1、4.混凝土,4 混 凝 土,4.1 混凝土概述 1.定义： 比例配合-拌和-硬化的人造石材。 2.混凝土分类：有几种分类方法 （1）.按胶凝材料分： .水泥混凝土、 .沥青混凝土、 .硅酸盐混凝土、 使用最多的是水泥混凝土，它是当今世界上使用最广泛、使用量最大的结构材料。,(2).按表观密度分,低强度混凝土 20MPa 中强度混凝土 2060MPa 高强度混凝土 60MPa,按密度分,(3)按抗压强度标准值分 （fcu,k）,重砼 2600kg/m3 普通砼 19502500kg/m3 轻砼 1950kg/m3,3.混凝土的组成：水泥水细骨料粗骨料掺合料和外加剂。,混凝土组织结构示意图4.生产
2、的基本工艺过程： 按配合比称量 混合搅拌均匀 运输到现场 进行浇注、 振捣 养护形成所需的硬化混凝土。,5.混凝土特点,（1）.优点： .材料（砂、石占80%）来源丰富、成本低； .在凝结前具有良好的可塑性，可浇注成各种形状和任意尺寸的整体结构或预制构件； .硬化后有高的力学强度和良好的耐久性； .与钢筋有牢固的粘结力，制作钢筋混凝土，能互补优缺，扩大使用范围； .根据不同要求配置不同性能的混凝土； .利用工业废料作组成材料，有利环保。,（2）.缺点：,.自重大，比强度小； .抗拉强度低，一般为抗压强的1/101/20，易开裂； .硬化速度慢，生产周期长； .强度波动因素多等。,4.2.普通混
3、凝土的组成材料,1.水 泥 2.骨料-碎石、砂 3.水 4.外加剂,砼的材料组成,4.2.1.水 泥 水泥是混凝土中很重要的组分，需合理选用，水泥的合理的选用包括两个方面：(1).水泥品种：(2).水泥标号,4.2.2.骨料,1.骨料定义：粒径在0.165mm之间的岩石颗粒； 2.骨料的类型：按粒径大小分为两种，(1).粗骨料粒径5mm；(2).细骨料粒径5mm。,.碎石 .卵石,.河砂 .海砂 .山砂,骨料的要求,1.骨料内的含泥量； 2.有害杂质的含量； 3.坚固性； 4.碱活性含碱量不宜过高； 5.级配与粗细程度； 6.强度；,粗骨料-石子,3.骨料在砼中作用与质量要求,4.2.2.5.
4、级配和粗细程度,(1).砂的级配和粗细程度的概念： .砂的颗粒级配： 指不同大小颗粒和数量比例的砂子的组合或搭配（骨料中不同粒径颗粒的分布）情况。,.砂的粗细程度： 是指不同粒径的砂粒，混合在一起的平均（总体砂）的粗细程度；粗砂中砂细砂特细砂。,砂、石的颗粒级配和粗细程度的技术性质 （）、砂的颗粒级配和粗细程度,砂的颗粒级配和粗细程度测定方法： .常用筛分析的方法进行测定； a.用级配区表示砂的级配； b.用细度模数表示砂的粗细。砂的筛分析具体方法： a.用一套孔径（净尺寸）为5.00、2.50、1.25、0.63、0.315、0.160（mm）的6个标准筛，将500g干砂试样由粗到细依次过筛
5、，,b.称量余留在各筛上的砂量，并计算出各 筛上的分计筛余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6（各筛上的筛余量占砂样总质量的百分率）及 累计筛余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6,=,=,+,=,+,+,=,+,+,+,=,+,+,+,+,=,+,+,+,+,分计筛余与累计筛余的关系,任意一组累计筛余（A1A6)则表征了一个级配。如何理解？ 组这个级配有什么特点？,.砂的粗细程度表示方法 a.粗细程度用细度模数（Mx）表示，公式为： b.细度模数的工程意义-细度模数越大，表示砂越粗如在 3.73.1-粗砂3.02.3-中砂2.21.6-细砂1.50.7-特细砂。普通混凝土用砂的细度模
6、数为3.71.6，,（）.石子的颗粒级配和最大粒径,. 最大粒径：粗骨料中粒级的上限称为该骨料的最大粒径，一般不超过40mm。 .不同粒径对混凝土的影响：a.当骨料粒径增大时，可节约水泥，故条件许可时，粗骨料最大粒径应尽量用得大些。但过大有可能造成混凝土强度下降。,b.规范规定，混凝土粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的14，同时不得大于钢筋间最小净距的34； c.对于混凝土实心板，骨料的最大粒径不宜超过板厚的12，且不得超过50mm； d.对于泵送混凝土，骨料最大粒径与输送管内径之比，碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5。,.,.粗骨料的类型直径-5mm 50mm ；卵石-河卵石
