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1、第四章,混 凝 土,要求：,1、掌握普通混凝土组成材料的基本要求，砂石材料的颗粒级配、颗粒特征、杂质含量等质量要求。细集料的细度模数概念，粗集料的强度、最大粒径等 2、掌握普通混凝土的主要技术性质、和易性的概念及影响因素，强度与强度等级，强度增长规律及影响因素，混凝土的变形性能及耐久性的概念。,要求：,3、掌握混凝土配合比的设计要求，设计原理，设计方法，设计步骤，会熟练地进行混凝土配合比设计。 4、掌握混凝土外加剂常用种类及作用效果，了解减水剂的作用机理。 5、了解常用的混凝土品种。,混凝土定义 ：,混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬比而成的人造石材。
2、 混凝土的分类： 混凝土的优缺点：,对混凝土质量的基本要求：,1、具有符合设计要求的强度 2、具有与施工条件相适应的施工和易性 3、具有与工程环境相适应的耐久性 4、满足上述要求，尽量降低成本,第一节 普通混凝土的组成材料,一、普通混凝土各组成材料的作用 1、集料：砂石，骨架作用 。技术上：提高体积稳定性和耐久性 ；经济上：作为水泥浆廉价填充料 2、水泥与水 ：填充、润湿、胶结,二、混凝土组成材料的技术要求,（一）水泥 1、水泥品种 2、水泥标号,（二）细集料（细骨料）,定义： 粒径在0.16-5mm的岩石颗粒 常用的品种有：河砂、海砂、山砂 及机制砂,配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面,
3、1、有害杂质 A 、粘土，淤泥 B、有机物 C、硫化物 D、天然石膏(硫酸盐) E、氧化物 F、煤(含硫磺) G、云母,2、颗粒形状及表面特征,3、砂的颗粒级配及粗细程度 4、砂的坚固性,（三）粗集料,定义： 粒径大于5mm以上的岩石颗粒 常用的品种：碎石和卵石（海卵石、河卵 石及山卵石）,配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面,1、粗骨料中常含有一些有害杂质，如粘土、淤泥、细屑、硫酸盐、硫化物和有机杂质。它们的危害作用与在细骨料中的相同 。 2、颗粒形状和表面特征 针状 片状,配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面,3、最大粒径及颗粒级配 最大粒径： 公称粒级的上限 颗粒级配： 连续粒级、单
4、粒级,配制混凝土的砂的质量要求有发下几个方面,4、强度 立方体强度 压碎指标 5、坚固性,（四）混凝土拌合及养护水,第二节普通混凝土的主要技术性质,一、混凝土拌合物的和易性 （一）和易性的概念 流动性 粘聚性 保水性 （二）和易性测定方法及指标 （三）流动性的选择,（四）影响工作性（和易性）的主要因素,1、水泥浆的数量 2、水泥浆的稠度 3、砂率： 合理砂率 4、水泥品种和骨料性质 5、外加剂 6、掺合材 7、时间和温度,（五）改善工作性的措施,1、尽可能降低砂率 2、改善砂、石级配 3、尽量采用粗砂 4、外加剂 5、掺合材,二、混凝土强度,（一） 混凝土受力变形及破坏过程 1. 砼内部结构
5、2. 砼受力变形及破坏过程 （二）混凝土立方体抗压强度 换算系数 混凝土强度尺寸效应,（三）混凝土立方体抗压标准强度与强度等级,1、立方体抗压标准强度 标准尺寸：150*150*150mm 标准养护：203 2、强度等级,（四）混凝土的轴心抗压强度,棱柱体 150*150*300mm 0.7-0.8 （五）混凝土的抗拉强度,(六)影响混凝土强度的因素,1、水灰比和水泥标号 fcu=Afce( B) 2、养护的温度和湿度 3、龄期,（七）提高混凝土强度发展的措施,1、采用高标号水泥 2、采用干硬性混凝土 3、采用湿热养护 4、采用机械搅拌和振捣 5、掺入混凝土外加剂、掺合料,三、混凝土的变形,（
6、一）化学收缩 （二）干湿变形 （三）温度变形 （四）在荷载作用下的变形 徐变,四、混凝土的耐久性,（一）耐久性的概念 混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。,1、抗渗性,混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。混凝 土的密实度。 影响因素： 水灰比 养护方式 水泥品种 外加剂 掺合料 龄期,2、抗冻性,抗冻等级：冻融循环，抗压强度下降25% 而且重量损失5% 3、抗侵蚀性 选择水泥品种、降低水灰比、改善孔结构,4、混凝土的碳化,碳化使混凝土碱度降低 碳化将显著增加混凝土的收缩 碳化使混凝土抗压强度提高。 5、碱骨料反应,（二）提高混凝土耐
