第四章 混凝土1

建筑材料課題團隊歡迎指導建筑材料課題團隊歡迎指導第四章混凝土本章提要：本章主要講述混凝土的特點、組成材料、混凝土拌合物的性質、外加劑、影響混凝土強度的因素，以及混凝土的配合比設計。應了解普通混凝土的優(yōu)缺點：特種、新型混凝土的應用。熟悉如何從原材料和配合比來控制混凝土的質量；熟悉常用外加劑的作用原理及適用范圍；常用特種混凝土的配合比設計方法；混凝土的組成材料的作用。掌握混凝土組成材料的技術性質要求：混凝土拌合物、硬化后混凝的技術性質及影響因素；混凝土組成材料的主要檢測指標及混凝土和易性、強度檢測方法；普通混援土的配合比設計方法?；炷潦乾F(xiàn)代土木結構員主要的材料。通過本章學習．系統(tǒng)掌握普通混凝土的技術性能和配制，了解多種新型環(huán)?；炷恋膽?，為將來的結構設計和工程施工奠定堅實的基礎。教案首頁授課順序：10學時：2日期：20年月日班級課題第四章混凝土第一節(jié)概述第二節(jié)普通混凝土的組成材料目的要求了解混凝土分類及發(fā)展趨勢掌握砼組成材料的作用及要求重點難點重點：砼組成材料的作用及要求難點：細骨料的要求教學過程①目前國內、國內砼發(fā)展狀況②講課教具掛圖課后分析砂、石質量指標對砼性能的影響應加強講解第四章混凝土第一節(jié)概述定義：膠結料骨料（集料）、水今后HPC【水泥、集料、摻和料、外加劑、水】水泥粗、細按表觀密度分類：常用的有按用途按生產(chǎn)和施工方法優(yōu)缺點：學生例舉發(fā)展：普通砼→高性能砼→綠色砼高強砼→第二節(jié)混凝土的組成材料作用要求一、水泥作用：膠結、潤滑、填充※引導學生一起分析作用要求：水泥品種選擇合理→耐久性水泥強度等級確定合適→用量二、水作用：水化、流動性介紹‘南水北調’、‘中水’要求：不影響正常的凝結硬化結合目前國內國際水資源問題展開，不影響砼耐久性 引導學生分析海水，飲用水、地表水、地下水、產(chǎn)業(yè)廢水、生活污水能否用于砼。水質復雜不能用三、細骨料作用：填充，次要骨架、抑制收縮（為什么不是控制？）要求：有哪些：含泥量、石粉泥塊、有害雜質、堅固性、顆粒級配。為什么：和易性、強度、耐久性都會受到影響。關于顆粒級配搞清如下幾個內容75頁三個圖、看出：不同粒（大大小小）、不同粒的含有率→含義識圖的含義級配的目的→啟發(fā)學生自己總結由76頁表4.4可知補充篩余量，并知含義→4.75～2.36間顆粒量分計篩余含義：4.75～2.36間顆粒量累計篩余含義：大于2.36顆粒含量由77頁圖可知4.75mm和600Mm的特點600Mm的意義圖中每區(qū)域兩條曲線的來歷由76頁式4-1可知：－5A1的含義Mχ=EQ\F(0.2+0.41+…－5×0.2,100－0.2)100－A1的含義如MX的含義Mχ=EQ\F(20+41+…－5×20,100－20)含義：從書中長句中理解出4個字“平均粒徑”細度模數(shù)Mχ※目的：啟發(fā)學生四、粗骨料作用：主要骨架有哪些：有害雜質、強度、最大粒徑、顆粒級配、堅固性要求：為什么：和易性、強度、耐久性都會受到影響。