水泥混凝土及砂浆 (2)ppt课件

1、市政工程材料检测第第4 4章章 水泥混凝土和砂浆水泥混凝土和砂浆市政工程材料检测4.1 4.1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土分类：按照表观密度分类，可分为轻混凝土干表观密度小分类：按照表观密度分类，可分为轻混凝土干表观密度小于于 2 0 0 0 k g / m 32 0 0 0 k g / m 3 、 普 通 混 凝 土 干 表 观 密 度 约 为 、 普 通 混 凝 土 干 表 观 密 度 约 为20002800kg/m320002800kg/m3、重混凝土干表观密度大于、重混凝土干表观密度大于2800kg/m32800kg/m3缺陷：抗拉强度较低，在构件的受拉区易开裂；干缩后易产缺陷：抗拉

2、强度较低，在构件的受拉区易开裂；干缩后易产生裂痕；自重较大；等等。生裂痕；自重较大；等等。市政工程材料检测4.1.1 4.1.1 普通混凝土的技术性质普通混凝土的技术性质水泥混凝土的技术性质包括：新拌混凝土的任务性；硬化后混凝土的力学性质和耐久性。4.1.1.14.1.1.1新拌混凝土的任务性和易性新拌混凝土的任务性和易性4.1.1.14.1.1.1新拌混凝土的任务性和易性新拌混凝土的任务性和易性水泥混凝土在尚未凝结硬化之前，称为新拌混凝土或称为混凝土拌合物。其良好的工艺性能称为任务性和易性。1.混凝土拌合物的和易性定义混凝土拌合物和易性包括流动性、可塑性、稳定性、易密性4个方面的含义。优质的

3、混凝土应该具有：满足运输和浇捣要求的流动性；外力作用下不产生脆断的可塑性；不产生分层、泌水的稳定性；易于浇捣密实的易密性。市政工程材料检测4.1.1.14.1.1.1新拌混凝土的任务性和易性新拌混凝土的任务性和易性2.混凝土拌合物和易性的测定方法经过坍落度数值表示流动性，察看可塑性和稳定性。1坍落度实验 采用坍落度筒丈量坍落度mm作为混凝土流动性目的，适用于集料最大粒径不大于40mm、坍落度值不小于10mm的新拌混凝土。2维勃稠度实验 适用于坍落度小于10mm的干硬性混凝土拌合物，维勃稠度的单位为S。市政工程材料检测4.1.1.14.1.1.1新拌混凝土的任务性和易性新拌混凝土的任务性和易性3

4、.新拌混凝土任务性的选择混凝土灌注时的坍落度桥涵混凝土灌注时的坍落度桥涵结构类别坍落度/mm小型预制块及便于浇筑振动的结构020桥涵基础、墩台等无筋或少筋的结构1030普通配筋率的钢筋混凝土结构3050配筋较密、断面较小的钢筋混凝土结构5070配筋极密、断面高而窄的钢筋混凝土结构7090 道路混凝土拌合物的和易性选择：路面宜为1025mm，小于10mm时，维勃稠度宜为1030S。市政工程材料检测4.影响新拌混凝土任务性的主要要素1水泥浆的数量和集浆比，以满足流动性为宜；2水泥浆的稠度，取决于水灰比，最终取决于单位用水量，在保证混凝土强度和耐久性的条件下，根据流动性来确定单位用水量；3砂率，是指

5、中砂用量占砂石用量的百分比。在水泥浆用量一定时，能使新拌混凝土获得最大流动性，又不离析、不泌水时的砂率为合理砂率；4水泥的种类和集料的性质，同条件下卵石的混凝土拌合物流动性优于碎石的混凝土拌合物；5温度与搅拌时间，主要留意夏季施工时有坍落度损失，最小搅拌时间；6外加剂4.1.1.14.1.1.1新拌混凝土的任务性和易性新拌混凝土的任务性和易性 砂率与坍落度的关系砂率与坍落度的关系 砂率与水泥用量的关系砂率与水泥用量的关系市政工程材料检测4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质强强 度度变变 形形抗压强度劈裂抗拉强度抗弯拉强度抗折强度非荷载作用变形化学收缩、干湿变