7、、海卵石和山卵石等，碎石-碎卵石和普通碎石，,碎石1,碎石2,粗骨料-石子,4.2.3.混凝土用水.饮用水和清洁天然水.海水-不得拌制钢筋混凝土、预应力 及有饰面要求的混凝土。.工业废水-须经适当处理后才能使用。,4.2.4.外加挤,1.混凝土的外加挤：用以改善混凝土性能的物质，其掺量一般不大于水泥重量的5(特殊情况除外)。2.外加剂的功能： 按其主要功能，可分为四类：,(1).改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，如减水剂、引气剂、泵送剂等。(2).调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂，如缓凝剂、早强剂等。(3).改善混凝土耐久性的外加剂，如防水剂、阻锈剂、抗冻剂等(4).提供特殊性能的外加剂，
8、如加气剂、膨胀剂、着色剂等。,3.减水剂的工程与经济效果,. 砼中掺后，若不减少拌和用水量，能明显提高拌合物的流动性；.当减水而不减少水泥时，则能提高混凝土强度；.若减水时，同时适当减少水泥，则能节约水泥用量。,4.2.4.2.引气剂 1.引气剂概念：引气剂是一种表面活性剂，对混凝土性能有以下几种影响：(1).改善混凝土拌合物和易性(2).提高抗掺性和抗冻性。(3).强度降低。 1% ，46%,4.2.4.3.早强剂,早强剂-指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。早强剂的特性是能促进水泥的水化和硬化，提高早期强度，缩短养护周期，从而增加模板和场地的周转率，加快施工进度。早强剂特别适用于冬季施工(
9、最低气温不低于一5)和紧急抢修工程。,4.2.4.4. 缓凝剂,1.缓凝剂概念：指能延缓混凝土凝结时间，而不显著影响混凝土后期强度的外加剂。 2.适用要求：如在气温高、运距长情况下；如分层浇注的混凝土；在大体积混凝土中为了延长放热时间。,其它外加剂: 防冻剂 膨胀剂能使混凝土（砂浆）在水化过程中产生一定的体积膨胀，并在有约束条件下产生适宜自应力的外加剂。 钢筋阻锈剂加入混凝土中能阻止或减缓钢筋腐蚀的外加剂。,4.3、砼拌合物的和易性,砼拌合物易于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的性能。,和易性内容,粘聚性,保水性,流动性,易达结构均匀,易成型密实,好,好,在自重或振捣作用下，能产生流动并均
10、匀密实地填满模板的性能。,砼拌合物在运输和浇注过程中不产生离析和分层现象的性质。,具有一定的保持内部水分的能力，施工中不发生泌水现象的性质。,保证混凝土硬化后的质量,4.3.1.和易性(工作性)的概念,和易性-也称混凝土工作性流动性可塑性稳定性易密性,工作性包括四个方面,4.3.2. 和易性的测定方法目前，尚无能全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，常采用测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性三方面结合的方法。坍落度试验常用的方法：维勃稠度试验,4.3.2.1.坍落度试验 (1).坍落度试验的具体方法：30cm,坍落度测定仪,混凝土坍落度测定,(2).坍落度的工程
11、意义：坍落度越大，流动性越好。 (3).粘聚性的检查方法-轻轻调敲打法,4.坍落度的分级：据流动的大小共分4级：.大流动性的(坍范度160mm)；.流动性的(坍落度为100-150mm）.塑性的(坍落度为50-90mm)；.低塑性的(坍范度为10-40mm)；,(5).坍落度适用条件坍落度试验仅适用于骨料最大粒径40mm，坍落度10mm的混凝土拌合物。,混凝土浇注时的坍落度,4.3.2.2.维勃稠度试验,坍落度小于10mm的干硬混凝土拌合物的流动性要用维勃稠度指标来表示。 1.维勃稠度试验方法的测试方法,2.维勃稠度值的分级：分四级（1）.超干硬性(31)；（2）.特于硬性(30一21s)；（
