建筑材料混凝土介绍课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4,混凝土和砂浆,4.1,概 述,正在施工的秦山核电站,4.1.1,混凝土的定义和分类,混凝土,由,胶凝材料,（胶结料）、,粗、细骨料,（集料）、,水及其他材料,，按适当比例配制并硬化而成的具有所需形状、强度和耐久性的人造石材。,普通混凝土,由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、干体积密度为,2000,2800kg/m,3,，具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为“混凝土”。,三峡工程钢筋混凝土重力坝,4.1.1,混凝土的特点,优点,良好的可浇筑性；,易于加工成型,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；,性能的多样性；,可通过改变混凝土组成成分及数量比例，获得不同物理性能的产品。,良好的耐久性与经济性；,混凝土经久耐用，原材料来源广泛，成本低廉,混凝土中约,80%,以上的材料是砂石料，属地方性材料，,来源丰富，,价格低廉；,符合就地取材和经济原则,水泥混凝土与钢筋可牢固粘结；,具有一定的美学特性。,缺点,自重大,1m3,混凝土重,2400kg,，故结构物自重较大，导致地基处理费用增加。,脆性大，易开裂，抗拉强度小；变形能力差、比强度小,混凝土的结构,混凝土的结构,水泥,+,水水泥浆,+,砂水泥砂浆,+,石子混凝土拌合物硬化混凝土,组成材料的作用,混凝土体积构成,水泥石,25,左右；,砂和石子,70,以上；,孔隙和自由水,1,5%,。,组成材料,硬化前,硬化后,水泥,+,水,润滑作用,胶结作用,砂,+,石子,填充作用,骨架作用,4.1.3,混凝土的分类,按胶凝材料分,水泥混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土、石膏混凝土及水玻璃混凝土等。,按表观密度分,重混凝土,0,2600kg/m,3,。,普通混凝土,0,1950,2600kg/m,3,。,轻混凝土,0,1950kg/m,3,按用途分,结构混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝土等 。,混凝土的分类,按强度分,普通混凝土 ,C60,。,高强混凝土 ,C60,。,超高强混凝土 ,100MPa,。,按生产和施工工艺分,泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、预拌混凝土（商品混凝土）等。,按配筋情况分,素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土等。,喷射混凝土施工,泵送混凝土,施工,4. 2,普通混凝土的用骨料,一、砂的技术质量要求,定义,砂是指粒径在,4.75mm,以下的颗粒。,分类,按产源分,按技术要求分,类 宜用于强度等级大于,C60,的混凝土；,类 用于强度等级为,C30,C60,及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；,类 宜用于强度等级小于,C30,的混凝土和建筑砂浆。,砂,天然砂,人工砂,机制砂,混合砂,河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等,砂的技术质量要求,1.,表观密度、堆积密度及空隙率,表观密度,s,2500kg/m,3,；,松散堆积密度,so,1350kg/m,3,；,空隙率,P,47%,。,2.,含泥量、泥块含量及石粉含量,含泥量是指粒径小于,0.08mm,的颗粒含量；,泥块含量是指粒径大于,1. 25mm,，经水洗、手捏后小于,630,m,的颗粒含量；,石粉含量是指人工砂中粒径小于,0.075mm,的颗粒含量。,砂的技术质量要求,项 目,指 标,类,类,类,含泥量（质量计，,%,）,1.0,3.0,5.0,泥块含量（质量计，,%,）,0,1.0,2.0,天然砂含泥量和泥块含量,项 目,指 标,类,类,类,亚甲蓝试验,MB,值,1.40,或合格,石粉含量（,%,）,3.0,5.0,7.0,泥块含量（,%,）,0,1.0,2.0,MB,值,1.40,或不合格,石粉含量（,%）,1.0,3.0,5.0,泥块含量（,%）,0,1.0,2.0,人工砂石粉含量和泥块含量,砂的技术质量要求,3.,有害物质含量,砂中不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂物，有害物质主要是云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯化物等。见下表。,项 目,指 标,类,类,类,云母（,%)（,质量计）,1.0,2.0,2.0,轻物质（,%)（,质量计）,1.0,1.0,1.0,有机物（比色法）,合格,合格,合格,硫化物及硫酸盐（,SO,3,质量计）,0.5,0.5,0.5,氯化物（氯离子质量计）,0.01,0.02,0.06,砂的技术质量要求,4.,颗粒级配,（,1,）颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。,（,2,）级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当，其空隙率小，且总表面积小，可以节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。,（,3,）颗粒级配采用筛分法确定，详见实验部分。,（,4,）颗粒级配的指标,级配区 按,600m,筛的累计筛余率的大小，可分为,1,区、,2,区、,3,区共三个级配区。详见下页表。,级配合格判定 砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内；除,4.75mm,和,600,m,筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于,5,。