《混凝土基础知识》PPT课件.ppt

1,混凝土基础知识 东莞华润混凝土有限公司实验室,2,一、混凝土的组成与分类 二、混凝土的性能及影响因素 三、商品混凝土的发展与应用,3,一、混凝土的组成与分类,1.什么是混凝土 混凝土是由水泥、水、砂、石子、掺合料及外加剂组成。 水和水泥成为水泥浆，砂和石子为混凝土的骨料。在混凝土的组成中，骨料一般占总体积的70%-80%；水泥石约占20%-30%，其余是少量的空气。,4,一、混凝土的组成与分类,2.混凝土的分类 2.1按表观密度分类 a.重混凝土。表观密度大于2600kg/m3的混凝土。常由重晶石和铁矿石配制而成。 b.普通混凝土。表观密度为19502500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品种。 c.轻混凝土。表观密度小于1950kg/m3的混凝土。包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。,5,一、混凝土的组成与分类,2.2按胶凝材料的品种分类 通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。 有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等。,6,一、混凝土的组成与分类,2.3按使用功能和特性分类 按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。,7,一、混凝土的组成与分类,3.普通混凝土 普通混凝土是指以水泥为胶凝材料，砂子和石子为骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的“人工石材”，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品种。 “混凝土”一词通常可简作“砼”。,8,一、混凝土的组成与分类,3.1普通混凝土的主要优点 a.原材料来源丰富。混凝土中约70%以上的材料是砂石料，属地方性材料，可就地取材，避免远距离运输，因而价格低廉。 b.施工方便。混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性，可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件及构筑物。既可现场浇筑成型，也可预制。,9,一、混凝土的组成与分类,c.性能可根据需要设计调整。 通过调整各组成材料的品种和数量，特别是掺入不同外加剂和掺合料，可获得不同施工和易性、强度耐久性或具有特殊性能的混凝土，满足工程上的不同要求。,10,一、混凝土的组成与分类,d.抗压强度高。 混凝土的抗压强度一般在7.560MPa之间。当掺入高效减水剂和掺合料时，强度可达100MPa以上。而且，混凝土与钢筋具有良好的匹配性，浇筑成钢筋混凝土后，可以有效地改善抗拉强度低的缺陷，使混凝土能够应用于各种结构部位。,11,一、混凝土的组成与分类,e.耐久性好。 原材料选择正确、配比合理、施工养护良好的混凝土具有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性能，且对钢筋有保护作用，可保持混凝土结构长期使用性能稳定。,12,一、混凝土的组成与分类,3.2普通混凝土的主要缺点 a.自重大。1m3混凝土重约2400kg，故结构物自重较大，导致地基处理费用增加。 b.抗拉强度低，抗裂性差。混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的1/101/20，易开裂。 c.收缩变形大。水泥水化凝结硬化引起的自身收缩和干燥收缩达50010-6m/m以上，易产生混凝土收缩裂缝。,13,一、混凝土的组成与分类,3.3普通混凝土的基本要求 a.满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。 b.满足设计要求的强度等级。 c.满足工程所处环境条件所必需的耐久性。 d.满足上述三项要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，节约成本，即经济合理性。,14,一、混凝土的组成与分类,4.混凝土原材料组成 混凝土的性能在很大程度上取决于组成材料的性能。因此必须根据工程性质、设计要求和施工现场条件合理选择原料的品种、质量和用量。要做到合理选择原材料，则首先必须了解组成材料的性质、作用原理和质量要求。,15,一、混凝土的组成与分类,4.1水泥 水泥是主要的胶凝材料,水泥品种的选择主要根据工程结构特点、工程所处环境及施工条件确定。水泥强度等级的选择原则为：混凝土设计强度等级越高，则水泥强度等级也宜越高；设计强度等级低，则水泥强度等级也相应低。,16,一、混凝土的组成与分类,水泥的品种： 硅酸盐水泥（P.和P.） 普通硅酸盐水泥（P.O） 矿渣硅酸盐水泥（P.S） 火山灰硅酸盐水泥（P.P） 粉煤灰硅酸盐水泥（P.F） 和复合硅酸盐水泥（P.C）,17,一、混凝土的组成与分类,水泥的强度等级： 一般包括32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。