建筑材料—普通砼课件.ppt
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- 建筑材料 普通 课件
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1、 第第3 3章章 普通混凝土普通混凝土 杭州湾跨海大桥第第3 3章章 普通混凝土普通混凝土 主要内容(掌握)主要内容(掌握):v1 1、水泥砼的组成材料、水泥砼的组成材料v (技术性质)(技术性质)v2 2、水泥砼的主要技术性质、水泥砼的主要技术性质v3 3、水泥砼的配合比设计、水泥砼的配合比设计水水 泥泥砂砂 子子石石 子子 水水外加剂外加剂掺和料掺和料 和易性和易性强强 度度耐久性耐久性重点难点:重点难点:砼砼 耐耐 久久 性性 砼配比设计砼配比设计3.1 3.1 混混 凝凝 土土 概概 述述v混凝土的定义:混凝土的定义:v混凝土混凝土是由是由胶凝材料胶凝材料(胶结(胶结料)、料)、集料(
2、骨料)集料(骨料)和和水水以及以及必要时加入的必要时加入的外加剂、掺合料外加剂、掺合料等材料,按适当比例配制并硬等材料,按适当比例配制并硬化而成的具有化而成的具有堆聚结构堆聚结构的的复合复合材料材料称为称为混凝土。混凝土。v v普通混凝土的定义:普通混凝土的定义:v以以水泥水泥为胶凝材料,以为胶凝材料,以砂、石砂、石为骨料和为骨料和水水按适当比例配制并按适当比例配制并硬化而成的具有硬化而成的具有堆聚结构的复堆聚结构的复合材料合材料称为称为普通混凝土。普通混凝土。又称又称为为混凝土人造石(砼)。混凝土人造石(砼)。普通混凝土结构组成普通混凝土结构组成 砼砼 结结 构构v一、水泥砼的发展概况一、水
3、泥砼的发展概况v 砼的发展历程大致如下:砼的发展历程大致如下:v波特兰水泥波特兰水泥(1824y1824y)v 砂浆砼砂浆砼 v 钢筋砼钢筋砼(1850y1850y)v 钢筋砼设计方法发表钢筋砼设计方法发表(1880y1880y)v 水灰比理论问世水灰比理论问世(1918y1918y)v 预应力钢筋砼预应力钢筋砼(1929y1929y)v 外加剂砼外加剂砼(1935y1935y)v 聚合物水泥砼聚合物水泥砼(1955y1955y)v 高强砼高强砼(1975y1975y)v 高性能砼高性能砼(1995y)(1995y)v 智能砼智能砼(21(21世纪初世纪初)v 2020世纪世纪9090年代以年
4、代以前,砼的发展只前,砼的发展只重视砼强度的提重视砼强度的提高,而忽视砼的高,而忽视砼的耐久性。耐久性。HPC:HPC:高强和良高强和良好的工作性、好的工作性、体积稳定性和体积稳定性和耐久性。耐久性。世界上的最高建筑迪拜塔世界上的最高建筑迪拜塔世界上跨径最大的悬索桥世界上跨径最大的悬索桥日本明石海峡大桥日本明石海峡大桥,主跨主跨19911991米米世界跨径最大世界跨径最大斜拉桥斜拉桥 苏通长江大桥苏通长江大桥,主跨,主跨 1088米米世界最大水电工程世界最大水电工程长江三峡水利枢纽工程长江三峡水利枢纽工程 二、混凝土的分类二、混凝土的分类 v 1.1.按表观密度大小分:按表观密度大小分:v 重
5、重 混凝土混凝土:干表观密度干表观密度 2600 Kg/m 2600 Kg/m3 3v 普通混凝土普通混凝土:干表观密度干表观密度 =2000=200026002600 v 轻轻 混凝土混凝土:干表观密度干表观密度 2000 2000v2.2.按胶凝材料不同分:按胶凝材料不同分:v 水泥砼、沥青砼、聚合物砼水泥砼、沥青砼、聚合物砼 。v3.3.按用途不同分:按用途不同分:v 道路砼、水工砼、装饰砼、特种砼(防水砼、耐热砼、道路砼、水工砼、装饰砼、特种砼(防水砼、耐热砼、耐酸砼、耐酸砼、防辐射砼防辐射砼)。v5.5.按生产和施工方法分:按生产和施工方法分:v预拌砼(商品砼)、泵送砼、自密实砼、喷
