学习情境：混凝土制备与检测

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1、学习情境:混凝土制备与检测,任务: 根据图纸中相应的设计规定，完成某单层砖混结构房屋建筑的柱、梁、板的混凝土的制备与浇注。,(1)完成钢筋混凝土梁、板、柱、楼梯的混凝土制备；（2）完成混凝土检测；（3）完成钢筋混凝土梁、板、柱、楼梯的混凝土浇筑； （4）完成钢筋混凝土梁、板、柱、楼梯混凝土的质量检查，具有安全、文明施工、劳动保护意识。,学习目标：,1.水泥的准备与检测,2.骨料的准备与检测,3.混凝土拌合物和易性检测,4. 混凝土的配合比设计与强度检测,学习单元:,2.混凝土的浇注,学习单元一：水泥的准备与检测,学习目标能完成水泥进场合格性验收会进行现场抽样复验,训练项目水泥安定性的检测水泥的

2、标准稠度用水量水泥强度检测,2具体要求学习水泥知识检测水泥标准稠度用水量检测水泥安定性检测水泥胶砂强度根据检测数据评定水泥是否合格根据检测数据评定水泥强度等级,气硬性胶凝材料,1. 石 膏2. 石 灰3. 水 玻 璃,石灰窑,石膏,一、胶凝材料定义：在建筑工程中，将两种材料或散粒状材料胶结在一起的材料，称为胶凝胶结材料。通常将无机胶凝材料称为胶凝材料，将有机胶凝材料称为胶结材料。 二、分类,2.1 石 膏,2.1.1石膏的原料1.天然二水石膏： 又称生石膏（CaSO4 H20 ) , 是由含两个结晶水的硫酸钙所组成的沉积岩石。 2.天然硬石膏： 又称为无水石膏，主要是由无水硫酸钙（CaSO4

3、) 组成的沉积岩石。,2.1.2建筑石膏的性能 1.凝结硬化快 石膏加水拌和后，在610min便开始失去可塑性,终凝不超过30 min，一般加硼砂、亚硫酸盐纸浆废液等缓凝剂 。 2.硬化后体积微膨胀 石膏浆体在凝结硬化时会产生微膨胀(0.51.0%)，这使石膏制品的表面光滑、细腻、形体饱满，所以适合制作建筑装饰制品 。,3.硬化后孔隙率大 石膏硬化后具有很大孔隙率，因而强度低(7d为812 Mpa)，抗冻性、抗渗性及耐水性较差。但具有轻质、保温隔热、吸声、吸湿的特点 。 4.阻火性好，耐火性差 遇火时，二水石膏的结晶水蒸发，吸收热量，水蒸气还能起到阻火的作用。但二水石膏脱水后，强度迅速下降，因

4、而耐火性差 。 5.具有良好的可加工性 石膏制品，具有可锯、可刨、可钉性 。,2.1.3建筑石膏的应用一、石 膏 板 1.纸面石膏板 以建筑石膏为主要原料，掺加少量外加材料，如填充料，发泡剂、缓凝剂等，加水搅拌、浇注辊压后作芯材，两面用纸作护面制成。主要用于内墙、隔墙、天花板等处 。2.石膏空心条板 以建筑石膏为主要原料，掺加适量填充料或少量纤维材，加水搅拌、振捣成型、抽芯、脱模、烘干而成, 该板不用纸，不用胶，强度高。可用作内隔墙，安装时不需龙骨。,纸面石膏板,3.石膏装饰板 石膏装饰板是以建筑石膏为主要原料，掺加少量纤维增强材料和胶结料，加水搅拌制成。装饰板有平板、多孔板、花纹板、浮雕板等

5、多种 。 4.纤维石膏板 以建筑石膏为主要原料，掺适量纤维增强材料制成，其抗弯强度高，可用于内墙和隔墙，也可代替木材作家具 此外尚有石膏蜂窝板、防潮石膏板、石膏矿棉复合板等品种。,木纤维增强石膏板,二、 粉 刷 石 膏 在建筑石膏中加入其他石膏（硬石膏或煅烧粘土质石膏）、各种缓凝剂（木质磺酸钙等）及附加材料（石灰、烧粘土、氧化铁红等）可制成像水泥一样在施工中现场拌制的新型抹灰材料粉刷石膏。它具有表面坚硬,光滑细腻 ,粘结力强、不裂、不起鼓、防火、保温、调湿、施工方便，可实现机械化施工。可用于办公楼、住宅楼等的墙面、顶棚等。,2.2 石 灰,2.2.1 石灰的生产2.2.2 石灰的熟化2.2.3

