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1、,第五章混凝土,一、混凝土的定义 广义：由胶凝材料、骨料、水按适当比例配合拌制而成的混合物，再经硬化形成的复合材料。狭义：由水泥、普通砂、石子配制而成的混凝土。,三峡工程钢筋混凝土重力坝,第一节 概述,二、混凝土的分类,按表观密度分重混凝土 02800kg/m3。普通混凝土 0 20002800kg/m3。轻混凝土 02000kg/m3。按胶凝材料分水泥混凝土、水玻璃混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土等。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
2、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。,三、混凝土的特点,优点：1.混凝土中占80%的砂、石骨料资源丰富,可就地取材,价格便宜。2.可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件。3.调整混凝土材料组成，可获得不同的性能和要求。,4.混凝土抗压强度高，且与钢筋具有良好的工作性。5.混凝土具有很好的耐久性缺点：是自重大、抗拉强度低、脆性大、导热性强等、生产周期长、受施工过程影响较大。,砂子,水泥浆,石子,第二节 普通混凝土组成材料普通混凝土的四种基本组成材料：一、水泥二、水三、砂子四、石子,
3、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%。,四种组成材料在混凝土中所起的作用：砂、石：骨架作用；抑制混凝土的收缩。水泥水水泥浆：水泥浆包裹在砂粒的表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包裹石子表面并填充石子间的空隙，形成混凝土。凝结硬化前：起填充、润滑、包裹的作用凝结硬化后：起胶结作用,砂子,水泥浆,石子,品种 根据工程特点、所处环境条件及施工条件，进行合理选择。,一、水泥,强度等级 原则：高强度等级的水泥配制高强度等级的混凝土。,C30C30,说明：,随着混凝土技术的不断发展，高强、高性能混凝土不受此比例限制。,(一)定义:粒径在0.154.75mm之间的
4、岩石颗粒。细骨料主要采用天然砂和人工砂。,二、细骨料,(二)分类:,河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等,颗粒表面光滑洁净，但海砂中常含有碎贝壳、可溶性盐等有害物质。,颗粒多具棱角，表面粗糙，含泥量及有机杂质多。,天然岩石用机械轧碎、筛分后制成,天然岩石用机械轧碎、筛分后制成,砂按技术要求分为类、类、类。类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级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。,砂子技术性能,(二)技术要求,1.含泥量、石粉含量和泥块含量含泥量是指天然砂中粒径小于75m的颗粒含量；石粉含量是指人工砂中粒径小于75m的颗粒含量；泥块含
5、量是指砂中原粒径大于1.18mm，经水浸洗、手捏后小于600m的颗粒含量。,天然砂的含泥量和泥块含量(GB/T 146842001),人工砂的石粉含量和泥块含量(GB/T 146842001),砂中有害物质含量（GB/T 146842001）,结论,砂中有害物含量过多时，应进行清洗或过筛，符合要求后方可使用。,2.有害物质含量,3.砂的粗细程度及颗粒级配,（1）颗粒级配,定义：,讨论与分析,是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。,结论,颗粒级配不良，空隙率较大，则需较多的水泥浆填充。颗粒级配良好，空隙率较小，需较少的水泥浆填充。,3.砂的粗细程度及颗粒级配,（1）颗粒级配,（2）粗细程度,定义：,
6、讨论与分析,是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的平均粗细程度。,3.砂的粗细程度及颗粒级配,结论,在砂用量相同的条件下，粗颗粒表面积小，细颗粒表面积大。包裹颗粒用的水泥浆多少就会有所差别。,（2）粗细程度,3.砂的粗细程度及颗粒级配,3.砂的粗细程度及颗粒级配,综上所述：在拌制混凝土时，砂的粗细程度和颗粒级配应同时考虑的问题。当砂中含有较多的粗颗粒，以适当的中颗粒及少量的 细颗粒填充，则既有较小的空隙率又具有较小的总表面积，不仅水泥用量少，而且可提高混凝土的密实度与强度。,150m,300m,600m,1.18mm,2.36mm,4.75mm,9.50mm,（3）筛分析试验评定砂的颗粒级配和粗细
