【礦業(yè)實(shí)務(wù)】顧士東 教材精講班教案08-第一篇-第2章-2.1.2-混凝土的組成和技術(shù)要求

2.1.2混凝土的組成和技術(shù)要求知識(shí)點(diǎn)一、混凝土的基本性能1）混凝土的基本組成由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料及外加劑，按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，硬化而成具有一定強(qiáng)度的人造石材。膠凝成分主要是水泥，骨料以砂（細(xì)骨料）、石子（粗骨料）為主，砂石骨料在混凝土中主要起骨架作用承受外力。（2）骨料：制備混凝土拌合物時(shí)，宜選用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的天然砂、人工砂和混合砂。配制混凝土?xí)r宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。①Ⅱ區(qū)砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30～C60及有抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；②I區(qū)砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；③Ⅲ區(qū)砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑砂漿。④對(duì)于泵送混凝土用砂，宜選用中砂?；炷劣玫乃槭蚵咽?，其最大顆粒粒徑不得超過(guò)構(gòu)件截面最小尺寸的1/4,且不得超過(guò)鋼筋最小凈間距的3/4；對(duì)實(shí)心混凝土板，碎石或卵石的最大粒徑不宜超過(guò)板厚的1/3,且不得超過(guò)40mm,泵送混凝土用碎石的最大粒徑不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的1/3,卵石的最大粒徑不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的2/5。（3）水：符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水是最常用的混凝土拌和水，可直接用于拌制、養(yǎng)護(hù)各種混凝土。海水可用于拌制素混凝土，但不得用于拌制鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。有飾面要求的混凝土也不應(yīng)用海水拌制。（4）礦物摻合料：以氧化硅、氧化鋁為主要成分，摻量不小于5%。摻加適量的粉煤灰可以改善混凝土的流動(dòng)性、可塑性，提高混凝土的抗裂性和耐久性等；沸石粉提高混凝土的密實(shí)性，改善混凝土的力學(xué)性能和耐久性能；硅灰主要用于高強(qiáng)度混凝土，能顯著提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性能。（5）外加劑：摻量一般不超過(guò)水泥質(zhì)量5%，以水泥重量的百分率表示改善混凝土拌合物流動(dòng)性能的外加劑有各種減水劑、引氣劑和泵送劑等；①調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑有緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等；②改善耐久性的外加劑有引氣劑、防水劑和阻銹劑等；③改善其他性能的外加劑有加氣劑、膨脹劑和防凍劑等。2）混凝土的性能及技術(shù)要求性能包括和易性、混凝土強(qiáng)度、變形及耐久性等。（1）和易性：包括混凝土的流動(dòng)性、黏聚性和保水性。影響和易性的主要因素有水泥品種、水灰比、水泥和水的用量、砂率等（2）強(qiáng)度：混凝土的強(qiáng)度是指混凝土的抗壓強(qiáng)度，是按照其立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的。在一定養(yǎng)護(hù)條件下（溫度為20±2℃,周?chē)橘|(zhì)的相對(duì)濕度大于95%，齡期28d）根據(jù)其立方體抗壓強(qiáng)度值確定?；炷翉?qiáng)度等級(jí)采用符號(hào)C與立方體抗壓強(qiáng)度表示。例如：C40表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度40MPa。（3）混凝土的體積變形包括收縮變形、干縮變形、溫度變形等內(nèi)容，又分為非荷載作用下和荷載作用下兩種，荷載作用下的變形包括彈性變形和塑性變形。（4）混凝土耐久性影響混凝土耐久性的因素有水泥含量、骨料質(zhì)量、水質(zhì)、化學(xué)外加劑和其他物理原因等?；炷聊途眯园?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化性和堿-骨料反應(yīng)特性等要求。知識(shí)點(diǎn)二、混凝土配合比1）混凝土配合比概念常用的表示方法有兩種：一種是以1m3混凝土中各組成材料的質(zhì)量表示，如水泥336kg、砂654kg、石子1215kg、水190kg；另一種方法是以水泥為基數(shù)1，用各項(xiàng)材料相互間的質(zhì)量比來(lái)表示。將上述配合比換算成水泥：砂子：石子：水，即是1：1.95：3.52：0.58。設(shè)試驗(yàn)室配合比為：水泥：水：砂子：石子=1:x:y:z，現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為m，石子含水率為n，則施工配合比調(diào)整為：1:（x-y·m-z·n）：y·（1+m）：z·（1+n）。（新增）混凝土水灰比（W/C=水：水泥）是決定混凝土強(qiáng)度及其和易性等性質(zhì)的重要指標(biāo)。2）混凝土的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)及施工所要求的拌合物坍落度指標(biāo)進(jìn)行，設(shè)計(jì)的主要依據(jù)有混凝土拌合物工作性能、力學(xué)性能、耐久性能等?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)步驟為：①計(jì)算混凝土配制強(qiáng)度。②計(jì)算所要求的水膠比值。③選取每立方米混凝土的用水量。④計(jì)算每立方米混凝土的水泥用量。⑤選取混凝土砂率。⑥計(jì)算粗、細(xì)骨料的用量。知識(shí)點(diǎn)三、礦業(yè)工程對(duì)混凝土性能的要求應(yīng)符合以下要求：1）膠結(jié)材料的物理性能和化學(xué)成分應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2015的有關(guān)規(guī)定。2）需摻加速凝劑時(shí)，使用前應(yīng)按速凝劑出廠說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行水泥凈漿凝結(jié)試驗(yàn)，確定最佳摻量。