混凝土课件教学内容.ppt

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1、第五章 混凝土,1,混凝土简介普通混凝土组成材料混凝土主要技术性质普通混凝土配合比设计轻混凝土简介,主要内容,2,混凝土简介,混凝土的发展历史混凝土分类混凝土特点混凝土质量的基本要求,3,混凝土的发展历史,出现钢筋砼 1848年 法国制作了钢筋砼船 1887年科伦发表钢筋砼的计算方法1928年法国弗列什捏发现预应力近30年来，多性能混凝土应用,三次重大突破,4,混凝土分类,重砼：02800kg/m3普通砼：0=20002800kg/m3轻砼：02000kg/m3,5,混凝土特点,优点可根据不同要求配制不同性质砼可依要求浇筑各种形状和任意尺寸的结构或构件抗压强度高就地取材，生产能耗低耐久性、耐火

2、性好,缺点自重大抗拉强度低，容易开裂导热系数大，保温隔热差硬化较慢，生产周期长,6,普通混凝土组成材料,水泥细骨料粗骨料水,9,一、水泥,品种 工程特点 环境条件 施工条件强度等级 1.52.0 fh,10,二、细骨料-砂 填充粗骨料空隙，减少水泥浆干缩,含泥量 石粉 泥块含量有害杂质坚固性碱骨料反应粗细程度与颗粒级配 细度模数（A2+A3+-+A6）5 A1 MX=100A1,11,表5.1 累计筛余率与分计筛余率计算关系,12,砂的粗细程度与颗粒级配,建筑用砂一般是 3.7 1.6 粗砂 3.7 3.1 中砂 3.0 2.3 细砂 2.2 1.6 砂的颗粒级配用级配区表示，建筑用砂根据60

3、0m筛的累计筛余百分率A4分成3个级配区。级配良好砂的特点：1、空隙率小，使水泥浆充分用于粘结砂粒。2、总表面积小，节约水泥。,13,人工级配,（A2L+A3L+-+A6L）x%5 A1L x%MX=100A1L x%A1S(1 x%)（A2S+A3S+-+A6S）(1 x%)5 A1S(1 x%)+100A1L x%A1S(1 x%)MX=MXLx%+MXS(1 x%),14,三、粗骨料石子 起骨架作用，坚固耐久,含泥量 针片状颗粒 泥块含量有害杂质坚固性碱骨料反应强度 立方体强度 压碎指标 最大粒径与颗粒级配,15,最大粒径与颗粒级配,最大粒径 Dmax 最大粒径增大，可节约水泥；或者在一

4、定和易性和水泥用量条件下，能减少用水量而提高混凝土强度。混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002 规定：粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的 1/4，同时不得大于钢筋间最小净距的 3/4。对于砼实心板，可允许采用最大粒径不超过 1/3 板厚的骨料，但最大粒径不得超过40mm。连续粒级：拌合混凝土的和易性好，节约水泥。单粒粒级：用于组合成所要求的连续粒级。,16,骨料的含水状态及饱和面干吸水率,饱和面干砂的测定,17,四、拌合及养护用水,混凝土用水的质量要求：不得影响混凝土的和易性及凝结；不得有损于混凝土强度的发展；不得降低混凝土的耐久性，加快钢筋锈蚀及导致预应力钢筋脆断；不

5、得污染混凝土表面。自来水和清洁的天然水，水中不得含有害杂质，如油脂、糖类等有机物质。海水(SO42-、Mg2+、Cl-）、工业污水等应经处理后使用。,18,混凝土主要技术性质,拌合物的和易性强度变形耐久性,19,拌合物的和易性,和易性：流动性 粘聚性保水性和易性测定：坍落度、坍落扩展度、维勃稠度 坍落度试验 维勃稠度试验,20,混凝土拌合物分级,混凝土拌合物按坍落度分级 混凝土按维勃稠度的分级,21,拌合物的和易性,坍落度的选择影响砼拌合物的和易性的主要因素 水泥浆的数量 水泥浆的稠度 砂率 水泥品种和骨料性质 时间、温度、外加剂,22,拌合物的和易性,改善和易性的措施采用最佳砂率 改善砂石级

