混凝土的含义概要课件

1、混凝土的含义概要混凝土的含义概要第一节 概述一、混凝土的含义广义：凡由胶凝材料、骨料和水（或不加水）按适当的比例配合、拌合制成混合物，经一定时间硬化而成的人造石材，叫做砼。（如：水泥砼、沥青砼）狭义：指水泥砼（Cement concrete），它是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、细骨料胶结起来，在一定的条件下，硬化成为具有一定力学性能的一种人工石材。第一节 概述一、混凝土的含义二、混凝土的分类（一）按表观密度分类重混凝土：为了屏蔽各种射线的辐射采用各种高密度骨料配制的混凝土，表观密度 2600kg/m3， 骨料：钢屑、重晶石、铁矿石等。 又称防辐射混凝土，用于核能

2、工厂的屏障结构材料普通混凝土：表观密度 2100 2500kg/m3， 骨料：天然砂、石 一般多在2400 kg/m3左右，简称砼，用于承重结构轻混凝土：表观密度 30）：水泥标号（MPa）= 砼强度的0.91.5倍原因：（1）低标号水泥配制高强度砼水泥用量过多 不经济 水灰比小砼太干施工困难砼质量难保证 （2）高标号水泥配制低强度砼用水量过多和易 性不好 水泥浆太稀 砼空隙大混凝土的含义概要（二）骨料（Aggregate）按粒径大小分类： 细骨料 （Fine aggregate） 0.16 5mm 粗骨料（Coarse-aggregate） 5mm通常：细、粗骨料的总体积占砼总体积 的70%

3、80%。1.细骨料（砂）（1）种类及特性 天然砂：河砂 湖砂 海砂 山砂 人工砂天然砂分：优等品、一等品、合格品三种（二）骨料（Aggregate）天然砂分：优等品、一等品、（2）砼用砂质量要求一般要求：质地坚实、清洁、有害杂质含量少。泥和粘土块含量 泥：粒径 0.63mm的块状粘土。 要求： 优等品泥 2.0%，粘土块 0.5% （重量比） 一等品泥 3.0%，粘土块 1.0% 合格品泥 5.0%，粘土块 1.0% 一般：配制 C 30砼，采用优等品、一等品 配制 C 30砼，采用合格品 配制 有抗渗、抗冻要求的砼，采用优等品、一等品（2）砼用砂质量要求有害物质含量有害物质： 草根、树叶、树

4、枝、塑料、煤块、煤渣等 贝壳 云母、硫化物与硫酸盐、氯盐、有机物等 书中P83，表6.15（3）砂的粗细程度及颗粒级配砂的粗细程度（Coarseness）砂的粗细程度：指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度。砂分：粗砂、中砂、细砂、特细砂砂的粗细程度用细度模数（Fineness nodulus）（ f ）表示。有害物质含量细度模数（f）通过累计筛余百分率（Cumulative percentage retained）计算而得。累计Ai=a1+a2+aia1a2a3a4a5a6A1A2A3A4A5A65mm2.5mm1.25mm0.63mm0.315mm0.16mm按f 将砂分为： 粗砂：

5、f = 3.7 3.1 中砂： f = 3.0 2.2 细砂： f = 2.3 1.6 特细砂： f = 1.5 0.7普通砼用砂得细度模数： f = 3.7 1.6中砂较为适宜。500g干砂细度模数（f）通过累计筛余百分率（Cumulative p砂的颗粒级配（Gradation）a)砂的颗粒级配：骨料各级粒径颗粒的分布情况。b)级配区砂按0.63mm孔径筛的累计筛余百分率，划分成三各级配区 区、区、区。（书中P74，表6.4）普通砼用砂的颗粒级配：应处于任何一个区内，否则不合格。一般：配制砼时，宜优先选用区砂。 若选用区砂，应该适当提高砂率，保证水泥用量。 若选用区砂，应该适当降低砂率，保

6、证强度。 若某一地区砂料过细，可采用人工级配。砂的颗粒级配（Gradation）8010040602000.160.3150.635.0010.001.252.50 区区区筛孔尺寸，mm累计筛余，%过细砂区过粗砂区砂的筛分曲线8010040602000.160.3150.635.001例题：特制砼采用河砂，取砂样烘干，特取500g，按规定步骤进行了筛分，称得各筛号上的筛余量如下表。求：（1）该砂的细度模数；（2）判断该砂的级配合格否？ （3）绘制筛分曲线图。筛孔尺寸（mm）5.02.51.250.630.3150.16 0.16筛 编 号123456底盘筛余量（ g）1575701001201

