建筑材料与设备论文解析

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1、河北工业大学建筑材料与设备课程论文专业：工程管理班级：工程C103班学号：107448姓名：王晶指导教师：章静敏河北工业大学城市学院管理系2012年11月12日- 0 -关于混凝土的认识班级：工程C103班 姓名：王晶 学号：107448摘要：目前在世界范围内，混凝土作为用途最广、用量最大的一种建筑材料，研究混凝土的特点和性能可以更方便的应用混凝土，充分发挥混凝土的优势。首先，我们必须掌握混凝土的强度、和易性和耐久性等各方面性能。目前混凝土技术已进入高科技时代，品种不断增加，应用领域不断扩大，结构设计方法也在不断完善。混凝土浇筑之后，应加强混凝土的养护，养护不当出现裂缝，混凝土强度增长缓慢或停

2、止增长，那么要影响整个建筑物的安全与寿命，所以控制混凝土浇筑与养护的施工质量是十分重要的。关键词：混凝土 配制 性能 裂缝 质量检验 分析控制引言：混凝土是土木建筑工程最重要的材料。自1824年水泥问世及随之诞生的混凝土与钢筋混凝土以来，至今已有180多年的历史。混凝土工程技术总是伴随着工程建设的需要和科学技术的发展而进步在开始阶段，人们使用高流动性混凝土，而获得的强度却很低。后来，配制成塑性和流动性混凝土，强度和使用都有所改善。到20世纪中期，水泥混凝土技术的进步和设备的进一步改进，使混凝土又向干硬性或半干硬性方向转变，配制的强度更高，施工难度也随之增加。混凝土，简称为“砼”，是当代最主要的

3、土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。1、 混凝土的配合比设计混凝土是由水泥、细骨料砂子、粗骨料石子及水等构成，混凝土中各种材料之间的比例关系称为混凝土的配合比。混凝土配合比是决定混凝土强度的一项重要技术指标，需要具体的设

4、计试配等工作才能确定合适的混凝土配合比应用到工程当中去。 （一)选用合适的材料1. 水泥： 水泥是决定混凝土成本的主要材料，同时又起到粘结、填充等重要作用，所以水泥的选用格外重要。水泥的选用主要是考虑到水泥的品种和强度等级。水泥的品种繁多。选择水泥应根据工程的特点和所处的环境气候条件等因素进行分析，并考虑当地水泥的供应情况作出选择。其中以硅酸盐系列水泥生产量最大、应用最为广泛。 2. 粗骨料：粗骨料是指粒径大于4.755mm的岩石颗粒。人工破碎而形成的石子成为碎石。天然形成的石子称为卵石。施工中一般采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好

5、，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温。混凝土用的粗骨料，其最大粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4。对混凝土的实心板，粗料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。 3. 细骨料： 细骨料是指粒径小于4.75mm的岩石颗粒，通常称为砂。施工中一般采用中砂，山砂 （45%）+人工砂 （55%），平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5.选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。 4. 粉煤灰：

6、由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。 5. 混凝土外加剂： 混凝土外加剂可分为四类：改善混凝土拌合物流变性的外加剂。如减水剂、引气剂；调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。如缓凝剂；改善混凝土耐久性的外加剂。如引气剂；改善混凝土其它性

7、能的外加剂。如膨胀剂【1】。(二）配合比设计的基本要求 1.要满足混凝土结构设计及施工要求的强度等级fcu.o和混凝土配制强度feu.o。 2.要使混凝土拌合物具有足够的坍落度、良好的和易性、可塑性、不易产生离析现象。 3.要满足工程使用环境及气候条件所要求的抗渗、抗冻、耐腐蚀等耐久性。 4.在保证工程质量的前提下，能尽量节约水泥，合理使用材料，降低工程成本。 （三）配合比设计的基本步骤 1.初步计算配合比： （1） 确定混凝土的配制强度；（2） 确定水灰比； （3） 确定水泥用量； （4） 计算砂率； （5） 确定砂石用量；2.基本配合比：（1）检验调整动作性； （2） 试拌材料总量； 3.

8、试验室配合比： （1） 根据基准配合比和水灰比，配制一组混凝土试件；（2） 检验混凝土拌合物的性能；（3） 确定水灰比，并重新计算水泥和砂石用量； 4.施工配合比： （1） 测定现场砂石料的实际含水率；（2） 将砂石中含水量扣除，并相应的增加砂石料的称量纸； （四）生产配合比的调整及施工中的控制 1.严格控制混凝土施工时的用水量； 2.调整生产配合比时，应准确测量生产现场砂、石的实际含水量； 3.砂、石材料应准确计【2】；2、 混凝土的性能（一）混凝土强度在混凝土设计和质量控制中，一般以强度作为评价的性能。强度是土木工程结构对材料的基本要求；混凝土的其它难以直接测量的主要性能，如弹性模量、抗水

9、性、抗渗性、耐久性都与强度有直接关系，所以，可以由强度数据推断出其它性能的好坏；与其它许多性能相比，强度试验比较简单直观，通过制作试件，对其进行强度试验，测得的试件破坏时所能承受的最大内应力，即可计算得出混凝土的强度【3】。 1.立方体抗压强度和强度等级 按照国家标准普通混凝土力学性能试验方法（GBJ81-85），制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件（温度203C，相对湿度90%以上）下，养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度（简称立方抗压强度），以fcu表示。 2. 强度等级 按标准方法制作边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准方法测得的强度总体分布