6、形、温度变形荷载作用变形弹塑性变形、徐变市政工程材料检测1.1.强度强度1 1抗压强度规范值和强度等级抗压强度规范值和强度等级1 1立方体抗压强度立方体抗压强度fcufcuMPaMPa 按照规范的制造方法制按照规范的制造方法制成边长为成边长为150mm150mm的正方体试块，在规范养护条件下养护至的正方体试块，在规范养护条件下养护至28d28d，按照规范的测定方法测定出抗压强度值，即为立方体，按照规范的测定方法测定出抗压强度值，即为立方体抗压强度。实验时，以抗压强度。实验时，以3 3个试件为一组，假设三个试件抗个试件为一组，假设三个试件抗压强度差别不大，取三个试件强度的算术平均值作为每组压强度

7、差别不大，取三个试件强度的算术平均值作为每组试件的强度代表值。试件的强度代表值。4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测2 2立方体抗压强度规范值立方体抗压强度规范值fcu,kfcu,k 按照规范的方法制造和养护的边长为按照规范的方法制造和养护的边长为150mm150mm的立方体试件，的立方体试件，在在28d28d龄期用规范实验方法测得的具有龄期用规范实验方法测得的具有95%95%保证率的抗压强度，以保证率的抗压强度，以MPaMPa计。计。3 3强度等级强度等级 混凝土强度等级是根据其立方体抗压强度规范值来确定混凝土强度等级是根据其立方体抗压强度规范值来确定的。强度等级用的。强度等

8、级用C C加立方体抗压强度规范值表示。如加立方体抗压强度规范值表示。如“C30C30级混级混凝土表示这一级别的混凝土立方体抗压强度规范值凝土表示这一级别的混凝土立方体抗压强度规范值fcu,k=30MPafcu,k=30MPa。4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测(2)抗弯拉强度ft道路路面或机场跑道面用水泥混凝土，以弯拉强度或称抗折强度为主要强度目的，抗压强度为参考强度目的。道路水泥混凝土抗弯拉强度是以规范方法制备150mm150mm550mm的梁形试件，在规范条件下养护28d后，按照三分点加荷方式，测定其抗弯拉强度。2bhFLftF4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程

9、材料检测4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测(3)轴心抗压强度fcp为使测得的混凝土抗压强度接近混凝土构造的实践情况，在钢筋混凝土构造计算中，计算轴心受压构件时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为根据。规范规定，采用150mm150mm300mm的棱柱体作为测定轴心抗压强度的规范试件，轴心抗压强度为AFfcp4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测4劈裂抗拉强度fts 混凝土的抗拉强度只需抗压强度的1/101/20，当直接受拉时，很小的变形就会开裂。任务时，普通不依托抗拉强度。但是在构造设计中，抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要目的。4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质

10、市政工程材料检测2.2.影响混凝土强度的要素影响混凝土强度的要素1水泥强度和水灰比根据研讨结果及工程实际阅历，混凝土强度与水灰比、水泥实践强度三者之间的关系为：)(28,bceacuWCffkcecceff,4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测2养护温度和湿度养护温度增高，混凝土的强度增长的比较快。湿度适当，混凝土强度能得到充分开展，假设湿度不够，将降低混凝土的强度，并使混凝土外表产生大量干缩裂痕。3龄期强度随龄期的增长而提高，初期增长较快，后期增长较缓慢。anffacunculglg,适用条件：普通硅酸盐水泥拌制的混凝土，龄期大于三天。适用条件：普通硅酸盐水泥拌制的混凝土，龄

