PPT建筑材料课件9

第六章

混凝土及砂浆

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。

第一节普通混凝土的组成材料

普通混凝土（简称为混凝土）是由水泥、砂、石和水所组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体。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1.1～1.8倍，配制Ｃ40以上的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.0～1.5倍，同时宜掺入高效减水剂。2.细骨料由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75ｍｍ的岩石颗粒（砂）称为细骨料。混凝土用砂的质量技术要求分述如下。2.1砂的粗细程度与颗粒级配砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。

砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。因此，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。砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法，是用一套孔径（净尺寸）为9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15㎜的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率ai及累计筛余百分率Ａi（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。细度模数的计算公式为：式中 ai-----分计筛余百分率，即该号筛的筛余量除以试样总量；Ａi---累计筛余百分率，即该号筛与大于该号各筛分计筛余百分率之和。细度模数（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，砂的细度模数范围一般为3.7～0.7，其中Ｍx在3.7～3.１为粗砂，Ｍx在３.0～2.3为中砂，Ｍx在2.2～1.6为细砂，Ｍx在1.5～0.7为特细砂。普通混凝土用砂的细度模数一般.在2.2～3.2之间较为适宜。国家规范将细度模数为3.7～1.6的普通混凝土用砂，以0.60㎜筛孔的累计筛余量分成三个级配区，如表4-1所示及图4-1所示。普通混凝土用砂的筛分曲线必须包容在三个级配曲线区域中的任一个区域以内。图6-3砂砂的的1、、2、、3级级配配区区曲曲线线砂按按技技术术要要求求分分为为三三类类：：I类宜宜用用于于强强度度等等级级>C60的混混凝凝土土II类宜宜用用于于强强度度等等级级C30~C60的混混凝凝土土及及有有抗抗冻冻抗抗渗渗或或其其他他要要求求的的混混凝凝土土；；III类宜宜用用于于强强度度等等级级<C30的混混凝凝土土和和建建筑筑砂砂浆浆2.2砂砂中中有有害害杂杂质质的的含含量量为保保证证混混凝凝土土的的质质量量，，砂砂中中有有害害杂杂质质的的含含量量，，应应符符合合国国家家技技术术规规范范的的规规定定。。见见下下表表。。砂中中不应应含含有有活活性性氧氧化化硅硅，因因为为砂砂中中含含有有的的活活性性氧氧化化硅硅，，能能与与水水泥泥中中的的碱碱分分（（ＫＫ2Ｏ及及ＮＮａａ2Ｏ））起起作作用用，，产产生生碱骨骨料料反反应应，使使混混凝凝土土发发生生膨膨胀胀开开裂裂。。3.粗粗骨骨料料粒径径大大于于4.75ｍｍｍｍ的的骨骨料料为为粗粗骨骨料料（（卵卵石石和和碎碎石石））。。