7、久性的措施,1、合理选择水泥品种 2、控制水灰比和水泥用量 3、控制原材料的质量 4、使用外加剂 5、加强混凝土质量的生产控制,第三节 混凝土质量控制,1、混凝土质量控制的内容 a)按规定检查混凝土组成材料的质量与用料量。 b)在搅拌及浇筑地检查混凝土拌合物的坍落度。 c)检查配合比是否因外界因素影响而有所变动，以及搅拌时间是否充分等等。 d)对硬化后混凝土性能的控制尤为重要。对混凝土强度的检验主要是抗压强度，必要时还要检验其抗冻性、抗渗性等性能。,2、影响混凝土质量的因素,a)原材料及施工条件以及试验条件等许多因素的影响，必然会造成混凝土质量上的波动； b)用水量或骨料含水量的变化所引起水灰
8、比的波动； c)搅拌、运输、浇筑、振捣、养护条件的波动以及气温变化等。 d)试验条件方面的影响因素有：取样方法、试件成型及养护条件的差异、试验机的误差和试验人员的操作熟练程度等。,一、强度的概率分布-正态分布,正态分布的特点： 1、曲线呈钟形，两边对称，对称轴在平均强度处。 2、曲线与横坐标之间的面积为频率的总和，等于1或100%。 3、在对称轴两侧的曲线一各有一个拐点。,二、强度平均值、标准差、变异系数,强度平均值 ： 标准差 ： 变异系数Cv ：Cv=/,三、概率分布函数-正态分布函数,四、强度保证率 概率度t： （又称保证率系数）,五、混凝土的配制强度,六、混凝土强度检验评定,第四节 普
9、通混凝土的配合比设计,一、混凝土配合比设计的基本要求 1、满足混凝土结构设计的强度等级 2、满足施工要求的混凝土拌合物的和易性 3、满足工程使用的混凝土耐久性要求 4、降低成本,二、混凝土配合比设计中的三个参数,水灰比、砂率、单位用水量 三、混凝土配合比设计步骤,第五节 混凝土外加剂,外加剂的定义 混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺 入，用以改善混凝土性能的物质。掺量不 大于水泥质量的5%（特殊情况除外）。,一、外加剂的分类,1、改善混凝土拌合物流变性 2、调节混凝土凝结时间、硬化性能 3、改善混凝土耐久性 4、改善混凝土其它性能,二、常用的外加剂,1、减水剂 减水剂是使混凝土拌合物达到同样坍
10、落 度时，用水量明显减少的外加剂，又可称 为塑化剂 。 常用减水剂 ： 木质素磺酸盐减水剂 、多环芳香族磺 酸盐系减水剂 、水溶性树脂系减水剂,减水机理：,减水剂均为表面活性剂 。 （1）分散作用 （2）润湿作用 （3）润滑作用,2、早强剂,加速混凝土早期强度发展的外加剂 常用的早强剂： 氯盐类、硫酸盐类、有机胺类,3、速凝剂,4、缓凝剂 缓凝剂是能延长混凝土凝结时间的外加剂。 常用缓凝剂 ： 羟基羧酸及其盐类 、含糖碳水化合物 类 、无机盐类 、木质素磺酸盐类。,5、引气剂,6、膨胀剂,三、外加剂的使用,（1）外加剂品种的选择 （2）外加剂掺量的确定 （3）外加剂的掺加方法,第六节混凝土掺合
11、材,定义：在混凝土拌合物制备时，为了节 约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强 度等级，而加入的天然的或者人造的矿物 材料，统称为混凝土掺合料。 分类： 活性掺合料 、非活性掺合料,一、粉煤灰,粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集 到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。 粉煤灰的活性取决于它的细度、化学成 分和矿物组成，这些又取决于原煤种类、 燃烧温度和排灰方式等。,粉煤灰作为掺合料的效果,（1）节约水泥： （2）改善和提高混凝土的下述技术性能 改善混凝土拌和物的和易性、可泵性 降低了混凝土水化热， 提高混凝土抗硫酸盐性能； 提高混凝土抗渗性； 抑制碱骨料反应。,二、硅灰,硅灰又称硅粉或硅烟灰，是
12、从生产硅 铁合金或硅钢等所排放的烟气中收集到的 颗粒极细的烟尘，色呈浅灰到深灰 。 硅灰具有较大的细度和大量的非晶形 SiO2，具有很高的活性 。,三、沸石粉,沸石粉是天然的沸石岩磨细而成的。 沸石岩是一种经天然煅烧后的火山灰质铝 硅酸盐矿物。沸石粉具有很大的内表面积 和开放性结构，平均粒径为5.06.5m。,沸石粉作为掺合料的效果,（1）提高混凝土强度，配制高强混凝土。 （2）改善混凝土和易性，配制流态混凝土 及泵送混凝土。,四、火山灰质掺合料,1、煅烧煤矸石 2、浮石、火山渣,第七节 其它品种混凝土,一、防水混凝土 （一）骨料级配法防水混凝土 （二）普通防水混凝土 （三）外加剂防水混凝土,二、高强混凝土 三、流态混凝土 四、耐热混凝土 五、耐酸混凝土 六、纤维混凝土 七、聚合物混凝土 八、防辐射混凝土,复习与思考题,1、对混凝土用砂为何要提出级配和细度要求？两种砂的细度模数相同，其级配是否相同？ 2、当混凝土配合比不变时，用级配相同、强度等技术条件合格的碎石代替卵石拌制混凝土，会使混凝土的性质发生什么变化？为什么？,复习与思考题,3、简述影响混凝土拌合物的影响因素。 4、简述影响混凝土强度的影响因素。 5、名词解释： 压碎指标、混凝土的徐变,
