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1、普通混凝土的组成材料,骨 料水水 泥外加剂,普通混凝土的组成,水泥,水,水泥浆,石子,砂子,骨 料,新拌混凝土,100%体积,6075%,715%,2540%,1421%,2128%,3942%,凝结硬化,硬化混凝土,混凝土外加剂,为了改善或提高混凝土的性能,混凝土中的第五种成分,混凝土的结构,混凝土的结构水泥+水水泥浆+砂水泥砂浆+石子混凝土拌合物硬化混凝土组成材料的作用,混凝土体积构成水泥石25左右；砂和石子70以上；孔隙和自由水15%。,混凝土结构图,图5.1 普通混凝土结构示意图,1石子；2砂子；3水泥浆；4气孔,混凝土的宏观结构,粗骨料,细骨料,水泥石,过渡区,混凝土的组成与结构,目
2、 录,2.2.2、细骨料2.1.3、粗骨料2.1.4、水,骨 料（Aggregate）,混凝土中的骨料,经济上：在不影响混凝土性能的条件下，在混凝土中尽可能多地加入骨料，以降低混凝土的成本；骨料可提供混凝土很好的稳定性和比水泥石更好的耐久性。,混凝土中骨料的基本要求,具有良好的颗粒级配，使堆积空隙率小，颗粒总比表面积较小，以减少水泥浆用量；骨料颗粒表面干净，以保证与水泥浆有良好的粘结力；含有害杂质少，不得含有影响水泥凝结硬化和后期混凝土耐久性的成分；具有足够的强度和坚固性，以保证起到骨架和传力作用。,10,2.1.2 细骨料,细骨料:,粒径4.75 mm以下的骨料称为细骨料，俗称砂。,一、细骨
3、料概述,碎石经机械轧碎筛选而成，富棱角，杂质少，但细粉多。同时加工成本较高。,12,二、细骨料的技术性质：,国家标准GB/T 146842001建筑用砂,主要内容,B 颗粒级配及粗细程度,C,D 坚固性,E 碱-骨料反应,A 表观密度、堆积密度、空隙率,含泥量、石粉含量、泥块含量和有害物质含量,2.颗粒级配与粗细程度砂的颗粒级配指砂不同大小颗粒的搭配情况。,14,编号 1 2 3 4 5 6 7,筛孔尺寸 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15,筛余(g)m1m2 m6m7,分计筛余(%)a1a2 a6,累计筛余(%)A1=a1 A2=a1+a2A6=a1+a6,粗细程度表
4、征:筛分析法,15,A：砂的粗细程度的表征参数：细度模数f,B：砂的颗粒级配的表征参数：,级配区,级配曲线,注意：有两个,Mx=3.73.1 粗砂Mx=3.02.3 中砂Mx=2.21.6 细砂Mx=1.50.7 特细,2.颗粒级配与粗细程度,2.颗粒级配与粗细程度,细度模数Mx细度模数表征砂的粗细程度，可以理解为质均粒径，由筛分法测定。细度模数越大，骨料越粗，根据细度模数将砂分为：细砂（2.21.6）；中砂（3.02.3）；粗砂（3.73.1）。级配曲线级配曲线表示不同粒径砂的颗粒搭配情况；根据级配曲线分为三个区：、；级配间接反映了砂颗粒的堆积密度。,拌制砼以中砂为宜，普通砼用砂的细度模数为
5、3.71.6,17,级配的评价-筛分析方法,实际工程中，尽可能选择级配良好的中砂拌制混凝土,2.颗粒级配与粗细程度,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4.75mm和600m筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5。,混凝土用砂的技术要求,混凝土用砂的级配曲线一般应在区，以中砂为宜。有害杂质含量 符合国家标准(GB/T14684-2001)的要求。坚固性 质量损失率 8%10%。表观密度应大于2500kg/m3，堆积密度应大于1350kg/m3,空隙率应小于47。经碱-骨料反应检验后，应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象。,19,概念:混凝土组成材料中，粒径大于4.75mm的颗粒
6、。,2.1.3 粗骨料(石子),碎 石,卵 石,骨料的种类,21,分类,一、粗骨料(石子)概述,2.根据表面状态,碎石,卵石,3.根据堆积密度,普通粗骨料,轻粗骨料,22,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1/4,不得大于钢筋间最小净距的3/4,对于混凝土实心板,骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3,且不得超过40mm,同时满足,二、粗骨料技术性质,23,2.2、颗粒级配,(筛分析检验),标准筛的孔径为2.36、4.75、9.5、16、19、26.5、31.5、37.5、53、63、75 及 90mm 等共12 个筛。,二、粗骨料技术性质,级配类型,间断级配：,石子
