水泥混凝土与砂浆ppt课件

.,1,第五章水泥混凝土与砂浆,山东建筑大学交通工程专业,.,2,主要内容,5.1水泥混凝土的技术性质5.2普通水泥混凝土的组成设计5.3混凝土外加剂与掺合料5.4路面水泥混凝土的组成设计5.5砂浆5.6小结与习题,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,3,学习任务,掌握水泥混凝土的材料组成；水泥混凝土的技术性能及影响主要技术性能的因素、评价方法和评价指标；熟悉水泥混凝土的组成材料技术要求及其配合比设计方法；混凝土外掺剂类型及功能；了解粉煤灰混凝土、钢纤维混凝土、碾压混凝土的特点及使用场合；砂浆的技术特性；,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,4,5.1水泥混凝土的技术性质,5.1.1概述定义：以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，将分散于不同粒径的粗细集料胶结起来，经过一定凝结硬化而形成具有一定力学性能的一种人工石材。特点：(1)工艺简单，适用性强；用量最广泛；(2)与钢筋有良好的握裹力，可制作钢筋混凝土整体构件或结构；(3)抗压强度高，耐久性好；(4)可制备具有不同物理力学性质的混凝土，满足不同工程要求；,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,5,1.分类,(1)按表观密度分类：普通混凝土：约为23502500kg/m3（道路）轻混凝土：为1900kg/m3（大跨径钢筋混凝土结构物)重混凝土：达25003200kg/m3（屏蔽辐射）,(2)按强度分类:低强混凝土：28d抗压强度小于20MPa；中强混凝土：28d抗压强度介于2050MPa；高强混凝土：28d抗压强度大于50MPa。,2.发展历史,1824,John,Aspdin,发明波特兰水泥,1880，钢筋混凝土设计方法发表,1850,Lambot(France)，钢筋混凝土,1918，水灰比理论问世,1928，预应力混凝土问世,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,6,5.1.2水泥混凝土的技术性质,1.施工和易性含义：流动性+可塑性+稳定性+易密性,易于进行，减少离析，保证施工质量,可塑性:不为外力作用产生脆断的塑性变形能力，与W/C及水泥浆或砂浆的含量有关；,稳定性：固体重力产生的剪应力不超过液相的屈服应力，不发生按大小分层的泌水现象,易密性：捣实或振动时，克服内部和表面(和模板之间)阻力，以达到完全密实的能力,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,7,测定方法,目前，国际上尚无一种能全面表征上述工作性的测定方法,我国规范现推荐：坍落度和维勃稠度试验,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,8,坍落度试验,美国查普曼提出(Chapman),图1混凝土拌合物坍落度的测定,分三层装入，每层捣25次，刮平，垂直提起圆锥桶，由于垂直下落引起变形。,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,9,缺点:,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,10,2）维勃稠度试验（瑞典人提出）,适用范围：当坍落度10mm，干硬性混凝土，d40mm，维勃值530s,将坍落度筒放在圆筒中，置于振动台上，拔出坍落度筒并在新拌混凝土顶上置一透明圆盘，开动振动台，直至水泥浆布满圆盘所经历的时间(s)。,图2维勃稠度仪,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,11,(3)影响因素,组成材料的影响单位用水量：组成材料确定时，拌和物流动性随单位用水量而水灰比：水：水泥质量比；其值越小，水泥浆越稠；砂率：细料占全部集料总质量；过小，减弱砂浆润滑作用，易产生离析等现象；水泥品种与细度：不同水泥，需水量不同；集料：集料的最大粒径、级配、颗粒形状和表面粗糙度有关；外加剂：主要有减水剂和引气剂；外界因素的影响环境因素：温度、湿度和风速；时间：其流动性随时间的延长逐渐减小；,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,12,5.2普通水泥混凝土的组成设计,1.普通水泥混凝土组成材料的技术要求(1)水泥品种和强度等级通常，硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等均可用于配制普通水泥混凝土。(2)粗集料混凝土所用粗集料包括卵石和碎石，是混凝土的主要组成材料，也是影响混凝土主要强度的因素之一。(3)细集料混凝土用细集料宜用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂或海砂。(4)拌和用水(5)外加剂与掺合料掺量不超过水泥质量的5%，作用是改善混凝土拌合物的施工和易性、降低混凝土水化热、调解凝结时间。,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,13,2.混凝土组成设计要点,混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各组成材料的质量比例。确定这种数量比例关系的工作，称为混凝土配合比设计。主要内容：选料和配料两方面内容配合比表示方法：单位用量法、相对用量法混凝土配合比设计的三个参数：水灰比、砂率、用水量,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,14,3.