第四章 混凝土工程.ppt
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1、第四章第四章 混凝土工程混凝土工程 制作者:莫懿懿 4.1 砼原材料 砼工程在砼结构工程中占有重要地位,砼工程质量的好坏砼工程在砼结构工程中占有重要地位,砼工程质量的好坏 直接影响砼结构的承载力、耐久性与整体性。砼工程包括直接影响砼结构的承载力、耐久性与整体性。砼工程包括配料、配料、 搅拌、运输、浇捣、养护搅拌、运输、浇捣、养护等过程。等过程。 4.1 4.1 砼原材料砼原材料 混凝土的原材料是混凝土的原材料是水泥、砂、石、水水泥、砂、石、水和和外加剂外加剂。 水泥水泥 水泥是一种无机粉状水硬性胶凝材料,加水搅拌后成浆体,水泥是一种无机粉状水硬性胶凝材料,加水搅拌后成浆体, 一段时间后逐渐硬化
2、并产生强度,和砂、石一起使用时,可使一段时间后逐渐硬化并产生强度,和砂、石一起使用时,可使 三者牢固粘结在一起,具有一定的强度。三者牢固粘结在一起,具有一定的强度。 我国目前使用的品种主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、我国目前使用的品种主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、 矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥以及矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥以及 复合硅酸盐水泥等六大类。复合硅酸盐水泥等六大类。 制作者:莫懿懿 4.1 砼原材料 砂砂 根据其细度模数可分为根据其细度模数可分为粗砂、中砂、细砂粗砂、中砂、细砂和和特细砂特细砂四种。四种。 混凝土用砂一般采用细度模数
3、为混凝土用砂一般采用细度模数为2.52.53.53.5的中砂或粗砂的中砂或粗砂, 孔隙率不宜超过孔隙率不宜超过45%45%。对于强度等级。对于强度等级低于低于C30C30的混凝土,砂的含的混凝土,砂的含 泥量应泥量应不大于不大于5%5%,强度等级,强度等级高于或等于高于或等于C30C30混凝土,含泥量应混凝土,含泥量应 不大于不大于3%3%。 石子石子 石子有石子有卵石卵石或或碎石碎石。 卵石表面光滑,空隙率与表面积较小,故相对碎石水泥用卵石表面光滑,空隙率与表面积较小,故相对碎石水泥用 量稍小,但与水泥浆的粘结性也差一些,故量稍小,但与水泥浆的粘结性也差一些,故卵石混凝土的强度卵石混凝土的强
4、度 比碎石混凝土相比要低一些比碎石混凝土相比要低一些。碎石则刚好相反,所需水泥用量。碎石则刚好相反,所需水泥用量 稍多,与水泥浆的粘结性好一些,故稍多,与水泥浆的粘结性好一些,故碎石凝土的强度较高碎石凝土的强度较高,但,但 其成本也较高。其成本也较高。 制作者:莫懿懿 4.1 砼原材料 碎石或卵石的碎石或卵石的颗粒级配颗粒级配和和最大粒径最大粒径对混凝土的强度影响较对混凝土的强度影响较 大大,级配越好,孔隙率及总表面积越小,级配越好,孔隙率及总表面积越小,既能节约水泥,混凝既能节约水泥,混凝 土的土的和易性和强度也越高和易性和强度也越高。 最大粒径最大粒径不得大于结构截面不得大于结构截面最小尺
5、寸的最小尺寸的1/41/4,且不得超过,且不得超过 钢筋最小净距的钢筋最小净距的3/43/4;对于混凝土实心板,骨料的最大粒径;对于混凝土实心板,骨料的最大粒径不不 宜超过板厚的宜超过板厚的1/31/3,且,且不得超过不得超过40mm40mm。 水水 饮用水都可用来拌制和养护混凝土。饮用水都可用来拌制和养护混凝土。污水、工业废水污水、工业废水和和PHPH 值值4 4的酸性水的酸性水不得用于砼中。海水中含有氯盐,对钢筋有腐不得用于砼中。海水中含有氯盐,对钢筋有腐 蚀作用,不得用于钢筋混凝土和预应力混凝土中。蚀作用,不得用于钢筋混凝土和预应力混凝土中。 制作者:莫懿懿 4.1 砼原材料 外加剂外加