,砂的技术质量要求,方筛孔,累计筛余率，,1,区,2,区,3,区,9.50mm,4.75mm,2.36mm,1.18mm,600,m,300,m,150,m,0,10,0,35,5,65,35,85,71,95,80,100,90,0,10,0,25,0,50,10,70,41,92,70,100,90,0,10,0,15,0,25,0,40,16,85,55,100,90,1,）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除,4.75mm,和,600,m,筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于,5,。,2,）,1,区人工砂中,150,m,筛孔的累计筛余可以放宽到,100,85,，,2,区人工砂中,150,m,筛孔的累计筛余可以放宽到,100,80,，,3,区人工砂中,150,m,筛孔的累计筛余可以放宽到,100,75,。,砂的颗粒级配区,砂的技术质量要求,（,5,）级配的选择,宜优先选择级配在,2,区的砂；当采用,1,区砂时，应适当提高砂率；当采用,3,区砂时，应适当减小砂率。,5.,规格,砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂：粗砂,M,x,=3.7,3.1,；中砂,M,x,=3.0,2.3,；细砂,M,x,=2.2,1.6,。,细度模数按下式计算：,式中：,M,x,细度模数；,A,1,、,A,2,、,A,3,、,A,4,、,A,5,、,A,6,分别为,4.75mm,、,2.36mm,、,1.18mm,、,600,m,、,300,m,、,150,m,筛的累计筛余百分率，。,二、石子的技术质量要求,定义,粒径大于,4.75mm,的骨料称为粗骨料。,分类,按产源分：卵石和碎石,按技术要求分：,类 宜用于强度等级大于,C60,的混凝土；,类 用于强度等级为,C30,C60,及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；,类 宜用于强度等级小于,C30,的混凝土和建筑砂浆。,石子的技术质量要求,1.,表观密度、堆积密度及空隙率,表观密度,g,2500kg/m,3,；,松散堆积密度,go,1350kg/m,3,；,空隙率,P,47%,。,2.,含泥量、泥块含量及石粉含量,含泥量是指粒径小于,0.075mm,的颗粒含量；,泥块含量是指卵石、碎石中粒径大于,4.75mm,经水洗手捏后小于,2.36mm,的颗粒含量。具体指标见表。,石子的技术质量要求,3.,针片状颗粒含量,针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径,2.4,倍者；,片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径,0.4,倍者。,针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。见表。,项 目,指 标,类,类,类,含泥量（质量计，,%,）,0.5,1.0,1.5,泥块含量（质量计，,%,）,0,0.5,0.7,碎石、卵石含泥量和泥块含量,石子的技术质量要求,项 目,指 标,类,类,类,针、片状颗粒（,%,）（质量计）,5,15,25,碎石、卵石针片状颗粒含量,4.,有害物质含量,卵石、碎石中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块和炉渣等杂物。见下表。,项 目,指 标,类,类,类,有机物,合格,合格,合格,硫化物及硫酸盐（,%,） （,SO,3,质量计）,0.5,1.0,1.0,三、石子的技术质量要求,5.,强度,采用岩石抗压强度和压碎指标两种检验：,岩石抗压强度是将母岩制成,50mm50mm50mm,立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度值。,压碎指标是将一定质量风干状态下,9.50,19.0mm,的颗粒装入标准圆模内，在压力机上按,1kN/s,速度均匀加荷至,200kN,并稳定，卸荷后用,2.36mm,的筛筛除被压碎的细粉，称出筛余量。按下式计算：,式中：,Q,c,压碎指标值 ；,G,1,试样的质量 ，,g,；,G,2,压碎后的筛余量，,g。,6.,颗粒级配,为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。,粗骨料的颗粒级配有连续级配与间断级配两种。,连续级配是石子由小到大连续分级；,间断级配是指用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配，中间为不连续的级配，由于易产生离析，应用较少。,三、石子的技术质量要求,项 目,指 标,类,类,类,碎石压碎指标（,%,）,10,20,30,卵石压碎指标（,%,）,12,16,16,碎石、卵石的压碎指标,石子的技术质量要求,7.,最大粒径,粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒级的最大粒径。,从结构上考虑,根据规定，混凝土用粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的,1/4,，且不得超过钢筋最小净间距的,3/4,；对混凝土实心板，不宜超过板厚的,1/3,，且不得超过,40mm,。,从施工上考虑,对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与输送管内径之比碎石不宜大于,1,：,3,，卵石不宜大于,1,：,2.5,，高层建筑宜在,1,：,3,1,：,4,，超高层建筑宜在,1,：,4,1,：,5,。,从经济上考虑,当最大粒径小于,80mm,时，水泥用量随最大粒径减小而增加， 当大于,150mm,后，节约水泥的效果却不明显。,三、水泥的选择,品种的选择,配制普通混凝土的水泥品种，应根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理地选择。,强度等级的选择,原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥；,一般情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的,1.5,2.0,倍；,配制高强混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的,1,倍左右。