新拌混凝土的工作性能.ppt

新拌混凝土的工作性能 混凝土工学 课程重点内容 三和易性选择原则 二施工中评定和易性的方法 一混凝土和易性的概念 四影响和易性的因素 学习本课程要达到的目标 在施工中判断混凝土的和易性 根据坍落度实验现象分析混凝土的和易性 能提出调整混凝土和易性的方法 情景 施工人员在现场搅拌混凝土 搅拌好的混凝土用来浇筑底板 问 如何保证混凝土底板的浇筑质量 工作性 和易性 混凝土工学 混凝土的主要性质 混凝土硬化前 混凝土拌合物的和易性 工作性Workability 混凝土硬化后 混凝土的强度 变形性能和耐久性 混凝土各组成材料按一定比例搅拌后尚未凝结硬化的材料称为混凝土拌合物 和易性的概念 不致产生离析和分层现象 不致发生泌水现象 保证硬化后的质量 砼拌和物易于施工操作 拌和 运输 浇灌 捣实 并能获得质量均匀 密实的混凝土的性能 能均匀密实地填满模板 流动性 砼拌和物在本身自重或施工机械振捣的作用下 产生流动 并能均匀密实地填满模板的性能 混凝土工学 广义上 流动性是固 液体混合物 即分散系统中克服内阻力而产生变形的性能 其大小取决于固 液相的比例 流动性的大小 反映混凝土拌和物的稀稠 直接影响着浇捣施工的难易和混凝土的质量 泵送混凝土PumpingConcrete 混凝土工学 泵送混凝土PumpingConcrete 混凝土工学 碾压混凝土RollerCompactedConcrete 混凝土工学 离析 分层 组份分离 骨料下沉 水泥浆上浮 砼拌合物粘聚性不良时 硬化后会出现蜂窝 麻面 大型的砼拌和物 甚至出现狗洞现象 粘聚性 混凝土工学 混凝土拌和物在施工过程中其组成材料之间有一定粘聚力 在运输和浇注过程中不致发生分层 离析现象使混凝土保持整体均匀的性能 离析 指混凝土拌合物各组分分离 造成不均匀和失去连续性的现象 常有两种形式 粗骨料从混合料中分离 稀水泥浆从混合料中淌出 分层 指混凝土浇注后由于重力沉降产生的不均匀分布现象 离析 砂浆与石子分离 产生蜂窝 空洞 影响工程质量 骨料 水 可见泌水 内泌水 泌水与塑性沉降 保水性 混凝土工学 混凝土拌和物在施工过程中具有一定的保水能力 不致产生严重的泌水现象 保水性差的混凝土拌和物 在施工过程中 一部分水易从内部析出至表面 在混凝土内部形成泌水通道 使混凝土的密实性变差 降低混凝土的强度和耐久性 它反映混凝土拌和物的稳定性 钢筋 沉降裂缝 水囊 混凝土表面 粘聚性和保水性不好时 混凝土工学 和易性良好的标准 粘聚性好则保水性往往也好 但当流动性增大时 粘聚性和保水性往往变差 反之亦然 混凝土拌和物的流动性 粘聚性 保水性 三者之间互相关联又互相矛盾 所谓拌和物的和易性良好 就是要使这三方面的性能在某种具体条件下 达到均为良好 亦即使矛盾得到统一 混凝土工学 如何在施工现场定量评定混凝土和易性 混凝土工学 和易性的测定方法 和易性的测定 一般以测定混凝土拌和物的流动性为主 辅以对粘聚性和保水性的观察 以判断新拌混凝土的和易性是否满足工程的需要 流动性的测定方法 主要有坍落度法和维勃稠度法两种 将混凝土拌和物按规定的实验方法装入标准的圆锥形筒 坍落筒 内 均匀捣平后 再将筒垂直向上快速 5 10s 提起 测量筒高与坍落后的混凝土试件最高点之间的高度差 即为该混凝土拌和物的坍落度值 以mm为单位 精确到5mm 通常用T表示 一 坍落度法 坍落度法适用范围 定量测定拌合物的流动性 辅以直观经验评定粘聚性和保水性 测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值 坍落度 单位mm 适用范围 集料最大粒径不大于40mm 坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土 塑性混凝土 混凝土工学 坍落度试验仪器 混凝土工学 试验操作步骤 坍落度试验示意图 坍落度实验视频 认真观察实验现象噢 保水性 观察稀浆程度 粘聚性 捣棒敲打锥体侧面 流动性 测量坍落度 原来 