第七章混凝土.ppt

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1、1,第七章 混凝土(concrete),2,本章提要：,7.1 混凝土的概念7.2 混凝土的特点7.3 混凝土的分类7.4 普通混凝土的组成材料7.5 普通混凝土的主要技术要求7.6 混凝土的质量控制7.7 普通混凝土的配合比设计7.8 其他品种混凝土,3,本章导入：,concrete,concretus“共同生长”,混凝土：骨料+胶结料水泥混凝土：骨料+水泥浆,4,混凝土（简称“砼”）:是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合，拌制成拌合物，经一定时间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称为混凝土拌和物；如果在混凝土中配有钢筋，则称之为钢筋混凝土；如果混凝土组成中

2、没有粗骨料则为砂浆；而由水泥和 水拌和所得到的是水泥浆。,5,7.2 混凝土的特点,优点：可浇注性：由于其凝结前的良好塑性，可浇制成各种形状和尺寸的构件或结构物；匹配性好：它与钢筋有牢固的粘结力，能制作钢筋混凝土结构和构件；强度高、耐久性好：经硬化后有抗压强度高与耐久性良好的特点；经济性好：其组成材料中砂、石等地方材料占80以上，符合就地取材和经济的原则。缺点：抗拉强度低，受拉时变形能力小，容易开裂，自重大。,6,7.3 混凝土的分类,7,7.3 混凝土的分类,按胶凝材料种类分：,无机胶凝材料混凝土：如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土等；有机胶凝材料混凝土：如沥青混凝土、聚合

3、物混凝土等。,8,7.3 混凝土的分类,按用途分：,9,7.3 混凝土的分类,按施工方法分：,离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等,10,按表观密度的大小分三类：（1）重混凝土 干表观密度大于2600kg/m3，由特别密实和特别重的骨料制成，如重晶石混凝土，钢屑混凝土等。具有不透x射线和射线的性能。（2）普通混凝土 干表观密度为19002500kg/m3,由天然的砂、石作骨料制成。常用土木建筑。（3）轻混凝土 干表观密度小于1900kg/m3。常采用轻质多孔骨料或加气剂、泡沫剂配制的多孔结构混凝土。,7.3 混凝土的分类,11,骨料在饱和面干状态

4、时的含水率，称为饱和面干吸水率。计算混凝土中各项材料的配合比时，一般以干燥骨料为基准，而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为基准。,骨料的饱和面干吸水率,干燥状态,气干状态,饱和面干状态,湿润状态,饱和水,表面水,12,7.4 普通混凝土的组成材料,水泥浆 2030%,骨料 7080%,化学外加剂 5%,掺量 1060%,13,7.4 普通混凝土的组成材料,水泥与水形成水泥浆包裹在骨料表面并充填其空隙。水泥浆在硬化前起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，以便于施工。水泥浆硬化后，将骨料胶结成一个坚实的整体。,1、水泥与水：,14,7.4 普通混凝土的组成材料,2、骨料（集料）：骨架作用骨料比较坚

5、硬，体积稳定性好，在混凝土中 起骨架作用。填充作用骨料属于地方性材料，其成本大大低于水 泥，降低混凝土成本。,粒径0.165mm之间的骨料称为细骨料。主要有天然砂（河砂、海砂及山砂）和人工砂。,粗骨料为粒径大于5mm的天然岩石和卵石。,15,7.4 普通混凝土的组成材料,2、骨料：,GB14684-2001建筑用砂GB14685-2001建筑用卵石、碎石,16,7.4 普通混凝土的组成材料,2、骨料：,有害杂质：有机物、硫化物、硫酸盐；云母、轻物质、氯化物。,17,7.4 普通混凝土的组成材料,2、骨料：,颗粒形状及表面特征：尤其指粗骨料，较好的是接近球体或立方体的浑圆状和多棱角状颗粒，针状、

6、片状较多会降低混凝土强度；表面特征即表面粗糙程度及孔隙特征，主要影响和易性和胶结料的黏结力。,18,7.4 普通混凝土的组成材料,2、骨料：,坚固性：有抗冻性要求的混凝土所用的粗骨料，要求测其坚固性。试样在饱和硫酸钠溶液中经5次循环浸渍后，其质量损失应不超过标准中的规定值；细骨料中天然砂采用硫酸钠溶液法进行试验，人工砂采用压碎指标法进行试验。,19,7.4 普通混凝土的组成材料,2、骨料：,强度（粗骨料）：,抗压强度：集料制成边长为50mm的立方体试件，在饱和水状态下测定的抗压强度值。,压碎指标值：反映集料强度的相对指标，在集料的抗压强度 不便测定时，常用来评价集料的力学性能。,混凝土压碎指标

