度?；炷量箟簭?qiáng)度測(cè)定方法制作150×150×150mm標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度為20℃土2℃，濕度為95%以上標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中，或20℃土2℃的不流動(dòng)氫氧化鈣飽和溶液中）下，養(yǎng)護(hù)到28d齡期，所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。

標(biāo)準(zhǔn)立方體試件抗壓試驗(yàn)混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)規(guī)格150×150×150mm水泥強(qiáng)度試驗(yàn)規(guī)格40×40×160mmfcu-立方體抗壓強(qiáng)度(Mpa)F——破壞荷載（N）A——試件承壓面積（mm2）fcu=F/A混凝土立方體抗壓強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)試件時(shí)，須乘以換算系數(shù)，見下表：試件種類試件尺寸，mm粗骨料最大粒徑，mm換算系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)試件150×150×150401.00非標(biāo)準(zhǔn)試件100×100×100300.95200×200×200601.05混凝土強(qiáng)度等級(jí)以“C”和混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k）表示，主要有C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80強(qiáng)度等級(jí)。C30“C”代表Concrete“混凝土”。“30”代表立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu,k＝30.0MPa；單擊添加標(biāo)題只是一組試件抗壓強(qiáng)度的平均值2.356在此處添加詳細(xì)描述文本,盡量按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在28d齡期時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度總體分布中，具有不低于95％保證率的抗壓強(qiáng)度值（許多試件抗壓強(qiáng)度按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定的）知識(shí)拓展：立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值立方體抗壓強(qiáng)度C30～混凝土強(qiáng)度等級(jí)30MPa，即用該混凝土制作的立方體試件抗壓強(qiáng)度≥30MPa的概率在95％以上軸心抗壓強(qiáng)度150mm×150mm×300mm棱柱體溫度：20±2℃，相對(duì)濕度：95%以上

28d

標(biāo)準(zhǔn)試件

養(yǎng)護(hù)條件或20±2℃不流動(dòng)飽和Ca(OH)2溶液齡期受力模式

豎向軸心受壓混凝土試件的受力狀態(tài)更接近其在結(jié)構(gòu)中的承壓狀態(tài)fcp-軸心抗壓強(qiáng)度（MPa）F——破壞荷載（N）A——試件承壓面積（mm2）fcp=F/A軸心抗壓強(qiáng)度計(jì)算式軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cp≈(0.7~0.8)fcu抗彎拉強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）150mm×150mm×550mm長(zhǎng)棱柱體溫度：20±2℃，相對(duì)濕度：95%以上

28d

標(biāo)準(zhǔn)試件

養(yǎng)護(hù)條件或20±2℃不流動(dòng)飽和Ca(OH)2溶液齡期受力模式

三分點(diǎn)加荷ff——抗彎拉強(qiáng)度（MPa）F——破壞荷載(N)L——支點(diǎn)距離=3h(mm)B——試件寬度(mm)h——試件高度(mm)ff=FL/bh2

抗彎拉強(qiáng)度計(jì)算式

關(guān)于三種常見養(yǎng)護(hù)條件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)放置于試驗(yàn)室自然狀態(tài)的濕度和溫度中養(yǎng)護(hù)稱同養(yǎng)混凝土，與所施工的混凝土構(gòu)件相同條件下養(yǎng)護(hù)，放置在混凝土構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)稱標(biāo)養(yǎng)混凝土，砼標(biāo)養(yǎng)條件：溫度20±2℃，濕度95%以上：或溫度20±2℃的飽和Ca(OH)2溶液自然養(yǎng)護(hù)同條件養(yǎng)護(hù)5.2.3混凝土外加劑建筑工程材料導(dǎo)言如何能做到長(zhǎng)時(shí)間、長(zhǎng)距離運(yùn)輸混凝土保持工作性能不變或者大流動(dòng)性混凝土容易泵送，不堵管呢？上海中心大廈632m丹昆特大橋全程164.851公里南寧帝王大廈，高276米58層，總投資:5億元混凝土外加劑

