《混凝土工程》課件

混凝土工程建筑領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料，現(xiàn)代工程的支柱探索混凝土從配制到應(yīng)用的全過(guò)程課程目標(biāo)和學(xué)習(xí)要求掌握基本原理理解混凝土材料特性和工作機(jī)理熟悉施工技術(shù)掌握各種環(huán)境下混凝土施工方法質(zhì)量控制能力培養(yǎng)混凝土工程質(zhì)量評(píng)估和問(wèn)題解決能力工程實(shí)踐應(yīng)用能夠?qū)⒗碚撝R(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程中混凝土的定義和組成水泥膠凝材料，混凝土的"靈魂"骨料包括砂和石，提供強(qiáng)度和體積水引發(fā)水化反應(yīng)，形成硬化結(jié)構(gòu)外加劑改善性能的輔助材料混凝土的發(fā)展歷史1古羅馬時(shí)期最早的混凝土形式，用火山灰和石灰混合21824年約瑟夫·阿斯普丁發(fā)明波特蘭水泥319世紀(jì)末鋼筋混凝土技術(shù)開(kāi)始發(fā)展420世紀(jì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)和高性能混凝土出現(xiàn)521世紀(jì)智能混凝土和3D打印技術(shù)興起混凝土在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用高層建筑提供堅(jiān)固的骨架和良好的抗側(cè)力性能橋梁工程跨越障礙，連接城市水利工程大壩和水庫(kù)建設(shè)的主要材料民用建筑提供安全、耐用的居住空間水泥的類(lèi)型和特性普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度發(fā)展快，適用性廣礦渣硅酸鹽水泥水化熱低，抗侵蝕性好火山灰質(zhì)水泥后期強(qiáng)度高，耐水性好粉煤灰水泥工作性好，經(jīng)濟(jì)環(huán)?？煊菜嘣缙趶?qiáng)度高，硬化快抗硫酸鹽水泥抗腐蝕，適用惡劣環(huán)境骨料的分類(lèi)和要求粗骨料粒徑大于4.75mm的碎石或卵石要求堅(jiān)固、耐久、級(jí)配合理控制針片狀含量和雜質(zhì)細(xì)骨料粒徑小于4.75mm的天然砂或人工砂石粉含量適當(dāng)細(xì)度模數(shù)在2.3-3.0之間輕骨料容重低，熱工性能好陶粒、浮石、珍珠巖等主要用于輕質(zhì)混凝土特種骨料具有特殊功能的骨料高密度骨料（重晶石）裝飾骨料（彩色石）水的質(zhì)量要求和作用水的作用引發(fā)水泥水化反應(yīng)提供混凝土良好的工作性維持混凝土內(nèi)部濕度平衡為水泥顆粒提供反應(yīng)空間質(zhì)量要求pH值應(yīng)在6.5-8.5之間硫酸鹽含量≤600mg/L氯離子含量≤250mg/L不含有機(jī)物和油脂總堿量控制在300mg/L以下外加劑的種類(lèi)和功能減水劑降低用水量，增強(qiáng)強(qiáng)度和流動(dòng)性緩凝/早強(qiáng)劑調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，控制強(qiáng)度發(fā)展引氣劑提高混凝土的抗凍融性防水劑降低混凝土透水性膨脹劑補(bǔ)償收縮，減少裂縫混凝土配合比設(shè)計(jì)原理滿(mǎn)足工程要求強(qiáng)度、耐久性、工作性材料最佳配比水灰比、砂率、骨料級(jí)配經(jīng)濟(jì)性與可行性材料優(yōu)化，成本控制環(huán)境適應(yīng)性氣候、施工條件適應(yīng)配合比設(shè)計(jì)方法：重量法確定設(shè)計(jì)強(qiáng)度根據(jù)工程要求確定強(qiáng)度等級(jí)確定水灰比基于強(qiáng)度和耐久性要求選擇合適的水灰比確定砂率根據(jù)工作性要求和骨料特性確定砂率計(jì)算各材料用量按重量計(jì)算水泥、水、砂、石用量試配與調(diào)整根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整配合比配合比設(shè)計(jì)方法：體積法確定體積比例常用比例如1:2:3或1:2:4（水泥:砂:石）確定含氣量通常預(yù)留2-3%的含氣量計(jì)算單位體積材料量確保各組分體積總和為1立方米轉(zhuǎn