水泥混凝土建筑砂浆和稳定土.pptx
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1、目 录3.1普通水泥混凝土 3.2其他功能混凝土 3.3建筑砂浆 3.4无机结合料稳定材料 返回总目录返回总目录第1页/共57页本章内容 1.普通水泥混凝土的组成材料、设计方法和质量控制。2.其他性能的混凝土的性质。3.建筑砂浆的技术性质。4.无机结合稳定材料的技术性质及要求。教学目标 1.掌握普通水泥混凝土的主要技术性质及其影响因素。2.现行水泥混凝土配合比设计方法和质量评定 3.对混凝土常用外加剂的作用及品种也应了解。4.对其它混凝土的特性和建筑砂浆也应作一定的了解。重点与难点 水泥混凝土配合比设计。返回目录返回目录第2页/共57页 第一节第一节 普通水泥混凝普通水泥混凝土土教学目标教学目
2、标 1.知道各种材料在混凝土中的作用;2.明确配制优质混凝土的环节和要求;3.学习混凝土对各种组成材料的技术要求;4.原材料技术性质对水泥混凝土的影响。教学重点教学重点 合理选择水泥强度和品种。教学难点教学难点 材料的质量和性质对混凝土性能的影响。返回目录返回目录第3页/共57页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土一、组成材料和基本要求一、组成材料和基本要求 1.水泥水泥 水泥是混凝土的胶结材料,混凝土的性能很大程度取决于水泥的质量。(1)水泥品种的选择 配制混凝土用水泥,通常采用第二章所述的五大品种水泥。在特殊情况下,可采用特种水泥。(2)水泥强度的选择 选用水泥的强度应与要求配制的混
3、凝土强度等级相适应。如水泥强度选用过高,则混凝土中水泥用量过低,影响混凝土的和易性和耐久性。反之,如水泥强度选用过低,则混凝土中水泥用量太多,非但不经济,而且降低混凝土的某些技术品质(如收缩率增大等)。通常,配制一般混凝土时,水泥强度为混凝土抗压强度的1.11.6倍;配制高强度混凝土时,水泥强度为混凝土抗压强度的0.71.2倍。返回目录返回目录第4页/共57页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土一、组成材料和基本要求一、组成材料和基本要求2.细集料细集料 混凝土用细集料的主要技术要求如下。(1)级配和细度模数 (2)有害杂质含量3.粗集料粗集料 混凝土用粗集料的主要技术要求如下。(1)强
4、度 为保证混凝土强度,要求碎石必须具有一定的强度。碎石的强度可用岩石的抗压强度和压碎值指标表示。(2)坚固性 为保证混凝土的耐久性,用作混凝土的粗集料应具有足够的坚固性,以抵抗冻融和自然因素的风化作用。返回目录返回目录第5页/共57页第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土一、组成材料和基本要求一、组成材料和基本要求(3)级配 为获得密实、高强的混凝土,并能节约水泥,要求粗细集料组成的矿质混合料有良好的级配。(4)最大粒径的选择 粗集料中公称粒级的上限为该粒级的最大公称粒径。对525mm粒级而言,其上限粒径25mm即为最大公称粒径。新拌混凝土随着最大粒径的增大,单位用水量相应减少。在固定的用
5、水量和水灰比的条件下,加大最大粒径,可获得较好的和易性,或减少水灰比而提高混凝土强度和耐久性。通常在结构截面允许条件下,尽量增大最大粒径以节约水泥.返回目录返回目录第6页/共57页(5)表面特征和形状 表面粗糙且多棱角的碎石与表面光滑且圆形的卵石相比较,碎石配制成的混凝土,由于它对水泥石的粘附性好,故具有较高的强度,(6)有害杂质的含量 粗集料中的有害杂质主要有:粘土、淤泥及细屑、硫酸盐及硫化物、有机质、蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗粒等,(7)碱活性检验 对于重要混凝土工程用集料,应进行集料碱活性检验。第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土一、组成材料和基本要求一、组成材料和基本要求
6、返回目录返回目录第7页/共57页4.混凝土拌和用水混凝土拌和用水 符合国家标准的生活饮用水,可以用来拌制混凝土,不需再进行检验。地表水或地下水首次使用,必须进行适用性检验,合格才能使用。海水只允许用来拌制素混凝土,不宜用于拌制有饰面要求的混凝土、耐久性要求高的混凝土、大体积混凝土和特种混凝土。工业废水必须经过检验,经处理合格后方可使用。第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土一、组成材料和基本要求一、组成材料和基本要求返回目录返回目录第8页/共57页 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土二、普通水泥混凝土的技术性质二、普通水泥混凝土的技术性质 水泥混凝土的主要技术性质包括新拌混凝土的工
7、作性,以及硬化后混凝土的力学性和耐久性。(一一)新拌水泥混凝土的工作性新拌水泥混凝土的工作性(和易性和易性)水泥混凝土在尚未凝结硬化以前,称为新拌混凝土或称混凝土拌和物。1.工作性的含义工作性的含义 工作性(或称和易性),通常认为它包含流动性、可塑性、稳定性和易密性这四方面的含义。优质的新拌混凝土应该具有:满足输送和浇捣要求的流动性;不为外力作用产生脆断的可塑性;不产生分层、泌水的稳定性和易于浇捣密致的密实性。返回目录返回目录第9页/共57页2.工作性的测定方法工作性的测定方法(1)坍落度试验 录像 本方法适用于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度为1090mm的塑性混凝土拌和物稠度测定;进行坍