,四、拌合用水的选择,混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。,拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合,混凝土拌合用水标准,（,JGJ631989,）的规定。,4,4,混凝土拌合物的和易性,一、和易性（工作性）的概念,混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的性能。和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性：,和易性,粘聚性,保水性,流动性,易达结构均匀,易成型密实,好,好,在本身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。,各组成材料之间具有一定的内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质。,具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致发生泌水现象的性质。,保证混凝土硬化后的质量,二、和易性的评定,定量测定拌合物的流动性、辅以直观经验评定粘聚性和保水性。,1.,坍落度法,测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值,坍落度（单位,mm,）。,适用范围：,集料最大粒径不大于,40mm,；,坍落度值不小于,10mm,的低塑性混凝土、塑性混凝土。,二、和易性的评定维勃稠度法采用维勃稠度仪测定。其方法是：开始在坍落度筒中按规定方法装满拌合物，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，当振动到透明圆盘的底面被水泥浆布满的瞬间停止计时，并关闭振动台。由秒表读出时间即为该混凝土拌合物的维勃稠度值，精确至,1s,。,2.,维勃稠度法,测定使拌合物密实所需要的时间，,s,。,适用范围,粗骨料最大粒径不大于,40mm,；,坍落度小于,10mm,，维勃稠度在,5s,30s,之间的干硬性混凝土。,三、混凝土拌合物按流动性的分类,按,混凝土质量控制标准,（,GB50164,）的规定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度 、维勃稠度分为四级。见下表。,名 称,代号,指标,混凝土拌合物,塑性混凝土,（坍落度,10mm,）,低塑性混凝土,塑性混凝土,流动性混凝土,大流动性混凝土,T,1,T,2,T,3,T,4,10mm,40mm,50mm,90mm,100mm,150mm,160mm,干硬性混凝土,（坍落度,10mm,）,超干硬性混凝土,特干硬性混凝土,干硬性混凝土,半干硬性混凝土,V,0,V,1,V,2,V,3,31s,30s,21s,20s,11s,10s,5s,混凝土施工时坍落度的选择,混凝土拌合物坍落度的选择，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。 见下表,4-6,。,结 构 种 类,坍落度，,mm,基础或地面等的垫层，无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构,10,30,板、梁和大型及中型截面的柱子等,30,50,配筋密列的结构（如薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）,50,70,配筋特密的结构,70,90,4.4.3,影响和易性的因素,1.,组成材料及其用量之间的关系,水泥浆数量和单位用水量；,骨料的品种、级配和粗细程度；,砂率 ；,外加剂 。 见下图。,2.,施工环境的温度、搅拌制度等。,水泥,水,砂,石子,外加剂,水泥浆,骨料,混凝土拌合物,影响和易性的因素,合理砂率的确定,合理砂率是指在水泥浆数量一定的条件下，能使拌合物的流动性（坍落度,T,）达到最大，且粘聚性和保水性良好时的砂率；或者是在流动性（坍落度,T,）、强度一定，粘聚性良好时，水泥用量最小的砂率。,改善和易性的措施,采用合理砂率；,改善砂石的级配；,掺外加剂或掺合料；,根据环境条件，注意坍落度的现场控制；,在水灰比不变的条件下，适当增加水泥浆的用量，可增大拌合物的流动性；,在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌合物的流动性。,掺外加剂的混凝土,4,5,硬化混凝土的技术性质,一、混凝土的强度,混凝土强度的种类,混凝土强度,抗拉强度,抗剪强度,抗压强度,握裹强度,轴心抗压强度,立方体抗压强度,钢筋与混凝土的粘结强度,一、混凝土的强度,1.,立方体抗压强度,以边长为,150mm,的标准立方体试件，在温度为,203,，相对湿度为,90,以上的潮湿条件下或者在,Ca,（,OH,）,2,饱和溶液中养护，经,28d,龄期，采用标准试验方法测得的抗压极限强度。用,f,cu,表示。,当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表：,标准试验方法是指,普通混凝土力学性能试验方法,（,GB/T50081,2002,），详见实验部分。,试件种类,试件尺寸，,mm,粗骨料最大粒径，,mm,换算系数,标准试件,150150150,40,1.00,非标准试件,100100100,30,0.95,200200200,60,1.05,一、混凝土的强度,2.,混凝土强度等级,按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“,C”,和混凝土立方体抗压强度标准值（,f,cu,k,）表示，主要有,C10,，,C15,，,C20,，,C25,，,C30,，,C35,，,C40,，,C45,，,C50,，,C55,，,C60,，,C65,，,C70,，,C75,，,C80,等十五个强度等级。