即水泥的28天强度在相应的强度数据之上。,18,一、混凝土的组成与分类,4.2细骨料 公称粒径在0.1504.75mm之间的骨料称为细骨料，亦即砂。 常用的细骨料有河砂、海砂、山砂和机制砂（有时也称为人工砂、加工砂）等。通常根据技术要求分为类、类和类。 类用于强度等级大于C60的混凝土；类用于C30C60的混凝土；类用于小于C30的混凝土。,19,一、混凝土的组成与分类,砂的细度 细度模数在 3.7-3.1为粗砂，在3.0-2.3为中砂，在2.2-1.6为细砂。 普通混凝土用砂的细度模数范围在3.0-2.3,以中砂为宜。,20,一、混凝土的组成与分类,4.3粗骨料 颗粒粒径大于5mm的骨料为粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石两大类。 碎石为岩石（有时采用大块卵石，称为碎卵石）经破碎、筛分而得；卵石多为自然形成的河卵石经筛分而得。,21,一、混凝土的组成与分类,通常根据卵石和碎石的技术要求分为类、类和类。 类用于强度等级大于C60的混凝土；类用于C30C60的混凝土；类用于小于C30的混凝土。,22,一、混凝土的组成与分类,粗骨料的性能： 1.颗粒级配 石子按级配可以分为连续粒级和单粒粒级。 连续粒级包括510mm、5 16mm、5 20mm、5 25mm、5 31.5mm、5 40mm等； 单粒粒级包括10 20mm、16 31.5mm、20 40mm、31.5 63mm、40 80mm等。,23,一、混凝土的组成与分类,4.4外加剂 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。其掺量一般只占水泥量的5%以下，却能显著改善混凝土的和易性、强度、耐久性或调节凝结时间及节约水泥。,24,一、混凝土的组成与分类,外加剂的分类 混凝土外加剂一般根据其主要功能分类： a.改善混凝土流变性能的外加剂。主要有减水剂、引气剂、泵送剂等。 b.调节混凝土凝结硬化性能的外加剂。主要有缓凝剂、速凝剂、早强剂等。,25,一、混凝土的组成与分类,c.调节混凝土含气量的外加剂。主要有引气剂、加气剂、泡沫剂等。 d.改善混凝土耐久性的外加剂。主要有引气剂、防水剂、阻锈剂等。 e.提供混凝土特殊性能的外加剂。主要有防冻剂、膨胀剂、着色剂、引气剂和泵送剂等。,26,二、混凝土的性能及影响因素,1.混凝土性能 a.和易性：和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能。主要表现为：是否易于搅拌和卸出；运输过程中是否分层、泌水；浇灌时是否离析；振捣时是否易于填满模型。可见和易性是一项综合性能，包括流动性、粘聚性和保水性。 b.水灰比：指混凝土中水与水泥用量的质量比。水灰比影响着水泥浆的稠稀。,27,二、混凝土的性能及影响因素,c.砂率： 指混凝土中砂的用量占砂、石总量的质量百分率。 d.混凝土抗压强度： 按照国家规定，以边长为150的混凝土立方体试块，在标准养护条件下（温度为202，相对湿度大于90%）养护28天，测得的抗压强度值，称为立方抗压强度fcu .,28,二、混凝土的性能及影响因素,e.化学收缩： 混凝土在硬化过程中，水泥水化后的体积小于水化前的体积，致使混凝土产生收缩，这种收缩叫化学收缩。 f.混凝土的干缩： 当混凝土在干燥空气中硬化时，会引起体积的收缩，叫干缩。干缩变形对混凝土危害较大，它可使混凝土表面开裂，是混凝土的耐久性严重降低。,29,二、混凝土的性能及影响因素,g.温度变形： 温度升降1度，每米胀缩0.01毫米。温度变形对大体积混凝土极为不利。在混凝土硬化初期，放出较多的水化热，当混凝土较厚时，散热缓慢，致使内外温差较大，因而变形较大。 h.徐变： 混凝土在持续荷载作用下，随时间增长的变形称为徐变。徐变变形初期增长较快，然后逐渐减慢，一般持续2-3年才逐渐趋于稳定。,30,二、混凝土的性能及影响因素,i.混凝土配合比： 是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、石）之间的比例关系。有两种表示方法：一种是以1立方米混凝土中各种材料用量表示；另一种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值及混凝土的水灰比表示 。,31,二、混凝土的性能及影响因素,2.新拌混凝土的性能 2.1和易性的概念。 新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。,32,二、混凝土的性能及影响因素,通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示。 流动性是指拌合物在自重或外力作用下产生流动的难易程度； 粘聚性是指拌合物各组成材料之间不产生分层离析现象； 保水性是指拌合物不产生严重的泌水现象。,33,二、混凝土的性能及影响因素,通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之间存在一定矛盾。,34,二、混凝土的性能及影响因素,和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性。