混凝土的含義概要課件

1、混凝土的含義概要混凝土的含義概要第一節(jié) 概述一、混凝土的含義廣義：凡由膠凝材料、骨料和水（或不加水）按適當(dāng)?shù)谋壤浜?、拌合制成混合物，?jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材，叫做砼。（如：水泥砼、瀝青砼）狹義：指水泥砼（Cement concrete），它是以水泥和水組成的水泥漿體為粘結(jié)介質(zhì)，將分散其間的不同粒徑的粗、細(xì)骨料膠結(jié)起來(lái)，在一定的條件下，硬化成為具有一定力學(xué)性能的一種人工石材。第一節(jié) 概述一、混凝土的含義二、混凝土的分類（一）按表觀密度分類重混凝土：為了屏蔽各種射線的輻射采用各種高密度骨料配制的混凝土，表觀密度 2600kg/m3， 骨料：鋼屑、重晶石、鐵礦石等。 又稱防輻射混凝土，用于核能

2、工廠的屏障結(jié)構(gòu)材料普通混凝土：表觀密度 2100 2500kg/m3， 骨料：天然砂、石 一般多在2400 kg/m3左右，簡(jiǎn)稱砼，用于承重結(jié)構(gòu)輕混凝土：表觀密度 30）：水泥標(biāo)號(hào)（MPa）= 砼強(qiáng)度的0.91.5倍原因：（1）低標(biāo)號(hào)水泥配制高強(qiáng)度砼水泥用量過(guò)多 不經(jīng)濟(jì) 水灰比小砼太干施工困難砼質(zhì)量難保證 （2）高標(biāo)號(hào)水泥配制低強(qiáng)度砼用水量過(guò)多和易 性不好 水泥漿太稀 砼空隙大混凝土的含義概要（二）骨料（Aggregate）按粒徑大小分類： 細(xì)骨料 （Fine aggregate） 0.16 5mm 粗骨料（Coarse-aggregate） 5mm通常：細(xì)、粗骨料的總體積占砼總體積 的70%

3、80%。1.細(xì)骨料（砂）（1）種類及特性 天然砂：河砂 湖砂 海砂 山砂 人工砂天然砂分：優(yōu)等品、一等品、合格品三種（二）骨料（Aggregate）天然砂分：優(yōu)等品、一等品、（2）砼用砂質(zhì)量要求一般要求：質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、清潔、有害雜質(zhì)含量少。泥和粘土塊含量 泥：粒徑 0.63mm的塊狀粘土。 要求： 優(yōu)等品泥 2.0%，粘土塊 0.5% （重量比） 一等品泥 3.0%，粘土塊 1.0% 合格品泥 5.0%，粘土塊 1.0% 一般：配制 C 30砼，采用優(yōu)等品、一等品 配制 C 30砼，采用合格品 配制 有抗?jié)B、抗凍要求的砼，采用優(yōu)等品、一等品（2）砼用砂質(zhì)量要求有害物質(zhì)含量有害物質(zhì)： 草根、樹(shù)葉、樹(shù)

4、枝、塑料、煤塊、煤渣等 貝殼 云母、硫化物與硫酸鹽、氯鹽、有機(jī)物等 書中P83，表6.15（3）砂的粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配砂的粗細(xì)程度（Coarseness）砂的粗細(xì)程度：指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮钠骄旨?xì)程度。砂分：粗砂、中砂、細(xì)砂、特細(xì)砂砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)（Fineness nodulus）（ f ）表示。有害物質(zhì)含量細(xì)度模數(shù)（f）通過(guò)累計(jì)篩余百分率（Cumulative percentage retained）計(jì)算而得。累計(jì)Ai=a1+a2+aia1a2a3a4a5a6A1A2A3A4A5A65mm2.5mm1.25mm0.63mm0.315mm0.16mm按f 將砂分為： 粗砂：

5、f = 3.7 3.1 中砂： f = 3.0 2.2 細(xì)砂： f = 2.3 1.6 特細(xì)砂： f = 1.5 0.7普通砼用砂得細(xì)度模數(shù)： f = 3.7 1.6中砂較為適宜。500g干砂細(xì)度模數(shù)（f）通過(guò)累計(jì)篩余百分率（Cumulative p砂的顆粒級(jí)配（Gradation）a)砂的顆粒級(jí)配：骨料各級(jí)粒徑顆粒的分布情況。b)級(jí)配區(qū)砂按0.63mm孔徑篩的累計(jì)篩余百分率，劃分成三各級(jí)配區(qū) 區(qū)、區(qū)、區(qū)。（書中P74，表6.4）普通砼用砂的顆粒級(jí)配：應(yīng)處于任何一個(gè)區(qū)內(nèi)，否則不合格。一般：配制砼時(shí)，宜優(yōu)先選用區(qū)砂。 若選用區(qū)砂，應(yīng)該適當(dāng)提高砂率，保證水泥用量。 若選用區(qū)砂，應(yīng)該適當(dāng)降低砂率，保

