8混凝土介紹

時間：2023-04-30 21:43:51 資料我要投稿

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8混凝土介紹

第四章混凝土

8混凝土介紹

一、定義：由膠凝材料將粗、細骨料膠結而成的固體材料稱為混凝土

二、分類

1、按膠結材料不同分：水泥~、石膏~、瀝青~

2、按表觀密度分類：

1）重混凝土：干表觀密度大于2600kg/m^3 重晶石、鐵礦石或鋼屑等作骨料制成，能防輻射

2）普通混凝土：密度在2000~2800之間，采用天然砂、石作骨料制成

3）輕混凝土：密度小于1950，包括輕骨料混凝土、多孔混凝土和無砂大孔混凝土，多用于保溫絕熱的部位

3、按用途分：結構混凝土、防水~、耐熱~、耐酸~、修補~

4、按強度等級分：普通~、高強~、超強~

5、按生產和施工方法分

三、特點

優點：

1、原材料豐富，成本低

2、具有石材一般的強度和耐久性，但又優于石材

3、性能可調

4、較好的可塑性

5、整體性強，抗震性高

6、維修費用低

缺點：

7、自重大

8、抗拉強度低，脆性材料

9、傳熱快

10、需養護時間，生產周期長

11、強度波動因素多

四、對砼的基本要求：

1、各組成材料經拌和后形成的拌合物應具有一定的和易性，以便于施工

2、混凝土應在規定齡期達到設計要求的強度

3、硬化后的混凝

第一文庫網

土應具有適應其所處環境的耐久性

4、經濟合理，在保證質量的前提下，節約造價

.2 砼的組成材料

普通混凝土是以水泥為膠結材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經過澆筑成型、凝結硬化所形成的固體材料

基本組成材料:水泥,水,砂,石

其中砂石起骨架作用,稱之為骨料,占大多數

水泥起膠凝,填充,潤滑,包裹作用

一、水泥最重要的材料

1)作用:膠結,潤滑,填充,包裹

2)量多,則流漿,且成本提高;量少,則無法成型

3)水泥品種:根據環境,工程不同

選擇的水泥強度等級標準值為混凝土強度等級標準值的1.5~2.0倍為宜

二、骨料：公稱粒徑大于5mm的為粗骨料（石子），小于5mm的為細骨料（砂子）

砂可分為自然砂和人工砂，自然砂又分為河砂、海砂、山砂

1、含泥量、泥塊含量和石粉含量

含泥量是指骨料中公稱粒徑小于80μm顆粒的含量

泥顆粒極細，會粘附在骨料表面，影響水泥石與骨料之間的膠結能力。

2、有害物質含量：影響水泥漿與骨料膠結，腐蝕水泥石等，影響強度

3、堅固性：骨料的堅固性，按標準規定用硫酸鈉溶液檢驗

4、堿活性：砂、石中若含有活性氧化硅或含有粘土的白云石質石灰石，在一定的條件下會與水泥中的堿發生堿-骨料反應，產生膨脹并導致混凝土開裂。

5、級配和粗細程度

顆粒級配:粒級大小不同砂粒相互組配的情況.

粗細:不同粒徑的砂粒混合在一起的平均粗細程度.

用篩分析法測定:

稱500克干砂,篩分后,測

篩余量,計算分計篩余,累計篩余

由累計篩余計算細度模數Mx

Mx=(A2+A3+A4+A5+A6-5A1)/(100-A1)

例:

篩孔

尺寸 4.75（mm）2.36（mm） 1.18（mm） 600(um) 300(um) 150(um) ＜150(um)

篩余量（kg）5 25 130 240 60 40 0

分計篩余:1% 5% 26% 48% 12% 8%

累計篩余:1% 6% 32% 80% 92% 100%

A1 A2 A3 A4 A5 A6

Mx=(6+32+80+92+100-5x1)/(100-1)