因此，不能简单地将流动性大的混凝土称之为和易性好，或者流动性减小说成和易性变差。 良好的和易性既是施工的要求也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证。,35,二、混凝土的性能及影响因素,2.2混凝土拌合物和易性测试 混凝土拌合物和易性是一项极其复杂的综合指标，到目前为止全世界尚无能够全面反映混凝土和易性的测定方法，通常通过测定流动性，再辅以其他直观观察或经验综合评定混凝土和易性。,36,二、混凝土的性能及影响因素,流动性的测定方法有坍落度法、维勃稠度法、探针法、斜槽法、流出时间法和凯利球法等十多种。 对普通混凝土而言，最常用的是坍落度法和维勃稠度法。,37,二、混凝土的性能及影响因素,坍落度法： 将搅拌好的混凝土分三层装入坍落度筒中，每层插捣25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土则在自重作用下坍落，以坍落高度（单位mm）代表混凝土的流动性。坍落度越大，则流动性越好。,38,二、混凝土的性能及影响因素,根据坍落度值大小将混凝土分为四类： a.大流动性混凝土：坍落160mm； b.流动性混凝土：坍落度100150mm； c.塑性混凝土：坍落度1090mm； d.干硬性混凝土：坍落度10mm；,39,二、混凝土的性能及影响因素,2.3混凝土和易性的调整和改善措施 a.当混凝土流动性小于设计要求时，为了保证混凝土的强度和耐久性，不能单独加水，必须保持水灰比不变，增加水泥浆用量。但水泥浆用量过多，则混凝土成本提高，且将增大混凝土的收缩和水化热等。混凝土的粘聚性和保水性也可能下降。 b.当坍落度大于设计要求时，可在保持砂率不变的前提下，增加砂石用量。实际上相当于减少水泥浆数量。,40,二、混凝土的性能及影响因素,c.改善骨料级配，既可增加混凝土流动性，也能改善粘聚性和保水性。但骨料占混凝土用量的75%左右，实际操作难度往往较大。 d.掺减水剂或引气剂，是改善混凝土和易性的最有效措施。 e.尽可能选用最优砂率。当粘聚性不足时可适当增大砂率。,41,二、混凝土的性能及影响因素,3.凝结时间 混凝土的凝结时间与水泥的凝结时间有相似之处，但由于骨料的掺入，水灰比的变动及外加剂的应用，又存在一定的差异。水灰比增大，凝结时间延长；早强剂、速凝剂使凝结时间缩短；缓凝剂则使凝结时间大大延长。,42,二、混凝土的性能及影响因素,混凝土的凝结时间分初凝和终凝。初凝指混凝土加水至失去塑性所经历的时间，亦即表示施工操作的时间极限；终凝指混凝土加水到产生强度所经历时间。初凝时间希望适当长，以便于施工操作；终凝与初凝的时间差则越短越好。,43,二、混凝土的性能及影响因素,混凝土凝结时间的测定通常采用贯入阻力法。影响混凝土实际凝结时间的因素主要有水灰比、水泥品种、水泥细度、外加剂、掺合料和气候条件等等。,44,二、混凝土的性能及影响因素,4.强度 混凝土的强度一般指的是抗压强度,其他强度指标包括抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度、抗折强度、抗渗等级等。 抗压强度一般指的是立方体试块的抗压强度，是目前普遍采用的用来评定混凝土强度等级的指标。,45,二、混凝土的性能及影响因素,立方体试块的尺寸为150mm150mm150mm，抗压强度等级一般从C10C60，C60以上等级的称为高强度混凝土，“C10”中的字母“C”是混凝土的英文简称，“10”是强度等级，即混凝土立方体试块的抗压强度为10MPa。 混凝土强度的试验龄期包括3天、7天、28天、60天、90天等，即从混凝土试块成型时间开始。,46,二、混凝土的性能及影响因素,影响混凝土强度的因素 1.原材料的性能和比例 2.施工方法 3.养护方法 4.试验方法,47,三、商品混凝土的发展与应用,1.为什么要大力推广商品混凝土 首先，它是社会进步，文明施工的体现。混凝土的研制、生产、使用经历了170年的发展历史。商品混凝土采用集中搅拌，是混凝土生产由粗放型生产向集约化大生产的转变。它实现了混凝土生产的专业化、商品化和社会化，是建筑业依靠技术进步改变小生产方式，实现建筑工业化的一项重要改革。,48,三、商品混凝土的发展与应用,其次，它是建设工程质量的要求，在现场搅拌混凝土，水、水泥、骨料等无法称量只能依靠操作人员的经验施工，容易出现质量事故。而商品混凝土生产，是由专业技术人员在独立的试验室严格按照配合比，采用微机控制方式，通过电子计量，准确地生产出符合建筑设计要求的各种强度等级的混凝土。尤其是使用了外加剂和活性掺和料生产的高强度混凝土，不但大大加快了施工进度，而且从根本上解决了现场搅拌混凝土容易造成的质量隐患。,49,三、商品混凝土的发展与应用,第三，它是城市文明建设的标志。广泛使用商品混凝土，能大大减小噪音、粉尘、道路污染问题，解决施工扰民和施工现场脏、乱、差等问题，也减轻了城市道路的交通压力。 第四，它是社会效益和经济效益的追求,50,三、商品混凝土的发展与应用,2.商品混凝土与现场拌制混凝土相比的优点 生产设备先进,计量精确度高,混凝土质量好 配合比科学先进,可以节约原材料用量 加快施工速度,节省人工,降低能耗,保证施工的连续性,整体性 减少工地现场材料堆放,节约空间 减少环境污染,利于文明施工,