《混凝土及砂浆》PPT课件.ppt

1,第四章 水泥混凝土及砂浆,2,了解：混凝土的特点及分类；混凝土各组成 材料在混凝土中作用。,掌握：混凝土的主要技术性质及其意义和 影响因素；普通混凝土配合比设计。,熟悉：混凝土对各组成材料的要求，各技 术指标的测试方法的特点及分类。,教学目标,3,第一节 概述 一、混凝土的定义 由胶凝材料、骨料、水按适当比例配合拌制而成的混合物，经一定的时间硬化而成的人造石材。 二、混凝土的分类,（一）按表观密度分,（二）按胶凝材料分,4,（三）按功能和用途分,（四）按生产工艺和施工方法分,5,砂子,水泥浆,石子,第二节 普通混凝土组成材料 普通混凝土的四种基本组成材料： 一、水泥 二、砂子 三、石子 四、水,6,品种 根据工程特点、所处环境条件及施工条件，进行合理选择。见表3-10 强度等级 高强度等级的水泥配制高强度等级的混凝土。 普通混凝土，水泥强度一般以混凝土抗压强度的1.52.0倍为宜；配置高强混凝土为混凝土混凝土抗压强度的0.91.5倍为宜。,一、水泥,7,(一)定义: 粒径在0.165mm之间的岩石颗粒。细骨料主要采用天然砂和人工砂。,二、细骨料(或细集料）,8,砂子技术性能,9,砂中有害物质含量（GB/T 146842001）,砂按技术要求分为类、类、类。类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。,10,坚固性指标(GB/T 146842001),压碎指标(GB/T 14684-2001 建筑用砂 ),11,表观密度、堆积密度、空隙率应符合如下规定：表观密度大于2500kg/m3，松散堆积 密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。,表观密度、堆积密度、空隙率,12,碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。 经碱集料反应试验后，由砂制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀率应小于0.10%。,碱集料反应,13,砂的粗细程度及颗粒级配,混凝土用砂为何对粗细程度及颗粒 级配有要求？,14,为了节约水泥，并使混凝土结构达到较高密实度，选择骨料时，应尽可能选用总表面积较小、空隙率较小的骨料，而砂子的总表面积与粗细程度有关，空隙率则与颗粒级配有关。 (1)粗细程度 砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的总体粗细程度。,砂的粗细程度及颗粒级配,15,(2)颗粒级配 砂的颗粒级配是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。同样粒径的砂空隙率最大，若大颗粒间空隙由中颗粒填充，空隙率会减小，若再填充以小颗粒，空隙率更小。,图5.2 骨料颗粒级配示意图,(a)单一粒径；(b)两种粒径；(c)多种粒径,骨料颗粒级配示意图,(a)单一粒径；(b)两种粒径；(c)多种粒径,16,(3)砂的粗细程度与颗粒级配的评定 砂的粗细程度和颗粒级配，常用筛分析方法进行评定。,17,筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配,150m,300m,630m,1.18mm,2.36mm,4.75mm,10.0mm,累计筛余率与分计筛余率计算关系,18,筛分曲线,19,图4-2 砂的I、II、III级配区曲线,20,细度模数的计算,Mx为3.73.1为粗砂，3.02.3为中砂，2.21.6 为细砂，在1.5-0.7为特细砂。,21,表 砂样筛分结果,【例题】用500g烘干砂进行筛分试验，其结果如下表所求。试分析该砂的粗细程度与颗粒级配。,22,【解】计算细度模数Mx 评定结果：将累计筛余百分率与筛分曲线作对照，或绘出级配曲线，此砂处于2区，级配良好；细度模数为2.66，属中砂。,23,技术要求 有害杂质含量 针片状颗粒含量 强度 颗粒级配与最大粒径 坚固性,三、粗骨料,24,石子强度指标,(1)岩石抗压强度:,(2)压碎指标值:,将母岩制成50mm50mm50mm的立方体试件或50mm50mm的圆柱体试件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，测得其在饱和水状态下的抗压强度值。