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砼新规程.pptx
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1、5.1概述第五章混凝土5.1.1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。普通混凝土由水泥、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、表观密度为21002500kg/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(2)混凝土的分类按表观密度分重混凝土02800kg/m3。普通混凝土020002800kg/m3。轻混凝土01950kg/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
2、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。按强度分普通混凝土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5.1.2混凝土的优点与不足优点抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低;原材料丰富、分布广泛、成本低;混凝土拌合物具有良好的可塑性,可浇筑成不同形状和大小的制品或构件;可浇筑成整体建筑物以提高抗震性,也可预制成各种
3、构件再行装配;混凝土热膨胀系数与钢筋相似,且与钢筋具有牢固的粘结力,一般不会锈蚀钢筋。缺点抗拉强度低(约为抗压强度的1/101/20)、变形性能差,易开裂;导热系数大约为1.8W/(mK);表观密度大(约为2400kg/m3左右)自重大,比强度小;硬化较缓慢,生产周期长,施工过程质量难以控制。混凝土的搅拌与运输http:/ 5.2.2 拌合及养护用水拌合及养护用水按水源可分为:饮用水:可用地表水:须检验可用地下水:须检验可用海水:一般不用生活污水:不能用工业废水:不能用对混凝土用水的质量要求:对混凝土用水的质量要求:影响混凝土的凝结硬化;影响混凝土的凝结硬化;无损于混凝土强度发展和耐久性;无损
4、于混凝土强度发展和耐久性;不加快钢筋锈蚀;不加快钢筋锈蚀;不引起预应力钢筋脆断;不引起预应力钢筋脆断;不污染混凝土表面。不污染混凝土表面。水质的要求必须符合水质的要求必须符合混凝土拌和用水标准混凝土拌和用水标准(JCJ63-2006)的规定。的规定。5.2.3细骨料砂定义砂是指粒径在0.154.75mm的颗粒。分类按产源分砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等根据产源不同,天然砂可分为:根据产源不同,天然砂可分为:河砂、湖砂:其颗粒圆滑,比较洁净,河砂、湖砂:其颗粒圆滑,比较洁净,产源广;产源广;山砂:与河砂相比有棱角,表面粗糙,山砂:与河砂相比有棱角,表面粗糙,但含砂量和含
5、有机杂质较多;但含砂量和含有机杂质较多;淡化海砂:淡化海砂:虽然有河砂的优点,但常混虽然有河砂的优点,但常混有贝壳碎片和含较多盐分。有贝壳碎片和含较多盐分。一般工程上多使用河砂,如使用山砂和海一般工程上多使用河砂,如使用山砂和海砂应按技术要求进行检验。砂应按技术要求进行检验。(1)颗粒形状及表面特征影响其与水泥石的黏结及新拌混凝土的流动性。砂的颗粒形状以球形颗粒为最佳,其空隙率较小。山砂和人工砂:颗粒多具有棱角,表面粗糙,与水泥石的黏结较好,用它拌制的混凝土强度较高,但流动性较差;河砂和海砂:颗粒缺少棱角,表面较光滑,与水泥石的黏结较差,用它拌制的混凝土强度较低,但流动性较好。砂子技术性能含泥
6、量、石粉含量和泥块含量有害物质含量表观密度、堆积密度、空隙率坚固性粗细程度和颗粒级配碱的含量砂子技术性能砂子技术性能GB/T14684-2001建筑用砂建筑用砂(2)有害杂质含泥量是指粒径小于含泥量是指粒径小于0.075mm的粘土、淤泥、石屑的的粘土、淤泥、石屑的颗粒总量;颗粒总量;泥块含量是指经水洗、手捏后变成泥块含量是指经水洗、手捏后变成600m的块状粘土;的块状粘土;石粉含量是指人工砂中粒径小于石粉含量是指人工砂中粒径小于0.15mm的颗粒含量。的颗粒含量。规定:规定:6%12%。石粉少,粘聚性差;石粉少,粘聚性差;石粉过多,增大用水量,石粉过多,增大用水量,W/C变大,强度降低。变大,
7、强度降低。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砂中不应混有草根、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(3)砂的粗细程度及颗粒级配粗细程度粗细程度指不同粒径的砂粒混合在一起的平均指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。粗细程度。颗粒级配颗粒级配是指砂中不
8、同粒径颗粒的组配情况。是指砂中不同粒径颗粒的组配情况。测定方法:筛析法测定方法:筛析法用级配区表示砂的颗用级配区表示砂的颗粒级配,用细度模数粒级配,用细度模数表示砂的粗细。表示砂的粗细。标标准准筛筛:孔孔径径(净净尺尺寸寸)为为9.509.50、4.754.75、2.362.36、1.181.18、0.600.60、0.300.30、0.150.15150m300m600m1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm细度模数的计算公式为:细度模数的计算公式为:细度模数愈大,表示砂愈粗;细度模数愈大,表示砂愈粗;砂的细度模数范围一般为砂的细度模数范围一般为3.73.70.70.7,其中,其中
