七混凝土PPT课件

.,1,第六章混凝土及砂浆,由胶凝材料将骨料胶结成整体的复合固体材料总称为混凝土。由胶凝材料和细骨料配制而成者称砂浆。水泥混凝土是最常用的一种混凝土，简称混凝土，是由水泥、水和粗、细骨料按适当比例配合，拌制均匀，浇筑成型，经硬化后形成的人造石材。在硬化前则称之为混凝土拌合物(或混合料)。,.,2,混凝土的五个优点,混凝土是一种主要的建筑材料。这是由于混凝土的原材料丰富，经久耐用，节约能源，价格较金属、木材和塑料等便宜，而且还具有很多长处：(1)可以根据不同要求，改变组成成分及其数量比例(称为配合比)，配制出具有特定物理力学性能的产品；(2)拌合物可浇筑成不同形状和大小的制品或构件；(3)表面可以做成各种花饰、具有一定的装饰效果；(4)热膨胀系数与钢筋相近，相互之间有牢固的粘结力，两者可以取长补短，协同工作，所组成的钢筋混凝土，坚固耐久，维护费用低；(5)可以现浇成抗震性良好的整体建筑物，也可以做成各种类型的装配式预制构件。,.,3,普通混凝士的缺点是表观密度大，抗拉强度低，性脆。,混凝土的结构如图6-1所示。,图6-1混凝土结构示意图1-石子；2-砂；3-水泥浆；4-空气,.,4,混凝土的组成,由图6-1可以看出，水泥浆包裹砂粒并填充砂子空隙组成砂浆，砂浆包裹粗骨科并填充粗骨料的空隙，组成密实整体。水泥浆起着胶结作用，并在拌合物中有减小砂粒、石子间摩擦的“润滑”作用，其用量多少对拌合物流动性和混凝土硬化后的性能有显著影响。骨科一般不与水泥起化学作用，其功用是构成混凝土骨架，减少水泥用量和减小混凝土体积收缩。在普通混凝土中，水泥约占混凝土总重的10%-15%，其余均为砂、石骨料，砂、石比例为12左右，空气的体积含量为1%-3%。,.,5,建筑工程中所使用的混凝土四项基本要求：,(1)各组成材料经拌和后形成的拌合物具有一定的和易性，便于施工，能保证混凝土在现场制作条件下具有均匀密实的结构与构造，硬化后形成乎整的表面，色泽均匀美观。(2)混凝土在规定龄期，能达到设计要求的强度。(3)硬化后的混凝土具有适应所处环境的耐久性，例如抗冻性、抗渗性、耐磨性以及抵抗介质侵蚀的性能。(4)各材料的组成经济合理，在保证各项质量要求条件下，节约水泥，节省能源，制造和维护费低。,.,6,按照干表现密度大小，混凝土通常分为：,1普通混凝土干表观密度为1900-2500kg/m3。一般采用天然的砂、石子作为骨料。在建筑工程中使用最广，常用于各种工业与民用建筑中。2轻混凝土干表观密度不大于1900kg/m3的混凝土，包括轻骨料混凝土、多孔混凝土及无砂大孔混凝土。多用于有保温绝热要求的墙体、屋面等处所，强度高的轻骨料混凝土也可用于承重结构。3重混凝土干表观密度大于2700kg/m3者。采用重晶石、铁矿石等作骨料，对射线、x射线具有较高的屏蔽能力。混凝土亦可按功能及用途分类，如结构混凝土、防水混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土等。,.,7,第一节骨料和水,一、骨科骨料又称集料。粒径大于5mm者称为粗骨料。粒径在5mm以下者称细骨料。对混凝土骨料的基本技术要求如下：1颗粒组成（级配)骨料的颗粒级配是指混凝土所用骨料的粗细分级与组成情况。级配良好者应该是粗、细颗粒含量适当，骨料的空隙率较小，同时颗粒总表面积也较小。细骨科级配好就可使包裹砂粒表面和填充砂子空隙消耗的水泥浆较少，使混凝土拌合物的工作性较好。同理，粗骨料的级配良好，可以节约水泥砂浆。