教学课件学习课件PPT 材料学课件PPT普通水泥混凝土的技术性质.ppt

第二节 普通水泥混凝土的技术性质,教学目标,清楚水泥混凝在施工时所要求的工作性概念； 清楚水泥混凝在凝结硬化后的力学性质； 明确混凝土工作性的涵义及测定方法； 清楚水泥混凝土强度等级的概念及影响因素； 知道提高水泥混凝土耐久性的措施。,教学重点,混凝土工作性和强度等级的概念。,教学难点,混凝土工作性和强度的影响因素以及测定方法。,新拌水泥混凝土的工作性,优质的新拌混凝土,满足输送和浇捣要求的流动性； 不为外力作用产生脆断的可塑性； 不产生分层、泌水的稳定性； 易于浇捣密致的密实性 。,工作性的涵义,混合料具有流动性、可塑性、稳定性、易密 性的综合性能。,工作性的概念,流动性概念,在本身自重或施工机械振捣作用下，克服内摩阻力产生流动，均匀密实地填满模板各部位的性能。,可塑性概念,混合料在外力作用下产生塑性流动的能力。,稳定性概念,在外力作用下，集料在水泥浆体中保持均匀分布的能力。,易密性概念,混合料在捣实或振动过程中克服内摩阻力而致密的能力。,工作性的涵义,流动性,增加用水量可使流动性显著提高。,可塑性,降低集灰比和改善集料级配，可使可塑性增大。,稳定性,粗集料、细集料、水泥三种固相物质与液相水的比例合理，稳定性提高。,易密性,混合料组成均匀，在捣实或振动过程中易于致密。,工作性四种基本性能间的关系,工作性四种性能既互相关联又互相矛盾,增加用水量可提高混合料的流动性； 流动性增加，可塑性和稳定性降低； 流动性增加，混凝土的强度明显降低； 混合料稳定性好，具有较高的内聚性； 混合料易密性好，具有较小的内聚力。,观看动画,工作性的测定方法,测定方法,塑性混凝土用坍落度试验 干硬性混凝土用维勃稠度试验,工作性指标,坍落度指标用“mm”表示，精确至5mm。 维勃稠度指标用“s”表示。,试体沿一边斜面下滑或向四周崩溃，可塑性、稳定性不好。,坍落度指标评定,拌和物易于抹平表明含砂丰富；,观看录像,观看动画,坍落度试验,适用于最大粒径不大于40mm的塑性混合料。,试验方法,适用范围,维勃稠度试验,集料粒径不大于40mm，坍落度小于10 mm的 新拌混凝土；适用于干硬性混凝土和特细砂、细砂 混凝土。,试验方法,适用范围,观看录像,工作性的选择,坍落度选用原则,按结构物的断面尺寸、钢筋配置的疏密以及捣 实的机械类型和施工方法等来选择；无筋厚大结构、 钢筋配置稀疏和易于施工的结构，选用较小的坍落 度，以节约水泥；断面尺寸较小、形状复杂或配筋 特密的结构，应选用较大的坍落度，以保证施工质 量。,公路桥涵用混凝土拌和物坍落度参考,道路混凝土拌和物的工作性选择,坍落度宜为10 25mm。 采用维勃稠度仪测验维勃时间宜为10 30s。,公路桥涵用混凝土拌和物的坍落度,影响新拌混凝土工作性的因素,单位用水量 变动水灰比可配制出不同强度坍落度相同砼,集灰比 集灰比小混合料流动性大,砂率 采用最佳含砂率,水泥特性 水泥品种不同工作性不同,集料特性 颗粒大、级配好流动性大,外加剂 加入外加剂可改善混合料流动性,时间和温度 随时间延长温度升高坍落度减小,观看动画,最佳含砂率与坍落度的关系,温度与坍落度之间的关系,集料粒径与表面积的关系,硬化后混凝土的力学性质,抗折强度指标的确定 抗折强度的试验条件,混凝土的抗压强度,抗压强度标准值和强度等级,立方体抗压强度(f cu) 立方体抗压强度标准值(f cu , k) 混凝土强度等级,抗折强度(f cf),立方体抗压强度(f cu),立方体抗压强度定义,标准试件 150mm150mm150mm。 标准养护条件 温度203c、相对湿度90以上。 养护龄期为28d。 按照标准的测定方法测定其抗压强度。,计算公式,以三个试件强度的算术平均值作为强度代表值； 非标准尺寸试件应折算为标准试件的抗压强度。