施工中是这样判定混凝土和易性的 混凝土工学 粘聚性的观察方法 将捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打 如果混凝土锥体逐渐下降 表示粘聚性良好 如果锥体倒塌或崩裂 说明粘聚性不好 保水性观察办法 若提起坍落筒后发现较多浆体从筒底流出 说明保水性不好 混凝土工学 坍落度法的优点 坍落度法简单易行 且指标明确 故至今仍为世界各国广泛采用坍落度法的缺点 1 测定结果受操作技术的影响较大 2 观察粘聚性与保水性时有主观因素的影响 3 该方法仅适用于骨料粒径小于40mm 且坍落度大于10mm的混凝土拌合物流动性的测定 混凝土工学 干硬的混凝土又如何测定呢 混凝土工学 二 维勃稠度法 适用范围粗骨料最大粒径不大于40mm 坍落度小于10mm 维勃稠度在5s 30s之间的干硬性混凝土 混凝土工学 维勃稠度试验示意图 混凝土拌合物按流动性的分类 按 混凝土质量控制标准 GB50164 的规定 塑性混凝土 干硬性混凝土分别按坍落度 维勃稠度分为四级 见下表 混凝土工学 同学们知道在施工中如何 选择混凝土的和易性吗 混凝土流动性选择的原则 在便于施工操作并能保证振捣密实的条件下 尽可能取较小的坍落度 以节约水泥并获得质量较高的混凝土 混凝土工学 混凝土工学 构件截面大小 混凝土工学 钢筋疏密 混凝土工学 施工机械 施工方式 混凝土工学 总结 当截面尺寸较小或钢筋较密 或采用人工插捣时 坍落度可选择大些 反之 如构件截面尺寸较大 钢筋较疏 或采用振动器振捣时 坍落度可选择小些 混凝土施工时坍落度的选择 混凝土拌合物坍落度的选择 应根据施工条件 构件截面尺寸 配筋情况 施工方法等来确定 见下表 混凝土工学 影响混凝土和易性的因素有哪些呢 混凝土工学 水泥浆数量和水灰比的影响 混凝土工学 在水灰比 W C 一定的情况下 对同一体积的混凝土拌合物而言 水泥浆越多 流动性越好 但水泥浆数量过多时 会出现流浆现象 过少时 会导致粘性不良 在水泥浆数量一定的情况下 水灰比 W C 越大 拌合物的流动性越好 但W C过大时 混凝土的粘聚性与保水性降低 合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下 能使拌合物的流动性 坍落度T 达到最大 且粘聚性和保水性良好时的砂率 或者是在流动性 坍落度T 强度一定 粘聚性良好时 水泥用量最小的砂率 合理砂率的确定 混凝土工学 使用硅酸盐水泥以及普通水泥 流动性大 保水性好 水泥越细 流动性越小 但保水性和粘聚性越好 水泥的品种和细度影响 混凝土工学 骨料品种 骨料的种类 碎石卵石 混凝土工学 如其他条件相同 卵石混凝土比碎石混凝土流动性大 骨料级配 粗细程度 骨料的级配 级配越好的骨料 流动性越大 颗粒粒径越大 流动性越大砂的种类 细度模数 混凝土工学 外加剂的影响 加入少量的外加剂能使混凝土拌和物在不增加水泥用量的条件下 获得良好的和易性 不仅流动性显著增加 而且有效地改善混凝土拌和物的粘聚性和保水性 如减水剂 引气剂 泵送剂等 没加减水剂的水泥浆 加减水剂后的水泥浆 混凝土工学 矿物掺合料的影响 掺加矿物掺合料能改变水泥浆的稠度 从而能够改变混凝土的流动性 混凝土工学 时间和温度的影响 混凝土拌和物 随着时间延长而逐渐变得干稠 和易性变差 环境温度升高 水分蒸发及水化反应加快 坍落度损失也变快 混凝土工学 和这么多因素都有关啊 改善和易性措施 砂率合理 粗骨料级配良好 水泥品种适宜 砂石较粗 增加水泥浆用量 掺外加剂 混凝土和易性改善措施 在工程实践中要改善混凝土和易性 一般可采取如下四条措施 尽可能降低砂率 采用合理砂率 有利于提高混凝土质量和节约水泥 改善砂 石级配 采用良好级配 尽可能采用粒径较大的砂 石为好 保持水灰比不变的情况下 增加水泥浆用量或加入外加剂 一般指的是减水剂 混凝土工学 课堂讨论 原因 现场浇灌混凝土时 施工人员向混凝土拌合物中加水 虽然增加了用水量 提高了流动性 但是将使混凝土拌合料的粘聚性和保水性降低 