4项目四混凝土10课时

项目四混凝土提纲混凝土的应用2混凝土的认识1混凝土的检测4混凝土的取样与验收3教学目标本项目介绍了混凝土的组成材料、混凝土的配合比要求等。本项目要求：掌握混凝土的主要技术性能，混凝的配合比设计。了解混凝土材料的检测要求。2019/9/44教学要求•能力要求•知识要点•权重自测分数•（1）了解混凝土的组成材料•（2）了解混凝土的力学性能以及强度等级•（3）了解混凝土的变形性能以及耐久性•（4）理解混凝土配合比设计•（5）了解混凝土的取样以及试验方法•混凝土组成材料•15%•混凝土力学性能•15%•混凝土的主要技术性能指标•20%•普通混凝土的变形性能以及耐久性•10%•混凝土配合比•15%•混凝土的取样方法•15%•混凝土的检测方法•10%2019/9/45任务描述•某工程桩基水下砼C30采用自拌，请你运用相关知识进行混凝土配合比设计。2019/9/46学习参考标准•《混凝土质量控制标准》•GB50164－2011•《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2011•《混凝土用水标准》JGJ63-2006•《混凝土外加剂应用技术规范》•GB50119-2003•《混凝土外加剂定义、分类、命名与术语》GB8075-2005•《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011•《混凝土强度检验评定标准》•GB/T50107-2010•《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080—20022019/9/47•《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081—2002•《混凝土结结工程施工及验收规程》GB50204—2002•《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95•《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006•《混凝土质量控制标准》GB50164－2011•《混凝土耐久性检验评定标准》JGJ/T193-20092019/9/484.1混凝土的认识•4.1.1混凝土建筑材料•混凝土（concrete），又称为“砼”，它是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，拌制成拌和物，经浇筑、成型、在一定条件下养护而硬化后得到的人造石材。也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。•混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。2019/9/494.1.2混凝土的分类•混凝土的分类有多种分类方法。•1.按照施工工艺•离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。按配筋方式分有：素(即无筋)混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土、预应力混凝土等。按混凝土拌合物的和易性分有：干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等2019/9/410•2.按容重•①重混凝土,容重2600～5500kg/m3甚至更大；•②普通混凝土,容重2400kg/m3左右；•③轻混凝土，容重为500～1900kg/m3的轻集料混凝土、多孔混凝土、大孔混凝土等。•3.按照胶凝材料•1）无机胶凝材料混凝土，如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土等；•2）有机胶结料混凝土，如沥青混凝土、聚合物混凝土等。•4.特殊混凝土•1）防水混凝土•又称高抗渗混凝土或刚性防水材料；即通过各种方法提高混凝土抗渗性，当其抗渗等级不小于P6时又称抗渗混凝土。2019/9/411•2）耐热混凝土•长期能在高热高温状态下使用，且能保持所需的物理力学性能的特种混凝土材料，目前成功的应用图于化工、冶、建材等领域，例如工业烟囱、高温锅炉的基础及外壳等。•3）纤维增强混凝土•纤维混凝土是以水泥净浆、砂浆或混凝土做基材，以非连续的短纤维或连续的长纤维做增强材所组成的水泥基复合材料的总称。•大量实验表明，在混凝土中加入少量的合成纤维对混凝土的抗压强度变化不大，而对混凝土的抗弯强度、塑性收缩、抗渗性、抗冻性、抗冲击性、抗腐蚀性有明显提高。•采用的纤维材料有钢纤维、玻璃纤维、石棉纤维、合成纤维、尼龙纤维、高密度聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、维尼龙纤维、丙纶纤维、碳纤维等。主要应用在强度要求较高及要求韧性较好的大体积混凝土柱、梁等机构混凝土工程及桩用混凝土，重要的设备底座，飞机场跑道等。2019/9/412•4）喷射混凝土•喷射混凝土（图4-1）是用于加固和保护结构或岩石表面的一种有速凝性质的混凝土，其初凝时间一般在2~5min，终凝时间不大于10min。由于其速凝的性质，必须采用特制的混凝土喷射机进行喷射施工，因此称之为喷射混凝土。2019/9/413••5）大体积混凝土•所谓大体积混凝土（图4-2），是指其结构尺寸已经大到必须采用相应技术措施、妥善处理内外温度差值、合理解决温度应力、并按裂缝开展控制的混凝土。大体积混凝土的最主要特点是以大区段为单位进行浇筑施工，每个施工区段的体积比较厚大，由此而带来的问题是，水泥水化热引起结构物内部温度升高，冷却时如果不采取一定技术措施控制，则容易出现裂缝。•水利工程的混凝土大坝、高层建筑的深基础底板、反应堆体、其他重力底座结构物等，这些都是大体积混凝土。2019/9/414大体积混凝土2019/9/415•6）泵送混凝土•泵送混凝土，是指混凝土拌合物的坍落度不低于100mm并用泵送施工的混凝土。泵送混凝土必须有相应的流动性和稳定性。2019/9/416普通混凝土，是指干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土。干硬性混凝土，是指拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间（s）表示其稠度的混凝土。塑性混凝土，是指拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。流动性混凝土，是指拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。大流动性混凝土，是指拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。抗渗混凝土，是指抗渗等级不低于P6的混凝土。抗冻混凝土，是指抗冻等级不低于F50的混凝土。高强混凝土，是指强度等级不小于C60的混凝土。知识链接2019/9/417•泵送混凝土，是指可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。•大体积混凝土，是指体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。