7、用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配,中间为不连续的级配。,工程中不宜采用单一的单粒级配制混凝土,24,粗骨料级配要求,25,单粒级石子级配要求,26,3、有害物质含量,泥和泥块含量的定义：,泥：粒径小于0.075mm的颗粒,泥块：粒径大于4.75mm经水洗、手捏后小于2.36mm的颗粒。,4、针、片状颗粒含量,针状颗粒：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。片状颗粒：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。,针片状骨料颗粒,针片状,球状,29,2.1.4 水,对拌和水的质量要求：,1)、不影响混凝土的凝结硬化,2)、无损于混凝土强度发展及耐久性,3)、不加快钢筋
8、锈蚀,4)、不引起预应力钢筋脆断,5)、不污染混凝土表面,Water that is safe to drink is safe to use in concrete.,30,1、海水 2、富有有机杂质的沼泽水、含有腐植酸或其他酸、盐的污水和工业废水 3、氢离子指数PH4的水 4、影响混凝土物理力学性能的水 具体工程中参照JGJ63-89的规定执行,注意,工程中有四类水不能用来拌制砼：,谢谢观赏！,3）石子的颗粒级配,石子的级配有连续级配和间断级配两种：连续级配 要求颗粒尺寸由大到小连续分级，每一级骨料都占有适当比例，这种级配较好；间断级配 是人为地剔除骨料中的某些粒级，造成粒级的间断，大粒径
9、骨料间的空隙由比其小几倍的小粒径颗粒填充，从而降低堆积空隙率。石子的颗粒级配也用筛分法测定。,细骨料,粗骨料,55%粗+45%细,空隙率24%,空隙率35%,空隙率44%,通过率,筛孔,等径颗粒骨料,针片状骨料颗粒,针片状,球状,6）骨料对混凝土强度的影响,抗压强度（MPa),骨料最大粒径（mm）,对于富水泥浆的混凝土：小粒径骨料可使混凝土强度较高；大粒径可使混凝土强度较低。,对于贫水泥浆的混凝土：大粒径骨料使混凝土强度较高；小粒径骨料使混凝土强度较低；,6）骨料对混凝土强度的影响,抗压强度（psi),骨料最大粒径（in）,水灰比越小，骨料粒径对混凝土强度的影响越明显：混凝土强度随骨料粒径的增
10、大而降低,含水状态：完全干燥 气 干 饱和面干 含水湿润,含水量：不含水 有效含水量 有效含水量 有效含水量,完全干燥 气 干 饱和面干 含水湿润,7）骨料的含水状态,干燥状态,气干状态,饱和面干状态,湿润状态,砂的含水状态,9）骨料的有害杂质,有害杂质的种类：粘土、泥块、云母；硫酸盐、硫化物、有机质；活性SiO2；针片状颗粒等。有害杂质的危害：影响水泥的水化、腐蚀水泥石；影响混凝土的和易性影响混凝土的强度与耐磨性；增大混凝土的收缩；引起碱骨料反应等。,含泥量很大的骨料,10）骨料的坚固性与强度,骨料的坚固性 骨料不因干/湿循环或冻/融循环等气候变化而产生体积变化导致混凝土的劣化。骨料的坚固性
11、取决于孔隙率、裂缝和杂质。粗骨料的强度对混凝土强度有一定影响，要求骨料强度是混凝土配制强度的1.5倍。,砂子的坚固性,定义：砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗碎裂的能力。,石子的强度与坚固性,强度 一般以碎石或卵石的立方体强度或压碎指标来表示。立方体强度 用505050mm3的立方体(或 5050 mm的圆柱体)岩石试件，吸水饱和后测定的试件抗压强度。坚固性 可直接用冻融循环或硫酸盐溶液进行快速检验石子的坚固性。,砂的技术质量要求,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,5.混凝土用石子的技术要求,最大粒径Dmax要求：中等强度的混凝土的最大粒径应40mm；
