水泥混凝土理论知识学习要点

水泥混凝土理论知识学习要点(一)2009年01月28日星期三13:32主要内容：主要掌握：掌握混凝土的四项基本要求、骨料颗粒级配的评定、细骨料的细度模数和粗骨料最大粒径的确定、混凝土拌合物和易性的涵义、调整和易性的原则、合理砂率对配制混凝土的重要意义、立方体抗压强度、立方抗压强度标准值及强度等级的确定、影响混凝土强度的诸因素特别是水灰比对强度影响的规律、强度经验公式的运用、提高混凝土强度的主要措施、提高耐久性的主要措施特别是掌握控制水会比及保证足够水泥用量对保证混凝土耐久性的重要作用、掌握混凝土配制强度的确定、混凝土配合比设计方法（包括混凝土配合比三个参数用水量、水灰比、砂率的确定原则和方法、混凝土配合比设计的整个步骤）。推荐阅读不可思议!9平米豪宅带卫生间和书房！这个小房子叫梦之家，坐落在Se..精致的移动流水小品精绝神妙的中国古代建筑网友30多平米浪漫小复式什么样的房子最抗震，房屋结构与抗..世界十大不可思议景观灾区重建，你有什么好建议？世界上最绿色最环保的车着重了解：和易性对混凝土质量的影响、影响混凝土拌合物和易性的主要因素（用水量、水会比和砂率等与混凝土配合比有关的参数）、混凝土干缩变形的特点、影响因素及其危害、抗渗性与抗冻性的意义、指标及其影响因素、混凝土抗压强度的涵义、减水剂的作用机理、效果及常用品种。一般了解：混凝土的组成概况及混凝土的特点、水泥品种及标号的选择依据、混凝土对粗细骨料的质量要求、混凝土对拌合用水的要求、水灰比的适宜范围、混凝土变形的类型及产生原因、混凝土徐变的概念、早强剂的种类及其作用、轻骨料混凝土的特点。学习指导：名词解释：1、和易性：和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能。主要表现为：是否易于搅拌和卸出；运输过程中是否分层、泌水；浇灌时是否离析；振捣时是否易于填满模型。可见，和易性是一项综合性能，包括流动性、粘聚性和保水性。2、水灰比：指混凝土中水与水泥用量的质量比。水灰比影响着水泥浆的稠稀。3、砂率：指混凝土中砂的用量占砂、石总量的质量百分率。4、立方抗压强度：按照国家规定，以边长为150㎜的混凝土立方体试块，在标准养护条件下（温度为20度左右，相对湿度大于90%）养护28天，测得的抗压强度值，称为立方抗压强度fcu.5、化学收缩：混凝土在硬化过程中，水泥水化后的体积小于水化前的体积，致使混凝土产生收缩，这种收缩叫化学收缩。6、混凝土的干缩：当混凝土在干燥空气中硬化时，会引起体积的收缩，叫干缩。干缩变形对混凝土危害较大，它可使混凝土表面开裂，是混凝土的耐久性严重降低。7、温度变形：温度升降1度，每米胀缩0.01毫米。温度变形对大体积混凝土极为不利。在混凝土硬化初期，放出较多的水化热，当混凝土较厚时，散热缓慢，致使内外温差较大，因而变形较大。8、徐变：混凝土在持续荷载作用下，随时间增长的变形称为徐变。徐变变形初期增长较快，然后逐渐减慢，一般持续2-3年才逐渐趋于稳定。9、混凝土配合比：是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、石）之间的比例关系。有两种表示方法：一种是以1立方米混凝土中各种材料用量表示；另一种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值及混凝土的水灰比表示。10、轻骨料混凝土：它是用轻的粗、细骨料和水泥配制成的混凝土。由于自重轻，弹性模量低，因而抗震性能好。与普通烧结砖相比，不仅强度高、整体性好，而且保温性能好。由于结构自重小，特别适合高层和大跨度结构。。11、合理砂率：保持混凝土拌合物具有良好粘聚性和保水性的最小砂率。12、混凝土外加剂：在混凝土拌合物中，掺入量一般不大于水泥质量的5%，能改善混凝土拌合物或硬化后混凝土性质的材料，称为外加剂。重点与难点：一、混凝土的组成混凝土是由水泥、水、砂和石子组成。水和水泥成为水泥浆，砂和石子为混凝土的骨料。在混凝土的组成中，骨料一般占总体积的70%-80%；水泥石约占20%-30%，其余是少量的空气。二、混凝土的基本要求1、混凝土拌合物的和易性：混凝土拌合物必须具有与施工条件相适应的和易性。