建筑材料混凝土及砂浆.pptx
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1、1第六章第六章 混凝土及砂混凝土及砂浆七、普通混凝土的配合比设计七、普通混凝土的配合比设计一、混凝土概念及其分类一、混凝土概念及其分类二、混凝土和易性的概念、测定方法及影响因素二、混凝土和易性的概念、测定方法及影响因素三三、混凝土的强度的概念、测定方法及影响因素、混凝土的强度的概念、测定方法及影响因素四、混凝土的变形四、混凝土的变形五、混凝土的耐久性五、混凝土的耐久性六、混凝土外加剂六、混凝土外加剂 砂浆,由胶凝材料和细骨料配制而成。砂浆,由胶凝材料和细骨料配制而成。2概概 述述一、混凝土的概念:一、混凝土的概念:广义上,凡是由胶凝材料、水、粗细骨料,按适当配合广义上,凡是由胶凝材料、水、粗细
2、骨料,按适当配合比拌制成拌合物,经一定时间的凝结硬化而成的人造石材统比拌制成拌合物,经一定时间的凝结硬化而成的人造石材统称为混凝土。称为混凝土。水泥混凝土,通常简称混凝土,是由水泥与粗细骨水泥混凝土,通常简称混凝土,是由水泥与粗细骨料构架而成的人造石材。料构架而成的人造石材。优点优点:原材料来源广、制作工艺简单、成本低,原材料来源广、制作工艺简单、成本低,强度强度高、耐久性好、适合各种环境高、耐久性好、适合各种环境混凝土组分混凝土组分混凝土组分混凝土组分混凝土截面混凝土截面混凝土截面混凝土截面3二、混凝土分类二、混凝土分类v 按密度分按密度分重混凝土重混凝土02700kg/m3普通混凝土普通混
3、凝土019002500kg/m3轻混凝土轻混凝土01900kg/m3普通混凝土普通混凝土:强度等级强度等级C7.5C7.5C60MPaC60MPa高强度混凝土高强度混凝土:强度等级强度等级C60C60C100MPaC100MPa超高强度混凝土超高强度混凝土:大于大于C100MPaC100MPav 按强度分按强度分v 按胶材分按胶材分水泥混凝土水泥混凝土沥青混凝土沥青混凝土水玻璃混凝土水玻璃混凝土聚合物混凝土聚合物混凝土概概 述述4二、混凝土分类二、混凝土分类v 按用途按用途结构混凝土结构混凝土装饰混凝土装饰混凝土防水混凝土防水混凝土防辐射混凝土防辐射混凝土耐酸混凝土耐酸混凝土道路混凝土道路混凝
4、土素混凝土素混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土预应力钢筋混凝土预应力钢筋混凝土钢纤维混凝土钢纤维混凝土钢丝网混凝土钢丝网混凝土 v 按按增强材料增强材料 和增强方式和增强方式概概 述述5生生产以及施工工以及施工工艺常规施工混凝土常规施工混凝土泵送混凝土泵送混凝土喷射混凝土喷射混凝土碾压混凝土碾压混凝土6三、混凝土优点与不足三、混凝土优点与不足v混凝土在土建工程中能够得到广泛应用,是由于它具有混凝土在土建工程中能够得到广泛应用,是由于它具有优越的技术性能及良好的经济效益。优越的技术性能及良好的经济效益。v具有如下优点:具有如下优点:。v具有如下缺点:具有如下缺点:原材料来源丰富原材料来源丰富性能可调性能
5、可调塑性良好塑性良好可用钢筋增强可用钢筋增强久性良好久性良好经济性好经济性好工艺简单工艺简单利于环保利于环保自重大自重大脆性脆性抗拉强度低,变形小抗拉强度低,变形小收缩及裂缝现象收缩及裂缝现象破损修复难度大破损修复难度大7第二第二节 普通混凝土的普通混凝土的组成材料及技成材料及技术要求要求 概述:概述:普通混凝土的概念:普通混凝土的概念:普通混凝土是指采普通混凝土是指采用水泥、砂、石和水配制而成的表观密度为用水泥、砂、石和水配制而成的表观密度为19002700kg/m3的人造石材。的人造石材。普通混凝土的组分:普通混凝土的组分:水泥水泥 细骨料细骨料(砂子砂子)粗骨料粗骨料(石子石子)拌和水拌
