混凝土技术参数的相互关系及其质量控制的基本知识课件.ppt

1、原材料、砼技术参数的相互关系原材料、砼技术参数的相互关系及其质量控制的基本知识及其质量控制的基本知识目的： 了解原材料与砼质量控制的基本知识； 掌握砼生产过程监控要点； 掌握拌合物性能的测试和评定方法； 做好旁站监理客观证据积累，持续改进工作质量。介绍内容： 砼配比审核与验证 原材料品质与配比技术参数的相互关系 砼拌合物性能测试方法 搅拌站预拌砼质量控制要点 原始记录、数值修约与法定计量单位 对监理工作持续改进的建议第一部分第一部分水工砼配比审核与现场验证水工砼配比审核与现场验证一、水工混凝土配比的一般要求 施工要求包括： 拌合物和易性好 施工过程控制易实现 技术要求包括： 强度、耐久性 水化

2、热与温升控制、抗裂性 合同约定的其他要求，如碱含量控制指标 经济要求 在满足技术要求的前提下，经济效益、环境效益和社会效益显著。 配比设计大纲的编制方法 查阅资料、图纸，确定参数； 找准路径 ，规范作业活动； 合理选材，并适度控制； 优化组成，争取技术和经济效益最佳； 借助高新手段、期望改性、有所创新。 二、配比设计的工作性质 工程材料检测 技术咨询与服务 研发与创新 专业知识与能力 工作经历与经验（速成措施） 实验室综合实力三、配比设计参数的确定方法 拌合物性能参数确定基本条件 拌合与运输方式、方法 施工工艺和施工环境条件 材料类别、掺量确定的基本条件 结构类别、功能与用途 结构体积、断面最

3、小尺寸 设计规范中条文规定 技术参数确定方法 查设计图纸确定： 力学性能、耐久性、温控与抗裂性 其他约定的技术指标 具体指标包括：拌合物： 流动性坍落度、黏聚性扩展度； 凝结时间及其凝结时间差； 含气量、搅拌时间与均匀性和拌合物温度等材料选择： 水泥、粉煤灰和外加剂的类别、等级； 最大水灰比、粉煤灰最大掺量； 外加剂最优掺量； 粗骨料最大粒径、最优级配。技术指标： 强度等级、标准差、强度保证率和配置强度； 抗冻、抗渗、抗冲耐磨、抗腐蚀和抗裂性。 四、委托试验注意事项 水工混凝土配比设计试验，技术难度大、历时周期长，财力物力消耗大。 委托试验时，应考虑完成试验周期，通过比较、归纳和整合，合理安排

4、试验工作量，节约开支。 依据原材料检测周期、试件成型量、养护的龄期，约定提交试验成果的日期、时间。 五、配比设计大纲的审核要点 拌合物设计参数： 审核拌合方法、施工工艺、钢筋间距、结构最小断面尺寸，对拌合物的性能的要求是否满足。 技术指标： 是否与招标文件、合同、图纸一致。 设计试验依据： 是否优先采用南水北调专用技术标准和现行的水利行业标准。 工作计划 是否与工程施工总计划相适应。六、配比验证与试验成果确认（留痕迹） 建筑行业通常做法： 可提前出具临时报告； 临时报告中的关键技术参数应保守些； 避免发生重大质量责任事故。 水利行业实行配比确认制度： 质检机构提交成果后，施工单位须进行现 场试

5、拌和试验。也称之为配比验证或成果确认。 验证的尺度，视具体要求而定。 监理应参与活动，并做好记录。七、试验、检测报告的审核要点 专业知识方面应注意以下六点： 水灰比与强度、耐久性的变化规律 水灰比或水泥用量与砂率的变化规律 粉煤灰掺量与用水量、砂率的变化规律 粉煤灰需水量比与强度的相互关系 含气量与强度耐久性的相互关系 含气量、粗骨料最大粒径与拌合物密度的相互关系 文档审核和管理方面应注意： 数值修约是否规范 法定计量单位书写是否正确 信息量是否符合要求 检测报告是否有唯一标识 检测参数是否在受控范围内第二部分 混凝土技术参数和专业名混凝土技术参数和专业名词的定义及其相互关系的定义及其相互关系