強度：巖石抗壓強度或壓碎指標Qe↓粗骨料抵抗受壓破壞的能力↑水飽和狀態(tài)下氣干狀態(tài)最大粒徑：<結構截面最小尺寸的1/4且<鋼筋最小凈距的3/4，混凝土實心板不宜超過板厚的1/3且<40㎜五、骨架含水狀態(tài)干燥狀態(tài)，氣干狀態(tài)，飽和面狀態(tài)，濕潤狀態(tài)普通混凝土配合比水利工程六、拌和水作用：水化、流動性要求：不影響混凝土的正常凝結和硬化，不影響混凝土的耐久性教案首頁授課順序：11學時：2日期：20年月日班級課題第二節(jié)混凝土拌和物的性質目的要求掌握和易性的含義，測定與評定；熟悉影響和易性的因素及調整和易性的措施重點難點重點：和易性的含義、測定與評定，影響和易性的因素難點：影響和易性的因素教學過程①提問②講課教具掛圖課后分析強調影響和易性因素與提高措施第三節(jié)砼拌和物的和易性和易性含義測定與評定影響因素砼硬化前質量合格的砼砼硬化后施工→和易性→即拌和物或混合物結構→強度環(huán)境→耐久性一、和易性的含義和易性：整體、均勻、密實流動性：均勻、密實、流動粘聚性：整體、均勻保水性：保水、均勻二、測定及評定坍落度：坍落度↑流動性↑測定：流動性維勃度：VB↑全流動性↑定量評定：粘聚性、保水性→好、中、差定性三、影響因素1、水泥漿的用量：過多：流漿，粘聚性↓強度、耐久性受影響、水泥用量↑過少：不能填充、粘聚性↓2、水泥漿稠度：過大：粘聚性、保水性↓水灰比過?。焊沙?、流動性↓密實性↓3、砂率①定義：砂率=EQ\F(砂質量,（砂+石）質量)過大：潤滑↓流動性↓②過?。荷皾{層不夠，流動性↓粘聚性質和保水性③合理砂率：EQ\F(由P76圖,4-6.和4-7)流動性、粘聚性、保水性滿足時，水泥用量最小4、其它水泥、骨料（碎石、卯石）、外加劑、時間和溫度四、調整（改善）和易性措施坍落度太?。篧/C不變↑水泥漿坍落度太小：砂率不變↑砂和石教案首頁授課順序：12學時：2日期：20年月日班級課題第四節(jié)混凝土的強度第五節(jié)混凝土變形性質目的要求掌握砼強度的種類，等級確定依據(jù)，影響強度因素（主要），了解其它影響因素。熟悉長期荷載和短期荷載作用下的變形特征重點難點重點：砼強度的種類及強度等級確定的依據(jù)，影響強度的主要因素教學過程教具掛圖課后分析關于正態(tài)公布與標準值，平均值的關系應講透，以備砂漿fmo=f2+0.645σ↓與1.645σ第四節(jié)混凝土的強度一、砼強度的種類標準試件：150×150×150mm3砼抗壓強度立方體抗壓強度標準養(yǎng)護：20±3℃，＞90%軸心抗壓強度令期：28天抗壓強度軸心抗壓強度砼抗拉強度軸心抗拉強度劈裂抗拉強度二、砼強度等級的確定以立方體抗壓強度標準值確定（劃分）↓抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值的百分率≤5%例C30100個試塊：強度分別為38、39…34、32、31、29、28、21、24、2795個5個標準值三、影響砼強度的因素P91式4-4應擴展理解：f水泥=f水泥·EQ\F(C,W)EQ\F(考慮骨科,種類影響)f砼=αaf水泥（EQ\F(C,W)－αb）c/w↑、f水泥↑、f水泥↑骨料，養(yǎng)護條件，令期，試驗條件四、提高砼強度的措施因素：水泥強度，W/C養(yǎng)護條件，密實措施：↑↓溫、溫↑→溫濕