8、落度试验同时,应观察混凝土拌和物的粘聚性、保水性和含砂情况等,以便全面地评价混凝土拌和物的工作性。根据坍落度不同,可将混凝土分为大流动性混凝土流动性混凝;塑性混凝土;干硬性混凝土(坍落度小于10mm)。(2)维勃稠度试验 (3)流动度试验 坍落度动画 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 二、普通水泥混凝土的技术性二、普通水泥混凝土的技术性质质返回目录返回目录第10页/共57页3.影响新拌混凝土的工作性的因素 影响因素主要有:内因组成材料的质量及其用量,外因环境条件(如温度、湿度和风速)以及时间两个方面。归纳分析如下。(1)组成材料质量及其用量的影响 水泥特性的影响 集料特性的影响 集浆
9、比的影响 集浆比就是单位混凝土拌和物中,集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比。水灰比的影响 砂率的影响 砂率是混凝土中砂的质量占砂石总质量的百分率。外加剂的影响 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 二、普通水泥混凝土的技术性二、普通水泥混凝土的技术性质质返回目录返回目录第11页/共57页 (2)环境条件的影响 引起混凝土拌和物工作性降低的环境因素,主要温度、湿度和风速。(3)时间的影响 4.改善新拌混凝土工作性的措施 调节混凝土的材料组成 掺加各种外加剂 提高振捣机械的效能 5.混凝土拌和物的工作性选择 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 二、普通水泥混凝土的技术性质二、普通水泥混
10、凝土的技术性质水泥混凝土路面施工现场水泥混凝土路面施工现场返回目录返回目录第12页/共57页 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 二、普通水泥混凝土的技术性质二、普通水泥混凝土的技术性质(二二)硬化混凝土的力学性质硬化混凝土的力学性质 硬化后混凝土的力学性质,主要包括强度和变形两方面。1.强度强度 录象1、录像2、录像3 强度是混凝土硬化后的主要力学性能混凝土强度有立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、剪切强度和粘结强度等。(1)抗压强度标准值和强度等级 立方体抗压强度(cu)按照标准的制作方法制成边长为150mm的正立方体试件,在标准养护条件(温度20土2,相对湿
11、度95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”以cu表示,按下式计算,以MPa计。返回目录返回目录第13页/共57页 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 二、普通水泥混凝土的技术二、普通水泥混凝土的技术性质性质 立方体抗压强度标准值(cu,k)按我国现行国标混凝土强度检验评定标准(GBJ10787)的定义,混凝土“立方体抗压强度标准值”是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,用标准试验方法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MPa计。抗压试模
12、抗压试模返回目录返回目录第14页/共57页 强度等级 混凝土“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。强度等级表示方法,是用符号“C”和“立方体抗压强度标准值”两项内容表示。例如“C30”即表示混凝土立方体抗压强度标准值cu,k=30MPa。我国现行混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)规定,普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个强度等级。第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 二、普通水泥混凝土的技术性质二、普通水泥混凝土的技术性质返回目录返回目录第
13、15页/共57页 (2)轴心抗压强度 采用150mm150mm300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为055MPa范围内fcp=(0.70.8)fcu。在结构设计计算时,一般取fcp0.67fcu。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。FF 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土二、普通水泥混凝土的技术性质二、普通水泥混凝土的技术性质返回目录返回目录第16页/共57页(3)劈裂抗拉强度拉应力压应力PP 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土二、普通水泥混凝土的技术性质二、普通水泥混凝土的技术