7、程度,主要仪器：标准套筛、摇筛机、天平。,3.砂的粗细程度及颗粒级配,试验步骤：,（3）筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配,称取500g干砂，放于最上一只筛子。,将套筛装于摇筛机上，筛析10min。,取下套筛，逐个进行手筛。,称取各筛的筛余量，进行计算。,粗细程度的评定：,（3）筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配,计算细度模数 注意：Ai 在计算时不带。,评定标准：,颗粒级配的评定：方法一：用级配区评定；方法二：用级配曲线评定。,（3）筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配,方法一：用级配区评定,建筑用砂的颗粒级配(GB/T 146842001),注意：1）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比
8、，除4.75mm和600m筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5。2）1区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10085，2区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10080，3区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10075。,评定标准：当砂的累计筛余均处于表中的任何一个级配区中，则颗粒级配合格，否则级配不合格。,级配曲线,方法二用级配曲线评定,级配曲线,级配曲线,筛孔尺寸（mm）,累计筛余百分率,0.30,0.60,1.18,2.36,4.75,9.50,0.15,80,60,40,20,0,100,坚固性指标(GB/T 146842001),4.砂的坚固性,天然砂的坚固性是将
9、试样在饱和硫酸钠溶液经5次浸渍后，检验其质量损失，以此判定砂的坚固性。,（1）天然砂,4.砂的坚固性,（2）人工砂,人工砂采用压碎指标试验法进行检测。,各粒级试样质量损失百分率Pi式中：Pi各粒级试样质量损失百分率(%)；G1各粒级试样试验前的质量(g)；G2各粒级试样试验后的筛余量(g)。,压碎指标(GB/T 146842001),（2）人工砂,4.碱活性骨料反应,当水泥或混凝土中含有较多的强碱(Na2O Ka2O)物质时，可能与含有活性二氧化硅的骨料反应，这种反应称为碱骨料反应。,（1）定义,（2）结果,导致混凝土内部产生局部体积膨胀，甚至使混凝土结构产生膨胀性破坏。,（3）措施,小结,(
10、一)定义:粒径在4.75mm的岩石颗粒。粗骨料常用碎石和卵石两种。,三、粗骨料,三、粗骨料,卵石、碎石按技术要求分为、类。类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级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混凝土。,(二)技术要求,1.含泥量、泥块含量及有害物含量含泥量是指粒径小于75m的颗粒含量；泥块含量是指粒径大于4.75mm，经水洗、手捏后小于2.36mm的颗粒含量。有害物含量指有机物、硫化物、硫酸盐等，且不得混有草根、树叶等杂物。,道理同砂子,2.强度,（1）岩石立方体抗压强度,岩石抗压强度是将母岩制成50mm50mm50mm立方体试件，在水饱和状
11、态下测定其极限抗压强度值。,（2）压碎指标值,式中：Qc压碎指标值；G1试样的质量，g；G2压碎后的筛余量，g。,碎石、卵石的压碎指标,3.颗粒形状及表面特征,颗粒形状以三维长度相等（接近立方体或球形）为好。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。,（1）颗粒形状,针片状颗粒易折断，且会增大骨料的空隙率和总表面积，使混凝土拌合物的和易性、强度、耐久性降低。,针片状颗粒含量(GB/T 146852001),（2）表面特征,碎石表面粗糙且多棱角，与水泥浆
12、粘结力强；卵石表面光滑少棱角，与水泥浆粘结能力差。,4.粗骨料的最大粒径与颗粒级配,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粒级与单粒级两种。连续级配是石子由小到大连续分级，且相邻粒径比值小于2；单粒级是从1/2最大粒径到最大粒径，粒径大小差别小，一般不单独使用。,（1）颗粒级配,粗骨料的颗粒级配,（2）最大粒径,粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒级的最大粒径。从结构上考虑,b为结构截面最小尺寸,L为钢筋最小净间距；,H为实心板厚；,从施工上考虑,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。,卵石,碎石,高层建筑,超高层建筑,从经济上考虑,最大粒径 公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。,最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4；不得超过钢筋最小净距的3/4；对于实心板，不得超过板厚的1/2且不得超过50mm；对于泵送混凝土，最大粒径与输送管道内径之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。,骨料粒径太大使转换梁浇筑不密实,工程实例分析,
