(1.1)--01-第1+2章砼组成材料混凝土工艺学.ppt
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1、混凝土组成材料见面课混凝土组成材料见面课骨肉相依互激互连凝聚以力骨肉相依互激互连凝聚以力v1、混凝土及其、混凝土及其基本基本性能要求性能要求v2、材料的孔结构与材料的性能、材料的孔结构与材料的性能 v3、混凝土组成材料及其相互作用、混凝土组成材料及其相互作用 v(1)什么是混凝土)什么是混凝土 广义上,凡由广义上,凡由胶凝材料胶凝材料、骨料骨料(或称集(或称集料)按适当比例料)按适当比例配合配合,拌和制成的混合物,拌和制成的混合物,经经一定时间硬化一定时间硬化而成的而成的人造石材人造石材统称之为混统称之为混凝土。凝土。目前,工程上使用最多的是以水泥为胶结材料,以目前,工程上使用最多的是以水泥为
2、胶结材料,以砂、石为骨料,加水并掺入适量外加剂和掺合料拌制的砂、石为骨料,加水并掺入适量外加剂和掺合料拌制的普通水泥混凝土(简称普通混凝土)。普通水泥混凝土(简称普通混凝土)。混凝土一词来源于拉丁语混凝土一词来源于拉丁语“Concretus”,意思是共,意思是共同生存。英文同生存。英文:concrete。1、混凝土及其混凝土及其基本基本性能要求性能要求1、混凝土及其混凝土及其基本基本性能要求性能要求4.4.在保证质量的前提下,尽量降低水泥用量在保证质量的前提下,尽量降低水泥用量以满足经济合理的要求以满足经济合理的要求 2.2.有有符合设计符合设计要求的强度要求的强度 3.3.有有与工程环境与工
3、程环境相适应的耐久性相适应的耐久性1.1.混凝土拌和物应有一定的和易性:混凝土拌和物应有一定的和易性:以便于施工并获得均匀密实的混凝土以便于施工并获得均匀密实的混凝土v(2)基本性能要求)基本性能要求 1 1)材料孔隙特征分析)材料孔隙特征分析按孔隙尺寸大小分按孔隙尺寸大小分按孔隙与外界按孔隙与外界之间是否连通分之间是否连通分 按孔隙之间是否按孔隙之间是否相互贯通分相互贯通分 2、材料的孔结构与材料的性能材料的孔结构与材料的性能2)材料孔隙对材料性能影响很大:)材料孔隙对材料性能影响很大:A、材料越密实,强度越高;、材料越密实,强度越高;B、开放孔开放孔越多,材料耐环境腐蚀能力越差,耐久性差;
4、越多,材料耐环境腐蚀能力越差,耐久性差;尤其是开放的连通孔影响更大;尤其是开放的连通孔影响更大;C、孔多孔多可使材料质量减轻,制成轻质材料;可使材料质量减轻,制成轻质材料;D、封闭孔封闭孔有利于隔热保温,制成隔热保温材料;有利于隔热保温,制成隔热保温材料;E、开放孔开放孔有利于吸收声波,制成吸声、隔音材料有利于吸收声波,制成吸声、隔音材料混凝土的组成混凝土的组成水泥水泥骨料:砂、石骨料:砂、石水水外加剂、掺合料外加剂、掺合料普通混凝土由水泥、砂、普通混凝土由水泥、砂、石及水四种主要材料组成石及水四种主要材料组成水泥与水组成水泥浆,水泥水泥与水组成水泥浆,水泥浆填充砂子空间并包裹砂子浆填充砂子空
5、间并包裹砂子形成砂浆,砂浆填充石子空形成砂浆,砂浆填充石子空隙并包裹石子组成混凝土隙并包裹石子组成混凝土 水泥是胶凝材料水泥是胶凝材料 水的作用是使水泥水的作用是使水泥水化并使混凝土具水化并使混凝土具有流动性有流动性 砂是细骨料砂是细骨料石子是粗骨料石子是粗骨料 除这四种材料外,有时除这四种材料外,有时混凝土中还掺入少量的混凝土中还掺入少量的外加剂和一定量的掺合外加剂和一定量的掺合料,以改善混凝土某些料,以改善混凝土某些性能或节省水泥性能或节省水泥3、混凝土组成材料及其相互作用混凝土组成材料及其相互作用(1)水泥胶凝材料水泥胶凝材料“肉的作用肉的作用”水泥的选择水泥的选择1 1、水泥品种的选择