14、性质式中:fts劈裂抗拉强度,MPa;P破坏荷载,N;A试件劈裂面积,mm2。劈裂抗拉强度较低,一般为抗压强度的1/101/20。返回目录返回目录第17页/共57页(4)抗弯拉强度(cf)录像 道路路面或机场道路用水泥混凝土,以抗弯拉强度(或称抗折强度)控制。根据规范规定,不同交通量等级的水泥混凝土弯拉强度标准值不同。道路水泥混凝土的抗弯拉强度是以标准操作方法制备成150mml50mm550 mm的梁形试件,在标准条件下,经养护28d后,按三分点加荷方式,测定其抗弯拉强度(fcf),按下式计算,以MPa计。第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土二、普通水泥混凝土的技术性质二、普通水泥混凝土
15、的技术性质返回目录返回目录第18页/共57页 2.影响硬化后水泥混凝土强度的因素影响硬化后水泥混凝土强度的因素 (1)材料组成对混凝土强度的影响材料组成是混凝土强度形成的内因,主要取决于组成材料的质量及其在混凝土中的数量。水泥的强度和水灰比 集料特性 对混凝土的强度有明显的影响,特别是粗集料的形状与表面特性对强度有着直接的关系。浆集比 混凝土中水泥浆的体积和集料体积之比值,对混凝土的强度也有一定的影响。第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 二、普通水泥混凝土的技术性质二、普通水泥混凝土的技术性质返回目录返回目录第19页/共57页 (2)养护条件对混凝土强度的影响 对于相同配合组成和相同施
16、工方法的水泥混凝土,其力学强度取决于养护的湿度、温度和养护的时间(龄期)。3.提高混凝土强度的措施提高混凝土强度的措施 (1)选用高强度水泥和早强型水泥 (2)采用低水灰比和浆集比 (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 桥梁预制构件,除了采用前述措施外,还适合采用湿热处理来提高混凝土的强度。(5)采用机械搅拌和振捣 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 二、普通水泥混凝土的技术性质二、普通水泥混凝土的技术性质返回目录返回目录第20页/共57页4.4.耐久性耐久性 (1)抗冻性(2)耐磨性 耐磨性是路面和桥梁用混凝土的重要性能之一。作为高级路面的水泥混凝土,
17、必须具有抵抗车辆轮胎磨耗和磨光的性能。(3)碱一集料反应 水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性集料发生化学反应,可引起混凝土膨胀、开裂,甚至破坏,这种化学反应称为碱一集料反应。碱一集料反应有两种类型:碱一硅反应是指碱与集料中活性二氧化硅反应;碱一碳酸盐反应是指碱与集料中活性碳酸盐反应。第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 二、普通水泥混凝土的技术性二、普通水泥混凝土的技术性质质返回目录返回目录第21页/共57页 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 三、普通水泥混凝土的配合比三、普通水泥混凝土的配合比设计设计混凝土配合比,是指混凝土中各组成材料之间的比例关系。普通水泥混凝土的配合比设计
18、包括选料和配料两方面。(一)混凝土配合比表示方法(一)混凝土配合比表示方法 混凝土配合比表示方法,通常有下列两种:1.单位用量表示方法:以1m3混凝土中各种材料的用量(kg/m3)表示水泥:细集料:粗集料:水=mco:mso:mgo:mwo:=330:706:1265:165 2.相对含量表示方法:以各种材料用料量的比例即(以水泥质量为1)表示水泥:细集料:粗集料;=1:2.15:3.82;水灰比0.5返回目录返回目录第22页/共57页 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 三、普通水泥混凝土的配合比设三、普通水泥混凝土的配合比设计计(二)混凝土配合比设计的基本要求二)混凝土配合比设计的
19、基本要求 混凝土配合比设计的要求有以下四方面:满足结构物的设计强度要求;满足现场施工条件的工作性要求;满足工程所处环境的耐久性要求;在满足上述要求的前提下,尽量减少水泥用量,降低混凝土成本,以便取得较好的经济效果。返回目录返回目录第23页/共57页(三三)混凝土配合比设计参数混凝土配合比设计参数 普通混凝土四种主要组成材料的相对比例,通常由三个参数来控制。1.水灰比:水灰比:混凝土中水与水泥的比例称为水灰比。2.砂率:砂率:砂子占砂石总量的百分率称为砂率。3.3.单位用水量:单位用水量:是指1m3混凝土拌和物中水的用量(kgm3)。(四四)混凝土配合比设计的基本原理混凝土配合比设计的基本原理
20、1.绝对体积法 2.假定表观密度法(假定容重法)3.查表法 第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 三、普通水泥混凝土的配合比设计三、普通水泥混凝土的配合比设计返回目录返回目录第24页/共57页(五五)混凝土配合比设计的方法与步骤混凝土配合比设计的方法与步骤 1.设计的基本资料设计的基本资料 混凝土配合比设计的基本资料包括以下四方面:设计要求的混凝土强度等级,承担施工单位的管理水平;工程所处的环境和设计对混凝土耐久性的要求;原材料品种及其物理力学性能指标;混凝土所处的部位、结构构造情况,施工条件等。第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 三、普通水泥混凝土的配合比三、普通水泥混凝土的配
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