对对用用于于配配制制普普通通混混凝凝土土的的卵卵石石和和碎碎石石有有以以下下技技术术要要求求：：3.1最最大大粒粒径径、、颗颗粒粒级级配配（1））石石子子最最大大粒粒径径（（Dmax）石子子各各粒粒级级的的公公称称上上限限粒粒径径称称为为这这种种石石子子的的最最大大粒粒径径。。石石子子的的最最大大粒粒径径增增大大，，则则相相同同质质量量石石子子的的总总表表面面积积减减小小，，混混凝凝土土中中包包裹裹石石子子所所需需水水泥泥浆浆体体积积减减少少，，即即混混凝凝土土用用水水量量和和水水泥泥用用量量都都可可减减少少。。在在一一定定的的范范围围内内，，石石子子最最大大粒粒径径增增大大，，可可因因用用水水量量的的减减少少提提高高混混凝凝土土的的强强度度。。然而石石子最最大粒粒径（（Dmax）过大时时，则则由于于骨料料与水水泥砂砂浆粘粘结面面积下下降等等原因因造成成混凝凝土的的强度度下降降。同同时，，最大大粒径径的选选用，，要受受结构构上诸诸因素素和施施工条条件等等方面面的限限制。。根据据我国国钢筋筋混凝凝土施施工规规范规规定：：混凝凝土用用粗骨骨料的的最大大粒径径不得得大于于结构构物最最小断断面的的短边边长度度的１１／４４；不不得大大于钢钢筋最最小净净距的的３３／４４。另另外还还受搅搅拌机机以及及输送送管道道等条条件的的限制制。（2））颗粒粒级配配粗骨料料的级级配原原理和和要求求与细细骨料料基本本相同同。级级配试试验采采用筛筛分法法测定定，即即用2.36、、4.75、9.5、16.0、、19.0、26.5、、31.5、37.5、、53.0、63.0、、75.0和90ｍｍｍ等等十二二种孔孔径的的圆孔孔筛进进行筛筛分。。石子的的颗粒粒级配配可分分为连续级级配和间断断级配配。连连续级级配是是石子子粒级级呈连连续性性，即即颗粒粒由小小到大大，每每级石石子占占一定定比例例。用用连续续级配配的骨骨料配配制的的混凝凝土混混合料料，和和易性性较好好，不不易发发生离离析现现象。。连续续级配配是工工程上上最常常用的的级配配。间断级级配也也称单单粒级级级配配。间间断级级配是是人为为地剔剔除骨骨料中中某些些粒级级颗粒粒，从从而使使骨料料级配配不连连续，，大骨骨料空空隙由由小几几倍的的小粒粒径颗颗粒填填充，，以降降低石石子的的空隙隙率。。由间间断级级配制制成的的混凝凝土，，可以以节约约水泥泥。由由于其其颗粒粒粒径径相差差较大大，混混凝土土混合合物容容易产产生离离析现现象，，导致致施工工困难难。石子颗颗粒级级配范范围应应符合合规范范要求求。碎碎石、、卵石石的颗颗粒级级配规规格见见表6-5(P59)。3.2粗粗骨料料的强强度及及坚固固性（1））粗骨骨料的的强度度粗骨料料的强强度采采用岩岩石立立方体体强度度或粒粒状石石子的的压碎碎指标标来表表示。。岩石立立方强强度试试验，，是用用母岩岩制成成5××5××5㎝㎝立立方方体，，或直直径与与高度度均为为5㎝㎝的圆圆柱体体试样样，浸浸泡水水中４４８ｈｈ，待待吸水水饱和和后进进行抗抗压试试验。。石子子抗压压强度度与设设计要要求的的混凝凝土强强度等等级之之比，，不应应低于于1.5。。压碎指指标是将一一定重重量气气干状状态下下10～20ｍｍｍ的的石子子装入入一定定规格格的金金属圆圆桶内内，在在试验验机上上施加加荷载载到200ｋＮＮ，卸卸荷后后称取取试样样质量量（ｍｍ0），再再用孔孔径为为2.36ｍｍｍ的筛筛子筛筛除被被压碎碎的细细粒，，称取取试样样的筛筛余量量（m1），用下式式计算算压碎碎指标标：式中δa---------压碎指指标值值，%；ｍ0--------试试样质质量，，g；m1--------压碎试试验后后试样样的筛筛余量量，g。压碎指指标值值越小小，骨骨料的的强度度越高高。（2））骨料料的坚坚固性性骨料的的坚固固性是是指在在气候候、外外力和和其他他物理理力学学因素素作用用（如如冻融融循环环作用用）下下骨料料抗碎碎裂的的能力力。坚坚固性性试验验是用用硫酸酸钠溶溶液法法检验验，试试样经经五次次干湿湿循环环后，，其质质量损损失应应不超超过规规范的的规定定。