6、射砼、碾压砼、预拌砼(商品砼)、泵送砼、自密实砼、喷射砼、碾压砼、真空吸水砼、水下不分散砼真空吸水砼、水下不分散砼 低低 强强 砼砼 f fcc 30MPa 30MPa 中中 强强 砼砼 f fcc=30=3055MPa 55MPa 高高 强强 砼砼 f fcc 60MPa 60MPa 超高强砼超高强砼 f fcc 100MPa 100MPa 4.4.按强度等级分按强度等级分:v三、普通砼的特点三、普通砼的特点 v主要优点:主要优点:v 就地取材、成本较低。就地取材、成本较低。v 施工方便。施工方便。v 性能可根据需要设计调整。性能可根据需要设计调整。v 抗压强度高、匹配性好,与钢筋及钢纤维等
7、有牢固的粘抗压强度高、匹配性好,与钢筋及钢纤维等有牢固的粘结力。结力。v 耐久性好。耐久性好。v 耐火性好,维修费少。耐火性好,维修费少。v v主要缺点:主要缺点:v 自重大,比强度低。自重大,比强度低。v 抗拉强度低,抗裂性差。受拉时变形能力小,容易开裂。抗拉强度低,抗裂性差。受拉时变形能力小,容易开裂。v四、对普通砼的基本要求四、对普通砼的基本要求 v和易性:和易性:满足施工和易性;满足施工和易性;v强强 度:度:满足设计要求的强度;满足设计要求的强度;v耐久性:耐久性:满足工程所处环境条件所必须的耐久性。满足工程所处环境条件所必须的耐久性。v经济性:经济性:在满足各项技术指标的前提下,尽
8、可能降在满足各项技术指标的前提下,尽可能降v 低砼生产成本。低砼生产成本。v3.2 3.2 普通混凝土的主要技术性质普通混凝土的主要技术性质v一、混凝土拌和物的性能一、混凝土拌和物的性能v(一)和易性的概念(一)和易性的概念 v和易性和易性是指砼拌合物能保持其组成成分均匀,不发生分层、是指砼拌合物能保持其组成成分均匀,不发生分层、离析、泌水等现象,便于施工操作(拌和、运输、浇灌、捣离析、泌水等现象,便于施工操作(拌和、运输、浇灌、捣实),并能获得质量均匀、成型密实的砼的性能。实),并能获得质量均匀、成型密实的砼的性能。和易性和易性是是一项综合的技术性质,包括一项综合的技术性质,包括流动性、粘聚
9、性、保水性流动性、粘聚性、保水性等三方等三方面的性能。面的性能。v流动性流动性:是指砼拌合物在本身自重或机械振捣力的作用下,:是指砼拌合物在本身自重或机械振捣力的作用下,能产生流动,并均匀密实地填满模板的性能。能产生流动,并均匀密实地填满模板的性能。v粘聚性粘聚性:是指砼拌合物组成材料之间具有一定的粘聚力,在:是指砼拌合物组成材料之间具有一定的粘聚力,在施工过程中不致产生分层和离析的现象,而使砼保持整体均施工过程中不致产生分层和离析的现象,而使砼保持整体均匀的性能。匀的性能。v保水性保水性:是指砼拌合物具有一定的保持水分的能力,在施工:是指砼拌合物具有一定的保持水分的能力,在施工过程中不致产生
10、严重的泌水现象。过程中不致产生严重的泌水现象。v和易性良好和易性良好就是指即具有满足施工要求的流动性,又具有良好的粘聚性、就是指即具有满足施工要求的流动性,又具有良好的粘聚性、保水性。保水性。v(二)和易性的检测和评定(二)和易性的检测和评定 v通常是以测定拌合物的通常是以测定拌合物的稠度(流动性)稠度(流动性)为主,辅以观察的方为主,辅以观察的方法评定法评定粘聚性粘聚性和和保水性保水性。v 根据砼拌和物的流动性不同,检测方法分根据砼拌和物的流动性不同,检测方法分2 2种:种:v 塌落度与塌落扩展度法塌落度与塌落扩展度法 v 维勃稠度法维勃稠度法 v v1.1.塌落度与塌落扩展度法塌落度与塌落
