混凝土与砂浆PPT课件

1、第1页/共458页第2页/共458页 混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。土木建筑工程对混凝土质量的基本要求是：具有符合设计要求的强度；具有与施工条件相适应的和易性；具有与工程环境相适应的耐久性。材料组成经济合理、生产制作节约能源。概述第3页/共458页概述 混凝土常简写为“砼”。 水泥混凝土经过170多年的发展，已演变成了有多个品种的土木工程材料。第4页/共458页聚合物混凝土水玻璃混凝土沥青混凝土石膏混凝土水泥混凝土 （一）按毛体积密度分 （二）按胶凝材料分 3030301950kg/mkg/m195026002600kg/m混凝土

2、普通混凝土重混凝土轻分类第5页/共458页分类 重混凝土，其干表观密度大于2 600kg/m3，采用重骨料和水泥配制而成，主要用于防辐射工程，又称为防辐射混凝土； 普通混凝土，其干表观密度为2 0002 600 kg/m3，一般多在2 400 kg/m3左右，用水泥、水与普通砂、石配制而成，是目前土木工程中应用最多的混凝土，广泛用于工业与民用建筑、道路与桥梁、海工与大坝、军事工程等工程，主要用作承重结构材料，目前全世界普通混凝土年用量达40多亿m3，我国年用量在15亿m3以上；第6页/共458页分类 轻混凝土，其干表观密度小于1 950 kg/m3，包括轻骨料混凝土、大孔混凝土和多孔混凝土，可

3、用作承重结构、保温结构和承重兼保温结构。第7页/共458页大体积混凝土耐酸混凝土耐热混凝土防水混凝土结构混凝土辗压混凝土离心混凝土压力混凝土喷射混凝土泵送混凝土（三）按用途分（四）按生产工艺和施工方法分第8页/共458页优点 原材料丰富，造价低廉，可以就地取材； 可根据混凝土的用途来配制不同性质的混凝土； 凝结前有良好的可塑性，可利用模板浇灌成任何形状及尺寸的构件或结构物； 与钢筋有较高的握裹力，混凝土与钢筋的线膨胀系数基本相同，两者复合后能很好地共同工作等。第9页/共458页缺点 抗拉强度低，一般为抗压强度的1/10，易产生裂缝，受拉时易产生脆性破坏； 自重大，比强度小，不利于建筑物(构筑物

4、)向高层、大跨度方向发展； 耐久性不够，在自然环境、使用环境及内部因素作用下，混凝土的工作性能易发生劣化，硬化较慢，生产周期长，在自然条件下养护的混凝土预制构件，一般要养护714d方可投入使用。第10页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 普通混凝土是由水泥、水、砂子和石子组成，另外还常掺入适量的外加剂和掺合料。 砂子和石子在混凝土中起骨架作用，故称为骨料(又叫集料)，砂子称为细骨料，石子称为粗骨料。 水泥和水形成水泥浆包裹在骨料的表面并填充骨料之间的空隙，在混凝土硬化之前起润滑作用，赋予混凝土拌合物流动性，便于施工；硬化之后起胶结作用，将砂石骨料胶结成一个整体，使混凝土产生强度，成为坚硬

5、的人造石材。 外加剂起改性作用。掺合料起降低成本和改性作用第11页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 混凝土的结构如图第12页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料第13页/共458页砂子水泥浆石子第14页/共458页 1. 水泥水 泥 是 混 凝 土 中 最 重 要 的 组 分 。水泥品种的选择，应当根据混凝土工程性质与特点，工程的环境条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的选择。水泥强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应。经验证明，配制C30以下的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.11.8倍，配制40以上的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.01.5倍，同时

6、宜掺入高效减水剂。4.1 普通混凝土的组成材料第15页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 配制混凝土时，应根据工程性质、部位、施工条件和环境状况等选择水泥的品种。常用水泥的选择见下表第16页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 水泥强度等级的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。原则上配制高强度等级的混凝土，选用高强度等级的水泥；配制低强度等级的混凝土，选用低强度等级的水泥。 若用低强度等级的水泥配制高强度等级混凝土时，要满足强度要求，必然增大水泥用量，不经济；同时混凝土易于出现干缩开裂和温度裂缝等劣化现象。 反之，用高强度等级的水泥配制低强度等级的混凝土时，若只考虑满足混凝土强度要求

7、，水泥用量将较少，难以满足混凝土和易性和耐久性等要求；若水泥用量兼顾了耐久性等性能，又会导致混凝土超强和不经济第17页/共458页2、骨料 细骨料:其作用是填充粗骨料空隙，减少水泥浆干缩。 粗骨料：起骨架作用，坚固耐久。第18页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料第19页/共458页1.粗集料（1）强度（2）坚固性（3）级配（4）最大粒径的选择（5）表面特征和形状 （6）有害杂质的含量（7）碱活性检验2.细集料（1）级配和细度模数（2）有害杂质的含量 1）含泥量和泥块含量 2）云母含量 3）轻物质含量 4）有机质含量 5）硫化物和硫酸盐含量还需要测定表观密度第20页/共458页砂子技术性能

