试验员培训课件 混凝土

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1、试验员培训课件 混凝土Concretel8.1 混凝土的基本概念l8.2 普通混凝土配合比设计l8.4普通混凝土拌合物性能试验l8.5普通混凝土物理力学试验l8.7混凝土质量控制8.1.1 混凝土的定义和分类l8.1.1.1定义l广义上-凡由胶凝材料、骨料按适当比例配合 ，拌合制成的混合物，经一定时间硬化而成的人 造石材统称之为混凝土。l目前工程上使用最多的是以水泥为胶结材料，以 砂、石为骨料，加水及掺入适量外加剂和掺和料 拌制的普通水泥混凝土（简称普通混凝土）8.1.1.2混凝土的分类按表观密度分类l特重混凝土其表观密度大于2700kg/m3，用重骨料 和钡水泥、锶水泥等重水泥配制而成。具有

2、防射线的性能 ，又称防辐射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料 。l普通（重）混凝土表观密度1900kg/m3 2500kg/m3，用普通的天然砂石为骨料配制而成，为建筑 工程中常用的混凝土。l轻混凝土表观密度小于1900kg/m3，是采用陶粒等 轻质多孔的骨料，或者不采用骨料而掺入加气剂或泡沫剂 ，形成多孔结构的混凝土。主要用作轻质结构材料和绝热 材料。按用途分类l结构混凝土l防水混凝土l道路混凝土l防辐射混凝土l耐热混凝土l耐酸混凝土l大体积混凝土l膨胀混凝土等。按胶结材料分类l硅酸盐水泥混凝土l铝酸盐水泥混凝土l沥青混凝土l树脂混凝土按流动性分类l干硬性混凝土：坍落度小于10，用维勃稠

3、 度表示稠度l塑性混凝土：坍落度1090l流动性混凝土：坍落度100150l大流动性混凝土：坍落度大于160按其抗压强度（fcu）混凝土还可分为：l普通混凝土（10MPafcu50MPa)l高强度混凝土（fcu60MPa)l超高强度混凝土（fcu100MPa)按生产和施工方法分类l 泵送混凝土l 喷射混凝土l 滑模混凝土l 碾压混凝土l 自密实混凝土l 离心混凝土l 压力灌浆混凝土、l 预拌混凝土（商品混凝土）8.1.1.3混凝土的主要性质包括：混凝土硬化前:混凝土拌合物的和易性（工作性 Workability）混凝土硬化后:混凝土的强度、变形性能和耐久性(1) 混凝土拌合物的工作性研究：新拌

4、混凝土（Fresh Concrete）的施工 性、施工前后如何保持匀质性 l包括：工作性的定义工作性的评定方法影响工作性的因素实际工程调整工作性的方法l新拌混凝土混凝土的各组成材料按一定比例 搅拌而制成的尚末凝固的混凝土拌和物。工作性的概念l工作性指混凝土拌和物易于各施工工 序施工操作（搅拌、运输、浇注、捣实） 并能获得质量均匀，成型密实的混凝土的 性能。l工作性是一项综合性的技术指标，包括：流动性粘聚性保水性l不同的施工方式，所要求的工作性不同。粘聚性l粘聚性是指混凝土拌和物内部组分之间具有一定的凝聚 力，在运输和浇注过程中不致发生分层离析现象，使混凝土 保持整体均匀的性能。l粘聚性差的混凝

5、土拌合物，在施工过程中易出现分层、离析 现象。l离析指混凝土拌合物各组分分离，造成不均匀和失去连 续性的现象。常有两种形式：粗骨料从混合料中分离；稀水 泥浆从混合料中淌出。l分层指混凝土浇注后由于重力沉降产生的不均匀分布现 象。流 动 性l流动性是指混凝土拌和物在自重或机 械振捣作用下，能产生流动，并均匀密实 地填满模板的性能。l（广义上：流动性是固、液体混合物，即分散系统中克服 内阻力而产生变形的性能，其大小取决于固、液相的比例 ）。l流动性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠 ，直接影响着浇捣施工的难易和混凝土的 质量。保 水 性l保水性是指混凝土拌和物具有一定的保持内 部水份的能力，在施工过程

