《混凝土及砂漿》PPT課件.pptVIP

1,第四章 水泥混凝土及砂漿,2,了解：混凝土的特點(diǎn)及分類；混凝土各組成 材料在混凝土中作用。,掌握：混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)及其意義和 影響因素；普通混凝土配合比設(shè)計。,熟悉：混凝土對各組成材料的要求，各技 術(shù)指標(biāo)的測試方法的特點(diǎn)及分類。,教學(xué)目標(biāo),3,第一節(jié) 概述 一、混凝土的定義 由膠凝材料、骨料、水按適當(dāng)比例配合拌制而成的混合物，經(jīng)一定的時間硬化而成的人造石材。 二、混凝土的分類,（一）按表觀密度分,（二）按膠凝材料分,4,（三）按功能和用途分,（四）按生產(chǎn)工藝和施工方法分,5,砂子,水泥漿,石子,第二節(jié) 普通混凝土組成材料 普通混凝土的四種基本組成材料： 一、水泥 二、砂子 三、石子 四、水,6,品種 根據(jù)工程特點(diǎn)、所處環(huán)境條件及施工條件，進(jìn)行合理選擇。見表3-10 強(qiáng)度等級 高強(qiáng)度等級的水泥配制高強(qiáng)度等級的混凝土。 普通混凝土，水泥強(qiáng)度一般以混凝土抗壓強(qiáng)度的1.52.0倍為宜；配置高強(qiáng)混凝土為混凝土混凝土抗壓強(qiáng)度的0.91.5倍為宜。,一、水泥,7,(一)定義: 粒徑在0.165mm之間的巖石顆粒。細(xì)骨料主要采用天然砂和人工砂。,二、細(xì)骨料(或細(xì)集料）,8,砂子技術(shù)性能,9,砂中有害物質(zhì)含量（GB/T 146842001）,砂按技術(shù)要求分為類、類、類。類宜用于強(qiáng)度等級大于C60的混凝土；類宜用于強(qiáng)度等級C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；類宜用于強(qiáng)度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。,10,堅固性指標(biāo)(GB/T 146842001),壓碎指標(biāo)(GB/T 14684-2001 建筑用砂 ),11,表觀密度、堆積密度、空隙率應(yīng)符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積 密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。,表觀密度、堆積密度、空隙率,12,堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開裂破壞的膨脹反應(yīng)。 經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，由砂制備的試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗(yàn)齡期膨脹率應(yīng)小于0.10%。,堿集料反應(yīng),13,砂的粗細(xì)程度及顆粒級配,混凝土用砂為何對粗細(xì)程度及顆粒 級配有要求？,14,為了節(jié)約水泥，并使混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到較高密實(shí)度，選擇骨料時，應(yīng)盡可能選用總表面積較小、空隙率較小的骨料，而砂子的總表面積與粗細(xì)程度有關(guān)，空隙率則與顆粒級配有關(guān)。 (1)粗細(xì)程度 砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸬目傮w粗細(xì)程度。,砂的粗細(xì)程度及顆粒級配,15,(2)顆粒級配 砂的顆粒級配是指粒徑不同的砂?；ハ啻钆涞那闆r。同樣粒徑的砂空隙率最大，若大顆粒間空隙由中顆粒填充，空隙率會減小，若再填充以小顆粒，空隙率更小。,圖5.2 骨料顆粒級配示意圖,(a)單一粒徑；(b)兩種粒徑；(c)多種粒徑,骨料顆粒級配示意圖,(a)單一粒徑；(b)兩種粒徑；(c)多種粒徑,16,(3)砂的粗細(xì)程度與顆粒級配的評定 砂的粗細(xì)程度和顆粒級配，常用篩分析方法進(jìn)行評定。,17,篩分析試驗(yàn)評定砂的粗細(xì)程度和顆粒級配,150m,300m,630m,1.18mm,2.36mm,4.75mm,10.0mm,累計篩余率與分計篩余率計算關(guān)系,18,篩分曲線,19,圖4-2 砂的I、II、III級配區(qū)曲線,20,細(xì)度模數(shù)的計算,Mx為3.73.1為粗砂，3.02.3為中砂，2.21.6 為細(xì)砂，在1.5-0.7為特細(xì)砂。,21,表 砂樣篩分結(jié)果,【例題】用500g烘干砂進(jìn)行篩分試驗(yàn)，其結(jié)果如下表所求。試分析該砂的粗細(xì)程度與顆粒級配。,22,【解】計算細(xì)度模數(shù)Mx 評定結(jié)果：將累計篩余百分率與篩分曲線作對照，或繪出級配曲線，此砂處于2區(qū)，級配良好；細(xì)度模數(shù)為2.66，屬中砂。,23,技術(shù)要求 有害雜質(zhì)含量 針片狀顆粒含量 強(qiáng)度 顆粒級配與最大粒徑 堅固性,三、粗骨料,24,石子強(qiáng)度指標(biāo),(1)巖石抗壓強(qiáng)度:,(2)壓碎指標(biāo)值:,將母巖制成50mm50mm50mm的立方體試件或50mm50mm的圓柱體試件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，測得其在飽和水狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度值。