11、扩展度法 v适用范围:集料最大粒径适用范围:集料最大粒径40mm40mm,塌落度,塌落度10mm10mm的砼拌和物。的砼拌和物。v塌落度试验方法:塌落度试验方法:v将砼拌合物按规定方法装入标准园锥塌落度筒(无底)内,将砼拌合物按规定方法装入标准园锥塌落度筒(无底)内,装满刮平后,垂直向上将筒提起,移到一旁,砼拌合物由于装满刮平后,垂直向上将筒提起,移到一旁,砼拌合物由于自重将会产生塌落现象。然后量出向下塌落的尺寸(自重将会产生塌落现象。然后量出向下塌落的尺寸(mm)就叫做就叫做塌落度塌落度,作为,作为流动性指标流动性指标。v塌落度愈大表示流动性愈大。塌落度愈大表示流动性愈大。塌塌 落落 度度
12、试试 验验v 在做坍落度试验的同时,应观察混凝土拌合物的在做坍落度试验的同时,应观察混凝土拌合物的粘聚性、粘聚性、保水性保水性等情况,以更全面地评定混凝土拌合物的等情况,以更全面地评定混凝土拌合物的和易性:和易性:v粘聚性评定:粘聚性评定:v用捣棒轻轻敲击已塌落的砼拌合物锥体,若锥体逐渐下沉,用捣棒轻轻敲击已塌落的砼拌合物锥体,若锥体逐渐下沉,则表示粘聚性良好;如果锥体突然崩塌或出现石子离析现象,则表示粘聚性良好;如果锥体突然崩塌或出现石子离析现象,则表明粘聚性不好。则表明粘聚性不好。v保水性评定:保水性评定:v是以砼拌和物中的稀水泥浆析出的程度来评定。是以砼拌和物中的稀水泥浆析出的程度来评定
13、。塌落度筒提塌落度筒提起后,观察混凝土拌合物的底部,如有较多的稀水泥浆或水起后,观察混凝土拌合物的底部,如有较多的稀水泥浆或水析出,或因失浆而使骨料外露,则说明保水性差,如锥体底析出,或因失浆而使骨料外露,则说明保水性差,如锥体底部没有或仅有少量的水泥浆析出,则说明保水性良好。部没有或仅有少量的水泥浆析出,则说明保水性良好。v 根据塌落度的不同,可将砼拌合物分为根据塌落度的不同,可将砼拌合物分为4级:级:级别级别名名 称称塌落度塌落度(mm)T1低塑性砼低塑性砼1040T2塑塑 性性 砼砼5090T3流动性砼流动性砼100150T4大流动性砼大流动性砼160砼按塌落度的分级砼按塌落度的分级 注
14、:注:T10T10的砼拌合物称为的砼拌合物称为干硬性混凝土干硬性混凝土。v塌落扩展度法:塌落扩展度法:v流动性评定:流动性评定:当当T T220mm220mm时,用时,用塌落扩展度塌落扩展度,作为,作为流动性指流动性指标标。v将砼拌合物按规定方法装入标准园锥塌落度筒内,装满刮平将砼拌合物按规定方法装入标准园锥塌落度筒内,装满刮平后,垂直向上将筒提起。后,垂直向上将筒提起。用钢尺测量砼拌和物扩展后用钢尺测量砼拌和物扩展后最终的最终的最大直径和最小直径,在这两个直径之差最大直径和最小直径,在这两个直径之差50mm50mm的条件下,的条件下,用其算术平均值作为用其算术平均值作为塌落扩展度值塌落扩展度
15、值,否则试验无效否则试验无效,须重做。,须重做。v粘聚性评定:粘聚性评定:对于对于T T220mm220mm的砼拌和物,如果发现粗骨料在的砼拌和物,如果发现粗骨料在中央集堆或边缘有水泥浆析出,表示此砼拌和物粘聚性较差。中央集堆或边缘有水泥浆析出,表示此砼拌和物粘聚性较差。v保水性评定:保水性评定:与上同。与上同。v2.2.维勃稠度法维勃稠度法 v适用范围适用范围:v适用于适用于D Dm m40mm40mm,维勃稠度在,维勃稠度在5 530s30s之间的砼拌合物稠度测定。之间的砼拌合物稠度测定。v维勃稠度法维勃稠度法:v试验时,将塌落度筒放在直径试验时,将塌落度筒放在直径400mm400mm、高