11、期大于三天。可用来估算不同龄期的混凝土强度。可用来估算不同龄期的混凝土强度。可根据强度公式及影响混可根据强度公式及影响混凝土强度的条件，提出提凝土强度的条件，提出提高混凝土强度的措施高混凝土强度的措施4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测3.3.变形变形硬化后水泥混凝土的变形，包括非荷载作用下的化学变形、干湿变形、温度变形以及荷载作用下的弹-塑性变形和徐变(1)非荷载作用变形1)化学收缩对构造没有什么影响；2)干湿变形混凝土干湿变形常在外表产生细微裂痕，当干缩变形遭到约束时，常引起构件的翘曲或开裂，影响混凝土的耐久性。防治措施：调理集料级配、增大粗集料的粒径，减少水泥浆的用量，选

12、择适当水泥种类，加强早期养护等措施。4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测3)温度变形温度变形对于大体积混凝土极为不利，容易产生裂痕，影响构造的平安。防治措施：采用低水化热水泥、减少水泥用量、采用人工降温措施；设置伸缩缝、配置温度钢筋。 请分析大体积混凝土由于水化热而产生裂痕的缘由，并提请分析大体积混凝土由于水化热而产生裂痕的缘由，并提出减少温度裂痕的措施。出减少温度裂痕的措施。4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测(2)荷载作用变形1)弹塑性变形与弹性模量0st在桥梁工程中，以应力为轴心抗压强度的40%=0.4fcp时的割线弹性模量作为混凝土的弹性模量。即efpc

13、pE)4 . 0(4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测2)2)徐变徐变混凝土在继续荷载作用下，随时间添加的变构成为徐变，也混凝土在继续荷载作用下，随时间添加的变构成为徐变，也称蠕变。称蠕变。影响徐变的要素：混凝土水灰比大、龄期短、徐变大；水泥影响徐变的要素：混凝土水灰比大、龄期短、徐变大；水泥用量多徐变大；大气湿度小，徐变大；荷载应力大，徐变大用量多徐变大；大气湿度小，徐变大；荷载应力大，徐变大徐变的影响：产生预应力损失害处；消除部分应力集中，徐变的影响：产生预应力损失害处；消除部分应力集中，能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力益处。但能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应

14、力益处。但普通情况下，害处的影响大于益处的影响，所以尽量减少徐普通情况下，害处的影响大于益处的影响，所以尽量减少徐变。变。4.1.1.2硬化后混凝土的力学性质市政工程材料检测4.1.1.3混凝土的耐久性4.1.1.3混凝土的耐久性1.1.抗冻性抗冻性 混凝土的耐久性普通以抗冻标号表示。混凝土的抗冻标混凝土的耐久性普通以抗冻标号表示。混凝土的抗冻标号是以龄期号是以龄期28d28d的试件在吸水饱和后，接受反复冻融循环至的试件在吸水饱和后，接受反复冻融循环至300300次，当混凝土试件相对动弹性模量下降至次，当混凝土试件相对动弹性模量下降至60%60%以下，或试以下，或试件的质量损失率达件的质量损失

15、率达5%5%时的循环次数来确定。抗冻标号分为时的循环次数来确定。抗冻标号分为D25D25、D50D50、D100D100、D150D150、D200D200、D300D300等。等。2.2.耐磨性耐磨性 耐磨性用单位面积磨耗量耐磨性用单位面积磨耗量GcGc来表示。来表示。1000125. 021mmGc市政工程材料检测3. 3. 碱碱- -集料反响集料反响水泥混凝土中水泥的碱与某些活性集料发生化学反响，引水泥混凝土中水泥的碱与某些活性集料发生化学反响，引起混凝土产生膨胀、开裂，甚至破坏，这种化学反响称为起混凝土产生膨胀、开裂，甚至破坏，这种化学反响称为碱碱- -集料反响。呵斥的破坏会不断继续下