8、含泥量、石粉含量和泥块含量有害物质含量表观密度、堆积密度、空隙率坚固性粗细程度和颗粒级配碱的含量第21页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 在拌制混凝土时，砂的颗粒级配和粗细程度应同时考虑。 当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙及总表面积均较小，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实度与强度。第22页/共458页砂中有害物质含量（GB/T 146842001） 第23页/共458页坚固性指标(GB/T 146842001) 压碎指标(GB/T 146842001) 第24页/共458页砂的筛分曲线第25页/共458页各

9、区砂的特点及应用： 1区 偏粗，适合配制水泥用量多的富砼，及流动性较小的低塑性砼。在应用时应提高砂率，保证有足够的水泥用量，以满足砼和易性的要求。 2区 适中，较理想，级配较好。泵送砼宜选用中砂。 3区 偏细，适合配制水泥用量少的贫砼。在应用时应降低砂率以保证砼的强度。第26页/共458页粗骨料第27页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径。 石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。 在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。第28页/共4

10、58页4.1 普通混凝土的组成材料 然而石子最大粒径（Dmax）过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。 同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。 根据我国钢筋混凝土施工规范规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断面的短边长度的；不得大于钢筋最小净距的 。另外还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。第29页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 对于实心板，不得超过板厚的1/2且不得超过50mm； 对于泵送混凝土，最大粒径与输送管道内径之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。第30页/共458页骨料粒径太大使转换梁浇筑不密实工

11、程实例分析第31页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料3、混凝土拌合及养护用水 不影响混凝土的和易性和凝结； 不损于混凝土强度发展及耐久性； 不降低混凝土耐久性； 不加快钢筋锈蚀，不引起预应力钢筋脆断，不污染混凝土表面。第32页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料4、外加剂和掺合料 混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的用以改善混凝土性能的物质，其掺量一般不大于水泥重量的5%(特殊情况除外)。 外加剂在混凝土中的掺量不多，但可显著改善混凝土拌合物的和易性，明显提高混凝土的物理力学性能和耐久性。第33页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料外加剂按主要功能分为四类： 改善混凝土拌合物

12、流变性能的外加剂，如减水剂、引气剂和泵送剂等。 调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂，如缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 改善混凝土耐久性的外加剂，如引气剂、防水剂、防冻剂和阻锈剂等。 改善混凝土其他性能的外加剂，如加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、泵送剂、碱骨料反应抑制剂和道路抗折剂等。第34页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料减水剂 在混凝土组成材料种类和用量不变的情况下，往混凝土中掺入减水剂，混凝土拌合物的流动性将显著提高。 若要维持混凝土拌合物的流动性不变，则可减少混凝土的加水量。 减水剂是指在混凝土拌合物坍落度(表示混凝土流动性的指标)基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。是工程

13、中应用最广泛的一种外加剂。第35页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 减水剂的工作原理 减水剂之所以能减水，是由于它是一种表面活性剂。其分子是由亲水基团和憎水基团两部分组成，与其他物质接触时会定向排列，如图所示。第36页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 水泥加水拌合后，由于颗粒之间分子凝聚力的作用，会形成絮凝结构，如图所示，将一部分拌合用水包裹在絮凝结构内，从而使混凝土拌合物的流动性降低。第37页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 当水泥中加入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有相同的电荷，产生静电斥力，使水泥颗粒相互分开，絮凝结构解体，如图

14、所示，释放出游离水，从而增大了混凝土拌合物的流动性。第38页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 另外，减水剂还能在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜，如图所示，这层水膜是很好的润滑剂，有利于水泥颗粒的滑动，从而使混凝土拌合物的流动性进一步提高。第39页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 在混凝土中加入减水剂后，可取得以下技术经济效果：(1) 在拌合物用水量不变时，混凝土流动性显著增大，混凝土拌合物坍落度可增大100mm200mm。(2) 保持混凝土拌合物坍落度和水泥用量不变，可减水5%30%，混凝土强度可提高5%25%，特别是早期强度会显著提高。(3) 保持混凝土强度不变时，可节

15、约水泥用量5%25%。 另外，缓凝型减水剂可使水泥水化放热速度减慢，热峰出现推迟； 引气型减水剂可提高混凝土抗渗性和抗冻性。第40页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 减水剂掺入混凝土的主要作用是减水，不同系列的减水剂的减水率差异较大，部分减水剂兼有早强、缓凝和引气等效果。 减水剂品种繁多，根据化学成分可分为，木质素系、萘系、树脂系、糖蜜系和腐植酸系； 根据减水效果可分为，普通减水剂和高效减水剂； 根据对混凝土凝结时间的影响可分，标准型、早强型和缓凝型； 根据是否在混凝土中引入空气可分为，引气型和非引气型； 根据外形可分为，粉体型和液体型。第41页/共458页常用减水剂的适宜掺量、效果和

16、适用范围第42页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料早强剂 早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。 早强剂能促进水泥的水化和硬化，提高早期强度，缩短养护周期，提高模板和场地周转率，加快施工速度。 常用的早强剂有氯盐类、硫酸盐类、有机胺类以及它们的复合类。第43页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 氯盐类早强剂，主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等，其中氯化钙应用最广 硫酸盐类早强剂，主要有硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝及硫酸钾铝等，其中应用最多的是硫酸钠 有机胺类早强剂，主要有三乙醇胺、三异丙醇胺等，其中三乙醇胺最为常用 复合早强剂，采用二种或二种以上的早强剂复