6、剂 在混凝土中掺入少量外加剂,可在混凝土中掺入少量外加剂,可改善砼的性能改善砼的性能,加速工程,加速工程 进度或节约水泥,进度或节约水泥, 因此外加剂已经成为砼重要组成部分。因此外加剂已经成为砼重要组成部分。 减水剂减水剂 减水剂是一种表面活性材料减水剂是一种表面活性材料, ,能显著能显著减少拌合用水减少拌合用水,改善和易改善和易 性、节约水泥、提高强度性、节约水泥、提高强度。适用于。适用于大体积砼、防水砼大体积砼、防水砼和和泵送砼泵送砼。 早强剂早强剂 早强剂可以加速硬化过程,早强剂可以加速硬化过程,提高混凝土的早期强度提高混凝土的早期强度,从而加,从而加 速模板周转,加快工程进度,节约冬期
7、施工费用。速模板周转,加快工程进度,节约冬期施工费用。 常用早强剂有氯化钙、硫酸钠、硫酸钾等,可根据工程实际情常用早强剂有氯化钙、硫酸钠、硫酸钾等,可根据工程实际情 况选用。有的早强剂(氯盐)对钢筋有锈蚀作用,因此在有配况选用。有的早强剂(氯盐)对钢筋有锈蚀作用,因此在有配 筋砼结构中使用量筋砼结构中使用量水泥质量的水泥质量的1%1%,并,并禁止使用于预应力结构禁止使用于预应力结构 和和大体积砼大体积砼中。中。 制作者:莫懿懿 4.1 砼原材料 速凝剂速凝剂 速凝剂起加速水泥的速凝剂起加速水泥的凝结硬化凝结硬化作用,用于作用,用于快速施工、堵漏、快速施工、堵漏、 喷射混凝土喷射混凝土等。等。
8、缓凝剂缓凝剂 缓凝剂是一种能缓凝剂是一种能延长砼从塑性状态延长砼从塑性状态转到转到固体状态固体状态所需要的时所需要的时 间,并对后期强度发展无明显影响的外加剂。主要用于间,并对后期强度发展无明显影响的外加剂。主要用于夏季施夏季施 工工、大体积混凝土大体积混凝土和和长距离运输的砼长距离运输的砼。 加气剂加气剂 加气剂能在混凝土中产生大量微小的加气剂能在混凝土中产生大量微小的封闭气泡封闭气泡,以改善混凝,以改善混凝 土的和易性、减少用水量、提高抗冻和抗渗性能、增加保温隔土的和易性、减少用水量、提高抗冻和抗渗性能、增加保温隔 热、防噪音的功能。适用于水工结构。热、防噪音的功能。适用于水工结构。 制作
9、者:莫懿懿 4.1 砼原材料 防水剂防水剂 防水剂是用以配制防水剂是用以配制防水混凝土防水混凝土的方法之一。用水玻璃配制的的方法之一。用水玻璃配制的 混凝土不仅防水,而且还有很大的粘结力和速凝作用,用于混凝土不仅防水,而且还有很大的粘结力和速凝作用,用于修修 补工程补工程和和堵塞漏水堵塞漏水很有效果。很有效果。 抗冻剂抗冻剂 抗冻剂是能够降低混凝土中水的冰点的一种外加剂,也就是抗冻剂是能够降低混凝土中水的冰点的一种外加剂,也就是 在混凝土中起到在混凝土中起到延迟水的冻结延迟水的冻结保证混凝土在负温条件下能获得保证混凝土在负温条件下能获得 强度的持续增长。强度的持续增长。 外掺料外掺料 在采用在
10、采用硅酸盐水泥硅酸盐水泥或或普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥拌制的砼中掺入适量拌制的砼中掺入适量 的矿物质混合材料,有助于减少水泥用量,改善混凝土的特定的矿物质混合材料,有助于减少水泥用量,改善混凝土的特定 性能。外掺料一般采用当地的工业废料或廉价的地方材料。性能。外掺料一般采用当地的工业废料或廉价的地方材料。 制作者:莫懿懿 4.2 混凝土的和易性及强度 4.2 4.2 混凝土的和易性及强度混凝土的和易性及强度 砼的砼的和易性和易性及及强度强度是衡量砼质量的两个主要指标。是衡量砼质量的两个主要指标。 (1 1)混凝土的和易性)混凝土的和易性 指混凝土搅拌、运输、浇筑等过程中都能保持其成分均匀,指