養(yǎng)護機械施工，外加劑第五節(jié)砼的變形性能變形非荷載作用下化學收縮→水化干濕變形→濕度可啟發(fā)學生總結溫度變形→溫度短期荷載下：α—ε從0→極限(強度)荷載作用下荷載不變長期荷載下：徐變隨時間↑變形↑教案首頁授課順序：13學時：2日期：20年月日班級課題第六節(jié)砼的耐久性第七節(jié)其它混凝土第八節(jié)砼質量控制及強度評定目的要求了解其它砼的特點，砼今后的發(fā)展趨勢熟悉耐久性包括哪向個方面，提高耐久性的措施，砼質量控制的內容及強度評定方法，適用范圍重點難點重點：強度評定方法及適用范圍砼變形的種類，耐久性含義及提高耐久性措施為主教學過程①提問②講課中穿插新型砼的應用及綠色砼概念③提出問題學生問答（10分鐘）教具掛圖課后分析同學們對砼今后的發(fā)展感興趣第六節(jié)混凝土的耐久性砼耐久性的含義：在設計基準期內，保持原有性能不變的性質。包括：使用年限抗?jié)B性抗凍性抗侵蝕性與什么因素有關及防止措施，通過自學、學生自己總結后老師糾正、（時間10分鐘）碳化堿一骨料反應：①含堿量＞0.6%②骨料中有活性二氧化硅③水第七節(jié)其它混凝土一、高強度混凝土特點：強度等級≥C60，強度高、耐久性好、變形小、注意：水泥強度等級≥42`5，摻混合材料，水泥用量≤550㎏/m3二、高性能混凝土高性能混凝土：高性能水泥，高性能混合料，高效外加劑，優(yōu)質骨料三、抗?jié)B混凝土普通防水混凝土抗?jié)B壓力大于0.6MPa外加劑防水混凝土四、輕骨料砼膨脹水泥混凝土基本：從“輕”字入手，對比普通砼與輕砼的區(qū)別表觀密度↓孔隙率↑強度表觀密度↓孔隙率↑強度↓砼中以粗骨料為多，故粗骨料輕，則砼輕粗骨料輕→堆積密度↓1、輕骨料輕粗骨料：粒徑大于5mm，ρo＇＜1000輕細骨料：粒徑≤5mm，ρo1）密度等級：按堆積密度的大小劃分2）強度：輕粗骨料的強度對輕骨料砼強度有很大的影響筒壓強度：是指誰的強度？是反映真實強度？筒壓強度與真實強度之間的關系？點接觸，多向抗壓破壞應力集中〖只有真實強度的1/4，砼的合理強度值〗②強度等級：是指誰的強度？以什么劃分等級？與筒壓強度之間的關系？筒壓強度↑以此粗骨料配制的砼強度高真實強度：①集料埋于砂漿中，處于受硬化砂漿約來的狀態(tài)下受力；②輕粗骨料表石粗糙，與水泥漿粘結較好；③輕骨料周邊的水泥砂漿能起拱架作用。不同強度的陶粒，是要可配制任何強度的砼？不是，對于各種強度的陶粒來說，配制的砼強度各有一個合理的范圍即陶粒的砼合理強度值，如欲配的砼強度高于陶粒的“砼合理強度值”的話，受陶粒本身強度的影響，必須大幅度提高砂漿組分的強度，才能獲得要求的砼強度，使水泥用量增加，成本提高，若配制更高強度的砼的話，即使砂漿強度再提高，也無濟于事。3）吸水率：總用水量=凈用水量+附加用水量 (1小時吸水量)2、輕骨料砼的技術性質1）和易性：粘聚性、保水性好但流動性差表現(xiàn)密度小→輕、上浮表面多孔粗糙→需水多吸水性強→吸收有效水若達到流動性要求,就如何做？=加水2)密度等級：據(jù)表面密度（干燥）劃分等級3）強度等級：按立方體撫壓強度標準值劃分影響輕骨料砼強度的因素？