2、强度：混凝土经养护至规定天数，应达到设计要求的强度。3、耐久性：硬化后的混凝土，应具有适应所处环境条件下的耐久性，如抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性等，使混凝土经久耐用。4、经济性：在保证上述三种要求的前提下，混凝土中各种材料的组成应经济合理，尽量节省水泥，降低成本。三、对普通混凝土组成材料的基本要求（一）水泥水泥标号的选择，根据混凝土的强度要求确定，使水泥标号与混凝土强度相适应。水泥的强度约为混凝土强度的1.5-2.0倍为好。（二）细骨料粒径为5㎜以下的骨料称为细骨料，一般采用天然砂。混凝土用砂的质量要求，主要有以下几项：1、砂的粗细程度及颗粒级配（1）砂的粗细程度对混凝土的影响砂的粒径越小，总表面积越大。在混凝土中，砂的表面由水泥浆包裹，砂的总表面积越大，需要的水泥浆越多。当混凝土拌合物的流动性要求一定时，显然用粗砂比用细砂所需水泥浆为省，且硬化后水泥石含量少，可提高混凝土的密实性，但砂粒过粗，又使混凝土拌合物容易产生离析、泌水现象，影响混凝土的均匀性，所以，拌制混凝土的砂，不宜过细，也不宜过粗。那么，怎样确定砂的粗细呢？评定砂的粗细，通常用筛分析法。该法是用一套孔径为5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.160㎜的标准筛，将预先通过孔径为10.0㎜筛的干砂试样500克由粗到细依次过筛，然后称量各筛上余留砂样的质量，计算出各筛上的“分计筛余百分率”和“累计筛余百分率”，计算如下：筛孔尺寸/㎜分计筛余（克）分计筛余百分率（%）累计筛余百分率（%）5.00m1a1=m1/mß1=a12.50m2a2=m2/mß2=a1+a21.25m3a3=m3/mß3=a1+a3+a30.630m4a4=m4/mß4=a1+a2+a3+a40.315m5a5=m5/mß5=a1+a2+a3+a4+a50.160m6a6=m6/mß6=a1+a2+a3+a4+a5+a6砂的粗细程度，，工程上常用细度模数μf表示，其定义为：μf=（ß2+ß3+ß4+ß5+ß6）-5ß1/100-ß1细度模数越大，表示砂越粗。细度模数在3.7-3.1为粗砂，在3.0-2.3为中砂，在2.2-1.6为细砂。普通混凝土用砂的细度模数范围在3.7-1.6，以中砂为宜。（2）砂的颗粒级配对混凝土的影响砂的颗粒级配是指粒径大小不同的砂相互搭配的情况。级配好的砂应该是粗砂空隙被细砂所填充，使砂的空隙达到尽可能小。这样不仅可以减少水泥浆量，即节约水泥，而且水泥石含量少，混凝土密实度提高，强度和耐久性加强。可见，要想减少砂粒间的空隙，就必须有良好的级配。2、泥、泥块及有害物质（1）泥及泥块泥黏附在骨料的表面，防碍水泥石与骨料的黏结，降低混凝土强度，还会加大混凝土的干缩，降低混凝土的抗渗性和抗冻性。泥块在搅拌时不宜散开，对混凝土性质的影响更为严重。（2）有害物质砂中的有害物质主要包括硫化物、硫酸盐、有机物及云母等，能降低混凝土的强度和耐久性。3、坚固性必须选坚固性好的砂，不用已风化的砂。（三）粗骨料最大粒径的大小表示粗骨料的粗细程度。粗骨料最大粒径增大时，骨料总表面积减少，可减少水泥浆用量，节约水泥，且有助于提高混凝土密实度，因此，当配制中等强度以下的混凝土时，尽量采用粒径大的粗骨料。但粗骨料的最大粒径，不得大于结构截面最小尺寸的1/4，并不得大于钢筋最小净距的3/4；对混凝土实心板，最大粒径不得大于板厚的1/2，并不得超过50㎜。（四）混凝土拌合及养护用水凡能饮用的自来水及清洁的天然水都能用来养护和拌制混凝土。污水、酸性水、含硫酸盐超过1%的水均不得使用。海水一般不用来拌制混凝土。四、影响混凝土拌合物和易性的因素1、用水量混凝土拌合物中，水泥浆应填充骨料颗粒间的空隙，并在颗粒表面形成润滑层，以降低摩擦，可见，为了获得要求的流动性，必须要有足够的水泥浆。当增加水泥浆中的用水量时，流动性增大，否则，则减小。增加用水量虽然可提高流动性，但用水量过多，使拌合物的粘聚性和保水性变差，产生分层、离析现象，影响混凝土的强度和耐久性。所以，在增加用水量的同时，增加水泥的用量，保持水灰比不变。2、水灰比水灰比决定着水泥浆的稠稀。