11、混凝土搅拌、运输、浇筑等过程中都能保持其成分均匀, 不出现分层离析现象不出现分层离析现象, ,即具有一定的即具有一定的流动性、粘聚性流动性、粘聚性和和保水性保水性。 砼根据砼根据不同的和易性需求不同的和易性需求,分为,分为塑性砼塑性砼和和干硬性砼干硬性砼。塑性砼的。塑性砼的 和易性用和易性用塌落度塌落度测定,干硬性砼的和易性用测定,干硬性砼的和易性用工作度实验工作度实验测定。测定。 影响砼和易性的因素很多,有影响砼和易性的因素很多,有水泥性质、骨料种类,用水量、水水泥性质、骨料种类,用水量、水 泥浆数量、砂率泥浆数量、砂率和和外加剂外加剂等。等。 制作者:莫懿懿 4.2 混凝土的和易性及强度
12、制作者:莫懿懿 4.2 混凝土的和易性及强度 (2 2)混凝土的强度)混凝土的强度 砼的砼的抗压强度抗压强度是作为控制和评定砼质量的主要指标。是作为控制和评定砼质量的主要指标。 砼强度取决于砼强度取决于水泥强度等级水泥强度等级和和水灰比水灰比。在相同条件下,所用水。在相同条件下,所用水 泥强度等级越高,砼的强度等级也就越高;反之,强度则低。泥强度等级越高,砼的强度等级也就越高;反之,强度则低。 水灰比水灰比是砼中是砼中水和水泥的质量比水和水泥的质量比。 砼强度也跟砼强度也跟养护温度、湿度养护温度、湿度和和龄期龄期有关。有关。 制作者:莫懿懿 4.3 混凝土施工配料混凝土施工配料 . cu.k
13、f cu.o f6451 4.3 混凝土施工配料混凝土施工配料 混凝土施工配置强度混凝土施工配置强度 由于混凝土是非匀质材料由于混凝土是非匀质材料, 强度会有波动。强度会有波动。为保证混凝土实为保证混凝土实 际施工强度际施工强度设计强度标准值,则施工配制强度比设计强度标准设计强度标准值,则施工配制强度比设计强度标准 值提高一个等级,并具有值提高一个等级,并具有95保证率,保证率,即:即: 式中:式中: fcu,o混凝土的施工配制强度(混凝土的施工配制强度(N/mm2);); fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值(混凝土立方体抗压强度标准值(N/mm2);); 施工单位的混凝土强度标准差(施工单
14、位的混凝土强度标准差(N/mm2)。)。 施工单位的混凝土强度标准差施工单位的混凝土强度标准差 ,当施工单位具有近期(不超,当施工单位具有近期(不超 过过3个月)的同一品种混凝土强度资料时,可按个月)的同一品种混凝土强度资料时,可按统计方法统计方法计算混计算混 凝土强度标准差。凝土强度标准差。 制作者:莫懿懿 4.3 混凝土施工配料混凝土施工配料 式中:式中:fcu,ifcu,i统计期(可取统计期(可取1 1个月)内第个月)内第i i组试件强度组试件强度(N/mm(N/mm2 2) ) 统计期内混凝土统计期内混凝土n n组试件强度的平均值组试件强度的平均值(N/mm(N/mm2 2) ); n
15、n统计期内同一品种混凝土强度等级的试件组数统计期内同一品种混凝土强度等级的试件组数,n25,n25。 当施工单位没有近期资料时,其混凝土强度标准差的取值可查当施工单位没有近期资料时,其混凝土强度标准差的取值可查 表:表: 例如例如:C40C40混凝土的施工配制强度为:混凝土的施工配制强度为: fcu.o=40+1.645fcu.o=40+1.6456=49.87MPa6=49.87MPa 1 22 , 1 N cu N icu f N i 制作者:莫懿懿 4.3 混凝土施工配料混凝土施工配料 混凝土的施工配料计算混凝土的施工配料计算 施工配料是按现场使用搅拌机的装料容量进行施工配料是按现场使用