6、證強(qiáng)度。 若某一地區(qū)砂料過(guò)細(xì)，可采用人工級(jí)配。砂的顆粒級(jí)配（Gradation）8010040602000.160.3150.635.0010.001.252.50 區(qū)區(qū)區(qū)篩孔尺寸，mm累計(jì)篩余，%過(guò)細(xì)砂區(qū)過(guò)粗砂區(qū)砂的篩分曲線8010040602000.160.3150.635.001例題：特制砼采用河砂，取砂樣烘干，特取500g，按規(guī)定步驟進(jìn)行了篩分，稱得各篩號(hào)上的篩余量如下表。求：（1）該砂的細(xì)度模數(shù)；（2）判斷該砂的級(jí)配合格否？ （3）繪制篩分曲線圖。篩孔尺寸（mm）5.02.51.250.630.3150.16 0.16篩 編 號(hào)123456底盤篩余量（ g）1575701001201

7、0020解： （1） 求分計(jì)篩余百分率 例題：特制砼采用河砂，取砂樣烘干，特取500g，按規(guī)定步驟進(jìn)（2）求累計(jì)篩余百分率A（3）計(jì)算砂的細(xì)度模數(shù)（4）判斷：用各篩號(hào)的A值與表6.4（P74）對(duì)比，該砂的累計(jì) 篩余百分率落在區(qū)，該砂級(jí)配合格。 因f = 2.67，所以是中砂（5）繪制篩分曲線圖。（2）求累計(jì)篩余百分率A（3）計(jì)算砂的細(xì)度模數(shù)（4）判斷：用2.粗骨料5mm的巖石顆粒（1）種類與特性 碎石： 卵石 （ 礫石）： 河卵石 海卵石 山卵石（2）有害物的含量主要有：泥與粘土塊 有機(jī)質(zhì)、氯化物、硫化物、 硫酸鹽等。含量應(yīng)符合P75，表6.6、表6.7的要求。分三個(gè)等級(jí)：優(yōu)等品 一等品 C3

8、0 合格品 C30 砂的物理性質(zhì)：表觀密度2.62.7g/cm3，堆積密度1500kg/m3,空隙率（干燥）35%45%。2.粗骨料（2）有害物的含量砂的物理性質(zhì)：表觀密度2.62（3）強(qiáng)度碎石強(qiáng)度： 母巖立方體抗壓強(qiáng)度 碎石的壓碎指標(biāo) 一般要求碎石母巖巖石的抗壓強(qiáng)度 不小于 混凝土抗壓強(qiáng)度的 1.5倍，還要考慮母巖的風(fēng)化程度。 注意：這里的巖石抗壓強(qiáng)度的測(cè)定 50mm50mm 50mm的立方體。壓碎指標(biāo)(Aggregate crusing value)將氣干狀態(tài)的1020mm的石子，按一定的方法裝入壓碎指標(biāo)值測(cè)定儀（內(nèi)徑152mm的圓筒）內(nèi)，上面加壓頭后放在試驗(yàn)機(jī)上，在35min內(nèi)均勻加荷到

9、200KN，卸荷后稱取試樣質(zhì)量（g0 ),再用孔徑為2.5mm的篩進(jìn)行篩分，稱取試樣的篩余量（g1 ）,壓碎指標(biāo)Qa 如下計(jì)算：（3）強(qiáng)度（4）顆粒形狀針狀：顆粒長(zhǎng)度大于平均粒徑2.4倍片狀：顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍 越少越好正方形或球狀較好平均粒徑：一個(gè)粒級(jí)的骨料其上、下限粒徑的算術(shù)平均值。（5）最大粒徑和顆粒級(jí)配 最大粒徑 粗骨料公稱粒級(jí)的上限稱該粒級(jí)的最大粒徑。公稱粒級(jí)：符合某一標(biāo)準(zhǔn)的粒級(jí)。應(yīng)用：粗骨料最大粒徑：鋼筋砼 ： 1/4結(jié)構(gòu)截面最小尺寸且 人工拌和時(shí)S 攪拌時(shí)間長(zhǎng)S大。（五）改善新拌混凝土和易性的措施1、調(diào)節(jié)混凝土的材料組成 合理砂率 改善砂、石的級(jí)配 在可能的條件下，盡量