7、值测量方法,20,7.4 普通混凝土的组成材料,3、化学外加剂：改善新拌混凝土流变性的外加剂，如各种减水剂、流化剂、泵送剂、引气剂等。调节混凝土凝结时间及硬化时间的外加剂，如外加剂、缓凝剂、早强剂、速凝剂等。调节混凝土空气含量的外加剂，如引气剂、消泡剂、发泡剂等。改善混凝土力学性能和耐久性的外加剂，如引气剂、减水剂、防冻剂、减缩剂、阻锈剂等。赋予混凝土特殊性能的外加剂，如着色剂、泡沫剂、膨胀剂等。,21,7.4 普通混凝土的组成材料,4、矿物掺合料：非活性矿物掺合料；活性矿物掺合料减少水泥用量，降低成本；利用工业废料，有利于环保；减低混凝土的水化放热量，有利于体积稳定；改善混凝土的抗腐蚀性；改

8、善新拌混凝土的和易性。,22,7.4 普通混凝土的组成材料,5、混凝土拌合及养护用水：,拌和水中应不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。酸性、碱性或含有侵蚀性的盐类、海水等不可。,混凝土试件的制作及养护方法,23,7.5 普通混凝土的主要技术性质,混凝土在未凝结硬化以前，称为混凝土拌合物。它必须具有良好的和易性，便于施工，以保证能获得良好的浇灌质量；混凝土拌合物凝结硬化后，应具有足够的强度，以保证建筑物能安全地承受设计载荷，并应具有必要的耐久性。混凝土拌合物的和易性 混凝土的强度 混凝土的变形性能 混凝土的耐久性,技术性质,7.5.1 混凝土拌合物的和易性（1）和易性的概念 和易性（work

9、ability）是指混凝土拌合物易于施工操作（拌和、运输、浇灌、捣实），并能获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。和易性是一项综合技术性质，包括流动性、粘聚性和保水性等三个方面。流动性（fluidity）是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。粘聚性（cohesiveness）是指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致于产生分层和离析现象。保水性是指混凝土拌合物在施工过程中具有一定的保水能力，不产生严重的泌水现象。,（2）和易性的指标 测定拌合物的流动性，直观经验评定粘聚性和保水性。GB/T50080-2002 方法：将混凝

10、土拌合物按规定方法装入标准圆锥坍落筒（无底）内，装满刮平后，垂直向上提起筒，量出拌合物向下坍落的尺寸，称坍落度(mm)。根据坍落度的不同，将混凝土拌和物分为：流态的（坍落度大于80mm），流动性的（坍落度为3080mm），低流动性的（坍落度为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）影响和易性的主要因素 a.水泥浆的数量 水泥浆赋予混凝土一定的流动性。水灰比不变时单位体积内水泥浆越多，流动性越大；水泥浆过少，则不能填骨料空隙和包裹骨料表面，粘聚性变差，可能产生崩坍现象。b.水泥浆的稠度 水泥浆的稠度是由水灰比决定的。水泥用量不变时，水灰比小，水泥

11、浆越稠混凝土流动性就小。反之流动性加大。c.砂率：指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。砂率的变动会使骨料的空隙率和骨料的表面积显著的改变，因此对混凝土拌和物的和易性产生显著的影响。d.时间和温度 混凝土的拌和物的坍落度随时间的推移逐渐减小，主要由于水化反应，骨料吸收水分，水分蒸发的因素。,7.5.1 混凝土拌合物的和易性,（1）混凝土受力变形及破坏过程（自学）（2）混凝土的立方体抗压标准强度与强度等级试样为边长150mm的立方体，测28天抗压强度。立方体抗压标准强度是具有95保证率的立方体试件抗压强度。混凝土强度等级：按混凝土的立方体抗压标准强度来确定，C7.5、C10、C15、C20、

