建筑材料-4[1-2]

第四章混凝土一、混凝土拌和物的和易性：1、和易性的概念：和易性是指混凝土拌合物易于施工操作(拌合、运输、浇注、捣实)并能获致质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质，包括有流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。§4-3混凝土的主要技术性质混凝土在凝结硬化以前，称为混凝土拌合物。它必须具有良好的和易性，便于施工，以保证能获得良好的浇注质量；混凝土拌合物凝结硬化以后，应具有足够的强度，以保证建筑物能安全地承受设计荷载；并应具有必要的耐久性。第四章混凝土一、混凝土拌和物的和易性：混凝土拌合物的流动性、钻聚性和保水性有其各自的内容，而它们之间是互相联系的，但常存在矛盾。因此，所谓和易性就是这三方面性质在某种具体条件下矛盾统一的概念。§4-3混凝土的主要技术性质流动性指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。粘聚性指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的现象。保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。发生泌水现象的混凝土拌合物，由于水分分泌出来会形成容易透水的孔隙，而影响混凝土的密实性，降低质量。第四章混凝土一、混凝土拌和物的和易性：§4-3混凝土的主要技术性质2、和易性测定方法及指标坍落度T（mm）1）坍落度及其测定第四章混凝土一、混凝土拌和物的和易性：§4-3混凝土的主要技术性质2、和易性测定方法及指标1）坍落度及其测定在做坍落度试验的同时，应观察混凝土拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情况，以更全面地评定混凝土拌合物的和易性。坍落度法适用于骨料最大粒径不大于40㎜，坍落度值不小于10㎜的混凝土拌合物。第四章混凝土一、混凝土拌和物的和易性：§4-3混凝土的主要技术性质2、和易性测定方法及指标1）坍落度及其测定用坍落度划分混凝土T＜10mm干硬性混凝土T=10～40mm低塑性性混凝土T=50～90mm塑性性混凝土T=100～150mm流动性混凝土T≥160mm大流动性混凝土第四章混凝土一、混凝土拌和物的和易性：§4-3混凝土的主要技术性质2、和易性测定方法及指标混凝土灌筑时的坍落度项次结构种类坍落度(mm)1234基础或地面等的垫层无配筋的大体积结构(挡土墙、基础等)或配筋稀疏的结构板、梁和大型及中型截面的柱子等配筋密列的结构(薄壁、斗仓、筒仓、细柱等)配筋特密的结构10~3030~5050~7070~90第四章混凝土一、混凝土拌和物的和易性：§4-3混凝土的主要技术性质2、和易性测定方法及指标1）维勃稠度及其测定3、影响混凝土拌合物和易性的主要因素⑴水泥浆用量：单位体积混凝土内水泥浆的质量。当水灰比不变，水泥浆含量越多，拌合物流动性越大。⑵水泥浆稠度：取决于水灰比（W/C）的大小。水泥浆稠度的改变对混凝土的技术性质影响较大，所以，一旦混凝土的水灰比确定，就不能轻易改变。混凝土水灰比的大小由混凝土的强度和耐久性确定。⑶砂率：混凝土中砂占砂、石总量的百分率Sp=S÷（S+G）合适的砂率，使骨料的总表面积和空隙率均小，则节约水泥，混凝土拌合物的和易性容易保证，所以应取最佳砂率。⑷水泥品种⑸砂、石表面特征、级配⑹外加剂⑺温度、时间第四章混凝土一、混凝土拌和物的和易性：§4-3混凝土的主要技术性质二、混凝土的强度1、立方体抗压强度：按国家标准试验方法规定，将混凝土拌合物制成边长150mm的立方体试件为标准件，在标准养护条件【温度（20+2）℃，相对湿度90%以上】下养护28天，用标准试验方法侧得的极限抗压强度值。2、强度等级：按立方体抗压强度标准值确定混凝土强度等级。表示方法：C和立方体抗压强度标准值如：C15，C20，C25，C30，……，C80。3、轴心抗压强度：即棱柱体抗压强度，小于立方体抗压强度第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术性质（对于边长为100ｍｍ的立方体试件，换算系数为0.95；边长为200ｍｍ的立方体试件，换算系数为1.05）。