,25,颗粒级配与最大粒径,粗骨料颗粒级配 粗骨料的颗粒级配按供应情况分连续粒级和单粒级。,26,表4-5 建筑用卵石、碎石的颗粒级配(GB/T 146852001),累计筛余百分率,27,颗粒级配与最大粒径,最大粒径 公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。,规定：最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4；不得超过钢筋最小净距的3/4；对于实心板，不得超过板厚的1/2且不得超过50mm；对于泵送混凝土，最大粒径与输送管道内径之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。（泵送高度有关 表4-6）,28,骨料粒径太大使转换梁浇筑不密实,工程实例分析,29,粗骨料的坚固性,定义：指粗骨料在自然风化和其他外界物理、化学因素作用下，抵抗破坏的能力，也即指粗骨料的耐久性。 坚固性实验采用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定。,30,对混凝土用水的质量要求：不得影响混凝土的和易性及凝结；不得有损于混凝土强度的发展；不得降低混凝土的耐久性及加快钢筋锈蚀及导致预应力钢筋脆断；不得污染混凝土表面。见表4-9。 混凝土拌和用水标准(JGJ 631989已转化成2006)对混凝土用水提出了具体的质量要求。,混凝土用水,31,一、混凝土拌合物的和易性,第三节 混凝土的基本性质,32,(1) 流动性 是指拌合物在自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并均匀密实地填充整个模型的性能。流动性好的混凝土拌合物操作方便、易于捣实和成型。 (2) 粘聚性 是指拌合物在施工过程中，各组成材料互相之间有一定的粘聚力，不出现分层离析，保持整体均匀的性能。 (3) 保水性 是指拌合物保持水分，不致产生严重泌水的性质。 混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性三者既互相联系，又互相矛盾。施工时应兼顾三者，使拌合物既满足要求的流动性，又保证良好的粘聚性和保水性。,33,(一)流动性的测定 普通混凝土拌合物性能试验方法(GB/T 500802002)规定采用坍落度和维勃稠度试验进行评定。,1.坍落度法：适用于坍落度不小于10mm，骨料最大粒径不大于40mm,请看坍落度试验动画,34,混凝土坍落度试验,35,坍落度测定,36,表 混凝土拌合物按坍落度分级,37,表 混凝土浇筑时的坍落度,38,流动性的测定,2.维勃稠度法：适用于坍落度小于10mm，维勃稠度在530s的混凝土拌合物。,维勃稠度仪,喂料斗,圆盘,39,(二)影响混凝土和易性的因素,水泥浆量及水灰比 在水灰比不变的条件下，增加混凝土单位体积中的水泥浆数量，能使骨料周围有足够的水泥浆包裹，改善骨料之间的润滑性能，从而使混凝土拌合物的流动性提高。但水泥浆数量不宜过多，否则会出现流浆现象，粘聚性变差，浪费水泥，同时影响混凝土强度。 水泥浆的稠度 水泥浆的稠度主要取决于水灰比(1m3混凝土中水与水泥用量的比值W/C)大小。水灰比过大，水泥浆太稀，产生严重离析及泌水现象；过小，因流动性差而难于施工，通常水灰比在0.400.75之间，并尽量选用小的水灰比。,40,砂率对混凝土坍落度的影响,砂率是指砂用量占砂、石总用量的质量百分率。砂率过大或过小都会导致混凝土和易性变差，应选择合理砂率。 选择砂率应该是在用水量及水泥用量一定的条件下，使混凝土拌合物获得最大的流动性，并保持良好的粘聚性和保水性；或在保证良好和易性的同时，水泥用量最少。此时的砂率值称为合理砂率。,41,(二)影响混凝土和易性的因素,(4) 原材料的性质 水泥品种 在其他条件相同时，硅酸盐水泥和普通水泥较矿渣水泥拌制的混凝土拌合物的和易性好。如用矿渣水泥时，坍落度较普通水泥小，泌水性增加。 骨料 如其他条件相同，卵石混凝土比碎石混凝土流动性大，级配好的比级配差的流动性大。,(5)其他因素 外加剂 拌制混凝土时，掺入少量外加剂，有利于改善和易性 温度 混凝土拌合物的流动性随温度的升高而降低。 时间 随着时间的延长，拌和后的混凝土坍落度逐渐减小。,42,观察与讨论,试比较石子表面状态不同对混凝土和易性的影响：,卵石,碎石,43,新拌混凝土的凝结时间,水灰比的大小直接影响混凝土的凝结时间，且水泥的凝结时间与混凝土并不一致。 