建筑材料混凝土.pptx
《建筑材料混凝土.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《建筑材料混凝土.pptx(119页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、土木系 纪殿彬第六章 混凝土及砂浆41 概 述正在施工的秦山核电站正在施工的秦山核电站一、混凝土的定义混凝土 由胶凝材料、细骨料、粗骨料、水以及必要时掺入的化学外加剂组成,经过胶凝材料凝结硬化后,形成具有一定强度和耐久性的人造石材。一般混凝土 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20002800kg/m3,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三峡工程钢筋混凝土重力坝二、混凝土的分类按体积密度分重混凝土 02800kg/m3。一般混凝土 0 20002800kg/m3。轻混凝土 0200
2、0kg/m3。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、聚合物浸渍混凝土等。按用途分结构混凝土、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。二、混凝土的分类按生产和施工工艺分预拌混凝土(商品混凝土)、泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、离心混凝土、等。按强度分一般混凝土 C60。高强混凝土 C60。超高强混凝土 100MPa。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。喷射混凝土施工喷射混凝土施工三、混凝土的特点优点抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低;原材料丰富、本钱低;混凝土拌合物具有良好的可塑性;混凝土与钢筋粘结良好,一般
3、不会锈蚀钢筋。缺点抗拉强度低(约为抗压强度的1/101/20)、变形性能差;导热系数大约为1.8W/(mK);体积密度大(约为2400kg/m3左右);硬化较缓慢。42 一般混凝土组成材料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15%。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一、水泥的选择品种的选择 配制一般混凝土的水泥品种,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
4、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1.52.0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0.91.5倍。二、细骨料(砂)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C30C60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、和淡化海砂等二、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s2500kg/m3;松散堆积密度so1350kg/m3;空隙率P47%。2.含泥量、泥
5、块含量及石粉含量含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量;泥块含量是指粒径大于1.18mm,经水洗、手捏后小于600m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。具体指标见表。二、砂的技术质量要求项 目指 标类类类含泥量(质量计,%)1.03.05.0泥块含量(质量计,%)01.02.0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(%)3.05.07.0泥块含量(%)01.02.0MB值1.40或不合格石粉含量(%)1.03.05.0泥块含量(%)01.02.0人工砂石粉含量和泥块含量二、砂的技术质量要求3.有害物质含量 砂中不应混有草
6、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)1.02.02.0轻物质(%)(质量计)1.01.01.0有机物(比色法)合格合格合格硫化物及硫酸盐(SO3质量计)0.50.50.5氯化物(氯离子质量计)0.010.020.06二、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,且总外表积小,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,详见实验局部。(4)颗粒级配的指标级配区 按600m筛的累计筛余
7、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600m筛档外,可以略有超出,但超出总量应小于5。二、砂的技术质量要求方筛孔累计筛余率,1区2区3区9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600m300m150m010035565358571958010090010025050107041927010090010015025040168555100901)砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比,除4.75mm和600m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150m筛孔的累计筛余可以放宽到10
8、085,2区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10080,3区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10075。砂的颗粒级配区二、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 Mx=3.73.1;中砂 Mx=3.02.3;细砂 Mx=2.21.6。细度模数按下式计算:式中:Mx细度模数;A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m筛的累计筛余百分率,。三、粗骨料的技术质量要求定义 粒径大于4.7
9、5mm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C30C60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。三、粗骨料的技术质量要求1.表观密度、堆积密度及空隙率表观密度g2500kg/m3;松散堆积密度go1350kg/m3;空隙率P47%。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。三、粗骨料的技术质量要求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
10、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,%)0.51.01.5泥块含量(质量计,%)00.50.7碎石、卵石含泥量和泥块含量三、粗骨料的技术质量要求项 目指 标类类类针、片状颗粒(%)(质量计)51525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(%)(SO3质量计)0.51.01.0三、粗骨料的技术质量要求5.强度采用岩石抗压强度
11、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9.09.5mm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:Qc压碎指标值;G1试样的质量,g;G2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