,立方体抗压强度标准值（,f,cu,k,） ，是立方体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%,。,强度等级表示的含义：,强度的范围：某混凝土，其,f,cu,30.0,34.9MPa,；,某混凝土，其,f,cu,30.0MPa,的保证率为,95%,。,C30,“C”,代表“混凝土”。,“30”,代表,f,cu,k,30.0MPa,；,一、混凝土的强度,3.,轴心抗压强度,采用,150mm150mm300mm,的棱柱体试件。在立方体抗压强度为,0,55MPa,范围内,f,cp,=,（,0.7,0.8,）,f,cu,。在结构设计计算时，一般取,f,cp,0.67,f,cu,。,非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为,100mm100mm,和,200mm200mm,，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数,0.95,和,1.05,。,F,F,一、混凝土的强度,4.,劈裂抗拉强度,式中：,f,ts,劈裂抗拉强度，,MPa,；,P,破坏荷载，,N,；,A,试件劈裂面积，,mm,2,。,劈裂抗拉强度较低，一般为抗压强度的,1/10,1/20,。,拉应力,压应力,P,P,一、混凝土的强度,4.,影响抗压强度的因素,（,1,）,水泥的强度和水灰比,式中：,f,cu,混凝土,28d,龄期的抗压强度值，,MPa,；,f,ce,水泥,28d,抗压强度的实测值，,MPa,；,混凝土灰水比，即水灰比的倒数；,a,、,b,回归系数。,当混凝土水灰比值在,0.40,0.80,之间时越大，则混凝土的强度越低；,水泥强度越高，则混凝土强度越高。,一、混凝土的强度,（,2,）粗集料的品种,碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高；,卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。,在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。,（,3,）养护条件,在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高；,低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至,0,以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。,混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。,一、混凝土的强度,（,4,）龄期,龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。,在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在,7,14d,内强度发展较快，以后逐渐减慢，,28d,后强度发展更慢。,由于水泥水化的原因，混凝土的强度发展可持续数十年。,当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。,式中：,f,n,、,f,28,分别为,n,、,28,天龄期的抗压强度，,MPa,。,（,5,）外加剂,n,3,一、混凝土的强度,5.,提高混凝土抗压强度的措施,（,1,）采用高强度等级水泥；,（,2,）采用单位用水量较小、水灰比较小的干硬性混凝土；,（,3,）采用湿热处理养护混凝土构件；,（,4,）改进施工工艺，加强搅拌和振捣；,（,5,）在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。,4.7,混凝土的耐久性,1.,耐久性的主要内容,（,1,）抗渗性,混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗有压介质渗透的能力。,混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。是以,28d,龄期的标准试件，按规定方法进行试验时所能承受的最大静水压力来确定。可分为,P4,、,P6,、,P8,、,P10,和,P12,等五个等级，分别表示混凝土能抵抗,0.4,、,0.6,、,0.8,、,1.0,和,1.2MPa,的静水压力而不发生渗透。,（,2,）抗冻性,混凝土的抗冻性是指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。,用抗冻等级表示。抗冻等级是以,28d,龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态下，强度损失不超过,25,，且质量损失不超过,5,时，所能承受的最大冻融循环次数来表示，有,F10,、,F15,、,F25,、,F50,、,F100,、,F200,、,F250,和,F300,等九个等级。,二、混凝土的耐久性,（,3,）抗侵蚀性,混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。,合理选择水泥品种、提高混凝土制品的密实度均可以提高抗侵蚀性。,（,4,）抗碳化性,混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。,混凝土碳化，使其碱度降低，从而使混凝土对钢筋的保护作用降低，钢筋易锈蚀；引起混凝土表面产生收缩而开裂。,（,5,）碱集料反应,碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。,应严格控制水泥中碱的含量和集料中碱活性物质的含量。,二、混凝土的耐久性,2.,提高混凝土耐久性的措施,（,1,）合理选择混凝土的组成材料,根据混凝土工程特点或所处环境条件，选择水泥品种；,选择质量良好、技术要求合格的骨料。,（,2,）保证合理的混凝土配合比,严格控制混凝土的水灰比和水泥用量。见下页表。,选择级配良好的骨料及合理砂率，保证混凝土的密实度。,掺入适量减水剂，提高混凝土的密实度。,（,3,）改进施工操作程序及工艺,严格按操作规程进行施工操作。