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文檔簡介
1、第四章 普通混凝土及砂漿41 概 述一、混凝土的定義 混凝土 由膠凝材料、細骨料、粗骨料、水以及必要時摻入的化學(xué)外加劑和摻合料組成,經(jīng)過膠凝材料凝結(jié)硬化后,形成具有一定強度和耐久性的人造石材。 普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以及必要時摻入的化學(xué)外加劑和摻合料組成,經(jīng)過水泥凝結(jié)硬化后形成的、干體積密度為20002800kg/m3,具有一定強度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土,簡稱為“混凝土”。 二、混凝土的分類按體積密度分重混凝土 02800kg/m3。 普通混凝土 0 20002800kg/m3。 輕混凝土 02000kg/m3。 按膠凝材料分水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物
2、水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土等。 按用途分結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、防輻射混凝土等 。二、混凝土的分類按生產(chǎn)和施工工藝分預(yù)拌混凝土(商品混凝土)、泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、離心混凝土、等。按強度等級分普通混凝土:抗壓強度c60高強混凝土:抗壓強度c60超高強混凝土:抗壓強度c100按配筋情況分素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼纖維混凝土等。三、混凝土的特點優(yōu)點 抗壓強度高、耐久、耐火、維修費用低 ; 原材料豐富、成本低,可利用工業(yè)廢料作骨料或摻合料; 混凝土拌合物具有良好的可塑性; 混凝土與鋼筋粘結(jié)良好,一般不會銹蝕鋼筋 。缺點 抗拉強度低(約
3、為抗壓強度的1/101/20)、變形性能差,屬脆性材料,易開裂; 導(dǎo)熱系數(shù)大約為1.8w/(mk); 體積密度大(約為2400kg/m3左右); 硬化較緩慢; 質(zhì)量易受施工環(huán)節(jié)影響,難以精確控制。42 普通混凝土組成材料混凝土的結(jié)構(gòu)混凝土的結(jié)構(gòu) 水泥+水水泥漿+砂水泥砂漿+石子混凝土拌合物硬化混凝土組成材料的作用粗集料細集料水泥漿孔 隙泌水形成的孔隙混凝土體積構(gòu)成水泥石25左右;砂和石子70以上;孔隙和自由水15%。 組成材料硬化前硬化后水泥+水潤滑作用膠結(jié)作用砂+石子填充作用骨架作用一、水泥的選擇品種的選擇 配制普通混凝土的水泥品種,應(yīng)根據(jù)混凝土的工程特點或所處的環(huán)境條件,結(jié)合水泥性能,且考
4、慮當?shù)厣a(chǎn)的水泥品種情況等,進行合理地選擇。 強度等級的選擇原則上,配制高強度等級的混凝土,選擇高強度等級的水泥;一般情況下,水泥強度等級為混凝土強度等級的1.52.0倍;配制高強混凝土?xí)r,可選擇水泥強度等級為混凝土強度等級的1倍左右。 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 定義 砂是指粒徑在0.15-4.75mm之間的顆粒。 分類按產(chǎn)源分按技術(shù)要求分 類 宜用于強度等級大于c60的混凝土; 類 用于強度等級為c30c60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土; 類 宜用于強度等級小于c30的混凝土和建筑砂漿。 砂天然砂人工砂機制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求1.表觀密度、堆積密度及空隙率
5、表觀密度s2500kg/m3;松散堆積密度so1350kg/m3;空隙率p47%。2.含泥量、泥塊含量及石粉含量含泥量是指天然砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量;泥塊含量是指粒徑大于1.18mm,經(jīng)水洗、手捏后小于600m的顆粒含量;石粉含量是指人工砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量。具體指標見表。二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求項 目指 標類類類含泥量(質(zhì)量計,%)1.03.05.0泥塊含量(質(zhì)量計,%)01.02.0天然砂含泥量和泥塊含量項 目指 標類類類亞甲藍試驗mb值1.40或合格石粉含量(%)3.05.07.0泥塊含量(%)01.02.0mb值1.40或不合格石粉含量(%)1.03.05.0
6、泥塊含量(%)01.02.0人工砂石粉含量和泥塊含量二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求3.有害物質(zhì)含量 砂中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物,有害物質(zhì)主要是云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯化物等。見下表。項 目指 標類類類云母(%)(質(zhì)量計)1.02.02.0輕物質(zhì)(%)(質(zhì)量計)1.01.01.0有機物(比色法)合格合格合格硫化物及硫酸鹽(so3質(zhì)量計)0.50.50.5氯化物(氯離子質(zhì)量計)0.010.020.06二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求4.顆粒級配(1)顆粒級配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況。(2)級配良好的砂,不同粒徑顆粒搭配比例適當,其空隙率小,且總表面積小,可以節(jié)約水泥或改善混凝土拌合物
7、的和易性。(3)顆粒級配采用篩分法確定,詳見實驗部分。(4)顆粒級配的指標 級配區(qū) 按600m篩的累計篩余率的大小,可分為1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)共三個級配區(qū)。詳見下頁表。 級配合格判定 砂的實際級配全部在任一級配區(qū)規(guī)定范圍內(nèi);除4.75mm和600m篩檔外,可以略有超出,但超出總量應(yīng)小于5。 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求方篩孔累計篩余率,1區(qū)2區(qū)3區(qū)9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600m300m150m010035565358571958010090010025050107041927010090010015025040168555100901)砂的實際顆粒級配與表中所列數(shù)字相比,除4.7