=3.1

按規范 Mx=3.1~3.7 粗砂

2.3~3.0 中砂

1.6~2.2 細砂

0.7~1.5 特細砂

石的級配分為連續粒級和單粒級兩種，篩孔的直徑為2.50mm、5.00㎜、10.0㎜、16.0㎜、20.0㎜、25.0㎜、31.5㎜、40.0㎜、50.0㎜、63.0㎜、80.0㎜、100㎜，共12個篩子

合理級配：①粗細顆粒含量適當②空隙小③表面積小④水泥漿用量少⑤和易性好⑥密實度較高，強度高，耐久性好

6、骨料的形狀和表面特征

骨料的顆粒形狀近似球狀或立方體形，砂一般不考慮其形貌，石就必須考慮其針、片狀的含量

7、強度：骨料的強度指粗骨料的強度。碎石的強度可用抗壓強度和壓碎指標值表示，卵石的強度可用壓碎指標值表示

火成巖強度不宜低于80MPa，變質巖強度不宜低于60MPa，水成巖不宜低于45MPa

壓碎值指標δa=（m0-m1)/m0×100％

2)砂的含水狀態

a,完全干燥

b,氣干狀態

c,飽和面干,工程中常用狀態

d,含水濕潤

3)有害物質:

a,含泥量及泥塊含量

降低強度,耐久性

b,云母降低強度耐久性

c,輕物質強度下降

d,硫化物和硫酸鹽鋼筋銹蝕,強度耐久性降低

e,有機質腐蝕水泥

f,氯鹽腐蝕鋼筋

2,粗骨料的有害物質:

a,含泥量及泥塊含量

降低強度,耐久性

b,云母降低強度耐久性

c,輕物質強度下降

d,硫化物和硫酸鹽鋼筋銹蝕,強度耐久性降低

e,有機質腐蝕水泥

f,氯鹽腐蝕鋼筋

g,針片狀顆粒含量

三,混凝土用水

基本質量要求：不影響混凝土的凝結和硬化，無損于混凝土強度發展及耐久性，不加快鋼筋銹蝕，不引起預應力鋼筋脆斷，不污染混凝土表面。

凡能飲用的水和清潔的天然水，都可用于混凝土拌制和養護。不能用海水，工業廢水須經適當處理

四、混凝土的外加劑

一,分類:

1. 改善砼拌合物流變性能，減水劑和泵送劑等

2. 調節砼凝結時間,硬化性能，緩凝劑、促凝劑、速凝劑

3. 改善砼耐久性，引氣劑、防水劑、阻銹劑、礦物外加劑

4. 改善砼其它性能，膨脹劑、防凍劑、著色劑

二,減水劑:

減水劑可降低達到一定坍落度所需的水量

1、作用機理：表面活性劑的分子由親水基團和憎水基團兩部分組成。在水溶液中加入表面活性劑后，親水基團指向溶液，而憎水基團指向空氣

、非極性液體或固體，作定向排列，組成吸附膜，因此降低了水的表面張力，并降低了水與其他液相或固相之間的界面張力。當水泥加水拌合后，由于水泥顆粒間分子凝聚力的作用，使水泥漿形成絮狀結構，該結構中包裹了一部分拌合水，降低了混凝土拌合物的流動性。加入減水劑后，減水劑的憎水基團定向吸附于水泥顆粒表面，使水泥顆粒表面帶有相同的電荷。在電性斥力作用下，水泥顆粒分開，從而將絮凝結構內的游離水釋放出來。

2、主要種類

①木質素系減水劑②多芳香族磺酸鹽系減水劑③水溶性樹脂系減水劑④聚羧酸類減水劑

三、引氣劑：通過攪拌，在砼拌合物中引入一定量的微小的獨立的空氣泡，均勻的分布在砼中

主要作用：①改善混凝土拌合物的和易性②降低混凝土的強度③提高混凝土的抗滲性、抗凍性

機理：引氣劑的作用發生現在氣-液界面。引氣劑能顯著降低混凝土拌合物中水的表面張力，使水災攪拌作用下，容易引入空氣并形成大量微小的氣泡。

四、早強劑:能夠加速砼早期強度發展的外加劑

分類：無機、有機、復合

1.氯鹽:CaCl2 最早使用,最普遍使用,價低

1)機理:易溶于水,與C3A反應生成不溶性復鹽水化氯鋁酸鈣;