,二、混凝土的耐久性,环境条件,结构物类别,最大水灰比,最小水泥用量,素混凝土,钢筋混凝土,预应力混凝土,素混凝土,钢筋混凝土,预应力混凝土,1.,干燥环境,正常的居住或办公用房屋内,不作规定,0.65,0.60,200,260,300,2.,潮湿环境,无冻害,高湿度的室内部件,室外部件,在非侵蚀性土和（或）水中的部件,0.70,0.60,0.60,225,280,300,有冻害,经受冻害的室外部件,在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件,高湿度且经受冻害的室内部件,0.55,0.55,0.55,250,280,300,3.,有冻害和除冰剂的潮湿环境,经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件,0.50,0.50,0.50,300,300,300,混凝土最大水灰比和最小水泥用量的规定（,JGJ55,2000,）,4.8,混凝土外加剂,外加剂及其分类,定义,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。一般情况掺量不超过水泥质量的,5%,。,按主要功能的分类,（,1,）改善混凝土拌合物流动性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。,（,2,）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。,（,3,）改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。,（,4,）改善混凝土其它性能的外加剂，包括引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。,一、减水剂,混凝土减水剂是指在保持混凝土拌合物和易性一定的条件下，具有减水和增强作用的外加剂，又称为“塑化剂”，高效减水剂又称为“超塑化剂”。,1.,减水剂的作用机理,减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成；,掺入减水剂前：,当水泥加水拌合形成水泥浆的过程中，水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而形成絮凝状结构，水的作用不能充分发挥；,一、减水剂,掺入减水剂后：,表面活性剂在水泥颗粒表面作定向排列使水泥颗粒表面带有同种电荷，这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分子引力，使水泥颗粒分散，絮凝状结构中的水分释放出来，混凝土拌合用水的作用得到充分的发挥，拌合物的流动性明显提高；,表面活性剂的极性基与水分子产生缔合作用，使水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒之间直接接触，起到润滑作用，改善了拌合物的流动性。,絮凝状结构,一、减水剂,2.,减水剂的作用效果,（,1,）减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的强度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情况下，减少混凝土的单位用水量,5,25,（普通型,5,15,，高效型,10,30,）。,（,2）,提高混凝土拌合物的流动性。在用水量和强度一定的条件下，坍落度可提高,100,200mm,。,（,3）,节约水泥。在混凝土拌合物坍落度、强度一定的情况下，可节约水泥,5,20,。,（,4）,改善混凝土拌合物的性能。掺入减水剂可以减少混凝土拌合物的泌水、离析现象；延缓拌合物的凝结时间；减缓水泥水化放热速度；显著提高混凝土硬化后的抗渗性和抗冻性。,一、减水剂,3.,常用的减水剂,（,1,） 木质素系减水剂（,M,型）,木质素系减水剂主要使用木质素磺酸钙（木钙），属于阴离子表面活性剂，为普通减水剂，其适宜掺量为,0.2,0.3,，减水率,10,左右。,对混凝土有缓凝作用，一般缓凝,。,（,2,）萘系减水剂,高效减水剂，其主要成分为,一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有,NNO,、,NF,、,FDN,、,UNF,、,MF,、建,型等。,萘系减水剂适宜掺量为,0.5,1.0,，其减水率较大，为,10,25%,增强效果显著，缓凝性很小，大多为非引气型。,适用于日最低气温以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、早强、流态等混凝土,。,一、减水剂,（,3,）树脂类减水剂,为水溶性树脂，主要为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，简称密胺树脂减水剂，为阴离子表面活性剂。我国产品有,SM,树脂减水剂，为非引气型早强高效减水剂，其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。,SM,适宜掺量为,0.5,2.0,，减水率达,20,27,。,（,4,）糖蜜类减水剂,普通减水剂。它是以制糖工业的糖渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或糊状物，其中含糖较多，属非离子表面活性剂。国内产品粉状有,TF,、,ST,、,3FG,等。,适宜掺量,0.2,0.3,，减水率,10,左右，,属缓凝减水剂,。,二、早强剂,早强剂是指掺入混凝土中能够提高混凝土早期强度，对后期强度无明显影响的外加剂。,种 类,无机盐类早强剂,有机物类早强剂,复合早强剂,主要品种,氯化钙、硫酸钠,三乙醇胺、三异丙醇胺、尿素等,二水石膏,+,亚硝酸钠,+,三乙醇胺,适宜掺量,氯化钙,1,2,；,硫酸钠,0.5,2,0.02,0.05,2,二水石膏,+1,亚硝酸钠,+0.05,三乙醇胺,作用效果,氯化钙：可使,2d,3d,强度提高,40,100,，,7d,强度提高,25,能使,3d,强度提高,50,注意事项,氯盐会锈蚀钢筋，掺量必须符合有关规定,对钢筋无锈蚀作用,早强效果显著，适用于严格禁止使用氯盐的钢筋混凝土,常用早强剂的品种、掺量及作用效果,4.9,普通混凝土的质量控制与评定,水泥,安定性和强度；质保单,骨料,石：针片状颗粒含量,砂：颗粒级配，含泥量，,氯盐含量（海砂）,一、材料进场质量检验和质量控制,水泥、水,2%,骨料,3%,混凝土在搅拌、运输、浇注过程中的检查：,组成材料质量和用量，每工作班,2,次,稠度，每工作班,2,次,拌和时间，,最短时间（表,6-18,）,从搅拌机中卸出到浇注完毕的,持续时间（表,6-19,）,二、新拌混凝土的质量检验和质量控制,频率,.100,盘但不超过,100m,3,的同配合比的混凝土，,取样次数不得少于,1,次。