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混凝土的基本知识.doc

混凝土的基本知识.doc

上传者: 冯回雨 2017-10-16 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《混凝土的基本知识doc》,可适用于综合领域,主题内容包含混凝土的基本知识第一部分概述概念:混凝土由胶结材料料(无机的、有机的或有机复合的)颗粒状集料以及必须加入的化学外加剂和矿物质掺和料组分合理组成的混合符等。

混凝土的基本知识第一部分概述概念:混凝土由胶结材料料(无机的、有机的或有机复合的)颗粒状集料以及必须加入的化学外加剂和矿物质掺和料组分合理组成的混合料或经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料。一、混凝土一百年发展过程年钢筋混凝土预应力混凝土高效减水剂的应用有机与无机相复合的混凝土技术优质超细矿物粉料在高性能混凝土上的应用二、发展趋势:“三化”高性能化:最大限度地满足实际工程需要使其能方便地施工并能实现最优的结构性能。功能化:传统的混凝土由结构材料向功能材料转变。绿色化:环保型的建筑材料。三、混凝土简介混凝土是当代最大宗的人造材料也是最主要的建筑材料之一。广义的混凝土是指由胶凝材料、细骨料(砂)、粗骨料(石)和水按适当比例配制的混合物经硬化而成的人造石材。但目前建筑工程中使用最广泛的是以水泥为胶凝材料的普通混凝土。在普通混凝土中砂、石起骨架作用它们在混凝土中起填充和抵抗混凝土在凝结硬化过程中的收缩作用。水泥与水形成水泥浆包裹在骨料表面并填充骨料间的空隙。在硬化前水泥浆起润滑作用赋予混合物一定的和易性便于施工硬化后水泥浆则将骨料胶结成一个坚实的整体并具有一定的强度。混凝土作为主要建筑材料被广泛应用是因为它具有许多其他材料所不能取代的优点。如:易成型、能耗低、耐久性好、价格便宜以及与钢材结合可制成各种承重结构的优点。但混凝土的自重大、抗拉强度低一般只有抗压强度的~浇筑成型受气侯条件(温度、湿度、雨雪等)影响特别是使用寿命远低于设计寿命标准而修复、维持将付出极大的经济代价等传统混凝土所存在的弱点。素混凝土无钢筋或钢丝网等的混凝土。钢筋混凝土配有钢筋的混凝土。预应力混凝土为了提高构件的抗裂能力在钢筋与混凝土结合之前预先拉张钢筋使得构件在施加外负荷之前钢筋受到一个预加的拉应力而混凝土受到一个预加的压应力这种混凝土叫做预应力混凝土。第二部分混凝土的分类混凝土的品种繁多它们的性能和用途也各不相同一般按以下几方面进行分类。按工程要求分类普通混凝土指采用普通砂、石配制的干密度为~Kgm的混凝土。特种混凝土如:抗渗混凝土等级大于P级的混凝土抗冻混凝土指抗冻等级大于F级的混凝土高强混凝土指强度等级为C级以上的混凝土大体积混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于m或容易因温度应力引起裂缝的混凝土等。按流动性分类干硬性混凝土指混凝土拌合物的塌落度小于mm的混凝土塑性混凝土指混凝土拌合物的塌落度为~mm的混凝土流动性混凝土指混凝土拌合物的塌落度为~mm的混凝土大流动性混凝土指混凝土拌合物塌落度等于或大于mm的混凝土。按施工方法分类如泵送混凝土喷射混凝土水下浇注混凝土压力浆灌混凝土离心混凝土等。按胶结材料分类如无机的:水泥混凝土水玻璃混凝土石膏混凝土有机的:沥青混凝土硫磺混凝土聚合物胶结混凝土无机有机混合的:聚合物水泥混凝土等。第三部分混凝土拌合物性能概念:新拌混凝土混凝土的各组成材料按一定比例搅拌而制得的未凝固的混合材料称为混凝土拌合物。硬化混凝土混凝土拌合物在一定的条件(温度、湿度)下经物理化学作用随着时间推移逐渐硬化成坚实的块体称为硬化混凝土。