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当前位置:首页 > 建筑/环境 > 建筑材料 > 建筑材料第四章混凝土
土木工程材料•绪论•材料的基本性质•气硬性胶凝材料•水泥•混凝土•建筑砂浆•烧结砖•建筑钢材•建筑塑料•沥青材料•木材混凝土concrete4.1混凝土概述一、混凝土的定义是由胶凝材料将天然的(或人工的)骨料粒子或碎片集聚在一起,形成具有一定强度和其他性能的人造石材。目前使用最多的是以水泥为胶凝材料的混凝土,称为水泥混凝土,简称混凝土。1概述砼1概述80年代,我国甘肃省秦安县大地湾新时期时期遗址出土了5000年前的混凝土100m3,其抗压强度为10MPa,这一发现堪称世界建筑史的一大奇迹。DadiwanofQinWidelyUsagesofConcrete目前混凝土的用量约为120亿吨,是世界上用量最大的人工建筑材料,随着混凝土性能的不断提高,其用量及应用范围还会增加。混凝土广泛应用于工业与民用建筑、公路、铁路、桥梁、给水排水工程、水利与水电工程、地下工程、国防工程。水泥混凝土(最常用)沥青混凝土聚合物混凝土石膏混凝土水玻璃混凝土等1概述按胶结材料二、混凝土的分类普通混凝土其表观密度为1900-2500kg/m3,一般多在2400kg/m3左右。它是用普通的天然砂、石作骨料配制而成,为建筑工程中最常用的面广量大的混凝土,通常简称混凝土。主要用作各种建筑的承重结构材料。轻混凝土其表观密度小于1900kg/m3。它是采用轻质多孔的骨料,或者不用骨料而掺入加气剂或泡沫剂等,造成多孔结构的混凝土。其用途可分为结构用、保温用和结构兼保温等几种。重混凝土其表观密度大于2500kg/m3。它是采用了密度很大的重骨料—重晶石、铁矿石、钢屑等配制而成,也可以同时采用重水泥—钡水泥等进行配制。重混凝土具有防射线的性能,故又称防辐射混凝土,主要用作核能工程的屏蔽结构材料。1概述按表观密度分类二、混凝土的分类预拌混凝土(商品混凝土)泵送混凝土喷射混凝土压力灌浆混凝土(预填骨料混凝土)挤压混凝土离心混凝土真空吸水混凝土碾压混凝土热拌混凝土等1概述按施工工艺二、混凝土的分类结构混凝土(即普通混凝土)防水混凝土耐热混凝土耐酸混凝土装饰混凝土大体积混凝土膨胀混凝土防辐射混凝土道路混凝土1概述按用途分为二、混凝土的分类粉煤灰混凝土硅灰混凝土磨细高炉矿渣混凝土纤维混凝土1概述按掺合材料二、混凝土的分类低强混凝土30MPa高强混凝土80MPa超高强混凝土100MPa1概述按抗压强度二、混凝土的分类贫混凝土170kg富混凝土230kg1概述按每m3水泥用量二、混凝土的分类1概述三、组成材料及作用‡水‡水泥‡砂子‡石子‡外加剂‡掺合料水泥浆骨料(集料)混凝土作用:润滑胶结作用:骨架(抑制水泥石收缩)组合一作用:显著改善混凝土性能作用:利用工业废料,调节强度等级,改善性能1概述三、组成材料及作用‡水‡水泥‡砂子‡石子‡外加剂‡掺合料水泥浆混凝土组合二水泥砂浆包裹与填充1概述1、砂、石作为骨料,起骨架和体积稳定作用。2、水+水泥在凝结硬化前形成水泥浆起润滑作用并赋予浆体可塑性。在凝结硬化后起胶结作用并产生强度3、外加剂显著改变混凝土水化与凝结硬化的性质及强度、耐久性等。4、掺合料改变混凝土水化与凝结硬化的性质及强度、耐久性等。各组成材料及作用:DisadvantageofConcreteLargedeadweightBrittlePlasticityAdvantageofConcreteAdjustabletechnicalpropertiesPreferableDurabilityLowCostCapableofbeingreinforcedbysteelbar四、混凝土特点1概述五、生产工艺计量measure搅拌mix运输transport浇灌place振捣vibrate抹面finish养护cure•运输快速、不离析,防止水分蒸发和温度升高•浇灌避免离析•捣实充分,不过分•抹面掌握时机(找平、镘平、镘光)•养护保证温度、湿度•脱模不得过早1概述六、组织结构不均质的结构体1概述七、工程对混凝土的基本要求和易性:混凝土拌合物应具有与施工条件相适应的和易性,便于施工时浇筑振捣密实,并能保证混凝土的均匀性。强度:浇筑后的混凝土经养护至规定龄期,应达到设计要求的强度。