)換為重量單位乘以相應(yīng)密度獲得重量單位用量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整根據(jù)工作性和實(shí)際條件進(jìn)行調(diào)整特殊混凝土的配合比設(shè)計(jì)高強(qiáng)混凝土低水灰比，優(yōu)質(zhì)骨料，摻加高效減水劑和礦物摻合料輕質(zhì)混凝土選用輕骨料，控制密度，保持強(qiáng)度自密實(shí)混凝土高粉量，合理級(jí)配，高效減水劑和粘度調(diào)節(jié)劑抗凍混凝土低水灰比，引氣劑，提高密實(shí)度混凝土攪拌設(shè)備和工藝強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌均勻度高，適用于各種混凝土自落式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，混合效率較低攪拌運(yùn)輸車(chē)邊運(yùn)輸邊攪拌，保持混凝土工作性商品混凝土站集中生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，供應(yīng)量大攪拌站的布置和管理場(chǎng)地選擇交通便利，遠(yuǎn)離居民區(qū)靠近水源，電力充足工藝布置物料存儲(chǔ)區(qū)合理布局?jǐn)嚢柚鳈C(jī)處于中心位置質(zhì)量管理原材料檢驗(yàn)制度配合比實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土運(yùn)輸方式和設(shè)備30-60分鐘最佳運(yùn)輸時(shí)間從拌合到澆筑的理想時(shí)間窗口5-8公里經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑攪拌站覆蓋的最佳服務(wù)范圍6-12m3攪拌車(chē)容量常用混凝土運(yùn)輸車(chē)載量15-25km/h平均運(yùn)輸速度城市道路運(yùn)輸?shù)钠骄俣缺盟突炷恋奶攸c(diǎn)和要求泵送混凝土優(yōu)勢(shì)施工效率高勞動(dòng)強(qiáng)度低適應(yīng)性強(qiáng)施工質(zhì)量好可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送技術(shù)要求坍落度控制在14-18cm砂率比普通混凝土高3-5%水泥用量≥300kg/m3粗骨料最大粒徑≤泵管內(nèi)徑的1/3必須添加泵送劑混凝土澆筑準(zhǔn)備工作模板檢查穩(wěn)固、密實(shí)、尺寸準(zhǔn)確鋼筋驗(yàn)收位置正確，連接牢固預(yù)埋件檢查管線(xiàn)、錨固件定位準(zhǔn)確澆水濕潤(rùn)模板和基層充分濕潤(rùn)人員準(zhǔn)備施工隊(duì)伍分工明確設(shè)備準(zhǔn)備振搗器、抹平工具就位混凝土澆筑方法和順序分層澆筑每層厚度30-50cm，保證振搗效果順序澆筑從一端向另一端推進(jìn)，防止離析大面積澆筑劃分區(qū)塊，按次序完成特殊部位柱、墻等垂直構(gòu)件采用串筒或溜管混凝土振搗技術(shù)插入式振搗器最常用的振搗方式，效果好表面振搗器適用于薄板結(jié)構(gòu)，如地面、路面附著式振搗器安裝在模板上，適合密集鋼筋區(qū)域1插入深度垂直插入，深入下層混凝土5-10cm2振搗時(shí)間直到表面泛漿，氣泡不再明顯上升3移動(dòng)間距不超過(guò)振搗器作用半徑的1.5倍混凝土養(yǎng)護(hù)的重要性保證強(qiáng)度發(fā)展提供水泥持續(xù)水化條件提高耐久性形成致密結(jié)構(gòu)抵抗外界侵蝕減少收縮裂縫防止水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致表面開(kāi)裂養(yǎng)護(hù)方法：自然養(yǎng)護(hù)灑水養(yǎng)護(hù)最基本方法，保持表面濕潤(rùn)適用于各種結(jié)構(gòu)，效果好但費(fèi)工覆蓋養(yǎng)護(hù)用濕草袋、濕麻布等覆蓋減少水分蒸發(fā)，保持濕潤(rùn)環(huán)境蓄水養(yǎng)護(hù)適用于水平構(gòu)件如樓板、路面邊緣筑埝蓄水，保持充分浸泡噴涂養(yǎng)護(hù)劑形成保護(hù)膜防止水分蒸發(fā)適用于大面積或難以持續(xù)灑水的情況養(yǎng)護(hù)方法：蒸汽養(yǎng)護(hù)蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝流程前期靜置1-3小時(shí)升溫階段（10-20℃/小時(shí)）恒溫階段（60-80℃）降溫階段（控制降溫速率）蒸汽養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)加速?gòu)?qiáng)度發(fā)展縮短生產(chǎn)周期提高模具周轉(zhuǎn)率能耗較高需要專(zhuān)用設(shè)備后期強(qiáng)度增長(zhǎng)慢混凝土施工中的溫度控制時(shí)間（天）中心溫度（℃）表面溫度（℃）冬季混凝土施工技術(shù)材料控制使用早強(qiáng)型水泥適當(dāng)提高水泥用量使用熱水拌合骨料需預(yù)熱添加防凍劑施工措施基礎(chǔ)處理除冰雪模板保溫隔熱連續(xù)澆筑不間斷加快澆筑和振搗及時(shí)覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)技術(shù)暖棚養(yǎng)護(hù)電熱養(yǎng)護(hù)蒸汽管道加熱保溫材料覆蓋實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)夏季混凝土施工技術(shù)原材料控制水泥溫度≤50℃，骨料遮陽(yáng)降溫，使用冷水拌合配合比調(diào)整適當(dāng)降低水泥用量，增加減水劑用量，延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間運(yùn)輸措施縮短運(yùn)輸時(shí)間，運(yùn)輸車(chē)遮陽(yáng)或降溫，控制等待時(shí)間澆筑要求選擇早晨或夜間施工，加快澆筑速度，及時(shí)振搗5養(yǎng)護(hù)加強(qiáng)立即開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，增加灑水次數(shù)，搭設(shè)遮陽(yáng)設(shè)施大體積混凝土施工技術(shù)溫控設(shè)計(jì)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)，防裂預(yù)案材料選擇低熱水泥，摻合料，預(yù)冷骨料分塊澆筑控制澆筑厚度和面積內(nèi)部冷卻埋設(shè)冷卻水管，循環(huán)冷卻溫度監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)整高強(qiáng)混凝土的特點(diǎn)和應(yīng)用C60-C120強(qiáng)度等級(jí)遠(yuǎn)高于普通混凝土C30-C400.22-0.35水膠比極低水膠比確保高強(qiáng)度450-600kg膠凝材料用量每立方米混凝土的膠材總量40-100MPa抗壓強(qiáng)度28天抗壓強(qiáng)度范圍輕質(zhì)混凝土的制備和使用類(lèi)型密度(kg/m3)強(qiáng)度特點(diǎn)主要應(yīng)用輕骨料混凝土1400-1900強(qiáng)度適中結(jié)構(gòu)與保溫結(jié)合泡沫混凝土300-1200強(qiáng)度較低填充、保溫加氣混凝土400-800可鋸可釘墻板、隔墻聚苯顆?；炷?00-1000保溫性?xún)?yōu)屋面保溫層自密實(shí)混凝土的性能和優(yōu)勢(shì)流動(dòng)性無(wú)需振搗能自行充滿(mǎn)模板通過(guò)性能穿過(guò)密集鋼筋區(qū)域抗離析性組分不分離，保持均質(zhì)填充性完全填充復(fù)雜形狀纖維增強(qiáng)混凝土的種類(lèi)和特性鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度高，韌性好，抗沖擊，耐磨損玻璃纖維混凝土輕質(zhì)高強(qiáng)，可塑性好，適合做薄壁構(gòu)件聚丙烯纖維混凝土抗裂性好，防滲性強(qiáng)，施工方便碳纖維混凝土強(qiáng)度極高，耐腐蝕，導(dǎo)電性好再生混凝土的環(huán)保價(jià)值混凝土外觀質(zhì)量控制表面處理抹面、壓光、拉毛、壓花等工藝色差控制材料一致性，施工工藝統(tǒng)一蜂窩麻面振搗不實(shí)，水灰分離，修補(bǔ)技術(shù)裝飾混凝土暴露骨料，染色混凝土，圖案混凝土混凝土裂縫成因分析溫度應(yīng)力水化