3 混凝土结构形成与基本性能-新拌混凝土.ppt

拌 合
– 适用范围:Dmax≯40mm
物
– 维勃稠度5-30s之间
的 性
– 干硬性或低塑性混凝土
能 • 试验方法
——
工 作
– 将拌合物装入坍落度筒内, 移开漏斗,把透明圆 盘转至拌合物顶面,与之接触,开动振动台,计时
性
, 透明圆盘表面刚被水泥浆布满时,停止计时,
记录的时间－维勃稠度值
混 凝
维勃稠度试验
3.2 .1 混凝土拌合物的性能——工作性
粘聚性
–指混凝土拌和物内部组分之间具有一定的凝聚力，在运 输和浇注过程中不致发生分层离析现象使混凝土保持整 体均匀的性能。
–粘聚性差的混凝土拌合物，在施工过程中易出现分层、 离析现象
• 离析—指混凝土拌合物各组分分离，造成不均匀和失去连续性 的现象。常有两种形式：粗骨料从混合料中分离；稀水泥浆从 混合料中淌出。
表 4－6 塑性混凝土的用水量（㎏/㎝ 3）（JGJ55-2000）
拌合物稠度 卵石最大粒径 (㎜)
碎石最大粒径 (㎜)
项 指标 目
10
20 31.5 40
16
20 31.5 40
坍 10~30 190 170 160 150 200 185 175 165
落 30~50 200 180 170 160 210 195 185 175 度 50~70 210 190 180 170 220 205 195 185 (㎜) 70~90 215 195 185 175 230 215 205 195
– 坍落扩展度值
• 用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径 • 当二者的差小于50mm时，用其算术平均值作为坍落扩展
度值 • 最大最小差大于50mm时试验结果无效。
• 坍落度与坍落扩展度值以毫米为单位，结果表 达修约至5mm
• 详细试验步骤按GB/T50080-2002执行
和易性测试
混 凝
• 分层—指混凝土浇注后由于重力沉降产生的不均匀分布现象。
–粘聚性的大小主要取决于细骨料的用量以及水泥浆的稠 度等
3.2 .1 混凝土拌合物的性能——工作性

保水性
➢ 混凝土在施工过程中有一定的保持内部水分的能力,在 施工过程中不致产生严重的泌水现象
➢ 泌水 • 水分从浆中分离出来,上浮至表面的现象。
性 能
坍落度10～90mm； ④ 干硬性混凝土
坍落度<10mm
工 作
• 塑性混凝土按照坍落度分四级
性
① S1 10 ～40mm
② S2 50 ～90mm
③ S3 100 ～150mm
④ S4 160mm
Fig. Slump Cone 坍落度筒
——
和易性测试
• 当混凝土拌合物的坍落度大于220mm时
混凝土砂率选用表（%）
表4-7 混凝土砂率选用表 （%）（JGJ55-2000） 卵石最大粒径 (㎜) 碎石最大粒径 (㎜)
水灰比 10 20 40 16 20 40
0.40 26~32 25~31 24~30 30~35 29~34 27~32
0.50 30~35 29~34 28~33 33~38 32~37 30~35
混
和易性的影响因素
凝
土 拌
组成材料的影响
合 物
水灰比
的 性
水泥浆数量
能
Sp
——
工
骨料
作 性
环境因素的影响
时间
温度
组成材料的影响
混
凝 土
W/C的影响
拌 合
水灰比(水泥浆稠度)－ 当水泥用量一定时
物 的
➢ 水灰比小→混凝土干→坍落度小→不易密实成型；
性 能
➢ 水灰比过小→崩溃→粘聚性差→硬化后混凝土的强
– “流动性+黏聚力”
• 综合性、相对性、复杂性
Fig. Concrete in Construction
3.2 .1 混凝土拌合物的性能——工作性
工作性（和易性）的综合含义
– 流动性+粘聚性+保水性=和易性
粘聚性 Viscidity
工作性 Workability
保水性 Water retention
度及耐久性降低
——
工
➢ 水灰比大→混凝土稀→坍落度大→易离析、分层、
作 性
泌水→硬化后强度及耐久性降低
➢ 水灰比合适→拌合物能均匀且密实成型←必须根据
混凝土的强度和耐久性的要求来选择W/C
W/C的影响
Low W/C
Dry composite Small slump
W/C的影响
Excessively low W/C
和易性的选择
混 凝
总原则
土 拌 合
• 在不影响施工操作和保证密实成型的前提下,应尽量选择 较小的流动性。
物 的
选择
性 能
• 根据构件截面的大小、捣实方法和钢筋疏密等条件确定
举例
工 •当构件截面尺寸较小、 作 人工捣实、钢筋较密 性 时,坍落度选大些;反之,
选小些
——
和易性的选择
混
凝
土
表 拌合物分类及应用
• 实际上用水量是影响混凝土流动性最大的因素
–当用水量一定时，水泥用量适当变化（增减50～100 ㎏／ｍ3 ）时，基本上不影响混凝土拌合物的流动 性，即流动性基本上保持不变
–在用水量相同的情况下，采用不同的水灰比可配制 出流动性相同而强度不同的混凝土。
• 塑性混凝土用水量可根据骨料的品种与规格及要求的流动 性，参考下表选取（水灰比：0.40 ～ 0.80）。
注：①本表用水量系采用中砂时的平均取值，采用细砂时，每立方米混凝
土用水量可增加5 ～ 10㎏，采用粗砂则可减少5～10㎏。
②掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。
返回
砂率 Sp的影响
• 砂率指混凝土中砂的质量占砂石总量的比例
Sp
s
mso ms0 mg0
0s V0s 0sV0s 0gV0g
0sP 0sP0g
流动性 Mobility
3.2 .1 混凝土拌合物的性能——工作性
流动性
– 指砼拌合物在自重或机械振捣力的作用下，能 产生流动并均匀密实地充满模型的性能。反映 拌合物的稀稠程度。
• 拌合物太稠，砼难以振捣，易造成内部孔隙 • 拌合物过稀，会分层离析，影响砼的均匀性
– 流动性的大小取决于混凝土拌合物中用水量或 水泥浆含量的多少
3.2 混凝土的基本性能
• 混凝土拌合物的性能
– 工作性 – 含气量 – 密度 – 凝结时间
• 硬化混凝土的性能
– 强度 – 变形 – 耐久性
3.2 .1 混凝土拌合物的性能——工作性
概念 重要性 流动性 粘聚性 保水性 测试方法 影响因素
3.2 .1 混凝土拌合物的性能——工作性
概念
• 指混凝土拌合物易于施工操作 （拌合、运输、浇灌、捣实） 并能获致质量均匀、成型密实 的性能
Poor strength and durability
Low viscidity
Low paster
Lack of mortar
Poor lubrication of the surface of aggregates
Poor mobility and tend to segregate
• 水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比
新拌混凝土的离析和泌水
• 产生原因 ✓ 粗集料作颗粒相，砂浆液体相——粗集料离析 ✓ 集料作颗粒相，水泥浆作液体相——浮浆 ✓ 固体颗粒作颗粒相，水作液体相——泌水
离析和泌水对硬化混凝土性能的危害
✓ 泌水——表面强度低，“粉尘”，“水囊” ✓ 浮浆——表面水泥浆多的混凝土在干燥环境下
干缩变形大，表面裂缝 ✓ 粗集料离析——表面裂缝
– Dmax≯40mm
度筒,测量拌合物下 落的距离。
– 坍落度≮10mm
——
坍落度S=筒高－塌落后拌合物的最高点(mm or cm)
和易性测试
和易性测试
混
• 根据坍落度值大小将混凝土分为四类：
凝
① 大流动性混凝土
土 拌 合
坍落度≥160mm； ② 流动性混凝土
物
坍落度100～150mm；
的
③ 塑性混凝土
Weak lubrication of the surface of aggregates
合理砂率
• 合理砂率(最优砂率) –在W和C一定时,使混凝 土拌合物获得最大的流 动性，且保持良好的粘 聚性和保水性的砂率 –保持混凝土拌合物的坍 落度一定的条件下，使 水泥用量最低的砂率。
砂率对坍落度的影响
性
动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水
能
性
——
工 作
和易性可采用坍落度试验和维勃稠度试 验二种方法进行测试
性
和易性测试与评价方法
混
凝
土 拌
坍落度法
合
物 的 性
• 指标
– 定量测定坍落度值
➢ 试验方法
–将拌合物按规定方
能
– 定性判断粘聚性和保
法装入坍落度筒内,
水性
刮平,垂直提起坍落
工 • 适用范围
作 性
Amount of cement
Slump
Sp优
Sp
Sp优 Sp
Sp的选择
