模塊四 普通混凝土課件

模塊四普通混凝土目的1、掌握混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)；2、掌握混凝土組成及配合比設(shè)計。重點和難點：

1、組成材料的質(zhì)量要求2、混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)3、混凝土的配合比設(shè)計4、混凝土外加劑奧運場館——水立方巴西ItaipuDam混凝土大壩正在建設(shè)中的三峽大壩正在建設(shè)的三峽大壩南沙人造島礁地鐵香港青馬大橋日本明石海峽大橋正在建造的海上石油鉆井平臺混凝土概述混凝土，從廣義上講，由膠凝材料、骨料和水、有時摻入外加劑和摻合料，按適當?shù)谋壤浜?，拌制成混合物，?jīng)一定時間后硬化而成的堅硬固體（人造石材），叫混凝土（Ｃoncrete）?；炷潦钱斀裆鐣昧孔畲蟮慕ㄖ牧?。一、分類特重混凝土＞2500kg/m3重混凝土1900～2500kg/m31、按表觀密度輕混凝土600～1900kg/m3特輕混凝土＜600kg/m3

水泥混凝土石膏混凝土2、按膠凝材料瀝青混凝土聚合物混凝土水玻璃混凝土3、按用途：結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、裝飾混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土。4、按生產(chǎn)工藝：泵送混凝土、噴射混凝土、壓力灌漿混凝土、離心混凝土、碾壓混凝土、擠壓混凝土。５、按施工方法現(xiàn)澆混凝土預(yù)制混凝土６、按強度等級Ｃ10～Ｃ60（普通混凝土）Ｃ60～Ｃ100（高強混凝土）

＞Ｃ100（超高強混凝土）二、混凝土的特點1、優(yōu)點：（１）可就地取材，成本低；（２）有良好的可塑性與可模性；（３）與鋼筋有牢固的粘結(jié)力，且保護鋼筋不銹蝕；（４）具有較高的抗壓強度（５）耐久性好，維護和保養(yǎng)費用極低。２、缺點：（１）自重大，比強度低；（２）抗拉強度低（是抗壓的1/10～1/20）；（３）生產(chǎn)周期長，施工過程質(zhì)量較難控制。三、外觀特性（混凝土建筑物）1、雄厚、堅實、穩(wěn)重有力。2、笨重、脆硬、缺乏形體美。3、粗糙、堿性、穩(wěn)定性能不良。4、色彩灰暗、視覺性能不良。普通混凝土組成材料普通混凝土：是由水泥、砂、石、水等幾種基本材料（有時加外加劑和外摻料），按適當比例拌合，硬化而成的一種人造石材?；炷恋慕Y(jié)構(gòu)圖一、水泥

1、水泥品種：（１）根據(jù)工程特點；（２）所處環(huán)境條件及設(shè)計；（３）施工要求確定。

2、水泥強度等級：與混凝土設(shè)計強度等級相一致。

≤C30：fce=(1.5~2.0)fcu＞C30：fce=(0.9~1.5)fcu二、細骨料（砂）1、定義：粒徑≤4.75mm的巖石顆粒稱為細骨料（＞0.15mm）。2、分類：A、按形成不同天然砂——河砂、湖砂、山砂、海砂。人工砂——機制砂、混合砂。B、按技術(shù)要求(GB/T14684——2011《建設(shè)用砂》)Ⅰ類：＞C60的混凝土Ⅱ類：C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其它要求的混凝土Ⅲ類：＜C30的混凝土和建筑砂漿（一）顆粒級配和粗細程度１、顆粒級配：不同粒徑的砂粒互相搭配的情況砂子的空隙率取決于砂子各級粒徑的搭配程度，級配良好的砂不僅可以節(jié)省水泥，而且混凝土結(jié)構(gòu)密實，強度和耐久性提高，如下圖：（１）單一粒徑（２）兩種粒徑（３）多種粒徑２、粗細程度：不同粒徑的砂粒混在一起后的平均粒徑一般用細度模數(shù)（Ｍx）表示。在相同質(zhì)量條件下，粗砂總表面積小，水泥用量少；細砂比表面積大，水泥用量大。在拌制混凝土?xí)r，同時考慮顆粒級配和粗細程度，以節(jié)約水泥提高密實度和強度。（１）砂的粗細程度與顆粒級配的評定篩分析試驗（５００g砂）方孔篩：