8、5mm和600m篩檔外,可以略有超出,但超出總量應(yīng)小于5。2)1區(qū)人工砂中150m篩孔的累計篩余可以放寬到10085,2區(qū)人工砂中150m篩孔的累計篩余可以放寬到10080,3區(qū)人工砂中150m篩孔的累計篩余可以放寬到10075。砂的顆粒級配區(qū)二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求(5)級配的選擇 宜優(yōu)先選擇級配在2區(qū)的砂;當采用1區(qū)砂時,應(yīng)適當提高砂率;當采用3區(qū)砂時,應(yīng)適當減小砂率。5.規(guī)格 砂按細度模數(shù)大小分為粗砂、中砂、細砂:粗砂 mx =3.73.1;中砂 mx =3.02.3;細砂 mx =2.21.6。 細度模數(shù)按下式計算:式中:mx細度模數(shù); a1、a2、a3、a4、a5、a6分別為4.75mm
9、、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m篩的累計篩余百分率,。1165432x1005)aaaaaaam(二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求6砂的堅固性砂在自然風(fēng)化和其它外界物理、化學(xué)因素下,抵抗破裂的能力。天然砂用硫酸鈉溶液法,砂樣經(jīng)5次循環(huán)后質(zhì)量損失表示。 人工砂用壓碎指標法試驗得出壓碎指標值衡量。7堿骨料反應(yīng)水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與骨料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下會緩慢發(fā)生導(dǎo)致混凝土開裂的膨脹反應(yīng)。經(jīng)堿骨料反應(yīng)試驗后,由砂制備的試件應(yīng)無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象,并在規(guī)定的試驗齡期膨脹率應(yīng)小于0.10%.三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求定義 粒徑大于4.75mm的骨料稱為粗骨料。分
10、類按產(chǎn)源分:卵石(河卵石、海卵石、山卵石)和 碎石碎石與卵石差別:碎石表面比較粗糙、多棱角、表面積大、空隙率大、水泥用量較大,與水泥粘結(jié)強度較高。河卵石表面光滑,少棱角,比較潔凈。山卵石含土和雜質(zhì)較多,使用以前必須加以清洗。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求按技術(shù)要求分: 類 宜用于強度等級大于c60的混凝土; 類 用于強度等級為c30c60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土; 類 宜用于強度等級小于c30的混凝土和建筑砂漿。1.含泥量、泥塊含量含泥量是指粒徑小于0.075mm的顆粒含量;泥塊含量是指卵石、碎石中粒徑大于4.75mm經(jīng)水洗手捏后小于2.36mm的顆粒含量。具體指標見表。原因:含泥量和泥塊含量會
11、嚴重影響與水泥石的粘結(jié)力,降低和易性,對混凝土的抗拉、抗凍、抗?jié)B、收縮等性能產(chǎn)生一定的影響。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求3.針、片狀顆粒含量 針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2.4倍者(平均粒徑是指該粒級上、下限粒徑的平均值); 片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。 針片狀顆粒不僅本身容易折斷,而且會增加骨料的空隙率和總表面積,使拌合物和易性變差,強度和耐久性降低。含量規(guī)定見表。 用針狀規(guī)準儀和片狀規(guī)準儀逐粒測定。項 目指 標類類類含泥量(質(zhì)量計,%)0.51.01.5泥塊含量(質(zhì)量計,%)00.50.7碎石、卵石含泥量和泥塊含量三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求項 目指 標類類類針、片
12、狀顆粒(%)(質(zhì)量計)51525碎石、卵石針片狀顆粒含量4.有害物質(zhì)含量 卵石、碎石中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。見下表。項 目指 標類類類有機物合格合格合格硫化物及硫酸鹽(%) (so3質(zhì)量計)0.51.01.0三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求5.強度采用巖石抗壓強度和壓碎指標兩種檢驗: 巖石抗壓強度是將母巖制成50mm50mm50mm立方體試件,在水飽和狀態(tài)下測定其極限抗壓強度值。 壓碎指標是將一定質(zhì)量風(fēng)干狀態(tài)下9.5019.0mm的顆粒裝入標準圓模內(nèi),在壓力機上按1kn/s速度均勻加荷至200kn并穩(wěn)定,卸荷后用2.36mm的篩篩除被壓碎的細粉,稱出篩余量。按下式計算: 式中
13、:qc壓碎指標值 ; g1試樣的質(zhì)量 ,g; g2壓碎后的篩余量,g。壓碎指標值越小,表示石子抵抗受壓破壞的能力越強。%100121cgggq 6.顆粒級配:骨料粗細程度為減少空隙率,改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的強度,粗骨料也要求有良好的顆粒級配。粗骨料的顆粒級配有連續(xù)級配與間斷級配兩種。 連續(xù)級配是石子由小到大連續(xù)分級; 間斷級配是指用小顆粒的粒級直接和大顆粒的粒級相配,中間為不連續(xù)的級配,由于易產(chǎn)生離析,應(yīng)用較少。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求項 目指 標類類類碎石壓碎指標(%)102030卵石壓碎指標(%)121616碎石、卵石的壓碎指標三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求7.最大粒徑粗骨料公稱粒級的
