第四章.水泥混凝土

《第四章.水泥混凝土》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章.水泥混凝土（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第四章.水泥混凝土(concrete)第一节.砼概述一.砼定义 二.砼分类 三.砼特点1.优点 就地取材；造价低；可塑性好；耐久性高；与钢筋有牢固的粘结；性能可调整。2.缺点 自重大；比强度小；抗拉强度低，性脆；导热系数大；硬化慢；生产周期长。重砼(02600kg/m3); 普通砼(1950kg/m30 2600kg/m3); 轻砼(01950kg/m3 ) 按表观密度分按抗压强度分低强砼(fcu30MPa); 中强砼(fcu=30-60MPa) 高强砼(fcu60MPa); 超高强砼(fcu100MPa)四.砼中各组成材料的作用砼组成材料 水泥、水、细骨料和粗骨料，以及适量外加剂和掺合料水泥

2、 砼未硬化前(fresh concrete) 起润滑作用水泥浆 水 砼硬化后(concrete) 起胶结作用 砼细骨料 起骨架作用、抗风化骨料粗骨料 抑制水泥浆收缩、耐磨第二节.砼组成材料品种水泥(cement) 强度等级分类水(water) 洁净水 泥、泥块；有害物质粗细程度细骨料(fine-aggregate) 颗粒级配砼 坚固性 分类 Concrete 碱活性 泥、泥块；有害物质粗骨料 ( coarse - aggregate) 最大粒径定义、分类 颗粒形状外加剂(admixture) 作用 颗粒级配减水剂、引气剂 强度掺合料(additive) 定义、分类 作用 粉煤灰、磨细矿渣一.水

3、泥(cement) 1.品种 依据工程结构特点、使用环境及水泥特性选择2.强度等级 水泥强度等级应与砼强度等级相适应（1）中、低强度等级砼（C60），水泥强度等级=(1.5-2.5)砼强度等级（2）高强度等级砼（C60），水泥强度等级=(0.8-1.5)砼强度等级 二.水(water) 1.基本要求 不影响砼的凝结和硬化；无损于砼强度发展和耐久性；不加快钢筋锈蚀;不引起预应力钢筋脆断;不污染砼表面.2.满足 砼拌合用水标准JGJ63-89的规定。凡是能引用的水和洁净的天然水，均可用于砼拌合和养护。 三.细骨料(fine-aggregate) 1.定义 粒径在0.15mm-4.75mm的骨料称为

4、细骨料，常称作砂(sand)。按产源分 天然砂河砂、湖砂、山砂、淡化海砂2.分类 人工砂机制砂、混合砂按细度模数分 粗砂、中砂、细砂3.泥、泥块、有害物质含泥量-粒径小于0.075mm的颗粒；石粉含量-人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒； 泥块含量-粗（细）集料中粒径大于4.75（1.18），水洗后小于2.23（0.6）mm的颗粒(2)有害物质 包括云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯盐等(3)危害(4)要求符合建筑用砂GB/T146842001的要求泥,泥块,云母,轻物质粘附在砂的表面,妨碍水泥与砂的粘结,降低砼的强度,增加砼的用水量,加大砼的收缩,降低砼的抗渗性和抗冻性。 硫化物及硫

5、酸盐对水泥有(硫酸盐)腐蚀作用 有机物会分解出有机酸对水泥有腐蚀作用 氯盐对钢筋有腐蚀作用。4.粗细程度(1)定义不同粒径的砂粒混合在一起后的平均（总体）粗细程度(2)目的使砂的总表面积较小,包裹砂粒表面的水泥浆较少,从而节约水泥用量(3)测定用筛分析方法(简称筛析法)测定(4)指标细度模数(5)分类f = 3.1-3.7为粗砂，f = 2.3-3.0为中砂，f = 1.6-2.2为细砂，f =0.7-1.5为特细砂配制砼时优先选用中粗砂5.颗粒级配(1)定义砂中不同粒径颗粒的搭配情况(2)目的使砂的总空隙率较小，填充砂粒空隙的水泥浆较 少，从而节约水泥用量。(3)测定用筛分析方法(简称筛析法

