建筑材料项目三：混凝土及砂浆

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1、1,项目三：混凝土及砂浆,（22计划学时） 学习目标 1.掌握混凝土的组成材料（砂、石、水等）的技术要 求及评定方法。 2.掌握混凝土拌合物和易性概念及测定方法。 3.掌握通混凝土抗压强度及强度等级的确定方法及测定方法。 4.了解了解混凝土强度的主要影响因素。 5.学会普通混凝土配合比的设计方法。 6.了解外加剂的种类、及应用。,石家庄铁路职业技术学院建筑系,项目三：混凝土及砂浆,1.混凝土 （1）概述 混凝土的定义和分类 混凝土（广义）：由胶凝材料与粗、细骨料及水和其它材料，按适当比例拌制成拌和物，经硬化形成的具有所需形体、强度和耐久性的人造石材（属于复合材料）。 普通混凝土（狭义）：由水泥

2、、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、干体积密度为20002800kg/m3，具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为“混凝土”。,项目三：混凝土及砂浆,混凝土的分类 按体积密度分 重混凝土 02800kg/m3。 普通混凝土 0 20002800kg/m3。 轻混凝土 02000kg/m3。 按胶凝材料分 水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土等。 按用途分 结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝土等 。,项目三：混凝土及砂浆,按生产和施工工艺分 预拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、喷射

3、混凝土、碾压混凝土、离心混凝土。 按强度分 普通混凝土 C60。 高强混凝土 C60。 超高强混凝土 100MPa。 按配筋情况分 素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土。,项目三：混凝土及砂浆,项目三：混凝土及砂浆,混凝土的特点 优点 原材料来源广，造价低； 易于加工成型； 可调配性好； 匹配性好； 抗压强度高； 与钢筋的共同工作性好； 耐久性好； 耐火性好； 生产工艺简单，能耗低； 可浇注成整体建筑物以提高抗震性。,项目三：混凝土及砂浆,缺点 抗拉强度低（约为抗压强度的1/101/20）、变形性能差； 导热系数大； 体积密度大（约为2400kg/m3左右）； 硬化较缓慢。,项目三

4、：混凝土及砂浆,混凝土的发展 高性能混凝土。 绿色高性能混凝土 新技术混凝土,项目三：混凝土及砂浆,（2）普通混凝土的组成材料 混凝土体积构成 水泥石25左右； 砂和石子70以上； 孔隙和自由水15%。 混凝土的结构形成过程水泥+水水泥浆+砂水泥砂浆+石子混凝土拌合物硬化混凝土,项目三：混凝土及砂浆,组成材料的作用,项目三：混凝土及砂浆,水泥的选择 品种的选择：根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理地选择。 强度等级的选择： 原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥； 一般情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.52.0倍；

5、配制高强混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的1倍左右。,项目三：混凝土及砂浆,砂的技术质量要求(细骨料) 砂是指粒径在4.75mm以下的颗粒。 分类 按产源分：天然砂（河砂、海砂、山砂）；人工砂 按技术要求分 类 宜用于强度等级大于C60的混凝土； 类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土； 类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。,项目三：混凝土及砂浆,表观密度、堆积密度及空隙率 表观密度s2500kg/m3； 松散堆积密度so1350kg/m3； 空隙率P47%。 2.含泥量、泥块含量及石粉含量 含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量； 泥块含量是

6、指粒径大于1.18mm，经水洗、手捏后小于600m的颗粒含量； 石粉含量是指人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒含量。具体指标见表。,项目三：混凝土及砂浆,有害物质含量：砂中不应混有草 根、树叶、树枝、塑料等杂物， 有害物质主要是云母、轻物质、 有机物、硫化物及硫酸盐、氯化 物等。见P49表5-2。,项目三：混凝土及砂浆,颗粒级配：颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。 级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当，空隙率小，总 表面积小，节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。 颗粒级配采用筛分法确定：见P51 级配区 按600m筛的累计筛余率的大小，可分为1区、2区、 3区共三个级配区（见P51表

7、5-5） 。 级配合格判定： 砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内；除4.75mm和600m筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5。 级配的选择：宜优选2区砂；若用1区砂，提高砂率；3区 砂，减小砂率。,项目三：混凝土及砂浆,粗细程度（用细度模数表示砂的粗细） 不同粒径砂粒混合在一起的总体粗细程度。 砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂：粗砂 Mx =3.73.1；中砂 Mx =3.02.3；细砂 Mx =2.21.6。 细度模数按下式计算：式中：Mx细度模数；A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m筛的累计筛余百分率，

8、。,项目三：混凝土及砂浆,粗细程度和颗粒级配的评定（筛析法） （1）取500g干砂试样，用一套标准筛从粗到细依次过筛，记下分计筛余量，算出分计筛余率a(a1 a2 a3 a4 a5 a6)，再算出累计筛余率A（A1 A2 A3 A4 A5 A6）。分计筛余率分计筛余量/试样总量100累计筛余率该号筛筛余率该号筛以上各筛的筛余率见P51表5-5砂的级配区范围,项目三：混凝土及砂浆,砂的粗细程度判别用细度模数：粗砂 Mx =3.73.1中砂 Mx =3.02.3细砂 Mx =2.21.6砂的颗粒级配用级配区（或筛分曲线）表示先以A4（0.6mm筛的累计筛余百分率）定出级配区，如果其它累计筛余率均在

