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1、1,混凝土基礎(chǔ)知識(shí) 東莞華潤混凝土有限公司實(shí)驗(yàn)室,2,一、混凝土的組成與分類 二、混凝土的性能及影響因素 三、商品混凝土的發(fā)展與應(yīng)用,3,一、混凝土的組成與分類,1.什么是混凝土 混凝土是由水泥、水、砂、石子、摻合料及外加劑組成。 水和水泥成為水泥漿，砂和石子為混凝土的骨料。在混凝土的組成中，骨料一般占總體積的70%-80%；水泥石約占20%-30%，其余是少量的空氣。,4,一、混凝土的組成與分類,2.混凝土的分類 2.1按表觀密度分類 a.重混凝土。表觀密度大于2600kg/m3的混凝土。常由重晶石和鐵礦石配制而成。 b.普通混凝土。表觀密度為19502500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂
2、、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品種。 c.輕混凝土。表觀密度小于1950kg/m3的混凝土。包括輕骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。,5,一、混凝土的組成與分類,2.2按膠凝材料的品種分類 通常根據(jù)主要膠凝材料的品種，并以其名稱命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物混凝土等等。 有時(shí)也以加入的特種改性材料命名，如水泥混凝土中摻入鋼纖維時(shí)，稱為鋼纖維混凝土；水泥混凝土中摻大量粉煤灰時(shí)則稱為粉煤灰混凝土等等。,6,一、混凝土的組成與分類,2.3按使用功能和特性分類 按使用部位、功能和特性通常可分為：結(jié)構(gòu)混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐
3、熱混凝土、耐酸混凝土、防輻射混凝土、補(bǔ)償收縮混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密實(shí)混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、高強(qiáng)混凝土、高性能混凝土等等。,7,一、混凝土的組成與分類,3.普通混凝土 普通混凝土是指以水泥為膠凝材料，砂子和石子為骨料，經(jīng)加水?dāng)嚢琛仓尚?、凝結(jié)固化成具有一定強(qiáng)度的“人工石材”，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品種。 “混凝土”一詞通常可簡(jiǎn)作“砼”。,8,一、混凝土的組成與分類,3.1普通混凝土的主要優(yōu)點(diǎn) a.原材料來源豐富?；炷林屑s70%以上的材料是砂石料，屬地方性材料，可就地取材，避免遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，因而價(jià)格低廉。 b.施工方便?；炷涟韬衔锞哂辛己玫牧鲃?dòng)性
4、和可塑性，可根據(jù)工程需要澆筑成各種形狀尺寸的構(gòu)件及構(gòu)筑物。既可現(xiàn)場(chǎng)澆筑成型，也可預(yù)制。,9,一、混凝土的組成與分類,c.性能可根據(jù)需要設(shè)計(jì)調(diào)整。 通過調(diào)整各組成材料的品種和數(shù)量，特別是摻入不同外加劑和摻合料，可獲得不同施工和易性、強(qiáng)度耐久性或具有特殊性能的混凝土，滿足工程上的不同要求。,10,一、混凝土的組成與分類,d.抗壓強(qiáng)度高。 混凝土的抗壓強(qiáng)度一般在7.560MPa之間。當(dāng)摻入高效減水劑和摻合料時(shí)，強(qiáng)度可達(dá)100MPa以上。而且，混凝土與鋼筋具有良好的匹配性，澆筑成鋼筋混凝土后，可以有效地改善抗拉強(qiáng)度低的缺陷，使混凝土能夠應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)部位。,11,一、混凝土的組成與分類,e.耐久性好。