贯入阻力仪测试混凝土的凝结时间。,44,混凝土立方体抗压强度及强度等级 混凝土轴心抗压强度 混凝土的抗拉强度,二、混凝土的强度,45,抗压试验,46,a,2a,a,a,圆柱体 （美、法、日）,立方体 （英、德、中）,试件形状示意图,47,Cement Concrete,轴心抗压强度试验示意图,48,(一)混凝土立方体抗压强度及强度等级,GB/T 500812002规定，按标准方法制作的试件，在标准条件养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以fcu表示。,1.立方体抗压强度,标准试件,49,(一)混凝土立方体抗压强度及强度等级,2.混凝土强度等级,立方体抗压强度标准值系指在28d龄期用标准试验方法测得的具有95保证率的抗压强度，以fcu,k表示。,普通混凝土划分为十四个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。,混凝土的抗压强度是根据混凝土的立方体抗压强度标准值划分的。,50,强度换算系数(GB/T 500812002),51,(二)影响混凝土强度的因素,1.水泥强度等级和水灰比,52,混凝土强度经验公式：,式中：C/W灰水比； fcu混凝土28d抗压强度； fce水泥28d抗压强度实测值。 （c 1.13） a、b经验系数； 碎石 a=0.46; b=0.07 卵石 a=0.48; b=0.33,53,2.养护的温、湿度,养护温度对混凝土强度的影响,54,湿度的影响,试验表明，保持足够湿度时，温度升高，水泥水化速度加快，强度增长也快。 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 502042002)规定，在混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖并保湿养护。,55,没有冻结,抗压强度,砼相对强度的增长与冻结时间的关系,受冻越早，强度损失越大,56,3.龄期,龄期指混凝土在正常养护条件下所经历的时间，最初的714d发展较快，28d以后增长缓慢 。,n 养护龄期，n3d。,14,28,抗压强度,龄期/d,57,4.其它因素,施工条件，如搅拌、振捣方式。 试验条件，如试件的形状、尺寸、表面状态、含水程度及加荷速度 等。 外加剂和掺合料的掺入。,58,试验条件对混凝土强度的影响, 试件尺寸 相同的混凝土，试件尺寸越小测得的强度越高。 试件的形状当试件受压面积(axa)相同，而高度(h)不同时，高宽比(h/a)越大，抗压强度越小。 表面状态 ：试件表面有、无润滑剂，其对应的破坏形式不一，所测强度值大小不同。试件表面无润滑剂时，试件受环箍效应的影响，破坏后呈棱锥体，所测强度值偏大。 加荷速度 ：加荷速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加，所测强度值偏高。,59,提高混凝土强度的措施,采用高等级水泥或早强型水泥； 采用低水灰比的干硬性混凝土； 采用湿热处理养护混凝土； 采用机械搅拌、机械振捣； 掺入混凝土外加剂、掺合料等。,60,(一)非荷载作用下的变形 化学减缩 混凝土的干缩湿胀 温度变形 (二)荷载作用下的变形 短期荷载作用下的变形 长期荷载作用下的变形徐变,三、混凝土的变形性能,61,化学减缩(Chemical Shrinkage）,定义：在混凝土硬化过程中，由于水泥水化物的固体体积比反应前物质（水+水泥）的总体积小，从而引起混凝土的收缩，称为化学减缩。 发展规律：其收缩量是随混凝土硬化龄期的延长而增加，一般在混凝土成型后40d左右增长较快，以后逐渐趋于稳定。 影响：化学减缩值很小,但是不可恢复，对混凝土结构没有破坏作用，但在混凝土内部可能产生微细裂缝。,62,化学减缩示意图,63,干湿变形,定义：由于混凝土周围环境湿度的变化，会引起混凝土的干湿变形，表现为干缩湿胀。 原因：混凝土在干燥过程中，由于毛细孔水的蒸发，使毛细孔中形成负压，随着空气湿度的降低负压逐渐增大，产生收缩应力，导致混凝土收缩。同时，凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发，凝胶体因失水而产生紧缩。,64,龄期,应变,水中养护,空气中养护,膨胀,收缩,混凝土的干湿变形示意图,65,弯月面,毛细孔,干湿变形机理示意图,负压,66,温度变形,定义：混凝土随着温度的变化产生热胀冷缩的变形。 