,.,每一工作班拌制的同配合比的混凝土，取样,次数不得少于,1,次。,.,根据需要，增加试件组数。,三、混凝土强度的检验,准备数据,强度平均值,f= f,cu,i,四、混凝土强度的合格评定,1,n,n,i=1,强度标准差,=,n,i=1,f,cu,i,- n,f,cu,2,2,n-1,保证率,P=,N,0,N,统计方法评定,1.,标准差已知方案,f,cu,f,cu,k,+0.7,0,f,cu,min,f,cu,k,- 0.7,0,当,C20,时,f,cu,min,0.85f,cu,k,当,C20,时,f,cu,min,0.9f,cu,k,四、混凝土强度的合格评定,2.,标准差未知方案,f,cu,1 ,0,0.9 f,cu,k,f,cu,min, ,2 ,f,cu,k,四、混凝土强度的合格评定,0,=,n,i=1,f,cu,i,- n,f,cu,2,2,n-1,非统计方法评定,f,cu, 1.15,f,cu,k,f,cu,min, 0.95,f,cu,k,对于用不合格批混凝土制成的结构或构件应进行鉴定。对不合格批的结构或构件，必须及时处理。,四、混凝土强度的合格评定,4,8,普通混凝土配合比设计,一、配合比及其表示方法,混凝土的配合比,是指混凝土各组成材料用量之比。,主要有“质量比”和“体积比”两种表示方法。工程中常用“质量比”表示。,质量配合比的表示方法,（,1,）以,1m,3,混凝土中各组成材料的实际用量表示。例如水泥,m,c,295kg,，砂,m,s,648kg,，石子,m,g,1330kg,，水,m,w,165kg,。,（,2,）以各组成材料用量之比表示。例如上例也可表示为：,m,c,：,m,s,：,m,g,1,：,2.20,：,4.51,，,m,w,/,m,c,0.56,。,二、配合比设计的要求,满足结构设计的强度等级要求；,满足混凝土施工所要求的和易性；,满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；,符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。,三、配合比设计基本参数,水灰比,（,m,w,/,m,c,）、,单位用水量,（,m,w,）和,砂率,（,s,）是混凝土配合比设计的三个基本参数。,水泥,水,砂,石子,水泥浆,骨料,混凝土,单位用水量,m,w,砂率,w,水灰比,m,w,/,m,c,与强度、耐久性有关,与流动性有关,与粘聚性、保水性有关,四、配合比设计的步骤与方法,（一）确定混凝土基准配合比,（二）试配、调整，确定设计配合比,（三）计算施工配合比,（一）确定混凝土基准配合比,1.,计算施工配制强度,f,cu,0,式中,:,f,cu,0,混凝土配制强度，,MPa,；,f,cu,k,混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土强度等级值，,MPa,；,混凝土强度标准差，,MPa,。,混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定：,计算时，强度试件组数不应少于,25,组；,当混凝土强度等级为,C20,和,C25,级，其强度标准差计算值,2.5MPa,时，取,3.0MPa,；当混凝土强度等级等于或大于,C30,级，其强度标准差计算值,3.0MPa,时，取,3.0MPa,；,当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按现行国家标准,混凝土结构工程施工及验收规范,（,GB50204,）的规定取用。,（一）确定混凝土基准配合比,2.,确定水灰比,m,w,/,m,c,（,1,）按混凝土强度要求计算水灰比,式中：,a,、,b,回归系数；应根据工程所用的水泥、集料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；当不具备上述试验统计资料时，可取碎石混凝土,a,0.46,，,b,0.07,；卵石混凝土,a,0.48,，,b,0.33,。,f,ce,水泥,28d,抗压强度实测值，,MPa,。,强度等级,C20,C20,C35,C35,标准差,，,MPa,4.0,5.0,6.0,混凝土强度标准差,（一）确定混凝土基准配合比,（,2,）复核耐久性,为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值,。,3.,确定单位用水量,m,w,（,1,）水灰比在,0.40,0.80,范围内时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。,拌合物稠度,卵石最大粒径，,mm,碎石最大粒径，,mm,项目,指标,10,20,31.5,40,16,20,31.5,40,坍落度，,mm,10,30,190,170,160,150,200,185,175,165,35,50,200,180,170,160,210,195,185,175,55,70,210,190,180,170,220,205,195,185,75,90,215,195,185,175,230,215,205,195,塑性混凝土的单位用水量，,kg,（一）确定混凝土基准配合比,（,2,）水灰比小于,0.40,的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定。,（,3,）掺外加剂时混凝土的单位用水量可按下式计算：,m,wa,m,w0,（,1,）,式中：,m,wa,掺外加剂时混凝土的单位用水量，,kg,；,m,w0,未掺外加剂时混凝土的单位用水量，,kg,；,外加剂的减水率，应经试验确定。