6、、水泥品种的选择 配制一般的混凝土可配制一般的混凝土可以选用硅酸盐水泥、普硅、以选用硅酸盐水泥、普硅、矿渣、火山灰水泥及粉煤矿渣、火山灰水泥及粉煤灰水泥、复合水泥等通用灰水泥、复合水泥等通用水泥。水泥。水泥的品种应根据混水泥的品种应根据混凝土工程特点及所处的环凝土工程特点及所处的环境合理选择,见下表。境合理选择,见下表。2 2、水泥强度等级的选择、水泥强度等级的选择(1)水泥的强度等级应根)水泥的强度等级应根据混凝土或砂浆的性能合据混凝土或砂浆的性能合理选择。理选择。(2)高强度的水泥用于拌)高强度的水泥用于拌制高强混凝土;低强水泥制高强混凝土;低强水泥用于配制低强度等级混凝用于配制低强度等级
7、混凝土或砌筑砂浆。土或砌筑砂浆。(3 3)水泥强度等级应与混凝土的设)水泥强度等级应与混凝土的设计强度等级相适应,一般以水泥强度计强度等级相适应,一般以水泥强度等级为混凝土强度等级的等级为混凝土强度等级的1.51.52 2倍较倍较为经济,用强度过高的水泥配制低强为经济,用强度过高的水泥配制低强度混凝土时或砂浆时,为保证和易性,度混凝土时或砂浆时,为保证和易性,可掺入适量的混合材料,如粉煤灰。可掺入适量的混合材料,如粉煤灰。(4 4)配制)配制C60C60以上强度等级的高强混以上强度等级的高强混凝土,应选用强度等级不低于凝土,应选用强度等级不低于52.552.5且且质量稳定的水泥;用高强度的水泥
8、配质量稳定的水泥;用高强度的水泥配制低强度等级混凝土时,水泥用量偏制低强度等级混凝土时,水泥用量偏少,混凝土的和易性不易保证,可在少,混凝土的和易性不易保证,可在拌制混凝土时加入掺合料(如粉煤灰)拌制混凝土时加入掺合料(如粉煤灰)加以改善。加以改善。1 1、集料的、集料的表观密度表观密度 5 5、集料的、集料的有害物质有害物质 2 2、集料的、集料的吸水率与吸水率与含水率含水率 3 3、集料、集料的粒形与的粒形与强度强度 4 4、集料、集料的粒度与的粒度与级配级配 (2)骨骨料料“骨骨”的作用的作用一、集料品质与混凝土性能一、集料品质与混凝土性能6 6、集料的、集料的耐久性耐久性 集料的主要集
9、料的主要性质及其对性质及其对混凝土性能混凝土性能的影响的影响 参见P17-21二、细骨料(砂)二、细骨料(砂)(1)定义:粒径在)定义:粒径在0.165mm之间的骨料称为细骨料。之间的骨料称为细骨料。(2)分类:细骨料一般用天然砂、或天然石料粉碎制成的)分类:细骨料一般用天然砂、或天然石料粉碎制成的人工砂。人工砂。1 1)天然砂有河砂、海砂和山砂。以洁净的河砂为优。海砂)天然砂有河砂、海砂和山砂。以洁净的河砂为优。海砂经洗去盐分筛去贝壳等轻物质后,可使用。山砂风化较强,经洗去盐分筛去贝壳等轻物质后,可使用。山砂风化较强,含泥量大,必须充分论证后方可使用。含泥量大,必须充分论证后方可使用。2 2
10、)人工砂颗粒粗且含有一定的石粉,故拌制的混凝土有仅)人工砂颗粒粗且含有一定的石粉,故拌制的混凝土有仅强度高,而且和易性也容易得到保证。强度高,而且和易性也容易得到保证。3 3)选择砂的品种时一定要因地制宜,以保证优质经济。)选择砂的品种时一定要因地制宜,以保证优质经济。(2)骨骨料料“骨骨”的作用的作用二、细骨料(砂)二、细骨料(砂)1 1、砂的质量标准、砂的质量标准砂应质地坚硬、清洁、有害砂应质地坚硬、清洁、有害杂质含量不超过限量杂质含量不超过限量 项目项目含泥量(按质量计)(含泥量(按质量计)(%)1.03.05.0粘土块(按质量计)(粘土块(按质量计)(%)01.02.0云母(按质量计)
