第七章 混凝土PPT課件.ppt

1,第七章混凝土(concrete),主講：張歡,2,本章提要：,7.1混凝土的概念7.2混凝土的特點7.3混凝土的分類7.4普通混凝土的組成材料7.5普通混凝土的主要技術(shù)要求7.6混凝土的質(zhì)量控制7.7普通混凝土的配合比設(shè)計7.8其他品種混凝土,3,本章導(dǎo)入：,concrete,concretus“共同生長”,混凝土：骨料+膠結(jié)料水泥混凝土：骨料+水泥漿,4,混凝土（簡稱“砼”）:是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合，拌制成拌合物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石材。,7.1混凝土的概念,硬化前的混凝土常被稱為混凝土拌和物；如果在混凝土中配有鋼筋，則稱之為鋼筋混凝土；如果混凝土組成中沒有粗骨料則為砂漿；而由水泥和水拌和所得到的是水泥漿。,5,7.2混凝土的特點,優(yōu)點：可澆注性：由于其凝結(jié)前的良好塑性，可澆制成各種形狀和尺寸的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物；匹配性好：它與鋼筋有牢固的粘結(jié)力，能制作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；強(qiáng)度高、耐久性好：經(jīng)硬化后有抗壓強(qiáng)度高與耐久性良好的特點；經(jīng)濟(jì)性好：其組成材料中砂、石等地方材料占80以上，符合就地取材和經(jīng)濟(jì)的原則。缺點：抗拉強(qiáng)度低，受拉時變形能力小，容易開裂，自重大。,6,7.3混凝土的分類,7,7.3混凝土的分類,按膠凝材料種類分：,無機(jī)膠凝材料混凝土：如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸鹽混凝土、水玻璃混凝土等；有機(jī)膠凝材料混凝土：如瀝青混凝土、聚合物混凝土等。,8,7.3混凝土的分類,按用途分：,9,7.3混凝土的分類,按施工方法分：,離心混凝土、真空混凝土、灌漿混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、擠壓混凝土、泵送混凝土等,10,按表觀密度的大小分三類：（1）重混凝土干表觀密度大于2600kg/m3，由特別密實和特別重的骨料制成，如重晶石混凝土，鋼屑混凝土等。具有不透x射線和射線的性能。（2）普通混凝土干表觀密度為19002500kg/m3,由天然的砂、石作骨料制成。常用土木建筑。（3）輕混凝土干表觀密度小于1900kg/m3。常采用輕質(zhì)多孔骨料或加氣劑、泡沫劑配制的多孔結(jié)構(gòu)混凝土。,7.3混凝土的分類,11,骨料在飽和面干狀態(tài)時的含水率，稱為飽和面干吸水率。計算混凝土中各項材料的配合比時，一般以干燥骨料為基準(zhǔn)，而一些大型水利工程常以飽和面干的骨料為基準(zhǔn)。,骨料的飽和面干吸水率,干燥狀態(tài),氣干狀態(tài),飽和面干狀態(tài),濕潤狀態(tài),飽和水,表面水,12,7.4普通混凝土的組成材料,水泥漿2030%,骨料7080%,化學(xué)外加劑5%,摻量1060%,13,7.4普通混凝土的組成材料,水泥與水形成水泥漿包裹在骨料表面并充填其空隙。水泥漿在硬化前起潤滑作用，賦予拌合物一定的和易性，以便于施工。水泥漿硬化后，將骨料膠結(jié)成一個堅實的整體。,1、水泥與水：,14,7.4普通混凝土的組成材料,2、骨料（集料）：骨架作用骨料比較堅硬，體積穩(wěn)定性好，在混凝土中起骨架作用。填充作用骨料屬于地方性材料，其成本大大低于水泥，降低混凝土成本。,粒徑0.165mm之間的骨料稱為細(xì)骨料。主要有天然砂（河砂、海砂及山砂）和人工砂。,粗骨料為粒徑大于5mm的天然巖石和卵石。,15,7.4普通混凝土的組成材料,2、骨料：,GB14684-2001建筑用砂GB14685-2001建筑用卵石、碎石,16,7.4普通混凝土的組成材料,2、骨料：,有害雜質(zhì)：有機(jī)物、硫化物、硫酸鹽；云母、輕物質(zhì)、氯化物。,17,7.4普通混凝土的組成材料,2、骨料：,顆粒形狀及表面特征：尤其指粗骨料，較好的是接近球體或立方體的渾圓狀和多棱角狀顆粒，針狀、片狀較多會降低混凝土強(qiáng)度；表面特征即表面粗糙程度及孔隙特征，主要影響和易性和膠結(jié)料的黏結(jié)力。,18,7.4普通混凝土的組成材料,2、骨料：,堅固性：有抗凍性要求的混凝土所用的粗骨料，要求測其堅固性。試樣在飽和硫酸鈉溶液中經(jīng)5次循環(huán)浸漬后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值；細(xì)骨料中天然砂采用硫酸鈉溶液法進(jìn)行試驗，人工砂采用壓碎指標(biāo)法進(jìn)行試驗。,19,7.4普通混凝土的組成材料,2、骨料：,強(qiáng)度（粗骨料）：,抗壓強(qiáng)度：集料制成邊長為50mm的立方體試件，在飽和水狀態(tài)下測定的抗壓強(qiáng)度值。