粗细骨料级配良好，则制成的混凝土密实度大，收缩较小。对于配制高强度混凝土和防水、抗渗混凝土，骨料级配尤为重要。,.,8,筛分析法:,粗、细骨料的级配均采用筛分析法测定。测定砂子粒度和级配用的标准筛筛孔尺寸依次为5.0、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16mm。筛分后每个筛子所余留的砂子重占总砂样重量的百分数，称为某一筛号的分计筛余。比某一筛号筛孔尺寸大的砂粒累计重量占总砂样重量的百分数，称为某一筛的累计筛余。由测得的累计筛余，可用下式计算砂的细度模数Mx：式中：A1、A2、A6分别为5.0、2.5、1.25、0.63、0.315及0.16mm筛的累计筛余。混凝土用砂的细度模数范围一般为3.71.6，细度模数大，表示砂子粗。Mx3.13.7者称为粗砂，Mx2.33.0者称为中砂，Mx1.62.2者称为细砂，而Mx0.71.5者则称为特细砂。,.,9,颗粒级配分区：,混凝土用砂的颗粒级配应处于表6-1或图6-2的某一级配区内。1区砂较租，宜于配制水泥用量较多的富混凝土和低塑性混凝土。若偏向1区右下方(Mx3.7)，砂子过租，所配制的混凝土的和易性不良，不易振捣成型。2区砂属于常用级配砂，通常认为2区砂粗细适中，级配良好。3区砂较细，配制成的拌合物粘聚性略大。若越出3级配区而进入左上方说明砂子很细，进入特细砂的范围。用此种砂拌制混凝土时，须按特细砂混凝土配制，合理使用。,.,10,砂子级配曲线图,筛孔尺寸（mm）,.,11,粗骨料的级配的要求：,粗骨料的级配一般应符合表6-2的要求。选用粗骨料除满足级配范围规定外，在条件许可时选用较大的最大粒径(公称粒级的上限为该粒级的最大粒径)，可以减小骨科的比表面积，从而减少水泥用量。但粗骨料的最大粒径，不得超过结构截面最小尺寸的l/4，亦不得大于钢筋最小净距的3/4，不得超过板厚的1/2。石子粒径过大，运输搅拌均不方便，也不利于配制高强度混凝土。,.,12,2骨料的颗粒特征,骨料颗粒形状及表面特征对混凝土的性能有很大影响。碎石和山砂的颗粒富有棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，但拌制的拌合物和易性较差。卵石和河砂、海砂，颗粒近于圆形，表面光滑，拌制的拌合物和易性较好，但混凝土强度较低。粗骨料中凡颗粒长度大于该颗粒所属粒级平均粒径2.4倍者称为针状颗粒；厚度小于平均粒径的0.4者称为片状颗粒。这类异形颗粒含量不能太多，否则会严重降低和易性和混凝土强度，一般不得大于25%。C30以上混凝土用的粗骨料，针片状颗粒含量不得大于15%。,.,13,3含泥量及有害杂质,砂中含泥量(即粒径小于0.080mm的尘屑、淤泥和粘土的总含量)应不大于5%，泥块含量应不大于2%。石子中的含泥量一般不大于2%。对C30以上混凝土所用的骨科，砂、石子的含泥量分别不得大于3%和1%，泥块含量应不大于1%。砂中含有云母、轻物质(表观密度小于2g/cm3)、煤或褐煤、有机质、硫化物及硫酸盐等均属有害物质。粗骨料中的硫化物和硫酸盐，以及卵石中的有机质也为有害物质，其含量不得大于混凝土骨料质量标准的规定。,.,14,压碎指标,除上列几项性质外，粗骨料尚应具有较好的颗粒强度。取1020mm级气干状态的石子试样，分两层装入压碎指标测定仪的圆筒内，装满振实后放在试验机上，在35min内均匀地加荷到200kN，然后卸荷，倒出筒中试样并称其重量(g0)，用孔径为2.5mm的筛，筛除被压碎的细粒，称量剩留在筛上的试样重量(g1)按下式计算石子的压碎指标值Qa：,.,15,二、混凝土拌合水和养护用水,拌制和养护混凝土用水中不得含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质。