6、配可能的条件下尽量采用较粗的砂石流动性太小，w/c不变，加水泥浆 流动性太大，S不变，加砂石掺外加剂,23,混凝土强度,立方体抗压强度及强度等级轴心抗压强度影响混凝土强度因素提高混凝土强度措施,24,砼立方体抗压强度及强度等级,立方体抗压强度 标准试件：150mm150mm150 mm 标准养护条件：温度202相对湿度95%以上强度等级 立方体抗压强度标准值 95%保证率,25,混凝土轴心抗压强度,试件尺寸：150mm150mm300mm 棱柱体与立方体强度关系：fz/fcu=0.70.8用于钢筋混凝土轴心受压构件计算,26,影响混凝土强度因素,水泥强度等级和水灰比粗骨料的颗粒形状和表面特征养

7、护温度、湿度龄期施工方法：搅拌方式 成型捣实实验条件：加载速度 环箍效应,27,提高混凝土强度措施,(1)采用高强度等级水泥或早强型水泥(2)采用低W/C的干硬性混凝土(3)采用蒸汽或蒸压养护(4)采用机械搅拌和振捣(5)掺入减水剂或早强剂,28,混凝土变形,化学收缩干湿变形：干缩温度变形：热胀冷缩荷载作用下的变形 短期：弹塑性变形 长期：徐变,29,混凝土的耐久性,耐久性 抗冻性、抗渗性、抗蚀性、抗碳化能力、碱骨料反应提高耐久性措施 选用适当的水泥品种 严格控制水灰比并保证有足够的水泥用量 选用品质好级配合格的骨料 掺用减水剂引气剂等外加剂 保证混凝土施工质量,30,工程实例：北京西直门旧立

8、交桥混凝土开裂,北京二环路西北角的西直门立交桥旧桥于1978年12月开工，1980年12月完工。建成使用一段时间后，桥使用混凝土的部位都有不同程度开裂。1999年3月因各种原因拆除部分旧桥改建。在改造过程中，有关科研部门对旧桥东南引桥桥面和桥基钻芯作K2ONa2OCl-含量测试。其中Cl-浓度呈明显梯度分布，表面Cl-浓度为0.150.094和0.15。距表面1 cm处的Cl-浓度骤增，分别为0.300.18和0.78。在12 cm处Cl-浓度达到最高值，其后随着离开表面距离的增加，Cl-浓度逐渐减至0.1左右。北京市80年代每年化冰盐的撒散量为400600 t，主要用于长安街和城市立交桥。西

9、直门立交旧桥混凝土中的Cl-主要来自化冰盐NaCl。混凝土表面Cl-含量低于距表面12 cm处，是因其表面受雨水冲刷，部分Cl-溶解入雨水中流失。Cl-超过最高极限值后，会破坏钢筋的钝化膜，锈蚀钢筋，锈蚀产物体积膨胀，导致钢筋开裂，保护膜脱落。,31,混凝土孔结构对耐久性的影响,A、B两混凝土采用相同的水泥、砂、石，A掺用了引气剂，并降低了水灰比，其抗渗性优于B。请观察两混凝土断面的孔结构，并讨论如何可提高混凝土抗渗性。,A虽有较多气泡，但这些气泡是不连通的，截断了毛细管通道，从而提高了抗渗性。且其减少了水灰比，使其它部分更为致密。可见，改善混凝土孔结构，提高混凝土密实度，可提高混凝土抗渗性。

10、,32,外加剂,了解外加剂的分类了解常用的减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、防冻剂品种了解外加剂施工和保管注意事项 如：使用无水石膏作缓凝剂的水泥，加入木质素当减水剂或稠密减水剂时会产生速凝现象。因无水石膏在木钙或糖钙溶液中硫酸钙溶解量下降，无法抑制C3A的水化，使C3A迅速水化，从而导致水泥浆速凝。故以硬石膏为缓凝剂的水泥不宜使用含木质素磺酸盐的减水剂。,33,混凝土的质量控制与评定,混凝土强度的波动规律-正态分布 曲线高而窄，表明混凝土强度值波动小，说明施工质量控制较好 矮而宽，说明强度的离散程度较大，反映了生产管理水平低下，强度质量不稳定。,34,混凝土的质量控制与评定,混凝土强度质量的评