17、合，可以弥补不足，取长补短。通常用三乙醇胺、硫酸钠、氯化钠、亚硝酸钠和石膏等组成二元、三元或四元复合早强剂第44页/共458页 早强剂可用于蒸汽养护的混凝土及常温、低温和最低温度不低于-5环境中施工的有早强要求的混凝土工程。炎热环境条件下不宜使用早强剂和早强减水剂。4.1 普通混凝土的组成材料第45页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料缓凝剂 缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，而不显著影响混凝土后期强度的外加剂。 缓凝剂分为无机和有机两大类。 有机缓凝剂包括木质素磺酸盐、羟基羧基及其盐、糖类及碳水化合物、多元醇及其衍生物等； 无机缓凝剂包括硼砂、氯化锌、碳酸锌、硫酸铁(铜、锌、镉等)、磷酸盐

18、及偏磷酸盐等。第46页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂可用于大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土、大面积浇筑的混凝土、避免冷缝产生的混凝土、须较长时间停放或长距离运输的混凝土、自流平免振混凝土、滑模施工或拉模施工的混凝土及其他须要延缓凝结时间的混凝土。 它们宜用于最低气温5以上施工的混凝土，不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。 缓凝高效减水剂可制备高强高性能混凝土。柠檬酸及酒石酸钾钠等缓凝剂不宜单独用于水泥用量较低、水灰比(通常指水与水泥质量之比，广义的水灰比为水与胶凝材料质量之比)较大的贫混凝土。第47页/共458页4.1

19、普通混凝土的组成材料引气剂 引气剂是指在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡(直径10m100m)的外加剂。 混凝土引气剂有松香树脂类、烷基苯磺酸盐类、脂肪醇磺酸盐类、蛋白质盐及石油磺酸盐等几种。其中以松香树脂类应用最为广泛，这类引气剂的主要品种有松香热聚物和松香皂两种。第48页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 引气剂为表面活性剂，由于在搅拌混凝土时会混入一些气泡，掺入的引气剂就定向排列在泡膜界面(气液界面)上，因而形成大量微小气泡。 被吸附的引气剂离子增强了泡膜的厚度和强度，使气泡不易破灭。这些气泡均匀分散在混凝土中，互不相连，使混凝土的一些性能得以改善。第49页

20、/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 (1) 改善混凝土拌合物的和易性。封闭的小气泡在混凝土拌合物中好如滚珠，减少了骨料间的摩擦，增强了润滑作用，从而提高了混凝土拌合物的流动性。同时微小气泡的存在可阻滞泌水作用并提高保水能力。 (2) 提高混凝土的抗渗性和抗冻性。引入的封闭气泡能有效隔断毛细孔通道，并能减少泌水造成的渗水通道，从而提高了混凝土的抗渗性。另外，引入的封闭气泡对水结冰产生的膨胀力起缓冲作用，从而提高抗冻性。 (3) 强度有所降低。气泡的存在，使混凝土的有效受力面积减少，导致混凝土强度的下降。一般混凝土的含气量每增加1%，其抗压强度将降低4%-6%，抗折强度降低2%-3%。因此引

21、气剂的掺量必须适当。松香热聚物和松香皂掺量，一般为水泥重量的0.005%-0.01%。第50页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 引气剂及引气减水剂可用于抗冻混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻骨料混凝土、人工骨料配制的普通混凝土、高性能混凝土以及有饰面要求的混凝土。 不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土，必要时，应经试验确定。第51页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料掺合料 混凝土掺合料是指在混凝土搅拌前或在搅拌过程中，与混凝土其他组分一起，直接加入的人造或天然的矿物材料以及工业废料，掺量一般大于水泥重量的5%。其目的是为了改善混凝土性能、调节混凝土强度

22、等级和节约水泥用量等。 掺合料与水泥混合材料在种类上基本相同，主要有粉煤灰、硅灰、磨细矿渣粉、磨细自燃煤矸石以及其他工业废渣。 粉煤灰是目前用量最大，使用范围最广的掺合料第52页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料粉煤灰 当锅炉以磨细的煤粉作为燃料时，煤粉喷入炉膛中，以细颗粒火团的形式进行燃烧，释放出热量，煤中的有机物燃烧后挥发，而煤中的固定碳和矿物杂质燃烧后收缩成球状液，经迅速冷却而成为粉煤灰。 粉煤灰主要从火力发电厂的烟气中收集而得到。第53页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 我国是粉煤灰产生大国，年排放量在1.61.6亿吨以上，粉煤灰资源化技术主要有以下七个方面。 作混凝土和