3.3有害害杂质质粗骨料料中的的有害害杂质质主要要有：：粘土土、淤淤泥及及细屑屑；硫硫酸盐盐及硫硫化物物；有有机物物质；；蛋白白石及及其他他含有有活性性氧化化硅的的岩石石颗粒粒等。。它们们的危危害作作用与与在细细骨料料中相相同。。各种种有害害杂质质的含含量都都不应应超出出规范范的规规定。。粗骨料料中的的针状状（颗颗粒长长轴长长度大大于平平均粒粒径的的２～～４倍倍）和和片状状（厚厚度小小于平平均粒粒径的的0.4倍倍）颗颗粒，，不仅仅影响响混凝凝土的的和易易性，，而且且会使使混凝凝土的的强度度降低低。骨骨料中中针状状颗粒粒含量量，应应符合合规范范中的的规定定。水泥混混凝土土用粗粗骨料料中有有害杂杂质的的含量量，应应符合合GB/T14685-2001的规定定，见见表6-43.4骨料料的饱饱和面面干吸吸水率率骨料的的几种种含水水状态态如图图所示示。（ａ））全干干状态态，（（ｂｂ）气气干状状态；；（c）饱和面面干状状态（（ｄ））湿润润状态态骨料的的含水水状况况除不不含水水分的的绝干干状态态以外外，还还有含含与大大气湿湿度平平衡的的水分分时的的气干干状态态；颗颗粒表表面干干燥，，而颗颗粒内内部的的孔隙隙含水水饱和和的饱饱和面面干状状态；；颗粒粒表面面吸附附了水水的润润湿状状态。。骨料在在饱和和面干干状态态时的的含水水率，，称为为饱和和面干干吸水水率。。当拌制制混凝凝土时时，由由于骨骨料含含水量量的不不同，，将影影响混混凝土土的用用水量量和骨骨料用用量。。计算算混凝凝土中中各项项材料料的配配合比比时，，一般般以干干燥骨骨料为为基准准，而而一些些大型型水利利工程程常以以饱和和面干干的骨骨料为为准。。砂石骨骨料的的这一一特性性，在在设计计和称称料拌拌合混混凝土土中应应加以以注意意，并并作相相应调调整。。如配配合比比设计计是以以干骨骨料作作基准准的，，确定定用水水量时时应考考虑补补充干干骨料料的吸吸水；；当骨骨料是是润湿湿态时时，确确定用用水量量时又又应考考虑扣扣除骨骨料的的表面面水。。4.混混凝土土拌合合及养养护用用水在拌制制和养养护混混凝土土用的的水中中，不不得含含有影影响水水泥正正常凝凝结与与硬化化的有有害杂杂质，，如油油脂、、糖类类等。。凡是是能饮饮用的的自来来水和和清洁洁的天天然水水，都都能用用来拌拌制和和养护护混凝凝土。。污水水、PH值小于于４的的酸性性水、、含硫硫酸盐盐（按按ＳＯＯ3计）超超过水水重１１％的的水均均不得得使用用，在在对水水质有有疑问问时可可将该该水与与洁净净水分分别制制成混混凝土土试块块，然然后进进行强强度对对比试试验，，如果果用该该水制制成的的试块块强度度不低低于洁洁净水水制成成的试试块强强度，，就可可用此此水来来拌制制混凝凝土。。海水水中含含有硫硫酸盐盐、镁镁盐和和氯化化物，，对水水泥石石有侵侵蚀作作用，，对钢钢筋也也会造造成锈锈蚀，，因此此一般般不得得用海海水拌拌制混混凝土土。第二节.普普通混凝凝土的主要要技术性质质混凝土在未未凝结硬化化以前，称为混凝土土拌合物。。它必须具有有良好的和和易性，便便于施工，，以保证能能获得良好好的浇灌质质量；混凝凝土拌合物物凝结硬化化以后，应应具有足够够的强度，，以保证建建筑物能安安全地承受受设计荷载载；并应具具有必要的的耐久性1.混凝土土拌合物的的和易性1.1.和和易性的的概念和易性是指混凝土土拌合物易易于施工操操作（拌合合、运输、、浇灌、捣捣实）并能能获致质量量均匀、成成型密实的的性能。和和易性是一一项综合的的技术性质质，包括有有流动性、、粘聚性和和保水性等等三方面的的含义。流动性是指混凝土土拌合物在在本身自重重或施工机机械振捣的的作用下，，能产生流流动，并均均匀密实地地填满模板板的性能。。流动性的的大小取决决于混凝土土拌合物中中用水量或或水泥浆含含量的多少少。粘聚性是指混凝土土拌合物在在施工过程程中其组成成材料之间间有一定的的粘聚力，，不致产生生分层和离离析的性能能。粘聚性性的大小主主要取决于于细骨料的的用量以及及水泥浆的的稠度等。。