道路工程材料-第三章水泥混凝土和砂浆ppt课件.ppt

项目三水泥混凝土和砂浆 1 一 混凝土的定义 广义混凝土 胶凝材料 粗细骨料 水 狭义混凝土 水泥 砂 石 水 外加剂 掺合料 2 二 混凝土的分类1 按表观密度分 重混凝土 普通混凝土 轻混凝土 3 2 按胶凝材料分 水泥混凝土 沥青混凝土 3 按用途分结构混凝土 防水混凝土 道路混凝土 耐热混凝土 4 4 按生产和施工方法分 泵送混凝土 喷射混凝土 碾压混凝土 5 按强度等级分 普通混凝土 C60低 中强的划分高强混凝土 C60超高强混凝土C100以上 5 三 混凝土的优缺点 6 7 罐车 输送泵 输送管道 8 1 普通水泥混凝土一 普通水泥混凝土的组成材料 9 混凝土的结构 10 各组成材料的作用水泥浆 填充 胶结 润滑砂 石 骨架作用 抑制收缩作用 11 水泥 1 水泥品种的选择2 水泥强度的选择 12 细集料 砂 0 15 4 75mm 1 分类天然砂 天然岩石风化而成 河砂 海砂 山砂 湖砂 人工砂 天然岩石轧碎而成 13 2 技术要求砂按技术要求分为三类 I类宜用于强度等级 C60的混凝土II类宜用于强度等级C30 C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土 III类宜用于强度等级 C30的混凝土和建筑砂浆 14 3 砂的品质要求 有害杂质含量 压碎值和坚固性 砂的粗细程度和颗粒级配 15 砂的粗细程度和颗粒级配 定义 不同粒径的砂粒 混合在一起后总体砂的粗细程度 为了节约水泥 选粗砂 16 颗粒级配 不同粒径和数量比例的砂子的组合或搭配情况 级配的目的 为节约水泥和提高强度 17 颗粒级配的评定方法 级配区和级配曲线 0 6mm 控制粒径 A1 A3A5 A6 4 75mm和0 6mm不可以有超出 级配区 18 级配区 19 粗集料 4 75mm 1 强度和坚固性 强度 指标 岩石立方体抗压强度压碎指标 压碎指标越小 坚固性越好 20 坚固性硫酸钠溶液法 粗骨料按技术要求分为 类 类 类 21 2 有害杂质含量 3 最大粒径和颗粒级配 最大粒径定义 粗集料公称粒级的上限叫该粒级的最大粒径 22 颗粒级配连续级配间断级配单粒级 23 4 颗粒形状和表面特征 球形 立方体较好但针 片状颗粒不好 降低强度 增大空隙率 降低和易性 24 表面特征 卵石 使砼流动性f 碎石 使砼f 但流动性 5 碱活性检验 25 混凝土拌和用水 饮用水地表水地下水工业废水生活污水 海水 只能用来拌无饰面要求的素混凝土 26 罐车 输送泵 输送管道 27 温故知新 砂的粗细程度和颗粒级配 粗集料的最大粒径和颗粒级配 混凝土拌和用水 28 补充内容 集料的含水状态 干燥状态 气干状态 饱和面干状态 湿润状态 29 二 普通水泥混凝土的技术性质 硬化前 和易性 硬化后 强度 耐久性 变形 30 混凝土和易性 31 内容提要 和易性的概念 和易性的测定方法 影响和易性的主要因素 改善和易性的主要措施 32 混凝土拌和物 混凝土的各组成材料按一定比例配合 搅拌而成的还未凝固的混凝土 叫混凝土拌和物 也叫新拌混凝土 33 混凝土的施工过程 振捣 34 一 和易性的概念 1 定义 混凝土拌和物在一定的施工条件下 易于各工序 搅拌 运输 浇注 振捣 施工操作 并获得质量稳定 整体均匀 成型密实的性能 35 2 和易性的三个方面 流动性 粘聚性 保水性 流动性 反映混凝土的稠度 