水泥混凝土与建筑砂浆.ppt

1、水泥混凝土与建筑砂浆,河南交通职业技术学院 曹 学 禹,第三单元,一、定义： 以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，将分散其间的不同粒径的粗细集料胶结起来，在一定的条件下，硬化成为具有一定力学性能的人工石材。,由水泥及粗、细集料和水按适当比例混合，在需要时掺加适宜的外加剂、掺合料等配制而成。,二、分类,1)普通混凝土 2400kg/m3,2)轻混凝土 1900 kg/m3,3)重混凝土 3200 kg/m3,1.水泥混凝土按表观密度可分为：,1) 低强度混凝土：抗压强度小于30MPa。 2)中强度混凝土：抗压强度为3060MPa。,3)高强度混凝土：抗压强度大于60MPa。,2.水泥混凝土按抗压

2、强度可分为：,三、普通水泥混凝土的优点,1.在凝结前具有良好的塑性，因此可以浇制成各种形状和大小的构件或结构物；,2.与钢筋有牢固的粘结力，能制作钢筋混凝土结构和构件；,3.硬化后抗压强度高；,4.耐久性好；,5.取材广泛。,四、普通水泥混凝土的缺点,1、抗拉强度低，受拉时变形能力小， 容易开裂；,2、自重大。,五、普通水泥混凝土的主要技术性质,（一）新拌混凝土的工作性 （二）硬化后混凝土的强度 （三）混凝土的变形 （四）混凝土的耐久性,（一）新拌混凝土的工作性（和易性）,1. 工作性的含义 流动性：满足输送和浇捣要求 可塑性：不为外力作用产生脆断 稳定性：不产生分层、泌水 易密性：易于浇捣密

3、致,2工作性的测定方法 1)坍落度试验 适用范围：集料最大公称粒径不大于31.5mm、坍落度不小于10mm的混凝土拌和物。,适用范围： 集料最大公称粒径不大于31.5mm、维勃稠度时间在530s之间的混凝土拌和物。 从开动振动器至透明圆盘底面刚好被水泥浆布满不留气泡的瞬间所经历的时间即维勃稠度时间(以s表示)。,2)维勃稠度试验,公路桥涵用混凝土拌和物的坍落度,3混凝土拌和物工作性的选择,检测师试题： 影响和易性（工作性）的主要因素 内因：原材料 单位用水量 水灰比 砂率 外因：气温 湿度 风力 时间 检测员试题： 坍落度试验步骤,（二）硬化后混凝土力学性质,1抗压强度 1)立方体抗压强度cu

4、,2)强度等级,C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80,立方体抗压强度标准值(95%保证率),符号“C”,混凝土立方体抗压强度试验,1.成型方式: 25坍落度70 标准振动台成型 坍落度70 人工成型 2.试件尺寸：150150150 mm 3.插捣次数：100cm2不得少于12次 4.拆模前养护温度：205 相对湿度50%,5.拆模后养护方式：,标准养护室 202 95%,202不流动的Ca(OH)2饱和溶液中,6.压力机选取：20%试件破坏荷载80% 7.加荷速率： 8.数据处理：中间值的15%,2、混凝土的抗弯拉强度

5、,1）试件尺寸： 150150550 mm 100100400 mm (0.85) 2）加荷方式：三分点加荷,3）加荷速率,4）数据处理：中间值的15% 5）三个试件中如有一个位于加荷点外侧，按另外两个试验结果计算，如果这两个测值的差值不大于这两个测值中较小值的15%，则以两个测值的平均值为试验结果，否则结果无效。如有两个试件断裂面位于加荷点外侧，则该组结果无效。,3.轴心抗压强度 采用150mm150mm300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为055MPa范围内fcp=（0.70.8）fcu 。在结构设计计算时，一般取fcp0.67fcu。 非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm10

6、0mm和200mm200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数0.95和1.05。,4. 劈裂抗拉强度 式中： fts 劈裂抗拉强度，MPa； P 破坏荷载，N； A 试件劈裂面积，mm2。 劈裂抗拉强度较低，一般为抗压强度的1/101/20。,(1)材料组成对混凝土强度的影响 水泥的强度与水灰比 集料的影响 外加剂和掺合料 (2)养护条件 养护的温度和湿度 龄期 (3)试验条件 试件的尺寸和形状 表面状况 加荷速度,3影响硬化后水泥混凝土强度的因素(检测师),4提高混凝土强度的技术措施（检测师） 1)选用高强度水泥和特种水泥 2)采用低水灰比和浆集比 3)掺加外加剂 4)采用湿热处理方法