指标：混凝土的温度线膨胀系数为（11.5）10-5/。 危害：温度变形对大体积混凝土及大面积混凝土工程极为不利，易使这些混凝土造成温度裂缝。 设取1010-6/，则温度下降15，冷收缩量达15010-6，如果混凝土的弹性模量为21GPa，不考虑徐变等产生的应力松弛，该收缩受到完全约束下产生的弹性拉应力为3.1MPa。,67,受力变形,短期荷载作用下的变形,68,长期荷载作用下的变形徐变,69,(一)混凝土的抗渗性 (二)混凝土的抗冻性 (三)混凝土的抗碳化性 (四)碱骨料反应 (五)抗化学侵蚀,四、硬化混凝土的耐久性,70,混凝土抗渗仪,是指混凝土抵抗水、油等液体渗透的能力。抗渗性好坏用抗渗等级来表示。抗渗等级分为P4、P6、P8、P10、P12等5个等级。 混凝土水灰比对抗渗性起决定性作用。 提高混凝土抗渗性的根本措施在于增强混凝土的密实度。,混凝土的抗渗性,71,抗冻性是指混凝土在饱和水状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，也不严重降低强度的性能，是评定混凝土耐久性的主要指标。 抗冻等级根据混凝土所能承受的反复冻融循环的次数，划分为F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9个等级。 混凝土的密实度、孔隙的构造特征是影响抗冻性的重要因素,抗冻性,72,混凝土的碳化,混凝土的碳化：指空气中的CO2在湿度适宜的条件下与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应，生成碳酸钙和水，使混凝土碱度降低的过程，碳化也称中性化。 检查碳化的简易方法是凿下一部分混凝土，除去微粉末，滴以酚酞酒精溶液（浓度为1%），碳化部分不变色，而碱性部分呈紫红色。,73,混凝土的碱-骨料反应,混凝土的碱骨料反应：是指水泥中的碱(Na2O和K2O)含量较高时与骨料中的活性SiO2发生反应，在骨料表面生成碱硅酸凝胶，这种凝胶具有吸水膨胀特性，会使包裹骨料的水泥石胀裂，这种现象称为碱骨料反应。 包含碱硅酸反应和碱碳酸盐反应。,74,第四节 混凝土的质量控制,一、混凝土的质量控制 混凝土生产前的初步控制，主要包括人员配备、设备调试、组成材料的检验及配合比的确定与调整等项内容。 混凝土生产过程中的控制，包括控制称量、搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等项内容。 混凝土生产后的合格性控制。包括批量划分，确定批取样数，确定检测方法和验收界限等项内容。,75,二、混凝土质量评定的数理统计方法 (一)混凝土强度概率的正态分布,特点：曲线以平均强度为对称轴，曲线与横轴之间的面积和为100%.,76,(一) 强度平均值、标准差、变异系数 1.强度平均值,注意:平均值只反应混凝土强度总体强度水平,不能说明强度波动的大小.,2.标准差,注意:标准差小,正态颁布曲线窄而高,说明强度分布集中，混凝土质量均匀性好；反之，混凝土的施工控制质量较差。,77,3.变异系数,由于随强度等级的提高而增大，当混凝土强度不同时,可采用v作为评定混凝土质量均匀性的指标。 v，表示混凝土质量。,其计算式如下:,78,第五节 普通混凝土配合比设计,1.满足强度等级要求； 2.满足所要求的和易性； 3.满足工程耐久性的要求； 4.符合经济性原则.,混凝土配合比设计的四项基本要求：,混凝土配合比设计，是根据材料的技术性能、工程要求、结构形式和施工条件，来确定混凝土各组成材料之间的配合比例。 通常有两种表示方式：一种是以每立方米混凝土中各种材料的用量来表示。另一种是以各种材料相互间质量比来表示(以水泥质量为1)。,79,在混凝土配合比中，水灰比、单位用水量及砂率值直接影响混凝土的技术性质和经济效益，是混凝土配合比的3个重要参数。 混凝土配合比设计就是要正确地确定这3个参数。,混凝土配合比设计的主要参数,80,第五节 普通混凝土配合比设计,按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。,81,1.确定配制强度(fcu,o),一、初步配合比的确定,82,2.确定水灰比值(W/C),一、初步配合比的确定,复核耐久性（表4-22）,83,表4-22 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(JGJ 552000),84,3.