6、和水8普通混凝土的普通混凝土的组成及作用成及作用水泥水泥水水水泥浆水泥浆石子石子砂子砂子骨骨 料料新拌混凝土新拌混凝土100%体积体积6075%2540%1421%2128%3942%凝结硬化凝结硬化硬化混凝土硬化混凝土混凝土外加剂混凝土外加剂 为了改善或提高混为了改善或提高混凝土的性能凝土的性能715%9各各组成材料的作用:成材料的作用:水泥浆:水泥浆:硬化前硬化前包裹润滑作用包裹润滑作用硬化后硬化后胶结填充作用胶结填充作用与水形成水泥浆,赋予新拌混凝与水形成水泥浆,赋予新拌混凝土以流动性。土以流动性。包裹在所有骨料表面,通过水泥浆的凝结硬包裹在所有骨料表面,通过水泥浆的凝结硬化,将砂、石骨
7、料胶结成整体;填充骨料堆积体化,将砂、石骨料胶结成整体;填充骨料堆积体空隙,形成固体。空隙,形成固体。骨骨 料:骨架料:骨架廉价的填充材料,节省水泥用量廉价的填充材料,节省水泥用量混凝土的骨架,减小收缩,抑制裂缝的扩展混凝土的骨架,减小收缩,抑制裂缝的扩展传力作用传力作用降低水化热降低水化热提供耐磨性提供耐磨性10各各组成材料的作用:成材料的作用:水:水:混凝土中的拌和水有两个作用混凝土中的拌和水有两个作用:供水泥的水化反应供水泥的水化反应 赋予混凝土的和易性赋予混凝土的和易性 剩余水留在混凝土的孔剩余水留在混凝土的孔(空空)隙中隙中 使混凝土中产生孔隙使混凝土中产生孔隙 对防止塑性收缩裂缝与
8、和易性对防止塑性收缩裂缝与和易性有利有利 对渗透性、强度和耐久性对渗透性、强度和耐久性不利不利11各各组成材料的作用:成材料的作用:外加剂:外加剂:化学外加剂:改善混凝土的性能化学外加剂:改善混凝土的性能 缓凝剂缓凝剂 使水泥浆凝结硬化速度减慢;使水泥浆凝结硬化速度减慢;促凝剂促凝剂 使水泥浆凝结硬化速度减慢;使水泥浆凝结硬化速度减慢;减水剂减水剂 减少拌和需水量;减少拌和需水量;引气剂引气剂 在混凝土中引起封闭气孔;在混凝土中引起封闭气孔;矿物掺合料:减少水泥用量,改善混凝土性能矿物掺合料:减少水泥用量,改善混凝土性能 粉煤灰粉煤灰 硅灰硅灰 矿渣矿渣12水水泥泥v品种的选择:品种的选择:应
9、应当当根根据据工工程程的的性性质质和和工工程程所所处处环环境境要要求求(见下表见下表)工程中最常用的是六大水泥工程中最常用的是六大水泥 v强度等级的选择强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应应当与混凝土的设计强度等级相适应原则:高对高,低对低原则:高对高,低对低约为混凝土强度等级的约为混凝土强度等级的1.01.01.51.5倍倍二、混凝土的组成材料混凝土的组成材料13常用水泥混凝土的选用参考表常用水泥混凝土的选用参考表水泥品种水泥品种使用部位及环境使用部位及环境硅酸盐硅酸盐水泥水泥普通普通水泥水泥矿渣矿渣水泥水泥火山灰火山灰水泥水泥粉煤灰粉煤灰水泥水泥工工程程特特点点1.1.厚大体积混
10、凝土厚大体积混凝土2.2.快硬混凝土快硬混凝土3.3.高强高强(高于高于C40)C40)混凝土混凝土4.4.有抗渗要求的混凝土有抗渗要求的混凝土5.5.耐磨混凝土耐磨混凝土环环境境条条件件1.1.在普通气候环境中混凝土在普通气候环境中混凝土2.2.在干躁环境中混凝土在干躁环境中混凝土3.3.在高湿度环境中或永远在水下混凝土在高湿度环境中或永远在水下混凝土4.4.在在严严寒寒地地区区的的露露天天混混凝凝土土,寒寒冷冷地地区区处在水位升降范围内的混凝土处在水位升降范围内的混凝土5.5.严寒地区在水位升降范围内的混凝土严寒地区在水位升降范围内的混凝土注:注:号表示优先选用;号表示优先选用;表示可以使