4、影响混凝土抗压强度的主要因素：⑴水泥强度和水灰比混凝土强度公式：fcu=Afce（－B）CWfcu——混凝土28天龄期抗压强度，Mpafce——水泥的实际强度CW混凝土中水泥与水的用量比，即灰水比A、B——回归系数（经验系数）二、混凝土的强度第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术性质采用碎石：A=0.46B＝0.07采用卵石：A=0.48B=0.334、影响混凝土抗压强度的主要因素：⑵骨料的影响：碎石混凝土强度高于卵石混凝土强度⑶外加剂：掺入外加剂可改变混凝土强度及强度发展规律。⑷养护条件：温度：4～40度，温度升高则强度增加湿度：12小时覆盖浇水养护⑸龄期：混凝土强度发展与龄期的关系式大致为：fn——n天龄期混凝土的抗压强度（Mpa）f28——28天龄期混凝土的抗压强度（Mpa）n——养护龄期，n≥3天。⑹施工条件：机械拌和、振捣均优于人工拌和、振捣。⑺试验条件：试件尺寸、试件形状、表面状况、加荷速度均对试验结果有影响，所以试验时必须严格按照国家有关试验标准的规定执行。fnf28=lgnlg28二、混凝土的强度第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术性质三、混凝土的耐久性是一综合性质。指混凝土构筑物除要求具有设计的强度，以保证建筑物能安全承受荷载外，还应具有在使用条件下抵抗周围环境各种因素长期作用的能力，即耐久性。包括：１、抗冻性：混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不显著降低强度的性能。用抗冻等级（FN）表示。如：F25、F50２、抗渗性：指混凝土抵抗压力水渗透的能力。用抗渗等级表示。例如：P4、P6、P83、抗冲磨：抵抗高速水流或高速含砂水流冲刷破坏的能力。4、混凝土的碳化：指空气中的CO2在湿度适宜的条件下于水泥石中的Ca（OH）2作用，生成碳酸钙和水的过程。碳化对混凝土强度有影响。第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术性质5、混凝土的碱骨料反应：指混凝土中的碱和环境中可能渗入的碱与混凝土骨料（砂、石）中的碱活性矿物成分，在混凝土固化后缓慢发生化学反应，产生胶凝物质因吸收水份后发生膨胀，最终导致混凝土从内向外延伸开裂和损毁的现象。由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布，所以一旦发生碱-骨料反应，混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身胀裂，失去设计性能，发展严重的只能拆除，无法补救，因而被称为混凝土的癌症。混凝土工程发生碱-骨料反应需要具有三个条件。首先是混凝土的原材料：水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；其次是骨料中有相当数量活性成分；最后是潮湿环境，有充分的水分或湿空气供应。所以，要想抑制碱骨料反应须从这三方面考虑。第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术性质三、混凝土的耐久性•混凝土在非荷载作用下的变形1、化学收缩2、干缩变形3、温度变形•荷载作用下的变形三、混凝土的变形性能第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术性质引起混凝土变形的因素很多，归纳起来有两类：非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形1、化学收缩化学收缩是指混凝土拌合物在水化过程中，由于水泥水化生成物体积比体积小，而产生的收缩。2、干缩变形由于混凝土内部吸附水分蒸发，而引起凝胶体失水收缩，毛细管水分蒸发，混凝土系统内的颗粒受毛细管压力作用而产生体积收缩。3、温度变形和其他材料一样，也具有热胀冷缩的性质。混凝土的温度膨胀系数约为1.0—1.510-5。对大体积混凝土不利。第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术性质三、混凝土的变形性能三、混凝土的变形性能第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术性质弹性模量•徐变：混凝土在长期荷载作用下，沿作用力方向的变形，且随时间的延长而增长，即荷载不变变形仍随时间增长。第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术性质三、混凝土的变形性能正态分布曲线概率密度(fcu)Q%P%tfcu.kfcu强度,fcu第四章混凝土混凝土的质量控制fcu,t=fcu·k-tfcu,t=fcu·k+1.645一、基本要求根据原材料的技术性质及施工条件合理选择原材料，并确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。