建筑材料课件-混凝土

建筑材料课件混凝土部分主讲：张思梅§4.1～4.2混凝土概述及基本组成材料一、混凝土的定义：二、混凝土的组成：水+水泥=水泥浆：起胶结和硬化的作用砂+石子=骨料：起着支撑和骨架的作用三、混凝土的分类：1、按表观密度的大小：普通混凝土、轻混凝土、重混凝土等2、按施工方法：预拌混凝土、泵送混凝土、喷射混凝土等§4.1～4.2混凝土概述及基本组成材料3、按功能分：结构～、防水～、耐酸～、装饰～、大体积～等4、按强度分：高强～、超高强～、低强～等四、特点：1、优点：2、缺点：五、混凝土的基本要求1、强度2、和易性3、耐久性§4.1～4.2混凝土概述及基本组成材料4、经济性混凝土的基本组成材料一、水泥1、品种的选择2、强度等级的选择二、骨料（粗骨料、细骨料）（一）细骨料（0.16㎜d≤5㎜）1、种类极其特征1）天然砂（河砂、山砂、海砂）2）人工砂§4.1～4.2混凝土概述及基本组成材料河砂：表面洁净、光滑、比表面积小，拌制的混凝土的和易性好；耗用的水泥浆少，比较经济，但混凝土的强度略低山砂：基本与河砂是相反的海砂：对混凝土会产生腐蚀2、有害杂质的种类及含量种类：云母片、淤泥、有机物等3、砂的粗细程度和颗粒级配1）粗细程度：不同粒径的砂在一起的组合情况，一般不宜过粗，但也不宜过细§4.1～4.2混凝土概述及基本组成材料2）颗粒级配（接下课）2）细骨料的颗粒级配①细度模数的计算②颗粒级配优劣的评定（参照表）4、砂的基本物理性质1）密度、表观密度、堆积密度2）含水状态：干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态11654321005)(AAAAAAAuf§4.1～4.2混凝土概述及基本组成材料（二）粗骨料（d5㎜）1、种类及其特征1）卵石：表面洁净、光滑、比表面积小，拌制的混凝土的和易性好；耗用的水泥浆少，比较经济，但混凝土的强度略低2）碎石：基本同卵石相反2、有害杂质含量3、石子的粒性、最大粒径、颗粒级配1）粒形：圆形或方形2）最大粒径DM§4.1～4.2混凝土概述及基本组成材料3）颗粒级配：连续级配和间断级配4、石子的坚固性和强度1）坚固性：用Na2SO4溶液进行浸渍循环，其重量损失值2）强度：mmDM502/14/34/1实心板厚的钢筋最小净距的截面最小尺寸的§4.1～4.2混凝土概述及基本组成材料①立方体抗压强度≥fcu的1.5倍②压碎指标y三、拌和用水（养护用水）优先选择国家生活饮用水如对某种水质有怀疑时，应做砂浆强度对比试验进行鉴定%100010GGGy§4.3混凝土的和易性一、混凝土和易性的定义：指混凝土拌和物能保持组成成分均匀，不会发生分层离析和泌水现象，适于运输、浇筑、振捣、成型等施工工序，并能获得均匀密实的混凝土的性能1、流动性：混凝土拌和物在自重或机械压力的作用下能产生流动的性能2、保水性：保证水分不能泌出的能力3、粘聚性：混凝土拌和物内部组分间有一定的粘聚力§4.3混凝土的和易性二、混凝土和易性的测定：以检测流动性为主，目测粘聚性和保水性——坍落度法1、选择原则：在不防碍施工振捣密实的条件下，进可能选择较小的坍落度值2、选择的参考因素：1）结构的断面尺寸2）钢筋配筋间距3）施工方法等三、影响混凝土和易性的因素：1、水泥浆量的影响§4.3混凝土的和易性浆量多，流动性好，但不能单靠加水来增加流动性2、水泥浆稠度的影响（即水灰比W/C的影响）W/C加大，流动性变好，但保水性和粘聚性变坏，如W/C过大，会导致混凝土的强度下降；如W/C过小，不仅流动性下降，也会导致混凝土的强度下降3、砂率的影响（不宜过大，也不宜过小，尽可能找到合理砂率）§4.3混凝土的和易性4、组成材料的影