7、0020解： （1） 求分计筛余百分率 例题：特制砼采用河砂，取砂样烘干，特取500g，按规定步骤进（2）求累计筛余百分率A（3）计算砂的细度模数（4）判断：用各筛号的A值与表6.4（P74）对比，该砂的累计 筛余百分率落在区，该砂级配合格。 因f = 2.67，所以是中砂（5）绘制筛分曲线图。（2）求累计筛余百分率A（3）计算砂的细度模数（4）判断：用2.粗骨料5mm的岩石颗粒（1）种类与特性 碎石： 卵石 （ 砾石）： 河卵石 海卵石 山卵石（2）有害物的含量主要有：泥与粘土块 有机质、氯化物、硫化物、 硫酸盐等。含量应符合P75，表6.6、表6.7的要求。分三个等级：优等品 一等品 C3

8、0 合格品 C30 砂的物理性质：表观密度2.62.7g/cm3，堆积密度1500kg/m3,空隙率（干燥）35%45%。2.粗骨料（2）有害物的含量砂的物理性质：表观密度2.62（3）强度碎石强度： 母岩立方体抗压强度 碎石的压碎指标 一般要求碎石母岩岩石的抗压强度 不小于 混凝土抗压强度的 1.5倍，还要考虑母岩的风化程度。 注意：这里的岩石抗压强度的测定 50mm50mm 50mm的立方体。压碎指标(Aggregate crusing value)将气干状态的1020mm的石子，按一定的方法装入压碎指标值测定仪（内径152mm的圆筒）内，上面加压头后放在试验机上，在35min内均匀加荷到

9、200KN，卸荷后称取试样质量（g0 ),再用孔径为2.5mm的筛进行筛分，称取试样的筛余量（g1 ）,压碎指标Qa 如下计算：（3）强度（4）颗粒形状针状：颗粒长度大于平均粒径2.4倍片状：颗粒厚度小于平均粒径0.4倍 越少越好正方形或球状较好平均粒径：一个粒级的骨料其上、下限粒径的算术平均值。（5）最大粒径和颗粒级配 最大粒径 粗骨料公称粒级的上限称该粒级的最大粒径。公称粒级：符合某一标准的粒级。应用：粗骨料最大粒径：钢筋砼 ： 1/4结构截面最小尺寸且 人工拌和时S 搅拌时间长S大。（五）改善新拌混凝土和易性的措施1、调节混凝土的材料组成 合理砂率 改善砂、石的级配 在可能的条件下，尽量

10、 采用较粗的砂、石坍落度太小水灰比不变，增加适量的水泥浆； 坍落度太大砂率不变，增加适量的砂石。4、拌和物存放时间及环境温度的影响 （五）改善新拌混凝土和易 影响和易性的因素材料环境工艺水泥水外加材料温度湿度称量搅拌时间最大粒径表面状态级配砂率吸水性因果分析图 影响和易性的因素材料环境工艺水泥水外加材料温度湿度称量搅拌二、硬化混凝土的强度硬化后混凝土（ Hardened concrete）的强度（Strength）： 立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、剪切强度等。 抗压 抗折 抗剪 抗拉 （一）砼受压破坏过程力学性质取决于：水泥石性质 骨料性质 水泥石与骨料的胶结能力 2

11、、掺加各种外加剂3、提高振捣机械的效能二、硬化混凝土的强度 2、掺加各种外加剂 2.受荷后微裂隙逐渐扩大、延长汇合连通可见的裂缝结构丧失连续性完全破坏 3.受压破坏分为4个阶段（1）阶段：荷载达“比例极限”以前OA（2）阶段：荷载超过“比例极限”后AB（3）阶段：荷载超过“临界荷载”后BC（4）阶段：荷载超过极限荷载后CD1.受荷前：硬化后未受外力作用之前内部存在一定的界面裂隙 OAB D极限荷载（%）变形C709030 2.受荷后1.受荷前： OAB D极限荷载（%）变（二）砼立方体抗压强度和强度等级1、立方体抗压强度（fcu） ：按照标准的制作方法制成边长为150mm的正立方体试件，在标准

12、养护条件（温度203，相对湿度90%以上）下，养护至28d龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为“混凝土立方体试件抗压强度”（简称“立方抗压强度”以fcu表示），以MPa计。2、立方体抗压强度标准值（ fcu，k ） :按照标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准试验测定的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%（即具有95%保证率的抗压强度），以N/mm2即MPa计。3、强度等级（Grading strength）：混凝土“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。表示方法：用“C”和“立方体抗压强度标准值”两项内容表示。如：“

13、C30”即表示混凝土力范体抗压强度标准值fcu，k =30MPa。（二）砼立方体抗压强度和强度等级我国现行规范（GBJ1089）规定，普通混凝土按立方抗压强度标准值划分为：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12个强度等级。立方体强度强度等级4、砼强度等级的实用意义C7.5C15：用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构；C15C25：用于普通砼结构的梁、板、柱、楼梯及屋架；C25C30：用于大跨度结构、耐久性要求较高的结构、预制构件等；C30以上：用于预应力钢筋混凝土结构、吊车梁及特种构件等。我国现行规范（GBJ1089）规定，普通混

