8混凝土 介紹

第四章 混凝土

一、 定義：由膠凝材料將粗、細骨料膠結(jié)而成的固體材料稱為混凝土

二、 分類

1、按膠結(jié)材料不同分：水泥~、石膏~、瀝青~

2、按表觀密度分類：

1）重混凝土：干表觀密度大于2600kg/m^3 重晶石、鐵礦石或鋼屑等作骨料制成，能防輻射

2）普通混凝土：密度在2000~2800之間，采用天然砂、石作骨料制成

3）輕混凝土：密度小于1950，包括輕骨料混凝土、多孔混凝土和無砂大孔混凝土，多用于保溫絕熱的部位

3、按用途分：結(jié)構(gòu)混凝土、防水~、耐熱~、耐酸~、修補~

4、按強度等級分：普通~、高強~、超強~

5、按生產(chǎn)和施工方法分

三、特點

優(yōu)點：

1、 原材料豐富，成本低

2、 具有石材一般的強度和耐久性，但又優(yōu)于石材

3、 性能可調(diào)

4、 較好的可塑性

5、 整體性強，抗震性高

6、 維修費用低

缺點：

7、 自重大

8、 抗拉強度低，脆性材料

9、 傳熱快

10、 需養(yǎng)護時間，生產(chǎn)周期長

11、 強度波動因素多

四、對砼的基本要求：

1、各組成材料經(jīng)拌和后形成的拌合物應(yīng)具有一定的和易性，以便于施工

2、 混凝土應(yīng)在規(guī)定齡期達到設(shè)計要求的強度

3、 硬化后的混凝

第一文庫網(wǎng)

土應(yīng)具有適應(yīng)其所處環(huán)境的耐久性

4、 經(jīng)濟合理，在保證質(zhì)量的前提下，節(jié)約造價

.2 砼的組成材料

普通混凝土是以水泥為膠結(jié)材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經(jīng)過澆筑成型、凝結(jié)硬化所形成的固體材料

基本組成材料:水泥,水,砂,石

其中砂石起骨架作用,稱之為骨料,占大多數(shù)

水泥起膠凝,填充,潤滑,包裹作用

一、水泥 最重要的材料

1)作用:膠結(jié),潤滑,填充,包裹

2)量多,則流漿,且成本提高;量少,則無法成型

3)水泥品種:根據(jù)環(huán)境,工程不同

選擇的水泥強度等級標準值為混凝土強度等級標準值的1.5~2.0倍為宜

二、骨料：公稱粒徑大于5mm的為粗骨料（石子），小于5mm的為細骨料（砂子）

砂可分為自然砂和人工砂，自然砂又分為河砂、海砂、山砂

1、含泥量、泥塊含量和石粉含量

含泥量是指骨料中公稱粒徑小于80μm顆粒的含量

泥顆粒極細，會粘附在骨料表面，影響水泥石與骨料之間的膠結(jié)能力。

2、有害物質(zhì)含量：影響水泥漿與骨料膠結(jié)，腐蝕水泥石等，影響強度

3、堅固性：骨料的堅固性，按標準規(guī)定用硫酸鈉溶液檢驗

4、堿活性：砂、石中若含有活性氧化硅或含有粘土的白云石質(zhì)石灰石，在一定的條件下會與水泥中的堿發(fā)生堿-骨料反應(yīng)，產(chǎn)生膨脹并導(dǎo)致混凝土開裂。

5、級配和粗細程度

顆粒級配:粒級大小不同砂粒相互組配的情況.

粗細:不同粒徑的砂粒混合在一起的平均粗細程度.

用篩分析法測定:

稱500克干砂,篩分后,測

篩余量,計算分計篩余,累計篩余

由累計篩余計算細度模數(shù)Mx

Mx=(A2+A3+A4+A5+A6-5A1)/(100-A1)

例:

篩孔

尺寸 4.75（mm）2.36（mm） 1.18（mm） 600(um) 300(um) 150(um) ＜150(um)

篩余量（kg）5 25 130 240 60 40 0

分計篩余:1% 5% 26% 48% 12% 8%

累計篩余:1% 6% 32% 80% 92% 100%

A1 A2 A3 A4 A5 A6

Mx=(6+32+80+92+100-5x1)/(100-1)

=3.1

按規(guī)范 Mx=3.1~3.7 粗砂

2.3~3.0 中砂

1.6~2.2 細砂

0.7~1.5 特細砂

石的級配分為連續(xù)粒級和單粒級兩種，篩孔的直徑為2.50mm、5.00㎜、10.0㎜、16.0㎜、20.0㎜、25.0㎜、31.5㎜、40.0㎜、50.0㎜、63.0㎜、80.0㎜、100㎜，共12個篩子