11、用;表示可以使用;表示不得使用。表示不得使用。二、混凝土的组成材料混凝土的组成材料14骨料骨料 粗骨料粗骨料细骨料细骨料细骨料细骨料:粒径粒径4.75 mm4.75 mm以下的骨料称为细骨料,俗称砂。以下的骨料称为细骨料,俗称砂。(1)(1)细骨料的种类及其特性:细骨料的种类及其特性:河砂河砂 山砂山砂 海砂海砂 圆滑、坚固,杂质少,属上等砂;圆滑、坚固,杂质少,属上等砂;含贝壳碎片、可溶性盐类等;含贝壳碎片、可溶性盐类等;多棱角,粘聚性比河砂好,含泥土多棱角,粘聚性比河砂好,含泥土和有机杂质较多。和有机杂质较多。碎石经机械轧碎筛选而成,富棱角,杂质少,碎石经机械轧碎筛选而成,富棱角,杂质少,
12、但细粉多。同时加工成本较高。但细粉多。同时加工成本较高。天然砂:天然砂:人工砂:人工砂:按按产产源源分分类类15(2)(2)细骨料的技骨料的技术性性质:国家标准国家标准GB/T146842001建筑用砂建筑用砂主主要要内内容容B颗粒形状和表面特征颗粒形状和表面特征C颗粒级配及粗细程度颗粒级配及粗细程度D强度、坚固性强度、坚固性E碱活性集料碱活性集料A有害杂质的含量有害杂质的含量16n含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量 云母含量云母含量 轻物质含量轻物质含量有有机质含量机质含量 硫化物和硫酸盐含量硫化物和硫酸盐含量A A 有害杂质的含量:有害杂质的含量:妨碍水泥水化、凝结、消弱水泥石妨碍水泥水化、
13、凝结、消弱水泥石与骨料黏结,或与水化产物发生化学反应与骨料黏结,或与水化产物发生化学反应(2)(2)细骨料的技术性质细骨料的技术性质:B B 骨料形状及表面特征骨料形状及表面特征:影响与水泥的黏结及拌合物流影响与水泥的黏结及拌合物流动性动性山砂山砂:多棱角、粗糙多棱角、粗糙 黏结好黏结好 强度高强度高河和海砂河和海砂:呈圆形光滑呈圆形光滑 黏结差黏结差 强度高强度高 流动性流动性好好17C C 颗粒级配及粗细程度颗粒级配及粗细程度1.1.颗粒颗粒粗细程度及粗细程度及级配的概念:级配的概念:颗粒级配颗粒级配是指粒径大小不同的颗粒相互搭配的比例情况或是指粒径大小不同的颗粒相互搭配的比例情况或散粒材
14、料中不同粒径的颗粒相互搭配情况散粒材料中不同粒径的颗粒相互搭配情况2.2.级配的意义级配的意义l空隙低空隙低l表面积小表面积小l适量细颗粒适量细颗粒用于填充骨料空隙的水泥浆量少用于填充骨料空隙的水泥浆量少用于包裹骨料表面的水泥浆量少用于包裹骨料表面的水泥浆量少填充作用使混凝土结构更加密实填充作用使混凝土结构更加密实(2)(2)细骨料的技术性质细骨料的技术性质:砂的粗细程度:砂的粗细程度:是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度粗细程度。18(2)(2)细骨料的技术性质细骨料的技术性质:骨料级配示意图骨料级配示意图19A A:砂的粗细程度的表征参数:砂的粗
15、细程度的表征参数:细度模数细度模数f B B:砂的颗粒级配的表征参数:砂的颗粒级配的表征参数:级配区级配区级配曲线级配曲线注意:有两个注意:有两个(2)(2)细骨料的技术性质细骨料的技术性质:Mx=3.73.1 粗砂粗砂Mx=3.02.3中砂中砂Mx=2.21.6 细砂细砂Mx=1.50.7 特细特细20编号编号 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7筛孔尺寸筛孔尺寸 4.754.75 2.36 2.36 1.18 1.18 0.60 0.60 0.30 0.30 0.15 0.15筛余筛余(g)(g)m m1 1m m2 2 m m6 6m m7 7分计筛余分计筛余(%)(%