5、 原材料選擇正確、配比合理、施工養(yǎng)護(hù)良好的混凝土具有優(yōu)異的抗?jié)B性、抗凍性和耐腐蝕性能，且對(duì)鋼筋有保護(hù)作用，可保持混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用性能穩(wěn)定。,12,一、混凝土的組成與分類,3.2普通混凝土的主要缺點(diǎn) a.自重大。1m3混凝土重約2400kg，故結(jié)構(gòu)物自重較大，導(dǎo)致地基處理費(fèi)用增加。 b.抗拉強(qiáng)度低，抗裂性差?；炷恋目估瓘?qiáng)度一般只有抗壓強(qiáng)度的1/101/20，易開裂。 c.收縮變形大。水泥水化凝結(jié)硬化引起的自身收縮和干燥收縮達(dá)50010-6m/m以上，易產(chǎn)生混凝土收縮裂縫。,13,一、混凝土的組成與分類,3.3普通混凝土的基本要求 a.滿足便于攪拌、運(yùn)輸和澆搗密實(shí)的施工和易性。 b.滿足設(shè)計(jì)要
6、求的強(qiáng)度等級(jí)。 c.滿足工程所處環(huán)境條件所必需的耐久性。 d.滿足上述三項(xiàng)要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，節(jié)約成本，即經(jīng)濟(jì)合理性。,14,一、混凝土的組成與分類,4.混凝土原材料組成 混凝土的性能在很大程度上取決于組成材料的性能。因此必須根據(jù)工程性質(zhì)、設(shè)計(jì)要求和施工現(xiàn)場(chǎng)條件合理選擇原料的品種、質(zhì)量和用量。要做到合理選擇原材料，則首先必須了解組成材料的性質(zhì)、作用原理和質(zhì)量要求。,15,一、混凝土的組成與分類,4.1水泥 水泥是主要的膠凝材料,水泥品種的選擇主要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工程所處環(huán)境及施工條件確定。水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇原則為：混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，則水泥強(qiáng)度等級(jí)也宜越高；設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)
7、低，則水泥強(qiáng)度等級(jí)也相應(yīng)低。,16,一、混凝土的組成與分類,水泥的品種： 硅酸鹽水泥（P.和P.） 普通硅酸鹽水泥（P.O） 礦渣硅酸鹽水泥（P.S） 火山灰硅酸鹽水泥（P.P） 粉煤灰硅酸鹽水泥（P.F） 和復(fù)合硅酸鹽水泥（P.C）,17,一、混凝土的組成與分類,水泥的強(qiáng)度等級(jí)： 一般包括32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。即水泥的28天強(qiáng)度在相應(yīng)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)之上。,18,一、混凝土的組成與分類,4.2細(xì)骨料 公稱粒徑在0.1504.75mm之間的骨料稱為細(xì)骨料，亦即砂。 常用的細(xì)骨料有河砂、海砂、山砂和機(jī)制砂（有時(shí)也稱為人工砂、加工砂）等。通常根據(jù)技術(shù)要求分為類
8、、類和類。 類用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；類用于C30C60的混凝土；類用于小于C30的混凝土。,19,一、混凝土的組成與分類,砂的細(xì)度 細(xì)度模數(shù)在 3.7-3.1為粗砂，在3.0-2.3為中砂，在2.2-1.6為細(xì)砂。 普通混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)范圍在3.0-2.3,以中砂為宜。,20,一、混凝土的組成與分類,4.3粗骨料 顆粒粒徑大于5mm的骨料為粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石兩大類。 碎石為巖石（有時(shí)采用大塊卵石，稱為碎卵石）經(jīng)破碎、篩分而得；卵石多為自然形成的河卵石經(jīng)篩分而得。,21,一、混凝土的組成與分類,通常根據(jù)卵石和碎石的技術(shù)要求分為類、類和類。 類用于強(qiáng)度等級(jí)大于C6