14、上限稱為該粒級的最大粒徑。從結(jié)構(gòu)上考慮 根據(jù)規(guī)定,混凝土用粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4,且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4;對混凝土實心板,不宜超過板厚的1/3,且不得超過40mm。從施工上考慮 對泵送混凝土,粗骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比碎石不宜大于1:3,卵石不宜大于1:2.5,高層建筑宜在1:31:4,超高層建筑宜在1:41:5。從經(jīng)濟上考慮 當最大粒徑小于80mm時,水泥用量隨最大粒徑減小而增加, 當大于150mm后,節(jié)約水泥的效果卻不明顯。三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求8、堅固性卵石、碎石在自然風(fēng)化和其它外界物理、化學(xué)因素下,抵抗破裂的能力。硫酸鈉溶液法,卵石、碎石樣經(jīng)5次
15、循環(huán)后質(zhì)量損失表示。骨料越密實、強度越高、吸水率越小時,其堅固性越好。9、堿骨料反應(yīng)水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與骨料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下會緩慢發(fā)生導(dǎo)致混凝土開裂的膨脹反應(yīng)。經(jīng)堿骨料反應(yīng)試驗后,由卵石、碎石制備的試件應(yīng)無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象,并在規(guī)定的試驗齡期膨脹率應(yīng)小于0.10%。四、拌合及養(yǎng)護用水的技術(shù)質(zhì)量要求混凝土拌合和養(yǎng)護用水要求不能有以下破壞作用: 影響混凝土的和易性和凝結(jié)、硬化 損害混凝土強度的發(fā)展及耐久性 加快鋼筋銹蝕及預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷 污染混凝土表面按水源不同分為飲用水、地表水、地下水、海水和經(jīng)適當處理的工業(yè)用水。拌制和養(yǎng)護混凝土宜采用飲用水,當采用其它來源水
16、時,應(yīng)符合混凝土拌合用水標準(jgj631989)的規(guī)定。43 混凝土拌合物的技術(shù)性質(zhì)一、和易性(工作性)的概念 混凝土拌合物便于施工操作,能夠達到結(jié)構(gòu)均勻、成型密實的性能。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性:和易性粘聚性保水性流動性易達結(jié)構(gòu)均勻易成型密實好好在本身自重或施工機械振搗作用下,能產(chǎn)生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力,在運輸和澆注過程中不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)象的性質(zhì)。具有一定的保持內(nèi)部水分的能力,在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。保證混凝土硬化后的質(zhì)量二、和易性的評定定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經(jīng)驗評定粘聚性和保水性。 1.坍落度法 測定混凝土
17、拌合物在自重作用下產(chǎn)生的變形值坍落度(單位mm)。 適用范圍: 集料最大粒徑不大于40mm; 坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土(坍落度在10220mm時,對混凝土拌和物的稠度具有良好的反映能力)。 二、和易性的評定粘聚性評定 用搗棒在已經(jīng)坍落的混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打:如果錐體整體均勻、逐漸下沉粘聚性良好;如果錐體突然倒塌,部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象粘聚性不好。保水性評定 用混凝土拌和物稀漿析出的程度判定,坍落度筒提起后:如果有較多的稀漿從底部析出,錐體部分因失漿而骨料外露保水性不好;如果無稀漿或僅有少量稀漿從底部析出保水性良好。二、和易性的評定2.維勃稠度法 測定使拌合物密實所需要
18、的時間,s。適用范圍 粗骨料最大粒徑不大于40mm; 坍落度小于10mm,維勃稠度在5s30s之間的干硬性混凝土; 若其值小于5s,則用坍落度表示其稠度。試驗過程試驗過程:標準方法將水泥裝入坍落度筒;垂直提起坍落度筒,將透明玻璃圓盤覆 蓋在拌和物椎體頂面;開啟振動臺,同時用秒表計時;當透明圓盤下面布滿水泥漿時,按下秒表;兩次時間差(s)為維勃稠度。維勃稠度值越大維勃稠度值越大, ,混凝土的流動性越小?;炷恋牧鲃有栽叫?。三、混凝土拌合物按流動性的分類 按混凝土質(zhì)量控制標準(gb50164)的規(guī)定,塑性混凝土、干硬性混凝土分別按坍落度 、維勃稠度分為四級。見下表。名 稱代號指標混凝土拌合物塑性混
19、凝土(坍落度10mm)低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土t1t2t3t410mm40mm50mm90mm100mm150mm160mm干硬性混凝土(坍落度10mm)超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土 v0v1v2v331s30s21s20s11s10s5s四、混凝土施工時坍落度的選擇 混凝土拌合物坍落度的選擇,應(yīng)根據(jù)施工條件、構(gòu)件截面尺寸、配筋情況、施工方法等來確定。 見下表。結(jié) 構(gòu) 種 類坍落度,mm基礎(chǔ)或地面等的墊層,無配筋的大體積結(jié)構(gòu)(擋土墻、基礎(chǔ)等)或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)1030板、梁和大型及中型截面的柱子等3050配筋密列的結(jié)構(gòu)(如薄壁、斗倉、筒倉、細柱等
20、)5070配筋特密的結(jié)構(gòu)7090五、影響和易性的因素1.組成材料及其用量之間的關(guān)系水泥漿數(shù)量; 水灰比(單位用水量);砂率 ; 水泥品種及細度;骨料的品種、級配和粗細程度;外加劑。2.施工環(huán)境的溫度、攪拌制度等。 水泥水砂石子外加劑水泥漿骨料混凝土拌合物cwmm 水灰比100%gsssmmm 砂率五、影響和易性的因素合理砂率的確定 合理砂率是指在水泥漿數(shù)量一定的條件下,能使拌合物的流動性(坍落度t)達到最大,且粘聚性和保水性良好時的砂率;或者是在流動性(坍落度t)、強度一定,粘聚性良好時,水泥用量最小的砂率。 t,mms合理砂率水泥漿數(shù)量一定坍落度、強度一定合理砂率mc,kgs六、改善和易性的