合理級配：①粗細顆粒含量適當②空隙小③表面積�、芩�泥漿用量少⑤和易性好⑥密實度較高，強度高，耐久性好

6、骨料的形狀和表面特征

骨料的顆粒形狀近似球狀或立方體形，砂一般不考慮其形貌，石就必須考慮其針、片狀的含量

7、強度：骨料的強度指粗骨料的強度。碎石的強度可用抗壓強度和壓碎指標值表示，卵石的強度可用壓碎指標值表示

火成巖強度不宜低于80MPa，變質(zhì)巖強度不宜低于60MPa，水成巖不宜低于45MPa

壓碎值指標δa=（m0-m1)/m0×100％

2)砂的含水狀態(tài)

a,完全干燥

b,氣干狀態(tài)

c,飽和面干,工程中常用狀態(tài)

d,含水濕潤

3)有害物質(zhì):

a,含泥量及泥塊含量

降低強度,耐久性

b,云母 降低強度耐久性

c,輕物質(zhì) 強度下降

d,硫化物和硫酸鹽 鋼筋銹蝕,強度耐久性降低

e,有機質(zhì) 腐蝕水泥

f,氯鹽 腐蝕鋼筋

2,粗骨料的有害物質(zhì):

a,含泥量及泥塊含量

降低強度,耐久性

b,云母 降低強度耐久性

c,輕物質(zhì) 強度下降

d,硫化物和硫酸鹽 鋼筋銹蝕,強度耐久性降低

e,有機質(zhì) 腐蝕水泥

f,氯鹽 腐蝕鋼筋

g,針片狀顆粒含量

三,混凝土用水

基本質(zhì)量要求：不影響混凝土的凝結(jié)和硬化，無損于混凝土強度發(fā)展及耐久性，不加快鋼筋銹蝕，不引起預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷，不污染混凝土表面。

凡能飲用的水和清潔的天然水，都可用于混凝土拌制和養(yǎng)護。不能用海水，工業(yè)廢水須經(jīng)適當處理

四、 混凝土的外加劑

一,分類:

1. 改善砼拌合物流變性能，減水劑和泵送劑等

2. 調(diào)節(jié)砼凝結(jié)時間,硬化性能，緩凝劑、促凝劑、速凝劑

3. 改善砼耐久性，引氣劑、防水劑、阻銹劑、礦物外加劑

4. 改善砼其它性能，膨脹劑、防凍劑、著色劑

二,減水劑:

減水劑可降低達到一定坍落度所需的水量

1、作用機理：表面活性劑的分子由親水基團和憎水基團兩部分組成。在水溶液中加入表面活性劑后，親水基團指向溶液，而憎水基團指向空氣

、非極性液體或固體，作定向排列，組成吸附膜，因此降低了水的表面張力，并降低了水與其他液相或固相之間的界面張力。當水泥加水拌合后，由于水泥顆粒間分子凝聚力的作用，使水泥漿形成絮狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中包裹了一部分拌合水，降低了混凝土拌合物的流動性。加入減水劑后，減水劑的憎水基團定向吸附于水泥顆粒表面，使水泥顆粒表面帶有相同的電荷。在電性斥力作用下，水泥顆粒分開，從而將絮凝結(jié)構(gòu)內(nèi)的游離水釋放出來。

2、主要種類

①木質(zhì)素系減水劑②多芳香族磺酸鹽系減水劑③水溶性樹脂系減水劑④聚羧酸類減水劑

三、引氣劑：通過攪拌，在砼拌合物中引入一定量的微小的獨立的空氣泡，均勻的分布在砼中

主要作用：①改善混凝土拌合物的和易性②降低混凝土的強度③提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性

機理：引氣劑的作用發(fā)生現(xiàn)在氣-液界面。引氣劑能顯著降低混凝土拌合物中水的表面張力，使水災(zāi)攪拌作用下，容易引入空氣并形成大量微小的氣泡。

四、早強劑:能夠加速砼早期強度發(fā)展的外加劑

分類：無機、有機、復(fù)合

1.氯鹽:CaCl2 最早使用,最普遍使用,價低

1)機理:易溶于水,與C3A反應(yīng)生成不溶性復(fù)鹽水化氯鋁酸鈣;

與Ca(OH)2反應(yīng)生成氧氯化鈣

析晶,降低堿度,使C3S水化反應(yīng)易于進行

2)副作用:

氯鹽銹蝕鋼筋,應(yīng)加阻銹劑

后強降低,干縮.徐變增大,抗硫酸鹽性變差

3)注意事項:在鋼筋混凝土中,摻量不得超過水泥重量

的1%,必須振搗密實,不宜蒸養(yǎng).