响：1）水泥的品种、细度2）骨料的品种、级配3）外加剂的影响5、环境存放温度和堆放时间的影响四、改善混凝土和易性的方法1、通过试验，找到合理砂率2、改善砂、石级配3、在可能的情况下，采用较粗的砂、石4、在坍落度过大时，可保持砂率不变，增加骨§4.3混凝土的和易性料；在坍落度过小时，可保持W/C不变，增加水泥浆的量5、可掺入一定量的外加剂一、引起混凝土破坏的原因1、骨料的破坏2、水泥的强度不足3、界面缝隙的形成二、混凝土的抗压强度（fcu）1、定义：①标准试件：150mm×150mm×150mm§4.3混凝土的和易性②标准养护条件：温度20±3℃，湿度≥90%③标准试验方法：④标准龄期：28d2、抗压强度等级：三、混凝土的轴心抗压强度（fcp）试件尺寸：150mm×150mm×300mmfcp≈（0.7～0.8）fcu四、混凝土的抗拉强度（fst）值很小，一般用来衡量混凝土的抗裂度指标，以及混凝土与钢筋的粘接力§4.3混凝土的和易性fst≈(1/10～1/20)fcu五、影响混凝土抗压强度的因素1、水泥强度等级与水灰比的影响2、骨料的质量、级配、品种的影响3、养护温度、湿度的影响4、养护龄期的影响对数公式：)(BWCAffcecunffn28lg28lg§4.3混凝土的和易性5、施工方法的影响6、外加剂的影响六、提高混凝土抗压强度的措施1、采用早强性或高强度等级的水泥2、采用低W/C（或干硬性）的混凝土拌和物3、采用蒸汽养护4、采用机械施工5、加入一定量的外加剂§混凝土用砂的颗粒级配和堆积密度实验一、细骨料的颗粒级配试验（一）实验目的通过筛分试验来检验细骨料的级配及粗细程度是否符合规范要求，在拌制混凝土时，细骨料的级配和粗细程度，对节约水泥和获得均匀的混凝土有重要影响。（二）实验设备砂样标准筛一套、天平、摇筛机、搪瓷盘等。（三）试样制备砂样先用孔径10.0㎜的颗粒，然后用四分法缩分至每份不少于550g的试样两份，放在105±5℃烘箱中烘至恒量，冷却至室温。§混凝土用砂的颗粒级配和堆积密度实验（四）实验步骤（略）（五）实验结果处理：1、计算分计筛余百分率2、计算累计筛余百分率3、计算细度模数4、以两次测得的实验结果取平均值。（六）级配及粗细程度的评定。二、细骨料堆积密度试验（一）实验目的§混凝土用砂的颗粒级配和堆积密度实验测定细骨料的松散状态下的堆积密度，可供混凝土配合比设计用，也可用以估计运输工具的数量或存放堆场的面积等。（二）实验设备标准漏斗、容量筒、托盘天平等（三）试样制备及其准备工作1、将细骨料在105±5℃烘箱中烘至恒重，冷却至室温。2、容量桶容积的校正（四）实验步骤（五）实验结果处理（略）§4.5～4.6混凝土的耐久性及变形性混凝土的变形部分：一、自生体积变形（化学减缩变形）：水泥水化生成物的体积反应前的固相体积之和二、干缩湿胀变形1、湿胀变形：变形量小，影响不大2、干缩变形：1）表示方法：干缩率一般在1.5～2.0×10-4m2）影响因素：水泥的品种和细度、水灰比、骨料质量、施工质量等三、温度变形§4.5～4.6混凝土的耐久性及变形性a选用时,应尽量选较小值,以便有利于减小大体积混凝土工程的温度应力四、在荷载作用下的变形1、在短期荷载作用下的变形：弹性变形、塑性变形2、在长期荷载作用下的变形：徐变1）特点2）形成原因3）影响因素4）利弊tLl§4.5～4.6混凝土的耐久性及变形性混凝土的耐久性部分：一、概念：在长期外界因素的作用下，抵抗外部、内部不利影响的能力二、混凝土中常见的几种耐久性问题（一）混凝土的抗渗性1、定义：抵抗压力水渗透的能力2、表示方法：抗渗标号Wn3、影响因素：孔隙率、孔隙特征4、提高抗渗性的措施：提高密实度（二）混凝土的抗冻性1、定义：