,25,顆粒級配與最大粒徑,粗骨料顆粒級配 粗骨料的顆粒級配按供應(yīng)情況分連續(xù)粒級和單粒級。,26,表4-5 建筑用卵石、碎石的顆粒級配(GB/T 146852001),累計篩余百分率,27,顆粒級配與最大粒徑,最大粒徑 公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。,規(guī)定：最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4；不得超過鋼筋最小凈距的3/4；對于實(shí)心板，不得超過板厚的1/2且不得超過50mm；對于泵送混凝土，最大粒徑與輸送管道內(nèi)徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。（泵送高度有關(guān) 表4-6）,28,骨料粒徑太大使轉(zhuǎn)換梁澆筑不密實(shí),工程實(shí)例分析,29,粗骨料的堅固性,定義：指粗骨料在自然風(fēng)化和其他外界物理、化學(xué)因素作用下，抵抗破壞的能力，也即指粗骨料的耐久性。 堅固性實(shí)驗(yàn)采用硫酸鈉溶液法檢驗(yàn)，試樣經(jīng)五次干濕循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過規(guī)范的規(guī)定。,30,對混凝土用水的質(zhì)量要求：不得影響混凝土的和易性及凝結(jié)；不得有損于混凝土強(qiáng)度的發(fā)展；不得降低混凝土的耐久性及加快鋼筋銹蝕及導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷；不得污染混凝土表面。見表4-9。 混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)(JGJ 631989已轉(zhuǎn)化成2006)對混凝土用水提出了具體的質(zhì)量要求。,混凝土用水,31,一、混凝土拌合物的和易性,第三節(jié) 混凝土的基本性質(zhì),32,(1) 流動性 是指拌合物在自重或施工機(jī)械振搗作用下，能產(chǎn)生流動并均勻密實(shí)地填充整個模型的性能。流動性好的混凝土拌合物操作方便、易于搗實(shí)和成型。 (2) 粘聚性 是指拌合物在施工過程中，各組成材料互相之間有一定的粘聚力，不出現(xiàn)分層離析，保持整體均勻的性能。 (3) 保水性 是指拌合物保持水分，不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水的性質(zhì)。 混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性三者既互相聯(lián)系，又互相矛盾。施工時應(yīng)兼顧三者，使拌合物既滿足要求的流動性，又保證良好的粘聚性和保水性。,33,(一)流動性的測定 普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法(GB/T 500802002)規(guī)定采用坍落度和維勃稠度試驗(yàn)進(jìn)行評定。,1.坍落度法：適用于坍落度不小于10mm，骨料最大粒徑不大于40mm,請看坍落度試驗(yàn)動畫,34,混凝土坍落度試驗(yàn),35,坍落度測定,36,表 混凝土拌合物按坍落度分級,37,表 混凝土澆筑時的坍落度,38,流動性的測定,2.維勃稠度法：適用于坍落度小于10mm，維勃稠度在530s的混凝土拌合物。,維勃稠度儀,喂料斗,圓盤,39,(二)影響混凝土和易性的因素,水泥漿量及水灰比 在水灰比不變的條件下，增加混凝土單位體積中的水泥漿數(shù)量，能使骨料周圍有足夠的水泥漿包裹，改善骨料之間的潤滑性能，從而使混凝土拌合物的流動性提高。但水泥漿數(shù)量不宜過多，否則會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，粘聚性變差，浪費(fèi)水泥，同時影響混凝土強(qiáng)度。 水泥漿的稠度 水泥漿的稠度主要取決于水灰比(1m3混凝土中水與水泥用量的比值W/C)大小。水灰比過大，水泥漿太稀，產(chǎn)生嚴(yán)重離析及泌水現(xiàn)象；過小，因流動性差而難于施工，通常水灰比在0.400.75之間，并盡量選用小的水灰比。,40,砂率對混凝土坍落度的影響,砂率是指砂用量占砂、石總用量的質(zhì)量百分率。砂率過大或過小都會導(dǎo)致混凝土和易性變差，應(yīng)選擇合理砂率。 選擇砂率應(yīng)該是在用水量及水泥用量一定的條件下，使混凝土拌合物獲得最大的流動性，并保持良好的粘聚性和保水性；或在保證良好和易性的同時，水泥用量最少。此時的砂率值稱為合理砂率。,41,(二)影響混凝土和易性的因素,(4) 原材料的性質(zhì) 水泥品種 在其他條件相同時，硅酸鹽水泥和普通水泥較礦渣水泥拌制的混凝土拌合物的和易性好。如用礦渣水泥時，坍落度較普通水泥小，泌水性增加。 骨料 如其他條件相同，卵石混凝土比碎石混凝土流動性大，級配好的比級配差的流動性大。,(5)其他因素 外加劑 拌制混凝土?xí)r，摻入少量外加劑，有利于改善和易性 溫度 混凝土拌合物的流動性隨溫度的升高而降低。 時間 隨著時間的延長，拌和后的混凝土坍落度逐漸減小。,42,觀察與討論,試比較石子表面狀態(tài)不同對混凝土和易性的影響：,卵石,碎石,43,新拌混凝土的凝結(jié)時間,水灰比的大小直接影響混凝土的凝結(jié)時間，且水泥的凝結(jié)時間與混凝土并不一致。 貫入阻力儀測試混凝土的凝結(jié)時間。