污水、pH值小于4、硫酸盐含量(按计)超过1%、含有油脂或糖的水，均不能拌制混凝土。在钢筋混凝土和预应力混凝土结构中，不得用海水拌制混凝土。适于饮用的水，都可以拌制与养护混凝土。,.,16,第二节混凝土拌合物的和易性,混凝土拌合物的和易性又称工作性，是指混凝土在搅拌、运输、浇灌等过程中易于操作，能保持均匀而不发生离析的性能。一、和易性的概念和易性是混凝土拌合物在施工操作时所表现的综合性能，它包含着流动性、粘聚性和保水性三个方面。,.,17,综合性能,1流动性指拌合物在本身自重或外力作用下产生流动，能均匀密实地填满模型的性能。它主要反映拌合物的稠度。常用坍落度作为评定拌合物流动性的指标。2粘聚性指拌合物在运输及浇筑过程中具有一定的粘性和稳定性，不会产生分离和离析现象，保持整体均匀的能力。3保水性指拌合物具有保持一定水分不使泌出的能力。保水性差的拌合物易在混凝土内部形成泌水通道，降低混凝土的抗渗性，使强度和耐久性都受到不利影响。,.,18,二、和易性的测定和选择,为测定拌合物的和易性，常用坍落度试验法。但坍落度只能反映拌合物在自重作用下的流动性，在测量坍落度的同时，应目测拌合物的粘聚性及保水性。测定坍落度的主要步映是：将拌合物按规定方法拌匀，分三层装入坍落度衙内，分层捣实，表面搓乎，然后小心地垂直提起坍落度筒，此截锥形拌合物便产生一定程度的坍落，坍落后拌合物试体最高点与坍落度筒的高差，即为该拌合物的坍落度(图6-3)。根据拌合物坍落度不同，可将混凝土分为：(1)塑性混凝土(坍落度大于10cm)；(2)低塑性混凝土(坍落度28cm)；(3)干硬性混凝土(坍落度近于零)；(4)流态混凝土(坍落度大于20cm)。,.,19,测定,当坍落度小于1cm时，为准确测定混凝土拌合物的和易性，宜采用其他方法。对骨料粒径不超过40mm的干硬性、低塑性以及维勃稠度不小于5：的混凝土拌合物，可用维勃稠度仪测定其维勃稠度(如图6-4)，其主要步骤如下：（a）（b）（c）（d）图6-3坍落度测定图6-4维勃稠度测定1-喂料斗；2-透明圆盘；3-振动台,.,20,维勃稠度仪测定方法：,把维勃稠度仪水平放置在坚实的基面上，喂料斗转到坍落简上方，将拌合物分层装入筒内插捣密实(图6-4a)。把喂料斗转离，垂直提起坍落筒，把透明圆盘转到拌合物锥体顶面，放松夹持圆盘的螺丝，使圆盘落到拌合物顶面(图6-4b)。开动振动台和秒表，当透明圆盘的底面被水泥浆所布满的瞬间(图6-4d)，停下秒表并关闭振动台，记录秒表上的时间(以秒计)，即为拌合物的维勃稠度值。维勃稠度值小，表示拌合物较稀，流动性较好；反之若稠度值大，则表示粘度较大，不易振实。此法适用范围为5-30s。,.,21,混凝土拌合物浇筑时的和易性，可参考混凝土结构工程施工及验收规范(GB5020492)所规定的坍落度选用(如表6-4)。,混凝土浇筑时的坍落度（mm）表6-4,注：1本表系采用机械振捣湿凝土时的坍落度，当采用人工捣实混凝土时其值可适当增大；2当需要配制大坍落度混凝土时，应掺用外加剂；3曲面或斜面结构混凝土的坍落度应根据实际需要另行选定；4轻骨料混凝土的坍落度，宜比表中数值减少10-20mm。,.,22,三、影响和易性的因素,影响拌合物和易性的主要因素为用水量、水泥浆数量、砂率和外加剂。