6、混凝土配比相关的技术参数和专业术语：用水量 水灰比 砂率 含气量 砂颗粒级配 石子级配 最优级配 砼表观密度均匀性 拌合时间 凝结时间 和易性 坍落度损失 含砂情况成型 标准养护 养护龄期 破型 强度 配制强度 标准差 强度保证率强度等级 耐久性 抗裂性 绝热温升 温升控制掺和料 混合材 超细填充料 等量取代 超量取代 粉煤灰掺量外加剂 外加剂掺法 外加剂适应性 外加剂最优掺量石粉含量 粉煤灰烧失量 需水量比 粉煤灰颗粒特征水泥矿物成分 对外加剂吸附性 用水量： 经试配调整，能满足施工和易性要求的每立方米砼拌合物在密实或基本密实状态下的用水量（kg/m3)。 影响因素、调整方法如下： 1.骨料

7、粒径和表观密度越大、砂石料颗粒级配越趋合理、采用最优砂率、掺入减水剂，用水量会有不同程度的减少。 2.采用细砂、掺硅粉或品质差的粉煤灰、水泥比表面积大，用水量也会增加。 3.不同的拌合、施工方式，也会对用水量需求存在明显差异。 2530%的水支撑水化反应，形成凝胶；70%的水提供拌合物流动性；50%的水造成硬化砼的孔隙或缺陷；用水少，省水泥，缺陷少，性能高。 水灰比： 单位用水量与水泥用量之比。 一般来说，混凝土强度的高低和耐久性的好坏取决于水灰比的大小。 水灰比越小，水泥石越密实，强度越高，耐久性也越好，否则反之。 水灰比是配比设计和施工质量控制的重点。 砂率： 在砼组成材料中，砂占砂石料总

8、用量的百分率(%)。 水灰比越小，砂率越小； 骨料粒径越大，砂率越小； 采用细砂，砂率应适当减小； 掺入引气类外加剂，砂率也应适量减少； 采用粗砂，砂率应适当增加； 采用单级或间断级配，砂率值应适量增加； 粗骨料连续级配优良，砂率最小； 碎石砼比卵石砼的砂率要大一些； CFG桩、灌注桩砼，砂率最大； 采用最优砂率，技术和经济效益最佳。 监理人员应熟悉用水量、水灰比、砂率相互关系和变化规律，了解相关的专业知识，为审核试验报告、开展质量检测打好基础。 砂子颗粒级配： 是指不同粒径砂子的颗粒组配情况。 1.颗粒级配良好的特征： 空隙率小、堆积密度大； 含泥量和有害物质较少； 颗粒组配合理、粗细程度和

9、比表面积适宜； 配制混凝土，水泥用量小，较经济。 2.粗砂表面积虽小，但是空隙率较大，配制混凝土所需水泥浆就比较多。 在工程施工时，会经常遇到由于砂粗细程度的变化，引发拌合物缺浆或多浆现象，影响混凝土的浇筑质量。 实体表观呈似裂非裂现象，耐久性差。 3.细砂的比表面积是粗砂的数十倍甚至上百倍，需要大量水泥净浆包裹砂粒，才能保证砂浆流动性与中砂持平。 细砂含泥量、软弱颗粒和有害物质含量较多，也会消弱同水灰比状态下的砼强度和耐久性。 4.用粗砂和细砂配制混凝土通常是不经济的。 5.配制高强砼时，应采用含泥量较低的粗砂。 6.掺合料掺量较大时，也应优先适用粗砂。 砂石料进场应进行外观检查； 当发现粗

10、细差异较大，应及时向供货商沟通； 提出改进意见； 告知我方的具体要求。 细骨料颗粒级配与细度模数 颗粒级配是检国家计量认证、能力范围中，细骨料最重要的技术参数； 细度模数是颗粒级配的计算导出值，代表其粗细程度，通常不作为技术参数进行认证。 颗粒级配合格的，细度模数一定合格； 细度模数合格的，颗粒级配不一定合格。 南水北调专用技术标注编制有瑕疵 通过检测颗粒级配、计算细度模数，以评定级配的优劣、确定粗细程度，综合评定其品质好坏。 监理应了解细骨料检测和质量评定的相关知识，统一规范各标段试验室细骨料检测活动。 砂含泥量与石粉含量含泥量： 是指天然河砂颗粒中0.08mm的泥土颗粒含量。是有害物质、规