23、砂浆的掺合料。 作水泥的混合材料或生产原料。 烧制普通砖和粉煤灰陶粒。 生产硅酸盐制品，如蒸养粉煤灰砖、粉煤灰加气混凝土、空心或实心粉煤灰砌块、粉煤灰板材等。 用于筑路和回填。 农田改造。 制作功能材料，如保温材料、耐火材料、塑料及橡胶填料、防水材料等。第54页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 粉煤灰掺入混凝土中，可以改善混凝土拌合物的和易性、可泵性和可塑性，能降低混凝土的水化热，使混凝土的弹性模量提高，提高混凝土抗化学侵蚀性、抗渗、抑制碱骨料反应等耐久性。 粉煤灰取代混凝土中部分水泥后，混凝土的早期强度有所降低，但后期强度可以赶上甚至超过未掺粉煤灰的混凝土。第55页/共458页4.1

24、 普通混凝土的组成材料粒化高炉矿渣 磨细矿渣是将粒化高炉矿渣经磨细而成的粉状掺合料。其主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3，三者的总量占90%以上，另外含有Fe2O3和MgO等氧化物及少量SO3。其活性较粉煤灰高，掺量也可比粉煤灰大。 磨细矿渣粉可以等量取代水泥，使混凝土的多项性能得以显著改善，如大幅度提高混凝土强度、提高混凝土耐久性和降低水泥水化热等。 国外已将磨细矿渣粉大量应用于工程，我国尚处于研究开发阶段。第56页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料沸石粉 沸石粉是由沸石岩经粉磨加工制成的含水化硅铝酸盐为主的矿物火山灰质活性掺合材料。 沸石岩系有30多个品种，用作混凝土掺合料的

25、主要有斜发沸石或绦光沸石。 沸石粉的主要化学成分为SiO2占60%70%，Al2O3占10%30%，可溶硅占5%12%，可溶铝占6%9%。沸石岩具有较大的内表面积和开放性结构，沸石粉本身没有水化能力，在水泥中碱性物质激发下其活性才表现出来。第57页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料 沸石粉掺入混凝土中，可取代10%20%的水泥，可以改善混凝土拌合物的粘聚性，减少泌水，宜用于泵送混凝土，可减少混凝土离析及堵泵。 沸石粉应用于轻骨料混凝土，可较大改善轻骨料混凝土拌合物的粘聚性，减少轻骨料的上浮第58页/共458页4.1 普通混凝土的组成材料超细微粒掺合料（硅粉） 改变混凝土的流变性 显著改善

26、混凝土的力学性能 显著改善混凝土的耐久性第59页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质混凝土的性能包括两个部分： 混凝土硬化之前的性能，即和易性； 混凝土硬化之后的性能，包括强度、变形性能和耐久性等。第60页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质1、新拌早期混凝土的性能 和易性 凝结时间 塑性收缩和塑性沉降第61页/共458页第62页/共458页第63页/共458页和易性流动性粘聚性保水性第64页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质一、和易性 由混凝土组成材料拌和而成、尚未硬化的混合料，称为混凝土拌合物，又称新拌混凝土。 和易性指混凝土拌合物易于施工

27、操作(搅拌、运输、浇筑和振捣)，不发生分层、离析、泌水等现象，以获得质量均匀、密实的混凝土的性能。第65页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 和易性是反映混凝土拌合物易于流动但组分间又不分离的一种性能，是一项综合技术性能，包括流动性、粘聚性和保水性三个方面的含义。流动性是指混凝土拌合物在自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地充满模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物内部各组分间具有一定的粘聚力，在运输和浇筑过程中不致产生分层离析现象的性能。保水性是指混凝土拌合物具有保持内部水分不流失，不致产生严重泌水现象的性能。第66页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技

28、术性质 混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，三者既相互联系又相互矛盾的。 当流动性大时，往往粘聚性和保水性差，反之亦然。 因此，和易性良好就是要使这三方面的性质达到良好的统一。第67页/共458页分层离析与泌水现象及其危害 分层离析 现象：粗骨料从混凝土的水泥砂浆中分离出来的倾向，与拌和物的粘聚性有关。 危害：分层离析将导致硬化后的混凝土产生蜂窝和麻面，影响均匀性。 泌水 现象：混凝土中粗骨料下沉、水分上升直到表面，这种现象叫泌水，与拌和物的保水性有关。 危害：泌水导致混凝土中粗骨料和水平钢筋下方形成水囊和水膜，降低骨料或钢筋与水泥石的粘结力；表面还会形成酥松层等。第68页/共458页骨料水

29、可见表面泌水内泌水第69页/共458页钢 筋沉降裂缝水 囊混凝土表面第70页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 混凝土和易性内涵较复杂，目前尚未有通过一个技术指标来全面反映混凝土拌合物和易性的方法。 通常是测定混凝土拌合物的流动性，观察评定粘聚性和保水性。 流动性测定方法有坍落度与坍落扩展度法和维勃稠度法。第71页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 GB/T50080GB/T5008020022002规定，混凝土拌合物的和易性用两种流动性指标评价：塑性混凝土的流动性用坍落度或坍落扩展度表示；干硬性混凝土用为维勃稠度表示。第72页/共458页坍落度试验 标准圆