确定用水量(mwo),一、初步配合比的确定,干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.400.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-24选取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确定。,85,流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-24中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：,86,表4-24 塑性和干硬性混凝土的单位用水量(JGJ 552000),87,4.计算混凝土的单位水泥用量(mco),一、初步配合比的确定,复核耐久性（表4-22）,88,5.确定合理砂率( S ) 一般应通过试验找出合理砂率，也可按骨料种类、规格及混凝土水灰比，参考表4-25选取。 6.体积法确定1m3混凝土的砂石用量（体积法）,一、初步配合比的确定,89,质量法确定砂石用量,一、初步配合比的确定,90,二、设计配合比的确定,在初步配合比基础上，进行和易性和强度调整得出设计配合比。 调整的目的：一是使混凝土拌合物的和易性满足施工需要；二是使水灰比符合混凝土强度及耐久性要求。,(1) 和易性调整 按初步配合比称取规定的体积时各组成材料的用量，搅拌均匀后测定其坍落度，同时观察其粘聚性和保水性。,91,当试样调整工作完成后，应测出混凝土拌合物的实际表观密度mCP(kg/m3)，并按下式重新计算每立方米混凝土的各项材料用量：,92,(2)强度复核 方法是采用调整后的配合比制成3组不同水灰比的混凝土试块：一组采用基准配合比，另外两组配合比的水灰比，宜较基准配合比的水灰比分别增加和减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。 分别将3组试件标准养护28d，根据测得的强度值与相对应的灰水比(C/W)关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度fcu,o相对应的灰水比，并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：,93,用水量(mW)在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定； 水泥用量(mC) 以用水量乘选定的灰水比计算确定； 粗、细骨料用量(mG、mS)应在基准配合比的粗、细骨料用量的基础上，按选定的灰水比调整后确定。 由强度复核之后的配合比，还应根据混凝土拌合物表观密度实测值(c,t)和混凝土拌合物表观密度计算值(c,c)进行校正。校正系数为：,94,假设工地砂、石含水率分别为a%和b%，则施工配合比为：,mc =mc ms =ms(1+a%) mg =mg(1+b%) mw=mw-msa%-mgb%,三、施工配合比的确定,95,【例题】某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁，混凝土设计强度等级为C20，施工要求坍落度为3550mm，采用机械振捣。该施工单位无历史统计资料。 采用材料：普通水泥，32.5级，实测强度为34.8 MPa，密度为3100kg/m3；中砂，表观密度为2650kg/m3，堆积密度为1450kg/m3；卵石，最大粒径20mm，表观密度为2.73g/cm3，堆积密度为1500kg/m3；自来水。试设计混凝土的配合比(按干燥材料计算)。若施工现场中砂含水率为3%，卵石含水率为1%，求施工配合比。,96,【解】 (1) 确定配制强度。 (2) 确定水灰比(W/C) (3) 确定用水量(mW0) (4) 计算水泥用量(mC0） (5) 确定砂率 (6) 计算砂、石用量mS0、mG0 (7) 计算初步配合比 (8) 配合比调整 (9) 试验室配合比 (10) 施工配合比,97,(1)确定配制强度。 该施工单位无历史统计资料，查表4.21取=5.0MPa。 fcu,o=fcu,k+1.645 =20+8.2 =28.2(MPa) (2)确定水灰比(W/C) 利用强度经验公式计算水灰比： 复核耐久性 查表4-24规定最大水灰比为0.65，因此W/C=0.49满足耐久性要求。