16、搅拌机的装料容量进行一次(盘)一次(盘) 的装料数量的计算的装料数量的计算。施工时混凝土各种配料的计量必须正确,。施工时混凝土各种配料的计量必须正确, 特别是混凝土的水灰比对混凝土的强度和收缩影响很大。特别是混凝土的水灰比对混凝土的强度和收缩影响很大。 影响施工配料的因素主要有二方面:一是影响施工配料的因素主要有二方面:一是称量不准称量不准;二是;二是 砂石骨料未按砂石骨料未按实际含水量实际含水量进行施工配合比的换算。进行施工配合比的换算。 施工配料实际用水量的计算施工配料实际用水量的计算 施工配料的砂石均有一定的含水率,为保持水灰比不变,则施工配料的砂石均有一定的含水率,为保持水灰比不变,则
17、 施工配料的用水量须扣除砂石中的含水量。施工配料的用水量须扣除砂石中的含水量。 制作者:莫懿懿 4.3 混凝土施工配料混凝土施工配料 假设试验室配合比为:假设试验室配合比为: 水泥水泥 砂砂 石石 水水 C S G W = 1 x y z 现场砂的含水率为现场砂的含水率为a%,石子的含水率为,石子的含水率为b%,则要确定施工配合,则要确定施工配合 比。比。 单位用量的水泥需用:砂单位用量的水泥需用:砂 x(1+a%) 石子石子 y(1+b%) 水水 z xa% yb% 故施工配合比为故施工配合比为 C S G W = 1 x(1+a%) y(1+b%):):(zxa%yb%) 配料计算配料计算
18、: 【例例1 1】已知已知C20C20混凝土的实验配合比为混凝土的实验配合比为1 1:2.552.55:5.125.12,水灰比,水灰比 0.650.65,经测定砂、石含水率分别为,经测定砂、石含水率分别为3%3%和和1%1%,每,每1m1m混凝土的水混凝土的水 泥用量为泥用量为310kg310kg,则施工配合比为:,则施工配合比为: 1 1:2.552.55(1+3%1+3%):):5.125.12(1+1%1+1%)=1=1:2.632.63:5.175.17 每每1m1m混凝土的材料用量为:混凝土的材料用量为: 水泥:水泥:310kg310kg 砂子:砂子:3103102.63=815.
19、3kg2.63=815.3kg 石子:石子:3103105.17=1602.7kg5.17=1602.7kg 水:水:3103100.65-3100.65-3102.552.553%-3103%-3105.125.121%=161.9kg1%=161.9kg 制作者:莫懿懿 4.3 混凝土施工配料混凝土施工配料 配料计算配料计算: 施工中往往以一袋或两袋水泥为下料单位,每搅拌一次叫做一施工中往往以一袋或两袋水泥为下料单位,每搅拌一次叫做一 盘。因此,求出每盘。因此,求出每1m1m混凝土材料用量后,还必须根据工地现混凝土材料用量后,还必须根据工地现 有搅拌机出料容量确定每次需用几袋水泥,然后按水
20、泥用量算有搅拌机出料容量确定每次需用几袋水泥,然后按水泥用量算 出砂、石子每盘用量。出砂、石子每盘用量。使用袋装水泥时可取整袋水泥量,但超使用袋装水泥时可取整袋水泥量,但超 量量10%10%。 p 装料容积通常为搅拌机几何容积的装料容积通常为搅拌机几何容积的1/21/21/31/3, p 出料容积约为装料容积的出料容积约为装料容积的0.550.550.750.75(出料系数)出料系数) 上上【例例1 1】中:中: 如采用如采用JZ250JZ250型搅拌机,型搅拌机,出料容量出料容量为为0.25m,0.25m,则每搅拌一次的装则每搅拌一次的装 料数量为:料数量为: 水泥:水泥:3103100.2