→輕骨料的強度和水泥的強度①首先應明確輕骨料強度雖低于普通骨料，但輕骨料砼仍可達到較高強度；②原因是輕粗骨料表面粗糙而多孔，表面呈低水灰比，輕粗骨與水泥石界面粘結強度高；③受力一般不是沿界面，而是輕骨料本身的強度不足引起；④低強度的輕骨料砼，也可能是水泥石先開裂，而向骨料延伸→引導學生分析什么情況下會有此4）其它方面彈性模量?。河欣诟纳平ㄖ锏目拐鹦阅芎偷挚箘虞d收縮和徐變：比普通砼大熱工性：良好的保溫性能3、輕骨料砼配料比設計要點及施工要點→啟發(fā)學生思考輕骨料吸水→附加用水量↓↓教師提問學生回答輕骨料輕→易上浮，加強攪拌（強制，時間延長）；縮短運距，振搗以振實為準，不宜過長。輕骨料量吸水→養(yǎng)護加強（水，時間）。第八節(jié)砼質量控制與強度評定一、質量控制C20按C20由于各種因素的影響（稱量、誤差）→合格率50%現(xiàn)場做砼配制強度fcuo≥fcuk+1.645σ合格率95%二、強度評定批量構件標準差已知：生產(chǎn)條件一致，同一品種，強度變異穩(wěn)定↓標準差未知：生產(chǎn)條件不一致，變異性不穩(wěn)定統(tǒng)計法單個構件：非統(tǒng)計法教案首頁授課順序：14學時：2日期：20年月日班級課題第九節(jié)砼的外加劑目的要求掌握砼常用外加劑的作用原理及效果重點難點重點為減水劑，早強劑，引氣劑的作用原理及效果教學過程①提問②講課教具掛圖課后分析效果圖讓學生分析得結果更好第九節(jié)砼外加劑掌握外加劑分類、作用機理作用效果、注意事項補充：高性能混凝土中外加劑的作用一、外加劑的種類→據(jù)砼的需求，合理選擇改善流變性能→減少劑，引氣劑調節(jié)凝結時間、硬化性能→緩凝，促凝改善耐久性→防水、引氣、阻銹其它方法→著色、膨脹二、減水劑1、含義：流動性不變，減少用水量2、作用機理摻入減水劑后減水劑具有極性凝聚體理論用水10kg凝聚體擴散理論用水10kg實際用水11kgEQ\F(11－10=1kg,摻減水劑少加1kg)實際用水10kg3、作用效果：注意強調→W、C用量不變EQ\F(實際用水11kg,摻減水劑后仍用11kg)流動性↑坍落度、C用量不變EQ\F(坍落度不變，摻減水劑后10kg水,C用量不變，W/C↓)強度↑坍落度、W/C不變EQ\F(坍落度不變，摻減水劑后10kg水,W/C不變，水泥用水量減少)節(jié)省水泥改善耐久性→摻入，用水量↓蒸發(fā)水↓孔隙率↓開口孔隙↓三、旱強劑1、含義，↑早強，不影響后期強度2、作用機理，增加固相比例3、缺陷Cal→鋼筋銹蝕；Na2SO4→堿度↑；三乙醇胺→緩凝四、引氣劑1、含義：大量，均勻分布微小氣泡（封閉）2、作用機理潤滑作用3、效果潤滑→提高和易性阻塞作用阻塞→提高耐久性※啟發(fā)學生氣泡→降低強度五、其它外加劑簡介六、外加劑使用注意事項1、摻量→計算，稱量2、摻入方法→后摻，同摻，分摻3、貯存及保管→避光，有毒，防水，防潮。教案首頁授課順序：15學時：2日期：20年月日班級課題第十節(jié)普通砼配合比設計第十一節(jié)特殊砼配合比設計目的要求第十節(jié)內容全部掌握第十一節(jié)內容※了解重點難點重點：設計要求、參數(shù)、步驟教學過程①講配合比設計的重要性②講步驟（以課本步驟為主）教具掛圖課后分析此部分內容板書應少寫，強調的關鍵點板書即可