9、0的混凝土；類用于C30C60的混凝土；類用于小于C30的混凝土。,22,一、混凝土的組成與分類,粗骨料的性能： 1.顆粒級(jí)配 石子按級(jí)配可以分為連續(xù)粒級(jí)和單粒粒級(jí)。 連續(xù)粒級(jí)包括510mm、5 16mm、5 20mm、5 25mm、5 31.5mm、5 40mm等； 單粒粒級(jí)包括10 20mm、16 31.5mm、20 40mm、31.5 63mm、40 80mm等。,23,一、混凝土的組成與分類,4.4外加劑 外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的用以改善混凝土性能的物質(zhì)。其摻量一般只占水泥量的5%以下，卻能顯著改善混凝土的和易性、強(qiáng)度、耐久性或調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間及節(jié)約水泥。,24,一、混凝土的組成
10、與分類,外加劑的分類 混凝土外加劑一般根據(jù)其主要功能分類： a.改善混凝土流變性能的外加劑。主要有減水劑、引氣劑、泵送劑等。 b.調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)硬化性能的外加劑。主要有緩凝劑、速凝劑、早強(qiáng)劑等。,25,一、混凝土的組成與分類,c.調(diào)節(jié)混凝土含氣量的外加劑。主要有引氣劑、加氣劑、泡沫劑等。 d.改善混凝土耐久性的外加劑。主要有引氣劑、防水劑、阻銹劑等。 e.提供混凝土特殊性能的外加劑。主要有防凍劑、膨脹劑、著色劑、引氣劑和泵送劑等。,26,二、混凝土的性能及影響因素,1.混凝土性能 a.和易性：和易性是指混凝土是否易于施工操作和均勻密實(shí)的性能。主要表現(xiàn)為：是否易于攪拌和卸出；運(yùn)輸過程中是否分層、
11、泌水；澆灌時(shí)是否離析；振搗時(shí)是否易于填滿模型?？梢姾鸵仔允且豁?xiàng)綜合性能，包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性。 b.水灰比：指混凝土中水與水泥用量的質(zhì)量比。水灰比影響著水泥漿的稠稀。,27,二、混凝土的性能及影響因素,c.砂率： 指混凝土中砂的用量占砂、石總量的質(zhì)量百分率。 d.混凝土抗壓強(qiáng)度： 按照國家規(guī)定，以邊長(zhǎng)為150的混凝土立方體試塊，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度為202，相對(duì)濕度大于90%）養(yǎng)護(hù)28天，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值，稱為立方抗壓強(qiáng)度fcu .,28,二、混凝土的性能及影響因素,e.化學(xué)收縮： 混凝土在硬化過程中，水泥水化后的體積小于水化前的體積，致使混凝土產(chǎn)生收縮，這種收縮叫化學(xué)收縮。 f.混凝
12、土的干縮： 當(dāng)混凝土在干燥空氣中硬化時(shí)，會(huì)引起體積的收縮，叫干縮。干縮變形對(duì)混凝土危害較大，它可使混凝土表面開裂，是混凝土的耐久性嚴(yán)重降低。,29,二、混凝土的性能及影響因素,g.溫度變形： 溫度升降1度，每米脹縮0.01毫米。溫度變形對(duì)大體積混凝土極為不利。在混凝土硬化初期，放出較多的水化熱，當(dāng)混凝土較厚時(shí)，散熱緩慢，致使內(nèi)外溫差較大，因而變形較大。 h.徐變： 混凝土在持續(xù)荷載作用下，隨時(shí)間增長(zhǎng)的變形稱為徐變。徐變變形初期增長(zhǎng)較快，然后逐漸減慢，一般持續(xù)2-3年才逐漸趨于穩(wěn)定。,30,二、混凝土的性能及影響因素,i.混凝土配合比： 是指混凝土中各組成材料（水泥、水、砂、石）之間的比例關(guān)系。
13、有兩種表示方法：一種是以1立方米混凝土中各種材料用量表示；另一種是用單位質(zhì)量的水泥與各種材料用量的比值及混凝土的水灰比表示 。,31,二、混凝土的性能及影響因素,2.新拌混凝土的性能 2.1和易性的概念。 新拌混凝土的和易性，也稱工作性，是指拌合物易于攪拌、運(yùn)輸、澆搗成型，并獲得質(zhì)量均勻密實(shí)的混凝土的一項(xiàng)綜合技術(shù)性能。,32,二、混凝土的性能及影響因素,通常用流動(dòng)性、粘聚性和保水性三項(xiàng)內(nèi)容表示。 流動(dòng)性是指拌合物在自重或外力作用下產(chǎn)生流動(dòng)的難易程度； 粘聚性是指拌合物各組成材料之間不產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象； 保水性是指拌合物不產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。,33,二、混凝土的性能及影響因素,通常情況下，混凝土