孔徑0.150.30.61.182.364.75分計篩余a1a2a3a4a5a6

（%）累計篩余A1A2A3A4A5A6（%）累計篩余與分計篩余百分率關(guān)系篩孔尺寸（mm）計篩余（％）累計篩余（％）0.15a1A1=a10.3a2A2=a1+a20.6a3A3=a1+a2+a31.18a4A4=a1+a2+a3+a42.36a5A5=a1+a2+a3+a4+a54.75a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6砂的粗細程度用細度模數(shù)（Ｍx）表示，其計算公式為：細度模數(shù)（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，普通混凝土用砂的細度模數(shù)范圍一般為3.7－0.7，其中：Ｍx在3.7－3.1為粗砂，Ｍx在3.0－2.3為中砂，Ｍx在2.2－1.6為細砂，

根據(jù)0.6mm篩的累計篩余百分率分為以下三個級配區(qū)孔徑（mm）累計篩余（％）Ⅰ區(qū)Ⅱ區(qū)Ⅲ區(qū)10.00004.7510~010~010~02.3635~525~515~01.1865~3550~1025~00.685~7170~4140~160.395~8092~7085~550.15100~90100~90100~90砂的級配曲線混凝土用砂級配范圍曲線（二）技術(shù)要求１、含泥量、石粉含量、泥塊含量含泥量：天然砂中粒徑小于75μm的顆粒石粉含量：人工砂中粒徑小于75μm的顆粒泥塊含量：砂中原粒徑大于1.18mm，經(jīng)水浸洗，手捏后小于600μm的顆粒含量２、有害物質(zhì)含量云母、輕物質(zhì)、硫化物、硫酸鹽、氯鹽含量３、堅固性天然砂：硫酸鈉溶液法人工砂：壓碎指標４、表觀密度、堆積密度、空隙率＞2500＞1350＜47%三、粗骨料（石子）1、定義：粒徑＞4.75mm的巖石顆粒2、分類：A、按形成不同卵石——是由天然巖石經(jīng)自然條件長期作用而形成的粒徑大于4.75mm的顆粒，按其產(chǎn)源可分為河卵石、海卵石、山卵石等幾種，其中河卵石應(yīng)用較多。碎石——由天然巖石經(jīng)破碎、篩分而成，也可將大卵石軋碎、篩分而得。B、按技術(shù)要求(GB/T14685—2011《建設(shè)用卵石、碎石》)Ⅰ類：＞C60的混凝土Ⅱ類：C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其它要求的混凝土Ⅲ類：＜C30的混凝土和建筑砂漿（一）最大粒徑和顆粒級配１、最大粒徑：粗骨料公稱粒徑的上限（ＤＭ）

ＤＭ大，則總表面積小，砼單位用水量減少。

若用水量、水灰比不變，則骨料表面水泥漿層厚若工作性一定，則可減少水灰比，提高強度耐久性

ＤＭ過大，節(jié)約水泥不明顯，且會造成抗拉強度低，對于Ｃ60以上的混凝土，要求ＤＭ≤２５mm。根據(jù)GB50204—2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》：

ＤＭ≤構(gòu)件截面最小尺寸的１／４；

ＤＭ≤鋼筋最小凈距的３／４；

對于砼的實心板，ＤＭ不超過板厚的１／３且不得超過４０mm.對于泵送混凝土與運輸管道內(nèi)徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。