12、高等级混凝土应25mm。对于钢筋混凝土，Dmax 结构断面尺寸的1/4、板厚的1/2，或钢筋间最小净距的3/4。岩石强度与混凝土设计强度等级之比不应小于150%；,四、新拌混凝土的和易性,普通混凝土的主要性质：混凝土在凝结硬化前称为混凝土拌合物。混凝土拌合物不同的施工环境和施工条件下表现出不同的特征，而混凝土施工过程对硬化后的混凝土具有重大的影响，因此必须找出评价混凝土施工过程中的性质。这样才能保证混凝土的质量。拌合物状态时要求具有良好的和易性（或称工作性），硬化后的混凝土应具有足够的强度和必要的耐久性,1、和易性（工作性）的概念,和易性是砼拌合物的施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）的难易程度
13、和抵抗离析作用程度并能获得质量均匀，密实砼的性能。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,3、混凝土拌合物按流动性的分类,按混凝土质量控制标准（GB50164）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。,水泥浆的含量,水灰比,砂率,施工方面,原材料品质及性
14、质,5、影响和易性的主要因素,砼拌合物的凝结时间,初凝时间表示施工时间的极限；终凝时间表示力学强度开始快速发展。砼拌合物的凝结时间与所采用的水泥的凝结时间并不相等。水泥品种，环境温度、湿度、掺和料、外加剂、水泥的水化反应是影响砼凝结时间的主要因素。,五、混凝土的强度,混凝土强度的种类,混凝土强度,抗拉强度,抗剪强度,抗压强度,握裹强度,轴心抗压强度,立方体抗压强度,钢筋与混凝土的粘结强度,五、混凝土的强度,（4）龄期龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在714d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。由于水泥水化的
15、原因，混凝土的强度发展可持续数十年。当采用普通水泥拌制的、中等强度等级的混凝土，在标准养护条件下，混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。式中：fn、f28分别为n、28天龄期的抗压强度，MPa。（5）外加剂,n3,六、混凝土的耐久性,1.耐久性的主要内容（1）抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。是以28d龄期的标准试件，按规定方法进行试验时所能承受的最大静水压力来确定。可分为P4、P6、P8、P10和P12等五个等级，分别表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的静水压力而不发生渗透。（2）抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在饱和水
16、状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。用抗冻等级表示。抗冻等级是以28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态下，强度损失不超过25，且质量损失不超过5时，所能承受的最大冻融循环次数来表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九个等级。,耐久性：抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持结构的安全，正常使用的能力。,六、混凝土的耐久性,（3）抗侵蚀性混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。合理选择水泥品种、提高混凝土制品的密实度均可以提高抗侵蚀性。（4）抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。混凝土碳化，使其
17、碱度降低，从而使混凝土对钢筋的保护作用降低，钢筋易锈蚀；引起混凝土表面产生收缩而开裂。（5）碱集料反应碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集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。应严格控制水泥中碱的含量和集料中碱活性物质的含量。,严寒环境中的混凝土,应掺用引气剂,严格控制原材料的质量,掺用加气剂或减水剂,合理选择水泥品种,控制混凝土的水灰比及水泥用量,严格控制施工质量,六、提高混凝土耐久性的措施,提高混凝土 耐久性的措施,七、水泥浆,1.水泥,品种的选择 配制普通混凝土的水泥品种，应根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产