9、此级配区的级配范围之内，说明该砂的级配合格，若有误差（除A1 A4外），允许误差总和不得超过5，也属于级配合格，否则，级配不合格。,项目三：混凝土及砂浆,项目三：混凝土及砂浆,石子的技术质量要求（粗骨料） 定义石子是粒径大于4.75mm的骨料。 分类 按产源分：卵石和碎石 按技术要求分： 类 宜用于强度等级大于C60的混凝土； 类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土； 类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。,项目三：混凝土及砂浆,表观密度、堆积密度及空隙率 表观密度g2500kg/m3； 松散堆积密度go1350kg/m3； 空隙率P47%。 表观密度和堆积密度

10、测定表观密度：液体比重天平法；广口平法堆积密度：量筒法,项目三：混凝土及砂浆,含泥量、泥块含量及石粉含量 含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量； 泥块含量是指卵石、碎石中粒径大于4.75mm经水洗手捏后小于2.36mm的颗粒含量。针片状颗粒含量 针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者； 片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径0.4倍者。 针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。 具体指标见P53表5-9。,项目三：混凝土及砂浆,强度 岩石抗压强度是将母岩制50mm50mm50mm 立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗 压强度。 压

11、碎指标是将一定质量风干状态下9.50 19.0mm的颗粒装入标准圆模内，在压力机上 按1kN/s速度均匀加荷至200kN并稳定，卸荷 后用2.36mm的筛筛除被压碎的细粉，称出筛 余量。,项目三：混凝土及砂浆,压碎指标可按下式计算：压碎指标越小，石子的抗压强度越高。对于不同等级的混凝土，所用石子的压碎指标应符合P53表5-10规定。,项目三：混凝土及砂浆,项目三：混凝土及砂浆,颗粒级配 为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。 粗骨料的颗粒级配有连续级配与间断级配两种。 连续级配是石子由小到大连续分级； 间断级配是指用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级

12、相配，中间为不连续的级配，由于易产生离析，应用较少。 用连续级配的石子配制混凝土，拌和物的和易性好，不易发生离析，目前应用最广。工程中不宜采用单粒级的粗骨料配制混凝土。,项目三：混凝土及砂浆,最大粒径 粗骨料公称粒级的上限称为石子的最大粒径。 从结构上考虑 根据规定，混凝土用粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4；对混凝土实心板，不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。 从施工上考虑 对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与输送管内径之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5，高层建筑宜在1：31：4，超高层建筑宜在1：41：5。 从经济上考虑 当最大粒

13、径小于80mm时，水泥用量随最大粒径减小而增加， 当大于150mm后，节约水泥的效果却不明显。,项目三：混凝土及砂浆,坚固性 定义：指卵石、碎石在自然风化和其它物理、化学因素作用下抵抗破裂的能力。 测定：硫酸钠溶液法（五次循环后的质量损失）骨料的含水状态 类型：干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态 应用：计算普通混凝土配合比时以干燥状态的骨料为基准，大型的水利工程，常以饱和面干状态的骨料为基准。 碱骨料反应,项目三：混凝土及砂浆,拌合用水的技术质量要求 水的质量要求不得影响混凝土的和易性及凝结；不得有损于混凝土强度的发展；不得降低混凝土的耐久性，加快钢筋锈蚀及导致预应力钢筋脆断；不得污染

14、混凝土表面。 水的种类饮用水、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。 水的选择拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合混凝土拌合用水标准（JGJ631989）的规定。,30,项目三：混凝土及砂浆,混凝土拌合物的和易性 和易性定义是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能。 和易性内容：流动性、粘聚性、保水性 既相互联系又相互矛盾,石家庄铁路职业技术学院建筑系,项目三：混凝土及砂浆,混凝土拌合物和易性的评定 : 流动性常用坍落度法和维勃稠度法进行测定。对于流动性较大（靠自重就能产生流动的混凝土拌合物）的混凝土拌合物的流动性可用坍落度法测

15、定；而流动性较小（靠机械振动才能产生流动的混凝土拌合物）的混凝土拌合物则用维勃稠度法。,项目三：混凝土及砂浆,坍落度法(见图) 坍落度测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值，保证流动性（单位mm）。 适用范围： 骨料最大粒径不大于40mm； 坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土 粘聚性、保水性测定,项目三：混凝土及砂浆,项目三：混凝土及砂浆,维勃稠度法 测定使拌合物密实所需要的时间，s。 适用范围 粗骨料最大粒径不大于40mm； 坍落度小于10mm，维勃稠度在5s30s之间的干硬性混凝土。,项目三：混凝土及砂浆,混凝土拌合物按流动性的分类；按混凝土 质量控制标准分类,项目三：混凝

16、土及砂浆,混凝土施工时坍落度的选择：根据施工条件、 构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确 定。,项目三：混凝土及砂浆,影响和易性的因素 水泥浆的数量：水灰比不变，增加水泥浆数量，能使骨料 周围有足够的水泥浆包裹，改善骨料之间的润滑性能，从而使 混凝土拌合物的流动性提高；水泥浆数量过多，否则会出现流 浆现象，粘聚性变差，浪费水泥，同时影响混凝土强度。通常 在满足和易性和强度前提下，尽量少用。 水泥浆的稠度（主要取决于水灰比） 水灰比过大，水泥浆太稀，产生严重离析及泌水现象；水灰比 过小，因流动性差而难于施工。通常水灰比在0.40-0.75，并 尽量选用小的水灰比。,项目三：混凝土及砂浆,砂率： 砂率-指混凝土中砂的用量占砂、石总用量的百分率。 合理砂率-砂率适宜时，砂子不但能填满石子间的空隙，还 能保证骨料间有一定厚度的保护层，以减少骨料间摩擦阻 力，是混凝土拌合物有较好的流动性。此时的砂率为合理 砂率。 合理砂率的作用：在用水量及水泥用量一定的条件下，使 混凝土拌合物获得最大的流动性，并保持良好的粘聚性和 保水性；在保证良好和易性的同时，水泥用量最少。,