六種連續(xù)粒級五種單粒級──砼工作性較好，不易離析。──不宜單獨使用，宜組合成連續(xù)級配。2、顆粒級配：大小不一的粗骨料顆粒相互組合搭配的比例關(guān)系粗骨料級配情況的示意圖（a）粒徑過度過大（b）理想級配（c）顆粒間發(fā)生干涉三峽大壩石料廠三峽大壩石料加工廠（二）技術(shù)要求項目指標ⅠⅡⅢ含泥量（以質(zhì)量計，％）＜0.5＜1.0＜1.5泥塊含量（以質(zhì)量計，％）0＜0.2＜0.5有機物含量合格合格合格硫化物及硫酸鹽（以SO3質(zhì)量計，％）＜0.5＜1.0＜1.０１、泥、泥塊及有害物質(zhì)含量（見Ｐ１０２）２、針片狀含量大于平均粒徑2.4倍，針狀顆粒。厚度小于平均粒徑0.4倍，片狀顆粒。３、強度巖石抗壓強度（母巖）壓碎指標值４、堅固性硫酸鈉溶液法項目指標ⅠⅡⅢ針、片狀顆粒（以質(zhì)量計，％）＜5＜10＜15四、混凝土用水符合《混凝土拌和用水標準》（JGJ63－2006）飲用水——可以直接使用；地表水和地下水——按標準規(guī)定檢驗合格后可使用。海水——可以拌制素混凝土；不得拌制鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，對有飾面要求的混凝土，也不得采用海水拌制；工業(yè)廢水——經(jīng)檢驗合格后可用于拌制混凝土。生活污水——水質(zhì)比較復(fù)雜，不能用于拌制混凝土。五、摻合料：在混凝土拌合物制備時，為了節(jié)約水泥、改善混凝土性能、調(diào)節(jié)混凝土強度等級，而加入的天然或人造的礦物材料，統(tǒng)稱為混凝土摻合料。用于混凝土中的摻合料，常見的有磨細的粉煤灰、硅灰、?；郀t礦渣以及火山灰質(zhì)（如硅藻土、黏土、頁巖、火山凝灰?guī)r）等摻合料。第三節(jié)普通混凝土拌和物主要技術(shù)性質(zhì)一、和易性的概念1、和易性：指混凝土拌和物易于澆注、搗實，且保持砼拌和物內(nèi)部各組成材料均勻穩(wěn)定的性能。

和易性是一項綜合性指標，它包括流動性、粘聚性、保水性。２、流動性：

是指混凝土拌和物在自重或機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動，并且均勻密實地填滿模板的性能。拌和物的流動性主要取決于拌和物的稠度。

混凝土的各組分材料按一定的比例配合，拌制成的尚未凝結(jié)硬化的混合物，稱為拌和物（也稱為新拌混凝土或混凝土拌和物）拌和物的主要性質(zhì)為和易性。（１）若干稠：則流動性?。ǎ玻┤暨^?。簞t流動性大，這時沒有良好的技術(shù)處理，振搗時容易使水泥漿和水分上浮以及粗骨料下沉的分層離析現(xiàn)象，影響砼質(zhì)量。３、黏聚性：混凝土拌和物內(nèi)部組分之間具有一定的凝聚力，在運輸和澆注過程中不致發(fā)生分層離析現(xiàn)象，使混凝土保持整體均勻的性能。黏聚性不好的混合料，砂漿與石子容易分離，振搗后存在蜂窩、孔洞等缺陷，嚴重影響工程質(zhì)量（對水泥用量敏感）。４、保水性：指混凝土拌和物具有一定的保持內(nèi)部水份的能力，在施工過程中不致產(chǎn)生嚴重的泌水現(xiàn)象。A、坍落度法B、維勃稠度法A、坍落度法：將混凝土拌和物按規(guī)定的試驗方法裝入標準坍落度筒（圓臺形筒）內(nèi)，裝搗刮平后，將筒垂直向上提起，這時錐形混凝土拌和物因自重而產(chǎn)生坍落，測量筒高與坍落后混凝土試體最高點之間的高度差，以mm計，即為該混凝土拌和物的坍落度值。坍落度值越大，表示混凝土拌和物的流動性越大。

坍落度試驗示意圖維勃稠度法現(xiàn)場坍落度試驗坍落度試驗2坍落度試驗3擴散度試驗Ｂ、維勃稠度法：

按規(guī)定的方法在坍落度筒內(nèi)裝滿混凝土拌和物，提起坍落度筒，在混凝土拌和物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動臺，同時以秒表計時，到透明圓盤表面完全為水泥漿所布滿時，記錄秒表時間，即為該混凝土拌和物的維勃稠度值，常用Vt（秒）表示。

Vt值越大，表示混凝土拌和物越干稠?；炷涟韬臀锪鲃有缘倪x擇結(jié)構(gòu)種類坍落度（mm）基礎(chǔ)或地面等的墊層、無筋的厚大結(jié)構(gòu)或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)構(gòu)件10~30板、梁和大型及中型截面的柱子等30~50配筋密列的結(jié)構(gòu)（薄壁、筒倉、細柱等50~70配筋特密的結(jié)構(gòu)70~90影響混凝土和易性的因素A、水泥漿量在水膠比一定的條件下，水泥漿量，水泥漿層越厚，潤滑作用，拌合物流動性。過多，產(chǎn)生流漿、泌水、離析、分層等現(xiàn)象。B、水灰比水泥品種，水泥用量一定，W/B，砼干澀，施工困難；W/B，過稀，黏聚性、保水性差；應(yīng)根據(jù)強度、耐久性合理選擇。C、砂率砂率過大：骨料比表面積大，則水泥漿減薄，使流動性變差。砂率過小：骨料的空隙率大，水泥漿數(shù)量不足，流動性變差。最佳砂率：在水泥用量、水量一定的條件下，能使混凝土拌合物獲得最大的流動性而且保持良好的黏聚性和保水性的砂率。D、水泥品種及細度細度，流動性，黏聚性和保水性E、骨料性質(zhì)級配良好，黏聚性、保水性表面光滑，流動性