6、中不致产生严重的泌 水现象。l保水性差的混凝土拌和物，在施工过程中，一部 分水易从内部析出至表面，在混凝土内部形成泌 水通道，使混凝土的密实性变差，降低混凝土的 强度和耐久性。它反映混凝土拌和物的稳定性。矛盾的统一l混凝土拌和物的流动性、粘聚性、保水 性，三者之间互相关联又互相矛盾。l如粘聚性好则保水性往往也好，但当流 动性增大时，粘聚性和保水性往往变差 ，反之亦然。l所谓拌和物的工作性良好，就是要使这 三方面的性能在某种具体条件下，达到 均为良好，亦即使矛盾得到统一。流动性（坍落度）的选择*l需考虑的因素：结构类型构件截面大小配筋疏密搅拌方式机械、人工输送方式浇注方法是否泵送捣实方法等l原则

7、：在不妨碍施工操作并能保证振捣密实的条件下，尽可 能采用较小的坍落度，以节约水泥并获得质量高的混 凝土。坍落度选择表*结结 构 种 类类坍落度（mm）基础础或地面等的垫层垫层 、无筋的厚大结结 构或配筋稀疏的结结构构件1030板、梁和大型及中型截面的柱子等3050配筋密列的结结构（薄壁、筒仓仓、细细柱 等5070配筋特密的结结构7090 注：采用常规的施工方法影响工作性的因素l1 水泥浆的数量l2 水泥浆的稠度l3 砂率l4 组成材料性质的影响l5 外加剂l6 时间和温度实际工程中调整和易性的原则：l通过试验，采用合理砂率，并尽可能采用较低的 砂率；l改善砂、石（特别是石子）的级配；l在可能条

8、件下，尽量采用较粗的砂、石；l当混凝土拌和物坍落度太小时，保持水灰比不变 ，增加适量的水泥浆；当坍落度太大时，保持砂 率不变，增加适量的砂石；l有条件时尽量掺用外加剂减水剂、引气剂。（2）混凝土的力学性能混凝土强度的意义：l强度是混凝土最重要的力学性质，混凝土 主要用于承受荷载或抵抗各种作用力。l混凝土强度与混凝土的其它性能关系密切 ，一般来说，混凝土的强度愈高，其刚性 、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介质的 能力也愈高，通常用混凝土强度来评定和 控制混凝土的质量。混凝土强度的分类包 括：抗压强度抗拉强度抗弯强度抗剪强度与钢筋的粘结强度等。砼的抗压强度与强度等级定义：l 混凝土的抗压强度是指标准

9、试件在压力 作用下直到破坏的单位面积所能承受的 最大应力（亦称极限强度）。l混凝土结构物常以抗压强度为主要参数 进行设计，而且抗压强度与其它强度及 变形有良好的相关性，因此，抗压强度 常作为评定混凝土质量的指标，并作为 确定强度等级的依据。立方体标准试件抗压强度与强度等级的关系l依据国家标准普通混凝土力学性能试验方法所 测得的抗压强度值为混凝土立方体抗压强度，以fcu 表示。l砼强度等级:依据混凝土立方体抗压强度标准值（以 fcu.k表示），将混凝土划分为十二个强度等级：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40 、C45、C50、C55及C60l混凝土立方体抗压强度标准

10、值fcu.k系指对按标准方 法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在 28d龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分 布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5 。影响混凝土强度的因素l混凝土破坏的断面形式分：骨料剥离型骨料破裂型粘结界面破坏型l混凝土强度关系式fcu=f(骨料强度、水泥石强度、界面强 度)水泥标号与水灰比l水泥标号和水灰比是决定混凝土强度最主要的因 素。l水灰比不变时，水泥标号越高，则硬化水泥石强 度越大，对骨料的胶结力也就越强，配制成的混 凝土强度也就愈高。l水泥标号相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的 强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度愈高 。l但水灰比过小，拌和

11、物过于干稠，在一定的施工 振捣条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多 的蜂窝、孔洞，反将导致混凝土强度严重下降。l W/C理论=0.223 W/C实际=0.40.6强度与水灰比的关系示意图图3-6 龄期与水灰比对混凝土强度的影响砼强度与W/C、水泥强度等的经验公式fcu=Afce（C/WB）式中 fcu 混凝土28d龄期的抗压强度（Mpa）；C每立方米混凝土中水泥用量（Kg）；W每立方米混凝土中水的用量（Kg）；C/W混凝土的灰水比；fce水泥的实际强度（Mpa）。在无法取得水泥实际强度时，可用式fce=. fce.k代入，其中fce.k为水泥标号，为水泥标号值的富余系数（ 一般为1.13）。