,44,混凝土立方體抗壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 混凝土的抗拉強(qiáng)度,二、混凝土的強(qiáng)度,45,抗壓試驗(yàn),46,a,2a,a,a,圓柱體 （美、法、日）,立方體 （英、德、中）,試件形狀示意圖,47,Cement Concrete,軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)示意圖,48,(一)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級,GB/T 500812002規(guī)定，按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)到28d齡期，測得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，以fcu表示。,1.立方體抗壓強(qiáng)度,標(biāo)準(zhǔn)試件,49,(一)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級,2.混凝土強(qiáng)度等級,立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指在28d齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有95保證率的抗壓強(qiáng)度，以fcu,k表示。,普通混凝土劃分為十四個強(qiáng)度等級：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。,混凝土的抗壓強(qiáng)度是根據(jù)混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的。,50,強(qiáng)度換算系數(shù)(GB/T 500812002),51,(二)影響混凝土強(qiáng)度的因素,1.水泥強(qiáng)度等級和水灰比,52,混凝土強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式：,式中：C/W灰水比； fcu混凝土28d抗壓強(qiáng)度； fce水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測值。 （c 1.13） a、b經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； 碎石 a=0.46; b=0.07 卵石 a=0.48; b=0.33,53,2.養(yǎng)護(hù)的溫、濕度,養(yǎng)護(hù)溫度對混凝土強(qiáng)度的影響,54,濕度的影響,試驗(yàn)表明，保持足夠濕度時，溫度升高，水泥水化速度加快，強(qiáng)度增長也快。 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB 502042002)規(guī)定，在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)。,55,沒有凍結(jié),抗壓強(qiáng)度,砼相對強(qiáng)度的增長與凍結(jié)時間的關(guān)系,受凍越早，強(qiáng)度損失越大,56,3.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，最初的714d發(fā)展較快，28d以后增長緩慢 。,n 養(yǎng)護(hù)齡期，n3d。,14,28,抗壓強(qiáng)度,齡期/d,57,4.其它因素,施工條件，如攪拌、振搗方式。 試驗(yàn)條件，如試件的形狀、尺寸、表面狀態(tài)、含水程度及加荷速度 等。 外加劑和摻合料的摻入。,58,試驗(yàn)條件對混凝土強(qiáng)度的影響, 試件尺寸 相同的混凝土，試件尺寸越小測得的強(qiáng)度越高。 試件的形狀當(dāng)試件受壓面積(axa)相同，而高度(h)不同時，高寬比(h/a)越大，抗壓強(qiáng)度越小。 表面狀態(tài) ：試件表面有、無潤滑劑，其對應(yīng)的破壞形式不一，所測強(qiáng)度值大小不同。試件表面無潤滑劑時，試件受環(huán)箍效應(yīng)的影響，破壞后呈棱錐體，所測強(qiáng)度值偏大。 加荷速度 ：加荷速度較快時，材料變形的增長落后于荷載的增加，所測強(qiáng)度值偏高。,59,提高混凝土強(qiáng)度的措施,采用高等級水泥或早強(qiáng)型水泥； 采用低水灰比的干硬性混凝土； 采用濕熱處理養(yǎng)護(hù)混凝土； 采用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗； 摻入混凝土外加劑、摻合料等。,60,(一)非荷載作用下的變形 化學(xué)減縮 混凝土的干縮濕脹 溫度變形 (二)荷載作用下的變形 短期荷載作用下的變形 長期荷載作用下的變形徐變,三、混凝土的變形性能,61,化學(xué)減縮(Chemical Shrinkage）,定義：在混凝土硬化過程中，由于水泥水化物的固體體積比反應(yīng)前物質(zhì)（水+水泥）的總體積小，從而引起混凝土的收縮，稱為化學(xué)減縮。 發(fā)展規(guī)律：其收縮量是隨混凝土硬化齡期的延長而增加，一般在混凝土成型后40d左右增長較快，以后逐漸趨于穩(wěn)定。 影響：化學(xué)減縮值很小,但是不可恢復(fù)，對混凝土結(jié)構(gòu)沒有破壞作用，但在混凝土內(nèi)部可能產(chǎn)生微細(xì)裂縫。,62,化學(xué)減縮示意圖,63,干濕變形,定義：由于混凝土周圍環(huán)境濕度的變化，會引起混凝土的干濕變形，表現(xiàn)為干縮濕脹。 原因：混凝土在干燥過程中，由于毛細(xì)孔水的蒸發(fā)，使毛細(xì)孔中形成負(fù)壓，隨著空氣濕度的降低負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土收縮。