是指在混凝土拌合過(guò)程中摻入的用以改善混凝土性能的物質(zhì)。除特殊情況外，摻量一般不超過(guò)水泥用量的5％。外加劑改善砼流變性能調(diào)節(jié)砼凝結(jié)時(shí)間改善砼耐久性能改善砼其他性能包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等包括引氣劑、防水劑和阻銹劑、減縮劑等包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等（一）外加劑的分類常用的外加劑減水劑——是指在混凝土和易性和水泥用量不變的條件下，減少用水量和提高混凝土強(qiáng)度；或在和易性和強(qiáng)度不變的條件下，可以節(jié)約水泥用量的外加劑。引氣劑——在混凝土拌合物的拌和過(guò)程中引入大量均勻分布的，閉合而穩(wěn)定的微小氣泡的外加劑。早強(qiáng)劑——是指能提高混凝土早期強(qiáng)度，并且對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響的外加劑緩凝劑——是一種降低水泥或石膏水化速度和水化熱、延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間的添加劑防水劑——在混凝土拌和時(shí)加入，當(dāng)水泥凝結(jié)硬化時(shí)，隨之體積膨脹，起補(bǔ)償收縮和張拉鋼筋產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力以及充分填充水泥間隙作用的外加劑。根據(jù)減水劑的作用效果及功能情況，可分為普通減水劑、高效減水劑、高性能減水劑等。（二）減水劑普通減水劑能保持塌落度一致下減少用水量的外加劑高效減水劑減水率20%以上高性能減水劑比高效減水劑具有更高減水率、更好坍落度保持性能、較少干燥收縮，且具有一定引氣性能的減水劑1．減水劑的作用原理—分散性試驗(yàn)開始1min2min5min10min未加減水劑加減水劑當(dāng)水泥加水拌合后，由于水泥顆粒間分子凝聚力的作用，使水泥漿形成絮凝結(jié)構(gòu)，如下圖水泥顆粒游離水在這絮凝結(jié)構(gòu)中，包裹了一定的拌合水(游離水)，從而降低了混凝土拌合物的和易性。如在水泥中加入適量的減水劑，由于減水劑的表面活性作用，致使憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，親水基團(tuán)指向水溶液，使水泥顆粒表面帶有相同的電荷，在電斥力作用下，水泥顆?；ハ喾珠_絮凝結(jié)構(gòu)解體，包裹的游離水被釋放出來(lái)，從而有效地增加了混凝土拌合物的流動(dòng)性。

當(dāng)水泥顆粒表面吸附足夠的減水劑后，在水泥顆粒表面就形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜層，它阻止了水泥顆粒間的直接接觸，并在顆粒間起潤(rùn)滑作用，也改善了混凝土拌合物的和易性。此外，由于水泥顆粒被有效分散，顆粒表面被水分充分潤(rùn)濕，增大了水泥顆粒的水化面積，使水化比較充分，從而提高了混凝土的強(qiáng)度。摻減水劑這種能將水泥礦物顆粒分散的成分是——表面活性劑減水劑作用原理動(dòng)畫演示減水劑作用原理就是由吸咐—分散作用、潤(rùn)滑作用以及濕潤(rùn)作用三部分組成。我們只要摻入少量的減水劑，就可以有效改善新拌混凝土的和易性，硬化后混凝土的性能也得到改善，減水劑已成為高性能混凝土主要成分。由減水劑就可以復(fù)合出各種性能的外加劑，如主劑助劑功能性外加劑減水劑緩凝劑緩凝減水劑早強(qiáng)劑早強(qiáng)減水劑緩凝劑、保坍劑、引氣劑泵送劑根據(jù)使用目的不同，在混凝土中加入減水劑后，一般可取得以下效果：

(1)在用水量及水泥用量不變的條件下，增加流動(dòng)性。2．減水劑具有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果水泥kg砂kg碎石kg水kg減水劑kg塌落度mm350620124818005035062012481803.5160根據(jù)使用目的不同，在混凝土中加入減水劑后，一般可取得以下效果：

(2)在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的條件下，提高混凝土強(qiáng)度。2．減水劑具有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果水泥kg砂kg碎石kg水kg減水劑kg塌落度mm強(qiáng)度MPa350620124818005039.335062012481443.55050.2根據(jù)使用目的不同，在混凝土中加入減水劑后，一般可取得以下效果：

(3)在保持混凝土強(qiáng)度不變的條件，可節(jié)約水泥用量10％～15％。(4)改善混凝土的耐久性。2．減水劑具有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果本節(jié)重點(diǎn)是掌握外加劑的定義及其分類和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，了解減水劑的作用原理。小結(jié)5.2.4其他功能混凝土建筑工程材料認(rèn)識(shí)了解泵送混凝土、抗?jié)B混凝土和預(yù)拌混凝土及其工程應(yīng)用。

其他功能混凝土【知識(shí)目標(biāo)】一、泵送混凝土含義——可在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)壓力泵及輸送管道進(jìn)行澆筑的混凝土。含流動(dòng)性和大流動(dòng)性混凝土。特點(diǎn)及工程應(yīng)用——1、較大的流動(dòng)性（坍落度不小于100㎜）易于施工澆筑和振搗：適于狹窄的施工場(chǎng)地、大體積混凝土結(jié)構(gòu)物、隧道橋梁和高層建筑施工。良好的填充性：利于配筋很密的工程。其他混凝土特點(diǎn)及工程應(yīng)用——2、輸送能力很大，運(yùn)距長(zhǎng)。水平運(yùn)輸距離達(dá)800米，垂直運(yùn)輸距離達(dá)300米。能連續(xù)作業(yè)，一次完成垂直或水平運(yùn)輸，在管道出口處直接澆注。施工速度快、效率高、節(jié)省勞力，降低工程造價(jià)。其他混凝土1、對(duì)組成材料的要求