混凝土拌合物的性能混凝土拌合物应具有:易于浇筑、捣实和表面处理的条件从而保证良好的浇筑质量进而为保证混凝土的强度和耐久性创造必要的条件。因此混凝土拌合物应具有下列各性能:(一)和易性混凝土拌合物的和易性是判别混凝土初期质量优劣的标准。所谓和易性是指混凝土在施工中是否易于操作是否具有能使浇注的构件质量均匀易于浇捣密实的性能和易性是一项综合的技术性能包括流动性、粘聚性、和保水性等三方面的涵义。()流动性:是指混凝土拌合物在自重或施工机械振捣的作用下能产生流动并均匀密实地填满模板的性能。流动性的大小主要取决于单位用水量或水泥浆量的多少。单位用水量或水泥浆量多混凝土拌合物的流动性大(反之则小)浇筑时易于填满模型。()粘聚性:是指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间的粘聚力。在运输、浇筑、捣实过程中不致产生分层、离析、泌水而保持整体均匀的性质。混凝土拌合物是由密度不同颗粒大小不一的固体材料和水组成的混合物在外力作用下各组成材料移动的倾向性不同一旦配比不当就会出现分层和离析现象。使硬化后的混凝土成分不均匀甚至产生蜂窝、狗洞等工程质量事故。()保水性是指混凝土拌合物在施工过程中具有一定的保持水分不易析出的能力。混凝土拌合物在施工过程中随着较重的骨料颗粒下沉因水的密度比骨料小被迫逐渐上升到混凝土拌合物的表面形成泌水。泌水会在混凝土内部形成泌水通道使混凝土的密实性变差降低混凝土的质量。(二)和易性的测定方法。我国标准用塌落度和维勃稠度来测定混凝土拌合物的流动性并辅以直观经验来评定粘聚性和保水性。塌落度试验:将混凝土拌合物按规定方法分三次装入塌落度筒内在装满刮平后将塌落度筒垂直向上提起移到混凝土拌合物一侧混凝土拌合物因自重会产生塌落现象。然后测量出筒高与塌落后混凝土拌合物试体最高点之间的高度差。塌落度愈大拌合物的流动性愈大。概念:塌落度损失新拌混凝土的稠度会随时间的增长而逐渐减小。减小塌落度损失的途径:选用CA和碱含量都较低的水泥。掺用缓凝型外加剂。掺用优质粉煤灰。尽可能选用塌烙度低的配比。尽可能降低新拌混凝土的温度。为了同时评定拌合物的粘聚性和保水性还应观察下列现象:用捣棒在已塌落的混凝土拌合物锥体一侧轻轻敲打如锥体逐渐下沉则表示粘聚性良好若锥体突然倒坍部分崩裂或出现离析现象则表示粘聚性不好。保水性是以拌合物中稀浆析出的程度来评定提起塌落度筒以后如果有较多的稀浆从底部析出则表示此混凝土拌合物保水性良好。(三)混凝土拌合物的离析和泌水()离析:拌合物的离析是指拌合物各组分分离而造成不均匀和失去粘聚性的现象。表现为骨料从拌合物中分离或从稀水泥浆中淌出。虽然拌合物的离析是不可避免的尤其是在粗骨料最大粒径较大的混凝土中但若配合比适当掺加外加剂可减少或抑制离析的产生。()泌水:拌合物泌水是指拌合物在浇筑后到初凝前固定颗粒下沉水上升在混凝土表面析出水的现象。泌水将使混凝土质量不均匀易于形成表面裂缝并会降低钢筋与混凝土的粘结力等必须尽可能降低混凝土的泌水。通常采取掺加适当混合材(粉煤灰、矿渣粉等)、外加剂改善混凝土和易性以提高保水性的措施从而降低泌水现象。(四)混凝土拌合物的凝结时间凝结时间分为初凝时间和终凝时间。为使混凝土有充分的时间进行搅拌、运输、浇灌。混凝土的初凝时间不宜过短当施工完毕则要求尽快硬化增强强度故终凝时间不宜太长。但拌合物的凝结时间随着水泥品种及用量外加剂品种混凝土配合成分气候条件等变化而有快、慢之别。如用普通硅酸盐水泥的拌合物凝结时间要早于用矿渣水泥的拌合物。用速凝剂的混凝土拌合物几分钟就达到终凝而用缓凝剂的混凝土拌合物凝结时间可达h甚至更长。新拌混凝土假凝现象。第四部分硬化混凝土的主要技术性能混凝土的强度强度是混凝土最重要的力学性能因为混凝土结构物主要用以承受荷载或抵抗各种作用力。通常用混凝土强度来评定和控制混凝土的质量。