16、)a a1 1a a2 2 a a6 6累计筛余累计筛余(%)(%)A A1 1=a=a1 1 A A2 2=a=a1 1+a+a2 2A A6 6=a=a1 1+a+a6 6粗细程度表征粗细程度表征:筛分析法筛分析法(2)(2)细骨料的技术性质细骨料的技术性质:21n级配的评价级配的评价-筛分析方法筛分析方法编号编号筛孔尺寸筛孔尺寸I I区区IIII区区IIIIII区区14.75mm100 100 100 22.36mm35525015031.18mm6535501025040.60mm 85717041401650.30mm95809270855560.15mm10090100901009
17、0实际工程中,尽可能选择级配良好的中砂拌制混凝土实际工程中,尽可能选择级配良好的中砂拌制混凝土(2)(2)细骨料的技术性质细骨料的技术性质:级配合格判定级配合格判定:砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内;除砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内;除4.75mm4.75mm和和600600m m筛档外,可以略有超出,但超出总量应小于筛档外,可以略有超出,但超出总量应小于5 5。22n3).3).坚固性坚固性n4.4.物理性质物理性质砂的坚固性是指砂在气候、环境变化或其它砂的坚固性是指砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力物理因素作用下抵抗破裂的能力u砂的表观密度砂的表观密度u堆积
18、密度堆积密度u空隙率空隙率u含水量等含水量等(2)(2)细骨料的技术性质细骨料的技术性质:23概念概念:混凝土组成材料中,粒径大于混凝土组成材料中,粒径大于4.75mm4.75mm的颗粒的颗粒。(3)粗骨料粗骨料(石子石子)24n分类分类1.1.根据来源根据来源天然粗骨料天然粗骨料人工粗骨料人工粗骨料碎石碎石人工陶粒轻骨料人工陶粒轻骨料粗骨料粗骨料(石子石子)2.2.根据表面状态根据表面状态碎石碎石卵石卵石3.3.根据堆积密度根据堆积密度普通粗骨料普通粗骨料轻粗骨料轻粗骨料251 1)有害物质含量有害物质含量泥和泥块含量的定义:泥和泥块含量的定义:泥:粒径小于泥:粒径小于0.075mm0.07
19、5mm的颗粒的颗粒泥块:粒径大于泥块:粒径大于4.75mm4.75mm经水洗、手捏后小于经水洗、手捏后小于2.36mm2.36mm的颗粒。的颗粒。碱活性骨料:碱活性骨料:指含有活性指含有活性SiO2的岩石颗粒。的岩石颗粒。2)2)颗粒形状与表面特征颗粒形状与表面特征3)3)强度:强度:骨料重要作用是减少因荷载、干缩或引起的变形,用刚性骨架骨料重要作用是减少因荷载、干缩或引起的变形,用刚性骨架提高混凝土强度和变形模量提高混凝土强度和变形模量压碎指标压碎指标(间接法间接法)立方体立方体(圆柱体圆柱体)抗压强度抗压强度(直接法直接法)粗骨料技术性质粗骨料技术性质针状颗粒:针状颗粒:是指颗粒长度大于该
20、颗粒所在粒级平均粒径是指颗粒长度大于该颗粒所在粒级平均粒径2.4倍的颗粒。倍的颗粒。片状颗粒:片状颗粒:是指颗粒厚度小于该颗粒所在粒级平均粒径是指颗粒厚度小于该颗粒所在粒级平均粒径0.4倍的颗粒。倍的颗粒。26压碎指标:压碎指标:直接法直接法就是将制作粗骨料的母岩制成边长为就是将制作粗骨料的母岩制成边长为50mm50mm的立方的立方体体(或直径与高均为或直径与高均为50mm50mm的圆柱体的圆柱体)试件,浸水试件,浸水48h 48h 后,测定后,测定其极限抗压强度值。其极限抗压强度值。强度配制原则:强度配制原则:骨料强度混凝土强度骨料强度混凝土强度 碎石强度指标:碎石强度指标:母岩立方体抗压强