同時，凝膠體顆粒的吸附水也發(fā)生部分蒸發(fā)，凝膠體因失水而產(chǎn)生緊縮。,64,齡期,應(yīng)變,水中養(yǎng)護(hù),空氣中養(yǎng)護(hù),膨脹,收縮,混凝土的干濕變形示意圖,65,彎月面,毛細(xì)孔,干濕變形機(jī)理示意圖,負(fù)壓,66,溫度變形,定義：混凝土隨著溫度的變化產(chǎn)生熱脹冷縮的變形。 指標(biāo)：混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為（11.5）10-5/。 危害：溫度變形對大體積混凝土及大面積混凝土工程極為不利，易使這些混凝土造成溫度裂縫。 設(shè)取1010-6/，則溫度下降15，冷收縮量達(dá)15010-6，如果混凝土的彈性模量為21GPa，不考慮徐變等產(chǎn)生的應(yīng)力松弛，該收縮受到完全約束下產(chǎn)生的彈性拉應(yīng)力為3.1MPa。,67,受力變形,短期荷載作用下的變形,68,長期荷載作用下的變形徐變,69,(一)混凝土的抗?jié)B性 (二)混凝土的抗凍性 (三)混凝土的抗碳化性 (四)堿骨料反應(yīng) (五)抗化學(xué)侵蝕,四、硬化混凝土的耐久性,70,混凝土抗?jié)B儀,是指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力?？?jié)B性好壞用抗?jié)B等級來表示。抗?jié)B等級分為P4、P6、P8、P10、P12等5個等級。 混凝土水灰比對抗?jié)B性起決定性作用。 提高混凝土抗?jié)B性的根本措施在于增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度。,混凝土的抗?jié)B性,71,抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能，是評定混凝土耐久性的主要指標(biāo)。 抗凍等級根據(jù)混凝土所能承受的反復(fù)凍融循環(huán)的次數(shù)，劃分為F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9個等級。 混凝土的密實(shí)度、孔隙的構(gòu)造特征是影響抗凍性的重要因素,抗凍性,72,混凝土的碳化,混凝土的碳化：指空氣中的CO2在濕度適宜的條件下與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程，碳化也稱中性化。 檢查碳化的簡易方法是鑿下一部分混凝土，除去微粉末，滴以酚酞酒精溶液（濃度為1%），碳化部分不變色，而堿性部分呈紫紅色。,73,混凝土的堿-骨料反應(yīng),混凝土的堿骨料反應(yīng)：是指水泥中的堿(Na2O和K2O)含量較高時與骨料中的活性SiO2發(fā)生反應(yīng)，在骨料表面生成堿硅酸凝膠，這種凝膠具有吸水膨脹特性，會使包裹骨料的水泥石脹裂，這種現(xiàn)象稱為堿骨料反應(yīng)。 包含堿硅酸反應(yīng)和堿碳酸鹽反應(yīng)。,74,第四節(jié) 混凝土的質(zhì)量控制,一、混凝土的質(zhì)量控制 混凝土生產(chǎn)前的初步控制，主要包括人員配備、設(shè)備調(diào)試、組成材料的檢驗(yàn)及配合比的確定與調(diào)整等項內(nèi)容。 混凝土生產(chǎn)過程中的控制，包括控制稱量、攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗及養(yǎng)護(hù)等項內(nèi)容。 混凝土生產(chǎn)后的合格性控制。包括批量劃分，確定批取樣數(shù)，確定檢測方法和驗(yàn)收界限等項內(nèi)容。,75,二、混凝土質(zhì)量評定的數(shù)理統(tǒng)計方法 (一)混凝土強(qiáng)度概率的正態(tài)分布,特點(diǎn)：曲線以平均強(qiáng)度為對稱軸，曲線與橫軸之間的面積和為100%.,76,(一) 強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù) 1.強(qiáng)度平均值,注意:平均值只反應(yīng)混凝土強(qiáng)度總體強(qiáng)度水平,不能說明強(qiáng)度波動的大小.,2.標(biāo)準(zhǔn)差,注意:標(biāo)準(zhǔn)差小,正態(tài)頒布曲線窄而高,說明強(qiáng)度分布集中，混凝土質(zhì)量均勻性好；反之，混凝土的施工控制質(zhì)量較差。,77,3.變異系數(shù),由于隨強(qiáng)度等級的提高而增大，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不同時,可采用v作為評定混凝土質(zhì)量均勻性的指標(biāo)。 v，表示混凝土質(zhì)量。,其計算式如下:,78,第五節(jié) 普通混凝土配合比設(shè)計,1.滿足強(qiáng)度等級要求； 2.滿足所要求的和易性； 3.滿足工程耐久性的要求； 4.符合經(jīng)濟(jì)性原則.,混凝土配合比設(shè)計的四項基本要求：,混凝土配合比設(shè)計，是根據(jù)材料的技術(shù)性能、工程要求、結(jié)構(gòu)形式和施工條件，來確定混凝土各組成材料之間的配合比例。 通常有兩種表示方式：一種是以每立方米混凝土中各種材料的用量來表示。另一種是以各種材料相互間質(zhì)量比來表示(以水泥質(zhì)量為1)。,79,在混凝土配合比中，水灰比、單位用水量及砂率值直接影響混凝土的技術(shù)性質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，是混凝土配合比的3個重要參數(shù)。 