1）水泥（1）品種宜用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。（2）用量

用量太少，漿體太稀，黏聚性差，易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。用量太大，漿體不足，增大了泵送阻力，易產(chǎn)生骨料堵管現(xiàn)象。其他混凝土一、泵送混凝土其他混凝土1、對(duì)組成材料的要求

2）粗骨料(1)級(jí)配——宜用連續(xù)級(jí)配（2）針、片狀顆粒含量——不宜大于10％；

一、泵送混凝土

粗骨料最大公稱粒徑與輸送管徑之比粗骨料品種泵送高度(m)粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比碎石＜50≤1：3.050～100≤1：4.0＞100≤1：5.0卵石＜50≤1：2.550～100≤1：3.0＞100≤1：4.01、對(duì)組成材料的要求

3）細(xì)骨料宜用中砂，小于0.30mm的顆粒應(yīng)大于15％，小于0.15mm篩孔的顆粒應(yīng)大于等于5％。砂率38%～45%，較普通混凝土大8%～10%。

其他混凝土一、泵送混凝土1、對(duì)組成材料的要求

4）外加劑及摻合料（1）泵送劑泵送劑或減水劑，可防止拌合物在管道中離析和堵塞。（2）摻合料適量的礦物摻合料，如粉煤灰等，提高拌合物的保水性，避免分層離析、泌水和堵塞輸送管道。

其他混凝土一、泵送混凝土2、泵送混凝土的配合比設(shè)計(jì)1）配比設(shè)計(jì)的基本要求（1）滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度和耐久性要求。（2）滿足泵送工藝要求，具備良好的可泵性。要具有良好的流動(dòng)性，摩擦阻力小、不離析、不泌水、不堵塞管道和均勻穩(wěn)定的性能。2）配比設(shè)計(jì)的方法步驟——同普通混凝土。

其他混凝土一、泵送混凝土其他混凝土含義—抗?jié)B等級(jí)不低于P6、兼有防水和承重兩種功能的不透水性混凝土。1、原材料要求

1）水泥——要滿足抗水性好、泌水性小、水化熱低，并具有一定的抗侵蝕性的要求?！げ灰耸褂玫V渣水泥；·有抗凍要求時(shí)，優(yōu)先選用硅酸鹽和普通水泥；·厚大結(jié)構(gòu)施工時(shí)，優(yōu)先選用粉煤灰水泥，可以使用普通水泥，不宜使用硅酸鹽水泥和快硬水泥。二、抗?jié)B混凝土其他混凝土含義—抗?jié)B等級(jí)不低于P6、兼有防水和承重兩種功能的不透水性混凝土。1、原材料要求2）粗集料：連續(xù)級(jí)配，Dmax≤40㎜，含泥量不大于1.0%，泥塊含量不大于0.5%。3）細(xì)集料：用中砂，含泥量不大于3.0%，泥塊含量不大于1.0%。4）水：同普通水泥混凝土對(duì)水的要求。5）其他材料摻入引氣劑、減水劑等，其摻量和品種應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定；摻一定量的磨細(xì)粉煤灰，粉煤灰等級(jí)應(yīng)為Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)。二、抗?jié)B混凝土其他混凝土二、抗?jié)B混凝土2、抗?jié)B混凝土的配合比要求1）抗?jié)B水壓值應(yīng)比設(shè)計(jì)值提高0.2MPa。2）水泥和礦物摻合料的總量不宜小于320㎏/m3。3）宜用級(jí)配良好的中砂，砂率不宜小于35％～45%；對(duì)于厚度較小、鋼筋稠密、埋設(shè)件較多等不易澆搗施工的工程可提高到40%。4）粗骨料Dmax不宜大于40mm。5）抗?jié)B混凝土的最大水膠比其他混凝土二、抗?jié)B混凝土

抗?jié)B混凝土的最大水膠比抗?jié)B等級(jí)最大水灰比C20～C30混凝土C30以上混凝土P60.600.55P8～P120.550.50P12以上0.500.45預(yù)拌混凝土——水泥、集料、水以及根據(jù)需要摻入的外加劑、礦物摻合料等組分按一定比例，在攪拌站經(jīng)計(jì)量、拌制后出售的、并采用運(yùn)輸車在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，運(yùn)送