土木工程材料-混凝土學(xué)習(xí)教案

1、土木工程土木工程(tm gngchng)材料課件材料課件-混混凝土凝土第一頁，共74頁。（三）按用途(yngt)分（四）按生產(chǎn)工藝和施工(sh gng)方法分第1頁/共74頁第二頁，共74頁。砂子(sh z)水泥漿石子(sh z)第二節(jié)第二節(jié) 普通混凝土組成材料普通混凝土組成材料普通混凝土的四種基本組成材普通混凝土的四種基本組成材料：料：一、水泥一、水泥二、砂子二、砂子(sh z)(sh z)三、石子三、石子四、水四、水第2頁/共74頁第三頁，共74頁。品種 根據(jù)工程特點(tdin)、所處環(huán)境條件及施工條件，進行合理選擇。強度等級 高強度等級的水泥配制高強度等級的混凝土。一、水泥(shun)第

2、3頁/共74頁第四頁，共74頁。(一)定義: 粒徑在0.154.75mm之間的巖石顆粒。細骨料主要采用天然(tinrn)砂和人工砂。二、細骨料二、細骨料( lio)第4頁/共74頁第五頁，共74頁。砂子(sh z)技術(shù)性能含泥量、石粉含量和泥塊含量有害物質(zhì)含量表觀密度、堆積密度、空隙率堅固性粗細程度和顆粒級配堿的含量第5頁/共74頁第六頁，共74頁。砂中有害物質(zhì)含量砂中有害物質(zhì)含量(hnling)(hnling)（GB/T 146842001GB/T 146842001） 第6頁/共74頁第七頁，共74頁。堅固堅固(jing)性指標性指標(GB/T 146842001) 壓碎指標壓碎指標(zh

3、bio)(GB/T 146842001) 第7頁/共74頁第八頁，共74頁。 表觀密度(md)、堆積密度(md)、空隙率應(yīng)符合如下規(guī)定：表觀密度(md)大于2500kg/m3，松散堆積密度(md)大于1350kg/m3，空隙率小于47%。表觀表觀(bio un)密度、堆積密度、空隙率密度、堆積密度、空隙率第8頁/共74頁第九頁，共74頁。第9頁/共74頁第十頁，共74頁。150m300m600m1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm第10頁/共74頁第十一頁，共74頁。篩分(shi fn)曲線第11頁/共74頁第十二頁，共74頁。砂的篩分(shi fn)曲線第12頁/共74頁第十三頁

4、，共74頁。細度模數(shù)的計算(j sun)Mx為3.73.1為粗砂，3.02.3為中砂，2.21.6為細砂(x sh)。第13頁/共74頁第十四頁，共74頁。技術(shù)要求有害雜質(zhì)含量針片狀顆粒(kl)含量強度顆粒(kl)級配與最大粒徑堅固性三、粗骨料三、粗骨料( lio)第14頁/共74頁第十五頁，共74頁。顆粒(kl)級配與最大粒徑v 粗骨料顆粒(kl)級配v 粗骨料的顆粒(kl)級配按供應(yīng)情況分連續(xù)粒級和單粒級。 第15頁/共74頁第十六頁，共74頁。顆粒(kl)級配與最大粒徑v最大粒徑v 公稱(gngchng)粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。 第16頁/共74頁第十七頁，共74頁。工程實例(s

5、hl)分析第17頁/共74頁第十八頁，共74頁。砂的堅固(jing)性v定義：定義：指砂在自然風(fēng)化指砂在自然風(fēng)化和其他外界物理和其他外界物理(wl)(wl)、化、化學(xué)因素作用下，抵抗破壞的學(xué)因素作用下，抵抗破壞的能力，也即指砂的耐久性。能力，也即指砂的耐久性。v天然砂采用硫酸鈉溶液法進天然砂采用硫酸鈉溶液法進行試驗，計算總質(zhì)量損失百行試驗，計算總質(zhì)量損失百分率；人工砂采用壓碎指標分率；人工砂采用壓碎指標值來判斷砂的堅固性值來判斷砂的堅固性第18頁/共74頁第十九頁，共74頁。和易性和易性流動性流動性粘聚性粘聚性保水性保水性一、混凝土拌合物的和易性第三節(jié) 混凝土的性質(zhì)(xngzh)第19頁/共7