11、定 平均值：强度标准差（又称均方差）：强度保证率P的计算 工程中,35,混凝土的质量控制与评定,计算出概率度t，查表得P。混凝土配制强度 f cu,o=f cu,k+t f cu,o=f cu,k+1.645,36,普通混凝土配合比设计,混凝土配合比设计的基本要求混凝土配合比设计的依据混凝土配合比设计的方法原理混凝土配合比设计的步骤,37,混凝土配合比设计的基本要求,满足设计要求的强度；满足施工要求的和易性；满足与环境相适应的耐久性；在保证质量的前提下，应尽量节约水泥，降低成本。,38,混凝土配合比设计的依据,砼配合比设计的基本参数 满足强度、耐久性，定w/c 满足和易性，依据骨料种类规格定m

12、W0 填充石子空隙有富余，定S砼配合比设计的算料基准 以计算1M3混凝土中各材料用量为基准 骨料以干燥状态为基准,39,混凝土配合比设计的方法原理,体积法：假定砼拌合物体积=各材料绝对体积和+所含空气的体积质量法：假定砼拌合物在振捣密实状态下，1M3的质量为一固定值,40,混凝土配合比设计的步骤,初步配合比.,基准配合比.,试验室配合比.,施工配合比.,试验室试拌,强度等检验,依现场砂石含水率调整,41,初步配合比计算,(1)确定配制强度(fcu,o)(2)初步确定水灰比(W/C)采用碎石时：采用卵石时：计算出的w/c不得大于规定的最大水灰比，否则按最大水灰比设计,42,初步配合比计算,(3)

13、选择单位用水量(mW0)干硬性和塑性混凝土 a.w/c=0.400.80，考虑粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度,按表5.22规定选取 b.w/c0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的mW0，应通过试验确定 流动性和大流动性混凝土a.以表5.22中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量；b.掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：,43,初步配合比计算,(4)计算单位水泥用量(mC0)mC0不得小于规定的最小水泥用量，否则按最小水泥用量设计(5)选取合理砂率值(S)一般应通过试验找出合理砂率，也可按骨料种类、规格及混

14、凝土水灰比，参考表5.18选取。(6)计算砂、石用量(mS0、mG0)体积法 质量法,44,基准配合比,1.测和易性是否满足施工需要 最小拌合量：2.测出混凝土拌合物的实际表观密度mCP(kg/m3)3.重新计算每立方米混凝土的各项材料用量,45,试验室配合比,强度复核（w/c-0.05，w/c，w/c+0.05）w/c：按f cu,0c/w 确定 mw：按坍落度或维勃稠度调整确定 mc：mw、c/w mG、ms：按c/w调整确定 并根据实际表观密度校正,46,施工配合比,试验室配合比换算为施工配合比，其材料称量为：水泥 砂子 石子水,47,混凝土配合比设计详细步骤,(1)确定配制强度(2)确定水灰比(W/C)(3)确定用水量(mW0)(4)计算水泥用量(mC0）(5)确定砂率(6)计算砂、石用量mS0、mG0(7)计算初步配合比(8)配合比调整,基准配合比(9)试验室配合比(10)施工配合比,48,轻混凝土,表观密度1950kg/m3的混凝土 按组成成分分:轻骨料混凝土 多孔混凝土(如加气混凝土)大孔混凝土(如无砂大孔混凝土),49,轻骨料混凝土,轻骨料来源：天然.工业.人造（烧胀.烧结）轻骨料混凝土对轻骨料的质量要求 堆积密度、强度、颗粒级配和吸水率 有害杂质、耐久性、安定性轻骨料混凝土技术性能 和易性 强度与强度等级 收缩与徐变 保温性能 表观密度,50,作 业：,51,