熱、溫差變化引起干縮裂縫水分蒸發(fā)收縮應(yīng)力結(jié)構(gòu)裂縫荷載過(guò)大，強(qiáng)度不足材料問(wèn)題堿骨料反應(yīng)，硫酸鹽侵蝕施工原因振搗不實(shí)，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)混凝土裂縫防治措施設(shè)計(jì)階段合理結(jié)構(gòu)形式，控制溫度應(yīng)力材料選擇低熱水泥，摻合料，膨脹劑施工控制分段澆筑，設(shè)置后澆帶養(yǎng)護(hù)管理及時(shí)養(yǎng)護(hù)，溫度控制混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法破壞性檢測(cè)立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)芯樣鉆取法劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)抗折強(qiáng)度試驗(yàn)非破壞性檢測(cè)回彈法超聲波法鉆芯取樣法拔出法貫入法混凝土耐久性檢測(cè)1抗?jié)B透性抗?jié)B透試驗(yàn)，快速氯離子滲透試驗(yàn)2抗凍融性?xún)鋈谘h(huán)試驗(yàn)，相對(duì)動(dòng)彈性模量測(cè)定3抗碳化性自然碳化，加速碳化試驗(yàn)4抗腐蝕性抗氯離子，抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)5抗磨耗性磨耗試驗(yàn)，水下磨損試驗(yàn)混凝土結(jié)構(gòu)的耐火性能溫度(℃)強(qiáng)度保留率(%)耐火極限影響因素構(gòu)件尺寸、保護(hù)層厚度、混凝土類(lèi)型提高耐火性措施增加保護(hù)層，添加耐火纖維，使用耐火混凝土高溫后損傷評(píng)估目測(cè)檢查，回彈法，超聲波法，芯樣鉆取混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能抗震性能特點(diǎn)質(zhì)量大，自振頻率低整體性好，變形能力強(qiáng)阻尼比大，能量耗散佳韌性好，可承受反復(fù)荷載提高抗震措施增加配筋率和箍筋密度設(shè)置抗震墻和加強(qiáng)層控制裂縫寬度和剛度比使用高強(qiáng)高韌性混凝土抗震構(gòu)造要求柱強(qiáng)梁弱原則強(qiáng)剪弱彎原則剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土的原理先張法先張拉鋼筋，澆筑混凝土，硬化后釋放后張法先澆筑留孔道，硬化后張拉鋼絞線(xiàn)粘結(jié)/非粘結(jié)鋼絞線(xiàn)是否與混凝土粘結(jié)工作原理預(yù)先施加壓應(yīng)力，抵消外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力主要優(yōu)勢(shì)減少裂縫，跨度大，變形小，材料節(jié)約適用范圍大跨度梁，橋梁，屋蓋，水池等預(yù)應(yīng)力混凝土的施工工藝施工準(zhǔn)備設(shè)計(jì)圖紙審核，材料準(zhǔn)備，設(shè)備調(diào)試孔道鋪設(shè)波紋管安裝固定，密封檢查混凝土澆筑高強(qiáng)混凝土澆筑，振搗，養(yǎng)護(hù)張拉施工鋼絞線(xiàn)穿束，張拉，壓力檢測(cè)壓漿封錨灌漿料注入，錨具防護(hù)預(yù)制混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備構(gòu)件設(shè)計(jì)，模具制作鋼筋加工鋼筋下料，綁扎成型混凝土澆筑布料，振搗，找平養(yǎng)護(hù)成型蒸汽養(yǎng)護(hù)，自然養(yǎng)護(hù)脫模檢驗(yàn)尺寸檢查，外觀檢驗(yàn)預(yù)制混凝土構(gòu)件的安裝施工準(zhǔn)備測(cè)量放線(xiàn)，設(shè)備就位，接縫處理構(gòu)件吊裝正確吊點(diǎn)，穩(wěn)定起吊，精準(zhǔn)就位臨時(shí)固定支撐穩(wěn)固，調(diào)整位置，確保垂直節(jié)點(diǎn)連接鋼筋連接，灌漿或焊接，密封處理質(zhì)量驗(yàn)收外觀檢查，尺寸偏差，接縫質(zhì)量混凝土橋梁施工技術(shù)現(xiàn)澆法適用于中小跨度，施工簡(jiǎn)單，整體性好