§4.5～4.6混凝土的耐久性及变形性2、表示方法：抗冻标号Dn3、影响因素：孔隙率、孔隙特征、环境温度等4、提高抗冻性的措施：提高密实度、合理选用水泥品种（三）混凝土的抗侵蚀性1、定义2、提高措施（四）混凝土的抗碳化性1、定义2、利弊3、提高措施（五）混凝土的碱—骨料膨胀反应1、定义2、防止措施§4.7混凝土的质量控制及评定一、造成混凝土质量波动的原因1、原材料的影响2、施工方法的影响3、实验条件的影响混凝土的质量检验：①原材料质量、数量的检验②混凝土的和易性与W/C的检验③硬化后的混凝土强度的检验二、混凝土质量（强度）的分布规律——正态分布强度概率分布曲线图（略）§4.7混凝土的质量控制及评定三、混凝土质量的评定（数理统计的方法）1、强度平均值：只能反应混凝土的总体水平2、强度标准差：能反应混凝土的质量均匀性niifnf111)(12nffnii§4.7混凝土的质量控制及评定3、强度离差系数：能反应混凝土的质量均匀性四、混凝土的强度保证率1、定义：制混凝土的强度总体中大于等于设计强度等级所出现的概率2、计算①概率参数法：概率参数fCvkcufft.§4.7混凝土的质量控制及评定概率为：②统计周期内：五、混凝土的配制强度：六、混凝土的施工质量管理图（略）ttdtep2221%1000NNp645.1..kcuocuff§4.8普通混凝土的配合比设计一、普通混凝土配合比设计的定义与基本要1、定义：1）单位体积混凝土内各项材料的用量2）单位体积内各项材料用量的比值2、基本要求：和易性、强度、耐久性、经济性二、混凝土配合比设计的资料准备1、了解混凝土的设计强度等级fcu.k,以便求出其配制强度值fcu.o=fcu.k+1.6452、了解满足耐久性要求确定最大W/C和最小水泥用量3、了解钢筋配筋间距和结构的断面尺寸，确定骨料的最大粒径DM§4.8普通混凝土的配合比设计4、了解施工管理水平、方法等，以便正确选择混凝土的、T5、了解各项原材料的性能三、混凝土配合比设计的三大参数的确定原三大参数：水灰比W/C、砂率SP、单位用水量水灰比（W/C）的确定1）满足强度：)(.BWCfAfceocu§4.8普通混凝土的配合比设计2）满足耐久性要求：查附录表比较1）、2）中的W/C值得，取较小值2、砂率（SP）的确定依据已确定的W/C、粗骨料的种类和最大粒径DM查表确定3、单位用水量的确定依据设计要求的坍落度、粗骨料的种类和最大粒径DM查表确定四、混凝土配合比设计的基本方法1、绝对体积法§4.8普通混凝土的配合比设计2、假定表观密度法%100100010000000GSSSGSCWpgscw%10000000GSSSGSCWpsh§4.8普通混凝土的配合比设计五、普通混凝土配合比设计的基本步骤（一）通过估算，确定初步配合比1、计算fcu.o=fcu.k+1.6452、在满足强度和耐久性的基础上确定水灰比W/C3、查表确定砂率SP4、查表确定单位用水量W05、计算单位水泥用量C06、采用体积法计算出S0、G07、写出初步配合比（二）通过试拌调整检验和易性，得到基准配合比§4.8普通混凝土的配合比设计经试拌满足和易性的基础上，测出新拌混凝土的表观密度值，由公式可计算出基准配合比（三）通过强度检验，校核W/C，得到实验室配合比在已确定的W/C的基础上，上下波动0.05，拌制三组混凝土拌和物，分别测得28d龄期的强度值，可绘出fcu.o～C/W的直线，在此直线上总可以找到对应fcu.o的W/C，然后进行适当的调整，便可得到各项材料用量§4.8普通混凝土的配合比设计（四）施工配合比的换算1、考虑施工现场骨料含水率设砂子的含水率为a%,石子的含水率为b%，则施工配合比为：C/=C，W/=W－S/