,混凝土基础知识讲座,提 纲,混凝土的定义、特点及发展趋向 混凝土用原材料 新拌混凝土性能 硬化混凝土性能 商品混凝土的制备 商品混凝土的施工 与商品混凝土有关的问题 特种混凝土,1. 混凝土的定义、特点及发展趋向,1.1 混凝土的定义,混凝土：是由胶凝材料、状粒材料、水及其他外加剂按照适量的比例配制而成的一种建筑材料。,普通混凝土：以水泥为胶凝材料，砂子和石子为骨料，以及根据需要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按一定比例，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的“人工石材”，也就是水泥混凝土，“混凝土”一词通常可简作“砼”。,1、原材料来源丰富 2、施工方便 3、性能可根据需要设计调整 4、抗压强度高 5、耐久性好,混凝土的优点,混凝土的缺点,1、自重大 2、抗拉强度低，抗裂性差 3、收缩变形大,1.2 混凝土的特点,1、高性能混凝土（HPC） 要求有高强度等级（fcu60Mpa）和良好的工作性、体积稳定性和耐久性。 2、绿色高性能混凝土（GHPC） 公司大量使用的矿粉和粉煤灰是符合绿色高性能混凝土技术途径的，也符合我国环境保护和可持续发展的战略要求。 3、其它新技术混凝土 灭菌、环境调节、变色、智能混凝土等。,1.3 混凝土的发展趋向,2. 混凝土用原材料,各成分的作用： 1、水泥浆能充填砂的空隙，起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的流动性。 2、水泥砂浆能充填石子的空隙，起润滑作用，也能流动。 3、水泥浆在砼硬化后起胶结作用，将砂石胶结成整体，产生强度，成为坚硬的水泥石。,普通混凝土组成材料是水泥、天然砂、石、水、掺合料和外加剂，其组成过程为： 水水泥掺合料水泥浆砂水泥砂浆粗骨料混凝土。,2.1 水 泥,水泥是商品混凝土的最重要原材料之一，也是决定混凝土性能的最重要部分。 通用水泥一般有五种，分别是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。 一般常用的水泥有普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。,2.2 掺合料,2.2.1 粉煤灰 粉煤灰是从燃煤热电厂烟道气体中收集的一种粉状材料，以SiO2和Al2O3为主要成分，含有少量CaO。 在混凝土中掺加粉煤灰使混凝土的性能得到以下几个方面的改善： 1、可以提高混凝土的后期强度； 2、在混凝土的用水量不变的情况下，可以起到显著改善混凝土拌合物和 易性的效应，增加流动性和粘聚性，还可降低水化热； 3、若保持混凝土拌合物原有的和易性不变，则可减少用水量，起到减水的效果，从而提高混凝土的密实度和强度，增强耐久性。,磨细矿渣（即通常所说的矿粉）是指在高炉炼铁过程中排出的非金属矿物熔渣，通过粉磨所得到的一种粉状材料。在混凝土中掺加磨细矿渣使混凝土的性能得到以下几个方面的改善： 1、降低了混凝土的水化热； 2、可提高混凝土的耐久性，改善混凝土的抗渗性能； 3、具有物理辅助减水效果； 4、有利于提高混凝土的后期强度； 5、改善坍落度损失。,2.2.2 磨细矿渣,骨料（也称集料）总体积占混凝土体积的6080，根据粒径大小分为粗骨料（粒径4.75mm）和细骨料（粒径为0.154.75mm）。,2.3 骨 料,图2-2 砂、石表观图,1、种类 河砂、海砂、江砂、山砂、人工砂等。 2、混凝土用砂质量要求 一般要求：质地坚实、清洁、有害杂质含量少。,2.3.1 细骨料（砂）,图2-3 江 砂 图2-4 河 砂,砂的颗粒级配是指不同粒径砂颗粒的分布情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为节省水泥和提高混凝土的强度，就应尽量减少砂粒之间的空隙。要减少砂粒之间的空隙，就必须有大小不同的颗粒合理搭配。