與Ca(OH)2反應生成氧氯化鈣

析晶,降低堿度,使C3S水化反應易于進行

2)副作用:

氯鹽銹蝕鋼筋,應加阻銹劑

后強降低,干縮.徐變增大,抗硫酸鹽性變差

3)注意事項:在鋼筋混凝土中,摻量不得超過水泥重量

的1%,必須振搗密實,不宜蒸養.

2.硫酸鹽Na2SO4

1)機理:

Na2SO4+Ca(OH)2--------CaSO4/NaOH+CAH /H2O-----CASH

增加了固相,并促進C3S.C2S的反應

2)副作用:

增加了NaOH,若骨料中有活性骨料,出現堿骨料破壞

3)注意事項:

嚴禁使用于含活性骨料得當砼

使用于不允許摻用氯鹽的砼

3.三乙醇胺 N(CH2CH2OH)3

非離子型表面活性劑,呈堿性,對鋼筋生銹有一定抑制作用

1) 三乙醇胺+NaCl 素砼或普通砼

2) 三乙醇胺+NaCl+NaNO2

3) 三乙醇胺+石膏+NaNO2

大跨度結構.高強砼.預應力鋼筋混凝土

五、速凝劑：能使砼迅速凝結的外加劑

常用：無機鹽類，主要以NAALO2為主要成分的鋁氧熟料+碳酸鈉+生石灰

分類：無機鹽類（硅酸鈉、鋁酸鈉、磺酸鹽）和有機物類（聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、羥基胺）

六、緩凝劑：能延緩砼凝結時間，而又不嚴重影響砼后期強度的外加劑

主要：羥基羧酸鹽、多羥基碳水化合物、無機化合物、木質磺酸鹽

我國最常用的為木質磺酸鈣及糖蜜

緩凝劑的主要作用是延緩混凝土凝結時間和水泥水化熱釋放速度，多用于大體積

混凝土、泵送及滑模混凝土施工，以及高溫炎熱氣候下遠距離運輸的商品混凝土。在分層澆灌混凝土時，為防止出現冷縫，也常摻加緩凝劑

七、硅灰:硅灰又稱硅粉或硅煙灰，是在冶煉硅鐵合金或工業硅時，通過煙道排除的硅蒸汽氧化后，經收塵器收集得到的以無定形二氧化硅為主要成分的產品，色呈淺灰到深灰

效果：①改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性②提高混凝土強度，配制高強超高強混凝土③改善混凝土的孔結構，提高混凝土抗滲性、抗凍性及抗腐蝕性④抑制堿骨料反應

八、磨細礦渣：①改善混凝土拌合物的和易性②降低水化熱的溫升③提高混凝土的抗腐蝕能力和耐久性④增長混凝土的后期強度

九、沸石粉①提高混凝土強度，配制高強度混凝土②改善混凝土和易性，配制流態混凝土及泵送混凝土

松香熱聚物,松香皂

效果:

1) W減少,增加粘性,減小泌水性,提高砼抗滲性

2) 變形能力增大,使彈性模量降低,砼具有較高的抗裂性和抗沖擊性

3) 不易因溫濕度劇烈變化①而產生裂縫

4) 空氣含量每增加1%,砼的抗壓強度下降約5%~6%

注意:嚴格掌握摻用量Dmax=10mm,摻量不超過7%;Dmax=40mm時,不宜超過4.5%

五.外加劑選擇和使用:

1. 根據工程需要、現場的材料和施工條件來選擇

2. 摻量的確定：合理，太小，達不到預期效果，過大，不僅造成材料浪費，甚至可能影響混凝土質量

3. 摻加方法:

1）減水劑摻入方法：①先摻法②同摻法③滯水法④后摻法

2）其他外加劑：①早強劑、早強減水劑、防凍劑：含有粉煤灰等不溶物及溶解度較小的早強劑、早強減水劑及防凍劑應以粉劑摻加，并適當延長攪拌時間

含有硫酸鈉的粉狀早強劑在加入水泥中之前，不得先于潮濕的砂石混合

早強劑和防凍劑配成溶液使用時，應注意充分溶解，為加速溶解可用40~70度熱水

②引氣劑的摻加方法：引氣劑宜配成適當濃度溶液使用，不得采用干摻法及后摻法

③緩凝劑：緩凝劑及緩凝減水劑應配制成適當濃度的溶液加入拌和水中使用。

④膨脹劑：膨脹劑在攪拌過程中與水泥等一起加入，并適當延長攪拌時間

第三節混凝土的性能

新拌混凝土：新拌混凝土是由混凝土的組成材料拌合而成的尚未凝固的混合物，也稱為混凝土拌合物。

新拌混凝土的和易性

一,概念:

指混凝土拌合物易于施工操作并獲得質量均勻、成型密實的性能。

包括:

1)流動性:指混凝土拌合物在自重或施工機械（振搗）力作用下能產生流動并均勻密實地填滿模板的性能.(反映稠度,常用坍落度評定)

2)粘聚性:指砼拌合物在施工過程中具有一定粘聚力,使骨料在水泥漿

中均勻分布,而不致產生分層和離析現象的性能.

(反映拌合物的均勻性)

3)保水性:指砼拌合物在施工過程中具有一定保持水分的能力.(反映拌合物的穩定性)

二,和易性的測定:

1,流動性的測定:(坍落度法)

(簡述試驗過程及注意事項):將攪拌好的混凝土拌合物按一定方法裝入圓臺形筒內，并按一定方式插搗，待裝滿刮平后，垂直平穩的向上提起坍落度筒，量測筒高與坍落后混凝土試體最高點之間的高度差，即為該混凝土拌合物的坍落度值。

結果分為:干硬性砼:坍落度小于10Mm

塑性砼:10~90mm

流動性砼:100~150mm

大流動性砼：大于160mm

坍落度不低于100mm并用泵送施工的混凝土，稱為泵送混凝土。

維勃稠度試驗：對于干硬性混凝土拌合物通常采用維勃稠度試驗。試驗時，將混凝土拌合物按一定方法裝入坍落度筒內，按一定方法搗實，待裝滿刮平后，將坍落度筒垂直向上提起，把透明盤轉到混凝土圓臺體頂臺，開啟振動臺，并同時用秒表計時，當振動到透明圓盤的底面被水泥漿布滿的瞬間停表計時，并關閉振動臺，所讀秒數即為該混凝土拌合物的維勃稠度值。次方法適用于骨料最大粒徑不大于40mm、維勃稠度在5~30s的混凝土拌合物稠度的測定。

2,保水性.粘聚性(根據經驗來判斷)

三,影響和易性的因素:

1,混凝土拌合物單位用水量:

2、水泥漿的數量:

漿多,流動性大,但易于流漿,粘聚性差,且對強度.耐久性產生一定影響;

漿少,干澀, 易崩塌,粘聚性差

3、水灰比:

W/C 較小,水泥漿較稠,砼拌合物流動性也較小,當W/C小至\值以下,會造成混凝土施工困難.

W/C過大,水泥漿變稀,產生嚴重離析及泌水現象.

常用W/C=0.40~0.75

4,砂率:指砼內細骨料含量（重量)占骨料總量的百分比。

砂率過大,骨料的空隙率和總表面積增加,在一定數量水泥漿條件下,砼拌合物會顯得干稠,流動性減小.

砂率過小,砂漿數量不足,不能保證骨料周圍形成足夠的砂層

也會降低砼拌合物的流動性,同時還嚴重影響粘聚性和保水性.