6、4頁第二十頁，共74頁。(一)流動性的測定(cdng)1.1.坍落度法：適用坍落度法：適用(shyng)(shyng)于于坍落度不小于坍落度不小于10mm10mm，骨料最大，骨料最大粒徑不大于粒徑不大于40mm40mm第20頁/共74頁第二十一頁，共74頁。流動性的測定(cdng)2.維勃稠度(chu d)法：適用于坍落度小于10mm，維勃稠度(chu d)在530s的混凝土拌合物。第21頁/共74頁第二十二頁，共74頁。第22頁/共74頁第二十三頁，共74頁。(二)影響(yngxing)混凝土和易性的因素砂率 砂率是指砂用量占砂、石總用量的質(zhì)量百分比。砂率過大或過小都會導(dǎo)致(dozh)混凝土

7、和易性變差，應(yīng)選擇合理砂率。 第23頁/共74頁第二十四頁，共74頁。第24頁/共74頁第二十五頁，共74頁?；炷亮⒎襟w抗壓強度(qingd)及強度(qingd)等級混凝土軸心抗壓強度(qingd)混凝土的抗拉強度(qingd)二、混凝土的強度二、混凝土的強度(qingd)第25頁/共74頁第二十六頁，共74頁。(一)混凝土立方體抗壓強度(qingd)及強度(qingd)等級 GB/T 500812002規(guī)定，按標準方法(fngf)制作的試件，在標準條件養(yǎng)護到28d齡期，測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度，以fcu表示。標準試件第26頁/共74頁第二十七頁，共74頁。(一)混凝土立方

8、體抗壓強度(qingd)及強度(qingd)等級v 立方體抗壓強度標準值系指在28d齡期(ln q)用標準試驗方法測得的具有95保證率的抗壓強度，以fcu，k表示。v 普通混凝土劃分為十四個強度等級：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。 v 混凝土的抗壓強度是根據(jù)混凝土的立方體抗壓強度標準值劃分的。第27頁/共74頁第二十八頁，共74頁。強度換算強度換算(hun sun)(hun sun)系數(shù)系數(shù)(GB/T 500812002) (GB/T 500812002) 第28頁/共74頁第二十九頁，共74頁。(一)混凝土立方

9、體抗壓強度(kn y qin d)及強度等級fcuPfcUfcu,k95%強度(qingd)概率分布曲線第29頁/共74頁第三十頁，共74頁。(二)影響混凝土強度(qingd)的因素 1.水泥(shun)強度等級和水灰比第30頁/共74頁第三十一頁，共74頁?；炷翉姸冉?jīng)驗(jngyn)公式： 式中：C/W灰水比； fcu混凝土28d抗壓強度； fce水泥(shun)28d抗壓強度實測值。 （c 1.13） a、b經(jīng)驗系數(shù)； 碎石 a=0.46; b=0.07 卵石 a=0.48; b=0.33第31頁/共74頁第三十二頁，共74頁。2.養(yǎng)護(yngh)的溫、濕度4382113齡期抗壓強度03

10、1421287養(yǎng)護(yngh)溫度對混凝土強度的影響第32頁/共74頁第三十三頁，共74頁。 試驗表明，保持足夠濕度時，溫度升高，水泥水化速度加快，強度增長也快。混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB 502042002)規(guī)定，在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以(jiy)覆蓋并保濕養(yǎng)護。第33頁/共74頁第三十四頁，共74頁。增長10d后凍結(jié)增長3d后凍結(jié)增長1d后凍結(jié)增長5d后凍結(jié)沒有(mi yu)凍結(jié)齡期抗壓強度(kn y qin d)砼相對強度的增長(zngzhng)與凍結(jié)時間的關(guān)系 受凍越早，強度損失越大，第34頁/共74頁第三十五頁，共74頁。3.齡期(ln q)齡期指混凝土在正常養(yǎng)

11、護條件下所經(jīng)歷的時間，最初的714d發(fā)展較快，28d以后(yhu)增長緩慢 。 n 養(yǎng)護(yngh)齡期，n3d。1428抗壓強度齡期/d第35頁/共74頁第三十六頁，共74頁。4.其它(qt)因素施工條件(tiojin)，如攪拌、振搗方式。試驗條件(tiojin)，如試件的形狀、尺寸、表面狀態(tài)、含水程度及加荷速度 等。外加劑和摻合料的摻入。第36頁/共74頁第三十七頁，共74頁。試驗條件(tiojin)對混凝土強度的影響第37頁/共74頁第三十八頁，共74頁。 表面狀態(tài) ：試件表面無潤滑劑時，試件受環(huán)箍效應(yīng)的影響，破壞后呈棱錐體，所測強度值偏大。 加荷速度(sd) ：加荷速度(sd)較快時，