,拌合物稠度,卵石最大粒径，,mm,碎石最大粒径，,mm,项目,指标,10,20,40,16,20,40,维勃稠度，,s,16,20,175,160,145,180,170,155,11,15,180,165,150,185,175,160,5,10,185,170,155,190,180,165,干硬性混凝土的单位用水量，,kg,（一）确定混凝土基准配合比,4.,计算水泥用量,m,c,（,1,）计算,（,2,）复核耐久性,将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量,。,5.,确定砂率,s,（,1,）坍落度为,10,60mm,的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按下表选取。,（,2,）坍落度大于,60mm,的混凝土砂率，可经试验确定；也可在下表基础上，坍落度每增大,20mm,，砂率增大,1,确定。,（,3,）坍落度小于,10mm,的混凝土，其砂率应经试验确定。,（一）确定混凝土基准配合比,6.,计算砂、石子用量,m,s0,、,m,g0,（,1,）体积法,又称绝对体积法。,1m,3,混凝土中的组成材料,水泥、砂、石子、水经过拌合均匀、成型密实后，混凝土的体积为,1m,3,，即：,V,c,+,V,s,+,V,g,+,V,w,+,V,a,1,混凝土砂率，,水灰比,m,w,/,m,c,卵石最大粒径，,mm,碎石最大粒径，,mm,10,20,40,16,20,40,0.40,26,32,25,31,24,30,30,35,29,34,27,32,0.50,30,35,29,34,28,33,33,38,32,37,30,35,0.60,33,38,32,37,31,36,36,41,35,40,33,38,0.70,36,41,35,40,34,39,39,44,38,43,36,41,（一）确定混凝土基准配合比,解方程组，可得,m,s0,、,m,g0,。,式中：,c,、,s,、,g,、,w,分别为水泥的密度、砂的表观密度、石子的表观密度、水的密度，,kg/m,3,。水泥的密度可取,2900,3100kg/m,3,；,混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取,1,。,（,2,）质量法,质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质量为,m,cp,，,kg,。,（一）确定混凝土基准配合比,解方程组可得,m,s0,、,m,g0,。,式中：,m,c0,、,m,s0,、,m,g0,、,m,w0,分别为,1m,3,混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，,kg,；,m,cp,1m,3,混凝土拌合物的假定质量，,kg,。可取,2350,2450kg/m,3,。,s,混凝土砂率。,7.,计算基准配合比,（,1,）以,1m,3,混凝土中各组成材料的实际用量表示。,（,2,）以组成材料用量之比表示：,m,c0,：,m,s0,：,m,g0,1,：,x,：,y,，,m,w,/,m,c,？。,（二）试配调整，确定设计配合比,1.,试配,按基准配合比称取一定质量的组成材料，拌制,15L,或,25L,混凝土，分别测定其和易性、强度。,2.,调整,（,1,）,调整和易性，确定基准配合比 测拌合物坍落度，并检查其粘聚性和保水性能：,如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆；,如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。,记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际体积密度（,c,t,）。,（二）试配调整，确定设计配合比,（,2,）强度调整,一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少,0.05,，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定体积密度。各种配比制作两组强度试块，标准养护,28d,进行强度测定。,3.,设计配合比的确定,（,1,）根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比（,m,c,/,m,w,）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（,f,cu,0,）相对应的灰水比，确定,1m,3,混凝土中的组成材料用量：,单位用水量（,m,w,）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；,水泥用量（,m,c,）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；,粗集料和细集料用量（,m,s,、,m,g,）应在基准配合比的用量基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。,（二）试配调整，确定设计配合比,（,2,）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正：,按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值,c,c,：,c,c,m,c,+,m,s,+,m,g,+,m,w,应按下式计算混凝土配合比校正系数,：,式中：,c,t,混凝土体积密度实测值，,kg/m,3,；,c,c,混凝土体积密度计算值，,kg/m,3,。,当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的,2,时，按（,1,）条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过,2,时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数,，得到设计配合比。