21、措施 采用合理砂率; 改善砂石的級配; 摻外加劑或摻合料; 根據(jù)環(huán)境條件,注意坍落度的現(xiàn)場控制; 在水灰比不變的條件下,適當增加水泥漿的用量,可增大拌合物的流動性; 在砂率不變的條件下,適當增加砂石的用量,可減小拌合物的流動性。摻外加劑的混凝土44 硬化混凝土的技術(shù)性質(zhì)一、混凝土的強度混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強度抗剪強度抗壓強度握裹強度軸心抗壓強度立方體抗壓強度鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度抗彎強度一、混凝土的強度1.立方體抗壓強度 以邊長為150mm的標準立方體試件,在溫度為202,相對濕度為95以上的潮濕條件下或者在靜止的ca(oh)2飽和溶液中養(yǎng)護,經(jīng)28d齡期,采用標準試驗方法測得的抗壓
22、極限強度。用fcu表示。 當采用非標準試件時,須乘以換算系數(shù),見下表: 標準試驗方法是指普通混凝土力學(xué)性能試驗方法(gb/t500812002 ),詳見實驗部分。試件種類試件尺寸,mm粗骨料最大粒徑,mm換算系數(shù)標準試件150150150401.00非標準試件100100100300.95200200200601.05一、混凝土的強度2.混凝土強度等級 按混凝土立方體抗壓強度標準值劃分的級別。以“c”和混凝土立方體抗壓強度標準值(fcu,k)表示,主要有c7.5,c10,c15,c20,c25,c30,c35,c40,c45,c50,c55,c60,c65,c70,c75,c80等十六個強度等
23、級。 立方體抗壓強度標準值(fcu,k ) ,是立方體抗壓強度總體分布中的一個值,強度低于該值的百分率不超過5%,即具有95%以上的保證率。 強度等級表示的含義: 強度的范圍:某混凝土,其fcu30.034.9mpa; 某混凝土,其fcu30.0mpa的保證率為95%。c30“c”代表“混凝土”?!?0”代表fcu,k30.0mpa;一、混凝土的強度3.軸心抗壓強度采用150mm150mm300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強度為055mpa范圍內(nèi)fcp=(0.70.8)fcu 。在結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時,一般取fcp0.67fcu。 非標準尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm100mm和200mm
24、200mm,測得的抗壓強度值應(yīng)分別乘以換算系數(shù)0.95和1.05。ff一、混凝土的強度拉應(yīng)力壓應(yīng)力pp4. 劈裂抗拉強度間接測得混凝土抗拉強度。邊長為150mm的立方體試件,在試件兩個相對表面加上墊條。施加均勻分布壓力,在外力作用的豎向平面內(nèi),會產(chǎn)生均勻分布的拉應(yīng)力??估瓘姸群饬炕炷量沽研院团c鋼筋間的粘結(jié)強度。一、混凝土的強度apapf637. 02ts劈裂抗拉強度式中:fts劈裂抗拉強度,mpa; p破壞荷載,n; a試件劈裂面積,mm2。 劈裂抗拉強度較低,一般為抗壓強度的1/101/20。 【軸拉法測抗拉強度】目的:用軸向拉伸試件測定混凝土的抗拉強度。缺點:荷載不易對準軸線,夾具處常發(fā)
25、生局部破壞,致使測量值不準確。相同條件下,混凝土用軸拉法測得的抗拉強度比劈裂法測得的劈裂抗拉強度略小,比值約為0.9。一、混凝土的強度5. 混凝土與鋼筋的粘結(jié)強度 拔出實驗拔出實驗:邊長為150mm的立方體混凝土試件,其中埋入直徑為19mm的標準變形鋼筋,試驗時以不超過34mpa/min的速度對鋼筋施加拉力 ,直到出現(xiàn)下列情況之一時的荷載值計算混凝土與鋼筋的粘結(jié)強度:鋼筋發(fā)生屈服混凝土開裂加荷端鋼筋滑移超過2.5mm。粘結(jié)強度混凝土與鋼筋之間的摩擦力鋼筋與水泥石之間的粘結(jié)力變形鋼筋的表面嚙合力一、混凝土的強度6.影響抗壓強度的因素(1)水泥的強度和水灰比 式中:混凝土28d齡期的抗壓強度值,m
26、pa; fce水泥28d抗壓強度的實測值,mpa; 混凝土灰水比, 即水灰比的倒數(shù); a、b回歸系數(shù)。振動手工搗實充分密實的混凝土不完全密實的混凝土fcumw/mcfcumc/mw)(bwccea,cummffowc/ mm當混凝土水灰比值在0.400.80之間時越大,則混凝土的強度越低;水泥強度越高,則混凝土強度越高。of,cuof,cu一、混凝土的強度(2) 骨料的影響 骨料級配良好、砂率適當時,組成的骨架堅固密實,混凝土強度較高。骨料表面情況:碎石表面粗糙、有棱角,與水泥石粘結(jié)力好。卵石呈圓形或卵圓形,表面光滑,與水泥石的粘結(jié)強度較低。在水泥石強度及其它條件相同時,用碎石拌制的砼強度高于
27、卵石配制的砼強度高。骨料強度:骨料強度越高,砼強度越高。骨料粒形以三維尺寸相等或相近的球形或立方體形為好。含有較多扁平或細長的顆粒,會增加砼的空隙率,提高骨料的表面積,增加砼的薄弱環(huán)節(jié),導(dǎo)致砼的強度下降。一、混凝土的強度(3)養(yǎng)護條件 在保證足夠濕度情況下,溫度越高,水泥凝結(jié)硬化速度越快,早期強度越高; 低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢,當溫度低至0以下時,硬化不但停止,且具有冰凍破壞的危險。 混凝土澆筑完畢后,必須加強養(yǎng)護,保持適當?shù)臏囟群蜐穸?,以保證混凝土不斷地凝結(jié)硬化。一、混凝土的強度(4)齡期 齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經(jīng)歷的時間。 在正常的養(yǎng)護條件下,混凝土的抗壓強度隨齡期的增加而
28、不斷發(fā)展,在714d內(nèi)強度發(fā)展較快,以后逐漸減慢,28d后強度發(fā)展更慢。 由于水泥水化的原因,混凝土的強度發(fā)展可持續(xù)數(shù)十年。 當采用普通水泥拌制的、中等強度等級的混凝土,在標準養(yǎng)護條件下,混凝土的抗壓強度與其齡期的對數(shù)成正比。 式中: fn、f28分別為n、28天齡期的抗壓強度,mpa。28lglg28nfnfn3一、混凝土的強度(5)外加劑和摻合料 混凝土中參入外加劑可按要求改變混凝土的強度及強度發(fā)展規(guī)律,如摻入減水劑可減少拌和用水量,提高混凝土強度;摻入早強劑可提高混凝土早期強度,但對后期強度發(fā)展無明顯影響。 超細的摻合料可配制高性能、超高強混凝土。(6)攪拌與振搗在施工過程中, 采用機械
29、攪拌比人工攪拌的拌合物更均勻; 采用機械振搗比人工振搗的混凝土更密實,特別是在拌制低流動性混凝土?xí)r效果更明顯; 強制式攪拌機比自由落體式攪拌機效果更好。一、混凝土的強度(7)溫度和濕度 周圍環(huán)境的溫度對混凝土初期強度有顯著的影響。一般說來,當溫度在440范圍內(nèi)時,提高養(yǎng)護溫度,可以促進水泥的水化和硬化,混凝土的初期強度也將提高。 濕度適當,水泥水化便能順利進行,使得混凝土強度得到充分發(fā)展。如果濕度不夠,混凝土水化反應(yīng)不能正常進行,甚至停止水化。這不僅嚴重降低混凝土的強度,而且因水化作用未能完成,使混凝土結(jié)構(gòu)酥松,滲水性增大,或形成干縮裂縫,從而影響混凝土的耐久性。 施工規(guī)范規(guī)定,混凝土澆筑完畢