6、 石灰的特性2.2.4 石灰的运用,石灰窑炉,2.2.1 石灰的生产,石灰是以碳酸钙为主要成分的石灰岩煅烧 (10001100)而成。煅烧时石灰岩中碳酸钙和碳酸镁分解，生成氧化钙、氧化镁( 称为生石膏）和二氧化碳气体, 反应式如下 ： CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO +CO2 氧化钙、氧化镁称为生石灰。,2.2.2 石灰的熟化,1.概念 生石灰加水生成熟石灰的过程，称为石灰的熟化或消解。 反应如下 ： CaO + H2O = Ca(OH )2 + 64.9 kJ MgO + H2O = Mg(OH)2 + 64.9 kJ 氢氧化钙、氢氧化镁称为熟石灰。 2.熟化时的

7、现象 (1) 石灰熟化过程中水化热较大 (2) 外观体积约增加 1.5至2 倍,3.结论 生石灰使用前必须熟化 。 4.熟化时注意事项 为了消除过火石灰的危害，须将石灰在化灰池内放置两周以上，称为“ 陈伏 ” ；“ 陈伏” 期间石灰膏表面应保持一层水膜，防止其碳化 。,2.2.3 石 灰 的 特 性,1. 良好的保水性 于氢氧化钙粒子极细(直径约1m)，数量多，总表面积大，能吸附水膜而不易失去。利用保水性好的特性拌制石灰砂浆或石灰混合砂浆 。 2. 凝结硬化慢、强度低 石灰浆碳化在表面形成碳酸钙外壳，碳化作用难以深入，内部水分又不易蒸发，因此凝结硬化缓慢。硬化后的强度也不高, 1:3 的石灰砂

8、浆28天的抗压强度为 0.20.5 MPa,3. 耐水性差 石灰浆体在潮湿环境中，难以晶体析出，凝结硬化不会进行。而硬化后的石灰长期受水浸泡，氢氧化钙晶体也会重新溶于水，使硬化的石灰溃散 。 4. 硬化后体积收缩大 石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起毛细管显著的收缩，从而造成了体积极大的收缩。,强度低体积收缩大耐水性差,2.2.4 石灰的应用,1.砂浆 常用于配制石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆。 2.粉刷 石灰膏加水拌合，可配制成石灰乳，用于粉刷墙面。 3.石灰土和三合土 石灰土由石灰、粘土组成 , 三合土由石灰粘土和碎料(砂、石渣、碎砖等)组成。石灰土或三合土其耐水性和强度均优于纯石灰。广

9、泛用于建筑物的基础垫层和临时道路。,4. 水泥和硅酸盐建筑制品 石灰是生产灰砂砖、蒸养粉煤灰砖、粉煤灰砌块或墙用板材等的主要原料。也是各种水泥的主要原料。 5. 碳化石灰板 在磨细生石灰中掺加玻璃纤维、植物纤维、轻质骨料等，用碳化的方法使氢氧化钙碳化成碳酸钙，即为碳化石灰板。用作隔墙、天花板等。,配制石灰砂浆、石灰乳 配制石灰土、三合土 生产碳化石灰板 加固含水的软土地基,三合土桩,三合土用作铺筑步道砖的垫层,水 泥,3.1 硅酸盐水泥原料及矿物组成 3.2 硅酸盐水泥 3.3 硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化过程 3.4 硅酸盐水泥的技术性质和应用 3.5 掺混合材料的硅酸盐水泥 3.6 特种水

10、泥 3.7 水泥的验收、保管与应用,3.1 硅酸盐水泥原料及矿物组成,3.1.1硅酸盐水泥的原料与生产 硅酸盐水泥生产的原材料、主要工艺流程如下:,生料,煅烧,熟料,加石膏、粉磨,水泥,3.1.2 硅酸盐水泥熟料组成,硅酸三钙(C3S)硅酸二钙(C2S)铝酸三钙(C3A)铁铝酸四钙(C4AF) 不同熟料矿物与水作用时表现的性能是不同的，改变水泥熟料组成的相对含量，水泥的技术性能会随之变化。例如：提高硅酸三钙的含量，可以制得快硬高强的优质水泥 。,3. 2 硅酸盐水泥,3.2.1 硅酸盐水泥定义 凡由硅酸盐水泥熟料，掺入适量的石膏经磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥 (国际上通常称为波特兰