11、范严格限制的指标。石粉含量： 是指人工砂在轧碎和磨细过程中形成的0.08mm石粉颗粒含量，其中包含少量的泥土颗粒。 掺入石粉，对C60以下的砼有增强效果； 高强砼应限制在5%以下，否则会产生反效果。 粗骨料级配： 是指不同粒径等级的石料搭配的比率。 一级配：5-20 (单位：mm) 二级配：5-20，20-40 三级配：5-20，20-40，40-80 全级配：5-20，20-40，40-80以及80-150 其中：5-20为小石，20-40为中石，40-80为大石 80-120或150为特大石 间断级配： 例如：只选用20mm-40mm的石子 缺点：石料空隙大； 水泥砂浆用量大；配比不经济；

12、 力学和耐久性指标稍差； 骨料骨架效果差，抗裂性相对较低； 大体积温控花费用高。 水工砼禁止采用间断级配 粗骨料连续级配 是指混凝土粗骨料组成中，由从小到大两个以上（含两个）的不间断级配。 如：小石占20% 中石占30% 大石占50% 一般通过不同配合比例的容重试验确定。 粗骨料最优级配 是指粗骨料粒级组成中，粗中有细， 堆积密度最大的连续级配。 水工砼为了节省水泥、控制温升、提 高抗裂和耐久性，应选用连续的最优级配。 粗骨料最大粒径的选择 在配合比设计时，只要条件允许（如构件的最小尺寸、钢筋的间距等）应尽可能采用粒径较大，且为连续级配的骨料。 骨料粒径越大，砼拌合物密度越大，用水量越少，砂率

13、越小，流动性大，抗压强度越高；而抗拉强度会稍微下降。 配制高强或受拉构件砼，应选择粒径较小的骨料。 例如： 华水“七五”国家科技攻关项目研究成果，相同水灰比和坍落度的二级配、四级配砼的胶凝材料用量见下表： 技术要求粗骨料级配水泥用量（kg/m3）粉煤灰用量（kg/m3）C30F300二级配195105四级配8545 和易性： 是指混凝土拌合物在施工时的难易程度和可工作性。 包括：流动性； 粘聚性； 保水性。 在搅拌站、浇筑现场，监理需留下痕迹，作好记录。 流动性及其表示方法： 不同类型的拌合物，采用了不同的测试和表示方法。 如：坍落度塑性砼 （mm） 坍-扩度高流态砼 （mm） 工作度干硬性砼

14、 （s） 如：六棱砖 Vc值水工碾压砼 （s） 倒置工作度纤维砼 （s）坍落度： 普通塑性混凝土和高流态混凝土,用坍落的高度之差表示。 水利标准： 单位：mm，精至1mm 国家标准： 单位：mm，精至5mm工作度： 干硬型混凝土，用上表面振平、内部致密的时间表示，单位：s。 干硬型混凝土采用坍落度法检测，拌合物锥体不坍落，必须通过与施工设备相同的等频率和等振幅装置和拌合物自身的重力联合作用，使新鲜混凝土振平致密。 所需时间越长，说明拌合物的流动越小；时间越短，流动性越大。Vc值： 超干硬性以及碾压混凝土的流动性测试方法，采用下振上压法，用新鲜混凝土压平振密的时间表示，单位：s，精确到1s。 它

15、与工作度的测试原理类似，不同之处是把坍落度筒更换为容积升，拌合物上表面放置了压重块。 成型原理与大型压路机（又称振动碾）的压振致平致密的原理完全一致。 例如： 华水国家“八五”重点科技攻关项目：“水工碾压砼筑坝技术”的研究成果认为，水工碾压混凝土的最佳Vc值在18s21s之间。 Vc值太大或太小，将导致无法进行正常施工，影响混凝土结构的压实度和抗渗、抗冻耐久性。 保水性： 是指混凝土拌合物自身防止表面和周边泌水的能力。一般用泌水率或压力泌水率表示。 如：NSBD82010规定要监控压力泌水率。 砼拌合物保水性的好坏，主要取决于水泥类别、水泥细度、水灰比的大小、掺合料的品质与骨料颗粒性状或特征，

