建筑材料 第05章 混凝土 最新

1、第5章 混 凝 土,5.1 概 述,5.1.1 混凝土的含义,由胶结料、粗细骨料和水及其他材料，按适当的比例配制拌和并硬化而成的具有所需的形体、强度和耐久性的人造石材称为混凝土。,5.1 概 述,5.1.2 混凝土的分类,5.1.2.1 按表观密度分类,一,一,重混凝土,二,三,普通混凝土,轻混凝土,5.1 概 述,5.1.2 混凝土的分类,5.1.2.2 按用途分类,5.1 概 述,5.1.2 混凝土的分类,5.1.2.3 按所用胶凝材料分类,5.1 概 述,5.1.2 混凝土的分类,5.1.2.4 按强度等级分类,低强度混凝土(fcu30MPa),中强度混凝土(fcu=3060MPa),高强度混凝土(fcu=60100MPa),超高强度混凝土(fcu100MPa),5.1 概 述,5.1.2 混凝土的分类,5.1.2.5 按生产和施工方法分类,5.1 概 述,5.1.3 混凝土的特点,5.1.3.1 优点,原材料丰富，造价低廉；,混凝土拌和物具有良好的可塑性和浇注性，易加工成型；,可调整性强，可根据使用性能的要求与设计来配制相应的混凝土；,抗压强度高；,5.1 概 述,5.1.3

2、混凝土的特点,5.1.3.1 优点,匹配性好，与钢筋及钢纤维等有牢固的黏结力 ；,耐久性良好；,耐火性好，维修费少；,生产能耗低。,5.1 概 述,5.1.3 混凝土的特点,5.1.3.2 缺点,自重大，比强度小；,抗拉强度低；,变形能力差，易开裂；,导热系数大，保温隔热性能较差；,硬化较慢，生产周期长。,5.1 概 述,5.1.4 混凝土的发展趋向,5.1.4.1 高性能混凝土,5.1.4.2 绿色高性能混凝土,5.1.4.3 其他新技术混凝土,5.2 普通混凝土的组成材料,图5-1 硬化混凝土的结构,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.1 水泥的选择,(1) 普通混凝土。,(2) 高强度混凝土(C30)。,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,细骨料是指粒径为0.154.75mm的岩石颗粒，俗称砂。通常细、粗骨料的总体积占混凝土总体积的70%80%。,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.1 种类及特性,河砂：洁净、质地坚硬，为配制混凝土的理想材料。,海砂：质地坚硬，但夹有贝壳碎片及可溶性盐类。,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料

3、,5.2.2.1 种类及特性,山砂：含有黏土及有机杂质，坚固性差。,人工砂：富有棱角，比较洁净，但细粉、片状颗粒较多，成本高。,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.2 混凝土用砂的质量要求,(1) 含泥量、石粉含量和泥块含量。,表5-1 天然砂含泥量和泥块含量,%,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.2 混凝土用砂的质量要求,(1) 含泥量、石粉含量和泥块含量。,表5-2 人工砂石粉含量和泥块含量,%,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.2 混凝土用砂的质量要求,(2) 有害物质含量。其含量应符合表5-3的规定。,表5-3 砂中有害物质含量,%,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.3 砂的粗细程度(Mx)及颗粒级配,图5-2 骨料的颗粒级配,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.3 砂的粗细程度(Mx)及颗粒级配,表5-4 分计筛余百分率与累计筛余百分率的关系,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.3 砂的粗细程度(Mx)及颗粒级配,1