3）用作礦山工程鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼材質(zhì)量，應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等知識(shí)點(diǎn)四、提高混凝土性能的方法提高混凝土性能包括強(qiáng)度、變形和耐久性幾個(gè)方面。1）提高混凝土強(qiáng)度（1）提高水泥強(qiáng)度等級(jí)；（2）盡量降低水膠比；（3）采用高強(qiáng)度石子；（4）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保證有適宜的溫度和較高的濕度，也可采用濕熱處理（蒸汽養(yǎng)護(hù)）來(lái)提高早期強(qiáng)度；（5）加強(qiáng)攪拌和振搗成型；（6）添加增強(qiáng)材料，如硅粉、鋼纖維等?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于7d；（2）采用緩凝型外加劑、大摻量礦物摻合料配制的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14d；（3）抗?jié)B混凝土、強(qiáng)度等級(jí)C60及以上的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14d；（4）后澆帶混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14d。記憶技巧：一般7天，特殊14天2）提高混凝土抗變形性能變形控制主要包括對(duì)干縮變形、溫度變形控制等?？刂七^(guò)大的干縮變形方法：（1）限制水泥用量、保持一定骨料用量的方法，（2）選擇合適的水泥品種，（3）減小水膠比，（4）充分搗實(shí)，（5）加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，（6）利用鋼筋的作用限制混凝土的變形過(guò)分發(fā)展等。溫度變形常用的控制措施有：①合理選擇水泥品種和混凝土配合比。盡量選用水化熱低的水泥。②采取分層或分塊澆筑，合理設(shè)置水平或垂直施工縫；或在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置施工后澆帶，以放松約束程度。③適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間和拆模時(shí)間，延緩降溫速度。④在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通過(guò)循環(huán)冷卻水，強(qiáng)制降低混凝土水化熱溫度。3）提高混凝土耐久性耐久性包含抗?jié)B、抗侵蝕、抗腐蝕、抗凍性措施：①合理選用水泥；②控制水泥用量和采用較小的水灰比，限制最大水灰比和最小水泥用量；③選用粒徑較大或適中的、與工程性質(zhì)一致的砂、石骨料；④選擇摻加適宜的外加劑，包括選用減水劑或引氣劑；⑤提高澆灌密度，包括充分?jǐn)嚢?、振搗，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等；⑥在混凝土中加入一定用量的礦物摻合料。習(xí)題演練往年真題：混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，表示該混凝土立方體的（）。A.抗壓強(qiáng)度為40MPaB.抗壓強(qiáng)度為40KPaC.抗剪強(qiáng)度為40KPaD.抗剪強(qiáng)度為40MPa答案：A

往年真題：不利于提高混凝土抗變形性能的措施是（）A.減小水膠比B.充分搗實(shí)C.加大水泥用量D.加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)答案：C2.1混凝土材料小結(jié)1.水泥按其主要水硬性物質(zhì)名稱(chēng)分類(lèi)（2）鋁酸鹽水泥：快硬、早強(qiáng)，用于抗腐蝕、抗凍等工程。（3）硫鋁酸鹽水泥：早強(qiáng)、自由膨脹較小的特點(diǎn)（4）鐵鋁酸鹽水泥：凝結(jié)速度快、早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)，其抗凍性、耐腐蝕性和耐磨性也較好，常用于搶修工程。（5）氟鋁酸鹽水泥：水化熱大，且放熱量集中，具有長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定、低溫硬化性能好的特點(diǎn)。2.水泥的性能指標(biāo)：包括細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性、強(qiáng)度和水化熱等方面。六大常用水泥初凝時(shí)間不得早于45min，硅酸鹽終凝時(shí)間不得長(zhǎng)于6.5h，其他五類(lèi)不得長(zhǎng)于10h體積安定性不合格的水泥屬于廢品3.配制混凝土?xí)r骨料：宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。Ⅱ區(qū)砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30～C60及有抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；②I區(qū)砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；③Ⅲ區(qū)砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑砂漿。④對(duì)于泵送混凝土用砂，宜選用中砂?；炷劣玫乃槭蚵咽?，其最大顆粒粒徑不得超過(guò)構(gòu)件截面最小尺寸的1/4,且不得超過(guò)鋼筋最小凈間距的3/4；對(duì)實(shí)心混凝土板，碎石或卵石的最大粒徑不宜超過(guò)板厚的1/3,且不得超過(guò)40mm,泵送混凝土用碎石的最大粒徑不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的1/3,卵石的最大粒徑不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的2/5。4.外加劑：有各種減水劑、引氣劑和泵送劑等；①調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑有緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等；②改善耐久性的外加劑有引氣劑、防水劑和阻銹劑等；③改善其他性能的外加劑有加氣劑、膨脹劑和防凍劑等。5.混凝土配合比設(shè)試驗(yàn)室配合比為：水泥：水：砂子：石子=1:x:y:z，現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為m，石子含水率為n，則施工配合比調(diào)整為：1:（x-y·m-z·n）：y·（1+m）：z·（1+