F、環(huán)境因素、施工條件及時間

G、外加劑加入引氣劑、減水劑摻入粉煤灰、硅灰、磨細沸石粉加入以上材料均能改善混凝土和易性硬化混凝土的技術(shù)性質(zhì)1、抗壓強度與強度等級抗壓強度：指按標準方法制作的邊長為150mm的立方體試件，成型后立即用不透水的薄膜覆蓋表面，在溫度為20±5℃的環(huán)境中靜置一晝夜至二晝夜，然后在標準條件下養(yǎng)護（20±2℃，相對濕度95%以后或在溫度為20±2℃的不流動的氫氧化鈣飽和溶液中），養(yǎng)護至28天（從攪拌加水開始計時），經(jīng)標準方法測試，得到的抗壓強度值。以fcu表示。立方體抗壓強度標準值：150mm，28d，95%以上保證率強度等級：C+立方體抗壓強度標準值。依據(jù)混凝土立方體抗壓強度標準值（以fcu.k表示），將混凝土劃分為十二個強度等級：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C802、混凝土的軸心抗壓強度根據(jù)國家標準規(guī)定，軸心抗壓強度采用：150mm×150mm×300mm的棱柱體高寬比（h/a＝2～3）的非標棱柱體試件棱柱體試件軸心抗壓強度fcp比同截面的立方體抗壓強度值fcu小，棱柱體試件高寬比h/a越大，軸心抗壓強度越小，但當h/a達到一定值后，強度不再降低。在立方體抗壓強度fcu＝10～55Mpa范圍內(nèi)，軸心抗壓強度fcp≈（0.70～0.80）fcu。3、影響混凝土強度的因素水泥強度等級、水膠比、骨料性質(zhì)、施工質(zhì)量、養(yǎng)護條件、齡期及外加劑和摻合料。⑴水泥標號、水膠比

水泥標號↑→強度↑水灰比↓→強度↑粒徑、粒型、表面粗糙度混凝土均勻致密的程度⑵集料性質(zhì)

⑶施工⑷溫濕度◆溫度：◆濕度：

⑸齡期

充分→水泥水化順利進行不足→水泥水化遲緩干燥→水泥水化反應(yīng)停止高→砼早期強度高，對后期強度發(fā)展不利。最初7天內(nèi)強度增長較快；28天以后強度增長較慢。⑹荷載持續(xù)時間6、促進強度發(fā)展的措施7、提高強度的措施

①快硬水泥②蒸汽養(yǎng)護③早強劑①水泥——高強度的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥②優(yōu)質(zhì)骨料——含泥量、泥塊含量??；粗砂

石子粒徑≤25，強度高，粒型好；③干硬性混凝土——強力振搗、碾壓④低水膠比(0.25～0.35)＋高效減水劑⑤超細活性摻合料——硅粉、磨細礦渣、優(yōu)質(zhì)粉煤灰⑥聚合物浸漬?；炷潦┕ち鞒?/p>

1、配料

2、攪拌

水泥、砂石按重量配注意骨料含水量變化充分攪拌→砼均勻、和易性好、強度高過分攪拌沒必要3、運輸快速、不離析，防止水分蒸發(fā)和溫度升高4、澆灌避免離析5、搗實充分，不過分6、抹面掌握時機(找平、鏝平、鏝光)7、養(yǎng)護保證溫度、濕度8、脫模不得過早混凝土耐久性造成砼劣化的原因：物理因素、化學(xué)因素

1、抗?jié)B性重要性：抗?jié)B等級：抗?jié)B砼定義：決定因素：影響因素：改善措施：抗凍性、抗侵蝕性、鋼銹等P4、P6、P8、P10、P12(0.4～1.2MPa)≥P6孔隙率、孔徑分布、連通性配合比、最大粒徑、搗實程度養(yǎng)護和齡期①優(yōu)質(zhì)骨料——含泥量、泥塊含量??；石子粒徑≤40②外加劑——防水劑、膨脹劑、引氣劑、減水劑③配比——水灰比、砂率(35～45％)、水泥和摻合料總量。