21、5=77.5kg(0.25=77.5kg(取一袋半水泥取一袋半水泥, , 即即75kg)75kg) 砂子:砂子:815.3815.375/310=1973.25kg75/310=1973.25kg 石子:石子:1602.71602.775/310=387.75kg75/310=387.75kg 水:水:161.9161.975/310=3.2kg75/310=3.2kg 制作者:莫懿懿 4.3 混凝土施工配料混凝土施工配料 配料计算配料计算: 【例例2 2】某混凝土实验配比为某混凝土实验配比为1 1:2.282.28:4.474.47,水灰比,水灰比0.630.63,水泥用,水泥用 量为量为2
22、85kg/m285kg/m3 3,现场实测砂、石含水率为,现场实测砂、石含水率为3%3%和和1%1%。拟用。拟用装料容量装料容量 为为400400升的搅拌机拌制,试计算施工配合比及每盘投料量升的搅拌机拌制,试计算施工配合比及每盘投料量 【解解】1 1)混凝土施工配合比为:水泥:砂:石:水)混凝土施工配合比为:水泥:砂:石:水 =1=1:2.282.28(1 10.030.03):):4.474.47(1 10.010.01):():(0.630.632.282.28 0.030.034.474.470.010.01)=1=1:2.352.35:4.514.51:0.5170.517 2 2)搅
23、拌机出料量:)搅拌机出料量:4004000.650.65(出料系数)(出料系数)=260(=260(升升)=0.26(m)=0.26(m3 3) ) 3 3)每盘投料量:水泥)每盘投料量:水泥2852850.26=74(kg0.26=74(kg)取)取75kg(75kg(一袋半水泥一袋半水泥) ) 则:砂则:砂75752.35=176(kg)2.35=176(kg); 石石75754.51=338(kg)4.51=338(kg); 水水75750.517=38.8(kg)0.517=38.8(kg) 出料容积出料容积一般一般 为为装料容积的装料容积的 0.550.550.750.75, 常取为
24、常取为0.650.65, 即即2/32/3左右左右 制作者:莫懿懿 4.4 混凝土搅拌 4.4 4.4 混凝土搅拌混凝土搅拌 1 1混凝土搅拌机选择混凝土搅拌机选择 按搅拌原理分为按搅拌原理分为自落式自落式和和强制式强制式两类。两类。 自落式搅拌机自落式搅拌机 原理:将物料提高到一定高度后,利用重力作用自由下落,将物原理:将物料提高到一定高度后,利用重力作用自由下落,将物 料混合均匀。料混合均匀。 适用:一般适用于适用:一般适用于塑性混凝土塑性混凝土 (坍落度较大的砼)(坍落度较大的砼) (录像:搅拌机)(录像:搅拌机) 制作者:莫懿懿 4.4 混凝土搅拌 强制式搅拌机强制式搅拌机 原理:利用
25、机械叶片强迫物料朝环向、径向、竖向各个方向运动,原理:利用机械叶片强迫物料朝环向、径向、竖向各个方向运动, 相互间产生剪切滑移,从而达到混合均匀的目的。相互间产生剪切滑移,从而达到混合均匀的目的。 适用:适用: 搅拌搅拌干硬混凝土、低流动性混凝土干硬混凝土、低流动性混凝土及及轻骨料轻骨料混凝土。混凝土。 强制式搅拌机又分为强制式搅拌机又分为立轴式立轴式和和卧轴式卧轴式两种。卧轴式分两种。卧轴式分单轴、双轴单轴、双轴。 立轴式立轴式 卧轴式卧轴式 双卧轴搅拌筒双卧轴搅拌筒 制作者:莫懿懿 4.4 混凝土搅拌 2 2 搅拌制度的确定搅拌制度的确定 (1 1)搅拌机转速)搅拌机转速 对自落式搅拌机,
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