此外，水泥品种、骨料的品种与性质等都对和易性有一定的影响。1用水量拌合物流动性随用水量增大而增大，但若用水量过大，使拌合物粘聚性和均匀性都变差，产生严重泌水、分层或流浆。2水泥浆数量若拌合物的水与水泥用量的比例固定，则其水泥浆数量随用水量增加而增多，使骨料间的“润滑层”增厚，拌合物为达到流动所需克服的摩擦阻力(屈服应力)较小，因而在同样的自重或外力作用下，拌合物的流动性加大。在水泥浆数量相同的情况下，拌合物的流动性与水泥浆的稠度有关。影响水泥浆稠度的主要因素是水与水泥的比例(水灰比)。但为达到一定强度，混凝土拌合物的水灰比不能任意变动。,.,23,3砂率,通常指混凝土中砂子重量占砂、石总重的百分率，表示砂与石子两者组合的关系。砂率过大，水泥浆为比表面积大的砂子表面所吸着，使拌合物显得干稠，流动性变差；而砂率过小，则砂子的体积不足以填满石子间的空隙，必然有一部分水泥浆充当填空的作用而使骨科间的接触部位的“润滑层”减薄，从而使拌合物丧失流动性，变得粗涩、离析，粘聚性、保水性降低，甚至出现溃散现象。在配制混凝土时应选用适当的最佳砂率，使水泥用量最省而达到所要求的和易性。,.,24,4外加剂,在拌合物中加入少量引气剂，可使拌合物中增加很多均匀分布的微小的气泡，可起增加水泥浆流动性的有利作用。加入适量减水剂，可使为水泥凝胶所包裹的水分释放出来，从而在不增加用水量的情况下，获得较好的和易性。,.,25,第三节混凝土的强度,混凝土拌合物经硬化后，应达到规定的强度要求。通常以混凝土的抗压强度作为其力学性能的总指标。混凝土的强度常常是混凝土抗压强度的简称。混凝土的抗拉强度甚低，仅为抗压强度的1/10至1/20。在钢筋混凝土中考虑由钢筋来承受拉应力，混凝土的抗拉强度常忽略不计。但抗拉强度对混凝土的抗裂性有着密切的关系,.,26,一、混凝土的强度等级,混凝土的强度等级是根据标准立方体试件(150mm150mm150mm)在标准条件下(温度20土3，相对湿度90%以上)养护28d的抗压强度标准值确定的。所谓抗压强度标准值是指具有95%保证率的立方体抗压强度，也就是混凝土立方体抗压强度测定值的总体分布低于该值的百分率不超过5%。混凝土强度等级用符号C与其立方体抗压强度标准值Rb(以MPa计)表示。分C75、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55及C60共12个等级。,.,27,不同强度等级混凝土的选用：,为了保证工程质量并节约水泥，设计时必须根据建筑构件所处部位及承受荷载的性质，选用不同强度等级的混凝土：C7.5C15用于垫层、基础、地坪及受力不大的构件；C20C30用于工业与民用建筑的普通钢筋混凝土结构中的梁、板、柱、楼梯、屋架等部位；C30以上用于吊车梁、预应力钢筋混凝土构件、大跨度结构及特种结构,.,28,二、影响强度的因素,1水泥强度和水灰比混凝土的强度主要取决于水泥石的强度及其与骨料间的粘结力，两者都随水泥强度和水灰比而变。水灰比是混凝土中用水量与用灰(水泥)量的重量比，其倒数称为灰水比，是配制混凝土的重要参数。水灰比较小，混凝土中所加水分除去与水泥化合之后剩余的游离水较少，组成的水泥石中水泡及气泡较少，混凝土内部结构密实，孔隙率小，强度较高；反之，水灰比较大时，在水泥石中存在较多较大的水孔或气孔，在骨料表面(特别是底面)常有水囊或水槽孔道，不仅减小受力截面，而且在孔的附近以及骨料与水泥石的界面上产生应力集中或局部减弱，使混凝土的强度明显下降。