影响施工的难易及混凝土的质量 粘聚性 各材料之间有一定的粘聚力 使混凝土保持整体完整的性能 使混凝土保持整体均匀的性能 保水性 混凝土保持内部水分的能力 36 总结 流动性 粘聚性 保水性三者之间互相关联 又互相矛盾 和易性是一个综合概念 必须综合评定 37 二 和易性的测定 38 坍落度法 试验仪器 坍落度筒 39 40 41 42 注意 坍落度是属于长度单位 常用MM来表示 坍落度越大流动性越好 43 粘聚性 评定方法 用捣棒在混凝土侧面轻轻敲打 看锥体是否逐渐下降 保水性 评定方法 看锥体周围是否有大量的水泥浆析出 44 维勃稠度仪 45 三 影响和易性的主要因素 1 水泥浆的数量W C一定时 水泥浆越多 流动性越好 但过多 粘聚 保水性下降 流浆 f 耐久性下降 W C一定时 水泥浆过少 干硬 易崩塌 46 W C越小 流动性越差 过小 干硬 不易施工 2 水灰比的影响 水泥浆数量一定时 W C越大 流动性越好 但W C太大 粘聚性 保水性下降 易离析 分层 且强度 耐久性下降 47 3 单位用水量 对坍落度影响最大的因素 48 4 砂率定义 砂率过大 过小都不好砂率过大 则集料空隙率 总表面积都增大 导致流动性变差 砂率过小 流动性也变差 49 50 合理砂率 在水泥浆用量一定时 能使新拌混凝土获得最大流动性 且能保持良好的粘聚性 保水性时的砂率叫合理砂率 51 5 水泥的品种和集料的性质 6 外加剂 7 温度与搅拌时间 52 四 改善工作性的主要措施 1 调节混凝土的材料组成 2 掺加各种外加剂 3 提高振捣机械的效能 53 练习题 案例分析1 概况 某混凝土搅拌站原混凝土配方均可生产出性能良好的泵送混凝土 后因供应的问题进了一批针片状颗粒多的碎石 当班技术人员未引起重视 仍按原配方配制混凝土 后来发现混凝土坍落度明显下降 难以泵送 临时现场加水泵送 请对此过程进行分析 54 案例分析2 概况 某车间盖房屋 采用预制空心板及12m现浇钢筋混凝土主梁 4月份开工 使用进场已经3个多月并存放于潮湿地方的水泥 后来拆完主梁底模板 几天后房屋全部坍塌 请分析原因 55 总结 和易性是一个综合概念 和易性的测定 和易性的影响因素 单位用水量 砂率 56 二 硬化后混凝土的力学性质 1 强度混凝土硬化后要求具有足够的强度和耐久性 强度的分类 抗压强度 抗拉强度 抗弯强度 抗剪强度 57 1 抗压强度 立方体抗压强度 fcu 立方体抗压强度的测定 标准试件 150 150 150标准养护 20 3 90 龄期 28天抗压强度 fcu 58 59 60 非标准尺寸 100 100 100150 150 150200 200 200 为说明工程中混凝土达到的实际强度 应该怎么办 同条件养护 61 立方体抗压强度标准值 有95 强度保证率的抗压强度 举例 C30100个试块 强度分别为38 39 34 32 31 29 28 21 24 27MP至少要有95个试块的强度要大于30MP 强度等级 C 立方体抗压强度标准值 62 2 抗弯拉强度试件尺寸为150 x150 x550mm 养护28d 测定其强度值 63 3 混凝土的轴心抗压强度 fcp 150 150 300 h a越大f越低 Fcu在10 55MPaFcp 0 7 0 8 fcu 64 抗拉强度低1 10 1 20 4 立方体劈裂抗拉强度 fts 轴拉法 荷载不易对准试件的轴线 夹具处易发生破坏劈裂法 