30、后,12h內(nèi)進行覆蓋,以防止水分蒸發(fā)。 夏季施工時要特別注意澆水保濕。 硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥,澆水保濕不少于7d;火山灰水泥、粉煤灰水泥、施工中摻用緩凝性外加劑、混凝土有抗?jié)B要求時,保濕養(yǎng)護不少于14天。 濕潤養(yǎng)護方法:水中養(yǎng)護、灑水養(yǎng)護、噴霧養(yǎng)護、濕砂或濕草袋覆蓋養(yǎng)護一、混凝土的強度(8)試驗條件對混凝土強度測定值的影響 試件尺寸:試件尺寸越小,強度越高。這是因為試件尺寸越大,內(nèi)部孔隙、缺陷等出現(xiàn)的比率就越高,使試件有效受力面積減小及應(yīng)力集中,使得強度降低。試件種類試件尺寸,mm粗骨料最大粒徑,mm換算系數(shù)標準試件150150150401.00非標準試件100100100300.9
31、5200200200601.05 試件形狀:試件受壓時,試件受壓面與試件承壓板之間的摩擦力,對試件相對于承壓板的橫向膨脹起著約束作用,該約束有利于強度的提高。越接近試件的端面,這種約束作用就越大,在距離端面大約0.866a以外時,約束作用才消失。試件破壞時,上下部分各呈一個較完整的棱錐體,稱為“環(huán)箍效應(yīng)”。一、混凝土的強度 表面狀態(tài):即混凝土承壓面的狀態(tài)。當試件承壓表面涂有潤滑劑時,試件受壓時的環(huán)箍效應(yīng)大大減小,試件將出現(xiàn)直裂破壞,測出強度職也偏低。 加荷速度:材料的破壞是內(nèi)部裂縫開展、連通、形成通縫的過程。一、混凝土的強度7.提高混凝土抗壓強度的措施(1)采用高強度等級水泥;(2)采用單位用
32、水量較小、水灰比較小的干硬性混凝土;(3)采用合理砂率,以及級配合格、強度較高、質(zhì)量良好的碎石;(4)改進施工工藝,加強攪拌和振搗;(5)采用加速硬化措施,提高混凝土的早期強度;(6)在混凝土拌合時摻入減水劑或早強劑。 二、混凝土的耐久性定義:混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用,并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性,從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力。1.耐久性的主要內(nèi)容(1)抗?jié)B性 混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗有壓介質(zhì)(水、油、溶液)滲透的能力。 混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B等級表示。是以28d齡期的標準試件,按規(guī)定方法進行試驗時所能承受的最大靜水壓力來確定??煞譃閜4、p6、p8、p10和p12等五個
33、等級,分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2mpa的靜水壓力而不發(fā)生滲透。 混凝土滲水主要原因:內(nèi)部的孔隙形成連通的滲水通道。二、混凝土的耐久性 滲水通道來源: 混凝土施工振搗不實 水泥漿中多余水分蒸發(fā)而留下的氣孔 水泥漿泌水形成的泌水通道 各種收縮形成的微裂縫 影響抗?jié)B性的主要因素:水灰比。 提高混凝土抗?jié)B性的主要措施: 提高混凝土的密實度 改善混凝土中的孔隙結(jié)構(gòu)(開口孔-閉口孔) 減少連通孔隙和微裂縫 提高混凝土抗?jié)B性的手段: 降低水灰比 優(yōu)化骨料級配 嚴格控制施工過程:充分振搗、養(yǎng)護 摻外加劑:引氣劑、減水劑二、混凝土的耐久性(2)抗凍性 混凝土的抗凍性是指混凝土在飽
34、和水狀態(tài)下,能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞,強度也不顯著降低的性質(zhì)。 用抗凍等級表示??箖龅燃壥且?8d齡期的混凝土標準試件,在飽和水狀態(tài)下承受反復(fù)凍融循環(huán),強度損失不超過25,且質(zhì)量損失不超過5時,所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示,有f10、f15、f25、f50、f100、f200、f250和f300等九個等級。 凍融破壞原因:水冰,體積膨脹所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力混凝土抗拉強度,微裂縫不斷擴展通縫,混凝土破壞。 改善混凝土抗凍性的措施: 提高混凝土密實度 降低孔隙率 改善孔隙特征 降低孔隙的含水程度 摻外加劑:引氣劑、減水劑、防凍劑二、混凝土的耐久性(3)抗侵蝕性 混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石
35、的抗侵蝕性。 合理選擇水泥品種、降低水灰比、提高混凝土制品的密實度、改善孔隙特征均可以提高抗侵蝕性。 (4)堿骨料反應(yīng) 堿骨料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與骨料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開裂破壞的膨脹反應(yīng)。 反應(yīng)必要條件:水泥中堿度高、骨料有堿活性礦物、水。 抑制堿骨料反應(yīng)危害的方法: 嚴格控制水泥中堿的含量和骨料中堿活性物質(zhì)的含量 (減少水泥用量,選用非活性骨料) 防止水分進入,使混凝土在干燥狀態(tài)下工作二、混凝土的耐久性(5)抗碳化性 混凝土的碳化主要指水泥石的碳化,即中性化。 水泥石中氫氧化鈣與空氣中二氧化碳在適宜濕度下反映,生成碳酸鈣和水。 碳化不利影
36、響:混凝土碳化,使其堿度降低,從而使混凝土對鋼筋的保護作用降低,鋼筋易銹蝕;增加混凝土收縮。引起混凝土表面開裂。 碳化有利影響:生成的碳酸鈣可以填充混凝土的孔隙;生成的水可使水泥充分水化,均可以提高混凝土的密實度及強度。 措施:鋼混結(jié)構(gòu)中采用適當?shù)谋Wo層 使用減水劑、降低水灰比、增加水泥用量 在混凝土表面涂保護層,防止二氧化碳侵入二、混凝土的耐久性2.提高混凝土耐久性的措施 (1)合理選擇混凝土的組成材料 根據(jù)混凝土工程特點或所處環(huán)境條件,選擇水泥品種; 選擇質(zhì)量良好、技術(shù)要求合格的骨料。(2)提高混凝土制品的密實度 嚴格控制混凝土的水灰比和水泥用量。見下頁表。 選擇級配良好的骨料及合理砂率,