6、)测定(4)评定 按0.6mm筛孔累计筛余百分率分成三个级配区 I、 II、 III区。(5)级配合格的标志各筛孔累计筛余百分率(Ai)落在任一级配区,级配合格除4.75mm、0.6mm外，允许有少量超出，但超出总量不大于5%，级配合格配制砼时优先选用II区砂6.坚固性7.碱活性标准筛标准筛砂的筛分析试验(1)标准筛孔(方孔)4.75, 2.36, 1.18,0.6,0.3 ,0.15(2)标准试样 M = 500g筛孔尺寸 mm筛余量mi(g)分计筛余ai(%) 累计筛余Ai(%)4.75 50 10 102.36 90 18 281.18 120 24 520.6 150 30 820.3

7、 65 13 950.15 20 4 99 计算公式 miai=(mi/M)100Ai =ai4.75 2.36 1.180.6 0.3 0.15 筛底细度模数f =(28+52+82+95+99)-510/(100-10)=3.4,属粗砂A0.6=82,按区评定。经检查所有筛孔Ai均落在区,则 该砂为区砂，级配合格。四.粗骨料(coarse-aggregate)1.定义粒径在4.75mm -90mm的骨料称为粗骨料，常称作石子(gravel)。2.分类 按产源分 碎石、卵石 按粒径尺寸分 连续级配、单粒级（间断级配）3.泥、泥块、有害物质泥、泥块定义详细骨料有害物质包括有机物、硫化物及硫酸盐

8、等危害详细骨料要求符合建筑用卵石、碎石GB/T146852001的要求4.颗粒形状(粒形）（1）最佳形状球形、正方体形（2）最差形状针状颗粒、片状颗粒针状、片状颗粒定义详教材危害拌合物和易性差，砼强度降低，耐久性差（骨料空隙率大）要求符合建筑用卵石、碎石GB/T146852001的要求5.最大粒径(粒径）(1)定义粗骨料公称粒级的上限(2)目的表示粗骨料的粗细程度。粗骨料总表面积较小节约水泥条件许可时，粗骨料的最大粒径大应尽量大。(3)砼结构工程施工质量验收规范(GB502042002)规定：砼梁、柱、墙的粗骨料的最大粒径：1/4截面最小尺寸，且3/4钢筋净距。砼板的粗骨料的最大粒径1/2板厚

9、，且40mm。某砼柱截面为300400mm，柱中受力钢筋直径为22mm，受 力筋间距为66mm。则该柱砼所用石子最大粒径为多少mm？解：依据GB502042002规定：例题6.强度(1)强度 岩石强度（仅用于碎石，且砼C60时才检验）压碎指标（用于碎石、卵石）a)岩石强度用母岩制作50mm立方体（或直径和高均为50mm圆柱体）浸水48h， 测定抗压强度，要求：岩石抗压强度1.5砼强度等级。b)压碎指标一定重量气干状态的9.5mm19mm碎石装人标准筒内，按规定速度加荷至200KN，卸荷后称取试样重M0, 用2.36mm筛筛去细粒，称取筛余重M1。压碎指标是表示粗骨料强度的间接指标。压碎指标越小

10、,粗骨料强度越高。反之。粗骨料强度越低。7.颗粒级配(1)定义 石子中不同粒径颗粒的搭配情况(2)目的 使石子的总空隙率较小节约水泥用量(3)测定 用筛分析方法(简称筛析法)测定(4)类型 连续级配和单粒级(间断级配)连续级配 石子由小到大各粒级相连的级配.间断级配 小颗粒粒径石子直接与大颗粒粒径石子相配,中间缺了一段粒级的级配.(5)标准筛孔 2.36，4.75，9.5，16，19，26.5，31.5，37.5， 53，63，75，90。8.坚固性 定义与要求同细骨料碎石表面粗糙，棱角多，且较洁净，与水泥石粘结牢固；卵石表面光滑，有机杂质含量较多，与水泥石粘结力较差；在相同条件下，卵石砼强度