12、连续的级配,由于易产生离析,应用较少。三、粗骨料的技术质量要求项 目指 标类类类碎石压碎指标(%)102030卵石压碎指标(%)121616碎石、卵石的压碎指标三、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1:31:4,超高层建筑宜在1:41:5。从经济上考虑 当最大粒径
13、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。四、拌合用水的技术质量要求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。63 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,能够到达结构均匀、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
14、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、流动性的选择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。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。结 构 种 类坍落度,mm根底或地面等的垫层,无配筋的大体积结构(挡土墙、根底等)或配筋稀疏的结构1030板
15、、梁和大型及中型截面的柱子等3050配筋密列的结构(如薄壁、斗仓、筒仓、细柱等)5070配筋特密的结构70902.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5s30s之间的干硬性混凝土。混凝土拌合物按流动性的分类 按混凝土质量操作标准(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T1T2T3T410mm40mm50mm90mm100mm150mm160mm干硬性混凝土(坍落度10
16、mm)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 V0V1V2V331s30s21s20s11s10s5s三、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。见以以下图。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合理砂率确实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)到达最大,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。四、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
17、落度的现场操作;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64 硬化混凝土的强度一、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202,相对湿度为95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fcu表示。当采用非标准试件时,须乘以换算系数,见下表:标准试验方法是指一般混凝土力学性能
18、试验方法(GB/T500812002),详见实验局部。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150150150401.00非标准试件100100100300.95200200200601.05一、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(fcu,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(fcu,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
19、的含义:强度的范围:某混凝土,其fcu30.034.9MPa;某混凝土,其fcu30.0MPa的保证率为95%。C30“C”代表“混凝土”。“30”代表fcu,k30.0MPa;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一、混凝土的强度4.劈裂抗拉强度式中:fts劈裂抗拉强度,MPa;P破坏荷载,N;A试件劈裂
20、面积,mm2。劈裂抗拉强度较低,一般为抗压强度的1/101/20。拉应力压应力PP一、混凝土的强度5.影响抗压强度的因素(1)水泥的强度和水灰比 式中:fcu混凝土28d龄期的抗压强度值,MPa;fce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0.400.80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,外表粗糙、多棱角,与水泥石的粘结强度较高;卵石呈圆形或卵圆形,外表光滑,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。(
21、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开展,在714d内强度开展较快,以后逐渐减慢,28d后强度开展更慢。由于水泥水化的原因,混凝土的强度开展可持续数十年。当采用一般水泥拌制的、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
22、n、f28分别为n、28天龄期的抗压强度,MPa。(5)外加剂n3一、混凝土的强度6.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)采用合理砂率,以及级配合格、强度较高、质量良好的碎石;(4)改进施工工艺,加强搅拌和振捣;(5)采用加速硬化措施,提高混凝土的早期强度;(6)在混凝土拌合时掺入减水剂或早强剂。第五节 混凝土的变形性能一.非荷载作用下的变形1.化学收缩2.干湿变化3.温度变形二.荷载作用下的变形1.短期荷载作用下的变形2.长期荷载作用下的变形-徐变第六节、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
23、凝土抵抗压力水渗透的能力。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
24、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;引起混凝土外表产生收缩而开裂。(5)碱集料反响碱集料反响是指水泥、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响。应严格操作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
25、种;选择质量良好、技术要求合格的骨料。(2)提高混凝土制品的密实度严格操作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。严格按操作规程进行施工操作。(3)改善混凝土的孔隙结构在混凝土中掺入适量引气剂,可改善混凝土内部的孔结构,封闭孔隙的存在,可以提高混凝土的抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性。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.枯燥环境正常的居住或办公用房屋内不作规定0.650.602002603002.潮湿环境无冻害高湿度的室内部件室外部
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 建筑材料 混凝土
限制150内