混凝土配合比設(shè)計就是要正確地確定這3個參數(shù)。,混凝土配合比設(shè)計的主要參數(shù),80,第五節(jié) 普通混凝土配合比設(shè)計,按照已選擇的原材料性能及混凝土的技術(shù)要求進(jìn)行初步計算，得出“初步配合比”； 經(jīng)過試驗(yàn)室試拌調(diào)整，得出“基準(zhǔn)配合比”； 經(jīng)過強(qiáng)度檢驗(yàn)(如有抗?jié)B、抗凍等其他性能要求，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn))，定出滿足設(shè)計和施工要求并比較經(jīng)濟(jì)的“試驗(yàn)室配合比”(也叫設(shè)計配合比)； 根據(jù)現(xiàn)場砂、石的實(shí)際含水率，對試驗(yàn)室配合比進(jìn)行調(diào)整，求出“施工配合比”。,81,1.確定配制強(qiáng)度(fcu,o),一、初步配合比的確定,82,2.確定水灰比值(W/C),一、初步配合比的確定,復(fù)核耐久性（表4-22）,83,表4-22 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(JGJ 552000),84,3.確定用水量(mwo),一、初步配合比的確定,干硬性和塑性混凝土用水量的確定 a. 水灰比在0.400.80范圍時，根據(jù)粗骨料的品種、粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-24選取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土用水量，應(yīng)通過試驗(yàn)確定。,85,流動性和大流動性混凝土的用水量宜按下列步驟進(jìn)行 a. 以表4-24中坍落度90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，計算出未摻外加劑時的混凝土的用水量； b. 摻外加劑時的混凝土的用水量可按下式計算：,86,表4-24 塑性和干硬性混凝土的單位用水量(JGJ 552000),87,4.計算混凝土的單位水泥用量(mco),一、初步配合比的確定,復(fù)核耐久性（表4-22）,88,5.確定合理砂率( S ) 一般應(yīng)通過試驗(yàn)找出合理砂率，也可按骨料種類、規(guī)格及混凝土水灰比，參考表4-25選取。 6.體積法確定1m3混凝土的砂石用量（體積法）,一、初步配合比的確定,89,質(zhì)量法確定砂石用量,一、初步配合比的確定,90,二、設(shè)計配合比的確定,在初步配合比基礎(chǔ)上，進(jìn)行和易性和強(qiáng)度調(diào)整得出設(shè)計配合比。 調(diào)整的目的：一是使混凝土拌合物的和易性滿足施工需要；二是使水灰比符合混凝土強(qiáng)度及耐久性要求。,(1) 和易性調(diào)整 按初步配合比稱取規(guī)定的體積時各組成材料的用量，攪拌均勻后測定其坍落度，同時觀察其粘聚性和保水性。,91,當(dāng)試樣調(diào)整工作完成后，應(yīng)測出混凝土拌合物的實(shí)際表觀密度mCP(kg/m3)，并按下式重新計算每立方米混凝土的各項材料用量：,92,(2)強(qiáng)度復(fù)核 方法是采用調(diào)整后的配合比制成3組不同水灰比的混凝土試塊：一組采用基準(zhǔn)配合比，另外兩組配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比的水灰比分別增加和減少0.05，用水量應(yīng)與基準(zhǔn)配合比相同，砂率可分別增加和減少1%。 分別將3組試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，根據(jù)測得的強(qiáng)度值與相對應(yīng)的灰水比(C/W)關(guān)系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強(qiáng)度fcu,o相對應(yīng)的灰水比，并應(yīng)按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量：,93,用水量(mW)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時測得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定； 水泥用量(mC) 以用水量乘選定的灰水比計算確定； 粗、細(xì)骨料用量(mG、mS)應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的粗、細(xì)骨料用量的基礎(chǔ)上，按選定的灰水比調(diào)整后確定。 由強(qiáng)度復(fù)核之后的配合比，還應(yīng)根據(jù)混凝土拌合物表觀密度實(shí)測值(c,t)和混凝土拌合物表觀密度計算值(c,c)進(jìn)行校正。校正系數(shù)為：,94,假設(shè)工地砂、石含水率分別為a%和b%，則施工配合比為：,mc =mc ms =ms(1+a%) mg =mg(1+b%) mw=mw-msa%-mgb%,三、施工配合比的確定,95,【例題】某工程制作室內(nèi)用的鋼筋混凝土大梁，混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C20，施工要求坍落度為3550mm，采用機(jī)械振搗。該施工單位無歷史統(tǒng)計資料。 