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1、1,混凝土基礎知識東莞華潤混凝土有限公司實驗室,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、石子
2、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，稱為鋼纖維混凝土；水泥混凝土中摻大量粉煤灰時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?？煞譃椋航Y構混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土
3、、耐酸混凝土、防輻射混凝土、補償收縮混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密實混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、高強混凝土、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，經加水攪拌、澆筑成型、凝結固化成具有一定強度的“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?？珊喿鳌绊拧?。,8,一、混凝土的組成與分類,3.1普通混凝土的主要優(yōu)點 a.原材料來源豐富。混凝土中約70%以上的材料是砂石料，屬地方性材料，可就地取材，避免遠距離運輸，因而價格低廉。 b.施工方便?；炷涟韬衔锞哂辛己玫牧鲃有院涂伤苄?/p>
4、，可根據工程需要澆筑成各種形狀尺寸的構件及構筑物。既可現場澆筑成型，也可預制。,9,一、混凝土的組成與分類,c.性能可根據需要設計調整。 通過調整各組成材料的品種和數量，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.抗壓強度高。 混凝土的抗壓強度一般在7.560MPa之間。當摻入高效減水劑和摻合料時，強度可達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度低的缺陷，使混凝土能夠應用于各種結構部位。,11,一、混凝土的組成與分類,e.耐久性好。 原材料
5、選擇正確、配比合理、施工養(yǎng)護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，且對鋼筋有保護作用，可保持混凝土結構長期使用性能穩(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 a.自重大。1m3混凝土重約2400kg，故結構物自重較大，導致地基處理費用增加。 b.抗拉強度低，抗裂性差。混凝土的抗拉強度一般只有抗壓強度的1/101/20，易開裂。 c.收縮變形大。水泥水化凝結硬化引起的自身收縮和干燥收縮達50010-6m/m以上，易產生混凝土收縮裂縫。,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、運輸和澆搗密實的施工和易性。 b.滿足設計要求的強度
6、等級。 c.滿足工程所處環(huán)境條件所必需的耐久性。 d.滿足上述三項要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，節(jié)約成本，即經濟合理性。,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。因此必須根據工程性質、設計要求和施工現場條件合理選擇原料的品種、質量和用量。要做到合理選擇原材料，則首先必須了解組成材料的性質、作用原理和質量要求。,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工程結構特點、工程所處環(huán)境及施工條件確定。水泥強度等級的選擇原則為：混凝土設計強度等級越高，則水泥強度等級也宜越高；設計強度等級低，則水
7、泥強度等級也相應低。,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） 和復合硅酸鹽水泥（P.C）,17,一、混凝土的組成與分類,水泥的強度等級： 一般包括32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。即水泥的28天強度在相應的強度數據之上。,18,一、混凝土的組成與分類,4.2細骨料 公稱粒徑在0.1504.75mm之間的骨料稱為細骨料，亦即砂。 常用的細骨料有河砂、海砂、山砂和機制砂（有時也稱為人工砂、加工砂）等。通常根據技術要求分為類、類和類
8、。 類用于強度等級大于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,砂的細度 細度模數在 3.7-3.1為粗砂，在3.0-2.3為中砂，在2.2-1.6為細砂。 普通混凝土用砂的細度模數范圍在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?；炷凉こ讨谐Ｓ玫挠兴槭吐咽瘍纱箢?。 碎石為巖石（有時采用大塊卵石，稱為碎卵石）經破碎、篩分而得；卵石多為自然形成的河卵石經篩分而得。,21,一、混凝土的組成與分類,通常根據卵石和碎石的技術要求分為類、類和類。 類用于強度等級大于C60的混凝
9、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.顆粒級配 石子按級配可以分為連續(xù)粒級和單粒粒級。 連續(xù)粒級包括510mm、5 16mm、5 20mm、5 25mm、5 31.5mm、5 40mm等； 單粒粒級包括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。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、強度、耐久性或調節(jié)凝結時間及節(jié)約水泥。,24,一、混凝土的組成與分類,
10、外加劑的分類 混凝土外加劑一般根據其主要功能分類： 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.調節(jié)混凝土凝結硬化性能的外加劑。主要有緩凝劑、速凝劑、早強劑等。,25,一、混凝土的組成與分類,c.調節(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的性能。主要表現為：是否易于攪拌和卸出；運輸過程中是否分層、泌水；澆
11、灌時是否離析；振搗時是否易于填滿模型?？梢姾鸵仔允且豁椌C合性能，包括流動性、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、石總量的質量百分率。 d.混凝土抗壓強度： 按照國家規(guī)定，以邊長為150的混凝土立方體試塊，在標準養(yǎng)護條件下（溫度為202，相對濕度大于90%）養(yǎng)護28天，測得的抗壓強度值，稱為立方抗壓強度fcu .,28,二、混凝土的性能及影響因素,e.化學收縮： 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，致使混凝土產生收縮，這種收縮叫化學收縮。 f.混凝土的干縮