根据试验和经验选择，选择原则:
➢在保证拌合物不离析,又能捣实的条件下, Sp 应尽可能小些
➢石子大，且级配好，表面光滑，则Sp可小些 ➢砂较细, Sp小些 ➢W/C小，水泥浆稠，Sp小些 ➢大流动性，Sp应大些（避免离析） ➢掺外加剂时，Sp可小些 ➢有抗渗要求时，Sp应大些
Composite will breakdown
Difficult to be condensed
Low viscidity
Poor strength and durability
W/C的影响
High W/C Thin composite Large slump
W/C的影响
Excessively high W/C Tend to segregate, bleed
Poor strength and durability
W/C的影响
Proper W/C
Composite can be condensed favorably and stability
返回
水泥浆数量的影响
More paste
Great mobility
Excessive paste Excessive mobility
土
拌
合
物
的
性
能
维勃稠度试验
工 作 性
——
Fig. Vebe Consistometer Instrument 维勃稠度试验装置
分析和判断
混 凝
➢维勃稠度值小 → 拌合物稀 → 流动性大
土 ➢维勃稠度值大 → 拌合物稠 → 流动性小
拌
合
物
Low
High
的
Vebe Consistometer
Vebe Consistometer
• 当W和C一定时，砂率决定了骨料的空隙率和
总表面积 • 砂率过小→砂浆数量不足→对骨料的润滑作
用差→流动性差且易离析 • 砂率过大→总表面积大→水泥浆多用于包裹
砂子及填空→ 润滑作用小→流动性小
High Sp
Large surface area
Low mobility
Cement mortar for wrapping up sand and filling, lack of paste
拌 合 物
坍落度 (mm)
拌合物类型
应用范围
的 性
S4
大流动性
泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结 构
能
S3
流动性
泵送、不易浇注的窄面及钢筋密布的结 构
工
S2
塑 性 普通结构,最常用
作 性
S1
低塑性
强力振捣、预制构件及基础、无配筋的
(低流动性) 厚大结构等
——
注：①本表系采用机械振捣混凝土时的坍落度，采用人工捣实其值可适当增大； ②需配制泵送混凝土时，应掺外加剂，坍落度宜为120～180㎜。
混凝土分布不均匀
离析和泌水的防止措施
✓ 泌水——减小胶凝材料颗粒粒径与密度（掺优质 粉煤灰）
✓ 浮浆——减小集料颗粒粒径，增大水泥浆的黏度 ✓ 粗集料离析——适当提高砂率
混凝土各种颗粒之间能有一个好的级配 ，在不同层次上阻碍颗粒的运动，保证 混凝土的均匀性
和易性测试
混
凝 土
维勃稠度试验（ＶＢ法）
和易性分析和判断
土
流动性
拌 合
➢坍落度大 → 流动性大
物
粘聚性－用捣棒在的拌合物的侧面轻轻敲打，出
的
现图示的三种情况
性 能
➢真实坍落 → 粘聚性好 ➢沿斜面下滑或骨料外露 → 粘聚性差
——
➢崩裂
工 作 性
粘聚性的分析判断 保水性－观察稀浆析出
➢较多的稀浆析出→保水性差
➢无稀浆析出→保水性好 泌水性不良
性
能
——
Thin Composite 工 作 性
Great Mobility
Thick Composite Small Mobility
其他传统试验方法
• 重塑试验及其变体 • 流动度及扩展度试验 • 密实因数试验 • 凯利沉球试验 • 综合、实用的做法
自充填性评价新试验
• 充填性试验 • 间隙通过试验
➢危害
•泌水通道或水囊－影响耐久性 • 沉降(由于泌水使表面下降的现象) －沉降龟裂
•浮浆妨碍与继续浇注的混 凝土的粘结, 必须去除浮浆
泌水通道 沉降 净浆
耐久性降低 混凝土裂纹 降低粘结性
和易性测试与评价方法
混
凝
土 拌 合
• 目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合 物和易性的测定方法。
物 的
– 在工地和试验室，通常是测定拌合物的流