37、保證混凝土的密實度。 摻入適量減水劑,提高混凝土的密實度。 嚴格按操作規(guī)程進行施工操作。(3)改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu) 在混凝土中摻入適量引氣劑,可改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu),封閉孔隙的存在,可以提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及抗侵蝕性。 二、混凝土的耐久性環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土 預(yù)應(yīng)力混凝土素混凝土鋼筋混凝土 預(yù)應(yīng)力混凝土1.干燥環(huán)境 正常的居住或辦公用房屋內(nèi)不作規(guī)定0.650.602002603002.潮濕環(huán)境無凍害 高濕度的室內(nèi)部件 室外部件 在非侵蝕性土和(或)水中的部件0.700.600.60225280300有凍害 經(jīng)受凍害的室外部件 在非侵蝕性土和(或)水
38、中且經(jīng)受凍害的部件 高濕度且經(jīng)受凍害的室內(nèi)部件0.550.550.552502803003.有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境 經(jīng)受凍害和除冰劑作用的室內(nèi)和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定(jgj552000)45 混凝土外加劑外加劑及其分類定義 混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的,用以改善混凝土性能的物質(zhì)。一般情況摻量不超過水泥質(zhì)量的5%。按主要功能的分類(1)改善混凝土拌合物流變性能的外加劑,包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。(2)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑,包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。(3)改善混凝土耐久性的外加劑,包括引氣劑
39、、防水劑和阻銹劑等。(4)改善混凝土其它性能的外加劑,包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。 一、減水劑 混凝土減水劑是指在保持混凝土拌合物和易性一定的條件下,具有減水和增強作用的外加劑,又稱為“塑化劑”,高效減水劑又稱為“超塑化劑”。 1.減水劑的作用機理減水劑多屬于表面活性劑,它的分子結(jié)構(gòu)是由親水基團和憎水基團組成;摻入減水劑前: 當水泥加水拌合形成水泥漿的過程中,水泥顆粒把一部分水包裹在顆粒之間而形成絮凝狀結(jié)構(gòu),水的作用不能充分發(fā)揮(被包裹的水沒有起到提高流動性的作用); 一、減水劑摻入減水劑后:表面活性劑在水泥顆粒表面作定向排列,使水泥顆粒表面帶有同種電荷,這種排斥力遠
40、遠大于水泥顆粒之間的分子引力,使水泥顆粒分散開來,絮凝狀結(jié)構(gòu)中的水分釋放出來,混凝土拌合用水的作用得到充分的發(fā)揮,拌合物的流動性明顯提高;表面活性劑的極性基與水分子產(chǎn)生締合作用,使水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜,阻止了水泥顆粒之間直接接觸,起到潤滑作用,改善了拌合物的流動性。 由于水泥顆粒被有效分散,顆粒表面被水充分濕潤,增大了水泥顆粒的水化面積,水泥水化比較充分,從而提高混凝土的強度及耐久性。游離水水泥顆粒電性斥力減水劑水泥顆粒游離水溶劑化水膜水泥顆粒絮凝狀結(jié)構(gòu)一、減水劑2.減水劑的作用效果(1)減少混凝土拌合物的用水量,提高混凝土的強度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情況下,減少混凝土的單
41、位用水量525(普通型515,高效型1030)。(2)提高混凝土拌合物的流動性。在用水量和強度一定的條件下,坍落度可提高100200mm。(3)節(jié)約水泥。在混凝土拌合物坍落度、強度一定的情況下,可節(jié)約水泥520。(4)改善混凝土拌合物的性能。摻入減水劑可以減少混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象;延緩拌合物的凝結(jié)時間;減緩水泥水化放熱速度;顯著提高混凝土硬化后的抗?jié)B性和抗凍性。 一、減水劑3.常用的減水劑 (1) 木質(zhì)素系減水劑(m型) 木質(zhì)素系減水劑主要使用木質(zhì)素磺酸鈣(木鈣),屬于陰離子表面活性劑,為普通減水劑,其適宜摻量為0.20.3,減水率10左右。 對混凝土有緩凝作用,一般緩凝。(2)萘系減
42、水劑 高效減水劑,其主要成分為一萘磺酸鹽甲醛縮合物,屬陰離子表面活性劑。這類減水劑品種很多,目前我國生產(chǎn)的主要有nno、nf、fdn、unf、mf、建型等。 萘系減水劑適宜摻量為0.51.0,其減水率較大,為1025%增強效果顯著,緩凝性很小,大多為非引氣型。適用于日最低氣溫以上的所有混凝土工程,尤其適用于配制高強、早強、流態(tài)等混凝土。一、減水劑(3)樹脂類減水劑 為水溶性樹脂,主要為磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑,簡稱密胺樹脂減水劑,為陰離子表面活性劑。我國產(chǎn)品有sm樹脂減水劑,為非引氣型早強高效減水劑,其各項功能與效果均比萘系減水劑還好。 sm適宜摻量為0.52.0,減水率達2027。(4)糖
43、蜜類減水劑 普通減水劑。它是以制糖工業(yè)的糖渣、廢蜜為原料,采用石灰中和而成,為棕色粉狀物或糊狀物,其中含糖較多,屬非離子表面活性劑。國內(nèi)產(chǎn)品粉狀有tf、st、3fg等。 適宜摻量0.20.3,減水率10左右,屬緩凝減水劑。二、早強劑 早強劑是指摻入混凝土中能夠提高混凝土早期強度,對后期強度無明顯影響的外加劑。 種 類無機鹽類早強劑有機物類早強劑復(fù)合早強劑主要品種氯化鈣、硫酸鈉三乙醇胺、三異丙醇胺、尿素等二水石膏+亞硝酸鈉+三乙醇胺適宜摻量氯化鈣12;硫酸鈉0.520.020.052二水石膏+1亞硝酸鈉+0.05三乙醇胺作用效果氯化鈣:可使2d3d強度提高40100,7d強度提高25能使3d強度
44、提高50注意事項氯鹽會銹蝕鋼筋,摻量必須符合有關(guān)規(guī)定對鋼筋無銹蝕作用早強效果顯著,適用于嚴格禁止使用氯鹽的鋼筋混凝土常用早強劑的品種、摻量及作用效果 三、引氣劑 引氣劑是指在混凝土攪拌過程中 ,能引入大量均勻分布的微小氣泡,以減少混凝土拌和物泌水、離析,改善和易性,并能顯著提高硬化混凝土抗凍性、耐久性的外加劑。 工作性能:改善和易性:在混凝土拌和物中引入的氣泡有滾珠作用,可以減少拌和物的摩擦阻力,提高流動性,水分均勻分布在氣泡表面,自由水減少,粘聚性、保水性也比較好;提高抗凍性:引入的是微小封閉氣泡,很難吸收水分,而且氣泡可以緩解水分結(jié)冰產(chǎn)生的冰脹應(yīng)力,提高了混凝土的抗凍能力;改善抗?jié)B性:大量