16、以及配比组成是否合理。 黏（粘）聚性： 是指混凝土拌合物自身组分之间具有一定的黏聚力，在运输和浇筑过程中不致发生浆骨分层和离析现象。 如：大型灌注桩混凝土拌合物： 坍落度：180mm-220mm； 扩展度（又称扩散度）：小于400mm. 扩展度就是相关试验规程和施工规范规程对高流态混凝土的黏聚性的具体控制指标。 流动性、黏聚性和保水性三者之间相互关联又相互矛盾。 一般来说，流动性大时，保水性和黏聚性会差些。 成型： 是指试件制作。 按其初步计算的配合比，在水灰比不变的前提下，经过试拌调整，使其材料组成既经济合理，又满足施工要求后，将拌合物装入试模，通过人工揷捣或机械振捣致密，然后须在初凝之后、

17、终凝之前抹面、编号，待拆模后送养护室养护。 破型： 是指将试件进行破坏性试验。 特征：已失去抵抗外力的能力，试件形状经外力荷载无法恢复，如压碎、折断等。 试件破型除测定混凝土力学性能破坏性试验外，还包括测定耐久性、抗冲耐磨性能的一些破坏性试验。 养护： 在交通工程、生物工程中又称作养生。 包括：标准养护； 蒸气养护； 压蒸养护； 自然养护又称同条件养护。水工砼标准养护环境要求： 温度：15-25，相对湿度：95%； 放置在18-22饱和的氢氧化钙溶液中。 养护龄期： 是指试验规程或施工规范规定的从成型时算起到破型或进行下一道工序时的养护时间或天数。 强度： 抗压强度 立方体或高径比基本相等 轴

18、压强度 棱柱体、高径比或高宽比2 抗拉强度 只受轴拉（无侧向）荷载作用 抗折（抗弯）强度 劈裂抗拉强度 抗剪强度 抗冲耐磨强度 早期强度： 水泥胶砂3天龄期的抗折和抗压强度 砼3天和7天龄期的强度 快硬水泥1小时的强度 后期强度： 一般认为，水工砼90天龄期的强度为后期强度。不同养护条件下混凝土强度的增长情况如下： 1.标养： 水泥和砼的后期强度增幅较大； 掺粉煤灰的砼后期增幅更大，尤其是抗拉强度； 掺硅粉和优质磨细粉煤灰早期强度增长较快； 掺超细磨石粉的砼早期和后期强度均有所提高； 掺早强剂的砼，早期强度增长快，后期较慢； 掺缓凝剂的砼早期强度较低，而后期强度较高。2.自然养护： 在同条件养

19、护（气干状态）条件下，混凝土早中期强度增长较快，后期增长很慢。若完全失水，其强度几乎不会增长 。 气干养护与标准养护易被误解。 早期、中期气干养护的混凝土试件，其实测强度普遍高于标养的混凝土试件。 其它材料如石才、砌墙砖、陶瓷材料，气干状态下实测强度、硬度普遍高于饱和状态。 配制强度： 是混凝土配比设计试验最低设计值。它必须高于设计文件给定的强度等级值，否则强度保证率会很低。 配制强度=标准值+1.645标准差 水电施工企业有统计资料，施工和管理水平较高，标准差较小，在配比设计时，配制强度取值可做相应调整。标准差参考值标准差参考值（MPa）砼强度等级低于C20C20-C35高于C35标准差4.