2.硫酸鹽Na2SO4

1)機理:

Na2SO4+Ca(OH)2--------CaSO4/NaOH+CAH /H2O-----CASH

增加了固相,并促進C3S.C2S的反應(yīng)

2)副作用:

增加了NaOH,若骨料中有活性骨料,出現(xiàn)堿骨料破壞

3)注意事項:

嚴禁使用于含活性骨料得當砼

使用于不允許摻用氯鹽的砼

3.三乙醇胺 N(CH2CH2OH)3

非離子型表面活性劑,呈堿性,對鋼筋生銹有一定抑制作用

1) 三乙醇胺+NaCl 素砼或普通砼

2) 三乙醇胺+NaCl+NaNO2

3) 三乙醇胺+石膏+NaNO2

大跨度結(jié)構(gòu).高強砼.預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土

五、速凝劑：能使砼迅速凝結(jié)的外加劑

常用：無機鹽類，主要以NAALO2為主要成分的鋁氧熟料+碳酸鈉+生石灰

分類：無機鹽類（硅酸鈉、鋁酸鈉、磺酸鹽）和有機物類（聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、羥基胺）

六、緩凝劑：能延緩砼凝結(jié)時間，而又不嚴重影響砼后期強度的外加劑

主要：羥基羧酸鹽、多羥基碳水化合物、無機化合物、木質(zhì)磺酸鹽

我國最常用的為木質(zhì)磺酸鈣及糖蜜

緩凝劑的主要作用是延緩混凝土凝結(jié)時間和水泥水化熱釋放速度，多用于大體積

混凝土、泵送及滑�；炷�土施工，以及高溫炎熱氣候下遠距離運輸?shù)纳唐坊炷�土。在分層澆灌混凝土時，為防止出現(xiàn)冷縫，也常摻加緩凝劑

七、硅灰:硅灰又稱硅粉或硅煙灰，是在冶煉硅鐵合金或工業(yè)硅時，通過煙道排除的硅蒸汽氧化后，經(jīng)收塵器收集得到的以無定形二氧化硅為主要成分的產(chǎn)品，色呈淺灰到深灰

效果：①改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性②提高混凝土強度，配制高強超高強混凝土③改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高混凝土抗?jié)B性、抗凍性及抗腐蝕性④抑制堿骨料反應(yīng)

八、磨細礦渣：①改善混凝土拌合物的和易性②降低水化熱的溫升③提高混凝土的抗腐蝕能力和耐久性④增長混凝土的后期強度

九、沸石粉①提高混凝土強度，配制高強度混凝土②改善混凝土和易性，配制流態(tài)混凝土及泵送混凝土

松香熱聚物,松香皂

效果:

1) W減少,增加粘性,減小泌水性,提高砼抗?jié)B性

2) 變形能力增大,使彈性模量降低,砼具有較高的抗裂性和抗沖擊性

3) 不易因溫濕度劇烈變化①而產(chǎn)生裂縫

4) 空氣含量每增加1%,砼的抗壓強度下降約5%~6%

注意:嚴格掌握摻用量Dmax=10mm,摻量不超過7%;Dmax=40mm時,不宜超過4.5%

五.外加劑選擇和使用:

1. 根據(jù)工程需要、現(xiàn)場的材料和施工條件來選擇

2. 摻量的確定：合理，太小，達不到預(yù)期效果，過大，不僅造成材料浪費，甚至可能影響混凝土質(zhì)量

3. 摻加方法:

1）減水劑摻入方法：①先摻法②同摻法③滯水法④后摻法

2）其他外加劑：①早強劑、早強減水劑、防凍劑：含有粉煤灰等不溶物及溶解度較小的早強劑、早強減水劑及防凍劑應(yīng)以粉劑摻加，并適當延長攪拌時間

含有硫酸鈉的粉狀早強劑在加入水泥中之前，不得先于潮濕的砂石混合

早強劑和防凍劑配成溶液使用時，應(yīng)注意充分溶解，為加速溶解可用40~70度熱水

②引氣劑的摻加方法：引氣劑宜配成適當濃度溶液使用，不得采用干摻法及后摻法

③緩凝劑：緩凝劑及緩凝減水劑應(yīng)配制成適當濃度的溶液加入拌和水中使用。

④膨脹劑：膨脹劑在攪拌過程中與水泥等一起加入，并適當延長攪拌時間

第三節(jié) 混凝土的性能

新拌混凝土：新拌混凝土是由混凝土的組成材料拌合而成的尚未凝固的混合物，也稱為混凝土拌合物。

新拌混凝土的和易性

一,概念:

指混凝土拌合物易于施工操作并獲得質(zhì)量均勻、成型密實的性能。

包括:

1)流動性:指混凝土拌合物在自重或施工機械（振搗）力作用下能產(chǎn)生流動并均勻密實地填滿模板的性能.(反映稠度,常用坍落度評定)

2)粘聚性:指砼拌合物在施工過程中具有一定粘聚力,使骨料在水泥漿

中均勻分布,而不致產(chǎn)生分層和離析現(xiàn)象的性能.

(反映拌合物的均勻性)

3)保水性:指砼拌合物在施工過程中具有一定保持水分的能力.(反映拌合物的穩(wěn)定性)

二,和易性的測定:

1,流動性的測定:(坍落度法)

(簡述試驗過程及注意事項):將攪拌好的混凝土拌合物按一定方法裝入圓臺形筒內(nèi)，并按一定方式插搗，待裝滿刮平后，垂直平穩(wěn)的向上提起坍落度筒，量測筒高與坍落后混凝土試體最高點之間的高度差，即為該混凝土拌合物的坍落度值。

結(jié)果分為:干硬性砼:坍落度小于10Mm

塑性砼:10~90mm

流動性砼:100~150mm

大流動性砼：大于160mm

坍落度不低于100mm并用泵送施工的混凝土，稱為泵送混凝土。

維勃稠度試驗：對于干硬性混凝土拌合物通常采用維勃稠度試驗。試驗時，將混凝土拌合物按一定方法裝入坍落度筒內(nèi)，按一定方法搗實，待裝滿刮平后，將坍落度筒垂直向上提起，把透明盤轉(zhuǎn)到混凝土圓臺體頂臺，開啟振動臺，并同時用秒表計時，當振動到透明圓盤的底面被水泥漿布滿的瞬間停表計時，并關(guān)閉振動臺，所讀秒數(shù)即為該混凝土拌合物的維勃稠度值。次方法適用于骨料最大粒徑不大于40mm、維勃稠度在5~30s的混凝土拌合物稠度的測定。

2,保水性.粘聚性(根據(jù)經(jīng)驗來判斷)

三,影響和易性的因素:

1,混凝土拌合物單位用水量:

2、水泥漿的數(shù)量:

漿多,流動性大,但易于流漿,粘聚性差,且對強度.耐久性產(chǎn)生一定影響;

漿少,干澀, 易崩塌,粘聚性差

3、水灰比:

W/C 較小,水泥漿較稠,砼拌合物流動性也較小,當W/C小至\值以下,會造成混凝土施工困難.

W/C過大,水泥漿變稀,產(chǎn)生嚴重離析及泌水現(xiàn)象.

常用W/C=0.40~0.75

4,砂率:指砼內(nèi)細骨料含量（重量)占骨料總量的百分比。

砂率過大,骨料的空隙率和總表面積增加,在一定數(shù)量水泥漿條件下,砼拌合物會顯得干稠,流動性減小.

砂率過小,砂漿數(shù)量不足,不能保證骨料周圍形成足夠的砂層

也會降低砼拌合物的流動性,同時還嚴重影響粘聚性和保水性.

故應(yīng)選擇最佳砂率

5、組成材料特性

6、外加劑

7、溫度和時間

新拌混凝土的凝結(jié)時間

水灰比越大，時間越長

采用貫入阻力儀測定

二、硬化混凝土的性能

1混凝土的抗壓強度：以立方體試件抗壓強度作為混凝土強度的特征值。

棱柱體的軸心抗壓強度fck=（0.76~0.82）fcu,k

1.150cmX150cmX150cm 標準立方體試件:

標準條件:溫度20+-3C,相對濕度90%以上

28天后測得砼立方體抗壓強度fcu

2.求砼立方體抗壓強度標準值fcu,k

強度保證率為95%

3.劃分為C7.5~C60共12個等級

影響因素：

1.

