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1、建筑材料课件 混凝土部分主讲:张思梅,4.14.2 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,4.14.2 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,4.14.2 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
2、选择2、强度等级的选择二、骨料(粗骨料、细骨料)(一)细骨料(0.16d5)1、种类极其特征1)天然砂(河砂、山砂、海砂)2)人工砂,4.14.2 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,4.14.2 混凝土概述及基本组成材料,2)颗粒级配(接下课)2)细骨料的颗粒级配细度模数的计算 颗粒级配优劣的评定(参照表)
3、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,4.14.2 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,4.14.2 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:,4.14.2 混凝土概述及基本组成材料
4、,立方体抗压强度fcu的1.5倍压碎指标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,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
5、,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
6、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:标准试件:150mm150mm150mm,4.3 混凝土的和易性,标准养护条件:温度203,湿度90%标准试验方法:标准龄期:28d2、抗压强度等级:三、混凝土的轴心抗压强度(fcp)试件尺寸:150mm150mm300mmfcp(0.70.8)fc
7、u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(1/101/20)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:,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
8、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1055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
9、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1055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),4.54.6 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1.52.010-4m2)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,4.54.6 混凝
10、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,4.54.6 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Wn3、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:,4.54.6 混凝土的耐久性及变形性,2、表示方
11、法:抗冻标号Dn3、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:原材料质量、数量的检验混凝土的和易性与W/C的检验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
12、、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,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、计算概率参数法:概率参数,4.7 混凝土的质量控制及评定,概率为: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),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
13、、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+1.6452、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、T5、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:,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
14、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,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+1.6452、在满足强度和耐久性的基础上确定水灰比W/C3、查表确定砂率SP4、查表确定单位用水量W05、计算单位水泥用量C06、采用体积法计算出S0、G07、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
15、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.oC/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/=WS/.a%-G/.b%,S/=S(1+a%),G/=G(1+b%)2、骨料超逊量的调整调整量=(本级超径量+本级逊径量)(下级超径量+上级超径量)
16、六、混凝土配合比设计举例,4.9 混凝土的外加剂,混凝土的外加剂部分:一、外加剂的定义二、外加剂的分类三、常用的几种外加剂(一)减水剂1、作用机理2、作用效果:改善和易性,提高强度,节约水泥(二)引气剂1、作用机理2、作用效果:改善和易性,但略微降低强度,4.9 混凝土的外加剂 4.10 轻混凝土,(三)早强剂作用效果:提高早期强度,加快模板和场地的周转率,提高生产效益 轻混凝土部分:一、轻混凝土的定义二、轻混凝土的特点1、质轻,可减轻自重2、保温性能良好3、耐火性能良好4、力学性能良好,4.10 轻混凝土,1、可加工性好三、轻混凝土的种类(一)轻骨料混凝土采用轻粗细骨料1、定义 2、主要技术
17、性质1)和易性:流动性范围窄(因为轻骨料的质量轻,易吸水等特点,过大容易使轻骨料上浮、离析;过小则难以施工)1)度:每种粗骨料只能配制一定强度值的混凝土,不能通过降低水灰比提高其强度,4.11 其他混凝土,3、应用:适于多层或高层建筑、软土地基、大跨度结构、抗震要求高、旧建筑物的加层(二)多孔混凝土不用骨料(三)无砂大孔混凝土不用细骨料 二、混凝土的立方体强度实验(一)实验目的:掌握BGJ8185普通混凝土力学性能实验方法及GBJ10787混凝土强度检验评定标准,根据检验结果确定、校核配合比,并为控制施工质量提供依据。,混凝土的和易性与强度成型实验,(二)实验原理:混凝土立方体的抗压强度指试件在受压破坏时,单位面积上所能承受的荷载。(三)实验设备:压力试验机、立方试模等(四)实验步骤(略)(五)注意事项1试验前应检查压力试验机的使用情况。2采用标准养护的试件成型后应覆盖表面,用以防止水分的蒸发。3试件从养护地点取出后,应尽快试验,以免影响试验结果。,混凝土的和易性与强度成型实验,4在进行抗压试验时,应保持均匀加荷。(六)实验结果处理(略)!完,谢谢观看!下次课再见!,
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