10、 采用較粗的砂、石坍落度太小水灰比不變，增加適量的水泥漿； 坍落度太大砂率不變，增加適量的砂石。4、拌和物存放時(shí)間及環(huán)境溫度的影響 （五）改善新拌混凝土和易 影響和易性的因素材料環(huán)境工藝水泥水外加材料溫度濕度稱量攪拌時(shí)間最大粒徑表面狀態(tài)級(jí)配砂率吸水性因果分析圖 影響和易性的因素材料環(huán)境工藝水泥水外加材料溫度濕度稱量攪拌二、硬化混凝土的強(qiáng)度硬化后混凝土（ Hardened concrete）的強(qiáng)度（Strength）： 立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等。 抗壓 抗折 抗剪 抗拉 （一）砼受壓破壞過(guò)程力學(xué)性質(zhì)取決于：水泥石性質(zhì) 骨料性質(zhì) 水泥石與骨料的膠結(jié)能力 2

11、、摻加各種外加劑3、提高振搗機(jī)械的效能二、硬化混凝土的強(qiáng)度 2、摻加各種外加劑 2.受荷后微裂隙逐漸擴(kuò)大、延長(zhǎng)匯合連通可見(jiàn)的裂縫結(jié)構(gòu)喪失連續(xù)性完全破壞 3.受壓破壞分為4個(gè)階段（1）階段：荷載達(dá)“比例極限”以前OA（2）階段：荷載超過(guò)“比例極限”后AB（3）階段：荷載超過(guò)“臨界荷載”后BC（4）階段：荷載超過(guò)極限荷載后CD1.受荷前：硬化后未受外力作用之前內(nèi)部存在一定的界面裂隙 OAB D極限荷載（%）變形C709030 2.受荷后1.受荷前： OAB D極限荷載（%）變（二）砼立方體抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí)1、立方體抗壓強(qiáng)度（fcu） ：按照標(biāo)準(zhǔn)的制作方法制成邊長(zhǎng)為150mm的正立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)

12、養(yǎng)護(hù)條件（溫度203，相對(duì)濕度90%以上）下，養(yǎng)護(hù)至28d齡期，按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法測(cè)定其抗壓強(qiáng)度值，稱為“混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度”（簡(jiǎn)稱“立方抗壓強(qiáng)度”以fcu表示），以MPa計(jì)。2、立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（ fcu，k ） :按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)測(cè)定的抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過(guò)5%（即具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度），以N/mm2即MPa計(jì)。3、強(qiáng)度等級(jí)（Grading strength）：混凝土“強(qiáng)度等級(jí)”是根據(jù)“立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值”來(lái)確定的。表示方法：用“C”和“立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值”兩項(xiàng)內(nèi)容表示。如：“

13、C30”即表示混凝土力范體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu，k =30MPa。（二）砼立方體抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí)我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范（GBJ1089）規(guī)定，普通混凝土按立方抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。立方體強(qiáng)度強(qiáng)度等級(jí)4、砼強(qiáng)度等級(jí)的實(shí)用意義C7.5C15：用于墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)；C15C25：用于普通砼結(jié)構(gòu)的梁、板、柱、樓梯及屋架；C25C30：用于大跨度結(jié)構(gòu)、耐久性要求較高的結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等；C30以上：用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、吊車梁及特種構(gòu)件等。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范（GBJ1089）規(guī)定，普通混

14、凝土按立方抗壓強(qiáng)（三）砼的抗拉強(qiáng)度劈裂試驗(yàn)測(cè)得劈裂抗拉強(qiáng)度（Splitting tension strength）（四）影響硬化后水泥砼強(qiáng)度的因素 硬化水泥石與骨料間破壞砼破壞 硬化水泥石的破壞 骨料本身的破壞因素 材料組成 制備方法 養(yǎng)護(hù)條件 試驗(yàn)條件（三）砼的抗拉強(qiáng)度（四）影響硬化后水泥砼強(qiáng)度的因素因素 1、材料組成對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響（1）水泥的強(qiáng)度和水灰比 fcu,28混凝土28d齡期的立方體抗壓強(qiáng)度（M Pa）;fce 水泥實(shí)際強(qiáng)度（MPa）， fce =1.13 fceb;C/W灰水比；A,B經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。碎石A=0.48 B=0.52 卵石A=0.50 B=0.611、材料組成對(duì)混凝土