测劈裂抗拉强度 用劈裂法间接求抗拉强度 65 2 影响混凝土强度的因素 1 材料组成对水泥混凝土强度的影响 水泥强度等级和水灰比 主要因素 W C不变时 f强度等级越大则砼强度越大 水泥强度等级一定时 W C越小 f越高 但过小时 由于砼过于干硬 不易振捣密实 f要下降 66 强度与水灰比的关系 强度与灰水比的关系 67 采用碎石 a 0 46 b 0 07采用卵石 a 0 48 b 0 33 fce 水泥的实际强度 a 68 集料特征集料质量方面考虑集料粒形表面特征级配 浆集比达到最优浆集比后 强度随浆集比的的增加而降低 2 养护的温度及湿度 69 3 龄期 最初 内 强度增长较快 以后增长较慢 看图4 10 70 4 试验条件的影响 试件的尺寸 试件的形状 表面状态 加荷速度 71 3 提高砼强度的措施1 采用高强度等级水泥或早强型水泥2 赠加混凝土的密实度3 蒸汽和蒸压养护4 掺加外加剂 72 4 变形 分为 非荷载作用下的变形荷载作用下的变形 73 1 非荷载作用下的变形 1 化学收缩2 干湿变形3 温度变形 74 2 荷载作用下的变形 弹 塑性变形与弹性模量 徐变徐变 也叫蠕变 它是一种随时间而增长的变形 它是随时间而延长的塑性变形 75 三 混凝土的耐久性 1 抗冻性100mmx100mmx400mm的棱柱体 170C 50C冻融循环 测定混凝土试件所能承受的循环次数 有确定其抗冻能力 抗冻标号等级 D25D50D100D150D200D300 76 2 耐磨性测定150mmx150mmx150mm试件 养护17d60C烘干后 在200N负荷下磨50转 测其单位面积质量损失3 碱集料反应 定义 条件 含碱量 0 6 骨料中有活性SO2 水 77 我国现行规范用最大水比灰及最水水泥来控制混凝土的耐久性 78 三 普通水泥混凝土的组成设计 79 一 概述如何获得质量良好的混凝土 1 要有合理的配合比2 要有质量稳定 性能良好的原材料3 有良好的施工工艺 保证施工质量 80 配合比设计 计算各种材料的搭配比例 量 注意 1立方米干燥状态 81 1 配合比的表示方法单位用量表示法 以1M3砼中各种材料的用量表示 举例 相对用量表示法 把水泥的质量定为1 然后按水泥 细骨料 粗骨料 水灰比的顺序写 82 2 配合比设计的基本要求 满足结构设计要求的强度等级 满足施工要求的和易性 满足环境要求的耐久性 在上面三个前提下 满足经济性 节约水泥 降低成本 要求 83 3 混凝土配合比设计的步骤计算初步配合比 提出基准配合比 确定试验室配合比 换算施工配合比 84 补充内容 混凝土配合比设计的三个参数 W C砂率单位用水量 砂石比浆骨比 85 二 普通混凝土配合比设计方法 以抗压强度为指标的计算方法 1 初步配合比的确定 86 强度标注差 标准差的确定方法 A 根据资料用统计方法计算出B 当无统计资料时 按表4 27取 87 2 确定水灰比 校对水灰比为保证耐久性 103页表格 88 3 选取1m3混凝土的用水量 Mwo 干硬性和塑性混凝土 W C在0 40 0 80查表 W C 0 40试验确定 流动性及大流动性的混凝土 未掺外加剂时 以坍落度90mm为基础 坍落度每增加20mm 用水量赠加5KG 89 掺外加剂时 4 计算1m3混凝土的水泥用量 Mco 校对水泥用量 90 5 选用合理砂率 坍落度为10 60mm时 查表4 30 坍落度 60mm 由试验确定 或坍落度每增大20mm 