特别是因水灰比 的增大 增加了混凝土内部的毛细孔隙的含量 因而会降低混凝土的强度和耐久性 并增大混凝土的变形 造成质量事故 故现场浇灌混凝土时 必须严禁施工人员随意向混凝土拌合物中加水 措施 不能采用仅增加用水量的方式来提高混凝土的流动性 施工现场万一必须提高混凝土的流动性时 必须在保证水灰比不变的情况下 既增加用水量 又增加水泥用量 混凝土工学 课堂讨论 可泵性 什么叫可泵性 如何评价可泵性 泵送拌和料应具备什么样的性能 如何设计 混凝土工学 混凝土工学 可泵性的定义 可泵性是指拌和料在泵压下在管道中移动摩擦力和弯头阻力之和的倒数 阻力越小 可泵性越好 混凝土工学 可泵性的评价方法 在拌和料的组成材料中 只有水是可泵的 泵送过程中压力靠水传递到其他固体组成材料 这个压力必须克服管道的所有阻力 才能推动拌和料移动 在管壁有一层具有一定厚度的水泥浆润滑层 管壁的摩擦阻力决定于润滑层水泥浆的流变性以及润滑层厚度 堵泵情况 由于配合比设计中的各种原因拌和料本身流动性偏小 坍落度偏小 造成阻力太大 泵压不足推动拌和料前进 拌和料中有足够的用水量 由于掺加了高效减水剂 坍落度也很大 有的高达18 20cm 但拌和料在压力下泌水太多 遇到障碍物 如弯头 或在出口处 水脱离了拌和料 回流到后面的料中 压力不能很好的传递到固体颗粒 因此颗粒不能顺利移动 造成堵泵 可泵性 压力泌水值是指在一定压力下 一定量的拌和料在一定时间内泌出水的总量 以总泌水量或单位泌水量表示 压力泌水值过高或过低 摩擦阻力都大 泌水太多 阻力大 泵压不稳定 可能堵泵 压力泌水值太小 拌和物粘稠 结构粘度过大 阻力大 也不易泵送 用于高层建筑坍落度大于16cm的拌和料 压力泌水值在70 110ml 40 70kg m3混凝土 坍落度10 16cm的拌和料 合适的泌水量范围相应还小一些 混凝土工学 混凝土工学 泵送混凝土的设计 泵送拌和料 泵送混凝土设计的目标 在达到工程要求的强度和耐久性的前提下 调节坍落度和压力泌水值 得到最佳的可泵性 同时最大程度地减少水泥用量 水泥用量过大不仅不经济 而且对硬化混凝土的性能也有不利影响 如收缩徐变较大等 混凝土工学 泵送混凝土设计 用水量 砂率 减水剂品种和掺量 引气剂掺量 粉煤灰掺量 坍落度压力泌水值减少水泥用量 混凝土工学 泵送混凝土的特点 用坍落度和压力泌水值双重指标综合评价可泵性 泵送混凝土的设计要点是通过调节各种工艺参数来使坍落度和压力泌水值达到满意的配合 在掺加减水剂或高效减水剂的同时加入引气剂成分 能有效提高可泵性和适当减小坍落度 在炎热季节也可再加入缓凝成分 掺加适量II级以上粉煤灰使提高可泵性的行之有效的措施 混凝土的塑性收缩和早期裂纹 混凝土工学 什么是混凝土的塑性收缩 塑性收缩产生的原因 解决措施 混凝土在硬化过程由于干燥脱水引起的体积收缩是混凝土出现裂纹的原因之一 某些裂纹在凝结硬化前已经产生了 这是混凝土塑性收缩引起的 混凝土塑性收缩 是指新拌混凝土在凝结硬化前产生的体积收缩 这种收缩实在混凝土还处于塑性状态时发生的 混凝土工学 混凝土的泌水 沉降和化学收缩都是自发倾向 无法避免 但是塑性阶段的裂纹却是应该和可以避免的 产生裂纹原因 失水过快 凝结过快 塑性收缩和凝结不协调 措施 临时挡风设施 减小混凝土表面的风速临时遮阳设施 降低表面温度在浇注与抹面间隔 临时覆盖塑料膜尽量缩短浇注与养护开始之间的时间在抹面后立即用湿麻布覆盖 喷雾或用养护剂 减少蒸发 新拌混凝土的流变性 混凝土工学 什么是流变性 流变性的研究对象 流变方程 混凝土工学 为什么引用流变学 新拌混凝土流动性的各种测试方法都是经验方法 测得的量都不是科学意义上的物理量 因此都有其局限性 灵敏度也不够 所以混凝土学者试图用流变学概念来研究拌和物的流动性 研究对象 理想弹性固体 塑性固体和粘性液体他们的弹性变形 塑性变形和粘性流动 混凝土工学 物体流动有两种模型 一 理想的牛顿液体理想液体在外力作用下就开始流动 流动的速度与切应力成正比 其比例决定于液体的粘度 流