9、粗砂:粗砂:3.7 3.7 3.3.,中砂:中砂:.0.02.32.3,细砂:细砂:2.22.21.61.6,特细砂:特细砂:1.51.50.70.7。普通混凝土用砂的细度模数一般在普通混凝土用砂的细度模数一般在1.6 1.6 3.73.7之间。之间。水水工工混混凝凝土土宜宜使使用用中中砂砂,人人工工砂砂细细度度模模数数为为2.42.8,天然砂的细度模数为天然砂的细度模数为2.23.0。砂的颗粒级配区砂的颗粒级配区方筛孔方筛孔累计筛余率,累计筛余率,1区区2区区3区区4.75mm2.36mm1.18mm600m300m150m1003556535857195801009010025050107
10、04192701009010015025040168555100901)砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比,除)砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比,除4.75mm和和600m筛档外,可以略有筛档外,可以略有超出,但超出总量应小于超出,但超出总量应小于5。2)对人工砂中)对人工砂中150m筛孔的累计筛余筛孔的累计筛余1、2、3区可分别放宽到区可分别放宽到10085、10080、10075。对于细度模数为对于细度模数为3.71.6的砂,按的砂,按0.60mm筛孔的累计筛余百分筛孔的累计筛余百分数分为三个区间:数分为三个区间:砂的筛分曲线砂的筛分曲线 当砂中含有较多的粗颗粒、适量的中粗颗粒及当砂中含
11、有较多的粗颗粒、适量的中粗颗粒及少量的细颗粒时,砂的空隙率、总表面积均较少量的细颗粒时,砂的空隙率、总表面积均较小,级配较好。小,级配较好。使用级配良好的砂子,不仅节约水泥,而且使用级配良好的砂子,不仅节约水泥,而且还可以提高混凝土的强度和密实性。还可以提高混凝土的强度和密实性。经济、和易性、密实性、强度均较好经济、和易性、密实性、强度均较好2区砂优先选用。区砂优先选用。1区砂较粗,应提高砂率、区砂较粗,应提高砂率、水泥用量,保证和易性,水泥用量,保证和易性,3区砂较细,应降低区砂较细,应降低砂率,保证强度。砂率,保证强度。如果砂的天然级配不符合级配区的要求,就如果砂的天然级配不符合级配区的要
12、求,就要采用人工级配的方法来改善,就是将粗、要采用人工级配的方法来改善,就是将粗、细砂按适当比例进行试配,掺和使用。细砂按适当比例进行试配,掺和使用。例某干砂例某干砂500g500g的筛分结果如下表所列。试的筛分结果如下表所列。试计算该砂的细度模数并评定其级配计算该砂的细度模数并评定其级配(4)含水状态及饱和面干吸水率含水状态及饱和面干吸水率骨料的几种含水状态如图所示。骨料的几种含水状态如图所示。|图图 骨料的含水状态骨料的含水状态 ()全干状态;()全干状态;()气干状态;)气干状态;(c c)饱和面干状态;()湿润状态)饱和面干状态;()湿润状态骨料的含水状况:骨料的含水状况:绝干状态绝干
13、状态气干状态气干状态饱和面干状态饱和面干状态润湿状态润湿状态骨料在饱和面干状态时的含水率,称为饱和骨料在饱和面干状态时的含水率,称为饱和面干吸水率。面干吸水率。当拌制混凝土时,由于骨料含水量的不同,当拌制混凝土时,由于骨料含水量的不同,将影响混凝土的用水量和骨料用量。将影响混凝土的用水量和骨料用量。计算混凝土中各项材料的配合比时,一般以计算混凝土中各项材料的配合比时,一般以干燥骨料为基准,而一些大型水利工程常以干燥骨料为基准,而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。饱和面干的骨料为准。(5)坚固性具有一定的坚固性,以抵抗各种风化及冻融破坏作用,以保证混凝土的耐久性。A.天然砂采用硫酸钠溶液法
14、进行试验,砂样经5次循环后其质量损失应符合规定。B.人工砂采用压碎指标法进行试验,压碎指标应小于5-5规定。(6)等级评定根据砂中有害杂质的含量及砂的坚固性,将根据砂中有害杂质的含量及砂的坚固性,将砂分为砂分为:类类 宜用于强度等级大于宜用于强度等级大于C60的混凝土;的混凝土;类类 用于强度等级为用于强度等级为C30C60及抗冻、及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土;抗渗或其他要求的混凝土;类类 宜用于强度等级小于宜用于强度等级小于C30的混凝土和的混凝土和建筑砂浆。建筑砂浆。(7)物理性质1、表观密度、堆积密度和空隙率应符合如下规定:表观密度大于2500kg/m3;松散堆积密度大于1400kg/
15、m3;空隙率小于44。5.2.4粗骨料定义粒径大于4.75mm的骨料称为粗骨料。GB/T14685-2001建筑用卵石、碎石分类按产源分:卵石和碎石卵石(砾石):河卵石、海卵石、山卵石碎石:天然岩石或大卵石破碎、筛分而成。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。(1)颗粒形状与表面特征以接近立方体或球状为好,比表面积较小,空隙率较低。针片状颗粒含量要少。表面粗糙的骨料:和易性较差,但与胶结料的粘结力较强;表面光滑的骨料:和易性较好,一般与胶结料的粘结力较差;水灰比相同的情况下,碎
16、石比卵石拌制的混凝土强度高。(2)有害杂质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)0.51.0
17、1.0(2)有害杂质碱骨料反应碱骨料反应指水泥、外加剂及环境中的碱与骨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应。(3)最大粒径及颗粒级配1)石子最大粒径(DM)集料最大粒径集料最大粒径:指集料的:指集料的100%都要求通过的最小的标准都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。筛筛孔尺寸。集料的公称最大粒径:指集料可能全部通过或允许有少量集料的公称最大粒径:指集料可能全部通过或允许有少量不通过不通过(一般容许筛余不超过一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸。的最小标准筛筛孔尺寸。通常比集料最大粒径小一个粒级。通常比集料最大粒径小一个粒级。比表面积与粒径成反比,对不同公称粒