12、材料變形的增長落后于荷載的增加，所測強度值偏高。試塊破壞(phui)后呈棱錐體第38頁/共74頁第三十九頁，共74頁。提高(t go)混凝土強度的措施采用高等級水泥(shun)或早強型水泥(shun)； 采用低水灰比的干硬性混凝土；采用濕熱處理養(yǎng)護混凝土；采用機械攪拌、機械振搗；摻入混凝土外加劑、摻合料等。第39頁/共74頁第四十頁，共74頁。(一)非荷載作用(zuyng)下的變形化學(xué)收縮混凝土的干縮濕脹溫度變形(二)荷載作用(zuyng)下的變形短期荷載作用(zuyng)下的變形長期荷載作用(zuyng)下的變形徐變?nèi)?、混凝土的變形三、混凝土的變?bin xng)性能性能第40頁/共74頁

13、第四十一頁，共74頁。化學(xué)(huxu)收縮定義：在混凝土硬化過程中，由于水泥水化生成物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，從而引起混凝土的收縮，稱為化學(xué)收縮。發(fā)展規(guī)律：其收縮量是隨混凝土硬化齡期的延長而增加，一般在混凝土成型后40天左右增長較快，以后逐漸趨于穩(wěn)定。 影響：化學(xué)收縮值很小（小于1），但是不可恢復(fù)，對混凝土結(jié)構(gòu)沒有破壞作用，但在混凝土內(nèi)部可能(knng)產(chǎn)生微細裂縫。第41頁/共74頁第四十二頁，共74頁。干濕變形(bin xng)定義：由于混凝土周圍環(huán)境濕度的變化，會引起混凝土的干濕變形，表現(xiàn)為干縮濕脹。 原因：混凝土在干燥(gnzo)過程中，由于毛細孔水的蒸發(fā)，使毛細孔中形成負壓，隨

14、著空氣濕度的降低負壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，導(dǎo)致混凝土收縮。同時，凝膠體顆粒的吸附水也發(fā)生部分蒸發(fā)，凝膠體因失水而產(chǎn)生緊縮。第42頁/共74頁第四十三頁，共74頁。溫度(wnd)變形定義：混凝土隨著溫度的變化產(chǎn)定義：混凝土隨著溫度的變化產(chǎn)生生(chnshng)熱脹冷縮的變熱脹冷縮的變形。形。指標：混凝土的溫度線膨脹系數(shù)指標：混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為（為（11.5）10-5/。 危害：溫度變形對大體積混凝土危害：溫度變形對大體積混凝土及大面積混凝土工程極為不利，及大面積混凝土工程極為不利，易使這些混凝土造成溫度裂縫。易使這些混凝土造成溫度裂縫。第43頁/共74頁第四十四頁，共74頁。短期(dun

15、q)荷載作用下的變形第44頁/共74頁第四十五頁，共74頁。長期荷載作用(zuyng)下的變形徐變第45頁/共74頁第四十六頁，共74頁。( (一一) )混凝土的抗?jié)B性（混凝土的抗?jié)B性（P4P4、P6P6、P8 P8 ）( (二二) )混凝土的抗凍性（混凝土的抗凍性（F10F10、F15F15、F25F25） ( (三三) )混凝土的抗碳化性混凝土的抗碳化性( (四四) )堿骨料反應(yīng)堿骨料反應(yīng)(fnyng)(fnyng)( (五五) )抗化學(xué)侵蝕抗化學(xué)侵蝕四、硬化四、硬化(ynghu)混凝土的耐久性混凝土的耐久性第46頁/共74頁第四十七頁，共74頁?；炷量?jié)B儀 是指混凝土抵抗(dkng)水

16、、油等液體滲透的能力?？?jié)B性好壞用抗?jié)B等級來表示?？?jié)B等級分為P4、P6、P8、P10、P12等5個等級。混凝土水灰比對抗?jié)B性起決定性作用。 提高混凝土抗?jié)B性的根本措施在于增強混凝土的密實度。 混凝土的抗?jié)B性第47頁/共74頁第四十八頁，共74頁。抗凍性第48頁/共74頁第四十九頁，共74頁?；炷恋奶蓟炷恋奶蓟褐缚諝庵械腃O2在濕度適宜的條件下與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成(shn chn)碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程，碳化也稱中性化。第49頁/共74頁第五十頁，共74頁。混凝土的堿-骨料( lio)反應(yīng)混凝土的堿骨料反應(yīng)：是指水泥中的堿(Na2O和K2O)含量較高時