,非标准尺寸试件换算系数选用表,观看录像,非标准尺寸试件换算系数选用表,立方体抗压强度标准值(f cu , k),立方体抗压强度标准值定义,150mm150mm150mm的立方体试件，养护28d龄期，用标准试验方法测定的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5立方体抗压强度的标准值，以f cu , k表示，单位mpa。,立方体抗压强度标准值的计算,按数理统计方法确定。,f cu与f cu , k的区别,f cu是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值； f cu , k具有不低于95保证率。,混凝土强度等级,分为 c7.5、c10、c15、c20、c25、c30、c35、 c40、c45、c50、c55、和c60等12个强度等级 。,混凝土强度等级的确定,根据立方体抗压强度标准值来确定的,混凝土强度等级的表示方法,用符号“c”和“立方体抗压强度标准值”表示,混凝土强度等级的划分,抗折强度（f cf）,抗折强度指标的确定,道路路面和机场道面以抗折强度作为指标； 水泥混凝土计算抗折强度参考表； 道路水泥混凝土抗折强度与抗压强度的关系。,抗折强度试验条件,试件尺寸 150150550mm； 养护龄期 28d； 加荷方式 按三分点加荷测定抗折强度； 跨中单点加荷得到的抗折强度，应乘以折算系数0.85。,观看录像,影响水泥混凝土强度的因素,水泥强度和水灰比 集料的品种、质量与数量对强度的影响 养护条件对强度的影响 龄期对强度的影响 试验条件对强度的影响,耐久性,耐久性概念 提高混凝土耐久性的措施,水泥强度和水灰比,回归系数a、b参考表,水泥强度(f ce)与混凝土强度(f cu, 28)的关系,高强度水泥制成的混凝土的强度高;,水灰比与混凝土强度(f cu, 28)的关系,水泥强度一定时，混凝土强度在一定范围内随水灰比的减小而有规律的提高。,混凝土强度计算公式,回归系数a、b参考表,集料的品种、质量与数量对强度影响,集料的品种对强度影响,碎石比卵石拌制的混凝土强度高。,集料的质量对强度影响,集料中有害杂质过多且品质低劣时会降低混凝土强度。,集料的用量对强度影响,浆集比对高强度的混凝土的强度影响明显；水灰比相同，达到最优浆集比的混凝土强度随浆集比的增加而降低。,养护条件对强度的影响,养护湿度对混凝土强度的影响,在潮湿条件下养护强度高，在干燥条件下强度低；试验资料表明，混凝土在干燥条件下经过几个月后放在水中养护，强度仍然继续增长，愈早强度愈高。,养护温度对混凝土强度的影响,低温养护强度发展较慢，需要较长的养护时间; 高温养护可以提高早期强度。,龄期对强度的影响,单一龄期强度推算法,龄期为常坐标 龄期为对数坐标,推算不同龄期的混凝土强度经验公式,观看动画,龄期强度推算法,双龄期强度推算法,式中：,试验条件对强度的影响,试验条件对强度的影响因素,试件形状与尺寸对强度的影响； 试件湿度和温度对强度的影响； 支承条件和加荷速度对强度的影响。,提高混凝土强度的措施,选用高强度水泥和早强型水泥； 采用低水灰比和浆集比； 掺加混凝土外加剂和掺和料； 采用蒸汽养护和蒸压养护； 采用机械搅拌和振捣。,观看动画,加荷速度对强度的影响,耐久性,耐久性概念,混凝土能经受长期受风霜雨雪的侵蚀的性能,满足抗冻性、耐磨性、耐蚀性要求； 碱集料反应。,提高混凝土耐久性的措施,合理选用水泥品种； 合理确定最大水灰比和最小水泥用量； 合理选用材料质量，改善骨料级配； 掺入外加剂； 施工中加强搅拌、振捣、养护，严格控制施工 质量。,混凝土的抗冻性,抗冻性试验 用100mm100mm100mm棱柱体混凝土试件，经28d龄期，于-17和5条件下快速冻结和融化循环。每25次进行一次横向基频的测试并称重。当冻融至300次或相对动弹模量下降至60以下，或质量损失达到5%，即可停止试验。 混凝土的抗冻强度 当混凝土相对动弹模量小于或等于60；或质量损失达5时的循环次数即为混凝土的抗冻强度。抗冻强度分为d25、d50、d100、d150、d200、d250、d300等。