耐久性:硬化后的混凝土应具有与工程环境条件相适应的耐久性,如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等。经济性:在满足上述三方面要求的前提下,混凝土各组成材料的配合比应经济合理,尽量降低成本。QualityStrengthDurabilityWorkabilityEconomy4.2混凝土的组成材料组成材料及作用‡水‡水泥‡砂子‡石子‡外加剂‡掺合料水泥浆骨料(集料)混凝土作用:润滑胶结作用:骨架(抑制水泥石收缩)组合一作用:显著改善混凝土性能作用:利用工业废料,节约水泥,调节强度等级,改善性能组成材料——水泥1、作用水泥是混凝土中最重要的组分──胶结、润滑2、选用——品种、强度等级根据混凝土工程性质与特点,工程的环境条件及施工条件,结合各种水泥特性进行合理的选择。水泥强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应。水泥强度等级为混凝土强度等级的1.5~2.0倍3、注意不同品种水泥不能混用混凝土强度等级C15~C25C30~C50水泥强度等级的推荐范围32.5~42.542.5~62.5水泥强度等级/混凝土强度等级2.0~1.61.5~1.0fce过高fc过低(强度)大CW(耐久)小CWW不变C增加掺加混合材措施fce过低fc过高(强度)小CW(耐久)小CWW增加C增加掺加外加剂和易性差组成材料——骨料分类——细骨料0.16~5mm€天然砂:河砂、湖砂、海砂、山砂€人工砂——粗骨料>5mm€碎石€卵石按技术要求分为3类:Ⅰ:用于>C60的混凝土Ⅱ:用于C30-C60的混凝土Ⅲ:用于<C30的混凝土及建筑砂浆《普通混凝土用砂、石质量及检验标准》JGJ52-2006《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001(一)泥和泥块、石粉的含量₪含泥量:骨料中粒径小于0.08mm颗粒的含量₪泥块含量:在细骨料中粒径大于1.25mm,经水洗,手捏后变成小于0.63mm的颗粒含量;在粗骨料中粒径大于5mm,经水洗、手捏后变成小于2.50mm的颗粒含量。₪石粉含量:JGJ52-2006规定人工砂中公称粒径小于0.08mm,且其矿物成分和化学成分与被加工母岩相同的颗粒含量;DL/T5144-2001规定为人工砂中粒径小于0.16mm的颗粒的含量。₪由于泥和石粉颗粒极细,会粘附在骨料表面,影响水泥石与骨料之间的胶凝能力;泥块会在混凝土中形成薄弱部分,影响混凝土质量。₪具体规定见书上表4-1、4-2。组成材料——骨料(二)有害杂质①有机杂质②泥③泥块④硫化物、硫酸盐⑤云母(砂中)⑥轻物质(砂中)⑦氯盐(砂中)──妨碍水泥水化;──降低界面粘结,增加用水量;──形成薄弱区;──体积膨胀反应;──与水泥粘结差;——形成薄弱区;──促进钢筋锈蚀。组成材料——骨料具体含量要求见书上表4-3。(三)砂颗粒级配、粗细程度(1)级配:骨料中各粒径颗粒的分布情况如果砂的粒径相同,则空隙率很大,在混凝土中填充砂子空隙的水泥浆用量就多;当用两种粒径的砂空隙就减少了,而用三种粒径的砂组配,空隙就更少。砂中含有较多的粗颗粒,并以适量的中粗颗粒及少量的细颗粒填充其空隙,即具有良好的颗粒级配,则可达到使砂的空隙率和总表面积均较小,这种砂是比较理想的。组成材料——骨料(2)砂的粗细程度---不同粒径的砂混合在一起后的平均粗细程度。(3)砂级配、粗细程度技术性质①砂的级配、粗细程度——细度模数常用筛分法测定用5.00、2.5、1.25、0.630、0.315、0.160的标准筛,将抽样所得的500g干砂,又粗到细依次过筛,然后称留在各筛上的砂质量,并计算各筛于百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6,及累计筛余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6。组成材料——骨料分计筛余和累计筛余的关系筛孔尺寸mm分计筛余%累计筛余%5.002.501.250.6300.3150.160a1a2a3a4a5a6A1=a1A2=a1+a2A3=a1+a2+a3A4=a1+a2+a3+a4A5=a1+a2+a3+a4+a5A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6注:分计筛余百分率:各筛的筛余量/砂的总量(g)。