,.,29,混凝土强度曲线图,图6-5混凝土强度曲线图1高标号水泥；2中标号水泥；3低标号水泥,.,30,大量试验证明，在材料条件相同的情况下，混凝土强度随水灰比的增大而呈有规律下降的曲线关系(图6-5a)。在常用的水灰比范围内(0.300.80)，混凝土的强度与水泥标号和灰水比呈直线关系(图6-56)，可用直线型经验公式表示：式中R28混凝土28d龄期的抗压强度(MPa)；Rc水泥的实际强度；灰水比；A、B经验系数，与骨料品种、水泥品种及质量等因素有关。通常，卵石混凝土，A0.48，B0.61；碎石混凝土，A0.46，B0.52。上式一般适用于塑性及低流动性混凝土，各地区原材料或工艺制度不同时，A、B值常有变化。,.,31,2骨料的质量,骨料本身强度一般都比水泥石的强度高(轻骨料除外)，所以不直接影响混凝土的强度；但若使用低强度或风化岩石、含薄片石较多的劣质骨料时，会使混凝土的强度降低。表面粗糙并富有棱角的碎石，因与水泥的粘结力较强，所配制的混凝土强度较高。,.,32,3养护条件(温度和湿度),当周围环境的温度较高，新拌或早期混凝土中的水泥水化作用加速，混凝土强度发展较快，反之温度较低，强度发展就慢。当温度降至零度以下，混凝土强度中止发展，甚至因受冻而破坏。周围环境干燥或者有风，则混凝土失水干燥，强度停止发展J，而且因水化作用未能充分完成，造成混凝土内部结构疏松，甚至在表面出现干缩裂缝，对耐久性和强度均属不利。为保证混凝土在浇筑成型后正常硬化，应按有关施工规程，对混凝土表面进行覆盖，及时浇水养护，在一定的时间内保持足够的湿润状态。混凝土强度与保持潮湿时间的关系如图6-6所示。,.,33,4强度与龄期的关系,混凝土在正常养护条件下，强度在最初几天内发展较快，以后逐渐变慢，增长过程可延续数十年之久。混凝土强度随龄期而增长的曲线如图6-7所示。图6-6混凝土强度与保持潮湿时间的关系图6-7混凝土强度增长曲线1-长期保持潮湿；2-保持潮湿14d；3-保持潮湿7d；4-保持潮湿3d；5-保持潮湿1d,.,34,实践证明，混凝土在龄期为3-6个月时，其强度可较28d时高出25%-50%。若建筑物的某个部位在6个月以后才可能满载使用，则该部位混凝土的设计强度可适当调整。水工混凝土由于施工期长，设计强度以90d强度确定，与一般建筑用混凝土(以28d强度确定)相比，可节约水泥。在实际工作中常需根据混凝土早期强度推算后期强度，常用的简易式为：式中Rnn天龄期时的混凝土强度，n3；Raa天龄期时的混凝土强度。,.,35,适用范围：,上式仅适用于中等强度等级，在正常条件硬化的普通水泥混凝土。与实际情况相比，公式推算所得结果，早期偏低，后期偏高，所以仅能供一般参考。采用高标号水泥、低水灰比、强制搅拌、加压振捣或其他综合措施，可提高混凝土的密实度和强度；采用蒸汽养护，可以加速混凝土的强度发展，但需消耗较多热能和劳力，且影响后期强度发展。,.,36,第四节混凝土的耐久性,为使混凝土结构或构件长期发挥其效能，正常工作，除要求混凝土具有设计的强度外，还应在所处的自然环境及使用条件下，具有相应的耐久性。例如，与水接触且道受冰冻作用的混凝土要求具有抗渗性和抗冻性；受海水或酸式盐类、强碱作用的混凝土要求具有相应的耐侵蚀性；受温度、干湿变化等作用的混凝土要求具有抗风化性等等。混凝土的和易性良好、水灰比小、浇捣密实者孔隙率低，裂缝少，则外界水分和有害介质侵入较难，混凝土的耐久性较高。建筑设计人员在设计时应充分注意到混凝土的耐久性。,.,37,一、抗渗性,混凝土内部互相连通的孔隙和毛细管通路，以及蜂窝、孔洞等，都会造成混凝土渗水。