4、砂的粗细程度 砂的粗细程度用细度模数(Mx)来表示。细度模数(Mx)通过累计筛余百分率计算而得。,(5-1),5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.3 砂的粗细程度(Mx)及颗粒级配,2砂的颗粒级配 骨料各级粒径颗粒的分布情况，以级配区或筛分曲线判定砂级配的合格性。 (1) 级配区。见表5-5。,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.3 砂的粗细程度(Mx)及颗粒级配,表5-5 砂的颗粒级配区,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.3 砂的粗细程度(Mx)及颗粒级配,(2) 筛分曲线。如图5-3所示。,图5-3 筛分曲线,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.2 细骨料,5.2.2.4 砂的选用原则,一般配制混凝土时，宜优先选用区砂。若选用区砂，则应该适当提高砂率，保证水泥用量。若选用区砂，则应该适当降低砂率，保证强度。若某一地区砂料过细，可采用人工级配。,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.3 粗骨料,5.2.3.1 质量及技术要求,(1) 含泥量及泥块含量应符合表5-6的规定。,%,表5-6 卵石、碎石含泥量

5、及泥块含量,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.3 粗骨料,5.2.3.1 质量及技术要求,(1) 含泥量及泥块含量应符合表5-6的规定。,%,表5-7 卵石、碎石中有害物质含量,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.3 粗骨料,5.2.3.2 强度,碎石强度采用岩石立方体抗压强度和碎石的压碎指标 两种方法来检验。压碎指标Qc按下式进行计算：,(5-2),5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.3 粗骨料,5.2.3.3 颗粒形状及表面特征,(2) 碎石。多棱角，孔隙率及总表面积大，工作性差，水泥用量多，但黏结力强，强度高。在相同条件下，碎石混凝土比卵石混凝土的强度约高10%。,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.3 粗骨料,5.2.3.4 最大粒径和颗粒级配,粗骨料公称粒级的上限称该粒级的最大粒径。最大粒径的选用原则是质量相同的石子，粒径越大，总表面积越小，越能节约水泥，故应尽量选用大粒径石子。,1最大粒径,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.3 粗骨料,5.2.3.4 最大粒径和颗粒级配,2颗粒级配,(1) 连续级配。,(2) 间断级配。,5.2 普通混凝土的组成材料,5.2.

6、3 粗骨料,5.2.4 混凝土拌和及养护用水,宜采用水饮用水。,（1）,不宜采用水海水、生活污水。,（2）,需检验方可使用的水地表水和地下水， 需按有关规定检验合格后才能使用。,（3）,5.3 混凝土拌和物的和易性,5.3.1 和易性的概念,和易性是指混凝土拌和物能保持其组成成分均匀，不发生分层离析、泌水等现象，适于运输、浇筑、捣实成型等施工作业，并能获得质量均匀、密实的混凝土性能。,5.3 混凝土拌和物的和易性,5.3.1 和易性的概念,5.3 混凝土拌和物的和易性,5.3.1.4 混凝土拌和物和易性的评定,1坍落度试验,2维勃稠度试验,表5-8 混凝土浇注时的坍落度,5.3 混凝土拌和物的和易性,5.3.2 影响新拌混凝土和易性的因素,5.3 混凝土拌和物的和易性,5.3.2 影响新拌混凝土和易性的因素,5.4 混凝土的强度,5.4.1 混凝土的立方抗压强度(fcu),按照标准的制作方法制成边长为150mm的正立方体试件，在标准养护条件(温度为203，相对湿度在90%以上)下，养护至28d龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，该值称为混凝土立方体试件抗压强度(简称立方抗压强度，

7、以fcu表示)，以MPa计。,5.4 混凝土的强度,5.4.2 混凝土的立方抗压强度标准值(fcu,k),立方抗压强度标准值是指按照标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期内，用标准试验测定的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%，以MPa计。,5.4 混凝土的强度,5.4.3 强度等级,5.4.3.1 概念,混凝土强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的。它的表示方法是用C和“立方体抗压强度标准值”两项内容表示，如C30即表示混凝土立方体抗压强度标准值fcu,k=30MPa。,5.4 混凝土的强度,5.4.3 强度等级,5.4.3.2 实用意义,(1) C7.5C15。用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构。,(3) C25C30。用于大跨度结构、耐久性要求较高的结构、预制构件等。,(2) C15C25。用于普通混凝土结构的梁、板、柱、楼梯及屋架。,(4) C30以上。用于预应力钢筋混凝土结构、吊车梁及特种构件等。,5.4 混凝土的强度,5.4.4 混凝土的轴心抗压强度(fcp),5.4 混凝土的强度,5.4.5 混凝土的抗拉强度,混凝土的劈