11、(云母(按质量计)(%)1.02.02.0硫化物与硫酸盐(按硫化物与硫酸盐(按SO3质量计)(质量计)(%)0.50.50.5氯化物(按氯离子质量计)(氯化物(按氯离子质量计)(%)0.010.020.06坚固性坚固性天然砂(硫酸钠溶液浸渍天然砂(硫酸钠溶液浸渍5个个循环后,其质量损失)循环后,其质量损失)(%)8810人工砂(单级最大压碎指标)人工砂(单级最大压碎指标)(%)202530人工砂的石粉含量人工砂的石粉含量(按质量计)(按质量计)(%)MB值值1.4或合格或合格3.05.07.0MB值值1.4或不合格或不合格1.03.05.02 2、砂的粗细程度和颗粒级配、砂的粗细程度和颗粒级配
12、(1 1)砂的粗细程度)砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合是指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度在一起的平均粗细程度 在混凝土各种材料用量相同的情况下,如:在混凝土各种材料用量相同的情况下,如:1)砂过粗,砂子颗粒的表面积较小,混凝土的粘性、保水)砂过粗,砂子颗粒的表面积较小,混凝土的粘性、保水性较差;性较差;2)砂过细,砂子颗粒表面积过大,虽然混凝土粘聚性、保)砂过细,砂子颗粒表面积过大,虽然混凝土粘聚性、保水性好,但由于需要较多的水泥浆来包裹砂粒表面,故富水性好,但由于需要较多的水泥浆来包裹砂粒表面,故富裕的用于润滑的水泥浆较少,混凝土拌和物流动性差,甚裕的用于润滑的水泥浆较少,混凝土
13、拌和物流动性差,甚至还会影响混凝土的强度。至还会影响混凝土的强度。所以拌制混凝土的砂,不宜过细,也不宜过粗。所以拌制混凝土的砂,不宜过细,也不宜过粗。(2 2)细度模数)细度模数砂的粗细程度通常用细度模数表示砂的粗细程度通常用细度模数表示 细度模数有筛析法测定。细度模数有筛析法测定。称取称取500500克通过孔径为克通过孔径为10mm10mm筛子的烘干砂样,筛子的烘干砂样,用一组孔径为用一组孔径为5 5、2.52.5、1.251.25、0.630.63、0.3150.315、0.16mm0.16mm的标准筛依次过的标准筛依次过筛,称取各筛上筛余物筛,称取各筛上筛余物的质量,计算各筛余百的质量,
14、计算各筛余百分数及累计筛余百分数分数及累计筛余百分数然后按公式计算:然后按公式计算:ff砂的细度模数;砂的细度模数;A1A1A6A6分别为分别为5 5、2.52.5、1.251.25、0.630.63、0.3150.315、0.16mm0.16mm筛的筛的累计筛余百分数。累计筛余百分数。例:某砂样的筛析结例:某砂样的筛析结果及细度模数如表:果及细度模数如表:(3 3)砂的分类)砂的分类细度模数越大,砂子越粗。细度模数越大,砂子越粗。通常把细度模数为通常把细度模数为3.13.13.73.7的砂称的砂称为粗砂,为粗砂,2.32.33.03.0的砂称为中砂,的砂称为中砂,1.61.62.22.2的砂