12、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12个等级。（3）混凝土的轴心抗压强度（棱柱形或圆柱形）（4）混凝土的抗拉强度（抗压强度的1/101/20),7.5.2 混凝土的强度,GB/T50081-2002,（5）影响混凝土强度的因素a 水灰比与水泥标号配合比相同时，水泥标号越高，混凝土强度越大；所用水泥相同时，水灰比越小，水泥石强度高，与骨料粘结力大，混凝土的强度越高。b 温度与湿度温度和湿度影响水泥的水化，温度高湿度大均有利于水泥的水化，混凝土强度发展快。反之有害。c 龄期正常养护条件下，混凝土的强度随龄期的增加而增长。714天内，强度增长较快，28天以后，强度增长缓

13、慢，但龄期延续强度仍能增长。,7.5.2 混凝土的强度,7.5.3 混凝土的变形性能,混凝土的变形性能分为四种：化学收缩；干湿变形；温度变形；荷载变形(弹塑性变形，徐变)化学收缩：由于水泥水化后总体积比水化前小，从而使混凝土收缩，称为化学收缩。化学收缩是不可逆过程。干湿变形：有时也叫干缩湿胀，干缩主要是由于内部水分蒸发引起胶体失水产生紧缩，另外毛细管水分蒸发会使颗粒受到毛细管压力而使体积收缩。这种收缩是可逆的，吸水后还会重新膨胀。,温度变形：一是热胀冷缩的性质，膨胀系数1010-6 二是由于水化放热，在大体积混凝土内部和外部产生温差，造成胀缩不同，有时会产生裂缝。荷载变形：一种是短期荷载作用下

14、的变形，弹性和塑性 另一种是在长期荷载作用下的变形徐变,7.5.3 混凝土的变形性能,7.5.4 混凝土的耐久性概念：混凝土的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性和耐热性决定着混凝土经久耐用的程度，统称为耐久性。抗渗性：指混凝土在水、油等液体作用下，抵抗渗透的性能。抗冻性：指混凝土在饱和水的状态下，能经受多次冻融循环而不破坏和不严重降低强度的性能。混凝土的碳化（中性化）：是空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用生成碳酸钙和水。碱骨料反应：混凝土中的骨料与水泥中的碱反应，引起混凝土体积膨胀和开裂。提高混凝土耐久性的措施：合理选择水泥品种；控制水灰比及水泥用量；提高砂石质量；掺用外加剂(引气剂、或减水剂）；

15、改善施工方法,7.6 混凝土的质量控制（自学）7.7 普通混凝土的配合比设计,确定水泥、水、砂子、石子四项基本组成之间的比例关系。三个重要参数：水灰比:水与水泥之间的比例；砂率:砂子与石子之间的比例；单位用水量:水泥浆与骨料之间的比例。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),混凝土的配合比的设计步骤：,1)配制强度（Rh）的选择：Rh Rd+1.6450Rh混凝土的配制强度，Rd混凝土的设计强度，0施工单位的强度标准差，可按强度等级取值。2）初步确定水灰比（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

16、压强度，A、B实验系数，碎石A=0.46,B=0.52卵石A=0.48,B=0.61，RC水泥的实际强度。,混凝土的配合比的设计步骤：,3)确定单位用水量（Wo）：根据坍落度值、所用骨料的种类、规格来选择查表11.114）计算水泥用量（Co)：查表11.145）选择合理的砂率值（s)：可通过试验找出查表11.126）计算粗、细骨料用量（Go、So)：绝对体积法假定表观密度法7）配合比的试配、调整与确定,7.8 其它品种混凝土,轻骨料混凝土；加气混凝土；耐酸混凝土；纤维混凝土；耐热混凝土；硅酸盐耐热混凝土；铝酸盐耐热混凝土；水玻璃耐热混凝土；磷酸盐耐热混凝土；防水混凝土；聚合物混凝土；聚合物水泥混凝土；聚合物浸渍混凝土；高性能混凝土。,36,小结：,37,思考与训练：1、混凝土定义和分类2、普通混凝土的组成材料及其作用3、骨料的饱和面干吸水率4、普通混凝土的主要技术指标5、和易性的概念及影响混凝土和易性的因素6、影响混凝土强度的因素7、混凝土变形的种类8、混凝土的耐久性的概念,38,课外延展：,混凝土弹性模量试验方法,谢谢各位！,