18、的水泥品种情况等，进行合理地选择。强度等级的选择原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥；水泥标号=（1.52）砼强度等级；高强砼：水泥标号=（0.91.5）砼强度等级。,2.水,一般河水、可饮用水，均可用来配制混凝土；pH值小于4的以及硫酸盐含量（SO3）超过1%的水不能用于配制混凝土；海水不允许用来配制钢筋混凝土；含有对水泥水化有害的有机杂质的水不能用来拌制混凝土。,第三节 常见混凝土质量问题分析,常见混凝土质量事故分析在混凝土工程施工时，经常发生一些质量通病，这些质量通病不能根除，在施工时只能进行防治，以下从质量通病的产生原因和防治方面进行探讨。1、蜂窝1.1现象。混凝土结构
19、局部出现酥松、砂浆少、石子多、石子之间形成空隙类似蜂窝状的窟窿。1.2产生的原因(1)混凝土配合比不当或砂、石子、水泥材料加水量计量不准，造成砂浆少、石子多；,常见混凝土质量问题分析,(2)混凝土搅拌时间不够，未拌合均匀，和易性差，振捣不密实；(3)下料不当或下料过高，未设串通使石子集中，造成石子砂浆离析，(4)混凝土未分层下料，振捣不实，或漏振，或振捣时间不够；(5)模板缝隙未堵严，水泥浆流失；(6)钢筋较密，使用的石子粒径过大或坍落度过小；(7)基础、柱、墙根部未稍加间歇就继续灌上层混凝土.,常见混凝土质量问题分析,1.3防治的措施。（1）认真设计、严格控制混凝土配合比，经常检查，做到计量
20、准确，混凝土拌合均匀，坍落度适合；混凝土下料高度超过过2m应设串筒或溜槽：浇灌应分层下料，分层振捣，防止漏振：模板缝应堵塞严密，浇灌中，应随时检查模板支撑情况防止漏浆；基础、柱、墙根部应在下部浇完间歇115h，沉实后再浇上部混凝土，避免出现“烂脖子”。（2）小蜂窝：洗刷干净后，用1：2或1：25水泥砂浆抹平压实；较大蜂窝，凿去蜂窝处薄弱松散颗粒，刷洗净后，支模用高一级细石混凝土仔细填塞捣实，较深蜂窝，如清除困难，可埋压浆管、排气管，表面抹砂浆或灌筑混凝土封闭后，进行水泥压浆处理，,2、麻面2.1现象。混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点，形成粗糙面，但无钢筋外露现象。2.2产生的原因(1)
21、模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理于净，拆模时混凝土表面被粘坏；(2)模板未浇水湿润或湿润不够，构件表面混凝土的水分被吸去，使混凝土失水过多出现麻面；(3)模板拼缝不严，局部漏浆；(4)模扳隔离刑涂刷不匀，或局部漏刷或失效混凝土表面与模板粘结造成麻面；(5)混凝土振捣不实，气泡未悱出，停在模板表面形成麻点。,2.3防治的措施（1）模板去面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物，浇灌混凝土前，模板应浇水充分湿润，模板缝隙，应用油毡纸、腻子等堵严，模扳隔离剂应选用长效的，涂刷均匀，不得漏刷；混凝土应分层均匀振捣密实，至排除气泡为止；（2）表面作粉刷的，可不处理，表面无粉刷的，应在麻面部位浇水充分
22、湿润后，用原混凝土配合比去石子砂浆，将麻面抹平压光。3、孔洞3.1现象。混凝土结构内部有尺寸较大的空隙，局部没有混凝土或蜂窝特别大，钢筋局部或全部裸露。,3.2产生的原因(1)在钢筋较密的部位或预留孔洞和埋件处，混凝上下料被搁住，未振捣就继续浇筑上层混凝土;(2)混凝上离析，砂浆分离，石子成堆，严重跑浆，又未进行振捣。(3)混凝土一次下料过多，过厚，下料过高，振捣器振动不到，形成松散孔洞;(4)混凝土内掉入具、木块、泥块等杂物，混凝土被卡住。3.3防治的措施（1）在钢筋密集处及复杂部位，采用细石混凝土浇灌，在模扳内充满，认真分层振捣密实，预留孔洞，应两侧同时下料，侧面加开浇灌门，严防漏振，砂石
23、中混有粘土块、模板工具等杂物掉入混疑土内，应及时清除干净；,常见混凝土质量问题分析,（2）将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆膜凿除，用压力水冲洗，湿润后用高强度等级细石混凝土仔细浇灌、捣实。4、露筋4.1现象。混凝土内部主筋、副筋或箍筋局裸露在结构构件表面。4.2产生的原因(1)灌筑混凝土时，钢筋保护层垫块位移或垫块太少或漏放，致使钢筋紧贴模板外露;(2)结构构件截面小，钢筋过密，石子卡在钢筋上，使水泥砂浆不能充满钢筋周围，造成露筋;(3)混凝土配合比不当，产生离折，靠模板部位缺浆或模板漏浆。(4)混凝土保护层太小或保护层处混凝土振或振捣不实；或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋，使钢筋位移，造成露筋；,常