30、锥筒 将拌和物等体积地分三层填入圆锥筒中 每一层用捣棒插捣25下 用灰刀将表面抹平 垂直提起圆锥筒，拌和物将在自重作用下向下坍落 量出坍落的毫米数坍落度200mm100mm300mm第73页/共458页第74页/共458页第75页/共458页坍落度直尺坍落扩展度第76页/共458页装第1层并插捣25次装第2层并插捣25次装第3层并插捣25次抹平表面提起圆锥筒测量坍落高度坍落度试验步骤坍落度测量扩展度测量第77页/共458页坍落度测量结果的评定坍落度值(mm) 混凝土的和易性 10-40 低塑性混凝土 50-90 塑性混凝土 100-150 流动性混凝土 160 大流动性混凝土 如坍落度值大于2

31、20mm，应用钢尺测量混凝土扩展后的最大和最小直径，取平均值为扩展度。第78页/共458页第79页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 测定混凝土拌合物坍落度后，观察拌合物的粘聚性和保水性。 粘聚性的检查方法是，用捣棒在已坍落的拌合物锥体侧面轻轻击打。如果锥体逐渐下沉，表示粘聚性良好；如果突然倒坍，部分崩裂或石子离析，即为粘聚性不良。 保水性的检查方法是查看提起坍落度筒后，地面上是否有较多的稀浆流淌，骨料是否因失浆而大量裸露，存在上述现象表明保水性不好。反之，则表明保水性良好。第80页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 坍落度试验只适用于骨料最大粒径不大于40

32、mm的非干硬性混凝土(指混凝土拌合物的坍落度值大于10mm的混凝土)。根据坍落度大小，将混凝土拌合物分为四级：第81页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质维勃稠度法 对于坍落度小于10mm干硬性混凝土，通常采用维勃稠度仪来测定混凝土拌合物的流动性。 试验时先将混凝土拌合物按规定的方法装入存放在圆桶内的坍落度筒内，装满后垂直提起坍落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，到透明圆盘的下表面完全布满水泥浆时停止秒表，关闭振动台。所读秒数即为维勃稠度。第82页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质第83页/共458页透明圆盘 从开启振动台至透明圆

33、盘底面与混凝土完全接触所需的时间为维勃稠度值VB。 本方法适用于骨料最大粒径不大于40mm，维勃稠度值在530s之间的拌和物稠度测定。维勃稠度仪第84页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 维勃稠度试验适用于骨料最大粒径不大于40mm40mm，维勃稠度在5s5s30s30s之间的混凝土。根据维勃稠度，将混凝土拌合物分为四级第85页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质流动性的选择 选择混凝土拌合物的坍落度，应根据结构构件截面尺寸的大小、配筋的疏密、施工捣实方法和环境温度来确定。 当构件截面尺寸较小时或钢筋较密，或采用人工插捣时，坍落度可选择大些。 反之，如构件截面

34、尺寸较大或钢筋较疏，或者采用振动器振捣时，坍落度可选择小些。第86页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 当环境温度在3030以下时，可按下表确定混凝土拌合物坍落度值； 当环境温度在3030以上时，由于水泥水化和水分蒸发的加快，混凝土拌合物流动性下降加快，在混凝土配合比设计时，应将混凝土拌合物坍落度提高15mm-25mm15mm-25mm。第87页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质第88页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质影响和易性的主要因素 水泥浆的数量与稠度 砂率 组成材料的性质 时间和温度第89页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的

35、主要技术性质水泥浆的数量 在混凝土拌合物中，水泥浆包裹骨料表面，填充骨料空隙，使骨料润滑，提高混合料的流动性；在水灰比不变的情况下，单位体积混合物内，随水泥浆的增多，混合物的流动性增大。 若水泥浆过多，超过骨料表面的包裹限度，就会出现流浆现象，这既浪费水泥又降低混凝土的性能；如水泥浆过少，达不到包裹骨料表面和填充空隙的目的，使粘聚性变差，流动性低，不仅产生崩塌现象，还会使混凝土的强度和耐久性降低。 混合物中水泥浆的数量以满足流动性要求为宜。第90页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质水泥浆的稠度 水泥浆的稀稠，取决于水灰比的大小。 若水灰比小，水泥浆稠，拌合物流动性就小，混凝土

36、拌合物难以保证密实成型。 若水灰比过大，又会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而产生流浆、离析现象第91页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。实际上用水量是影响混凝土流动性最大的因素。 当用水量一定时，水泥用量适当变化（增减50-1003 ）时，基本上不影响混凝土拌合物的流动性，即流动性基本上保持不变。 由此可知，在用水量相同的情况下，采用不同的水灰比可配制出流动性相同而强度不同的混凝土。第92页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 实践证明，在配制混凝土时，当所用粗、细骨料的种类及比例一定时，如果单位用水量一定，即

37、使水泥用量有所变动(对于1m3混凝土，水泥用量增减50kg100kg)时，混凝土的流动性大体保持不变，这一规律称为固定用水量法则。 这一法则意味着如果其他条件不变，即使水泥用量有某种程度的变化，对混凝土的流动性影响不大。运用于配合比设计，就是通过固定单位用水量，变化水灰比，得到既满足拌合物和易性要求，又满足混凝土强度要求的混凝土。第93页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质砂率 砂率是指混凝土中砂的重量占砂、石总重量的百分率。第94页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 砂率过小，砂浆不能够包裹石子表面、不能填充满石子间隙，使拌合物粘聚性和保水性变差，产生离析和

