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1、第五节 混凝土(concrete),混凝土是由胶凝材料、粗细骨料(又称集料)加水拌和后,经一定时间硬化而成的人造石材。 世界上用量最大的人工建筑材料。,一、混凝土的分类1.按胶凝材料分类: 水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、水玻璃混凝土、碱矿渣混凝土、聚合物混凝土。,2.混凝土按照体积密度大小分为三类: (1)重混凝土(02500Kg/M3) (2)普通混凝土(0=19502500Kg/M3) (3)轻混凝土(010%)。 矿物外加剂(掺合料、外掺料):是指在混凝土拌合物中掺入量超过水泥质量的5,在配合比设计时,需要考虑体积或质量变化的外加材料。如粉煤灰、矿渣、硅灰、沸石粉等。,掺减水剂可以
2、产生以下几个方面的效果a在原配合比不变的条件下,可增大混凝土拌合物的流动性,且不致降低混凝土的强度。,b在保持流动性及水灰比不变的条件下,可以减少用水量及水泥用量,节约水泥。,c在保持流动性及水泥用量不变的条件下,可以减少用水量,从而降低水灰比,使混凝土的强度及耐久性得到提高。,2)减水剂常用品种 (1)普通减水剂(减水率510%) 木质素系减水剂 多元醇系 (2)高效减水剂(减水率10%25%) 萘系减水剂 水溶性树脂减水剂 (3)高性能减水剂(减水率25%)氨基磺酸盐、多羧酸系接枝类共聚物 (4)复合减水剂,2. 早强剂 多用于加速砼硬化,缩短施工周期,加快施工速度提高模板周转率以及抢修工
3、程,早强剂与其他外加剂的复配: (1)复合早强剂早强效果更好 (2)早强减水剂发挥早强、减水 的共同特点,3. 引气剂 使砼在搅拌过程中引入在量的均匀分布的封闭的微小气泡,(201000um)。,主要目的:,(1)改善砼和易性滚珠作用; (2)提高防渗、抗冻性(一定引气量范围内); (3)强度一般降低,但可以由减水作用得到一定的补偿。,松香类:松香热聚物,松香皂0.0050.02%;引气量35%;木质素类:不是以引气为主要目的,故掺量稍大,且引气量也不大; 烷基苯磺酸盐类:十二烷基苯磺钠等(0.0050.02%) 皂素类:0.0010.01%,常用引气剂品种,4. 缓凝剂延长混凝土及砂浆的凝结
4、时间 常用缓凝剂类别及掺量范围无机类: (1)硼酸盐、磷酸盐、锌盐等(0.10.2%) 有机类: (2)羟其羧酸及盐类;酒石酸,柠檬酸、葡糖酸等(0.030.1%) (3)含糖碳水化合物类,糖蜜、葡糖、蔗糖等(0.10.3%) (4)木质素磺酸类:MCa,MNa等(0.20.8%) (5)多元醇类:如纤维素,多元醇等(0.010.3%,主要机理: 缓凝剂吸附于水泥颗粒表面,阻碍与水的水化而获得缓凝性。,总之,无论何种外机剂,均应以其中离子对砼性能,特别是强度和耐久性不产生影响。再者要注意外加剂使用要点:掺量;掺加方法;与水泥的适应性;相互间适应性;有害离子; 品种选择;,(一)、 混凝土拌合物
5、的和易性 和易性的概念 (流动性、粘聚性和保水性),四、 混凝土的技术性质,1、影响和易性的主要因素 1)材料品种与用量的影响 水泥品种和细度:用粉煤灰水泥拌制的混凝土流动性最好,保水性和粘聚性也较好。 水泥浆数量:水泥浆数量不能太多也不能太少 水灰比(单位用水量),砂率(sand percentage) 砂率与坍落度的关系曲线(最优砂率) 砂率与水泥浆用量的关系曲线 混凝土砂率选用表与砂率的计算公式 外加剂(减水剂、泵送剂)和掺合料(粉煤灰),2)环境的温度与湿度的影响 环境的温度高,空气湿度小,拌合物水分蒸发快,坍落度损失大,坍落度小。3)工艺对和易性(workability)影响 拌合好
6、,塌落度(slump)大。,2. 混凝土和易性的评定坍塌度试验法 1-4-17 维勃稠度试验法 表1-4-16 混凝土拌合物流动性的分级,四、 硬化混凝土的技术性质,随着水化的进行,混凝土开始凝结、硬化,最后形成具有强度的固体。在此过程中,混凝土的结构不断发生变化,其强度也在不断的增加。,1强度产生的原因: 胶凝材料水化产物,形成水泥石,水泥石包裹在集料周围。,(一)、混凝土强度,3. 混凝土的抗压强度与强度等级 1)混凝土标准立方体抗压强度 2)混凝土立方体抗压强度标准值 3)强度等级,5. 影响混凝土强度的因素 1)水泥强度等级和水灰比 混凝土强度与灰水比的关系 2)骨料的种类、质量及数量
7、 3)湿度与温度的影响 混凝土强度与保持潮湿日期关系 养护工艺 养护温度对混凝土强度的影响,6. 提高混凝土强度的主要措施 1)选料:水泥、骨料、外加剂、掺合料 2)采用机械搅拌和振捣 捣实方法对混凝土强度的影响 3)养护工艺方面,1.、混凝土耐久性的概念 耐久性的概念:砼抵抗所处环境的作用破坏的能力,如温度、湿度,化学侵蚀介质等。 环境对砼的作用: 物理作用如冻融、渗透以及磨蚀,空蚀等; 化学作用,如各种酸、碱、侵蚀,碳化、碱集料反应以及砼中的钢筋锈蚀等。,(二 ) 混凝土的耐久性,2、耐久性类型,1)混凝土的抗渗性 2)混凝土的抗冻性 3)混凝土抗侵蚀性 4)混凝土的碳化 5)混凝土的碱一
8、骨料反应 6)磨损与气蚀,三、提高混凝土耐久性的主要措施 1合理选择水泥品种 2增加砼密实度 W/C 成型方法 集料级配(包括砂率)等 3质量性能稳定的集料针对碱集料反应尤其注意。 4掺加矿物掺合料、引合剂、防渗剂等 5砼表面处理(特别是裂缝防护) 6. 规定最小水泥用量,五、 普通混凝土的配合比设计,(一)、 混凝土配合比的表示方法 以每1m3混凝土中各项材料的质量比表示。例如1m3混凝土:水泥300kg,水180kg,砂720kg,石子1200kg,每1m3混凝土总质量为2400kg。 以各项材料间的质量比来表示(以水泥质量为1)。例如,将上例换算成质量比为:水泥砂石shui=12.44.00.6,水灰比为0.60。,(二)、混凝土配合比设计的基本要求 满足施工所要求的混凝土拌合物的和易性; 满足混凝土结构设计的强度等级; 满足耐久性要求; 节约水泥,降低成本。,