20、05.0（4.5）6.0 强度等级代号 混凝土：C10 C20 C60 C80 如：C20砼 标准值为20 MPa 标准差取5.0MPa（一般水平） 则，配制强度应不低于28.3 MPa。 耐久性： 是指硬化混凝土抵抗长期环境破坏的能力。主要包括：抗冻性、抗渗性、 抗冲耐磨性，以及抗碳化、抗腐蚀和碳化等。 在现行的国家标准和设计规范中，对具有耐久性要求的混凝土结构，水灰比的取值和材料选择有明文规定。 能否达到设计要求，还必须通过试验进行验证或确认。 砼腐蚀与碳化 腐蚀是指有害离子对水泥凝胶中氢氧化钙、氯酸钙不稳定物质的溶出性侵蚀。一般发生在水下和干湿交替的结构物表层。 结构物表层为蜂窝状； 钢

21、筋保护膜损坏； 结构物功能丧失。砼碳化： 是指空气中的二氧化碳和酸雨对砼结构保护层或结构物表层的腐蚀。与水中的有害离子钢筋保护膜的腐蚀基本相似。 碳化对耐久性的影响应区分对待： 素砼表层硬度提高，没有不良影响； 对钢筋砼危害较大； 对处于气干状态下、相对湿度较大环境的钢筋砼危害最大。 含气量与抗渗、抗冻耐久性的关系 含气量分为： 天然含气量和有效含气量； 天然含气量随骨料粒径增大而减小。 有效含气量是指掺入引气剂，在搅拌过程中产生的微小气泡的含量。 适宜的含气量是保证硬化砼耐久性的前提，而含气量过大，会导致强度降低。 通常以总含气量控制。 南水北调潮河段90%以上的砼有耐久性要求，监理人员应特

22、别关注，并作好记录。 掺和料： 在混凝土拌合物中掺入的可使其改性的材料。 如：粉煤灰、硅粉、磨细水淬矿渣和石粉，以及其他有机材料等。 等量取代 掺入掺和料等量取代水泥。 超量取代： 掺入掺和料量大于取代水泥用量，用其绝大部分取代水泥，很小部分取代细骨料。 例如：掺二级粉煤灰 中上等品质，含有粗颗粒； 价格比砂子便宜； 细颗粒代灰，粗颗粒代砂； 可降低温升，有一定后期增强效果。 粉煤灰取代水泥配合比的调整方法 粉煤灰密度普遍小于水泥密度； 掺入后浆骨体积比增大； 总体积膨胀，容重减轻； 浆多，应调低砂率； 砂石总量应适量减少； 用水量的增减与否与煤灰需水量比有直接关系； 砼强度变化和强度比关系密

23、切。 等量取代和超量取代是相对的，不是绝对的 粉煤灰品质对砼性能的影响 掺粉煤灰可抑制碱骨料反应和水泥不安定； 需水量比影响用水量大小、早期强度； 含碳量（烧失量）影响外加剂使用效果； 细度对砼强度增长贡献率影响较大； 粉煤灰的等级、质量、掺量与砼性能呈现规律性变化。 混凝土外加剂 功能： 增强、减材耗，提高经济性； 缓解水化热释放速度，调控温升； 改善细微观结构，激发改性； 着色装饰，改善观感。 结构混凝土常用的外加剂有减水剂、高效减水剂、高性能减水剂、缓凝剂、引气剂、防冻剂等。 外加剂掺入方法 由数量分：单掺法、双掺法和联掺法 由掺加顺序分：先掺法和后掺法 由干湿差异分：干粉直接掺入法 预

24、配溶液掺入法 引气剂掺量小，应预配高浓度溶液，使用效果好，计量偏差容易控制。 监理人员对搅拌站外加剂，尤其是引气剂的计量偏差要特别关注，并做好记录。 外加剂最优掺量 是指单一或两种及其两种以上复合外加剂的功效最明显，相对于水泥用量最低、技术与经济效益最优的外加剂用量。 外加剂的适应性 是指外加剂对水泥与掺和料的相互适应的程度。影响外加剂适应性的主要因素： 水泥的矿物组成差异； 水泥的品种与类别； 掺合料的品质好坏； 掺合料的颗粒特征； 掺合料的孔隙（空隙）结构和烧失量等。第三部分砼拌合物流动性测试方法坍落度测试 坍落度测试示意图 测试步骤： 将坍落度筒润湿，两脚踩住两踏脚板； 分三层加料，每层