38、流浆等现象。 当砂率在一定范围内增大，混凝土拌合物的流动性提高，但是当砂率增大超过一定范围后，流动性反而随砂率增加而降低。 因为随着砂率的增大，骨料的总表面积必随之增大，润湿骨料的水分需增多，在单位用水量一定的条件下，混凝土拌合物的流动性降低。第95页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 由此可见，在配制混凝土时，砂率不能过大，也不能过小，应有合理砂率。 合理砂率的技术经济效果可从下图中反映出来。 图 (a)表明，在用水量及水泥用量一定的情况下，合理砂率能使混凝土拌合物获得最大的流动性(且能保持粘聚性及保水性能良好)； 图 (b)表明，在保持混凝土拌合物坍落度基本相同的情况下(

39、且能保持粘聚性及保水性能良好)，合理砂率能使水泥浆的数量减少，从而节约水泥用量。第96页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质第97页/共458页合理砂率的选用原则： 1)1) 粗骨料的Dmax较大，级配较好时，可选用较小砂率；2)2) 砂的细度模数较小时，砂的总表面积较大，可选用较小砂率； 3)3) 水灰比较小、水泥浆较稠时，可选用较小砂率； 4)4) 流动性要求较大时，需采用较大砂率； 5)5) 掺用引气剂或减水剂时，可适当减小砂率； 第98页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质组成材料的性质 水泥 骨料 外加剂和掺和料第99页/共458页4.2 4.2 普通

40、混凝土的主要技术性质水泥 水泥对拌合物和易性的影响主要是水泥品种和水泥细度的影响。 在其他条件相同的情况下，需水量大的水泥比需水量小的水泥配制的拌合物流动性要小。如矿渣水泥或火山灰水泥拌制的混凝土拌合物，其流动性比用普通水泥时为小。 另外，矿渣水泥易泌水。水泥颗粒越细，总表面积越大，润湿颗粒表面及吸附在颗粒表面的水越多，在其他条件相同的情况下，拌合物的流动性变小。第100页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质骨料 骨料对拌合物和易性的影响主要是骨料总表面积、骨料的空隙率和骨料间摩擦力大小的影响，具体地说是骨料级配、颗粒形状、表面特征及粒径的影响。 一般说来，级配好的骨料，其拌合

41、物流动性较大，粘聚性与保水性较好；表面光滑的骨料，如河砂、卵石，其拌合物流动性较大；骨料的粒径增大，总表面积减小，拌合物流动性就增大。第101页/共458页 试比较石子表面状态不同对混凝土和易性的影响：卵石碎石第102页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质外加剂 混凝土拌合物中掺入减水剂或引气剂，拌合物的流动性明显增大。 引气剂还可有效改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性第103页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质掺合料 在混凝土中掺入掺合料，增加新拌混凝土的粘聚性，减少离析和泌水。第104页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质时间和温度 随环境温

42、度的升高，混凝土拌合物的坍落度损失加快(即流动性降低速度加快)。据测定，温度 每增高10，拌合物的坍落度约减小20mm-40mm。这是由于温度升高，水泥水化加速，水分蒸发加快。 混凝土拌合物随时间的延长而变干稠，流动性降低，这是由于拌合物中一些水分被骨料吸收，一些水分蒸发，一些水分与水泥水化反应变成水化产物结合水。第105页/共458页改善和易性的措施 掺加外加剂 改善骨料的级配 在级配良好的情况下，尽可能采用较大粒径的骨料。 尽可能降低砂率，选用合理砂率。 在拌和砼时，当T过大，应保持水灰比不变，增加水泥浆量。当T过小时，应保持砂率不变，增加砂石用量。第106页/共458页4.2 4.2 普

43、通混凝土的主要技术性质二、凝结时间 混凝土拌合物的凝结时间与其所用水泥的凝结时间是不相同的。 水泥的凝结时间是水泥净浆在规定的温度和稠度条件下测得的，混凝土拌合物的存在条件与水泥凝结时间测定条件不一定相同。第107页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质 混凝土的水灰比、环境温度和外加剂的性能等均对混凝土的凝结快慢产生很大影响。 水灰比增大，水泥水化产物间的间距增大，水化产物粘连及填充颗粒间隙的时间延长，凝结时间越长。 环境温度升高，水泥水化和水分蒸发加快，凝结时间缩短；缓凝剂会明显延长凝结时间，速凝剂会显著缩短凝结时间。第108页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术

44、性质 混凝土拌合物的凝结时间通常用贯入阻力法来测定。 先用5mm的圆孔筛从混凝土拌合物中筛取砂浆，按一定的方法装入规定的容器中，然后每隔一定时间测定砂浆贯入到一定深度的贯入阻力。 绘制贯入阻力与时间的关系曲线。以贯入阻力3.5MPa和28MPa划两条平行于时间坐标的直线，直线与曲线交点的时间分别为混凝土拌合物的初凝时间和终凝时间。第109页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质三、塑性收缩和塑性沉降 新拌混凝土在浇筑完成后，如果所处环境较干燥，混凝土的表面会较快地蒸发失水。当新拌混凝土的泌水速度低于水分的蒸发速度时，混凝土的表面会由于干燥产生塑性收缩,这时，混凝土的抗拉强度几乎为