实践证明，混凝土的水灰比小时抗渗性强，反之则弱，而当水灰比大于o6时，抗渗性显著恶化。掺用适量加气剂，由于产生了不连通的微泡，截断了渗水的孔道，可以改善混凝土的抗渗性。有抗渗要求的建筑构件，通常根据作用水头与构件最小厚度的比值来确定要求的抗渗等级。混凝土抗渗等级是按28d龄期的混凝土标准试件不透水时所能承受的最大水压确定。抗渗等级可分为S4、S6、S8、Sl0及S12等级，分别表示一组6个试件中4个末发现有渗水现象时的最大水压为0.4、0.6、0.8、1.0及1.2MPa。,.,38,二、抗冻性,混凝土的抗冻性以抗冻等级表示，以28d龄期的混凝土试件所能承受的冻融循环次数确定。通常，建筑用混凝土划分为9个抗冻等级：D10、D15、D25、D50、D100、D150及D200、D350、D300，分别表示混凝土能够承受反复冻融次数为10、15、25、50、100、150、200、250及300次。混凝土抗冻等级的选择，是根据混凝土建筑物所在地区的气候条件、混凝土所处的部位和冬季水位变化频繁程度而定。为保证所用混凝土具有适应使用条件所需的密实度和抗冻性，在混凝土结构工程施工及验收规范(GB5020492)中规定了最大水灰比值和最小水泥用量值，如表6-5。,.,39,引气剂的作用：,在混凝土中掺入适量引气剂，可使混凝土中的孔隙变小，分布均匀；加入适量减水剂可以减少用水量，降低孔隙率，改善水泥石的结构，提高早期强度，对抗冻性有良好的作用。根据室内试验和严寒地区混凝土工程冻融病害的调查，证明掺加适量引气剂能显著提高混凝土的抗冻性。,.,40,三、耐化学侵蚀性,混凝土的化学侵蚀主要是水泥石在外界侵蚀性介质作用下受到破坏所引起的，故混凝土的耐侵蚀性与所用水泥的品种及混凝土本身的密实度有关。密实的和孔隙处于封闭状态的混凝土，环境水不易侵入，耐蚀性较强。,.,41,四、抗碳化性,碳化作用是空气中的二氧化碳由表及里向混凝土内部逐渐扩散与反应的过程。由于水泥中氢氧化钙的中性化，使碱度降低，从而减弱了混凝土对钢筋的防锈保护作用，且显著增加混凝土的收缩，使表面碳化层产生微细裂缝，混凝土的抗拉、抗折强度降低。为提高混凝土的抗碳化性，应该优先选用普通水泥或硅酸盐水泥，而不宜采用粉煤灰水泥或火山灰水泥，并须采用较小的水灰比，制成密实的混凝土，其钢筋的保护层厚度也应相应加大。,.,42,五、干缩,混凝土因毛细孔和凝胶体中水分蒸发与散失而引起的体积缩小称为干缩，当干缩受到限制时，混凝土会出现干缩裂缝而影响耐久性。在一般工程设计中，采用的混凝土线收缩量为0.00015-0.0002。混凝土收缩过大，会引起变形开裂，缩短使用寿命，因而在可能条件下，应尽量降低水灰比，减少水泥用量，正确选用水泥品种，采用洁净的砂石骨科，并加强早期养护。,.,43,六、耐磨性,混凝土抵抗机械磨损的能力称为耐磨性，它与混凝土强度有密切的关系。提高水泥熟料中硅酸三钙和铁铝酸四钙的含量，提高石子的硬度，有利于混凝土的耐磨性。对一般有耐磨性要求的混凝土，其强度等级应在C20号以上，而耐磨性要求较高时应采用不低于C30的混凝土，并把表面做得平整光滑；对于磨损比较严重的部位，则应采用环氧砂浆、环氧混凝土、钢纤维混凝土、钢屑混凝土或聚合物浸渍混凝土等做成耐冲磨的面层；对煤仓或矿石料斗等则需用铸石镶砌。,.,44,第五节混凝土外加剂,混凝土外加剂一般指掺量在水泥重量5%以下能起改性作用的物质，它的用量不多，但对改善拌合物的和易性，调节凝结硬化时间，控制强度发展和提高耐久性等方面起着显著作用。