14、凝土按立方抗压强（三）砼的抗拉强度劈裂试验测得劈裂抗拉强度（Splitting tension strength）（四）影响硬化后水泥砼强度的因素 硬化水泥石与骨料间破坏砼破坏 硬化水泥石的破坏 骨料本身的破坏因素 材料组成 制备方法 养护条件 试验条件（三）砼的抗拉强度（四）影响硬化后水泥砼强度的因素因素 1、材料组成对混凝土强度的影响（1）水泥的强度和水灰比 fcu,28混凝土28d龄期的立方体抗压强度（M Pa）;fce 水泥实际强度（MPa）， fce =1.13 fceb;C/W灰水比；A,B经验常数。碎石A=0.48 B=0.52 卵石A=0.50 B=0.611、材料组成对混凝土

15、强度的影响fcu,28混凝土28d龄 （2）骨料的影响强度高 有害杂质含量少 级配良好，砂率适当 碎石 硅质骨料2、养护条件对混凝土强度的影响（1）湿度1-空气养护2-九个月后水中养护3-三个月后水中养护4-标准湿度条件下养护 12340 龄期（月） 12相对强度（%） （2）骨料的影响2、养护条件对混凝土强度的影响12340 （2）温度1 龄期（d） 28 相对强度（%）421 46 （3）龄期（Age）砼的强度随龄期的增长而提高。早期显著，后期缓慢。相对强度% 3 7 28 90 龄期（d） 365（2）温度1 龄期（d） 3、试验条件对混凝土强度的影响试验条件：试件形状与尺寸 试件湿度、

16、温度 支承条件 加载方式4、施工方法的影响（五）提高混凝土强度的措施1、选用高强度水泥和早强型2、采用低水灰比3、掺加混凝土外加剂和掺合料4、采用湿热处理蒸汽养护和蒸压养护5、采用机械搅拌和振捣。3、试验条件对混凝土强度的影响4、施工方法的影响（五）提高混 影响砼强度的因素水泥石与骨料 粘结力养护条件搅拌振捣方式水泥石强度温度湿度机械人工级配形状龄期水泥标号水灰比骨料实验条件试件尺寸形状 影响砼强度的因素水泥石与骨料 粘结力养护条件搅拌振捣三、混凝土的变形性能（Deformation） 化学变形 化学因素 非荷载变形 干湿变形 温度变形 荷载变形 力学因素物理因素导致裂缝影响强度、耐久性变形（

17、一）化学减缩（自生体积变形）混凝土终凝后，水泥水化引起的体积缩小，又称自身收缩。特点：不能恢复（二）干湿变形（物理收缩）混凝土因为周围环境的湿度变化，产生的干缩湿胀。 1.原因三、混凝土的变形性能（Deformation） 砼中的水：自由水（孔隙水）变化时不会产生变形 毛细管水 吸附水 变化时会产生干湿变形 砼失去自由水毛细管水蒸发收缩吸附水蒸发胶体失水而紧缩干缩变形干缩后砼 大部分可恢复 30%50%不可逆2.危害性砼表面产生较大的拉应力裂纹降低抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性能。在空气中硬化继续干燥产生负压继续干燥引起变湿吸水砼中的水：自由水（孔隙水）变化时不会产生变形 3.干缩率试验值： （3

18、5）10-4，工程中常用： （1.52.0）10-44.影响因素（1）水泥的用量、细度、及品种水灰比不变： 水泥用量愈多，砼干缩率 水泥颗粒愈细，砼干缩率（2）水灰比的影响水泥用量不变： 水灰比，干缩率（3）施工质量的影响延长养护时间推迟干缩变形的发生和发展，但影响甚微采用湿热法处理养护砼减小砼的干缩率3.干缩率4.影响因素（4）骨料的影响骨料含量多，干缩率。（三）温度变形随着温度的变化而产生热胀冷缩变形。温度变形系数 ： （0.61.3）10-5 / 。 一般取： =1.010-5 / 主要危害： 大体积砼 纵长的砼结构 大面积砼工程措施：设温度伸缩缝，以及在结构内配置温度钢筋。（4）骨料的影响（三）温度变形（四）在荷载作用下的变形1.砼在短期作用下2.砼在长期荷载作用下的变形徐变（Creep）混凝土在持续荷载作用下，随时间增加的变形称为徐变。亦称蠕变。特点： 可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力重新分配使砼构件中局部应力得到缓和。使钢筋的预加应力受到损失（预应力），使构件强度减小。（四）在荷载作用下的变形2.砼在长期荷载作用