14、拌合物的流動(dòng)性越大，則保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之間存在一定矛盾。,34,二、混凝土的性能及影響因素,和易性良好的混凝土是指既具有滿足施工要求的流動(dòng)性，又具有良好的粘聚性和保水性。因此，不能簡(jiǎn)單地將流動(dòng)性大的混凝土稱之為和易性好，或者流動(dòng)性減小說成和易性變差。 良好的和易性既是施工的要求也是獲得質(zhì)量均勻密實(shí)混凝土的基本保證。,35,二、混凝土的性能及影響因素,2.2混凝土拌合物和易性測(cè)試 混凝土拌合物和易性是一項(xiàng)極其復(fù)雜的綜合指標(biāo)，到目前為止全世界尚無能夠全面反映混凝土和易性的測(cè)定方法，通常通過測(cè)定流動(dòng)性，再輔以其他直觀觀察或經(jīng)驗(yàn)綜合評(píng)定混凝土和易性。,36,二、混凝土的性能及影響因素
15、,流動(dòng)性的測(cè)定方法有坍落度法、維勃稠度法、探針法、斜槽法、流出時(shí)間法和凱利球法等十多種。 對(duì)普通混凝土而言，最常用的是坍落度法和維勃稠度法。,37,二、混凝土的性能及影響因素,坍落度法： 將攪拌好的混凝土分三層裝入坍落度筒中，每層插搗25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土則在自重作用下坍落，以坍落高度（單位mm）代表混凝土的流動(dòng)性。坍落度越大，則流動(dòng)性越好。,38,二、混凝土的性能及影響因素,根據(jù)坍落度值大小將混凝土分為四類： a.大流動(dòng)性混凝土：坍落160mm； b.流動(dòng)性混凝土：坍落度100150mm； c.塑性混凝土：坍落度1090mm； d.干硬性混凝土：坍落度10mm；,39,二、混
16、凝土的性能及影響因素,2.3混凝土和易性的調(diào)整和改善措施 a.當(dāng)混凝土流動(dòng)性小于設(shè)計(jì)要求時(shí)，為了保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性，不能單獨(dú)加水，必須保持水灰比不變，增加水泥漿用量。但水泥漿用量過多，則混凝土成本提高，且將增大混凝土的收縮和水化熱等。混凝土的粘聚性和保水性也可能下降。 b.當(dāng)坍落度大于設(shè)計(jì)要求時(shí)，可在保持砂率不變的前提下，增加砂石用量。實(shí)際上相當(dāng)于減少水泥漿數(shù)量。,40,二、混凝土的性能及影響因素,c.改善骨料級(jí)配，既可增加混凝土流動(dòng)性，也能改善粘聚性和保水性。但骨料占混凝土用量的75%左右，實(shí)際操作難度往往較大。 d.摻減水劑或引氣劑，是改善混凝土和易性的最有效措施。 e.盡可能選用最
17、優(yōu)砂率。當(dāng)粘聚性不足時(shí)可適當(dāng)增大砂率。,41,二、混凝土的性能及影響因素,3.凝結(jié)時(shí)間 混凝土的凝結(jié)時(shí)間與水泥的凝結(jié)時(shí)間有相似之處，但由于骨料的摻入，水灰比的變動(dòng)及外加劑的應(yīng)用，又存在一定的差異。水灰比增大，凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)；早強(qiáng)劑、速凝劑使凝結(jié)時(shí)間縮短；緩凝劑則使凝結(jié)時(shí)間大大延長(zhǎng)。,42,二、混凝土的性能及影響因素,混凝土的凝結(jié)時(shí)間分初凝和終凝。初凝指混凝土加水至失去塑性所經(jīng)歷的時(shí)間，亦即表示施工操作的時(shí)間極限；終凝指混凝土加水到產(chǎn)生強(qiáng)度所經(jīng)歷時(shí)間。初凝時(shí)間希望適當(dāng)長(zhǎng)，以便于施工操作；終凝與初凝的時(shí)間差則越短越好。,43,二、混凝土的性能及影響因素,混凝土凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定通常采用貫入阻力法。影響混