7、(1)蒸汽养护 (2)蒸压养护 5)采用机械搅拌和振捣,（三）混凝土的变形 1.荷载作用下的变形 弹性变形 徐变 2.非荷载作用下的变形 温度变形 化学收缩 干湿变形,（四）混凝土的耐久性 1.抗渗性 2.抗冻性 3.碱集料反映 4.抗化学侵蚀性 5.耐磨性 6.碳化,混凝土配合比设计,一、普通水泥混凝土对组成材料的要求,1.水泥 1）品种 2）强度等级,a.根据经验，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.01.5倍。 b.避免高强混凝土采用低强度水泥，同时也避免低强混凝土采用高强度水泥。,2.粗集料 1）压碎值,类宜用于强度等级大于C60的混凝土； 类宜用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其

8、他要 求的混凝土； 类宜用于强度等级小于C30的混凝土。,2）粒径大小： a.最大粒径应不大于结构截面最小尺寸的 1/4，并且不超过钢筋最小净距的3/4； b.实心混凝土板，集料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过31.5mm。,3)针片状颗粒含量、有害杂质含量,4）级配,3.细集料 1）压碎值,2）级配,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。,3）表观密度大于 2500kg/m3、 松散堆积密度大于1350kg/m3、 空隙率小于47。,4、拌合用水：饮用水,1混凝土配合比设计的

9、基本资料 1)混凝土设计强度等级； 2)工程特征(工程所处环境、结构断面、钢筋 最小净距等)； 3)耐久性要求(如抗冻性、抗侵蚀、耐磨、碱 集料等)； 4)水泥强度等级和品种； 5)砂、石的种类，石子最大粒径、密度等； 6)施工方法。,二、普通水泥混凝土配合比设计概述,2配合比表示方法 1)单位用量表示法 以1m3混凝土中各种材料的用量表示 如水泥：水：细集料：粗集料 336kg：185kg：564kg：1315kg 2)相对用量表示法 以水泥的质量为1，并按“水泥：细集料：粗集料；水灰比”的顺序排列表示 如1：1.68：3.91；W/C=0.55,3基本要求 1)施工工作性的要求 2)结构物

10、强度要求 3)耐久性要求 4)经济性的要求,4混凝土配合比设计的三个参数,水,水泥,砂,石子,砂率,水灰比,单位用水量,5混凝土配合比设计的基本原理,2) 体积法,1) 质量法,cu,0混凝土配制强度(MPa)； cu,k混凝土设计强度(MPa)； 混凝土强度标准差(MPa)。,三、混凝土配合比设计的步骤 (以抗压强度为指标的计算方法),1、初步配合比的计算 (1)确定混凝土配制强度cu,0,(2)初步确定水灰比,ce水泥28d抗压强度实测值(MPa)。 当无水泥28d抗压强度实测值时 ce,g水泥强度等级值(MPa)； c水泥强度等级值富余系数，按实际统计资料确定。,a、b回归系数,普通混凝

11、土的最大水灰比和最小水泥用量,(3)确定单位用水量,干硬性混凝土的用水量(单位：kg/m3),塑性混凝土的用水量(单位：kg/m3),注：1用水量系采用中砂时的平均值。采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加510kg；采用粗砂时，则可减少510kg。,(4)计算单位水泥用量,(5) 选定砂率,(6)计算粗、细集料单位用量 质量法,100%,体积法,100%,2)试拌调整提出基准配合比,(1)试配,(2)校核工作性、调整配合比,若流动性太大，可在砂率不变的条件下，适当增加砂、石的用量； 若流动性太小，应在保持水灰比不变的情况下，适当增加水和水泥； 若粘聚性和保水性不良时，实质上是混凝土拌合物中砂

12、浆不足或砂浆过多，可适当增大砂率或适当降低砂率,3)试验室配合比 (1)制作试件、检验强度 经过和易性调整试验得出的混凝土基准配合比，其水灰比不一定选用恰当，混凝土的强度不一定符合要求，所以应对混凝土强度进行复核。混凝土强度试验时至少采用三个不同的配合比，其中一个是基准配合比，另两组的水灰比则分别增加及减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加1和减少1。,(2)根据检验强度后确定的水灰比和砂率，重新计算混凝土的配合比(mc2：mw2：ms2：mg2),34.9,0.49,(3)根据实测拌和物湿表观密度修正配合比 由此得到mc2：mw2：ms2：mg2，即试验室配合比 校正系数的确

13、定步骤如下： 计算混凝土拌和物的计算表观密度 计算混凝土密度校正系数 当混凝土表观密度计算值与实测值之差的绝对值不超过计算2时，按以上原则确定的配合比即为确定的设计配合比；当两者之差超过2时，应将配合比中每项材料用量乘以校正系数，即为确定的设计配合比。,4)施工配合比 根据现场砂、石实际含水率的变化确定施工配合比 设施工现场实测砂、石含水率分别为a、b，施工 中配制1m3混凝土各种材料的用量为,建筑砂浆,一、砌筑砂浆 砌筑砂浆是将砖、石或砌块等粘结成为整体的 砂浆。 1组成材料 1)水泥 各种品种水泥均可作为砂浆的结合料。 水泥的强度等级不宜太高，水泥砂浆中所用水 泥的强度等级不宜超过32.5