混凝土配合比设计步骤,计算“初步配合比”提出“基准配合比”确定“实验室配合比”换算“工地配合比”,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,15,4.普通混凝土配合比设计方法,(1)初步配合比设计步骤确定混凝土的配制强度fcu,ofcu,ofcu,k+1.645fcu,o混凝土配制强度(MPa)；fcu,k混凝土设计强度等级(MPa)；混凝土强度标准差(MPa)；计算水灰比W/C：,式中fcu,o混凝土试配强度,MPa；fce水泥28d的实测强度,MPa；aa，ab回归系数，应根据工程所使用的水泥、集料，通过实验确定。,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,16,单位用水量确定(w0)根据集料的品种、粒径及施工的要求的混凝土拌合物稠度值(坍落度或维勃稠度)选择每立方米混凝土拌合物的用水量。一般可根据施工单位对所用材料的经验确定。如经验不足可参照表选取。,混凝土用水量选用表,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,17,计算单位水泥用量(co),为了保证混凝土耐久性，水泥用量计算值不小于规范中规定的最小水泥用量；mco=mwoC/W,确定砂率s由骨料品种、最大粒径和混凝土拌和物水灰比确定砂率。,混凝土的砂率选用表(%),道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,18,计算粗骨料用量mso和细骨料用量mgo,体积法：认为混凝土拌和五总体积=水泥、砂、石和水四种材料的绝对体积与空隙体积之和；密度法：假定适宜的表观密度值mcp；,c：水泥密度(kg/3)；g：粗骨料的表观密度(kg/3)；s：细骨料的表观密度(kg/3)；w：水的密度(kg/3)，可取1000kg/3；s：砂率()；：混凝土的含气量百分数，不使用引气型外加剂时，可取为。,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,19,混凝土配合比的试配、调整与确定,基准配合比：试拌，检验拌和物的和易性，塌落度和VB稠度满足要求的水泥：水：砂：石子作为基准配合比；设计配合比：检验试件强度、和易性，从而确定设计配合比；混凝土材料用量调整：根据实测拌和物湿表观密度修正配合比；施工配合比：混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，须换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算如下：设工地砂子含水率为a，石子含水率为b。则施工配合比混凝土中各材料用量为：水泥mc=mc(kg)砂ms=ms(1+a%)(kg)碎石mg=mg(1+b%)(kg)水mw=mw(msa%mgb%)(kg),道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,20,5.3混凝土外加剂与掺合料,1.外加剂(1)定义及功能定义：混凝土拌制过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥用量的5%；目的：较少混凝土浇筑施工费用，更有效获得所需的混凝土性能；保证混凝土在不利的搅拌、浇筑和养护条件下仍有所需的施工质量，满足混凝土在施工过程中的一些特殊要求；(2)外加剂类型减水剂：引气剂：缓凝剂：早强剂：,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,21,2.掺和料,掺和料主要是指粉煤灰粉煤灰的特性：形态效应：由粉煤灰颗粒的外观形貌、内部结构、表面性质、颗粒级配等物理形状产生的效应；活性效应：由粉煤灰中活性成分所产生的化学效应；微集料效应：粉煤灰中微细颗粒均匀分布在水泥浆内，填充孔隙和毛细孔，改善混凝土孔结构和增大密实度的特征；,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,22,5.4路面水泥混凝土的组成设计,1.路面普通水泥混凝土(1)路面普通混凝土组成材料的技术要求水泥品种与强度要求：特重、重交通等级的水泥混凝土路面，应优先采用旋窑道路硅酸盐水泥，中、轻交通路面，也可采用矿渣硅酸盐水泥。粉煤灰粗集料细集料品种与质量要求外加剂水,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,23,(2)路面普通混凝土配合比设计指标,设计弯拉强度标准值施工和易性路面混凝土拌合物的施工方式路面混凝土拌合物的施工和易性要求耐久性,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,24,3.路面普通水泥混凝土配合比设计步骤,配制弯拉强度水灰比的计算、校核及确定选取砂率计算单位用水量确定单位水泥用量单位粉煤灰用量砂石材料用量,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,25,5.5砂浆,1.砌筑砂浆的技术性质新拌砂浆的施工和易性：两方面要求1)流动性：砂浆的流动性是指其在重力或外力作用下流动，能在粗糙的砖，石基面上铺筑成均匀的薄层并能与底面很好粘结的性能。2)保水性：砂浆保水性是指砂浆保持水分的能力，即新拌砂浆在运输过程中，不易产生分层，析水现象，水不易从砂浆中分离出来的性质。,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,26,2.砂浆的组成材料,(1)水泥砂浆通常由水泥，矿渣水泥，火山灰水泥等配制。(2)掺合料和外加剂为了节约水泥并改善施工和易性，砂浆中可以掺加各种掺合料，如粉煤灰、石灰、石膏和粘土等。(3)细集料砂浆用砂应符合混凝土用砂的技术性能要求,道路建筑材料水泥混凝土与砂浆,.,27,3.砂浆的配合比,(1)砌筑砂浆配合比计算与确定水泥混合砂浆配合比计算水泥砂浆的配合比确定砂浆配合比试配、调整与确定(2)