建筑材料课件混凝土部分主讲 张思梅 4 1 4 2混凝土概述及基本组成材料一 混凝土的定义 二 混凝土的组成 水 水泥 水泥浆 起胶结和硬化的作用砂 石子 骨料 起着支撑和骨架的作用三 混凝土的分类 1 按表观密度的大小 普通混凝土 轻混凝土 重混凝土等2 按施工方法 预拌混凝土 泵送混凝土 喷射混凝土等 4 1 4 2混凝土概述及基本组成材料 3 按功能分 结构 防水 耐酸 装饰 大体积 等4 按强度分 高强 超高强 低强 等四 特点 1 优点 2 缺点 五 混凝土的基本要求1 强度2 和易性3 耐久性 4 1 4 2混凝土概述及基本组成材料 4 经济性混凝土的基本组成材料一 水泥1 品种的选择2 强度等级的选择二 骨料 粗骨料 细骨料 一 细骨料 0 16 d 5 1 种类极其特征1 天然砂 河砂 山砂 海砂 2 人工砂 4 1 4 2混凝土概述及基本组成材料 河砂 表面洁净 光滑 比表面积小 拌制的混凝土的和易性好 耗用的水泥浆少 比较经济 但混凝土的强度略低山砂 基本与河砂是相反的海砂 对混凝土会产生腐蚀2 有害杂质的种类及含量种类 云母片 淤泥 有机物等3 砂的粗细程度和颗粒级配1 粗细程度 不同粒径的砂在一起的组合情况 一般不宜过粗 但也不宜过细 4 1 4 2混凝土概述及基本组成材料 2 颗粒级配 接下课 2 细骨料的颗粒级配 细度模数的计算 颗粒级配优劣的评定 参照表 4 砂的基本物理性质1 密度 表观密度 堆积密度2 含水状态 干燥状态 气干状态 饱和面干状态 湿润状态 4 1 4 2混凝土概述及基本组成材料 二 粗骨料 d 5 1 种类及其特征1 卵石 表面洁净 光滑 比表面积小 拌制的混凝土的和易性好 耗用的水泥浆少 比较经济 但混凝土的强度略低2 碎石 基本同卵石相反2 有害杂质含量3 石子的粒性 最大粒径 颗粒级配1 粒形 圆形或方形2 最大粒径DM 4 1 4 2混凝土概述及基本组成材料 3 颗粒级配 连续级配和间断级配4 石子的坚固性和强度1 坚固性 用Na2SO4溶液进行浸渍循环 其重量损失值2 强度 4 1 4 2混凝土概述及基本组成材料 立方体抗压强度 fcu的1 5倍 压碎指标y三 拌和用水 养护用水 优先选择国家生活饮用水如对某种水质有怀疑时 应做砂浆强度对比试验进行鉴定 4 3混凝土的和易性 一 混凝土和易性的定义 指混凝土拌和物能保持组成成分均匀 不会发生分层离析和泌水现象 适于运输 浇筑 振捣 成型等施工工序 并能获得均匀密实的混凝土的性能1 流动性 混凝土拌和物在自重或机械压力的作用下能产生流动的性能2 保水性 保证水分不能泌出的能力3 粘聚性 混凝土拌和物内部组分间有一定的粘聚力 4 3混凝土的和易性 二 混凝土和易性的测定 以检测流动性为主 目测粘聚性和保水性 坍落度法1 选择原则 在不防碍施工振捣密实的条件下 进可能选择较小的坍落度值2 选择的参考因素 1 结构的断面尺寸2 钢筋配筋间距3 施工方法等三 影响混凝土和易性的因素 1 水泥浆量的影响 4 3混凝土的和易性 浆量多 流动性好 但不能单靠加水来增加流动性2 水泥浆稠度的影响 即水灰比W C的影响 W C加大 流动性变好 但保水性和粘聚性变坏 如W C过大 会导致混凝土的强度下降 如W C过小 不仅流动性下降 也会导致混凝土的强度下降3 砂率的影响 不宜过大 也不宜过小 尽可能找到合理砂率 4 3混凝土的和易性 4 组成材料的影响 1 水泥的品种 细度2 骨料的品种 级配3 外加剂的影响5 环境存放温度和堆放时间的影响四 改善混凝土和易性的方法1 通过试验 找到合理砂率2 改善砂 石级配3 在可能的情况下 采用较粗的砂 石4 在坍落度过大时 可保持砂率不变 增加骨 4 3混凝土的和易性 料 在坍落度过小时 可保持W C不变 增加水泥浆的量5 可掺入一定量的外加剂一 引起混凝土破坏的原因1 骨料的破坏2 水泥的强度不足3 界面缝隙的形成二 混凝土的抗压强度 fcu 