混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗折强度、抗剪强度和与钢筋的粘结强度等。其中抗压强度最大抗拉强度最小约为抗压强度的~。()混凝土的抗压强度和强度等级:混凝土的抗压强度是指标准试件在压力作用下直到破坏时单位面积所能承受的最大压力。根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》规定制作边长为mm的立方体试件在标准条件(温度相对湿度以上)下养护到天龄期测得的抗压强度值为混凝土立方体抗压强度的标准值(单位:Mpa)。当按骨料最大粒径选用非标准尺寸的试件时应将其抗压强度按表~系数换算成标准尺寸试件的抗压强度。骨料最大粒径mm试件尺寸mm换算系数>为了正确进行设计和控制工程质量根据混凝土立方体抗压强度标准值将混凝土划分为不同的等级。混凝土强度等级采用符号“C”与立方体抗压强度标准值(以NmmMpa)表示。例如:混凝土立方体抗压强度标准值f=Nmm的混凝土。其强度等级表示为cu,kC。()混凝土的轴心抗压强度:混凝土的轴心抗压强度是指用棱柱体(标准试件为mmmmmm)试件测得的单位面积上所能承受的最大轴心压力。轴心抗压强度与立方体抗压强度之比约为~。()混凝土的抗拉强度:混凝土的轴心抗拉强度是指用立方体试件测得的单位面积上所能承受的最大轴向拉力。混凝土的抗拉强度只有抗压强度的~并随着混凝土强度等级的提高比值有所降低即当抗压强度等级提高时抗拉强度的增加不如抗压强度提高的快。()混凝土的抗折强度:混凝土的抗折强度是指混凝土受弯曲作用时所能承受的最大弯曲应力也称弯曲抗拉强度。()混凝土标号与混凝土强度等级的换算表混凝土标号混凝土强度等CCCCCCCC级()影响混凝土强度的因素a水泥强度等级与水灰比b骨料的品种、质量及数量c养护的温度和湿度d养护龄期e成型方式。混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土抵抗周围介质不利因素长期作用的性能。提高混凝土的耐久性对于延长结构寿命减少修复所耗巨资具有重要价值。()混凝土的抗渗性:抗渗性是指混凝土抵抗液体在压力作用下的渗透的性能。抗渗性用抗渗等级(符号“P”)表示抗渗等级是以天龄期的抗渗标准试件在标准试验方法下所能承受的最大的水压力来确定的。抗渗等级分为P、P、P、P等。相应表示混凝土能抵抗、、、Mpa的水压力并且不渗漏。()混凝土的抗冻性:抗冻性是指混凝土在饱和水状态下能经受多次冻融循环而不破坏同时也不严重降低强度的性能。抗冻性用抗冻等级(符号“F”)表示。抗冻等级是以龄期天的混凝土试件在吸水饱和后承受反复冻融循环以抗压强度下降不超过而且重量损失不超过时所能承受的最大冻融循环次数来确定混凝土的抗冻等级分为:F、F、F、F、F、F、F次。()混凝土的抗化学侵蚀性能:当混凝土所处的环境中含有的侵蚀性介质如硫酸盐侵蚀淡水、酸性水、海水侵蚀碱类侵蚀等就要求混凝土具有抗侵蚀的能力。()混凝土的炭化:炭化作用是大气中的二氧化碳在水存在的条件下与水泥水化产物氢氧化钙发生反应生成碳酸钙和水因碳酸钙是中性所以炭化又称中性化。炭化使混凝土的碱度降低削弱了对钢筋的保护。()碱骨料反应:当水泥碱含量(NaOKO)大于时在有水存在的条件下水泥中的碱与骨料中的活性二氧化硅化合在骨料表面形成一层复杂的碱硅酸凝胶。这种凝胶遇水膨胀使骨料与水泥石界面胀裂粘结强度下降。这种化学反应称为碱骨料反应。此反应一般进行很慢由此引起的破坏作用往往要经过几年后才能出现它的破坏作用更大更危险对耐久性十分不利。()提高混凝土耐久性的措施:a根据工程情况合理选择水泥品种b适当控制水灰比及水泥用量c选用质量良好、技术条件合格的砂、石骨料是保证混凝土耐久性的重要条件d掺入引气剂对提高混凝土的抗渗性和抗冻性有良好的作用e改善施工操作保证施工质量。第五部分混凝土原材料水泥:省略。