砂率增大1 坍落度 10mm 试验确定 91 6 计算粗 细骨料的用量 MsoMgo 质量法 体积法 92 试配 调整提出基准配合比 目的 为满足和易性 3 检验强度 确定试验室配合比 目的 提出满足强度的配合比 93 94 4 换算成施工配合比 例 砂的含水率为1 石子的含水率为3 试验室配合比为水泥350砂660石子1160水泥200 82页例题 95 四 普通水泥混凝土的质量控制 一 混凝土质量的波动影响混凝土质量的因素有 1 原材料的质量和配合比原材料中对质量影响最大的是水泥配合比 现场含水率变化时 应及时调整施工配合比 防止杂质混 配合比应得到正确 准确地执行称料容许误差 水 水泥为 1 砂 石 2 96 2 施工工艺 拌合方式 人工 机械 运输时间 应考虑水泥的水化反应速度对运输时间的限制 浇灌或振捣情况 养护时间 湿度3 养护方法 保湿 覆盖 洒水 保温 保证水泥能在正常的温度范围内水化 97 4 试验条件取样方法 试件成型 养护条件等 98 二 混凝土质量评定方法混凝土质量评定一般以抗压强度作为评定指标1 统计方法 已知标准差 当强度等级C20时 尚应满足 99 2 统计方法 未知标准差 n 10组为验收系数 见P99表3 28Sfm必须 0 6fm k3 非统计方法 n 10 100 三 混凝土生产质量水平混凝土抗压强度评为合格得满分 不合格为零分抗弯拉强度评定n 10组时 n 20时 允许有一组R 0 85RS2但不得小于0 75RS2 高速 一级路均不得小于0 85RS2N 10时 101 五 混凝土的外加剂 外加剂 拌和时加入 用来改善混凝土性能的物质 掺量 水泥质量的5 102 一 外加剂的分类改善流变性能 减少剂 引气剂调节凝结时间 硬化性能 缓凝 促凝改善耐久性 防水剂 引气剂 阻锈剂其它方面 着色剂 膨胀剂 103 二 减水剂 定义 在混凝土稠度不变的条件下 具有减水增强作用的外加剂 1 减水剂的作用机理 2 减水剂的技术经济效果 104 105 3 常用减水剂 普通减水剂 高效减水剂 普通减水剂 木质素系减水剂 木钙 木钠 木镁掺量 水泥质量的0 2 0 3 副作用 缓凝 混凝土强度下降 106 萘系高效减水剂 树脂系无副作用适用于高强砼 高性能砼 提高耐久性 107 三 早强剂 2 作用原理 促进水泥和水反应 使早期产物增多 从而f 1 定义 早强 不影响后期强度 108 3 分类 氯盐类早强剂 副作用 使钢筋锈蚀 所以常和阻锈剂NaNO2一起使用 硫酸盐类早强剂 副作用 Na2SO4易导致碱 骨料反应 所以Na2SO4不能用于含有活性SiO2 有机胺类早期剂 催化作用 三乙醇胺有副作用 缓凝作用 109 四 缓凝剂常用的缓凝剂 木钙和糖蜜应用场合 大体积 炎热气候 泵送 110 五 引气剂1 定义 大量 均匀分布 微小气泡 2 原理 提高和易性 提高耐久性 降低强度 3 效果 润滑阻塞气泡 111 速凝剂防水剂 112 六 路面水泥混凝土 113 路面水泥混凝土配合比设计 1 配置弯拉强度fc 114 2 水灰比W C的计算 校核及确定 路面水泥混凝土配合比设计 碎石混凝土 卵石混凝土 115 路面水泥混凝土配合比设计 水胶比的计算耐久性校核确定水胶比 116 路面水泥混凝土配合比设计 117 路面水泥混凝土配合比设计 5 单位水泥用量的确定6 单位粉煤灰用量7 砂石材料用量 97页例题 118 2 其它功能混凝土 本