11、水泥)。硅酸盐水泥有两种类型，在硅酸盐水泥熟料粉磨过程中不掺入混合材的称为型硅酸盐水泥,代号P；加入不超过5混合材的称为型硅酸盐水泥 ,代号P。在水泥生产过程中加入适量石膏起缓凝作用,3.2.2 硅酸盐水泥的主要品质指标,1.氧化镁:水泥中氧化镁的含量不宜超过5.0% 。2.三氧化硫:水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5% 。3.烧失量:型硅酸盐水泥3.0%，型硅酸盐水泥3.5% 。4.细度:硅酸盐水泥比表面积勃氏法测定值应大于300m2/kg 。5.凝结时间:硅酸盐水泥初凝不早于45min，终凝不迟于6.5h 。6.体积安定性:用沸煮法检验必须合格 。7.强度等级:按抗压强度和抗折强度划分为4

12、2.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 。,3.3 硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化过程,3.3.1 硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化1. 水化：硅酸盐水泥遇水后，各熟料矿物与水发生化学反应, 这一过程称为水化，其反应式如下 ： 3( CaOSiO2 )+ 6 H2O = 3CaO2SiO23 H2O + 3 Ca(OH)2 2( 2CaOSiO2）+4 H2O = 3CaO2SiO23H2O + Ca(OH)2 3 CaOAl2O3 + 6 H2O = 3 CaOAl2O3 6 H2O（晶体）4 CaOAl2O3Fe2O3+7H2O = 3CaOAl2O36H2O+CaOFe

13、2O3H2O,水泥熟料单矿物水化时特征,3.3.2 硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化过程,硬化后的水泥石是由胶体粒子、晶体粒子、凝胶孔、毛细孔及未水化的水泥颗粒所组成。其结构如图所示。,A未水化水泥颗粒B胶体粒子C晶体粒子D毛细孔（毛细孔水）E凝胶孔,3.3.3 环境介质对水泥的侵蚀,硅酸盐水泥硬化后在某些侵蚀性液体或气体作用下，其结构会逐渐遭到破坏, 使强度降低, 以致溃裂, 这种现象称为环境介质对水泥的侵蚀。1. 溶解浸析： 遇水氢氧化钙溶解 。2.离子交换反应： 通过离子交换反应，硬化水泥浆体可能受到如下四种侵蚀形式： （1）生成可溶性盐 （2）生成不溶性钙盐 （3）镁盐侵蚀 （4）形成膨胀

14、性产物,3.4 硅酸盐水泥的技术性质和应用,3.4.1 硅酸盐水泥的技术性质1.密度和表观密度 密度在3.13.2之间。松散状态时表观密度在9001300kg/m3之间，紧密状态时可达14001700kg/m3。2.细度 细度是指水泥颗粒的粗细程度。颗粒愈细，表面积愈大，因而水化较迅速，凝结硬化快，早期强度高，但硬化后体积收缩大。而水泥颗粒过粗，不利于强度的发展 。,3.标准稠度用水量 指将水泥净浆调制成标准稠度时所需的水量。标准稠度用水量是作为测定水泥的凝结时间和安定性等所用拌和水量的依据。各种水泥其值在 2331 % 之间 。,4 . 凝结时间 指从水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。水泥的凝结分为初凝和终凝。初凝时间为从水泥加水拌和起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间；终凝时间则为从水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需时间 。,水泥全部加入水中,开始失去可塑性,完全失去可塑性,初凝,终凝,水泥的初凝不宜过早，以便有足够的时间完成混凝土和砂浆的搅拌、运输、浇捣和砌筑等施工操作；国家标准规定硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min。水泥的终凝不宜过迟，以使混凝土施工完毕后，尽快达到规定的强度，以利下一步施工的进行，国家标准规定硅酸盐水泥终凝时间390min，普通硅酸盐水泥10h。,