砂:建筑用砂分为天然砂和人工砂两种。天然砂是由天然岩石经长期风化等自然条件作用而形成的大小不等、由不同矿物颗粒组成的混合物按其产源不同可分为河砂、湖砂、海砂及山砂等几种。一般情况下山砂的需水量比河砂、湖砂、海砂的高。相对比较河砂较为适宜故建筑工程中一般都采用河砂作为细骨料。我国标准规定天然砂按其技术要求不同分为优等品、一等品和合格品三个等级。人工砂是采用机械的方法将天然岩石破碎、磨制而成其具有颗粒表面菱角多、比较清洁、砂石呈片状颗粒及细粉含量较多的特点。规格砂按细度模数分为粗、中、细三种规格其细度模数分别为:粗:~中:~细:~。粗集料:普通混凝土的粗集料有碎石和卵石两种。碎石大多由天然岩石经破碎、筛分而成也可将大卵石轧碎、筛分而得。因而具有表面粗糙、多棱角、较洁净、与水泥浆粘结比较牢固的特点是建筑工程中用量最大的粗骨料。卵石又称砾石这是由天然岩石经自然条件长期作用而形成的粒径大于mm的颗粒。按其产源不同可分为河卵石、海卵石及山卵石等几种其中以河卵石应用较多。卵石中有机杂质含量较多与碎石相比卵石具有表面光滑拌制混凝土时需水量小拌和物的和易性较好特点但卵石与水泥石的胶结力较差在相同条件下卵石混凝土的强度较碎石混凝土的低。规格颗粒级配一般为连续级配(公称粒径为~mm)、单粒级配。水。水是混凝土的主要组成材料之一。混凝土用水一般为洁净的饮用水、地表水、地下水等。第六部分外加剂外加剂是指混凝土拌和过程中掺入的用以改善混凝土性能的物质。一般掺量不大于水泥质量的。混凝土外加剂的分类按功能分为以下五类:()改善所拌混凝土流动性能的外加剂有减水剂、引气剂。()调节混凝土凝结、硬化性能的外加剂有缓凝剂、早强剂、速凝剂等。()调节混凝土含气量的外加剂有引气剂、发泡剂、消泡剂等。()改善混凝土抗冻性及耐久性的外加剂有引气剂、阻锈剂、防冻剂、防水剂等。()改善混凝土特殊性能的外加剂有着色剂、膨胀剂、粘结剂、碱骨料反应抑制剂等。七、普通混凝土的配合比设计配合比设计的四项基本要求(一)施工性能混凝土拌合物应具备满足施工操作的和易性。(二)力学性能硬化后的混凝土应满足工程结构设计或施工进度所要求的强度和其它有关力学性能。(三)耐久性能硬化后的混凝土必须满足抗冻性、抗渗性等耐久性要求。(四)经济性能应在保证混凝土全面质量的前提下尽量节约水泥合理利用原材料降低成本。配合比设计的三个参数混凝土的配合比设计实质上就是确定四项材料用量之间的三个对比关系即三个参数。()水灰比:水与水泥之间的对比关系用水与水泥用量的质量比来表示。()砂率砂子与石子之间的对比关系用砂子重量占砂石总重的百分数来表示。()单位用水量:水泥净浆与骨料之间的对比关系用m混凝土的用水量来表示。配合比设计程序()计算配合比。(又称理论配合比)。按照已合理选择的原材料性能及对混凝土的技术要求利用一些经验公式和经验数据进行初步计算后得到的混凝土配合比。()基准配合比。在计算配合比的基础上通过试验室对混凝土拌和物和易性进行测定并进行配比调整。调整到和易性满足要求时的混凝土配合比。()试验室配合比。在基准配合比的基础上在试验室进行混凝土强度调整调整达到设计强度的配合比。()施工配合比。以试验室配合比为基础根据现场砂、石含水状况对配合比进行调整。考虑到砂、石含水量并进行调整的配合比。八、常用混凝土试验设备汇总表材料试验机(含压力、万能、抗折等)、混凝土振动台、混凝土搅拌机、混凝土试膜、塌落度仪、含气量仪、湿温度控制仪、混物理试验设备凝土蒸养箱、砂石筛分分仪、烘箱、天平、台秤、比重计、养护箱、跳桌、凝结时间测定仪、混凝土抗渗仪、砂浆抗渗仪、低温箱、冻融试验机、炭化箱。酸度计、晶体管恒电位仪、精密天平、比化学试验设备重天平、碳硫分析仪、硅锰磷分析仪、分光光度计、火焰光度计

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