16、高200mm200mm的圆筒中,圆筒固定在专用的圆筒中,圆筒固定在专用振动台上。按塌落度试验方法将砼拌振动台上。按塌落度试验方法将砼拌和物装入塌落度筒内后,提起塌落度和物装入塌落度筒内后,提起塌落度筒,并在拌合物锥体顶面放一筒,并在拌合物锥体顶面放一透明园透明园盘盘,然后开启振动台,同时用秒表计,然后开启振动台,同时用秒表计时,到时,到透明园盘透明园盘的底面完全为水泥浆的底面完全为水泥浆所布满时,停止秒表,关闭振动台。所布满时,停止秒表,关闭振动台。此时可认为砼拌合物已密实。此时可认为砼拌合物已密实。所经历所经历的时间(以秒计),称为的时间(以秒计),称为维勃稠度值维勃稠度值(VC(VC值值)
17、,精确到,精确到1s1s。v维勃稠度值愈大,砼拌和物愈干稠维勃稠度值愈大,砼拌和物愈干稠。v增实因素法:增实因素法:v 当当T5mmT5mm干硬性砼和维勃干硬性砼和维勃稠度稠度30s30s的的特干硬性砼特干硬性砼拌合物拌合物的稠度可采用的稠度可采用增实因素法增实因素法来测来测定。定。v 该法是引用该法是引用跳桌增实法跳桌增实法。电电 动动 跳跳 桌桌v根据维勃稠度的大小,砼拌和物也分四级根据维勃稠度的大小,砼拌和物也分四级:v 砼按维勃稠度的分级砼按维勃稠度的分级 级级 别别 名名 称称 维勃稠度(维勃稠度(s s)V0超干硬性砼超干硬性砼 31 V1 特干硬性砼特干硬性砼3021 V2干干
18、硬硬 性性 砼砼 2011 V3半干硬性砼半干硬性砼 105 v(三)流动性(塌落度)的选择:(三)流动性(塌落度)的选择:v v构件截面尺寸:构件截面尺寸:截面尺寸较大时,选用较小塌落度。截面尺寸较大时,选用较小塌落度。v配筋疏密:配筋疏密:构件配筋较疏时,选用较小塌落度。构件配筋较疏时,选用较小塌落度。v捣实方式:捣实方式:机械振捣时,选用较小塌落度。人工振捣时,机械振捣时,选用较小塌落度。人工振捣时,选用较大塌落度。选用较大塌落度。v运输距离:运输距离:运距较远时,应考虑运输过程中塌落度的经时运距较远时,应考虑运输过程中塌落度的经时损失,塌落度宜选大些,特别是商品砼。损失,塌落度宜选大些
19、,特别是商品砼。v气候条件:气候条件:气温高、空气相对湿度小时,因水泥水化速度气温高、空气相对湿度小时,因水泥水化速度加快及水分挥发加速,塌落度损失大,塌落度宜选大些。加快及水分挥发加速,塌落度损失大,塌落度宜选大些。v泵送砼泵送砼选择塌落度除考虑振捣方式外,还要考虑其选择塌落度除考虑振捣方式外,还要考虑其可泵性可泵性。v泵送砼的塌落度,可按国家现行泵送砼的塌落度,可按国家现行砼结构工程施工及验收规砼结构工程施工及验收规范范和行业标准和行业标准砼泵送技术规程砼泵送技术规程的规定选用。的规定选用。v v从技术、经济方面综合考虑,流动性(从技术、经济方面综合考虑,流动性(塌落度)的塌落度)的选择原
20、则是选择原则是:v在便于施工操作并能保证砼振捣密实的条件下,应在便于施工操作并能保证砼振捣密实的条件下,应尽可能选用尽可能选用较小的塌落度较小的塌落度,以便节约水泥并获得质,以便节约水泥并获得质量较高的砼。量较高的砼。v(四)影响和易性的主要因素(四)影响和易性的主要因素 v1.1.水泥浆的数量;水泥浆的数量;v2.2.水泥浆的稠度;水泥浆的稠度;v3.3.砂率;砂率;v4.4.原材料性质:原材料性质:水泥品种、骨料性质、外加剂、掺合料;水泥品种、骨料性质、外加剂、掺合料;v5.5.时间和温度;时间和温度;v6.6.施工工艺。施工工艺。v1.1.水泥浆的数量水泥浆的数量单位用水量单位用水量W