（粗骨料的颗粒级配也如此。）如下图所示的三种级配，图（a）为单粒级级配，图（c）为连续级配，级配良好。,3、砂的颗粒级配,1、粗骨料的种类 粗骨料为粒径4.75mm的岩石颗粒，分为卵石和碎石两类。 卵石：光滑少棱角，孔隙率及总表面积小，混凝土拌和物和易性好，水泥用量少，但粘结力差，强度低。 碎石：表面较粗糙，多棱角，孔隙率及总表面积大，拌制混凝土时的性能较好，水泥用量多，但粘结力强，强度高。在相同条件下，碎石混凝土比卵石混凝土的强度约高10左右。,2.3.2 粗骨料（石）,图2-6 卵 石,图2-7 碎 石,骨料的各项性能指标将直接影响到混凝土的施工性能和使用性能。骨料的主要技术性质包括：颗粒级配及粗细程度、颗粒形态和表面特征、强度、坚固性、含泥量、泥块含量、有害物质及碱骨料反应等。 砂石中常含有一些有害物质，如粘附在砂石表面的粘土、淤泥，妨碍水泥与骨料的粘结，增大用水量，降低混凝土的强度（当含泥量为15时，混凝土的强度降低012；当含泥量超过7时，混凝土的强度降低达30以上）、抗冻性和耐磨性，并增大混凝土的干缩。 混凝土用砂不能过粗或过细，砂子的粗细程度一般认为细度模量在2.62.7时最好。,2.3.3 骨料的劣质性能对混凝土的影响,碎石因生产工艺不同会有数量不等的石粉。这些石粉遇水后包于骨料表面或分散在碎石中，影响碎石与水泥石的粘结力，提高减水剂和水的用量，降低混凝土的强度。,图2-8 针片状的石子,当石子中的针片状含量超标时，使骨料的空隙增加，不仅混凝土拌合物的和易性变差，而且会使混凝土的强度降低。,2.3.3 骨料的劣质性能对混凝土的影响,碎石的粒型均匀，针片状含量少，颗粒级配良好，可以使骨料的堆实程度高，具有较小的空隙率，填充于这些空隙间的水泥砂浆用量就减少，可以有效地降低混凝土的成本。如果碎石的颗粒级配不好，为单粒级或不连续级配，所拌制的混凝土就容易离析，施工性能差，混凝土的强度、耐久性都会降低。,2.3.3 骨料的劣质性能对混凝土的影响,减水剂是最常用的一类化学外加剂，在混凝土中使用减水剂主要有以下几个作用： 1、在保持用水量不变的情况下，改善新拌混凝土的工作度，提 高流动性： 2、在保持新拌混凝土工作度不变的情况下，减少用水量，以 提高混凝土的强度； 3、在保持新拌混凝土一定强度前提情况下，减少水泥用量，以 改善硬化混凝土的体积稳定性，提高抗裂性； 4、改善新拌混凝土的可泵性，提高施工速度。,2.4 外 加 剂,2.5 水,水是混凝土的主要组成材料之一，水中的某些杂质（如油类、酸、碱、糖、有机杂质等）会影响混凝土的正常凝结时间与硬化，影响混凝土的强度发展和耐久性，加快钢筋的锈蚀，污染混凝土表面，影响表面装饰。水中含泥会增大减水剂、水的用量，增加混凝土的成本；泥粒会妨碍水泥与骨料的粘结，形成混凝土的薄弱环节，降低混凝土的强度。,3. 新拌混凝土的性能,混凝土原材料加水拌合后形成混凝土拌和物，这一拌和物具有一定的流动性、粘聚性和可塑性。随着时间的推移，胶凝材料的反应不断进行，水化产物不断增加，形成凝聚结构。此时混凝土开始凝结硬化，逐步失去流动性和可塑性，最终形成具有一定强度的水泥石。凝结硬化以前的混凝土拌和物通常称为新拌混凝土，凝结硬化以后的混凝土称为硬化混凝土。 新拌混凝土的性能包括和易性、凝结时间、含气量、塑性收缩和塑性沉降等。,3.1 新拌混凝土的和易性,新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。,图3-1 和易性良好的泵送混凝土,3.2 混凝土的凝结时间,混凝土的凝结时间分初凝和终凝。初凝指混凝土加水至失去塑性所经历的时间，亦即表示施工操作的时间极限；终凝指混凝土加水到产生强度所经历时间。初凝时间希望适当长，以便于施工操作；终凝与初凝的时间差则越短越好。混凝土初凝时间一般在2-4h，加了缓凝剂可以达到6-8h；一般商品混凝土终凝时间控制要求在12-16h。这是最保守的设计时间。,4. 