18、级的石子,一般情况下,最大粒径越大,总表面积越小,混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少,在一定的范围内,石子最大粒径增大,可因用水量的减少提高了混凝土的强度,但粗骨料最大粒径超过150mm后,节约水泥的效果就不明显了。(3)最大粒径及颗粒级配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;对于高强混凝土,不宜大于25mm;对于大体积混凝土,不宜小于31.5mm。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
19、:31:4,超高层建筑宜在1:41:5。从经济上考虑当最大粒径小于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。*建筑工程中混凝土用石子的最大粒径建筑工程中混凝土用石子的最大粒径Dmax大致选择范围大致选择范围:一般水利、海港等大型工程中一般水利、海港等大型工程中:混凝土用石子最大粒径混凝土用石子最大粒径Dmax采用采用120mm或或150mm;粗骨粗骨料宜按料宜按520(小石)、(小石)、2040(中石)、(中石)、4080(大石)、(大石)、80150(120)(特大石)粒径分级,(特大石)粒径分级,各粒径分级的代号分别为各粒径分级的代号分别为D20
20、、D40、D80、D150(120)。)。一般房屋建筑工程中一般房屋建筑工程中:混凝土用石子的最大粒径混凝土用石子的最大粒径Dmax一般采用一般采用20mm、31.5 mm、40mm和和60mm。2)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。连续级配是石子粒级呈连续性,即颗粒由小到大,每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土和易性较好,不易发生离析现象。间断级配空隙率小。由间断级配制成的混凝土,可以节约水泥。但容易产生离析现象,导致施工困难。连续级配是工程上最常用的级配。(4)强度和坚固性1
21、1)强度)强度母岩的立方体抗压强度母岩的立方体抗压强度碎石碎石用母岩制成555 立方体,或直径与高度均为5的圆柱体试样,浸泡水中,待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比,不应低于1.5。火成岩火成岩80MPa变质岩变质岩60MPa水成岩水成岩45MPa压碎指标气干状态下9.519的3000g石子装入一定规格的金属圆桶内,加荷到200,卸荷后称取试样质量(0),再用孔径为2.36的筛子筛除被压碎的细粒,称取试样的筛余量(m1),用下式计算压碎指标:式中a-压碎指标值,%;0-试样质量,g;m1-压碎试验后试样的筛余量,g。压碎指标值越小,骨料的强度越高。表压碎指标2
22、)坚固性骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用(如冻融循环作用)下骨料抗碎裂学因素作用(如冻融循环作用)下骨料抗碎裂的能力。通常用硫酸钠溶液法检验,试样经的能力。通常用硫酸钠溶液法检验,试样经5 5次循环后,质量损失不超过以下规定。次循环后,质量损失不超过以下规定。53混凝土拌合物的和易性5.3.1和易性(工作性)的概念混凝土拌合物便于施工操作,能够达到结构均匀、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
23、材料之间具有一定的内聚力,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流动性流动性关系到施工的难易和浇筑的质量。关系到施工的难易和浇筑的质量。黏聚性也称为抗离析性:离析黏聚性也称为抗离析性:离析砂浆与石子砂浆与石子分离分离产生蜂窝、空洞产生蜂窝、空洞影响工程质量影响工程质量保水性不好,泌水的后果:保水性不好,泌水的后果:(1)形成毛细管孔,渗水。)形成毛细管孔,渗水。(2)上下浇筑面薄弱粘结。)上下浇筑面薄弱粘结。(3)形成水隙,在粗骨料、钢筋下形成弱粘)形成水隙,在粗骨料、钢筋下形成弱粘结。结。5.3
24、.2和易性的检测方法及指标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:坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。当坍落度大于220mm时,坍落度不能准确反映混凝土的流动性,用混凝土扩展后的平均直径即坍落扩展度,作为流动性指标。混凝土施工时坍落度的选择按普通混凝土拌合物性能试验方法(GB/T50080-2002)规定,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基础或地面等的垫层,无配筋的大体积结构(挡土墙、基础等)或配筋稀疏
25、的结构1030板、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7090(2)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控制标准(GB50164-2011)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S1S2S3S4S510mm40mm50mm90mm100mm150mm160m
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