实践表明，在混凝土中合理使用外加剂具有良好的技术经济效果。近年来混凝土外加剂获得迅速的发展和推广，已成为混凝土的第五组分。最常用的外加剂为减水剂、引气剂(加气剂)、早强剂、速凝剂、缓凝剂、防水剂等。,.,45,一、减水剂,能保持混凝土工作性不变而显著减少其拌合水量的外加剂称为减水剂。减水剂多为表面活性物质。这些表面活性物质加入水泥浆中后定向吸附在水泥颗粒表面，加大了水泥颗粒间的静电斥力，使水泥颗粒充分分散，破坏其凝聚体结构，把原来凝聚体中包裹的游离水释放出来，如图6-8所示，有效地增加了拌合物的流动性。若保持工作性或流动性不变，则可大幅度减少拌合水，获得降低水灰比、提高密实性、增加强度，增强抗渗、抗冻性的良好效果。若保持原设计要求的强度不变，在混凝土中掺用适量减水剂则可在降低用水量的同时降低水泥用量。在混凝土中采用减水剂，可达到节约水泥的效果。,.,46,减水剂作用示意图,图6-8减水剂作用示意图(a)未加减水剂时水泥颗粒成凝聚结构(b)加入减水剂后水泥颗粒成分散状态1水泥颗粒；2游离水,.,47,二、早强剂(快硬剂),加速混凝土早期强度发展的外加剂称为早强剂。早强剂对硅酸三钙和硅酸二钙的水化有催化作用，可用于冬季施工或抢修工程中。应用最早、价廉易得的早强剂是氯化钙，它易溶于水，对混凝土兼有一定的塑化作用，一般掺量为水泥用量的1%-2%(重量计)，可使混凝土在最初2-3d的抗压强度提高40%-100%，但对钢筋有锈蚀作用，不能用于预应力钢筋混凝土。目前常用三乙醇胺作为混凝土早强剂。三乙醇胺可与氯化钠、亚硝酸钠、二水石膏或硫酸钠等复合作用，或制成复合早强剂。,.,48,三、引气剂(加气剂),引气剂指加入混凝土中能产生微小气泡的外加剂。引气剂具有降低固液气相界面张力、提高气泡膜强度、并使气泡排开水分而吸着于固相(水泥粒子)表面的能力，能在搅拌过程中使混凝土内的空气形成孔径为0.01-2mm的微泡，稳定均匀分布于混凝土中，改进拌合物的流动性。由于新拌混凝土中的水分均匀地分布于大量微小气泡的表面，从而改善了拌合物的保水性和粘聚性，改善孔的结构特征(微小、封闭、均布)，明显提高混凝土的抗渗性和抗冻性。但混凝土的强度常随含气量的增加而下降。我国常用的引气剂为松香热聚物。近年来开始使用烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸钠等品种。引气剂的掺用量极小，一般仅为水泥重量的0.005%-0.015%，具有一定的减水效果，减水率约5%-10%。引气剂掺量过大，会严重影响混凝土质量。,.,49,第六节混凝土配合比设计,昏凝土配合比是指混凝土中各组成材料的数量比例。常用重量配合比。配合比设计的任务是根据原材料的技术性能和施工条件，确定能满足工程所要求的技术经济指标的各种组成材料用量。,.,50,一、配合比设计原则,(1)所配制的混凝土质量应均匀而密实，在可能浇筑施工的条件下，应采用较小的用水量，拌合物的坍落度不宜过大，混凝土应能满足结构设计的强度要求。(2)从经济观点考虑，水泥用量在满足耐久性和施工和易性要求的条件下应尽量少一些。同理，粗骨料的最大粒径，在适应构件尺寸、钢筋间距和施工要求的条件下，尽可能选用大一些。(3)应具有与建筑物相适应的耐久性，并满足特殊条件下的抗冻、抗渗、耐侵蚀、耐磨等要求。保证混凝土耐久性的基本措施是在配合比设计中限制最大水灰比和最小水泥用量(见表6-5)。