45、均勻分布的氣泡切斷了滲水通道,提高了混凝土的抗?jié)B性;降低混凝土強度:氣泡的彈性變形降低了混凝土彈性模量,由于大量氣泡存在,使混凝土有效受力面積減少,強度降低。四、緩凝劑緩凝劑能延緩混凝土凝結(jié)時間,并對混凝土后期強度無不利影響的外加劑。作用:使混凝土拌和物較長時間保持塑性狀態(tài),便于澆注成型,提高施工質(zhì)量,延緩水化放熱時間。即具有緩凝、減水、降低水化熱和增強作用,對鋼筋無銹蝕。適用條件: 適用于長時間及長距離運輸?shù)幕炷?適用于夏季、高溫環(huán)境的混凝土及大體積混凝土。五、防凍劑在規(guī)定溫度下,能顯著降低混凝土冰點、使混凝土液相不凍結(jié)或僅部分凍結(jié),以保證水泥的水化作用,并能在一定時間內(nèi)獲得預(yù)期強度的外加
46、劑。工程防凍劑都是復(fù)合的: 防凍組分:降低水冰點,是水泥在負溫下繼續(xù)水化; 早強組分:提高混凝土早期強度,抵抗水結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹力; 引氣組分:引入混凝土中一些氣泡,減輕冰脹應(yīng)力; 減水組分:減少拌和用水,以減少混凝土中冰含量,使冰粒細小分散,減輕對混凝土的破壞。46 普通混凝土配合比設(shè)計一、配合比及其表示方法混凝土的配合比是指混凝土各組成材料用量之比。主要有“質(zhì)量比”和“體積比”兩種表示方法。工程中常用“質(zhì)量比”表示。質(zhì)量配合比的表示方法(1)以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。例如水泥mc295kg,砂ms648kg,石子mg1330kg,水mw165kg。(2)以各組成材料用量之比表
47、示。例如上例也可表示為:mc:ms:mg1:2.20:4.51,mw/mc0.56, 或mc:ms:mg : mw1:2.20:4.51 : 0.56 。二、配合比設(shè)計的要求滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度等級要求; 滿足混凝土施工所要求的和易性;滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求;符合經(jīng)濟原則,即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。三、配合比設(shè)計基本參數(shù) 水灰比( mw/mc )、單位用水量(mw)和砂率(s)是混凝土配合比設(shè)計的三個基本參數(shù)。水泥水砂石子水泥漿骨料混凝土單位用水量mw砂率w水灰比 mw/mc與強度、耐久性有關(guān)與流動性有關(guān)與粘聚性、保水性有關(guān)三、配合比設(shè)計基本參數(shù)確定水灰比( mw/mc )、單位
48、用水量(mw)和砂率(s)這三個參數(shù)的基本原則: 在混凝土滿足強度和耐久性的基礎(chǔ)上,確定混凝土的水灰比; 在滿足混凝土施工要求和易性的基礎(chǔ)上,根據(jù)骨料種類及級配情況,確定混凝土單位用水量; 以填充石子空隙后略有富余的原則,確定砂率。四、配合比設(shè)計的步驟與方法(一)公式、表格得出初步配合比(二)和易性檢驗確定基準配合比(三)強度、耐久性檢驗、調(diào)整,確定設(shè)計配合比(試驗室配合比)(四)根據(jù)現(xiàn)場材料情況(砂、石含水量)調(diào)整得出施工配合比(一)確定混凝土初步配合比1.計算施工配制強度 fcu,0式中: fcu,0混凝土配制強度,mpa; fcu,k混凝土立方體抗壓強度標準值,即混凝土強度等級值,mpa
49、; 混凝土強度標準差,mpa。 混凝土強度標準差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計資料確定,并應(yīng)符合以下規(guī)定: 計算時,強度試件組數(shù)不應(yīng)少于25組; 當混凝土強度等級為c20和c25級,其強度標準差計算值2.5mpa時,取2.5mpa;當混凝土強度等級等于或大于c30級,其強度標準差計算值3.0mpa時,取3.0mpa; 當無統(tǒng)計資料計算混凝土強度標準差時,其值按現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范(gb50204)的規(guī)定取用。 645. 10kcucuff,(一)確定混凝土初步配合比2.確定水灰比mw/mc(1)按混凝土強度要求計算水灰比式中: a、b回歸系數(shù);應(yīng)根據(jù)工程所用的水泥、集料,通過試驗由建
50、立的水灰比與混凝土強度關(guān)系式確定;當不具備上述試驗統(tǒng)計資料時,可取碎石混凝土 a0.46,b0.07;卵石混凝土a0.48,b0.33。 fce水泥28d抗壓強度實測值,mpa。強度等級c20c20c35c35標準差,mpa4.05.06.0混凝土強度標準差 ceba0cuceacwfffmm,(一)確定混凝土初步配合比(2)復(fù)核耐久性 為了使混凝土耐久性符合要求,按強度要求計算的水灰比值不得超過規(guī)定的最大水灰比值,否則混凝土耐久性不合格,此時取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。3.確定單位用水量mw(1)水灰比在0.400.80范圍內(nèi)時,根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度,按下表
51、選取。拌合物稠度卵石最大粒徑,mm碎石最大粒徑,mm項目指標102031.540162031.540坍落度,mm1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195塑性混凝土的單位用水量,kg (一)確定混凝土初步配合比(2)水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土單位用水量應(yīng)通過試驗確定。(3)摻外加劑時混凝土的單位用水量可按下式計算: mwamw0(1)式中: mwa摻外加劑時混凝土的單位用水量,kg; m
52、w0未摻外加劑時混凝土的單位用水量,kg; 外加劑的減水率,應(yīng)經(jīng)試驗確定。拌合物稠度卵石最大粒徑,mm碎石最大粒徑,mm項目指標102040162040維勃稠度,s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165干硬性混凝土的單位用水量,kg (一)確定混凝土初步配合比4.計算水泥用量mc(1)計算(2)復(fù)核耐久性 將計算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較:如計算水泥用量不低于規(guī)定的最小水泥用量,則耐久性合格;否則耐久性不合格,此時應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。5.確定砂率s (1)坍落度為1060mm的混凝土砂率,