硬化混凝土的性能,商品混凝土的制备过程和施工过程都将影响硬化混凝土的性能。硬化混凝土的性能很多，包括混凝土的物理性能（密实度与容重、渗透性能、热学性能），力学性能（抗压强度、抗拉强度、多轴强度），变形性能（水泥水化反应而产生的变形、外力作用下的变形、环境因素作用下的变形），耐久性（抗冻融性能、碱-骨料反应、抗化学腐蚀性能、耐高温性能）等等。,4.1 混凝土的抗压强度,抗压强度是硬化混凝土性能的主要指标，是指按照国家标准普通混凝土力学性能试验方法规定，将混凝土拌合物制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件（温度202，相对湿度95以上）下，养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度（简称立方体抗压强度）。 普通混凝土划分为十个强度等级：C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55；一般把C60以上的混凝土称为高强混凝土。,影响混凝土强度的因素有：,1、水泥强度和水灰比 2、骨料的影响 3、龄期 龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。 4、养护条件 混凝土的养护条件主要指所处的环境温度和湿度。,4.1 混凝土的抗压强度,4.2 混凝土的变形性能,1、化学收缩 2、湿胀干缩 3、温度变形 4、徐变,图4-3 底板钢筋绑扎,图4-4 底板成功浇筑,4.3 混凝土的耐久性能,1、抗渗性 2、抗冻性 3、抗侵蚀性 4、碱骨料反应,图4-5 酸雨侵蚀,图4-6 氯离子侵蚀,6.3 混凝土的养护,6.3.1 养护的重要性 混凝土性能的变化和周围环境有着很大的关系，好的环境可以促进混凝土性能的发展，使其更好地服务于结构。恶劣的环境也可以使混凝土性能劣化，影响整个工程的质量。混凝土性能早期早期变化较快，后期逐步平稳，这是混凝土性能依时变化的一个基本规律。因此，在早期为混凝土提供一个良好的环境条件，对保证混凝土性能的实现有着特别重要的意义。,6.3.2 混凝土的养护方法和要求,对混凝土进行养护的主要内容就是保证适当的温度和湿度。,图6-4 混凝土现场覆盖养护,图6-5 冬季大体积混凝土保温养护,6.3.2 混凝土的养护方法和要求, 在正常情况下，浇筑完毕后12h内对混凝土加以覆盖，适时浇水。一般地说，初凝后可以覆盖，终凝后可以浇水。混凝土强度未达到1.2MPa以前不得上人踩踏或安装模板和支架。如遇到高温、大风、干燥天气，应及时覆盖。对于较大面积的浇筑，覆盖应随工作面的推进同步进行。 覆盖物可用麻袋片，草帘，竹帘，锯末，砂及炉渣等，覆盖物应保持湿润，以防从混凝土表面吸水。浇水养护时，浇水次数以始终保持混凝土表面湿润为准，养护用水应以拌制用水相同。浇水时不得直对混凝土表面冲刷，以免混凝土表面受损。, 混凝土的浇水养护时间，对于采用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，且在混凝土中矿物外加剂掺量不大时浇水养护时间不得少于7d。 有条件时可以采用塑料布覆盖养护，混凝土敞露的表面应全部覆盖严密，并保持塑料布内有凝结水。 混凝土在养护过程中，如发现遮盖不全，浇水不足，以至表面泛白或出现细小干缩裂缝时，应立即仔细遮盖，充分浇水，加以养护，并延长浇水养护时间加以补救。,6.3.2 混凝土的养护方法和要求,6.3.3 混凝土养护不善带来的问题,1、混凝土强度不足 当养护不善时，尽管混凝土的配制强度较高，但混凝土的实际强度也可能较低，达不到设计要求。 2、产生裂缝 在自然环境下，混凝土的变形常常表现收缩，而混凝土的收缩变形恰恰使混凝土处于受拉状态，因此容易产生裂缝。 3、表面粉化,8. 特种混凝土,1、大体积混凝土 2、高强混凝土 3、自密实混凝土 4、轻骨料混凝土 5、清水混凝土 6、纤维混凝土,图8-5 清水混凝土工程中南剧院,