抗凍等級：

抗凍砼定義：決定因素：改善措施：≥F50孔隙率、孔結(jié)構(gòu)、孔隙充水程度、砼強度、溫度下降程度①水泥品種——硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥②優(yōu)質(zhì)骨料——含泥量、泥塊含量小③外加劑——減水劑、引氣劑。─F10、F15、F25、F50、F100、F200、F300強度下降≤25%重量損失≤5%的最大凍融循環(huán)次數(shù)2、抗凍性試驗前試驗后3、抗侵蝕性影響因素：4、碳化碳化程度：危害：影響因素：

由表及里的中性化深度,mm①堿度↓→鋼筋銹蝕②收縮↑→開裂①環(huán)境的相對濕度、CO2濃度②水泥品種、水泥用量、混合材摻量③混凝土的密實度。水泥品種、混凝土密實度

5、堿-骨料反應(yīng)⑴作用機理

⑵必要條件 ⑶抑制措施a-SiO2＋2mNaON→mNaOSiO2nH2O(吸水膨脹)①水泥含堿過量②集料含一定數(shù)量含a-SiO2③水分存在①使用非活性集料②低堿水泥(Na2O當量含量小于0.6%)③摻含a-SiO2的細粉。提高耐久性的措施原材料施工保護層混凝土外加劑定義：分類：摻量≤水泥質(zhì)量的5%，使砼顯著改性的物質(zhì)。①改善砼拌合物流變性──減水劑、泵送劑②調(diào)節(jié)砼凝結(jié)硬化性能──緩凝劑、早強劑③改善混凝土的耐久性──引氣劑、阻銹劑④提供混凝土特殊性能──膨脹劑、防水劑減水劑⑴作用：⑵主要成份——表面活性劑

在保持砼稠度不變的條件下，具有減水作用；在保持用水量不變的條件下，具有增塑作用。CH2CH2…CH2CH2—COOH(—SO3Na)(—OH)親水基團憎水基團減水劑作用機理效果①用水量、強度一定時：

②流動性、水泥用量一定時：

③流動性、強度一定時：

→流動性↑→W↓→w/c↓→強度↑→W↓(w/c不變)→水泥用量↓常用減水劑①木質(zhì)素磺酸鹽系減水10～15%或提高強度10～20%或提高坍落度80～100mm②萘系減水劑減水率15～25%③樹脂系減水劑減水率20～30%注意事項

①適宜摻量②是否伴有緩凝、引氣、早強等作用③與水泥的適應(yīng)性④對鋼筋的銹蝕作用引氣劑⑴作用：能在砼拌合物中產(chǎn)生一定量均勻分布、穩(wěn)定、微細、獨立氣泡⑵效果⑶應(yīng)用：⑸不適用：①提高流動性，減少泌水量②提高抗?jié)B性、抗凍性③降低彈性模量④降低強度抗凍、防滲、抗硫酸鹽砼蒸養(yǎng)砼、預(yù)應(yīng)力砼早強劑⑴作用

⑵應(yīng)用

加速砼早期強度發(fā)展，對砼后期強度無不利影響。蒸養(yǎng)砼、有早強或防凍要求的砼緩凝劑⑴作用：⑵應(yīng)用：⑶不適用：

①大體積砼、泵送砼②夏季施工、滑模施工③遠距離運輸?shù)蜏厥┕ぁ⒃鐝婍?、蒸養(yǎng)砼延緩混凝土凝結(jié)時間，且不影響砼后期強度普通混凝土配合比設(shè)計一、概念及表示方法以每立方米混凝土中各種材料的用量來表示以各種材料相互間質(zhì)量比來表示（以水泥質(zhì)量為1）二、配合比設(shè)計的基本要求結(jié)構(gòu)設(shè)計—強度等級施工—和易性耐久性成本—經(jīng)濟三、三個重要參數(shù)1、水與水泥之間的比例關(guān)系——水灰比表示；2、砂與石子之間的比關(guān)系——砂率表示；3、水泥漿與骨料之間的比例關(guān)系——單位體積用水量來表示。四、配合比設(shè)計的步驟初步配合比基準配合比設(shè)計配合比施工配合比

初步配合比的確定A、配制強度依據(jù)公式：fcu.0＝fcu.k

+1.645σ式中：fcu.0——混凝土配制強度（MPa）

fcu.k——混凝土立方體抗壓強度標準值