,壓碎指標(biāo)值：反映集料強(qiáng)度的相對指標(biāo)，在集料的抗壓強(qiáng)度不便測定時，常用來評價集料的力學(xué)性能。,混凝土壓碎指標(biāo)值測量方法,20,7.4普通混凝土的組成材料,3、化學(xué)外加劑：改善新拌混凝土流變性的外加劑，如各種減水劑、流化劑、泵送劑、引氣劑等。調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間及硬化時間的外加劑，如外加劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑等。調(diào)節(jié)混凝土空氣含量的外加劑，如引氣劑、消泡劑、發(fā)泡劑等。改善混凝土力學(xué)性能和耐久性的外加劑，如引氣劑、減水劑、防凍劑、減縮劑、阻銹劑等。賦予混凝土特殊性能的外加劑，如著色劑、泡沫劑、膨脹劑等。,21,7.4普通混凝土的組成材料,4、礦物摻合料：非活性礦物摻合料；活性礦物摻合料減少水泥用量，降低成本；利用工業(yè)廢料，有利于環(huán)保；減低混凝土的水化放熱量，有利于體積穩(wěn)定；改善混凝土的抗腐蝕性；改善新拌混凝土的和易性。,22,7.4普通混凝土的組成材料,5、混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水：,拌和水中應(yīng)不含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)。酸性、堿性或含有侵蝕性的鹽類、海水等不可。,混凝土試件的制作及養(yǎng)護(hù)方法,23,7.5普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì),混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量；混凝土拌合物凝結(jié)硬化后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計載荷，并應(yīng)具有必要的耐久性?；炷涟韬衔锏暮鸵仔曰炷恋膹?qiáng)度混凝土的變形性能混凝土的耐久性,技術(shù)性質(zhì),7.5.1混凝土拌合物的和易性（1）和易性的概念和易性（workability）是指混凝土拌合物易于施工操作（拌和、運輸、澆灌、搗實），并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實的混凝土的性能。和易性是一項綜合技術(shù)性質(zhì)，包括流動性、粘聚性和保水性等三個方面。流動性（fluidity）是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。粘聚性（cohesiveness）是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致于產(chǎn)生分層和離析現(xiàn)象。保水性是指混凝土拌合物在施工過程中具有一定的保水能力，不產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。,（2）和易性的指標(biāo)測定拌合物的流動性，直觀經(jīng)驗評定粘聚性和保水性。GB/T50080-2002方法：將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入標(biāo)準(zhǔn)圓錐坍落筒（無底）內(nèi)，裝滿刮平后，垂直向上提起筒，量出拌合物向下坍落的尺寸，稱坍落度(mm)。根據(jù)坍落度的不同，將混凝土拌和物分為：流態(tài)的（坍落度大于80mm），流動性的（坍落度為3080mm），低流動性的（坍落度為1030mm），和干性的（坍落度小于10mm）。,7.5.1混凝土拌合物的和易性,（3）影響和易性的主要因素a.水泥漿的數(shù)量水泥漿賦予混凝土一定的流動性。水灰比不變時單位體積內(nèi)水泥漿越多，流動性越大；水泥漿過少，則不能填骨料空隙和包裹骨料表面，粘聚性變差，可能產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象。b.水泥漿的稠度水泥漿的稠度是由水灰比決定的。水泥用量不變時，水灰比小，水泥漿越稠混凝土流動性就小。反之流動性加大。c.砂率：指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。砂率的變動會使骨料的空隙率和骨料的表面積顯著的改變，因此對混凝土拌和物的和易性產(chǎn)生顯著的影響。d.時間和溫度混凝土的拌和物的坍落度隨時間的推移逐漸減小，主要由于水化反應(yīng)，骨料吸收水分，水分蒸發(fā)的因素。,7.5.1混凝土拌合物的和易性,（1）混凝土受力變形及破壞過程（自學(xué)）（2）混凝土的立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度與強(qiáng)度等級試樣為邊長150mm的立方體，測28天抗壓強(qiáng)度。