采用材料：普通水泥，32.5級，實(shí)測強(qiáng)度為34.8 MPa，密度為3100kg/m3；中砂，表觀密度為2650kg/m3，堆積密度為1450kg/m3；卵石，最大粒徑20mm，表觀密度為2.73g/cm3，堆積密度為1500kg/m3；自來水。試設(shè)計混凝土的配合比(按干燥材料計算)。若施工現(xiàn)場中砂含水率為3%，卵石含水率為1%，求施工配合比。,96,【解】 (1) 確定配制強(qiáng)度。 (2) 確定水灰比(W/C) (3) 確定用水量(mW0) (4) 計算水泥用量(mC0） (5) 確定砂率 (6) 計算砂、石用量mS0、mG0 (7) 計算初步配合比 (8) 配合比調(diào)整 (9) 試驗(yàn)室配合比 (10) 施工配合比,97,(1)確定配制強(qiáng)度。 該施工單位無歷史統(tǒng)計資料，查表4.21取=5.0MPa。 fcu,o=fcu,k+1.645 =20+8.2 =28.2(MPa) (2)確定水灰比(W/C) 利用強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式計算水灰比： 復(fù)核耐久性 查表4-24規(guī)定最大水灰比為0.65，因此W/C=0.49滿足耐久性要求。,98,(3)確定用水量(mW0) 此題要求施工坍落度為3550mm，卵石最大粒徑為20mm，查表4.22得每立方米混凝土用水量： mW0=180kg (4)計算水泥用量(mC0） mC0=mW0C/W=1802.02364(kg) 查表4-24規(guī)定最小水泥用量為260kg，故滿足耐久性要求。 (5)確定砂率 根據(jù)上面求得的W/C=0.49，卵石最大粒徑20mm，查表4-25，選砂率S=32%。,99,(6)計算砂、石用量mS0、mG0 按體積法列方程組 解得 mSO=599kg mGO=1273kg,100,按質(zhì)量法：強(qiáng)度等級C20的混凝土，取混凝土拌合物計算表觀密度mCP=2400kg/m3，列方程組 解得 mSO=594kg mGO=1262kg,101,(7)計算初步配合比 體積法 mC0mS0mG0=3645991273=11.653.50 W/C=0.49 質(zhì)量法 mC0mS0mG0=3645941262=11.633.47 W/C=0.49 兩種方法計算結(jié)果相近。,102,(8)配合比調(diào)整 按初步配合比稱取15L混凝土拌合物的材料（體積法）： 水泥 36415/1000=5.46kg 砂子 59915/1000=8.99kg 石子 127315/1000=19.10kg 水 18015/1000=2.70kg 和易性調(diào)整 將稱好的材料均勻拌和后，進(jìn)行坍落度試驗(yàn)。假設(shè)測得坍落度為25mm，小于施工要求的3550mm，應(yīng)保持原水灰比不變，增加5%水泥漿。再經(jīng)拌和后，坍落度為45mm，粘聚性、保水性均良好，已滿足施工要求。,103,此時各材料實(shí)際用量為： 水泥 5.46+5.465%=5.73kg 砂 8.99kg 石 19.10kg 水 2.70+2.705%=2.84kg 并測得每立方米拌合物質(zhì)量為mCP=2380kg/m3 強(qiáng)度調(diào)整 方法如前所述，此題假定W/C=0.49時，強(qiáng)度符合設(shè)計要求，故不需調(diào)整。,104,(9)試驗(yàn)室配合比 上述基準(zhǔn)配合比為： 水泥砂石=5.738.9919.10=11.573.33 W/C=0.49 則調(diào)整后1m3混凝土拌合物的各種材料用量為：mC=5.73/(5.73+8.99+19.10+2.84)2380=372kg mS=1.57372=584kg mG=3.33372=1239kg mW=0.49372=182kg,105,試驗(yàn)室配合比見下表：,106,(10)施工配合比 1m3拌合物的實(shí)際材料用量(kg)： mC=mC=375kg mS=mS(1+a%)=584(1+3%)=602kg mG=mG(1+b%)=1239(1+1%)=1251kg mW=mW-mSa%-mGb%=182-17.5-12.4=152kg,107,實(shí)驗(yàn)配合比設(shè)計 某工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心板，混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為30，施工要求混凝土坍落度為3050mm，根據(jù)施工單位歷史資料統(tǒng)計，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差5MPa。 所用原材料情況如下： 水泥：32.5級復(fù)合水泥，水泥密度為=3.10/cm3，水泥強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值的富余系數(shù)為1.08； 砂：中砂，級配合格，砂子表觀密度os=1.60/cm3； 石：540mm卵石，級配合格，石子表觀密度og=1.65/cm3；,108,第六節(jié) 混凝土外加劑,國家標(biāo)準(zhǔn)GB 807587中按外加劑的主要功能將混凝土外加劑分為四類： (1)改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，其中包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。 (2)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑，其中包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等。