,98,(3)确定用水量(mW0) 此题要求施工坍落度为3550mm，卵石最大粒径为20mm，查表4.22得每立方米混凝土用水量： mW0=180kg (4)计算水泥用量(mC0） mC0=mW0C/W=1802.02364(kg) 查表4-24规定最小水泥用量为260kg，故满足耐久性要求。 (5)确定砂率 根据上面求得的W/C=0.49，卵石最大粒径20mm，查表4-25，选砂率S=32%。,99,(6)计算砂、石用量mS0、mG0 按体积法列方程组 解得 mSO=599kg mGO=1273kg,100,按质量法：强度等级C20的混凝土，取混凝土拌合物计算表观密度mCP=2400kg/m3，列方程组 解得 mSO=594kg mGO=1262kg,101,(7)计算初步配合比 体积法 mC0mS0mG0=3645991273=11.653.50 W/C=0.49 质量法 mC0mS0mG0=3645941262=11.633.47 W/C=0.49 两种方法计算结果相近。,102,(8)配合比调整 按初步配合比称取15L混凝土拌合物的材料（体积法）： 水泥 36415/1000=5.46kg 砂子 59915/1000=8.99kg 石子 127315/1000=19.10kg 水 18015/1000=2.70kg 和易性调整 将称好的材料均匀拌和后，进行坍落度试验。假设测得坍落度为25mm，小于施工要求的3550mm，应保持原水灰比不变，增加5%水泥浆。再经拌和后，坍落度为45mm，粘聚性、保水性均良好，已满足施工要求。,103,此时各材料实际用量为： 水泥 5.46+5.465%=5.73kg 砂 8.99kg 石 19.10kg 水 2.70+2.705%=2.84kg 并测得每立方米拌合物质量为mCP=2380kg/m3 强度调整 方法如前所述，此题假定W/C=0.49时，强度符合设计要求，故不需调整。,104,(9)试验室配合比 上述基准配合比为： 水泥砂石=5.738.9919.10=11.573.33 W/C=0.49 则调整后1m3混凝土拌合物的各种材料用量为：mC=5.73/(5.73+8.99+19.10+2.84)2380=372kg mS=1.57372=584kg mG=3.33372=1239kg mW=0.49372=182kg,105,试验室配合比见下表：,106,(10)施工配合比 1m3拌合物的实际材料用量(kg)： mC=mC=375kg mS=mS(1+a%)=584(1+3%)=602kg mG=mG(1+b%)=1239(1+1%)=1251kg mW=mW-mSa%-mGb%=182-17.5-12.4=152kg,107,实验配合比设计 某工程现浇钢筋混凝土空心板，混凝土设计强度等级为30，施工要求混凝土坍落度为3050mm，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。 所用原材料情况如下： 水泥：32.5级复合水泥，水泥密度为=3.10/cm3，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08； 砂：中砂，级配合格，砂子表观密度os=1.60/cm3； 石：540mm卵石，级配合格，石子表观密度og=1.65/cm3；,108,第六节 混凝土外加剂,国家标准GB 807587中按外加剂的主要功能将混凝土外加剂分为四类： (1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，其中包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。 (2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，其中包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。,一、 外加剂的分类,109,(3)改善混凝土耐久性的外加剂，其中包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。 (4)改善混凝土其他性能的外加剂，其中包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。