,.,51,二、配合比设计方法常用的配合比设计方法是绝对体积法，其步骤如下：,1确定配制混凝土强度Rh由于实际施工中混凝土的强度常有波动，所配制的强度及h应比设计强度Rb稍高，使混凝土强度保证率达到95%以上。施工单位可根据同类混凝土系列强度测定值R1、R2、Ri、Rn，按下式计算强度标准差：施工单位无统计资料时，0可按表6-6取值。o取值表表6-6Rb(MPa)C20以下C20C35C35以上0(MPa)456根据混凝土设计强度等级、要求的强度保证率和标准差0，即可确定混凝土配制强度Rh。,.,52,2确定水灰比W/C,用及h代替通用强度公式中的R28得：即而式中水泥的标号数值；Kc水泥标号富余系数，如无统计资料，Kc0.113；Rc水泥的实际强度(MPa)。,.,53,3确定用水量W,可根据本地区或本单位的经验数据选用。也可参照表6-7数值选用。混凝土用水量选用表(kg/m3)表6-7,注：本表适用水灰比0.4-0.8的混凝土，采用细砂宜增加用水量5-10kg，采用粗砂则可减少5-10kg。,.,54,4计算水泥用量C,由选定的用水量W与上式求得的可求出水泥用量：,.,55,5选取合理砂率Sp,砂率可根据所用砂石的性能计算，也可根据本地区、本单位的使用经验选用。如无使用经验，则可按所用骨料品种、规格及值参照表6-8选用。混凝土砂串选用表(%)表6-8,注：表中数值适用于中砂拌制的坍落度10-60mm的混凝土，对不同条件的混凝土须作相应调整。,.,56,6计算粗、细骨料的用量G及S,根据各种原材料绝对体积与混凝土中含气体积的总和等于混凝土总体积的原理以及砂率的定义，可得联立方程式如下：式中C、W、G、S分别为每m3混凝土所用水泥、水、粗骨料、细骨料的重量。c、g、s分别为水泥密度，粗骨料和细骨料的表观密度。混凝土含气量百分数，在不使用引气型外加剂时可取1(%)。10001m3的体积为1000L。Sp选用砂率。联解上列二式，即可求得每m3混凝土的粗骨科重量G及细骨科重量S。,.,57,7计算初步配合比及混凝土理论表观密度。,用上列各步求得的材料用量依次按水泥C、砂子S、粗骨科G、水W列成连比，即得初步配合比：CSGW=1=1xy四种材料重量之和即为混凝土的理论表观密度：h=C+S+G+W,.,58,8试拌调整,以上求出的各材料用量，是借助于经验公式和参考数据计算而得的，或者是查找经验资料选定的，是一种初步配合比，配制成的混凝土不一定与原设计要求完全相符。因此，必须按初步配合比称取少量材料进行试拌，检验其和易性(包括坍落度、粘聚性和保水性)，并加以调整，使符合设计要求。然后按调整后的配合比制作试件，测定有关龄期的强度，如不能达到设计所要求的试配强度，还须改变水灰比，重新计算配合比，并作实际检验，最后确定实验室和施工配合比。经试拌调整，确定符合设计要求的实验室配合比后，尚需根据现场所用砂和石子的含水率加以调整。最后应按规定抽样，制作试块，以检验和控制混凝土的实际质量。,.,59,三、混凝土质量控制,为保证混凝土质量，除事先选择适当的原料，正确确定配合比外，还必须对施工过程中各环节，如称量、搅拌、浇筑、振捣、成型、脱模、养护等过程加以严格控制，从而达到保证质量、节约水泥及降低成本等效果。在混凝土质量管理中用作控制特征的有：(1)强度；(2)坍落度；(3)骨料的含水率和级配；(4)材料的计量值；(5)密度；(6)混凝土温度；(7)空气含量；(8)新拌混凝土的配合比分析值等。过去，我国混凝土质量管理工作比较薄弱，近年来在混凝土工程中开始用数理统计原理和方法来检测并控制混凝土的质量。,.,60,第七节装饰混凝土,普通混凝土