16、去，难以补救。集料反响。呵斥的破坏会不断继续下去，难以补救。对重要工程的混凝土运用的碎石卵石应进展碱活性检对重要工程的混凝土运用的碎石卵石应进展碱活性检验。应严厉控制外加剂的类型、控制水泥的碱成分。验。应严厉控制外加剂的类型、控制水泥的碱成分。4.1.1.3混凝土的耐久性影响耐久性的要素：水灰比、水泥用量影响耐久性的要素：水灰比、水泥用量市政工程材料检测4.4.混凝土的碳化混凝土的碳化混凝土的碳化是指混凝土的氢氧化钙和二氧化碳反响，使混混凝土的碳化是指混凝土的氢氧化钙和二氧化碳反响，使混凝土中性化。混凝土碱度降低将容易使钢筋锈蚀，产生体积凝土中性化。混凝土碱度降低将容易使钢筋锈蚀，产生体积膨胀

17、，致使混凝土维护层开裂。加剧碳化的进展和钢筋的锈膨胀，致使混凝土维护层开裂。加剧碳化的进展和钢筋的锈蚀，最终将导致混凝土沿钢筋开裂而破坏。碳化能使混凝土蚀，最终将导致混凝土沿钢筋开裂而破坏。碳化能使混凝土外表密实度添加，其抗压强度能得到提高。外表密实度添加，其抗压强度能得到提高。措施：适当的维护层厚度，合理选择水泥种类，提高混凝土措施：适当的维护层厚度，合理选择水泥种类，提高混凝土的密实度，减少的密实度，减少“蜂窝、麻面或外表裂痕，涂刷维护层。蜂窝、麻面或外表裂痕，涂刷维护层。4.1.1.3混凝土的耐久性市政工程材料检测4.1.2 4.1.2 普通混凝土组成资料的技术要求普通混凝土组成资料的技

18、术要求混凝土的根本组成资料有：水泥、细集料、粗集料、水混凝土的根本组成资料有：水泥、细集料、粗集料、水水泥：种类的选择按照水泥：种类的选择按照P70P70页表页表3-83-8的要求，强度等级以砼强的要求，强度等级以砼强度等级的度等级的1.01.51.01.5倍为宜。倍为宜。细集料：级配、细度模数、强度与巩固性、有害杂质含量符细集料：级配、细度模数、强度与巩固性、有害杂质含量符合要求。合要求。粗集料：强度、巩固性、最大粒径及颗粒级配粗集料：强度、巩固性、最大粒径及颗粒级配( (应采用延续级应采用延续级配矿质混合料配矿质混合料) )、外表特征及外形、有害杂质含量符合要求。、外表特征及外形、有害杂质

19、含量符合要求。 在固定用水量和水灰比的条件下，加大粒径，可获得较在固定用水量和水灰比的条件下，加大粒径，可获得较好的和易性；或者在同样和易性的条件下，加大粒径，可减好的和易性；或者在同样和易性的条件下，加大粒径，可减少水灰比从而提高砼的抗压强度但会降低抗拉强度。应少水灰比从而提高砼的抗压强度但会降低抗拉强度。应留意，最大粒径应满足构造要求。留意，最大粒径应满足构造要求。4.1.2 普通混凝土组成资料的技术要求市政工程材料检测 碎石配制的混凝土有较高的强度同条件下与卵石相碎石配制的混凝土有较高的强度同条件下与卵石相比，在一样的单位用水量条件下，卵石配制的混凝土拌合比，在一样的单位用水量条件下，卵

20、石配制的混凝土拌合物有较好的和易性。普通要求桩根底混凝土采用卵石，其他物有较好的和易性。普通要求桩根底混凝土采用卵石，其他构造采用碎石或破碎后的卵石。构造采用碎石或破碎后的卵石。 针状颗粒指粒径长度大于平均粒径的针状颗粒指粒径长度大于平均粒径的2.42.4倍颗粒，片状倍颗粒，片状颗粒指颗粒厚度小于平均粒径的颗粒指颗粒厚度小于平均粒径的0.40.4倍的颗粒。针片状颗粒倍的颗粒。针片状颗粒影响混凝土的抗折强度和混凝土拌合物的和易性。影响混凝土的抗折强度和混凝土拌合物的和易性。 有害杂质主要留意碱有害杂质主要留意碱- -集料反响。集料反响。混凝土拌合用水：普通采用生活用水即可。混凝土拌合用水：普通采