17、與骨料中的活性SiO2發(fā)生反應(yīng)，在骨料表面(biomin)生成堿硅酸凝膠，這種凝膠具有吸水膨脹特性，會使包裹骨料的水泥石脹裂，這種現(xiàn)象稱為堿骨料反應(yīng)。第50頁/共74頁第五十一頁，共74頁。第四節(jié) 混凝土的質(zhì)量(zhling)控制一、混凝土的質(zhì)量控制 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(qudng)與調(diào)整等項內(nèi)容。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(qudng)批取樣數(shù)，確定(qudng)檢測方法和驗收界限等項內(nèi)容。 第51頁/共74頁第五十二頁，共

18、74頁。二、混凝土質(zhì)量評定的數(shù)理統(tǒng)計(sh l tn j)方法(一)混凝土強度概率的正態(tài)分布特點:曲線以平均強度(qingd)為對稱軸,曲線與橫軸之間的面積和為100%.第52頁/共74頁第五十三頁，共74頁。(一) 強度(qingd)平均值、標準差、變異系數(shù)1.強度(qingd)平均值注意:平均值只反應(yīng)混凝土強度總體(zngt)強度水平,不能說明強度波動的大小.注意:標準差小,正態(tài)頒布曲線窄而高,說明強度分布集中，混凝土質(zhì)量均勻性好；反之，混凝土的施工控制質(zhì)量較差。第53頁/共74頁第五十四頁，共74頁。3.變異系數(shù)(xsh) 又稱離差系數(shù)(xsh)或標準差系數(shù)(xsh)其計算(j sun)

19、式如下:第54頁/共74頁第五十五頁，共74頁。第五節(jié) 普通(ptng)混凝土配合比設(shè)計1.滿足強度等級要求；2.滿足所要求的和易性；3.滿足工程耐久性的要求；4.符合(fh)經(jīng)濟原則.混凝土配合比設(shè)計的四項基本(jbn)要求：第55頁/共74頁第五十六頁，共74頁。初步配合比基準配合比試驗室配合比初步配合比第五節(jié) 普通(ptng)混凝土配合比設(shè)計第56頁/共74頁第五十七頁，共74頁。1.1.確定確定(qudng)(qudng)配制強度配制強度(fcu,o)(fcu,o)一、初步配合一、初步配合(pih)比的確定比的確定第57頁/共74頁第五十八頁，共74頁。2.確定(qudng)水灰比值(

20、W/C)一、初步一、初步(chb)配合比的確定配合比的確定第58頁/共74頁第五十九頁，共74頁。3.3.確定確定(qudng)(qudng)用水量用水量(mwo)(mwo)一、初步配合一、初步配合(pih)比的確定比的確定第59頁/共74頁第六十頁，共74頁。4.4.計算混凝土的單位計算混凝土的單位(dnwi)(dnwi)水泥用量水泥用量(mco)(mco)一、初步一、初步(chb)配合比的確定配合比的確定第60頁/共74頁第六十一頁，共74頁。5.5.確定合理確定合理(hl)(hl)砂率砂率( )( ) 查表查表6.6.確定確定1m31m3混凝土的砂石用量混凝土的砂石用量（體積法）（體積法

21、） 一、初步配合一、初步配合(pih)比的確定比的確定第61頁/共74頁第六十二頁，共74頁。6.質(zhì)量(zhling)法確定砂石用量一、初步一、初步(chb)配合比的確定配合比的確定第62頁/共74頁第六十三頁，共74頁。二、設(shè)計二、設(shè)計(shj)配合比的確定配合比的確定 在初步配合比基礎(chǔ)上,進行和易性和強度調(diào)整(tiozhng)得出設(shè)計配合比。第63頁/共74頁第六十四頁，共74頁。假設(shè)工地(gngd)砂、石含水率分別為a%和b%，則施工配合比為：mc =mcms=ms(1+a%)mg=mg(1+b%)mw=mw-msa%-mgb%三、施工配合(pih)比的確定 第64頁/共74頁第六十五頁，共74頁。第六節(jié) 混凝土外加劑國家標準GB 807587中按外加劑的主要功能將混凝土外加劑分為