•胶凝材料，是指混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。•胶凝材料用量，是指混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。•水胶比，是指混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。•矿物掺合料掺量，是指矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。•外加剂掺量，是指外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。2019/9/418•4.1.3混凝土的技术性质混凝土在未凝结硬化以前，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灌质量。•新拌混凝土和易性是指混凝土拌合物易于各工序施工操作(搅拌、运输、浇注、捣实)并能获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。和易性是一项综合性的技术指标，包括流动性、粘聚性和保水性。•1.流动性是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。流动性的大小取决于混凝土拌合物中用水量或水泥浆含量的多少。•2.粘聚性混凝土拌和物在施工过程中其组成材料之间有一定粘聚力，不致产生分层和离析的现象。2019/9/419•3.保水性混凝土拌和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。混凝土和易性应按下列步骤进行：１）湿润坍落度筒及底板，在坍落度筒内壁和底板上应无明水。底板应放置在坚实水平面上，并把筒放在底板中心，然后用脚踩住二边的脚踏板，坍落度筒在装料时应保持固定的位置。２）把按要求取得的混凝土试样用小铲分三层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的三分之一左右。每层用捣棒插捣２５次。插捣应沿螺旋方向由外向中心进行，各次插捣应在截面上均匀分布。顶层插捣完后，刮去多余的混凝土，并用抹刀抹平。３）清除筒边底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在５～１０ｓ内完成；从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应在１５０ｓ内完成。４）提起坍落度筒后，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌合物的坍落度值；坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样另行测定；如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土和易性不好，应予记录备查。2019/9/420５）观察坍落后的混凝土试体的黏聚性及保水性。黏聚性的检查方法是用捣捧在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时如果锥体逐渐下沉，则表示黏聚性良好，如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示黏聚性不好。保水性以混凝土拌合物稀浆析出的程度来评定，坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌合物的保水性能不好；如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。2019/9/421•4.1.4混凝土的力学性能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。混凝土力学性能包括抗混凝土抗压强度、抗拉拉度、抗弯强度、以及与钢筋的粘结强度等。其中，混凝土的抗压强度最大，抗拉强度最小，因此在结构工程中混凝土主要用于承受压力作用。混凝土的抗压强度与各种强度及其它性能之间有一定的相关性，因此混凝土的抗压强度是结构设计的主要参数，也是评定和控制混凝土质量的重要指标。•1.混凝土的抗压强度•混凝土的抗压强度包括立方体抗压强度与混凝土轴心抗压强度。2019/9/422•1）混凝土立方体抗压强度（fcu，k）混凝土立方体抗压强度（常简称为混凝土抗压强度）是指按标准方法制作的边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度90%以上或置于水中），养护至28天龄期，以标准方法测试、计算得到的抗压强度值称为混凝土立方体的抗压强度。混凝土的强度等级按混凝土立方体抗压强度标准值来确定，强度等级由符号C和混凝土强度标准值组成。混凝土立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度。我国把普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C50、C50、C55、C60、C65、C70、C75、和C80共14个等级。混凝土垫层可用C10级混凝土。2019/9/423•2）混凝土轴心抗压强度（fc）混凝土轴心抗压强度采用150mm×150mm×300mm的棱柱体进行抗压强度试验，若采用非标准尺寸的棱柱体试件，其高（h）与宽（a）之比应在2~3范围内。2019/9/424•2.与钢筋的粘结强度•混凝土与变形钢筋具有不同的粘结机理，其粘结作用主要由三部分组成：•（1）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力（胶结力）。一般很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用，当接触面发生相对滑移时，该力即消失。••（4-1）•式中：•N—钢筋的拉力；•ｄ—钢筋的直径；•—粘结的长度。dlN2019/9/425•（２）混凝土收缩握裹钢筋而产生的摩阻力。•（３）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力（咬合力）。对于光圆钢筋，这种咬合力来自于表面的粗糙不平。•3.混凝土强度的影响因素•混凝土强度试验已证实，正常配比的混凝土破坏主要是骨料与水泥石的粘结界面发生破坏。所以，混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与骨料的粘结强度，而粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料的性质有密切关系，此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。•1）水泥强度等级和水灰比的影响水泥强度等级和水灰比是决定混凝土抗压强度最主要的因素。水泥是混凝土中的活性组分，在水灰比不变时，水泥强度等级越高，配制成的混凝土强度也就越高。在水泥强度等级相同的条件下，混凝土的强度主要取决于水灰比。2019/9/426•2）骨料的影响骨