21、用生活用水即可。4.1.2 普通混凝土组成资料的技术要求市政工程材料检测4.1.3 4.1.3 普通水泥混凝土的组成设计普通水泥混凝土的组成设计组成设计的目的是确定配合比，配合比有两种表示方式：组成设计的目的是确定配合比，配合比有两种表示方式：1 11m31m3混凝土中各组成资料的质量混凝土中各组成资料的质量水泥：水：细集料：粗集料水泥：水：细集料：粗集料=330kg=330kg：180kg180kg：720kg720kg：1260kg1260kg C : W : S : G = 330kg C : W : S : G = 330kg：180kg180kg：720kg720kg：1260kg1

22、260kg2 2混凝土中各组成资料的质量比例混凝土中各组成资料的质量比例水泥：细集料：粗集料水泥：细集料：粗集料=1=1：2.182.18：3.823.82，W/C=0.54W/C=0.544.1.3 普通水泥混凝土的组成设计市政工程材料检测4.1.3.1混凝土配合比设计步骤初步配合比 基准配合比 实验室配合比 施工配合比初步配合比：根据原始资料，按照实际计算得到；基准配合比：在初步配合比的根底上，经过试拌调整资料用量，满足混凝土拌合物的和易性要求；实验室配合比：以基准配合比为根底，满足和易性及强度要求以上三种配合比中的集料均是枯燥形状的。施工配合比：根据现场集料的含水量调整组成资料的用量。4

23、.1.3.1混凝土配合比设计步骤市政工程材料检测4.1.3.24.1.3.2普通混凝土配合比设计方法普通混凝土配合比设计方法1.1.初步配合比计算流程初步配合比计算流程(1)(1)求配制强度求配制强度fcu,0fcu,0 fcu,0=fcu,k+1.645 fcu,0=fcu,k+1.6451122,nnfnicuicu规范差规范差值表值表混凝土强度等级/MPa低于C20C20C35高于C35标准差/MPa4.05.06.0 规范差规范差的数值可反映施工单位的质量管理程度，的数值可反映施工单位的质量管理程度，越越小质量管理程度越高。小质量管理程度越高。的用量以及、0000wgscmmmm市政工

24、程材料检测1.1.初步配合比计算流程初步配合比计算流程(2)(2)求水灰比求水灰比1)1)根据混凝土强度与水灰根据混凝土强度与水灰比的关系进展求解比的关系进展求解)(0,bceacuWCffkcecceff,2)2)按耐久性要求校核按耐久性要求校核“1)1)中求得的水灰比和耐久中求得的水灰比和耐久性要求的最大水灰比比较，性要求的最大水灰比比较，取小值。耐久性要求的最大取小值。耐久性要求的最大水灰比见水灰比见P78P78表表3-173-17市政工程材料检测1.1.初步配合比计算流程初步配合比计算流程(3)(3)确定单位用水量确定单位用水量mw0mw0 首先根据构造物的类型、构造截面尺寸、钢筋的疏

25、密程度以及施工条件按照P59表3-2选定混凝土坍落度数值。 其次根据坍落度数值及集料的最大粒径按照P79表3-18选定混凝土的单位用水量。 掺外加剂时，混凝土的单位用水量可按照下式计算：(4)(4)计算单位水泥用量计算单位水泥用量(mc0)(mc0)“(2)(2)中水灰比确定后，根中水灰比确定后，根据据“(3)(3)中确定的单位用水中确定的单位用水量可求出单位水泥用量。量可求出单位水泥用量。根据耐久性要求校核。计算根据耐久性要求校核。计算出的的单位水泥用量与耐久出的的单位水泥用量与耐久性要求的最小水泥用量相比性要求的最小水泥用量相比较，取大值。较，取大值。)1 (0wwammmwa掺外加剂后的