45、零，极易形成塑性收缩裂缝。因此，混凝土在浇筑完成后，应特别注意表面的保湿养护，防止塑性收缩裂开。 新拌混凝土由于泌水会产生沉降，当混凝土的浇注深度较大时，顶部的混凝土会产生较大的沉降，这种沉降称为塑性沉降。塑性沉降受到阻碍时，例如钢筋，则会产生塑性沉降裂缝。第110页/共458页塑性收缩泌出水的蒸发，将导致浇注后的混凝土产生塑性收缩表面收缩底面不收缩新拌混凝土骨 料水泥浆泌出水的蒸发第111页/共458页自由收缩 导致体积变化，但不产生应力收缩前收缩后第112页/共458页约束下收缩产生应力将导致开裂平行裂缝垂直与收缩方向第113页/共458页塑性收缩开裂的影响因素 水灰比 当水泥用量一定时，

46、混凝土浇灌后开裂的时间随水灰比增大而延后。 水泥用量 当水灰比一定时，混凝土浇灌后开裂的面积随着水泥用量的增加而增加；当水泥用量一定时，开裂面积随着水灰比增大而增加。 养护良好养护课有效减少塑性开裂开裂时间(小时)水灰比水灰比对新拌混凝土开裂时间的影响裂缝总面积()水泥用量(kg/m3)水泥用量对新拌混凝土开裂面积的影响第114页/共458页塑性收缩的原因与防治措施第115页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质2、混凝土的强度 混凝土的抗压强度 混凝土立方体抗压标准强度与强度等级 影响混凝土抗压强度的因素 混凝土抗拉强度第116页/共458页4.2 4.

47、2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 混凝土的强度包括：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等； 其中抗压强度最大，抗拉强度最小； 在过程中混凝土主要用于承受压力。第117页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质一、混凝土的抗压强度 混凝土立方体混凝土立方体试件试件抗压强度抗压强度是指按标准方法制作的，标准尺寸为150mm150mm150mm的立方体试件，在标准养护条件下【(202)，相对湿度为95%以上】，养护到28d龄期，以标准试验方法测得的抗压强度值，简称立方体抗压强度，以fcucu表示,以2即 a。第118页/共458页4.2 4

48、.2 普通混凝土的主要技术性普通混凝土的主要技术性质质ckf 确定混凝土抗压强度通常采用立方体试件。 但是，在实际结构中，混凝土的受压形式是棱柱体或圆柱体型，所以，采用棱柱体试件比立方体试件能更好的反映混凝土的实际受压情况。 由棱柱体试件测得的抗压强度称为棱柱体抗压强度，又称轴心抗压强度（ ）。 我国采用150 x150 x300的棱柱体测定轴心抗压强度。第119页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性普通混凝土的主要技术性质质 轴心抗压强度比同截面的立方体抗压强度小，大量试验资料统计表明，在 为1055MPa时，cufcuckff)8 . 07 . 0(第120页/共458页4.

49、2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 采用标准试验方法测定强度是为了使混凝土的质量有可比性。 在实际工程中，混凝土的养护条件（温度、湿度）不可能与标准养护条件一样，为了掌握结构实际达到的强度，往往把混凝土试件放在与结构相同的条件下养护，在规定的龄期进行试验，将测得的抗压强度值作为现场质量控制的依据。第121页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质二、混凝土立方体抗压标准强度与强度等级 立方体抗压强度（fcu）只是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的概念。 而立方体抗压强度标准值（fcu,k）是按数理统计方法

50、确定，具有不低于保证率的立方体抗压强度。第122页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质混凝土立方体抗压标准强度：按标准方法制作边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准方法测得的强度总体分布中具有不低于95%保证率的抗压强度值，以fcu.kcu.k表示。第123页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 混凝土强度等级 混凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值” 来确定的。如：C30C30，表示混凝土立方体抗压强度标准 值, ,f fcu,kcu,k=30MPa=30MPa。 我国现行GB50010-2

51、002GB50010-2002混凝土结构设计规范规定, ,普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55、C60C60、C65C65、C70C70、C75C75、C80C80等1414个强度等级。第124页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质混凝土强度等级是混凝土结构设计时强度计算取混凝土强度等级是混凝土结构设计时强度计算取值、混凝土施工质量控制和工程验收的依据。值、混凝土施工质量控制和工程验收的依据。第125页/共458页4.2 4.2

52、 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质三、影响混凝土抗压强度的因素 组成材料和配合比 养护条件 试验条件第126页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 组成材料和配合比1、水泥的强度和水灰比2、骨料的影响3、外加剂和掺合料第127页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质1、水泥的强度和水灰比、水泥的强度和水灰比 水泥强度等级和水灰比是影响混凝土强度决定性的因素。 因为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，而水泥石的强度及其与骨料间的粘结力，又取决于水泥的强度等级和水灰比的大小。第128页