14、级。水泥混合砂浆 中所采用的水泥强度等级可适当提高，但不宜 大于42.5级。,2)砂 常用天然砂，质量应符合混凝土用砂的要求。 砂的最大粒径应不超过灰缝的 1/41/5 。 对于砖砌体，粒径不得大于2.5mm；对于石 砌体，砂的最大粒径为5.0mm。 对砂中泥和泥块含量常作如下限制：砂浆等 级M10.0时不应超过5，砂浆等级为M2.5 M7.5时不应超过10，砂浆等级M1.0时不应 超过1520。,3)掺合料 如石灰、粘土和粉煤灰等，以提高质量和降低成本。 4)外加剂 如引气剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等。 5)水 拌制砂浆用水与混凝土用水相同。,2技术性质 1)新拌砂浆的和易性,流动性,定义：

15、指新拌砂浆在自重或外力作用下流动，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。,测定：砂浆稠度测定仪。以沉入量作为流动性的指标，以“mm”计。,砂浆流动性的选择与砌体种类、施工方法以及天 气情况有关，可参考表3-49选用。,砌筑砂浆的稠度,定义：指新拌砂浆保持水分不流失的能力，也表示各组成材料不易分离的性质。 测定：砂浆分层度测量仪，用分层度表示，以mm计。 分层度大，表明砂浆的分层离析现象严重，保水性不好。分层度过小，表明砂浆干缩较大，影响粘结力。 砂浆的保水性与胶结材料的类型和用量、细集料的级配、用水量等有关。为了改善砂浆的保水性，常掺入石灰膏、粉煤灰等。,保水性,2)

16、硬化后砂浆的强度 砂浆抗压强度是确定其强度等级的重要依据。 砂浆强度等级是以边长为70.7mm的六个立方体试块，按规定方法成型并养护至28d后测定的抗压强度平均值(MPa)来表示的。砂浆强度等级分为M20、M15、M10、M7.5、M5和M2.5六个等级。(1)基层为不吸水材料(如致密的石材) 影响因素：水泥强度与水灰比,(2)基层为吸水材料(如砖或其他多孔材料) 影响因素：水泥强度及用量，而与水灰比无关。,3)粘结力 影响因素：砂浆强度越高则粘结力越大。此外，粘结力也与基材的表面状态、清洁程度、湿润状况及施工养护条件等有关系。 4)耐久性 提高砂浆的密实度可提高其耐久性。,二、砌筑砂浆的配合

17、比 1水泥混合砂浆配合比计算 1)砂浆的试配强度由式(3-7-13)计算得出,砂浆强度标准差限用值(单位：MPa),2)确定水泥用量 每立方米水泥混合砂浆的水泥用量,在无法取得水泥的实测强度时,3)确定掺合料用量 配制水泥石灰混合砂浆按式计算石灰膏的用量,石灰膏不同稠度时的换算系数,4)确定砂子用量 1m3干燥状态的砂子的堆积密度值也就是1m3砂浆所用的干砂用量。按照砂子的干燥状态为基准进行计算。 5)确定用水量 当采用中砂时，砂浆用水量范围可选用2403l0kg/m3,2水泥砂浆的配合比确定 水泥砂浆的配合比可以根据工程类别及砌体部位确定砂浆的设计强度等级，查阅表3-53选用。表中水泥强度等

18、级为32.5级。水泥强度等级大于32.5级时，水泥用量应取表中的下限值。用水量的选用原则见水泥混合砂浆。,水泥砂浆材料用量 (单位：kg/m3),3砂浆配合比设计实例 原始资料： 某工程砌筑用混合砂浆，强度等级为M7.5级，稠度70100。采用C42.5级普通水泥、含水率为2的中砂(堆积密度1450kg/m3)、石灰膏(稠度110mm)配制。施工水平一般。 设计要求：试进行砂浆配合比设计。,设计步骤： 1)确定砂浆的试配强度 由资料 ，查表3-51得 ，则,2)确定水泥用量 查表3-50得A=1.5 B=-4.25。,3)确定石灰膏用量 石灰膏稠度为100mm，查表3-52，换算系数为0.99，则 4)确定砂用量 砂的堆积密度为1450kg/m3，砂的含水率为2%，砂的用量为,5)选择用水量 用水量m=300kg /m3 6)确定初步配合比(质量比) 水泥石灰膏砂水=203961479300=10.477.28：1.48,三、抹面砂浆 定义：涂抹于建筑物或构筑物表面的砂浆。 要求：具有良好的和易性；较高的粘结力。 分类：分为普通抹面砂浆和防水砂浆。