15、称为细砂,的砂称为细砂,0.70.71.51.5的砂称为特细砂。的砂称为特细砂。上例的细度模数为上例的细度模数为2.912.91,属于中砂。,属于中砂。2 2、砂的粗细程度和颗粒级配、砂的粗细程度和颗粒级配(1 1)砂的粗细程度)砂的粗细程度(2 2)细度模数)细度模数(3 3)砂的分类)砂的分类(4 4)砂的颗粒级配)砂的颗粒级配砂的颗粒级配是指砂砂的颗粒级配是指砂中各种粒径颗粒的互中各种粒径颗粒的互相搭配及组合情况相搭配及组合情况 砂的颗粒级配用级配区表示,砂的颗粒级配用级配区表示,以级配区或筛分曲线判定砂级配的以级配区或筛分曲线判定砂级配的合格性。合格性。对细度模数为对细度模数为3.73
16、.71.61.6的普通的普通混凝土用砂,根据混凝土用砂,根据0.63mm0.63mm孔径筛孔径筛(控制粒级)的累计筛余百分数,(控制粒级)的累计筛余百分数,分成分成、区三个级配区。区三个级配区。讨论:讨论:1 1)用该图可)用该图可以判定砂级配以判定砂级配的合格性。同的合格性。同时也可根据筛时也可根据筛分曲线的偏向分曲线的偏向情况判断砂的情况判断砂的粗细程度粗细程度 2 2)普通混凝土用)普通混凝土用砂颗粒级配,应砂颗粒级配,应处于表中的任一处于表中的任一区中,才符合要区中,才符合要求。除求。除5mm5mm和和0.63mm0.63mm筛外,允筛外,允许有部分超出分许有部分超出分区界限,但其总区
17、界限,但其总量不应大于量不应大于5%5%。3 3)配制混凝土时应优)配制混凝土时应优先选用先选用区砂。当采用区砂。当采用区砂时,应适当提高区砂时,应适当提高砂率,并保证足够的水砂率,并保证足够的水泥用量,以满足混凝土泥用量,以满足混凝土的和易性;当采用的和易性;当采用区区砂时,宜适当降低砂率,砂时,宜适当降低砂率,以保证混凝土强度。以保证混凝土强度。4 4)实际工程中,若)实际工程中,若砂的级配不合适,砂的级配不合适,可采用人工掺配的可采用人工掺配的方法来改善,即将方法来改善,即将粗、细砂按适当的粗、细砂按适当的比例进行掺合使用;比例进行掺合使用;或将砂过筛,筛除或将砂过筛,筛除过粗或过细颗粒
18、。过粗或过细颗粒。三、粗集料三、粗集料一般将粒径大于一般将粒径大于5mm5mm的称为粗集料的称为粗集料1 1、粗集料的分类、粗集料的分类普通混凝土常用的粗骨料有卵石和碎石普通混凝土常用的粗骨料有卵石和碎石 是由天然岩石经自然条件长期作用而形成的粒径大于是由天然岩石经自然条件长期作用而形成的粒径大于5mm5mm的的颗粒,按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等,其中河卵颗粒,按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等,其中河卵石应用较多。石应用较多。1 1)卵石)卵石卵石颗粒较圆,表面光滑,空隙率及表面积较小,拌制的混卵石颗粒较圆,表面光滑,空隙率及表面积较小,拌制的混凝土和易性较好,但与水泥的胶结能
19、力较差。卵石含泥量较凝土和易性较好,但与水泥的胶结能力较差。卵石含泥量较多,开采后需经筛洗方可使用。多,开采后需经筛洗方可使用。2 2)碎石)碎石 碎石大多由天然岩石经破碎、筛分而成,碎石大多由天然岩石经破碎、筛分而成,也可将大卵石轧碎、筛分而得也可将大卵石轧碎、筛分而得 碎石有棱角,表面粗糙,空碎石有棱角,表面粗糙,空隙及表面积大,拌制的混凝隙及表面积大,拌制的混凝土和易性较差,但碎石与水土和易性较差,但碎石与水泥的胶结较好,在相同条件泥的胶结较好,在相同条件下,碎石混凝土的强度高于下,碎石混凝土的强度高于卵石混凝土。碎石的成本一卵石混凝土。碎石的成本一般较高般较高 结论:结论:卵石与碎石各
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