水泥混凝土和建筑砂浆.pptx
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1、1.按表观密度分类(1)轻混凝土:减轻结构自重(2)普通混凝土:约2400kg/m,最常用(3)重混凝土:防辐射2.按抗压强度分类(1)低强度等级(2)中强度等级:C30C60(3)高强度等级第1页/共83页3.按工作性分类(1)干硬性:(2)常态:坍落度值10100mm(3)流态:4.按施工方法分类(1)泵送混凝土:(2)碾压混凝土:(3)喷射混凝土:(4)灌浆混凝土:第2页/共83页第一节 普通混凝土的组成1.水泥(胶结材料)(1)品种大体积混凝土:PS、PP、PF快硬混凝土:P(P)高强混凝土:P(P)(2)强度水泥的强度等级要与混凝土的强度等级相适应(PO 42.5)C30混凝土路面优
2、先选用早强型水泥第3页/共83页2.细集料(1)级配、细度模数混凝土用砂石材料:小的空隙率(大的密实度)和小的比表面积1)级配区:较粗;大砂率区:区:较细;小砂率2)细度模数Mx细度模数只反映全部颗粒的平均粗细程度,而不能反映颗粒的级配情况。应同时考虑级配和细度模数两个指标第4页/共83页(2)天然砂的含泥量、泥块含量含泥量:小于0.075mm泥块:大于1.18mm 小于0.6mm(3)人工砂的石粉含量石粉含量:小于0.075mm的颗粒含量(与泥不同)(4)坚固性第5页/共83页(5)有害物质含量妨碍水泥水化、降低集料与水泥石粘结性、与水泥水化产物产生不良化学反应云母含量轻物质含量硫化物及硫酸
3、盐含量有机物含量(6)碱活性(7)氯离子含量(8)海砂中贝壳含量第6页/共83页3.粗集料1)强度:岩石抗压强度、粗集料压碎值2)坚固性饱和硫酸钠溶液3)级配连续级配:工作性好,不离析,水泥用量大、常用间断级配:空隙率低,节省水泥,容易离析第7页/共83页4)最大粒径、公称最大粒径最大粒径:100完全通过的最小筛孔公称最大粒径:可以100完全通过,也允许有少量筛余(筛余量不超过10),通常公称最大粒径比最大粒径要小一粒径。尽量增大最大粒径第8页/共83页5)含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量6)硫化物、硫酸盐7)碱活性第9页/共83页4.拌和用水海水只允许用来拌素混凝土5.矿物掺合料1)粉煤灰2
4、)粒化高炉矿渣粉3)硅灰6.外加剂第10页/共83页第二节 水泥混凝土的技术性质及检验技术性质工艺性质:混凝土拌和物的和易性力学性质耐久性强度变形硬化混凝土第11页/共83页一、混凝土拌和物的和易性混凝土拌和物:混凝土凝结硬化之前 新拌混凝土1、和易性:综合性质 工作性指砼拌和物能保持其组成成分均匀,不发生分层离析、泌水等现象,适于搅拌、运输、浇筑、捣实成型等施工作业,并获得质量均匀、密实的砼的性能流动性黏聚性保水性施工和易性相互矛盾相互矛盾第12页/共83页2、稠度试验(1)坍落度、坍落扩展度试验坍落度(精确至5mm)、棍度、含砂情况观察粘聚性、保水性流动性第13页/共83页(2)维勃稠度试
5、验(坍落度10mm的干硬性砼)试验过程:开始振动 透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间所经历的时间(s)第14页/共83页2)泌水及压力泌水试验泌水试验压力泌水试验衡量混凝土拌和物在压力状态下的泌水性能,关系到混凝土在泵送过程中是否会离析而堵泵第15页/共83页3、影响混凝土拌和物和易性的因素内因:组成材料的质量及用量外因:环境条件、时间1)单位用水量(1m混凝土中水的用量)固定用水量定则:在原材料品质确定的条件下,用水量一定,水泥用量增减50100kg/m,新拌混凝土的流动性(坍落度)基本保持不变和水泥水化反应润湿集料表面 总表面积自由水:决定新拌混凝土工作性第16页/共83页2)胶浆数量和集浆比胶