,（三）换算施工配合比,假定现场砂、石子的含水率分别为,a,和,b%,，则施工配合比中,1m,3,混凝土的各组成材料用量分别为：,m,c,m,s,（,1+a,）,m,g,（,1+b,）,m,w,m,s,a,m,g,b,施工配合比可表示为：,五、配合比计算例题,例题,某工程现浇室内钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为,C30,。施工采用机械拌合和振捣，选择的混凝土拌合物坍落度为,30,50mm,。施工单位无混凝土强度统计资料。所用原材料如下：,水泥,：普通水泥，强度等级,42.5MPa,，实测,28d,抗压强度,48.0MPa,，密度,c,3.1g/cm,3,；,砂,：中砂，级配,2,区合格。表观密度,s,2.65g/cm,3,；,石子,：卵石，,5,40mm,。表观密度,g,2.60g/cm,3,；,水,：自来水，密度,w,1.00g/cm,3,。,施工中不使用任何外加剂。,试用体积法和质量法计算该混凝土的基准配合比。,五、配合比计算例题,解,:,1.,计算混凝土的施工配制强度,f,cu,0,：,根据题意可得：,f,cu,k,30.0MPa,，查表,3.24,取,5.0MPa,，则,f,cu,0,f,cu,k,+ 1.645,30.0+1.6455.0,38.2MPa,2.,确定混凝土水灰比,m,w,/,m,c,（,1,）按强度要求计算,根据题意可得：,f,ce,48.0MPa,，,a,0.48,，,b,0.33,，则：,（,2,）复核耐久性：经复核，耐久性合格。,五、配合比计算例题,3.,确定用水量,m,w0,根据题意，骨料为中砂，卵石，最大粒径为,40mm,，查表取,m,w0,160kg,。,4.,计算水泥用量,m,c0,（,1,）计算：,（,2,）复核耐久性 经复核，耐久性合格。,5.,确定砂率,s,根据题意，采用中砂、卵石（最大粒径,40mm,）、水灰比,0.50,，查表,s,28,33,，取,s,30,。,6.,计算砂、石子用量,m,s0,、,m,g0,五、配合比计算例题,（,1,）体积法,将数据代入体积法的计算公式，取,1,，可得：,解方程组，可得,m,s0,570kg,、,m,g0,1330kg,。,（,2,）质量法,假定混凝土拌合物的质量为,m,cp,2400kg,，将数据代入质量法计算公式，得：,m,s0,+,m,g0,2400,320,160,解方程组，可得,m,s0,576kg,、,m,g0,1344kg,。,6.,计算基准配合比,（,1,）体积法,m,c0,:,m,s0,:,m,g0,320:570:1330,1:1.78:4.16,，,m,w,/,m,c,0.50,；,（,2,）质量法,m,c0,:,m,s0,:,m,g0,320:576:1344,1:1.80:4.20,，,m,w,/,m,c,0.50,。,4.11 其他品种的混凝土,一、高强与高性能混凝土,概念：高强（,C60,以上）,高性能（主要以耐久性为指标）,特性：,二、轻混凝土,轻骨料,大孔,多孔,5,建筑砂浆,定义和分类,定义,砂浆是由胶凝材料、细骨料、掺加料和水按一定比例配制而成的建筑工程材料。,分类,按用途不同分,砌筑砂浆、抹面砂浆和特种砂浆。,按胶凝材料分,水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆,一、砌筑砂浆,（一）砌筑砂浆的组成材料,1.,胶凝材料及掺加料,砌筑砂浆常用的胶凝材料是水泥，其品种应根据砂浆的,用途,和,使用环境,来选择；,水泥强度等级宜为砂浆强度等级的,4,5,倍，用于配制水泥砂浆的水泥强度等级不宜大于,32.5,级；,用于配制混合砂浆的水泥强度等级不宜大于,42.5,级。,掺加料的选用及质量要求见下表。,常用种类,质 量 要 求,块状生石灰经熟化成石灰膏后使用,消化时应用孔径不超过,3mm3mm,的网过滤，消化时间不得少于,7d,石灰膏应洁白细腻，不得含未消化颗粒，脱水硬化的石灰膏不得使用；,消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。,建筑石膏,凝结时间应符合有关规定，电石渣应经,20 min,加热至没乙炔味方可使用。,砂质粘土,干法时，应将其烘干磨细再使用湿法时，应将其淋浆过筛沉淀再使用。,（一）砌筑砂浆的组成材料,2.,砂,砌筑砂浆用细骨料主要为天然砂，宜用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。,砂的含泥量要求：, 水泥砂浆、强度等级,M5,的混合砂浆不应超过,5%,；, 强度等级,M5,的水泥混合砂浆，不应超过,10%,。,3.,水和外加剂,拌制砂浆应采用不含有害杂质的洁净水。,为改善或提高砂浆的性能，可掺入一定的外加剂，但对外加剂的品种和掺量必须通过试验确定。,（二）主要技术性质,1.,和易性,砂浆和易性包括流动性和保水性两个方面。,（,1,）流动性,指砂浆在自重或外力作用下能产生流动的性能。流动性采用砂浆稠度测定仪测定，以沉入度（,mm,）表示。见实验部分。,（二）主要技术性质,（,2,）保水性,新拌砂浆能够保持水分的能力称为保水性。,砂浆的保水性用分层度表示。用分层度测定仪测定。详见实验部分。,分层度值越小，则保水性越好。砌筑砂浆的分层度以在,30mm,以内为宜。,（二）主要技术性质,2.,强度,砂浆强度是以边长为,70.7mm70.7mm70.7mm,的立方体试块，在温度为,203,，一定湿度下养护,28d,，测得的极限抗压强度。详见实验部分。,砂浆按其抗压强度平均值分为,M2.5,、,M5.0,、,M7.5,、,M10,、,M15,、,M20,等六个强度等级。,在一般工程中，办公楼、教学楼以及多层建筑物宜选用,M5.0,M10,的砂浆，平房商店等多选用,M2.5,M5.0,的砂浆，仓库、食堂、地下室以及工业厂房等多选用,M2.5,M10,的砂浆，而特别重要的砌体宜选用,M10,以上的砂浆。,（二）主要技术性质,3.,粘结力,砖石砌体是靠砂浆把块状材料粘结成坚固整体的，因此要求砂浆具有一定的粘结力。,砂浆粘结力的,影响因素,：,1.,粘结力随抗压强度增加而增强；,2.,粘结力与砖石表面状态有关；,3.,砖石表面清洁程度、湿润情况有关；,4.,与施工养护条件有关。,（三）砌筑砂浆的配合比设计,1.,计算砂浆配制强度,m,o,m,o,= ,2,+0.645,2.,计算每立方米砂浆中的水泥用量,Q,C,3.,