12、： 當混凝土在干燥空氣中硬化時，會引起體積的收縮，叫干縮。干縮變形對混凝土危害較大，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，當混凝土較厚時，散熱緩慢，致使內外溫差較大，因而變形較大。 h.徐變： 混凝土在持續(xù)荷載作用下，隨時間增長的變形稱為徐變。徐變變形初期增長較快，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）之間的比例關系。有兩種表
13、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、運輸、澆搗成型，并獲得質量均勻密實的混凝土的一項綜合技術性能。,32,二、混凝土的性能及影響因素,通常用流動性、粘聚性和保水性三項內容表示。 流動性是指拌合物在自重或外力作用下產生流動的難易程度； 粘聚性是指拌合物各組成材料之間不產生分層離析現象； 保水性是指拌合物不產生嚴重的泌水現象。,33,二、混凝土的性能及影響因素,通常情況下，混凝土拌合物的
14、流動性越大，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性，又具有良好的粘聚性和保水性。因此，不能簡單地將流動性大的混凝土稱之為和易性好，或者流動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量均勻密實混凝土的基本保證。,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試 混凝土拌合物和易性是一項極其復雜的綜合指標，到目前為止全世界尚無能夠全面反映混凝土和易性的測定方法，通常通過測定流動性，再輔以其他直觀觀察或經驗綜合評定混凝土和易性。,36,二、混凝土的性能及影響因素,流動性
15、的測定方法有坍落度法、維勃稠度法、探針法、斜槽法、流出時間法和凱利球法等十多種。 對普通混凝土而言，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）代表混凝土的流動性。坍落度越大，則流動性越好。,38,二、混凝土的性能及影響因素,根據坍落度值大小將混凝土分為四類： a.大流動性混凝土：坍落160mm；b.流動性混凝土：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、混凝土的性能及
16、影響因素,2.3混凝土和易性的調整和改善措施 a.當混凝土流動性小于設計要求時，為了保證混凝土的強度和耐久性，不能單獨加水，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?；炷恋恼尘坌院捅Ｋ砸部赡芟陆?。 b.當坍落度大于設計要求時，可在保持砂率不變的前提下，增加砂石用量。實際上相當于減少水泥漿數量。,40,二、混凝土的性能及影響因素,c.改善骨料級配，既可增加混凝土流動性，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.盡可能選用最優(yōu)砂率。當粘
17、聚性不足時可適當增大砂率。,41,二、混凝土的性能及影響因素,3.凝結時間 混凝土的凝結時間與水泥的凝結時間有相似之處，但由于骨料的摻入，水灰比的變動及外加劑的應用，又存在一定的差異。水灰比增大，凝結時間延長；早強劑、速凝劑使凝結時間縮短；緩凝劑則使凝結時間大大延長。,42,二、混凝土的性能及影響因素,混凝土的凝結時間分初凝和終凝。初凝指混凝土加水至失去塑性所經歷的時間，亦即表示施工操作的時間極限；終凝指混凝土加水到產生強度所經歷時間。初凝時間希望適當長，以便于施工操作；終凝與初凝的時間差則越短越好。,43,二、混凝土的性能及影響因素,混凝土凝結時間的測定通常采用貫入阻力法。影響混凝土實際凝結
18、時間的因素主要有水灰比、水泥品種、水泥細度、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.強度 混凝土的強度一般指的是抗壓強度,其他強度指標包括抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度、抗折強度、抗?jié)B等級等。 抗壓強度一般指的是立方體試塊的抗壓強度，是目前普遍采用的用來評定混凝土強度等級的指標。,45,二、混凝土的性能及影響因素,立方體試塊的尺寸為150mm150mm150mm，抗壓強度等級一般從C10C60，C60以上等級的稱為高強度混凝土，“C10”中的字母“C”是混凝土的英文簡稱，“10”是強度等級，即混凝土立方體試塊的抗壓強度為10MPa。 混凝土強度的試驗齡期包括3天、7
19、天、28天、60天、90天等，即從混凝土試塊成型時間開始。,46,二、混凝土的性能及影響因素,影響混凝土強度的因素 1.原材料的性能和比例 2.施工方法 3.養(yǎng)護方法 4.試驗方法,47,三、商品混凝土的發(fā)展與應用,1.為什么要大力推廣商品混凝土 首先，它是社會進步，文明施工的體現?；炷恋难兄啤⑸a、使用經歷了170年的發(fā)展歷史。商品混凝土采用集中攪拌，是混凝土生產由粗放型生產向集約化大生產的轉變。它實現了混凝土生產的專業(yè)化、商品化和社會化，是建筑業(yè)依靠技術進步改變小生產方式，實現建筑工業(yè)化的一項重要改革。,48,三、商品混凝土的發(fā)展與應用,其次，它是建設工程質量的要求，在現場攪拌混凝土，水
20、、水泥、骨料等無法稱量只能依靠操作人員的經驗施工，容易出現質量事故。而商品混凝土生產，是由專業(yè)技術人員在獨立的試驗室嚴格按照配合比，采用微機控制方式，通過電子計量，準確地生產出符合建筑設計要求的各種強度等級的混凝土。尤其是使用了外加劑和活性摻和料生產的高強度混凝土，不但大大加快了施工進度，而且從根本上解決了現場攪拌混凝土容易造成的質量隱患。,49,三、商品混凝土的發(fā)展與應用,第三，它是城市文明建設的標志。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場臟、亂、差等問題，也減輕了城市道路的交通壓力。 第四，它是社會效益和經濟效益的追求,50,三、商品混凝土的發(fā)展與應用,2.商品混凝土與現場拌制混凝土相比的優(yōu)點 生產設備先進,計量精確度高,混凝土質量好 配合比科學先進,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 減少工地現場材料堆放,節(jié)約空間 減少環(huán)境污染,利于文明施工,
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