水泥強度等級和水灰比

2.骨料

3.齡期

4、養(yǎng)護

5、其他：外加劑、混合材、濕熱處理方式、施工方法

砼的抗拉強度比其抗壓強度小得多，一般只有抗壓強度的1/10~1/13

混凝土的變形：1、化學縮減：不可恢復(fù)收縮,無破壞,但可能有小裂縫. 2、混凝土的干縮濕脹：1)濕脹小,無害;

2)干縮危害較大,耐久性破壞. 3、自收縮 4、溫度變形 ： 1)對大體積工程有害

2)原因:內(nèi)外溫差,內(nèi)外拉應(yīng)力

3)解決方法:設(shè)伸縮縫,設(shè)溫度鋼筋

荷載作用下的變形:

①短期荷載：四個階段

②長期荷載：徐變:

1)有利:消除鋼筋混凝土內(nèi)應(yīng)力集中,是應(yīng)力重新分布,是應(yīng)力集中緩解;消除大體積工程中溫度變形產(chǎn)生應(yīng)力;

2)不利:使鋼筋預(yù)加應(yīng)力受損.

混凝土的耐久性：1、抗?jié)B性：指抵抗水、油等液體在壓力作用下滲透的性能。

2、抗凍性：抵抗凍融循環(huán)作用的能力 影響因素:

1) 砼中孔隙大小,構(gòu)造,數(shù)量以及充水程度

2) 環(huán)境的溫濕度

3) 經(jīng)歷凍融次數(shù)

3、抗侵蝕性：環(huán)境介質(zhì)對砼的化學侵蝕有淡水的侵蝕、硫酸鹽的侵蝕、海水侵蝕、酸堿侵蝕等

4、混凝土的碳化：是指環(huán)境中的C02。，與水泥水化產(chǎn)生的CA(0H)2作用，生成碳酸鈣和水，從而使混凝土的堿強度降低的現(xiàn)象。

影響碳化的因素：①水泥品種②水灰比③環(huán)境條件

5、混凝土堿骨料的反應(yīng)：包括堿-硅酸反應(yīng)和堿-碳酸反應(yīng)

二,砼破壞的形式

1.水泥石破壞

2.界面破壞

3.骨料破壞.

六.砼與鋼筋的粘結(jié)強度:

強度來源:砼與鋼筋之間的磨擦力;

鋼筋與水泥石之間的粘結(jié)力;

變形鋼筋的表面機械嚙合力

八.提高強度因素

1. 采用高標號水泥;

2. 采用W/C小,用水量少的干硬性水泥

3. 采用濕熱處理,蒸氣養(yǎng)護或蒸壓養(yǎng)護

4. 采用機械攪拌.振搗

5. 摻入早強劑或減水劑

6. 可復(fù)合使用

混凝土質(zhì)量控制的目標是要生產(chǎn)出質(zhì)量合格的混凝土。包括：①混凝土生產(chǎn)前的初步控制，主要包括人員配備、設(shè)備調(diào)試、組成材料的檢驗及配合比的確定與調(diào)整②混凝土生產(chǎn)過程中的控制，包括控制稱量、攪拌運輸、澆筑、振搗及養(yǎng)護等項內(nèi)容③混凝土生產(chǎn)后的合格性控制，包括批量劃分，確定批取樣數(shù)，確定檢測方法和驗收界限等內(nèi)容

，

6.8 砼配合比設(shè)計

一.配合比設(shè)計要求:

①滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的混凝土強度等級②滿足施工要求的混凝土拌合物的和易性③滿足環(huán)境和使用要求的混凝土耐久性④在滿足上述要求的前提下降低混凝土的成本

二.砼配合比設(shè)計任務(wù) 確定比例關(guān)系：①水與水泥之間的比例關(guān)系，常用水灰比表示②砂與石子之間的比例關(guān)系，常用砂率表示③水泥漿與骨料之間的比例

關(guān)系，常用單位用水量表示

三、算料基準

計算1m3混凝土中各材料的用量，以質(zhì)量計。計算時，以干燥狀態(tài)時的質(zhì)量為基準，所謂干燥狀態(tài)，指細骨料含水率小于0.5%，粗骨料含水率小于0.2%

【8混凝土 介紹】相關(guān)文章：

水泥混凝土路面碎石化改造技術(shù)介紹04-26

混凝土布05-02

混凝土路面滑模施工關(guān)鍵技術(shù)介紹05-01

淺談建筑混凝土施工技術(shù)論文（精選8篇）06-28

混凝土實習報告02-23

混凝土的實習報告07-17

水泥混凝土橋面瀝青混凝土面層水破壞的研究04-27

混凝土實習報告04-11

混凝土的澆筑與養(yǎng)護04-27

水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土施工04-28