累计筛余百分率:各筛的分计筛余率加上比该筛大的所有筛的分计筛余百分率之和。砂的级配曲线级配曲线分析Ⅰ区:粗砂为主,易泌水,不易密实成型,可配制富混凝土。Ⅱ区:中砂为主,最适合配制普通混凝土。Ⅲ区:细砂为主,配制的混凝土拌合物粘性大,保水性好,但易干缩。细度模数的计算公式为细度模数愈大,表示砂愈粗。其中:3.7~3.1为粗砂3.0~2.3为中砂2.2~1.6为细砂1.5~0.7为特细砂组成材料——骨料计算结果保留到小数点后两位有效数字•若砂子用量很大,应贯彻就地取材的原则。•若有些地区砂子过粗、过细或级配不良时,在可能的情况下,应将粗细砂掺配使用。•在只有细砂或特细砂的地方,可以考虑采用人工砂,或采取一些措施以降低水泥用量,如掺入一些碎石屑或掺用减水剂、引气剂等。思考:砂颗粒级配与细度模数的关系?细度模数相同,级配一定相同级配相同,细度模数一定相同×√例题:筛孔尺寸(mm)筛余量(g)分计筛余(%)累计筛余(%)5.002.501.250.6300.3150.160底0701201201006030014242420126A1=0A2=14A3=38A4=62A5=82A6=94100(四)石子的颗粒级配、最大粒径ⅰ、分为连续级配和间断级配连续级配是石子粒级呈连续性,即颗粒由小到大,每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土混合料,和易性较好,不易发生离析现象。连续级配是工程上最常用的级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒,从而使骨料级配不连续,大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充,以降低石子的空隙率。由间断级配制成的混凝土,可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大,混凝土混合物容易产生离析现象,导致施工困难。组成材料——骨料表4-6卵石或碎石的颗粒级配范围累计筛余(%)筛孔尺寸(圆孔筛)(㎜)级配情况公称粒级(㎜)2.505.0010.016.020.025.031.540.050.063.080.01005~1095~10080~1000~150————————5~1695~10090~10030~600~100———————5~2095~10090~10040~70—0~100——————5~2595~10090~100—30~70—0~50—————5~31.595~10090~10075~90—15~45—0~50————连续粒级5~40—95~10075~90—30~65——0~50———10~20—95~10085~100—0~150——————16~31.5—95~100—85~100——0~100————20~40——95~100—80~100——0~100———31.5~63———95~100——75~10045~75—0~100—单粒级40~80————95~100——70~100—30~600~100通常根据最大粒径的不同,将石子分为二级、三级或四级,分别堆放,拌制混凝土时按各级石子所占比例掺用,进行堆积密度试验,从中选出几组堆积密度较大的级配,再进行混凝土和易性试验,选出既能满足和易性要求且水泥用量又较小的搭配比例。ⅱ、最大粒径(Dmax)──骨料中公称粒级的上限¤采用较大粒径的粗骨料对混凝土强度有利。¤原因:粗骨料最大粒径增大时,骨料总表面积减小,因此包裹其表面所需的水泥浆量减少,可节约水泥,并且在一定和易性及水泥用量条件下,能减少用水量而提高混凝土强度。¤当最大粒径超过40mm,并无多大好处。因为这时由于减少用水量获得的强度提高,被大粒径骨料造成的较少粘结面积和不均匀性的不利影响所抵消。Dmax的限制条件Ⅰ.经济性:Dmax增大,表面积减小,水泥用量减少Ⅱ.结构限制:Dmax≯1/4结构截面最小尺寸;Dmax≯3/4钢筋
本文标题:建筑材料第四章混凝土
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