6、浆作用:填充空隙、包裹集料表面并略有富余起润滑作用3)水胶比W/B:水的质量/胶凝材料的质量水胶比的大小决定胶浆的稠度4)砂率s:砂的质量/砂石总质量空隙率总表面积第17页/共83页(1)对流动性的影响水泥浆数量一定时:砂率越大砂浆越多润滑减阻作用越好流动性越大但砂率过大集料空隙率大、总表面积大水泥浆数量不足混凝土拌和物显得干稠、流动性减小坍坍落落度度砂率砂率合理砂率第18页/共83页(2)对黏聚性、保水性的影响)对黏聚性、保水性的影响(3)合理砂率合理砂率:指砂子在填满石子间空隙后有一定的富余量,能在石子:指砂子在填满石子间空隙后有一定的富余量,能在石子间形成一定厚度的砂浆层,以减小粗集料(
7、石子)间的摩阻力,使混凝间形成一定厚度的砂浆层,以减小粗集料(石子)间的摩阻力,使混凝土拌和物流动性达到最大值土拌和物流动性达到最大值5)原材料性质)原材料性质水泥水泥品种、细度、矿物组成、混合材料掺量品种、细度、矿物组成、混合材料掺量集料集料级配、颗粒形状、表面特征、粒径大小级配、颗粒形状、表面特征、粒径大小6)外加剂)外加剂最佳掺量第19页/共83页7)环境条件:温度、湿度、风速水泥水化率、水分蒸发率8)时间坍落度损失:坍落度随时间的增长而逐渐减小4、改善混凝土拌和物和易性的措施(1)调整材料组成(配合比)(2)掺加外加剂:减水剂(3)加强振捣5、混凝土拌和物的工作性选择第20页/共83页
8、与水泥的凝结时间不同6、混凝土拌和物的其他性能试验1)凝结时间试验初凝:加水失去塑性所经历的时间终凝:加水产生强度所经历的时间测定方法:从混凝土拌和物中筛出砂浆用贯入阻力法测定第21页/共83页2)泌水及压力泌水试验3)混凝土的含气量:单位体积混凝土中空气的体积百分比第22页/共83页二、硬化混凝土的强度1、砼的抗压强度标准值、强度等级1)立方体抗压强度()标准尺寸:边长为150mm的正立方体试件标准养护:温度202,相对湿度95以上龄期:28d抗压强度:三个试件的平均值作为代表值破坏荷载,N受压面积,mm第23页/共83页非标准尺寸:边长为100mm、200mm当用非标准尺寸试件时应乘以相应
9、的换算系数,折算为相当于标准试件的强度。环箍效应摩阻效应第24页/共83页2)立方体抗压强度标准值按照标准方法制作和养护的边长为150mm的正立方体试件,在28d龄期时,用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中,具有不低于95保证率的抗压强度值只是一组试件抗压强度的平均值许多试件按数理统计方法确定的第25页/共83页3)强度等级表示方法:“C”“立方体抗压强度标准值”某混凝土的立方体抗压强度标准值 30MPaC15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14个强度等级在结构设计时,混凝土各种力学强度的标准值,均可由强度等级换算出,
10、所以强度等级是混凝土各种力学强度值的基础。C30第26页/共83页 强度等级强度等级C立方体抗压强度标准值(立方体抗压强度标准值(MPa)C30立方体抗压强度标准值为立方体抗压强度标准值为30MPa,亦即,亦即用该混凝土制作的立方体试件抗压强度用该混凝土制作的立方体试件抗压强度30 MPa的概率在的概率在95以上以上第27页/共83页2、轴心抗压强度()试件尺寸:150mm150mm300mm混凝土试件的受力状态更接近其在结构中的承压状态第28页/共83页3、劈裂抗拉强度()混凝土是一种脆性材料,抗拉强度很小,仅为抗压强度的1/201/104、抗弯拉强度:抗折强度()第29页/共83页4、影响
11、硬化后混凝土强度的因素、影响硬化后混凝土强度的因素内因:组成材料的质量和用量外因:龄期、养护、试验条件第30页/共83页(1)胶凝材料的强度)胶凝材料的强度砼强度主要取决于水泥石(硬化水泥浆体)的质量,水砼强度主要取决于水泥石(硬化水泥浆体)的质量,水泥石的质量又取决于泥石的质量又取决于水泥的特性水泥的特性和和水胶比水胶比。配合比相同时,水泥的强度等级越高,则砼的强度越高。配合比相同时,水泥的强度等级越高,则砼的强度越高。(2)水胶比)水胶比第31页/共83页(2)水胶比)水胶比反比关系第32页/共83页 例题例题某混凝土所用水泥实际强度某混凝土所用水泥实际强度36.4MPa,水灰比为,水灰比