,一、 外加劑的分類,109,(3)改善混凝土耐久性的外加劑，其中包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。 (4)改善混凝土其他性能的外加劑，其中包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。,110,二、 減水劑,減水劑是指能保持混凝土的和易性不變，而顯著減少其拌和用水量的外加劑。 (一)減水劑的減水作用 水泥加水拌和后，水泥顆粒間會相互吸引，形成許多絮狀物。當(dāng)加入減水劑后，減水劑能拆散這些絮狀結(jié)構(gòu)，把包裹的游離水釋放出來。,111,(二)使用減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 1.在保持和易性不變，也不減少水泥用量時，可減少拌和水量5%25%或更多。 2.在保持原配合比不變的情況下，可使拌合物的坍落度大幅度提高(可增大100200mm) 。 3.若保持強(qiáng)度及和易性不變，可節(jié)省水泥10%20%。 4.提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性，使混凝土的耐久性得到提高。,112,減水劑主要有木質(zhì)素系、萘系、樹脂系、糖蜜系和腐殖酸等幾類。 按主要功能分為普通減水劑、高效減水劑、早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等幾種。,(三)常用的減水劑,113,水泥漿結(jié)構(gòu),1水泥顆粒；2游離水,(a)未摻減水劑時的水泥漿體中絮狀結(jié)構(gòu)； (b)摻減水劑的水泥漿結(jié)構(gòu),114,加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑稱為早強(qiáng)劑。 這類外加劑能加速水泥的水化過程，提高混凝土的早期強(qiáng)度并對后期強(qiáng)度無顯著影響。 目前常用的早強(qiáng)劑有氯鹽、硫酸鹽、三乙醇胺三大類及以它們?yōu)榛A(chǔ)的復(fù)合早強(qiáng)劑。,三、 早強(qiáng)劑,115,在攪拌混凝土的過程中，能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑稱為引氣劑。 引氣劑可在混凝土拌合物中引入直徑為0.051.25mm的氣泡，能改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性等耐久性，適用于港口、土工、地下防水混凝土等工程。 但當(dāng)W/C固定時，空氣量增加1%，抗壓強(qiáng)度降低4%-5%，抗折強(qiáng)度降低2%-3%。,四、引氣劑,116,延長混凝土凝結(jié)時間、而不顯著影響混凝土后期強(qiáng)度的外加劑稱為緩凝劑。 常用的緩凝劑有無機(jī)鹽類，如硼(Na2B4O710H2O)，其摻量為水泥質(zhì)量0.1%0.2%；磷酸三鈉(Na3PO412H2O)，其摻量為水泥質(zhì)量0.1%1.0%等。還有有機(jī)物羥基羥酸鹽類，如酒石酸，摻量為0.2%0.3%；檸檬酸，其摻量為0.05%0.1%；以及使用較多的糖蜜類緩凝劑，其摻量為0.1%0.5%。,五、 緩凝劑,117,能使混凝土在負(fù)溫下硬化，并在規(guī)定時間內(nèi)達(dá)到足夠防凍強(qiáng)度的外加劑稱為防凍劑。,六、 防凍劑,在負(fù)溫度條件下施工的混凝土工程須摻入防凍劑。一般，防凍劑除能降低冰點(diǎn)外，還有促凝、早強(qiáng)、減水等作用，所以多為復(fù)合防凍劑。,定義,特點(diǎn),118,外加劑品種的選擇 選擇外加劑時，應(yīng)根據(jù)工程需要、現(xiàn)場條件及產(chǎn)品說明書進(jìn)行全面考慮。 外加劑摻量的選擇 外加劑品種選定后，還要認(rèn)真確定外加劑的摻量。,注意事項,119,第七節(jié) 其他品種混凝土,凡表觀密度小于1950kg/m3的混凝土統(tǒng)稱為輕混凝土。,定義,分類,按其組成成分可分為輕骨料混凝土、多孔混凝土(如加氣混凝土)和大孔混凝土(如無砂大孔混凝土)三種類型。,120,輕骨料混凝土是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能的新型建筑材料，具有表觀密度小、保濕性好、抗震性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。,一、 輕骨料混凝土,定義,用輕質(zhì)粗骨料、輕質(zhì)細(xì)骨料(或普通砂)、水泥和水配制而成的，其干表觀密度不大于1950 kg/m3的混凝土叫輕骨料混凝土。,特點(diǎn),121,防水混凝土分為普通防水混凝土、膨脹水泥防水混凝土和外加劑防水混凝土。 普通防水混凝土是以調(diào)整配合比的方法來提高自身密實(shí)度和抗?jié)B性的一種混凝土。 膨脹水泥防水混凝土主要是利用膨脹水泥在水化過程中，形成大量體積增大的水化硫鋁酸鈣，在有約束的條件下，能改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使總孔隙率減少，孔徑減小，從而提高混凝土抗?jié)B性。,二、 防水混凝土,122,C60C90的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土，C100以上的混凝土稱為超高強(qiáng)混凝土。,三、 高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土 High Strength Concrete (HSC),定義,高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐久性好、變形小，能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨度、重載、高聳發(fā)展和承受惡劣環(huán)境條件的需要。