25、加至坍落度筒的三分之一、且每层需插捣25次。按螺旋线由外向内分布整个层面，插捣深度要贯穿每层。 装料完毕后取下漏斗，用镘刀抹平上口，用力均匀竖直提起坍落度筒，将坍落度筒轻放料堆边； 用木尺放置在坍落度上口，测量料堆最高点离木尺下面的距离即为混凝土的坍落度值，取整数精确到1mm。坍落度测定应在180s内完成 。操作要点 等量装料 均分三层 螺旋插捣 力度适中 注意层间衔接 避免插捣太深 保持良好姿态 不要左右晃动 操作规范熟练 一分半钟完成 料筒慢提轻放 量测点位居中 防止不良干扰 试验一定成功 干硬性砼的工作度： 惟勃稠度法 水工碾压砼的Vc值： 惟勃稠度上振下压法第四部分第四部分搅拌站砼生产

26、质量监控要点搅拌站砼生产质量监控要点 商品砼 预拌砼 集中搅拌的砼 搅拌站生产的砼砼搅拌站监理要点： 称量设备的检测周期与期间核查； 水泥、粉煤灰、水、外加剂计量误差修正与否； 有耐久要求的搅拌时间与均匀性控制； 长期停机，正式搅拌前的机、罐挂浆和润泵； 砂石含水跟踪监测、理论配比与施工配比的换算； 和易性和含气量的检测； 砂石料、新鲜砼拌合物温度检测。 旁站监理应参与上述活动，做好记录、留下痕迹。 CFG桩砼施工配比通知单第三方配比（理论）砼组成材料之用量（kg/m3）水水泥煤灰砂小石减水剂 W0 C0 F0 S0 G0小 D0 含水量调整 计算结果C=C0 ，F=F0，D=D0，A=A0

27、S=S0+(1+WS表%)， G小=G0 +(1+WG表%)W=W0 S0WS表%) G0 WG表% 施工配比 （kg/m3）水泥： , 粉煤灰： , 人工砂： ,小石： , 水： , 减水剂： . 砂石料调整计算式（单位：kg） C=C0； S=S0(1+WS表)； G=G0（1WG吸）； W=W0S0WS表+G0WG吸上式中 WS表砂子表面含水量（） WG吸石子表面吸水量（） 粗骨料为干燥状态 砼配比调整： 组成材料的品质具有波动性； 第三方试验配比不一定符合施工要求。 W/C不变，可调用水量； 含气量不足，可调引气剂用量； 浆增加，要减骨料用量； 浆少，可适当曾砂率。 有耐久要求的砼，应

28、按照第三方试验结果对W/C和含气量严格控制，不允许随意调整； 大体积砼，水泥用量不调整。第五部分第五部分施工现场拌合物质量评定方法施工现场拌合物质量评定方法 坍落度 扩散度测试灌注桩、CFG桩 粘聚性评定 保水性观察 棍度 含砂情况 入仓浇筑前和施工过程中，监理人员应不断检测，并做好记录。粘聚性与保水性的评定方法： 轻轻敲击已坍落混凝土锥体的腰部，观察其坍塌或散落情况，评定粘聚性的好坏。 观测已坍落混凝土锥底周边的泌水情况，当对保水性有特别要求时，应定量测试泌水率。含砂率的评定： 捣棒插捣棍度 抹刀抹平抹平难易度第六部分第六部分原始记录与数值修约原始记录与数值修约 基本要求之一 科学认真对待

29、实事求是填写 各类信息齐全 有意义的观测数据充足 具有唯一标识或识别码 能实现重复性和可追溯性 能够反映整个质检活动的全貌 基本要求之二 用黑色钢笔填写 不得修改和涂抹 校核确需改错的，可杠改后盖章 脏乱不易辨认确需誊写的，可以誊写 誊写须能溯源 数值计算、导出规范 数据取舍和修约必须符合国家有关规定 基本要求之三 质量记录至少应有被授权的两人完成 须经得起工程实践的长期考验 能反映检测工作的质量和水平 是维护自身合法权益的客观证据 数值修约规则 应按着数值修约规则GB817087的规定进行，以保证试验数据的可比性。 要点：四舍六入要记住 逢五左右看清楚 奇进偶舍不糊涂 法定计量单位的书写易出现的错误 长度：mm km KM 容积： l L ml 1L 1l 质量：g kg mg G KG t T 力值：N kN n kn Kn 应力：Pa mPa MPa kpa KPa