10、中具有不低于95%保证率的抗压强度值，以fcu.k表示。混凝土强度等级是按立方体抗压标准强度来划分的。可划分为：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二个等级。2.1其他强度 2.1.1轴心抗压强度轴心抗压强度（fcp）采用150150300mm棱柱体作为标准试件，也可用非标准试件，但高宽比应在23的范围里。2.1.2抗折强度 抗折强度通过三分点加荷试验测试。试件： 150150550mm 梁型。 2.1.3抗拉强度混凝土是一种脆性材料，抗拉强度与抗压强度为1/101/20。因此混凝土只用于承受压荷载。2.1.4混凝土与钢筋间的粘结

11、强度混凝土与钢筋间的粘结强度混凝土与钢筋间的粘结强度混凝土与钢筋间的粘结强度。 （1） 影响粘结强度因素主要由混凝土与钢筋之间的摩擦力、钢筋与水泥石之间的粘结力及变形钢筋表面机械咬合力引起的。混凝土相对收缩也有影响。粘结强度与混凝土的抗压强度有关。当混凝土抗压强度小于20MPa时，粘结强度与抗压强度成正比；随着抗压强度的提高，粘结强度的增加值逐渐减小。 其他影响因素：钢筋尺寸及变形钢筋种类、钢筋的位置，加载类型，干湿和温度变化等。3.混凝土强度理论3.1混凝土强度理论分为细观力学理论和宏观力学理论。细观力学理论是根据混凝土细观非匀质性的特征，研究组成材料对混凝土强度所起的作用。为混凝土材料设计

12、的依据。宏观力学理论是假定混凝土为宏观匀质且各向同性的材料，研究混凝土在复杂应力作用下的破坏条件。3.2混凝土强的裂缝扩展混凝土的破坏过程实质上就是内部裂缝的发生、扩展直至连通的过程，也是混凝土内部固体结构从联系到不连续的发展过程。 3.2.1 混凝土破坏特点当荷载极限荷载的40%-60% 无明显的破坏当荷载在40%-60%可听到内部破坏的声音；当荷载为极限荷载的70%-90%试块碎裂；3.2.2 混凝土裂缝扩展的阶段（1） 收缩裂缝：在混凝土加荷之前已存在，是由于水泥石在刚性集料之间的干缩引起的。加荷初期，一些收缩裂缝会由于荷载作用而部分闭合，使混凝土密实起来。（2） 裂缝受力引发：在加荷初

13、期，在拉应变高度集中的各点上会出现另外的微裂缝。（3） 稳定的裂缝扩展：随着荷载的增加，发生裂缝的扩展，但是这时如果保持应力水平不变，则裂缝的扩展也就停止。（4） 不稳定的裂缝扩展（约为极限应力的70%-90%）在荷载不变的情况下，裂缝的扩展也会自发进行。这时不管荷载增加与否，均会导致混凝土的破坏。3.2.3 混凝土裂缝扩展可能发生的部位在荷载作用下，混凝土中的裂缝扩展会发生在。（1） 水泥石集料的界面上如普通混凝土； （2） 水泥石或砂浆基体内高弹性模量的集料； （3） 集料颗粒内-集料弹性模量低如轻集料混凝土。 3.2.4 混凝土在不同应力状态下的破坏规律（1) 土在压缩疲劳情况下，交变荷

14、载为106次的疲劳强（在最小应力为零时）一般为静态抗压强度的55%； （2) 最小应力为零最大应力不超过静态抗压强度40%时，混凝土一般可经受无数次的交变荷载的作用；（3) 长期荷载情况下，当荷载超过抗压强度的40%-60%时，混凝土会发生徐变性状的改变，当荷载约为抗压强度的75%-90%时，混凝土会发生徐变破坏。 4.影响混凝土强度的因素4.1 水泥和水灰比4.2外加剂4.3矿物掺合料4.4骨料4.5集灰比4.6施工条件4.7养护条件4.8龄期的影响4.9试验条件（1） 试验条件：对混凝土强度测试有影响主要指混凝土试件尺寸、形状、表面 状态和加载速度。（2） 试件形状-环箍效应和大尺寸效应。

15、 （3） 表面状态-平整均匀，强度高，表面润滑剂，减弱环箍效应。（4） 含水状态-含水率高，软化作用，强度低。5.混凝土高强化的技术途径提高混凝土强度、配制高强混凝土的主要途径 5.1 使用高效减水剂以降低水灰比5.2 使用矿物掺合料5.3 改善水泥石的孔结构5.4 改善水泥石骨料过渡区结构（2） 混凝土的和易性1. 和易性的概念 新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示。 流动性指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下易于产生流动、易于输送和易于充满混凝土模板地性质。 粘聚性混凝土拌合物在施工过程中保持整体均匀一致的能力。粘聚性好可保证混凝土拌合物在输送、浇灌、成型等过程中，不发生分层、离析，即保证硬化后混凝土内部结构均匀。 保水性混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保证混凝土拌合物在输送、成型及凝结过程中，不发生大的或严重