,110,二、 减水剂,减水剂是指能保持混凝土的和易性不变，而显著减少其拌和用水量的外加剂。 (一)减水剂的减水作用 水泥加水拌和后，水泥颗粒间会相互吸引，形成许多絮状物。当加入减水剂后，减水剂能拆散这些絮状结构，把包裹的游离水释放出来。,111,(二)使用减水剂的技术经济效果 1.在保持和易性不变，也不减少水泥用量时，可减少拌和水量5%25%或更多。 2.在保持原配合比不变的情况下，可使拌合物的坍落度大幅度提高(可增大100200mm) 。 3.若保持强度及和易性不变，可节省水泥10%20%。 4.提高混凝土的抗冻性、抗渗性，使混凝土的耐久性得到提高。,112,减水剂主要有木质素系、萘系、树脂系、糖蜜系和腐殖酸等几类。 按主要功能分为普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂等几种。,(三)常用的减水剂,113,水泥浆结构,1水泥颗粒；2游离水,(a)未掺减水剂时的水泥浆体中絮状结构； (b)掺减水剂的水泥浆结构,114,加速混凝土早期强度发展的外加剂称为早强剂。 这类外加剂能加速水泥的水化过程，提高混凝土的早期强度并对后期强度无显著影响。 目前常用的早强剂有氯盐、硫酸盐、三乙醇胺三大类及以它们为基础的复合早强剂。,三、 早强剂,115,在搅拌混凝土的过程中，能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂称为引气剂。 引气剂可在混凝土拌合物中引入直径为0.051.25mm的气泡，能改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗冻性、抗渗性等耐久性，适用于港口、土工、地下防水混凝土等工程。 但当W/C固定时，空气量增加1%，抗压强度降低4%-5%，抗折强度降低2%-3%。,四、引气剂,116,延长混凝土凝结时间、而不显著影响混凝土后期强度的外加剂称为缓凝剂。 常用的缓凝剂有无机盐类，如硼(Na2B4O710H2O)，其掺量为水泥质量0.1%0.2%；磷酸三钠(Na3PO412H2O)，其掺量为水泥质量0.1%1.0%等。还有有机物羟基羟酸盐类，如酒石酸，掺量为0.2%0.3%；柠檬酸，其掺量为0.05%0.1%；以及使用较多的糖蜜类缓凝剂，其掺量为0.1%0.5%。,五、 缓凝剂,117,能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂称为防冻剂。,六、 防冻剂,在负温度条件下施工的混凝土工程须掺入防冻剂。一般，防冻剂除能降低冰点外，还有促凝、早强、减水等作用，所以多为复合防冻剂。,定义,特点,118,外加剂品种的选择 选择外加剂时，应根据工程需要、现场条件及产品说明书进行全面考虑。 外加剂掺量的选择 外加剂品种选定后，还要认真确定外加剂的掺量。,注意事项,119,第七节 其他品种混凝土,凡表观密度小于1950kg/m3的混凝土统称为轻混凝土。,定义,分类,按其组成成分可分为轻骨料混凝土、多孔混凝土(如加气混凝土)和大孔混凝土(如无砂大孔混凝土)三种类型。,120,轻骨料混凝土是一种轻质、高强、多功能的新型建筑材料，具有表观密度小、保湿性好、抗震性强等优点。,一、 轻骨料混凝土,定义,用轻质粗骨料、轻质细骨料(或普通砂)、水泥和水配制而成的，其干表观密度不大于1950 kg/m3的混凝土叫轻骨料混凝土。,特点,121,防水混凝土分为普通防水混凝土、膨胀水泥防水混凝土和外加剂防水混凝土。 普通防水混凝土是以调整配合比的方法来提高自身密实度和抗渗性的一种混凝土。 膨胀水泥防水混凝土主要是利用膨胀水泥在水化过程中，形成大量体积增大的水化硫铝酸钙，在有约束的条件下，能改善混凝土的孔结构，使总孔隙率减少，孔径减小，从而提高混凝土抗渗性。,二、 防水混凝土,122,C60C90的混凝土称为高强混凝土，C100以上的混凝土称为超高强混凝土。,三、 高强、超高强混凝土 High Strength Concrete (HSC),定义,高强、超高强混凝土的特点是强度高、耐久性好、变形小，能适应现代工程结构向大跨度、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要。,特点,123,1995年11月，北京财税大楼原设计框架及墙体采用C60，经协商将首层4根柱子改为C100。 