18、凝土實(shí)際凝結(jié)時(shí)間的因素主要有水灰比、水泥品種、水泥細(xì)度、外加劑、摻合料和氣候條件等等。,44,二、混凝土的性能及影響因素,4.強(qiáng)度 混凝土的強(qiáng)度一般指的是抗壓強(qiáng)度,其他強(qiáng)度指標(biāo)包括抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗?jié)B等級(jí)等。 抗壓強(qiáng)度一般指的是立方體試塊的抗壓強(qiáng)度，是目前普遍采用的用來評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的指標(biāo)。,45,二、混凝土的性能及影響因素,立方體試塊的尺寸為150mm150mm150mm，抗壓強(qiáng)度等級(jí)一般從C10C60，C60以上等級(jí)的稱為高強(qiáng)度混凝土，“C10”中的字母“C”是混凝土的英文簡(jiǎn)稱，“10”是強(qiáng)度等級(jí)，即混凝土立方體試塊的抗壓強(qiáng)度為10MPa。 混凝土強(qiáng)度的試驗(yàn)齡期
19、包括3天、7天、28天、60天、90天等，即從混凝土試塊成型時(shí)間開始。,46,二、混凝土的性能及影響因素,影響混凝土強(qiáng)度的因素 1.原材料的性能和比例 2.施工方法 3.養(yǎng)護(hù)方法 4.試驗(yàn)方法,47,三、商品混凝土的發(fā)展與應(yīng)用,1.為什么要大力推廣商品混凝土 首先，它是社會(huì)進(jìn)步，文明施工的體現(xiàn)?；炷恋难兄啤⑸a(chǎn)、使用經(jīng)歷了170年的發(fā)展歷史。商品混凝土采用集中攪拌，是混凝土生產(chǎn)由粗放型生產(chǎn)向集約化大生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。它實(shí)現(xiàn)了混凝土生產(chǎn)的專業(yè)化、商品化和社會(huì)化，是建筑業(yè)依靠技術(shù)進(jìn)步改變小生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的一項(xiàng)重要改革。,48,三、商品混凝土的發(fā)展與應(yīng)用,其次，它是建設(shè)工程質(zhì)量的要求，在現(xiàn)場(chǎng)攪
20、拌混凝土，水、水泥、骨料等無法稱量只能依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)施工，容易出現(xiàn)質(zhì)量事故。而商品混凝土生產(chǎn)，是由專業(yè)技術(shù)人員在獨(dú)立的試驗(yàn)室嚴(yán)格按照配合比，采用微機(jī)控制方式，通過電子計(jì)量，準(zhǔn)確地生產(chǎn)出符合建筑設(shè)計(jì)要求的各種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。尤其是使用了外加劑和活性摻和料生產(chǎn)的高強(qiáng)度混凝土，不但大大加快了施工進(jìn)度，而且從根本上解決了現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土容易造成的質(zhì)量隱患。,49,三、商品混凝土的發(fā)展與應(yīng)用,第三，它是城市文明建設(shè)的標(biāo)志。廣泛使用商品混凝土，能大大減小噪音、粉塵、道路污染問題，解決施工擾民和施工現(xiàn)場(chǎng)臟、亂、差等問題，也減輕了城市道路的交通壓力。 第四，它是社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的追求,50,三、商品混凝土的發(fā)展與應(yīng)用,2.商品混凝土與現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土相比的優(yōu)點(diǎn) 生產(chǎn)設(shè)備先進(jìn),計(jì)量精確度高,混凝土質(zhì)量好 配合比科學(xué)先進(jìn),可以節(jié)約原材料用量 加快施工速度,節(jié)省人工,降低能耗,保證施工的連續(xù)性,整體性 減少工地現(xiàn)場(chǎng)材料堆放,節(jié)約空間 減少環(huán)境污染,利于文明施工,
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