21、度母岩立方体抗压强度压碎指标。压碎指标。卵石强度指标:卵石强度指标:压碎指标压碎指标粗骨料技术性质粗骨料技术性质274)4)颗粒级配颗粒级配(筛分析检验筛分析检验)标准筛的孔径标准筛的孔径为为2.36、4.75、9.5、16、19、26.5、31.5、37.5、53、63、75及及90mm等共等共12个筛。个筛。粗骨料技术性质粗骨料技术性质级级配配类类型型间断级配:间断级配:连续级配:连续级配:石子由小到大各粒级相连的级配。石子由小到大各粒级相连的级配。石子用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒石子用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配级相配,中间为不连续的级配。中间为不连续的级配。28公称粒级公称粒级
22、筛孔尺寸筛孔尺寸/mm2.36(2.5)4.75(5)9.5(10)16.0(15)19.0(20)26.5(25)31.531.537.5连连续续粒粒级级5-1095-10080-1000-1505-1695-10085-10030-600-1005-2095-10090-10040-80-0-1005-2595-10090-100-30-70-0-505-31.595-10090-10070-90-15-45-0-505-40-95-10070-90-30-65-0-5粗骨料级配要求粗骨料级配要求粗骨料技术性质粗骨料技术性质29单粒粒级石子石子级配要求配要求公称粒级公称粒级筛孔尺寸筛孔尺寸
23、/mm/mm2.362.36(2.5(2.5)4.75 4.75(5)(5)9.5 9.5(10)(10)16.0 16.0(15)(15)19.0 19.0(20)(20)26.5 26.5(25)(25)31.5 31.5 31.5 31.5 37.5 37.5(35)(35)单单粒粒粒粒级级 10-2010-2095-10095-10085-10085-1000-150-150 016-31.516-31.595-10095-10085-10085-1000-100-100 020-4020-4095-10095-10080-10080-1000-100-1031.3-6331.3-63
24、95-10095-10075-10075-10045-7545-7540-8040-8095-10095-10070-10070-100粗骨料技术性质粗骨料技术性质306)6)最大粒径最大粒径粗骨料所在公称粒级的上限称为粗骨料最大粒径粗骨料所在公称粒级的上限称为粗骨料最大粒径粗骨料的最大粒径限制粗骨料的最大粒径限制 粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/41/4不得大于钢筋间最小净距的不得大于钢筋间最小净距的3/43/4对于混凝土实心板对于混凝土实心板,骨料的最大粒径不宜超过板厚的骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3,1/3,且不得超过且不得超过
25、40mm40mm同同时时满满足足粗骨料技术性质粗骨料技术性质3132混凝土拌合及养混凝土拌合及养护用水用水 1 1、对拌和水的质量要求:、对拌和水的质量要求:1)1)、不影响混凝土的凝结硬化、不影响混凝土的凝结硬化2)2)、无损于混凝土强度发展及耐久性、无损于混凝土强度发展及耐久性3)3)、不加快钢筋锈蚀、不加快钢筋锈蚀4)4)、不引起预应力钢筋脆断、不引起预应力钢筋脆断5)5)、不污染混凝土表面、不污染混凝土表面Waterthatissafetodrinkissafetouseinconcrete.33 1 1、海水、海水 2 2、富有有机杂质的沼泽水、含有腐植酸或其他酸、富有有机杂质的沼泽
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