21、Wv在在水灰比水灰比不变时:不变时:v水泥浆愈多水泥浆愈多,则拌和物的流动性愈大。,则拌和物的流动性愈大。v水泥浆过多水泥浆过多,将会出现流浆现象,使拌和物的粘聚性变差,将会出现流浆现象,使拌和物的粘聚性变差,同时对砼的强度与耐久性也会产生一定影响,且水泥用量也同时对砼的强度与耐久性也会产生一定影响,且水泥用量也大。大。v水泥浆过少水泥浆过少,致使其不能填满骨料空隙或不能很好包裹骨料,致使其不能填满骨料空隙或不能很好包裹骨料表面时,就会产生崩塌现象,粘聚性变差。表面时,就会产生崩塌现象,粘聚性变差。v砼拌合物中水泥浆的含量砼拌合物中水泥浆的含量不能过少亦不宜太多,不能过少亦不宜太多,应以满足应
22、以满足和易性要求为宜。和易性要求为宜。v在在水灰比水灰比一定时,水泥浆的多少反映了一定时,水泥浆的多少反映了单位用水量单位用水量的多少。的多少。v 2.2.水泥浆的稠度水泥浆的稠度水灰比水灰比v水泥浆的稠度是由水泥浆的稠度是由W/C所决定的。所决定的。v在在水泥用量不变水泥用量不变的情况下:的情况下:vW/CW/C愈小愈小,水泥浆就愈稠,砼拌合物的流动性便愈小。,水泥浆就愈稠,砼拌合物的流动性便愈小。v当当W/CW/C过小时,过小时,水泥浆干稠,砼拌合物的流动性过低,会使施水泥浆干稠,砼拌合物的流动性过低,会使施工困难,不能保证砼的密实性。工困难,不能保证砼的密实性。v增大增大W/CW/C会使
23、流动性加大会使流动性加大。如果。如果W/CW/C过大过大,又会造成砼拌合物,又会造成砼拌合物的粘聚性和保水性不良,而产生流浆、离析现象,并严重影的粘聚性和保水性不良,而产生流浆、离析现象,并严重影响砼的强度。响砼的强度。v W/CW/C不能过大或过小。一般应根据砼强度和耐久不能过大或过小。一般应根据砼强度和耐久性要求合理地选用。性要求合理地选用。v对砼拌合物流动性起决定作用的是用水量的多少v必须注意:必须注意:v在拌制砼时,不能用单纯改变在拌制砼时,不能用单纯改变用水量用水量的办法来调整砼拌合的办法来调整砼拌合物的流动性。物的流动性。因单纯加大因单纯加大用水量用水量会降低砼的强度和耐久性。会降
24、低砼的强度和耐久性。v因此,因此,应该在保持水灰比不变的条件下用调整水泥浆量的应该在保持水灰比不变的条件下用调整水泥浆量的办法来调整砼拌合物的流动性。办法来调整砼拌合物的流动性。v恒定恒定用水量用水量法则法则:v在配制砼时,若粗、细骨料种类及比例一定,当在配制砼时,若粗、细骨料种类及比例一定,当用水量用水量一一定时,水泥用量适当变化(增减定时,水泥用量适当变化(增减50501001003 3)时,流动)时,流动性基本保持不变,该性质称性基本保持不变,该性质称“恒定恒定用水量用水量法则法则”。v 3.砂砂 率率v砂率:砂率:是指砼中砂的质量占砂、石总质量的百分是指砼中砂的质量占砂、石总质量的百分
25、率。率。v s s 砂率(砂率(%););v M Mg g每立方米砼的粗集料用量(每立方米砼的粗集料用量(kgkg););v s s每立方米砼的细集料用量(每立方米砼的细集料用量(kgkg););v P P粗集料的空隙率(粗集料的空隙率(%)v0s0s,0g0g 砂、石砂、石堆积密度堆积密度(kg/mkg/m3 3)。v在水泥浆含量不变的情况下在水泥浆含量不变的情况下:v砂率过大砂率过大,砼拌合物的流动性减小。,砼拌合物的流动性减小。v砂率过小砂率过小,也会降低砼拌合物的流动性,而且会严重影响其,也会降低砼拌合物的流动性,而且会严重影响其粘聚性和保水性,容易造成离析、流浆等现象。粘聚性和保水性
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