原材料： 水泥：冀东52.5普硅 硅粉：天津铁合金厂 砂子：FM=3.1 石子： 520mm碎石 高效减水剂DFS-2 水胶比：0.23 性能 和易性良好：拌合物坍落度20.5cm(2h基本无损失)、无离析泌水、泵送顺利(泵压1820MPa) 现场制作15cm立方试件，28h强度125131.6MPa 弹性模量5.48104MPa 1000次冻融循环残余动弹模97.8% 抗渗H35 28h 碳化深度为0,高强混凝土的应用实例,124,1.高强度。 2.高耐久性。 3.高尺寸稳定性。 4.高抗裂性。 5.经济合理性。 要获得高性能混凝土就必须从原材料品质、配合比优化、施工工艺与质量控制等综合考虑。,四、 高性能混凝土,125,五、自密实混凝土,Self-Compacted Concrete,126,和易性特点,混凝土自密实可解释为，拌合物的屈服剪应力较小，塑性粘度足够使骨料悬浮于水泥浆中，不离析和泌水，能自由流淌并通过钢筋间隙等狭窄空间不被堵塞，且均匀填充密实模板各个角落，从而能避免因振捣不足或不能振捣造成的空洞、蜂窝、麻面等质量缺陷。 自密实混凝土不需机械振捣，而是依靠自重使混凝土密实。混凝土的流动度虽然高，但仍可以防止离析。 混凝土不仅能达到自密实的效果，而且混凝土还应具有良好的粘聚性、保水性和流动性。,127,配制自密实混凝土的方法,（1）粗骨料的体积为固体混凝土体积的50%； （2）细骨料的体积为砂浆体积的40%； （3）水灰比为0.9-1.0； （4）进行流动性试验，确定超塑化剂用量及最终的水灰比，使材料获得最优的组成。,128,施工特点,在施工现场无振动噪音； 可进行夜间施工，不扰民； 对工人健康无害； 混凝土质量均匀、耐久； 钢筋布置较密或构件体型复杂时也易于浇筑； 施工速度快，现场劳动量小。,129,130,自密实混凝土,131,自密实混凝土,132,133,134,135,136,137,138,139,坍落度与坍扩度测定,140,141,142,143,144,145,146,147,148,建筑砂浆,149,砂浆是由胶结料、细骨料、掺加料和水按照适当比例配制而成的土木工程材料。 一、砌筑砂浆 将砖、石、砌块等粘结成为砌体的砂浆称为砌筑砂浆。砌筑砂浆起着粘结砖、石及砌块构成砌体，传递荷载，协调变形的作用，是砌体的重要组成部分。,150,1.砌筑砂浆的组成材料 （1）胶结料及掺加料 砌筑砂浆常用的胶凝材料有水泥、石灰、建筑石膏等。 为改善砂浆和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂浆中掺入部分掺加料（石灰膏、粘土膏或粉煤灰）等，这样配制的砂浆称水泥混合砂浆。这些材料不得含有影响砂浆性能的有害物质，含有颗粒或结块时应用3mm的方孔筛过滤。消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。,151,() 细骨料 砌筑砂浆用砂宜选用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。砂的含泥量不应超过。强度等级为2.5的水泥混合砂浆，砂的含泥量不应超过10。 () 对外加剂的要求 与混凝土中掺加外加剂一样，为改善砂浆的某些性能，也可加入塑化、早强、防冻、缓凝等作用的外加剂。一般应使用无机外加剂，其品种和掺量应经试验确定。 () 砂浆用水的要求与混凝土的要求相同。,152,2砌筑砂浆拌和物的技术性质 () 砂浆的流动性 表示砂浆在自重或外力作用下流动的性能称为砂浆的流动性，也叫稠度。表示砂浆流动性大小的指标是沉入度，它是以砂浆稠度仪测定的，其单位为mm。工程中对砂浆稠度选择的依据是砌体类型和施工气候条件，可参考表4-35选用（砌体工程施工及验收规范（GB51203-1998）。 影响砂浆流动性的因素有：砂浆的用水量、胶凝材料的种类和用量、集料的粒形和级配、外加剂的性质和掺量、拌和的均匀程度等。,153,154,（）砂浆的保水性 搅拌好的砂浆在运输、停放和使用过程中，阻止水分与固体料之间、细浆体与集料之间相互分离，保持水分的能力为砂浆的保水性。 加入适量的微沫剂或塑化剂，能明显改善砂浆的保水性和流动性。 砂浆的保水性用砂浆分层度仪测定，以分层度(mm)表示。分层度过大，表示砂浆易产生分层离析不利于施工及水泥硬化。砌筑砂浆分层度不应大于30mm。分层度过小，容易发生干缩裂缝，故通常砂浆分层度不宜小于10mm。 () 凝结时间 砌筑砂浆凝结时间，以贯入阻力达到0.5MPa为评定依据。水泥砂浆不