26、用水量mw0未掺外加剂时的用水量外加剂的减水率市政工程材料检测1.1.初步配合比计算流程初步配合比计算流程(4)(4)确定合理砂率确定合理砂率ss砂率的选择按照水灰比及集料的最大粒径确定。(5)(5)计算粗、细集料的单位用量计算粗、细集料的单位用量mg0,ms0mg0,ms0 两种计算方法：两种计算方法：%100000gsssmmm101. 0) 1 (0000wwggssccmmmm体积法：ccwgscmmmm,0000)2(质量法： 留意以上各公式数据所用单位均为国标单位，即质量为留意以上各公式数据所用单位均为国标单位，即质量为kg，密度为，密度为kg/m3市政工程材料检测2.2.基准配合

27、比的计算基准配合比的计算 初步计算配合比是根据阅历公式和阅历图表估算而得，因此初步计算配合比是根据阅历公式和阅历图表估算而得，因此不一定符合实践情况，必需经过试拌验证。当不符合设计要求时，不一定符合实践情况，必需经过试拌验证。当不符合设计要求时，需经过调整使和易性满足施工要求，使需经过调整使和易性满足施工要求，使W/CW/C满足强度和耐久性要满足强度和耐久性要求。求。 根据初步计算配合比配成混凝土拌合物，先测定混凝土坍落根据初步计算配合比配成混凝土拌合物，先测定混凝土坍落度，同时察看粘聚性和保水性。如不符合要求，按以下原那么进度，同时察看粘聚性和保水性。如不符合要求，按以下原那么进展调整：展调

28、整： (1)(1)当坍落度小于设计要求时，可在坚持水灰比不变的情况下，当坍落度小于设计要求时，可在坚持水灰比不变的情况下，添加用水量和相应的水泥用量添加用水量和相应的水泥用量( (水泥浆水泥浆) )。(2)(2)当坍落度大于设计要求时，可在坚持砂率不变的情况下，添当坍落度大于设计要求时，可在坚持砂率不变的情况下，添加砂、石用量。加砂、石用量。(3)(3)当粘聚性和保水性不良时当粘聚性和保水性不良时( (通常是砂率缺乏通常是砂率缺乏) )，可适当添加砂，可适当添加砂用量，即添加砂率。用量，即添加砂率。(4)(4)当拌合物显得砂浆量过多时，可单独参与适量石子，即降低当拌合物显得砂浆量过多时，可单独

29、参与适量石子，即降低砂率。砂率。市政工程材料检测2.2.基准配合比的计算基准配合比的计算 当混凝土和易性满足要求后，测定拌合物实践表观密度(h)，并按下式计算每1m3混凝土的各种资料用量即基准配合比： 令：A=mc拌+mw拌+ms拌+mg拌 hggahssahwwahccaAmmAmmmmmm拌拌拌拌AA式中：A试拌调整后，各资料的实践总用量(kg)；h混凝土的实测表观密度(kg/m3)； mc拌、mw拌、ms拌、mg拌试拌调整后，水泥、水、砂子、石子实践拌合用量(kg)； mca、mwa、msa、mga基准配合比中1m3混凝土水泥、水、砂子及石子的拌合用量(kg)。 市政工程材料检测 必需特

30、别阐明和注重的是，当初步计算配合比的和易性，经测试完全满足要求而无需调整时，也必需测定实践混凝土拌合物的表观密度，并利用上式计算mca、mwa、msa、mga，否那么将出现“负方或“超方景象。亦即按初步计算配合比拌制1m3混凝土，在实践拌制时，少于或多于1m3。基准配合比与初步计算配合比的表观密度也一样时，那么无需重新计算，基准配合比与计算配合比相等。 2.2.基准配合比的计算基准配合比的计算市政工程材料检测3.3.实验室配合比确实定实验室配合比确实定 根据满足和易性要求的基准根据满足和易性要求的基准配合比和水灰比，配制一组混凝配合比和水灰比，配制一组混凝土试件；另外，坚持水量不变，土试件；另外，坚持水量不变，水灰比分别添加和减少水灰比分别添加和减少0.050.05再配再配制二组混凝土试件，其用水量与制二组混凝土试件，其用水量与基准配合比根本一样，砂率可分基准配合比根本一样，砂率可分别添加或减