12、为0.45,碎石。估算该混凝土,碎石。估算该混凝土28d强度值。强度值。解:解:W/C=0.45,C/W=1/0.45=2.22碎石:碎石:a=0.53,b=0.20代入强度公式有:代入强度公式有:fcu,0=0.5336.4(2.220.20)=39.0MPa第33页/共83页(3)集料特性(强度、形状、表面特征)砼破坏形式:集料强度水泥石强度时,集料与水泥石的胶结面破坏集料强度水泥石强度时,集料本身破坏普通混凝土高强混凝土第34页/共83页2)养护条件(温度、湿度)和龄期第35页/共83页 3)试验条件)试验条件试件的形状、尺寸试件的形状、尺寸立方体试件整体受立方体试件整体受“环箍效应环箍
13、效应”的影响。棱柱体试件中间的影响。棱柱体试件中间未受未受影响,所测强度相对较低。影响,所测强度相对较低。加载速度:加载速度:加荷速度越大,测得的强度值也越大加荷速度越大,测得的强度值也越大第36页/共83页5、提高砼强度的措施1)选用高强度水泥和早强型水泥2)采用低水胶比和浆集比3)掺加砼外加剂和矿物掺合料4)采用湿热处理(蒸汽或蒸压养护)5)采用机械搅拌和振捣第37页/共83页三、混凝土的变形砼变形荷载作用下的变形非荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形化学减缩温度变形干缩湿胀第38页/共83页1、短期荷载作用下的变形(弹塑性变形)弹性变形塑性变形第39页/共83页2、长
14、期荷载作用下的变形(徐变、蠕变)第40页/共83页3、化学减缩、化学减缩水泥水泥水化产物水化产物的固体体积小于水化前的固体体积小于水化前反应物反应物(水和水泥)的总体积(水和水泥)的总体积第41页/共83页4、温度变形(热胀冷缩)减少大体积砼温度变形5、干缩湿胀6、收缩试验第42页/共83页四、耐久性砼在长期使用过程中,抵抗因服役环境外部因素和材砼在长期使用过程中,抵抗因服役环境外部因素和材料内部原因造成的侵蚀和破坏,而保持其原有性能不料内部原因造成的侵蚀和破坏,而保持其原有性能不变的能力。变的能力。环境外部因素环境外部因素:酸、碱、盐腐蚀;酸、碱、盐腐蚀;冰冻破坏;冰冻破坏;水压渗透;水压渗
15、透;干湿循环;干湿循环;荷载作用;荷载作用;振动冲击振动冲击材料内部因素材料内部因素:碱集料反应:碱集料反应第43页/共83页 氯离子腐蚀氯离子腐蚀酸雨腐蚀酸雨腐蚀 第44页/共83页1、抗渗性、抗渗性混凝土抵抗压力水渗透的性能混凝土抵抗压力水渗透的性能抗渗等级:抗渗等级:在规定试验条件下混凝土所能抵抗的最大水压力。在规定试验条件下混凝土所能抵抗的最大水压力。分为分为P4、P6,P8,P10,P12。如。如P6表示可抵抗表示可抵抗0.6MPa的水压的水压力而不渗透。抗渗等级等于或大于力而不渗透。抗渗等级等于或大于P6称为抗渗混凝土。称为抗渗混凝土。第45页/共83页2、抗冻性、抗冻性硬化混凝土
16、在水饱和状态下,经受多次冻融循环作硬化混凝土在水饱和状态下,经受多次冻融循环作用,能保持强度和外观完整性的性能。混凝土抗冻性以用,能保持强度和外观完整性的性能。混凝土抗冻性以抗抗冻等级冻等级或或抗冻标号抗冻标号表示。表示。试验方法试验方法:慢冻法;快冻法:慢冻法;快冻法第46页/共83页3、抗氯离子渗透性、抗氯离子渗透性氯离子对混凝土的破坏:造成砼中氯离子对混凝土的破坏:造成砼中钢筋腐蚀钢筋腐蚀试验方法:电通量法;快速氯离子迁移系数法(试验方法:电通量法;快速氯离子迁移系数法(RCM法)法)第47页/共83页4、碱、碱集料反应集料反应原材料原材料(水泥、外加剂、混合材水泥、外加剂、混合材)中的
17、碱中的碱(Na2O或或K2O)与骨料中的活性成分反应。浇筑后若干年与骨料中的活性成分反应。浇筑后若干年(二、三十年二、三十年)逐渐逐渐反应,生成物吸水膨胀使混凝土开裂。反应,生成物吸水膨胀使混凝土开裂。(1)碱碱-硅反应硅反应:碱与骨料中的活性氧化硅反应产生碱硅凝碱与骨料中的活性氧化硅反应产生碱硅凝胶,吸水后膨胀引起混凝土结构崩溃。胶,吸水后膨胀引起混凝土结构崩溃。(2)碱碱-碳酸盐反应碳酸盐反应第48页/共83页 碱骨料反应的三个条件碱骨料反应的三个条件:(1)混凝土中含有碱活性的骨料;混凝土中含有碱活性的骨料;(2)混凝土中有较高的碱含量混凝土中有较高的碱含量(Na20、K2O);(3)有
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