12、A、B经验系数（骨料系数）lA、B经验系数，与骨料品种及水泥品种等因 素有关，其数值通过试验求得。若无试验统计资料 ，则可按普通混凝土配合比设计规程（JGJ55 96）提供的A、B经验系数取用：采用碎石 A0.46 B0.07采用卵石 A0.48 B0.33l公式的适用范围：只适用于流动性混凝土及低流动 性混凝土，对于干硬性混凝土则不适用。l混凝土强度公式的应用：可根据所用的水泥标号和 水灰比来估计所配制混凝土的强度，也可根据水泥 标号和要求的混凝土强度等级来计算应采用的水灰 比。 骨料的影响影响因素：l骨料的强度l骨料的种类l骨料的级配l骨料的表面状态l骨料的粒形l骨料的有害杂质和弱颗粒含量

13、 龄 期l定义：龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历 的时间。l在正常养护的条件下，混凝土的强度将随龄期 的增长而不断发展，最初714天内强度发展 较快，以后逐渐变缓，28天达到设计强度。28 天后强度仍在发展，其增长过程可延续数十年 之久。砼强度与龄期的关系图龄期与强度经验公式l在标准养护条件下，混凝土强度的发展 ，大致与其龄期的常用对数成正比关系 （龄期不小于3d）。式中 fnnd龄期混凝土的抗压强度（MPa ）；f2828d龄期混凝土的抗压强度（ MPa）；n养护龄期（d），n3。龄期与强度经验公式的应用l可以由所测混凝土早期强度，估算其28d 龄期的强度。l或者可由混凝土的28d强度，

14、推算28d前 混凝土达到某一强度需要养护的天数， 如确定混凝土拆模、构件起吊、放松预 应力钢筋、制品养护、出厂等日期。养护温度及湿度的影响l混凝土强度是一个渐进发展的过程，其 发展的程度和速度取决于水泥的水化， 而混凝土成型后的温度和湿度是影响水 泥水化速度和程度的重要因素。因此， 混凝土浇捣成型后，必须在一定时间内 保持适当的温度和足够的湿度以使水泥 充分水化，保证混凝土强度不断增长， 以获得质量良好的混凝土。温度影响l养护温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度的发展 也快；l在低温下混凝土强度发展迟缓。当温度降至冰点以下 时，则由于混凝土中水分大部分结冰，不但水泥停止 水化，混凝土强度停止发

15、展，而且由于混凝土孔隙中 的水结冰产生体积膨胀（约9），而对孔壁产生相当 大的压应力（可达100MPa），从而使硬化中的混凝土 结构遭受破坏，导致混凝土已获得的强度受到损失。l混凝土早期强度低，更容易冻坏。l冬季施工时，要特别注意保温养护，以免混凝土早期 受冻破坏。湿度影响l周围环境的湿度对水泥的水化能否正常进行有显著 影响。l湿度适当，水泥水化反应顺利进行，使混凝土强度 得到充分发展，因为水是水泥水化反应的必要成份 。l如果湿度不够，水泥水化反应不能正常进行，甚至 停止水化，严重降低砼强度，而且使砼结构疏松， 形成干缩裂缝，增大了渗水性，从而影响混凝土的 耐久性。l施工规范规定：在混凝土浇筑

16、完毕后，应在12h内 进行覆盖，以防止水分蒸发过快。在夏季施工混凝 土进行自然养护时，使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐 水泥和矿渣水泥时，浇水保湿应不少于7d；使用火 山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中掺用缓凝型外加 剂或有抗渗要求时，应不少于14d。砼强度与保湿时间的关系图试验条件对砼强度测定值的影响*试验条件是指：试件的尺寸试件形状试件表面状态加荷速度等提高混凝土强度的措施 * l采用高标号水泥或早强型水泥l采用低水灰比的干硬性混凝土l采用湿热处理养护混凝土l采用机械搅拌和振捣l掺入混凝土外加剂、掺合料等（3）混凝土变形的性能分类：化学收缩非荷载作用下的变形 干湿变形温度变形荷载作用下的变形 短期荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形徐变（4） 混凝土的耐久性长期以来，人们