8、裂抗拉强度与混凝土标准立方体抗压强度之间的关系，可用经验公式表达如下：,(5-3),5.4 混凝土的强度,5.4.6 混凝土与钢筋的黏结强度,在钢筋混凝土结构中，混凝土利用钢筋来增强，为使钢筋混凝土这类复合材料能有效工作，混凝土与钢筋之间必须要有适当的黏结强度。影响混凝土与钢筋黏结的因素有混凝土质量(强度)、钢筋尺寸及种类、钢筋在混凝土中的位置、加载类型、干湿变化和温度变化等。,5.4 混凝土的强度,5.4.7 影响混凝土强度的因素,5.4.7.1 材料组成对混凝土强度的影响,1水泥的强度和水灰比,(5-4),5.4 混凝土的强度,5.4.7 影响混凝土强度的因素,5.4.7.1 材料组成对混凝土强度的影响,2骨料的影响,当骨料级配良好、砂率适当时，可以组成坚强密实的骨架，有利于混凝土强度的提高。如果混凝土骨料中有害杂质较多，品质低，级配不好时，会降低混凝土的强度。,5.4 混凝土的强度,5.4.7 影响混凝土强度的因素,5.4.7.2 养护条件对混凝土强度的影响,5.4 混凝土的强度,5.4.7 影响混凝土强度的因素,5.4.7.3 试验条件对混凝土强度的影响,1试件的尺寸,表5-9

9、 混凝土试件不同尺寸的强度换算系数,5.4 混凝土的强度,5.4.7 影响混凝土强度的因素,5.4.7.3 试验条件对混凝土强度的影响,2试件的形状,3表面状态,4加荷速度,5.4 混凝土的强度,5.4.8 提高混凝土强度的措施,(1) 选用高强度水泥和早强型水泥。,(2) 采用低水灰比的干硬性混凝土。,(3) 掺加混凝土外加剂和掺合料。,(4) 采用湿热处理蒸汽养护和蒸压养护。,(5) 采用机械搅拌和振捣。,5.5 混凝土的耐久性,5.5.1 耐久性指标,抗渗性,抗冻性,耐磨性,5.5 混凝土的耐久性,5.5.1 耐久性指标,抗侵蚀性,抗碳化性,抗碱骨料反应,5.5 混凝土的耐久性,5.5.2 提高混凝土耐久性的措施,(1) 合理选择水泥品种。,(2) 适当控制混凝土的水灰比和水泥用量,(3) 选用品种良好、级配合格的骨料。,(4) 掺外加剂。,(5) 保证混凝土的施工质量。,5.5 混凝土的耐久性,5.5.2 提高混凝土耐久性的措施,表5-10 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量,5.6 混凝土外加剂,(3) 改善耐久性的外加剂,(1) 改善工作性的外加剂,(4) 改善其他性能的外加剂,(2) 调节凝结硬化时间的外加剂,5.6 混凝土外加剂,5.6.1 减水剂,5.6.1.1 减水剂的作用机理,(1) 其憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同电荷，斥力作用使水泥颗粒分开，放出絮凝结构游离水，增加流动性。,(2) 亲水基团吸附大量极性水分子，增加水泥颗粒表面溶剂化水膜厚度，起润滑作用，改善工作性。,(3) 减水剂降低表面张力，水泥颗粒更易湿润，使水化比较充分，从而提高混凝土的强度。,5.6 混凝土外加剂,5.6.1 减水剂,5.6.1.2 减水剂的技术经济效果,(1) 增大流动性。在用水量及水灰比不变时，混凝土坍落度可增大100200mm，且不会影响混凝土的强度。,(2) 提高混凝土的强度。在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌和

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