,混凝土的耐磨性,耐磨性试验 用150mm150mm150mm立法体试件，养生至27d龄期，在60烘干至恒重，然后在带有化轮磨头的混凝土磨耗试验机上，在200n负荷下磨削50转。 混凝土的耐磨性评价 混凝土的单位面积磨损量愈小，耐磨性愈好。,混凝土的耐蚀性,碱-集料反应 水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性集料发生化学反应，引起混凝土膨胀、开裂甚至破坏，称为碱-集料反应（简称aar）。 碱-集料反应的类型 1.碱-硅反应：碱与集料中活性二氧化硅反应。 2.碱-碳酸盐反应：碱与集料中活性碳酸盐反应。 碱-集料反应的防止 1.水泥含碱量0.6%或掺抑制碱-集料反应的掺和料。 2.使用钾、钠离子的混凝土外加剂时进行专门试验。,本节小结,学习混凝土材料组成的性能; 明确水泥混凝土对组成材料的技术要求; 按照技术规范合理选用各种材料; 粗、细集料的合理搭配，减少集料的空隙率; 较粗的集料可降低集料的表面积，节约水泥 。,混凝土的耐久性,定义 重要性 抗渗性 抗冻性 碳化/中性化 碱集料反应 混凝土的耐磨性 提高耐久性的措施,混凝土耐久性定义,混凝土抵抗环境介质作用，并长期保持良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的能力。 简单地说，耐久性指混凝土在长期使用中能保持质量稳定的性质。 包括：抗渗性、抗冻性、耐蚀性、抗碳化、 耐磨损、耐碱集料反应等,耐久性的重要性,材料破坏所引起的结构修理和更换在整个施工预算中占有很大的比重，总投资的较大比例用于现有结构的修理和维护，防止材料过早和突然破坏所导致的人身和经济两者损失。,工程中混凝土的劣化,耐久性的重要性,材料破坏所引起的结构修理和更换在整个施工预算中占有很大的比重，工业发达国家建筑工业总投资：40%以上用于现有结构的修理和维护；60%以下用于新的设施。,混凝土的抗渗性,混凝土抵抗压力水渗透的能力。 抗渗性是混凝土耐久性的一个重要标志。直接影响混凝土的抗冻和防腐性等。,抗渗示意图,提高抗渗性的措施,提高密实度、改善孔隙构造等 如减小w/c，掺加引气剂、膨胀剂,海工混凝土柱的开裂,抗渗等级,以28天龄期标准试件，按规定方法检验混凝土所能承受的最水压力（mpa）。例如；p2、p4、p8分别表示混凝土能抵抗0.2、0.4、0.8mpa的水压力而不渗水。,混凝土的抗冻性,混凝土吸水饱和后，能抵抗冻融循环作用，不破坏的性质。混凝土的密实度、孔隙数量及构造、孔隙的充水程度均是决定抗冻性的重要因素。 对寒冷地区，与水接触，且受冻的环境中使用的混凝土，采用d50以上的抗冻混凝土。,抗冻性试验 用100mm100mm100mm棱柱体混凝土试件，经28d龄期，于-17和5条件下快速冻结和融化循环。每25次进行一次横向基频的测试并称重。当冻融至300次或相对动弹模量下降至60以下，或质量损失达到5%，即可停止试验。,抗冻等级,当混凝土相对动弹模量小于或等于60；或质量损失达5时的循环次数即为混凝土的抗冻强度。抗冻强度分为d25、d50、d100、d150、d200、d250、d300等。,抗冻等级的选择,抗冻等级应根据当地气候、环境及构筑物类别选择。 如环境为海水，每天两次涨落，冬季（北方）混凝土频繁受冻融循环。如天津新港，每冬可能发生冻融循环82次，选f250。,抗冻试验仪器设备,碳化 /中性化,碳化是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应。 碳化引起混凝土的中性化，使混凝土保护钢筋的性能降低。减弱对钢筋的保护。 增大混凝土的收缩，产生细微裂纹。 使抗压强度增加（回弹法应考虑）。 caco3堵孔，碳化放出水分，有利水泥水化。,碳化试验仪器设备,影响碳化的主要因素,水泥品种（有掺合料的碳化快）、水灰比、碳化时间、湿度、co2浓度、外加剂。,碱集料反应,碱-集料反应的类型 1.碱-硅反应：碱与集料中活性二氧化硅反应。 2.碱-碳酸盐反应：碱与集料中活性碳