24、见混凝土质量问题分析,4.3防治的措施(1)浇灌混凝土，应保证钢筋位置和保护层厚度正确,并加强检验查，钢筋密集时，应选用适当粒径的石子，保证混凝土配合比准确和良好的和易性；浇灌高度超过2m，应用串筒、或溜槽进行下料，以防止离析；模板应充分湿润并认真堵好缝隙；混凝土振捣严禁撞击钢筋，操作时，避免踩踏钢筋，如有踩弯或脱扣等及时调整直正；保护层混凝土要振捣密实；正确掌握脱模时间，防止过早拆模，碰坏棱角。（2）表面漏筋，刷洗净后，在表面抹1：2或1：2.5水泥砂浆，将允满漏筋部位抹平；漏筋较深的凿去薄弱混凝上和突出颗粒，洗刷干净后，用比原来高一级的细石混凝土填塞压实。,常见混凝土质量问题分析,5、缝隙
25、、夹层5.1现象。混凝土内存在水平或垂直的松散混疑土夹层。5.2产生的原因(1)施工缝或变形缝未经接缝处理、清除表面水泥薄膜和松动石子，未除去软弱混凝土层并充分湿润就灌筑混凝土；(2)施工缝处锯屑、泥土、砖块等杂物未清除或未清除干净；(3)混疑土浇灌高度过大，未设串简、溜槽，造成混凝土离析；(4)底层交接处未灌接缝砂浆层，接缝处混凝土未很好振捣。,常见混凝土质量问题分析,5.3防治的措施（1）认真按施工验收规范要求处理施工缝及变形缝表面；接缝处锯屑、泥土砖块等杂物应清理干净并洗净；混凝土浇灌高度大于2m应设串筒或溜槽，接缝处浇灌前应先浇50一100mm厚原配合比无石子砂浆，以利结合良好，并加强
26、接缝处混凝土的振捣密实（2）缝隙夹层不深时，可将松散混凝土凿去，洗刷干净后，用1：2或1：2.5水泥砂浆填密实；缝隙夹层较深时，应清除松散部分和内部夹杂物，用压力水冲洗干净后支模，灌细石混凝土或将表面封闭后进行压浆处理.,6、砼易出现泌水、离析问题的原因及解决方法 原因(1)水泥细度大时易泌水;水泥中C3A含量低易泌水;水泥标准稠度用水量小易泌水;矿渣比普硅易泌水;火山灰质硅酸盐水泥易泌水;掺级粉煤灰易泌水;掺非亲水性混合材的水泥易泌水。(2)水泥用量小易泌水。,(3)单位用水量偏大的砼易泌水、离析。(4)强度等级低的砼易出现泌水(一般)。,(5)砂率小的砼易出现泌水、离析现象。(6)超掺砼外
27、加剂的砼易出现泌水、离析。,常见混凝土质量问题分析,7.混凝土裂缝现象混凝土是一种非匀质性材料，在硬化过程中，由于各种材料变形不一，不可避免地会产生一些肉眼看不到的微裂缝（一般小于0.05mm）。对于肉眼见到的可观裂缝，应在设计、施工中采取有效的技术措施，防止和控制裂缝的产生，以确保工程质量。常见的混凝土裂缝有以下几种。7.1 塑性收缩裂缝。此裂缝多产生于所浇筑混凝土表面，常出现在混凝土初凝之后终凝之前。其原因是混凝土浇筑后未及时覆盖，水泥用量过多，或气候过于干燥的情况下出现。7.2 沉降收缩裂缝。此裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上面或在预埋件的附近周围出现，通常于混凝土浇筑后发生。主要
28、原因是水灰比过大，而使坍落度偏大。,常见混凝土质量问题分析,7.3 凝缩裂缝。常在初凝前后出现，造成此种现象是由于混凝土过度振捣以及表面抹压不及时或过度抹平压光所致。7.4 碳化收缩裂缝。多发生在混凝土浇筑完后数月乃至更长时间。起因是混凝土的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用，引起表面体积收缩龟裂。7.5 干燥收缩裂缝。此现象大多表面性的，一般在浇筑后一段时间出现。其中原因是混凝土成型后养护不当，受到风吹日晒，表面水分蒸发快：或过度振捣混凝土级配中砂石含泥量大，抗拉强度低：或混凝土结构连续长度较长，受温度影响整体收缩大。,常见混凝土质量问题分析,7.6 温度裂缝。常在施工期间发生，主要是由于混凝土超几何分内部和外表特别是大体积混凝土基础在浇筑时未采取预防措施和温差较大引起的。7.7 沉陷裂缝。多属进深或贯穿性，其走向与沉陷情况有关。导致此种裂缝原因是结构、构件下面的地基软硬不均，结构各部位负荷悬殊，模板刚度不足等因素。7.8 冻胀裂缝。此系结构表面沿主筋箍筋方向宽窄不一致的裂缝。原因是冬季施工对混凝土结构及在进行预应力孔道灌浆时未采取保温措施。,