12、3）.干硬性(2011s)；（4）.半干硬性(10一5s)。 3.维勃稠度试验适用条件适用于骨料最大粒径不超过40mm，维勃稠度在530s之间的混凝土拌合物的稠度的测定。,4.3.3.影响和易性的主要因素,1.组成材料及其用量之间的关系 .水泥浆数量和单位用水量； .骨料的品种、级配和粗细程度； .砂率 ； .外加剂 。2.施工环境的温度、搅拌制度等。,水泥,水,砂,石子,外加剂,水泥浆,骨料,混凝土拌合物,4.3.3.2.砂率,1.砂率的概念指混凝土中砂的质量占砂石总质量的百分率。见插图，即有一个合理砂率范围。S。 SPS。G。 S。-砂的用量 G。-石子的用量,总之，砂率不宜过大或过小。2
13、.合理的砂率-应在用水量和水泥用量不变(水灰比不变)的情况下，选取可使拌合物的流动性达到最大，粘聚性与保水性良好的砂率。,4.3.3.4.时间和温度的影响,1.温度的影响拌合物流动性随温度的升高而降低。,2.时间的影响,混凝土拌合物随时间的延长而变干稠，流动性降低，由于被骨料吸收、蒸发，水化反应变成水化产物结合水。,（1）.通过试验，采用合理砂率，并尽可能采用较低的砂率； （2）.改善砂、石（特别是石子）的级配； （3）.条件允许时，尽量采用较粗的砂、石； （4）.当混凝土拌合物坍落度太小时，保持水灰比不变，增加适量的水泥浆；当坍落度太大时，保持砂率不变，增加适量的砂石； （5）.有条件时尽量
14、掺用外加剂（如减水剂、引气剂等,改善混凝土拌合物和易性的措施：,1 某工地现配C20混凝土，选用42.5硅酸盐水泥，水泥用量260kg/m3，水灰比0.50，砂率30，所用石2040mm，为间断级配，浇注后检查其水泥混凝土，发现混凝土结构中蜂窝、空洞较多，请从材料方面分析原因。 答：采用高强度等级水泥配制较低强度等级的水泥混凝土，水泥用量少； 石子的级配不好，而砂率又偏小，故空隙率大，不易将混凝土振捣密实。,2 某混凝土搅拌站原使用砂的细度模数为2.5，后改用细度模数为2.1的砂。改砂后原混凝土配方不变，发觉混凝土坍落度明显变小。请分析原因。 答：因砂粒径变细后，砂的总表面积增大，当水泥浆量不
15、变，包裹砂表面的水泥浆层变薄，流动性就变差，即坍落度变小。,3某工程队于7月份在湖南某工地施工，经现场试验确定掺木质素磺酸钠的缓凝剂混凝土配方，经使用1个月情况均正常。该工程后因资金问题暂停5个月，随后继续使用原混凝土配方开工。发觉混凝土的凝结时间明显延长，影响了工程进度。请分析原因，并提出解决办法。 答：因78月份气温较高，水泥水化速度快，适当的缓凝作用是有益的。但到冬季，气温明显下降，故凝结时间就大为延长，解决的办法可考虑改换早强型减水剂或适当减少减水剂用量。,简答题,4什么是水泥的合格品、不合格品、废品？ 答：合格品：各项指标均合格的水泥； 不合格品：凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的
16、任一项不符合标准规定，或混合材料掺加量超过最大限量，或强度低于商品标号规定的指标时； 废品：凡MgO、SO3、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定。 5什么是砂率？砂率是如何影响新拌混凝土工作性的？ 答：混凝土中砂占砂石总重的百分率。 砂率大，砂多，比表面积大，水泥浆用量一定时，包裹在细集料表面水泥浆膜层薄，流动性小； 砂率小，砂少，水泥浆用量一定时，水泥砂浆少，包裹在粗集料表面水泥砂浆膜层薄，混凝土流动性小；只有在合理砂率时，工作性最好。,一、选择题 (每小题6分，共计30分) 1.含水率4的砂100克其中干砂重 克。 A.96 B.955 C.9615 D.97 2. 下列属于活性混合
17、材料。 A 粉煤灰 B 石灰石粉 C 烧粘土 3降低同一种材料的密实度，则其抗冻性 。A.提高 B.不变 C.降低 D.不一定降低,4、某材料其含水率与大气平衡时的抗压强度为40.0MPa，干燥时抗压强度为42.0MPa，吸水饱和时抗压强度为38.0MPs，则材料的软化系数和耐水性_。A.0.95，耐水 B.0.90耐水 C. 0.952耐水 D. 0.90不耐水 5、某材料孔隙率增大，则。 表现密度减少 密度减少 密度和表现密度都减少 D.密度不变,二、计算题(70分) 有一个1.5升的容器，平装满碎石后，碎石重2.55Kg。为测其碎石的表观密度，将所有碎石倒入一个7.78升的量器中，向量器中加满水后称重为9.36Kg，将石子取出擦干后，称得石子重2.60 kg，试求碎石的堆积密度，表观密度。若在碎石的空隙中又填以砂子，问可填多少升的砂子？,