15、強(qiáng)度的影響fcu,28混凝土28d齡 （2）骨料的影響強(qiáng)度高 有害雜質(zhì)含量少 級(jí)配良好，砂率適當(dāng) 碎石 硅質(zhì)骨料2、養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響（1）濕度1-空氣養(yǎng)護(hù)2-九個(gè)月后水中養(yǎng)護(hù)3-三個(gè)月后水中養(yǎng)護(hù)4-標(biāo)準(zhǔn)濕度條件下養(yǎng)護(hù) 12340 齡期（月） 12相對(duì)強(qiáng)度（%） （2）骨料的影響2、養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響12340 （2）溫度1 齡期（d） 28 相對(duì)強(qiáng)度（%）421 46 （3）齡期（Age）砼的強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)而提高。早期顯著，后期緩慢。相對(duì)強(qiáng)度% 3 7 28 90 齡期（d） 365（2）溫度1 齡期（d） 3、試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響試驗(yàn)條件：試件形狀與尺寸 試件濕度、

16、溫度 支承條件 加載方式4、施工方法的影響（五）提高混凝土強(qiáng)度的措施1、選用高強(qiáng)度水泥和早強(qiáng)型2、采用低水灰比3、摻加混凝土外加劑和摻合料4、采用濕熱處理蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)5、采用機(jī)械攪拌和振搗。3、試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響4、施工方法的影響（五）提高混 影響砼強(qiáng)度的因素水泥石與骨料 粘結(jié)力養(yǎng)護(hù)條件攪拌振搗方式水泥石強(qiáng)度溫度濕度機(jī)械人工級(jí)配形狀齡期水泥標(biāo)號(hào)水灰比骨料實(shí)驗(yàn)條件試件尺寸形狀 影響砼強(qiáng)度的因素水泥石與骨料 粘結(jié)力養(yǎng)護(hù)條件攪拌振搗三、混凝土的變形性能（Deformation） 化學(xué)變形 化學(xué)因素 非荷載變形 干濕變形 溫度變形 荷載變形 力學(xué)因素物理因素導(dǎo)致裂縫影響強(qiáng)度、耐久性變形（

17、一）化學(xué)減縮（自生體積變形）混凝土終凝后，水泥水化引起的體積縮小，又稱自身收縮。特點(diǎn)：不能恢復(fù)（二）干濕變形（物理收縮）混凝土因?yàn)橹車h(huán)境的濕度變化，產(chǎn)生的干縮濕脹。 1.原因三、混凝土的變形性能（Deformation） 砼中的水：自由水（孔隙水）變化時(shí)不會(huì)產(chǎn)生變形 毛細(xì)管水 吸附水 變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生干濕變形 砼失去自由水毛細(xì)管水蒸發(fā)收縮吸附水蒸發(fā)膠體失水而緊縮干縮變形干縮后砼 大部分可恢復(fù) 30%50%不可逆2.危害性砼表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力裂紋降低抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕等耐久性能。在空氣中硬化繼續(xù)干燥產(chǎn)生負(fù)壓繼續(xù)干燥引起變濕吸水砼中的水：自由水（孔隙水）變化時(shí)不會(huì)產(chǎn)生變形 3.干縮率試驗(yàn)值： （3

18、5）10-4，工程中常用： （1.52.0）10-44.影響因素（1）水泥的用量、細(xì)度、及品種水灰比不變： 水泥用量愈多，砼干縮率 水泥顆粒愈細(xì)，砼干縮率（2）水灰比的影響水泥用量不變： 水灰比，干縮率（3）施工質(zhì)量的影響延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間推遲干縮變形的發(fā)生和發(fā)展，但影響甚微采用濕熱法處理養(yǎng)護(hù)砼減小砼的干縮率3.干縮率4.影響因素（4）骨料的影響骨料含量多，干縮率。（三）溫度變形隨著溫度的變化而產(chǎn)生熱脹冷縮變形。溫度變形系數(shù) ： （0.61.3）10-5 / 。 一般?。?=1.010-5 / 主要危害： 大體積砼 縱長(zhǎng)的砼結(jié)構(gòu) 大面積砼工程措施：設(shè)溫度伸縮縫，以及在結(jié)構(gòu)內(nèi)配置溫度鋼筋。（4）骨料的影響（三）溫度變形（四）在荷載作用下的變形1.砼在短期作用下2.砼在長(zhǎng)期荷載作用下的變形徐變（Creep）混凝土在持續(xù)荷載作用下，隨時(shí)間增加的變形稱為徐變。亦稱蠕變。特點(diǎn)： 可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中，使應(yīng)力重新分配使砼構(gòu)件中局部應(yīng)力得到緩和。使鋼筋的預(yù)加應(yīng)力受到損失（預(yù)應(yīng)力），使構(gòu)件強(qiáng)度減小。（四）在荷載作用下的變形2.砼在長(zhǎng)期荷載作用