預(yù)制拼裝法工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)拼裝，質(zhì)量穩(wěn)定，工期短頂推法適用于連續(xù)梁橋，減少支架，節(jié)約材料懸臂施工法適用于大跨度橋梁，不影響下方通行混凝土道路施工技術(shù)普通水泥混凝土路面基層處理與加固模板安裝與鋼筋布置混凝土攤鋪與振搗表面處理與養(yǎng)護(hù)接縫切割與填充連續(xù)配筋混凝土路面減少接縫，提高平整度鋼筋網(wǎng)連續(xù)布置控制裂縫寬度與間距需要高質(zhì)量基層支撐養(yǎng)護(hù)期較長(zhǎng)水工混凝土的特殊要求1抗?jié)B性防止水流滲透混凝土抗凍融性承受反復(fù)凍融循環(huán)抗侵蝕性抵抗水中化學(xué)物質(zhì)侵蝕4抗沖磨性抵抗水流和泥沙沖刷海工混凝土的耐腐蝕性腐蝕機(jī)理氯離子滲透鈍化膜破壞海水硫酸鹽侵蝕海洋生物附著與侵蝕潮汐區(qū)凍融循環(huán)波浪沖刷磨損防腐蝕措施低水灰比高密實(shí)度摻加礦物摻合料選用抗硫酸鹽水泥表面防護(hù)涂層陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求增大保護(hù)層厚度控制裂縫寬度提高混凝土強(qiáng)度結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置混凝土結(jié)構(gòu)的維護(hù)與修復(fù)裂縫修復(fù)灌漿、表面封閉、縫隙填充表面修補(bǔ)修補(bǔ)砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂修復(fù)銹蝕處理除銹、阻銹、保護(hù)層修復(fù)防水處理防水涂料、防水卷材、結(jié)晶防水混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)1混凝土增大截面增加構(gòu)件尺寸，提高承載力粘鋼加固粘貼鋼板，增強(qiáng)抗彎抗剪能力碳纖維加固輕質(zhì)高強(qiáng)，施工簡(jiǎn)便4預(yù)應(yīng)力加固外加預(yù)應(yīng)力，提高整體性能混凝土工程質(zhì)量控制體系設(shè)計(jì)質(zhì)量控制設(shè)計(jì)深度，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，施工說(shuō)明原材料控制進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，抽樣試驗(yàn)，合格證明過(guò)程質(zhì)量控制施工工藝，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，技術(shù)參數(shù)實(shí)測(cè)實(shí)量控制幾何尺寸，物理性能，觀感質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收規(guī)范，質(zhì)量評(píng)定質(zhì)量記錄控制過(guò)程記錄，隱蔽工程，試驗(yàn)報(bào)告混凝土工程安全管理人員安全安全培訓(xùn)，勞保用品，安全操作規(guī)程設(shè)備安全設(shè)備檢查，維護(hù)保養(yǎng)，操作規(guī)程現(xiàn)場(chǎng)安全臨邊防護(hù)，安全標(biāo)識(shí)，應(yīng)急通道安全管理安全責(zé)任制，檢查制度，應(yīng)急預(yù)案混凝土工程環(huán)境保護(hù)措施粉塵控制灑水降塵，密閉攪拌，料倉(cāng)除塵噪聲控制隔音降噪，合理安排施工時(shí)間廢水處理沉淀池循環(huán)利用，中和處理廢料回收混凝土廢料破碎再利用綠色施工節(jié)能減排，環(huán)保材料，文明施工混凝土工程成本控制材料費(fèi)人工費(fèi)機(jī)械費(fèi)管理費(fèi)其他費(fèi)用材料成本控制優(yōu)化配合比，減少浪費(fèi)，合理采購(gòu)施工成本控制優(yōu)化工藝，提高效率，減少返工全過(guò)程控制設(shè)計(jì)優(yōu)化，方案比選，過(guò)程監(jiān)控混凝土新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1性能提升超高性能混凝土，耐久性提高2綠色環(huán)保低碳混凝土