故應選擇最佳砂率

5、組成材料特性

6、外加劑

7、溫度和時間

新拌混凝土的凝結時間

水灰比越大，時間越長

采用貫入阻力儀測定

二、硬化混凝土的性能

1混凝土的抗壓強度：以立方體試件抗壓強度作為混凝土強度的特征值。

棱柱體的軸心抗壓強度fck=（0.76~0.82）fcu,k

1.150cmX150cmX150cm 標準立方體試件:

標準條件:溫度20+-3C,相對濕度90%以上

28天后測得砼立方體抗壓強度fcu

2.求砼立方體抗壓強度標準值fcu,k

強度保證率為95%

3.劃分為C7.5~C60共12個等級

影響因素：

水泥強度等級和水灰比

2.骨料

3.齡期

4、養護

5、其他：外加劑、混合材、濕熱處理方式、施工方法

砼的抗拉強度比其抗壓強度小得多，一般只有抗壓強度的1/10~1/13

混凝土的變形：1、化學縮減：不可恢復收縮,無破壞,但可能有小裂縫. 2、混凝土的干縮濕脹：1)濕脹小,無害;

2)干縮危害較大,耐久性破壞. 3、自收縮 4、溫度變形： 1)對大體積工程有害

2)原因:內外溫差,內外拉應力

3)解決方法:設伸縮縫,設溫度鋼筋

荷載作用下的變形:

①短期荷載：四個階段

②長期荷載：徐變:

1)有利:消除鋼筋混凝土內應力集中,是應力重新分布,是應力集中緩解;消除大體積工程中溫度變形產生應力;

2)不利:使鋼筋預加應力受損.

混凝土的耐久性：1、抗滲性：指抵抗水、油等液體在壓力作用下滲透的性能。

2、抗凍性：抵抗凍融循環作用的能力影響因素:

1) 砼中孔隙大小,構造,數量以及充水程度

2) 環境的溫濕度

3) 經歷凍融次數

3、抗侵蝕性：環境介質對砼的化學侵蝕有淡水的侵蝕、硫酸鹽的侵蝕、海水侵蝕、酸堿侵蝕等

4、混凝土的碳化：是指環境中的C02。，與水泥水化產生的CA(0H)2作用，生成碳酸鈣和水，從而使混凝土的堿強度降低的現象。

影響碳化的因素：①水泥品種②水灰比③環境條件

5、混凝土堿骨料的反應：包括堿-硅酸反應和堿-碳酸反應

二,砼破壞的形式

1.水泥石破壞

2.界面破壞

3.骨料破壞.

六.砼與鋼筋的粘結強度:

強度來源:砼與鋼筋之間的磨擦力;

鋼筋與水泥石之間的粘結力;

變形鋼筋的表面機械嚙合力

八.提高強度因素

1. 采用高標號水泥;

2. 采用W/C小,用水量少的干硬性水泥

3. 采用濕熱處理,蒸氣養護或蒸壓養護

4. 采用機械攪拌.振搗

5. 摻入早強劑或減水劑

6. 可復合使用

混凝土質量控制的目標是要生產出質量合格的混凝土。包括：①混凝土生產前的初步控制，主要包括人員配備、設備調試、組成材料的檢驗及配合比的確定與調整②混凝土生產過程中的控制，包括控制稱量、攪拌運輸、澆筑、振搗及養護等項內容③混凝土生產后的合格性控制，包括批量劃分，確定批取樣數，確定檢測方法和驗收界限等內容

，

6.8 砼配合比設計

一.配合比設計要求:

①滿足結構設計要求的混凝土強度等級②滿足施工要求的混凝土拌合物的和易性③滿足環境和使用要求的混凝土耐久性④在滿足上述要求的前提下降低混凝土的成本

二.砼配合比設計任務確定比例關系：①水與水泥之間的比例關系，常用水灰比表示②砂與石子之間的比例關系，常用砂率表示③水泥漿與骨料之間的比例

關系，常用單位用水量表示

三、算料基準

計算1m3混凝土中各材料的用量，以質量計。計算時，以干燥狀態時的質量為基準，所謂干燥狀態，指細骨料含水率小于0.5%，粗骨料含水率小于0.2%

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