53、/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 在相同配合比、相同成型工艺、相同养护条件的情况下，水泥强度等级越高，配制的混凝土强度越高。 在水泥品种、水泥强度等级不变时，混凝土在振动密实的条件下，水灰比越小，强度越高，反之亦然。（如图）第129页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质第130页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 但是为了使混凝土拌合物获得必要的流动性，常要加入较多的水(水灰比为0.350.75)，它往往超过了水泥水化的理论需水量(水灰比0.230.25)。 多余的水残

54、留在混凝土内形成水泡或水道，随着混凝土硬化而蒸发成为孔隙，使混凝土的强度下降。第131页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性普通混凝土的主要技术性质质 大量试验结果表明，在原材料一定的情况下，混凝土28d龄期抗压强度(fcu)与水泥实际强度(fce)及水灰比(W/C)之间的关系符合下列经验公式(又称鲍罗米公式)。bceaWCffcu,28碎石：a=0.46，b=0.07卵石：a=0.48，b=0.33第132页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性普通混凝土的主要技术性质质 公式中 是指水泥的实际强度应通过试验确定。当无法取得水泥的实际强度数值时，可采用下式估计： 公

55、式中： ：为水泥强度等级值； ：为水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定。gcecceff,cefgcef,c第133页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质2、骨料的影响、骨料的影响 骨料本身的强度一般大于水泥石的强度，对混凝土的强度影响很小。但骨料中有害杂质含量较多、级配不良均不利于混凝土强度的提高。 骨料表面粗糙，则与水泥石粘结力较大。但达到同样流动性时，需水量大，随着水灰比变大，强度降低。 试验证明，水灰比小于0.4时，用碎石配制的混凝土比用卵石配制的混凝土强度约高30%40%，但随着水灰比增大，两者的差异就不明显了。第134页/共458页

56、4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质骨料的最大粒径对混凝土的强度也有影响，骨料的最大粒径愈大，混凝土的强度愈小，特别是对水灰比较低的中强和高强混凝土，骨料的最大粒径的影响十分明显。教材P81图4-12第135页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质3、外加剂和掺合料、外加剂和掺合料 掺入外加剂，可使混凝土获得早强和高性能性； 掺入掺合料，可使水泥石的密实度，改善水泥石与骨料的界面粘结强度，提高混凝土的长期强度。第136页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 养护条件1、养护的温度和湿度2、

57、龄期第137页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质1 1、养护的温度和湿度、养护的温度和湿度 混凝土强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化的过程，必须在一定的温度和湿度条件下进行。 养护温度高，水泥早期水化越快，混凝土的早期强度越高。但混凝土早期养护温度过高(40以上)，因水泥水化产物来不及扩散而使混凝土后期强度反而降低。 当温度在0以下时，水泥水化反应停止，混凝土强度停止发展。这时还会因为混凝土中的水结冰产生体积膨胀，对混凝土产生相当大的膨胀压力，使混凝土结构破坏，强度降低。第138页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技

58、术性质第139页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 湿度是决定水泥能否正常进行水化作用的必要条件。浇筑后的混凝土所处环境湿度相宜，水泥水化反应顺利进行，混凝土强度得以充分发展。若环境湿度较低，水泥不能正常进行水化作用，甚至停止水化，混凝土强度将严重降低或停止发展。第140页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 为了保证混凝土强度正常发展和防止失水过快引起的收缩裂缝，混凝土浇筑完毕后，应及时覆盖和浇水养护。 气候炎热和空气干燥时，不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，出现脱水现象，混凝土表面出现片状、粉状剥落和干

59、缩裂纹等劣化现象，混凝土强度明显降低； 在冬季应特别注意保持必要的温度，以保证水泥能正常水化和防止混凝土内水结冰引起的膨胀破坏。第141页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 自然养护 混凝土在自然条件下于一定时间内使混凝土保持湿润状态的养护。包括洒水养护和喷涂薄膜养护两种。 洒水养护是指用草帘等将混凝土覆盖，经常洒水使其保持湿润。养护时间取决于混凝土的特性和水泥品种，非干硬性混凝土浇筑完毕12h以内应加以覆盖并保湿养护，干硬性混凝土应于浇筑完毕后立即进行养护。使用硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水泥时，浇水养护时间不应少于7d；使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或混

60、凝土掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求时，不得少于14d；道路路面水泥混凝土宜为1421d；使用铝酸盐水泥时，不得少于3d。洒水次数以能保证混凝土表面湿润为宜，混凝土养护用水应与拌制用水相同。第142页/共458页4.2 4.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质 喷涂薄膜养生液适用于不易洒水的高耸构筑物和大面积混凝土结构的养护。它是将过氯乙烯树脂溶液用喷枪喷涂在混凝土表面上，溶液挥发后在混凝土表面形成一层塑料薄膜，将混凝土与空气隔绝，阻止其中水分的蒸发以保证水泥水化用水。有的薄膜在养护完成后要求能自行老化脱落，否则，不宜用于以后要做粉刷的混凝土表面上。在夏季薄膜成型后要防晒，否则易产