11、较碎石砼强度低；在单位用水量相同条件下，卵石砼流动性较碎石砼大；五.外加剂(admixture)1.定义在拌制砼过程中掺入的用以改善砼性能的物质，掺量一般不大于水泥重量5%(特殊情况除外)。2.分类按主要功能分为四类。3.常用种类减水剂、引气剂、早强剂和缓凝剂等4.减水剂(1)定义在砼拌合物坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水量的外加剂(2)技术经济效果(作用)拌合物用水量不变时,能明显提高拌合物流动性(增大坍落度)拌合物坍落度和水泥用量不变时,可减少用水量,且提高砼强度,尤其是早期强度当保持砼强度不变时,节约水泥用量(3)水泥桨的絮凝结构水泥加水后,由于水泥颗粒之间的分子凝聚力作用形成的结

12、构.详下图(4)表面活性剂定义具有显著改变(通常为降低)液体表面张力或两相间界面张力的物质作用湿润、乳化、分散、润滑、起泡和洗涤作用构造分子由亲水基团和憎水基团两部分组成，详下图(5)减水剂的减水机理减水剂之所以能减水，是由于它是一种 憎水基团表面活性剂。其减水机理有三吸附分散减水剂的憎水基团定向吸附在 亲水基团水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有相同的电荷，在电性斥力作用下使水泥颗粒分开，将絮 水 水泥颗粒凝结构内包裹的水分释放出来,从而增加了拌合物的流动性。润滑作用水泥颗粒表面吸附了足够的减水剂后，使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，它阻止了水泥颗粒的直接接触，并在颗粒之间起润滑作用。湿

13、润作用由于水泥颗粒被有效的分散，颗粒表面被水充分湿润，促进了水泥的水化程度，从而提高了强度。 (6)减水剂的种类按效果分普通、高效减水剂按化学成分分木质素系、奈系、树脂系等(7)减水剂的掺加方式减水剂掺入砼的方法主要有：先掺法、同掺法、滞水法、后掺法等四种 先掺法将减水剂与水泥混合后再与骨料和水一起搅拌 同掺法将减水剂先溶于形成溶液后再加入搅拌物中一起搅拌 滞水法在搅拌过程中减水剂滞后13min加入 后掺法在拌合物运送到浇筑地点后，才加入减水剂再次搅拌均匀进行浇筑 5.引气剂(1)定义在砼搅拌过程中能引人大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂(2)目的(作用)改善砼拌合物的和易性既提高拌合

14、物流动性，又能改善拌合物粘聚性和保水性提高砼的抗渗性和抗冻性强度有所降低 6.早强剂 7.缓凝剂六.掺合料(additive)1.定义与砼其他组分一起，直接加入的人造或天然的矿物材料以及工业废料，掺量一般大于水泥重量5%。 2.作用 改善砼性能，节约水泥3.常用种类 粉煤灰、硅灰、磨细矿渣粉磨细煤矸石等 4.粉煤灰 按排放方式分干排灰与湿排灰按收集方式分静电收尘灰与机械收尘灰分类按加工方式分原状灰与磨细灰按质量分高钙灰（CaO10%)与低钙灰（CaO10%)粉煤灰效应活性效应、形态效应、微骨料效应等级按细度、烧失量、需水量、三氧化硫、含水量等分为三个等级掺加方式等量取代法、超量取代法、外掺法作用粉煤灰掺入砼中，可以改善拌合物的和易性、可泵性和可塑性；降低砼的水化热；使砼的弹性模量提高；提高砼的耐腐蚀、抗渗性、抗冻性等。但使砼的早期强度有所降低。第三节.砼的性能拌合物(fresh concrete)的性能和易性(Workability) 砼性能 强度(Strength) 硬化砼的性能 变形(Deformation) 耐久性(Durability) 一.和易性(Workability)1.定义 坍落度(mm) 塑性或流动性砼流动性指标