1 定义 标准试件 150mm 150mm 150mm 4 3混凝土的和易性 标准养护条件 温度20 3 湿度 90 标准试验方法 标准龄期 28d2 抗压强度等级 三 混凝土的轴心抗压强度 fcp 试件尺寸 150mm 150mm 300mmfcp 0 7 0 8 fcu四 混凝土的抗拉强度 fst 值很小 一般用来衡量混凝土的抗裂度指标 以及混凝土与钢筋的粘接力 4 3混凝土的和易性 fst 1 10 1 20 fcu五 影响混凝土抗压强度的因素1 水泥强度等级与水灰比的影响2 骨料的质量 级配 品种的影响3 养护温度 湿度的影响4 养护龄期的影响对数公式 4 3混凝土的和易性 5 施工方法的影响6 外加剂的影响六 提高混凝土抗压强度的措施1 采用早强性或高强度等级的水泥2 采用低W C 或干硬性 的混凝土拌和物3 采用蒸汽养护4 采用机械施工5 加入一定量的外加剂 混凝土用砂的颗粒级配和堆积密度实验 一 细骨料的颗粒级配试验 一 实验目的通过筛分试验来检验细骨料的级配及粗细程度是否符合规范要求 在拌制混凝土时 细骨料的级配和粗细程度 对节约水泥和获得均匀的混凝土有重要影响 二 实验设备砂样标准筛一套 天平 摇筛机 搪瓷盘等 三 试样制备砂样先用孔径10 0 的颗粒 然后用四分法缩分至每份不少于550g的试样两份 放在105 5 烘箱中烘至恒量 冷却至室温 混凝土用砂的颗粒级配和堆积密度实验 四 实验步骤 略 五 实验结果处理 1 计算分计筛余百分率2 计算累计筛余百分率3 计算细度模数4 以两次测得的实验结果取平均值 六 级配及粗细程度的评定 二 细骨料堆积密度试验 一 实验目的 混凝土用砂的颗粒级配和堆积密度实验 测定细骨料的松散状态下的堆积密度 可供混凝土配合比设计用 也可用以估计运输工具的数量或存放堆场的面积等 二 实验设备标准漏斗 容量筒 托盘天平等 三 试样制备及其准备工作1 将细骨料在105 5 烘箱中烘至恒重 冷却至室温 2 容量桶容积的校正 四 实验步骤 五 实验结果处理 略 4 5 4 6混凝土的耐久性及变形性 混凝土的变形部分 一 自生体积变形 化学减缩变形 水泥水化生成物的体积 反应前的固相体积之和二 干缩湿胀变形1 湿胀变形 变形量小 影响不大2 干缩变形 1 表示方法 干缩率一般在1 5 2 0 10 4m2 影响因素 水泥的品种和细度 水灰比 骨料质量 施工质量等三 温度变形 4 5 4 6混凝土的耐久性及变形性 a选用时 应尽量选较小值 以便有利于减小大体积混凝土工程的温度应力四 在荷载作用下的变形1 在短期荷载作用下的变形 弹性变形 塑性变形2 在长期荷载作用下的变形 徐变1 特点2 形成原因3 影响因素4 利弊 4 5 4 6混凝土的耐久性及变形性 混凝土的耐久性部分 一 概念 在长期外界因素的作用下 抵抗外部 内部不利影响的能力二 混凝土中常见的几种耐久性问题 一 混凝土的抗渗性1 定义 抵抗压力水渗透的能力2 表示方法 抗渗标号Wn3 影响因素 孔隙率 孔隙特征4 提高抗渗性的措施 提高密实度 二 混凝土的抗冻性1 定义 4 5 4 6混凝土的耐久性及变形性 2 表示方法 抗冻标号Dn3 影响因素 孔隙率 孔隙特征 环境温度等4 提高抗冻性的措施 提高密实度 合理选用水泥品种 三 混凝土的抗侵蚀性1 定义2 提高措施 四 混凝土的抗碳化性1 定义2 利弊3 提高措施 五 混凝土的碱 骨料膨胀反应1 定义2 防止措施 4 7混凝土的质量控制及评定 一 造成混凝土质量波动的原因1 原材料的影响2 施工方法的影响3 实验条件的影响混凝土的质量检验 原材料质量 数量的检验 混凝土的和易性与W C的检验 硬化后的混凝土强度的检验二 混凝土质量 强度 的分布规律 正态分布强度概率分布曲线图 略 4 7混凝土的质量控制及评定 三 混凝土质量的评定 数理统计的方法 1 强度平均值 只能反应混凝土的总体水平2 强度标准差 能反应混凝土的质量均匀性 