保水性是指混凝土土拌合物在在施工过程程中，具有有一定的保保水能力，，不致产生生严重泌水水的性能。。保水性差差的混凝土土拌合物，，由于水分分分泌出来来会形成容容易透水的的孔隙，从从而降低混混凝土的密密实性。1.2.和和易性测测定及评价价指标目前，尚没没有能够全全面反映混混凝土拌合合物和易性性的测定方方法。在工工地和试验验室，通常常是测定拌拌合物的流流动性，并并辅以直观观经验评定定粘聚性和和保水性。。（１）坍落落筒法将混凝土拌拌合物按规规定方法装装入标准圆圆锥筒中，，逐层插捣捣并装满刮刮平后，垂垂直提起圆圆锥筒，混混凝土拌合合物由于自自重将会向向下坍落。。量测坍落落的高度（（以毫米计计），即为为坍落度。。坍落度越越大，则混混凝土拌合合物的流动动性越大。。在做坍落度度试验的同同时，应观观察混凝土土拌合物的的粘聚性、、保水性及及含砂等情情况，以更更全面地评评定混凝土土拌合物的的和易性。。坍落度法法适用于骨骨料最大粒粒径不大于于40㎜，，坍落度值值不小于10㎜的混混凝土拌合合物。根据坍落度度的不同，，可将混凝凝土拌合物物分为：大流动性混混凝土（坍坍落度大于于160ｍｍｍ）；流动性混凝凝土（坍落落度为100～150ｍｍ））；塑性混凝土土（坍落度度为50～～90ｍｍｍ）及低塑性混凝凝土（坍落落度为10～40ｍｍｍ）。坍落度值值小于10ｍｍｍ的拌合合物为干干硬性混混凝土。。(２)维勃稠稠度法（ＶＢＢ法）对干硬性的混混凝土拌合物物通常采用维维勃稠度仪测测定其稠度。。维勃稠度测测试方法是：：在维勃稠度度仪上的坍落落度筒中按规规定方法装满满拌合物，垂垂直提起坍落落度筒，在拌拌合物试体顶顶面放一透明明圆盘，开启启振动台，同同时用秒表计计时，在透明明圆盘的底面面完全为水泥泥浆所布满的的瞬间，停止止秒表，关闭闭振动台。此此时可认为混混凝土混合物物已密实。读读出秒表的秒秒数，称为维维勃稠度。该该法适用于粗粗骨料最大粒粒径不超过40ｍｍ，维维勃稠度在５５～30ｓ之之间的混凝土土拌合物的稠稠度测定。混凝土拌合物物流动性按维维勃稠度大小小，可分为4级：超干硬性性（≥31s）；特干硬性性（30～21s）；干硬性（（20～11s）；半干硬性性（10～5s）。1.3和易易性的选择混凝土拌合物物的坍落度，，主要依据构构件截面大小小，钢筋疏密密和捣实方法法来确定。当当截面尺寸较较小或钢筋较较密，或采用用人工插捣时时，坍落度可可选择大些。。反之，如构构件截面尺寸寸较大，钢筋筋较疏，或采采用振动器振振捣时，坍落落度可选择小小些。表6－－8.注：①上表系采用用机械振捣混混凝土时的坍坍落度，采用用人工捣实其其值可适当增增大；②需配制泵送送混凝土时，，应掺外加剂剂，坍落度宜宜为120～～180㎜。1.4影响和和易性的因素素（１）水泥浆浆的数量在混凝土拌合合物中，水泥泥浆包裹骨料料表面，填充充骨料空隙，，使骨料润滑滑，提高混合合料的流动性性；在水灰比比不变的情况况下，单位体体积混合物内内，随水泥浆浆的增多，混混合物的流动动性增大。若若水泥浆过多多，超过骨料料表面的包裹裹限度，就会会出现流浆现现象，这既浪浪费水泥又降降低混凝土的的性能；如水水泥浆过少，，达不到包裹裹骨料表面和和填充空隙的的目的，使粘粘聚性变差，，流动性低，，不仅产生崩崩塌现象，还还会使混凝土土的强度和耐耐久性降低。。混合物中水水泥浆的数量量以满足流动动性要求为宜宜。（２）水泥浆浆的稠度水泥浆的稀稠稠，取决于水水灰比的大小小。水灰比小，水水泥浆稠，拌拌合物流动性性就小，混凝凝土拌合物难难以保证密实实成型。若水水灰比过大，，又会造成混混凝土拌合物物的粘聚性和和保水性不良良，而产生流流浆、离析现现象。水泥浆的数量量和稠度取决决于用水量和和水灰比。实际上用水量量是影响混凝凝土流动性最最大的因素。。当用水量一一定时，水泥泥用量适当变变化（增减50～100㎏／ｍ3）时，基本上上不影响混凝凝土拌合物的的流动性，即即流动性基本本上保持不变变。由此可知知，在用