为获得密实的混凝土，水灰比不宜过小；为获得要求的粘聚性和保水性，水灰比值不宜过大，一般约为0.5—0.8之间。3、砂率合理砂率实际就是保持混凝土拌合物具有良好黏聚性和保水性的最小砂率。合理砂率的选择，要根据所选材料及施工条件是否有利于保持混凝土拌合物的黏聚系和保水性而定，如有利于保持黏聚性和保水性，则采用较小砂率，否则，采用较大砂率。如施工要求的流动性较大，则须采用较大砂率。4、其他影响因素包括水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等。五、混凝土的强度混凝土强度包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪，其中以抗压强度为最高，所以混凝土主要用来抗压。混凝土的抗压强度是一项最重要的性能指标。混凝土按强度分成若干强度等级，混凝土的强度等级是按立方体抗压强度标准值fcu,k划分的。立方体抗压强度标准值是立方抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值得百分率不超过5%，即有95%的保证率。混凝土的强度分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二个等级。六、普通混凝土受压破坏特点混凝土受压破坏主要发生在水泥石与骨料的界面上。混凝土受荷载之前，粗骨料与水泥石界面上实际已存在细小裂缝。随着荷载的增加，裂缝的长度、宽度和数量也不断增加，若荷载是继续的，随时间延长即发生破坏.决定混凝土强度的应该是水泥石与粗骨料界面的黏结强度。七、影响混凝土强度的因素（一）水泥强度和水灰比从普通混凝土受压破坏特点得知，混凝土强度主要决定于水泥石与粗骨料界面的黏结强度。而黏结强度又取决于水泥石强度。水泥石强度愈高，水泥石与粗骨料界面强度也愈高。至于水泥石强度，则取决于水泥强度和水灰比。这是因为：水泥强度愈高，水泥石强度愈高，黏结力愈强，混凝土强度愈高。在水泥强度相同的情况下，混凝土强度则随水灰比的增大有规律的降低。但水灰比也不是愈小愈好，当水灰比过小时，水泥浆过于干稠，混凝土不易被振密实，反而导致混凝土强度降低。混凝土强度与水泥强度和水灰比的计算关系：（1）我国通过实验求得的这种线性关系式为：fcu=Afc(C/W-B)式中：fcu——混凝土28天龄期的抗压强度；C/W——灰水比；fc——水泥实际强度；是经实验测定的强度值。A、B——经验系数。碎石混凝土A=0.48,B=0.52卵石混凝土A=0.50,B=0.61（2）在无法取得水泥实际强度值时，对新出厂的水泥可按下式计算：Fc=Kcfcb式中：fbc——水泥标号；kc——水泥标号富余系数。（应按实际资料确定，在无统计资料时可取1.13）注意：混凝土强度与水灰比关系的计算式只适用于塑性拌合物的混凝土，不适用于干性拌合物的混凝土。采用的灰水比宜在1.25-2.5范围内。利用此式可以初步解决以下两个问题：（1）当所采用的水泥强度已定，欲配制某种强度的混凝土时，可以估计出应采用的灰水比值。（2）当已知所采用的水泥强度与灰水比值，可以估计出混凝土28天可能达到的强度。（二）龄期混凝土在正常情况下，强度随着龄期的增加而增长，最初的7-14天内较快，以后增长逐渐缓慢，28天后强度增长更慢，但可持续几十年。（三）养护温度和湿度混凝土浇捣后，必须保持适当的温度和足够的湿度，使水泥充分水化，以保证混凝土强度的不断发展。一般规定，在自然养护时，对硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥配制的混凝土，浇水保湿养护日期不少于7天；火山灰水泥、粉煤灰水泥、掺有缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土，则不得少于14天。（四）施工质量施工质量是影响混凝土强度的基本因素。若发生计量不准，搅拌不均匀，运输方式不当造成离析，振捣不密实等现象时，均会降低混凝土强度。因此必须严把施工质量关。（五）混凝土的变形混凝土在硬化后和使用过程中，受各种因素影响而产生变形，主要有化学收缩、干湿变形、温度变形和荷载作用下的变形等，这些都是使混凝土产生裂缝的重要原因，直接影