4 7混凝土的质量控制及评定 3 强度离差系数 能反应混凝土的质量均匀性四 混凝土的强度保证率1 定义 制混凝土的强度总体中大于等于设计强度等级所出现的概率2 计算 概率参数法 概率参数 4 7混凝土的质量控制及评定 概率为 统计周期内 五 混凝土的配制强度 六 混凝土的施工质量管理图 略 4 8普通混凝土的配合比设计 一 普通混凝土配合比设计的定义与基本要1 定义 1 单位体积混凝土内各项材料的用量2 单位体积内各项材料用量的比值2 基本要求 和易性 强度 耐久性 经济性二 混凝土配合比设计的资料准备1 了解混凝土的设计强度等级fcu k 以便求出其配制强度值fcu o fcu k 1 6452 了解满足耐久性要求确定最大W C和最小水泥用量3 了解钢筋配筋间距和结构的断面尺寸 确定骨料的最大粒径DM 4 8普通混凝土的配合比设计 4 了解施工管理水平 方法等 以便正确选择混凝土的 T5 了解各项原材料的性能三 混凝土配合比设计的三大参数的确定原三大参数 水灰比W C 砂率SP 单位用水量水灰比 W C 的确定1 满足强度 4 8普通混凝土的配合比设计 2 满足耐久性要求 查附录表比较1 2 中的W C值得 取较小值2 砂率 SP 的确定依据已确定的W C 粗骨料的种类和最大粒径DM查表确定3 单位用水量的确定依据设计要求的坍落度 粗骨料的种类和最大粒径DM查表确定四 混凝土配合比设计的基本方法1 绝对体积法 4 8普通混凝土的配合比设计 2 假定表观密度法 4 8普通混凝土的配合比设计 五 普通混凝土配合比设计的基本步骤 一 通过估算 确定初步配合比1 计算fcu o fcu k 1 6452 在满足强度和耐久性的基础上确定水灰比W C3 查表确定砂率SP4 查表确定单位用水量W05 计算单位水泥用量C06 采用体积法计算出S0 G07 写出初步配合比 二 通过试拌调整检验和易性 得到基准配合比 4 8普通混凝土的配合比设计 经试拌满足和易性的基础上 测出新拌混凝土的表观密度值 由公式可计算出基准配合比 三 通过强度检验 校核W C 得到实验室配合比在已确定的W C的基础上 上下波动0 05 拌制三组混凝土拌和物 分别测得28d龄期的强度值 可绘出fcu o C W的直线 在此直线上总可以找到对应fcu o的W C 然后进行适当的调整 便可得到各项材料用量 4 8普通混凝土的配合比设计 四 施工配合比的换算1 考虑施工现场骨料含水率设砂子的含水率为a 石子的含水率为b 则施工配合比为 C C W W S a G b S S 1 a G G 1 b 2 骨料超逊量的调整调整量 本级超径量 本级逊径量 下级超径量 上级超径量 六 混凝土配合比设计举例 4 9混凝土的外加剂 混凝土的外加剂部分 一 外加剂的定义二 外加剂的分类三 常用的几种外加剂 一 减水剂1 作用机理2 作用效果 改善和易性 提高强度 节约水泥 二 引气剂1 作用机理2 作用效果 改善和易性 但略微降低强度 4 9混凝土的外加剂 4 10轻混凝土 三 早强剂作用效果 提高早期强度 加快模板和场地的周转率 提高生产效益轻混凝土部分 一 轻混凝土的定义二 轻混凝土的特点1 质轻 可减轻自重2 保温性能良好3 耐火性能良好4 力学性能良好 4 10轻混凝土 1 可加工性好三 轻混凝土的种类 一 轻骨料混凝土 采用轻粗细骨料1 定义2 主要技术性质1 和易性 流动性范围窄 因为轻骨料的质量轻 易吸水等特点 过大容易使轻骨料上浮 离析 过小则难以施工 1 度 每种粗骨料只能配制一定强度值的混凝土 不能通过降低水灰比提高其强度 4 11其他混凝土 3 应用 适于多层或高层建筑 软土地基 大跨度结构 抗震要求高 旧建筑物的加层 二 多孔混凝土 不用骨料 三 无砂大孔混凝土 不用细骨料二 混凝土的立方体强度实验 一 实验目的 掌握BGJ81 85 普通混凝土力学性能实验方法 及GBJ107 87 混凝土强度检验评定标准