•满足混凝土结构设计强度要求。•满足施工所要求的混凝土拌合物和易性要求。•满足在使用条件下的耐久性要求•节约水泥，节约能耗，降低成本。第四章混凝土§4-4普通混凝土的配合比设计二、配合比的三大参数混凝土配合比设计，实质上就是确定水泥、水、砂与石子这四项基本组成材料用量之间的三个比例关系。即；水与水泥之间的比例关系．常用水灰比表示，砂与石子之间的比例关系，常用砂率表示；水泥浆与骨料之间的比例关系，常用单位用水量(1m’混凝土的用水量)来反映。水灰比、砂率、单位用水量是混凝土配合比的三个重要参数，因为这三个参数与混凝土的各项性能之间有着密切的关系，在配合比设计中正确地确定这三个参数．就能使混凝土满足上述设计要求。W/CSpW第四章混凝土§4-4普通混凝土的配合比设计三、配合比设计的步骤•1、初步配合比计算•2、配合比的试配、调整与确定•3、施工配合比第四章混凝土§4-4普通混凝土的配合比设计三、混凝土配合比设计的步骤1.设计的基本资料①混凝土的强度等级、施工管理水平;②对混凝土耐久性要求;③原材料品种及其物理力学性质;④混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等。2．初步配合比计算（１）确定试配强度（fcu,0）645.10kcucuff，，第四章混凝土§4-4普通混凝土的配合比设计混凝土强度标准差（σ）混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为•对于C20、C25级混凝土，σ计算值2.5MPa时,计算配制强度时取σ≮2.5MPa；•对于C30级以上的混凝土，σ计算值3.0MPa时,计算配制强度时取σ≮3.0MPa；1121212nfnfnffniicuniicu，，）（第四章混凝土§4-4普通混凝土的配合比设计•当施工单位不具有近期的同一品种混凝土的强度资料时，σ值可按下表取值。•《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-1992表3.0混凝土强度标准差(σ)混凝土设计强度等级fcu,k低于C20C20~C35高于C35σ(MPa)4.05.06.0第四章混凝土§4-4普通混凝土的配合比设计（２）计算水灰比（W/C）根据强度公式计算水灰比：•式中fcu,0——混凝土试配强度,ＭＰa；fce——水泥28d的实测强度,ＭＰa；αa,αb—回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其数值可通过试验求得。•《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）提供的αa、αb经验值.cebacuceafffCW0,）（，bceacuWCff/0第四章混凝土§4-4普通混凝土的配合比设计表４—1混凝土浇筑时的坍落度（GB50204-1992）结构种类坍落度（㎜）基础或地面等的垫层，无配筋的大体积结构或配筋稀疏的结构10~30板、梁或大型及中型截面的柱子等30~50配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓。细柱等）50~70配筋特密的结构70~90注：①本表系采用机械振捣混凝土时的坍落度，采用人工捣实其值可适当增大；②需配制泵送混凝土时，应掺外加剂，坍落度宜为120～180㎜。（３）选定单位用水量（ｍw0）用水量根据施工要求的坍落度和骨料品种规格，参考选用。第四章混凝土§4-4普通混凝土的配合比设计表4.0.1-2塑性混凝土的用水量（㎏/㎝3）（JGJ55-2000）拌合物稠度卵石最大粒径(㎜)碎石最大粒径(㎜)项目指标102031.540162031.54010~3019017016015020018517516530~5020018017016021019518517550~70210190180170220205195185坍落度(㎜)70~90215195185175230215205195注：①本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5~10㎏，采用粗砂则可减少5～10㎏。②掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。第四章混凝土§4-4普通混凝土的配合比设计•（４）