,特點(diǎn),123,1995年11月，北京財稅大樓原設(shè)計框架及墻體采用C60，經(jīng)協(xié)商將首層4根柱子改為C100。 原材料： 水泥：冀東52.5普硅 硅粉：天津鐵合金廠 砂子：FM=3.1 石子： 520mm碎石 高效減水劑DFS-2 水膠比：0.23 性能 和易性良好：拌合物坍落度20.5cm(2h基本無損失)、無離析泌水、泵送順利(泵壓1820MPa) 現(xiàn)場制作15cm立方試件，28h強(qiáng)度125131.6MPa 彈性模量5.48104MPa 1000次凍融循環(huán)殘余動彈模97.8% 抗?jié)BH35 28h 碳化深度為0,高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用實(shí)例,124,1.高強(qiáng)度。 2.高耐久性。 3.高尺寸穩(wěn)定性。 4.高抗裂性。 5.經(jīng)濟(jì)合理性。 要獲得高性能混凝土就必須從原材料品質(zhì)、配合比優(yōu)化、施工工藝與質(zhì)量控制等綜合考慮。,四、 高性能混凝土,125,五、自密實(shí)混凝土,Self-Compacted Concrete,126,和易性特點(diǎn),混凝土自密實(shí)可解釋為，拌合物的屈服剪應(yīng)力較小，塑性粘度足夠使骨料懸浮于水泥漿中，不離析和泌水，能自由流淌并通過鋼筋間隙等狹窄空間不被堵塞，且均勻填充密實(shí)模板各個角落，從而能避免因振搗不足或不能振搗造成的空洞、蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷。 自密實(shí)混凝土不需機(jī)械振搗，而是依靠自重使混凝土密實(shí)?；炷恋牧鲃佣入m然高，但仍可以防止離析。 混凝土不僅能達(dá)到自密實(shí)的效果，而且混凝土還應(yīng)具有良好的粘聚性、保水性和流動性。,127,配制自密實(shí)混凝土的方法,（1）粗骨料的體積為固體混凝土體積的50%； （2）細(xì)骨料的體積為砂漿體積的40%； （3）水灰比為0.9-1.0； （4）進(jìn)行流動性試驗(yàn)，確定超塑化劑用量及最終的水灰比，使材料獲得最優(yōu)的組成。,128,施工特點(diǎn),在施工現(xiàn)場無振動噪音； 可進(jìn)行夜間施工，不擾民； 對工人健康無害； 混凝土質(zhì)量均勻、耐久； 鋼筋布置較密或構(gòu)件體型復(fù)雜時也易于澆筑； 施工速度快，現(xiàn)場勞動量小。,129,130,自密實(shí)混凝土,131,自密實(shí)混凝土,132,133,134,135,136,137,138,139,坍落度與坍?dāng)U度測定,140,141,142,143,144,145,146,147,148,建筑砂漿,149,砂漿是由膠結(jié)料、細(xì)骨料、摻加料和水按照適當(dāng)比例配制而成的土木工程材料。 一、砌筑砂漿 將磚、石、砌塊等粘結(jié)成為砌體的砂漿稱為砌筑砂漿。砌筑砂漿起著粘結(jié)磚、石及砌塊構(gòu)成砌體，傳遞荷載，協(xié)調(diào)變形的作用，是砌體的重要組成部分。,150,1.砌筑砂漿的組成材料 （1）膠結(jié)料及摻加料 砌筑砂漿常用的膠凝材料有水泥、石灰、建筑石膏等。 為改善砂漿和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂漿中摻入部分摻加料（石灰膏、粘土膏或粉煤灰）等，這樣配制的砂漿稱水泥混合砂漿。這些材料不得含有影響砂漿性能的有害物質(zhì)，含有顆粒或結(jié)塊時應(yīng)用3mm的方孔篩過濾。消石灰粉不得直接用于砌筑砂漿中。,151,() 細(xì)骨料 砌筑砂漿用砂宜選用中砂，其中毛石砌體宜選用粗砂。砂的含泥量不應(yīng)超過。強(qiáng)度等級為2.5的水泥混合砂漿，砂的含泥量不應(yīng)超過10。 () 對外加劑的要求 與混凝土中摻加外加劑一樣，為改善砂漿的某些性能，也可加入塑化、早強(qiáng)、防凍、緩凝等作用的外加劑。一般應(yīng)使用無機(jī)外加劑，其品種和摻量應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。 () 砂漿用水的要求與混凝土的要求相同。,152,2砌筑砂漿拌和物的技術(shù)性質(zhì) () 砂漿的流動性 表示砂漿在自重或外力作用下流動的性能稱為砂漿的流動性，也叫稠度。表示砂漿流動性大小的指標(biāo)是沉入度，它是以砂漿稠度儀測定的，其單位為mm。工程中對砂漿稠度選擇的依據(jù)是砌體類型和施工氣候條件，可參考表4-35選用（砌體工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB51203-1998）。 影響砂漿流動性的因素有：砂漿的用水量、膠凝材料的種類和用量、集料的粒形和級配、外加劑的性質(zhì)和摻量、拌和的均勻程度等。,153,154,（）砂漿的保水性 攪拌好的砂漿在運(yùn)輸、停放和使用過程中，阻止水分與固體料之間、細(xì)漿體與集料之間相互分離，保持水分的能力為砂漿的保水性。 加入適量的微沫劑或塑化劑，能明顯改善砂漿的保水性和流動性。 砂漿的保水性用砂漿分層度儀測定，以分層度(mm)表示。分層度過大，表示砂漿易產(chǎn)生分層離析不利于施工及水泥硬化。砌筑砂漿分層度不應(yīng)大于30mm。分層度過小，容易發(fā)生干縮裂縫，故通常砂漿分層度不宜小于10mm。 () 凝結(jié)時間 砌筑砂漿凝結(jié)時間，以貫入阻力達(dá)到0.5MPa為評定依據(jù)。水泥砂漿不