53、可根據(jù)粗骨料品種、粒徑及水灰比按下表選取。(2)坍落度大于60mm的混凝土砂率,可經(jīng)試驗確定;也可在下表基礎(chǔ)上,坍落度每增大20mm,砂率增大1確定。(3)坍落度小于10mm的混凝土,其砂率應(yīng)經(jīng)試驗確定。cww0c0/mmmm (一)確定混凝土初步配合比6.計算砂、石子用量ms0、mg0 (1)體積法 又稱絕對體積法。 1m3混凝土中的組成材料水泥、砂、石子、水經(jīng)過拌合均勻、成型密實后,混凝土的體積為1m3,即: vc + vs + vg + vw + va 1混凝土砂率, 水灰比mw/mc卵石最大粒徑,mm碎石最大粒徑,mm1020401620400.40263225312430303529
54、3427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641(一)確定混凝土初步配合比 解方程組,可得ms0、mg0 。式中: c、s、g、w分別為水泥的密度、砂的表觀密度、石子的表觀密度、水的密度,kg/m3。水泥的密度可取29003100kg/m3; 混凝土的含氣量百分數(shù),在不使用引氣型外加劑時,可取1。(2)質(zhì)量法 質(zhì)量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質(zhì)量為mcp ,kg。101. 0ww0gg0ss0cc0mmmm100g0s0s0s mmm(一)確定混凝土
55、初步配合比 解方程組可得ms0、mg0。式中: mc0、ms0、mg0、mw0分別為1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量,kg; mcp1m3混凝土拌合物的假定質(zhì)量,kg??扇?3502450kg/m3。 s混凝土砂率。7.得出初步配合比(1)以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。(2)以組成材料用量之比表示:mc0:ms0:mg01:x:y, mw/mc ?。 cpw0g0s0c0mmmmm100g0s0s0s mmm(二)試配調(diào)整,確定基準配合比1.試配 按初步配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料,拌制15l(骨料最大粒徑不超過31.5mm)或25l (骨料最大粒徑不超過40mm)混凝土,分
56、別測定其和易性、強度。2.調(diào)整()調(diào)整和易性,確定基準配合比 測拌合物坍落度,并檢查其粘聚性和保水性能: 如實測坍落度小于設(shè)計要求,可保持水灰比不變,增加適量水泥漿;如實測坍落度大于設(shè)計要求,可保持砂率不變,增加適量砂石; 如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良,可適當提高砂率;每次調(diào)整后再試拌,直到符合要求為止。 記錄好各種材料調(diào)整后用量,并測定混凝土拌合物的實際體積密度(c,t)。(三)試配調(diào)整,確定設(shè)計配合比1.試配:同上2 .強度調(diào)整:一般采用三個不同的配合比,其中一個為基準配合比,另外兩個配合比的水灰比值,應(yīng)較基準配合比分別增加及減少0.05,其用水量應(yīng)該與基準配合比相同,但砂率值可做適當調(diào)整并測
57、定體積密度。各種配比制作兩組強度試塊,標準養(yǎng)護28d進行強度測定。3.設(shè)計配合比的確定(1)根據(jù)試驗得出的混凝土強度與其相應(yīng)的灰水比(mc/mw)關(guān)系,用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度(fcu,0)相對應(yīng)的灰水比,確定1m3混凝土中的組成材料用量:單位用水量(mw)應(yīng)在基準配合比用水量的基礎(chǔ)上,根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調(diào)整確定;水泥用量(mc)應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定;粗集料和細集料用量(ms、mg)應(yīng)在基準配合比的用量基礎(chǔ)上,按選定的灰水比進行調(diào)整后確定。(三)試配調(diào)整,確定設(shè)計配合比(2)混凝土表觀密度的校正:按上述方法確定的各組成材料用量按下式計算混
58、凝土的表觀密度計算值c,c: c,cmc+ ms+mg+mw應(yīng)按下式計算混凝土配合比校正系數(shù): 式中: c,t混凝土表觀密度實測值,kg/m3; c,c混凝土表觀密度計算值,kg/m3。當表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2時,按(1)條確定的配合比即為設(shè)計配合比;當二者之差超過2時,應(yīng)將配合比中各組成材料用量均乘以校正系數(shù),得到設(shè)計配合比。cctc,(四)計算施工配合比 混凝土設(shè)計配合比是以干燥狀態(tài)骨料為準。 假定現(xiàn)場砂、石子的含水率分別為a和b%,則施工配合比中1m3混凝土的各組成材料用量分別為: mc ms(1+a) mg(1+b) mwmsamgb 施工配合比可表示為:?
59、/1 wgsccmmyxmmm,:cmsmgmwm五、配合比計算例題例題 某工程現(xiàn)澆室內(nèi)鋼筋混凝土梁,混凝土設(shè)計強度等級為c30。施工采用機械拌合和振搗,選擇的混凝土拌合物坍落度為3050mm。施工單位無混凝土強度統(tǒng)計資料。所用原材料如下:水泥:普通水泥,強度等級42.5mpa,實測28d抗壓強度48.0mpa,密度c3.1g/cm3;砂:中砂,級配2區(qū)合格。表觀密度s2.65g/cm3;石子:卵石,540mm。表觀密度g2.60g/cm3;水:自來水,密度w1.00g/cm3。試用體積法和質(zhì)量法計算該混凝土的初步配合比。五、配合比計算例題解:1.計算混凝土的施工配制強度fcu,0:根據(jù)題意可
60、得:fcu,k30.0mpa,查表3.24取5.0mpa,則 fcu,0 fcu,k + 1.645 30.0+1.6455.038.2mpa2.確定混凝土水灰比mw/mc (1)按強度要求計算根據(jù)題意可得:fce48.0mpa,a0.48,b0.33,則:(2)復(fù)核耐久性:經(jīng)復(fù)核,耐久性合格。ceba0cuceacwfffmm,50. 00 .4833. 048. 02 .380 .4848. 0五、配合比計算例題3.確定用水量mw0 根據(jù)題意,骨料為中砂,卵石,最大粒徑為40mm,查表取mw0160kg。4.計算水泥用量mc0(1)計算: (2)復(fù)核耐久性 經(jīng)復(fù)核,耐久性合格。5.確定砂率
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