立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是具有95保證率的立方體試件抗壓強(qiáng)度?；炷翉?qiáng)度等級：按混凝土的立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度來確定，C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12個等級。（3）混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（棱柱形或圓柱形）（4）混凝土的抗拉強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度的1/101/20),7.5.2混凝土的強(qiáng)度,GB/T50081-2002,（5）影響混凝土強(qiáng)度的因素a水灰比與水泥標(biāo)號配合比相同時，水泥標(biāo)號越高，混凝土強(qiáng)度越大；所用水泥相同時，水灰比越小，水泥石強(qiáng)度高，與骨料粘結(jié)力大，混凝土的強(qiáng)度越高。b溫度與濕度溫度和濕度影響水泥的水化，溫度高濕度大均有利于水泥的水化，混凝土強(qiáng)度發(fā)展快。反之有害。c齡期正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的強(qiáng)度隨齡期的增加而增長。714天內(nèi)，強(qiáng)度增長較快，28天以后，強(qiáng)度增長緩慢，但齡期延續(xù)強(qiáng)度仍能增長。,7.5.2混凝土的強(qiáng)度,7.5.3混凝土的變形性能,混凝土的變形性能分為四種：化學(xué)收縮；干濕變形；溫度變形；荷載變形(彈塑性變形，徐變)化學(xué)收縮：由于水泥水化后總體積比水化前小，從而使混凝土收縮，稱為化學(xué)收縮?；瘜W(xué)收縮是不可逆過程。干濕變形：有時也叫干縮濕脹，干縮主要是由于內(nèi)部水分蒸發(fā)引起膠體失水產(chǎn)生緊縮，另外毛細(xì)管水分蒸發(fā)會使顆粒受到毛細(xì)管壓力而使體積收縮。這種收縮是可逆的，吸水后還會重新膨脹。,溫度變形：一是熱脹冷縮的性質(zhì)，膨脹系數(shù)1010-6二是由于水化放熱，在大體積混凝土內(nèi)部和外部產(chǎn)生溫差，造成脹縮不同，有時會產(chǎn)生裂縫。荷載變形：一種是短期荷載作用下的變形，彈性和塑性另一種是在長期荷載作用下的變形徐變,7.5.3混凝土的變形性能,7.5.4混凝土的耐久性概念：混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性和耐熱性決定著混凝土經(jīng)久耐用的程度，統(tǒng)稱為耐久性?？?jié)B性：指混凝土在水、油等液體作用下，抵抗?jié)B透的性能?？箖鲂裕褐富炷猎陲柡退臓顟B(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞和不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能?；炷恋奶蓟ㄖ行曰菏强諝庵械亩趸寂c水泥石中的氫氧化鈣作用生成碳酸鈣和水。堿骨料反應(yīng)：混凝土中的骨料與水泥中的堿反應(yīng)，引起混凝土體積膨脹和開裂。提高混凝土耐久性的措施：合理選擇水泥品種；控制水灰比及水泥用量；提高砂石質(zhì)量；摻用外加劑(引氣劑、或減水劑）；改善施工方法,7.6混凝土的質(zhì)量控制（自學(xué)）7.7普通混凝土的配合比設(shè)計,確定水泥、水、砂子、石子四項基本組成之間的比例關(guān)系。三個重要參數(shù)：水灰比:水與水泥之間的比例；砂率:砂子與石子之間的比例；單位用水量:水泥漿與骨料之間的比例。C水泥，W水，S砂子，G石子表示每立方米混凝土中的用量（kg/m3),混凝土的配合比的設(shè)計步驟：,1)配制強(qiáng)度（Rh）的選擇：RhRd+1.6450Rh混凝土的配制強(qiáng)度，Rd混凝土的設(shè)計強(qiáng)度，0施工單位的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，可按強(qiáng)度等級取值。2）初步確定水灰比（W/C)：R28=ARC(C/W-B)W-每立方米混凝土的用水量，C每立方米混凝土的水泥用量，R2828天抗壓強(qiáng)度，A、B實驗系數(shù)，碎石A=0.46,B=0.52卵石A=0.48,B=0.61，RC水泥的實際強(qiáng)度。,混凝土的配合比的設(shè)計步驟：,3)確定單位用水量（Wo）：根據(jù)坍落度值、所用骨料的種類、規(guī)格來選擇查表11.114）計算水泥用量（Co)：查表11.145）選擇合理的砂率值（s)：可通過試驗找出查表11.126）計算粗、細(xì)骨料用量（Go、So)：絕對體積法假定表觀密度法7）配合比的試配、調(diào)整與確定,7.8其它品種混凝土,輕骨料混凝土；加氣混凝土；耐酸混凝土；纖維混凝土；耐熱混凝土；硅酸鹽耐熱混凝土；鋁酸鹽耐熱混凝土；水玻璃