现代混凝土
混凝土原材料和配合比
(1)颗粒级配
筛孔(㎜) 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 Ⅰ区 0 10~0 35~5 65~35 85~71 95~80 100~90 Ⅱ区 0 10~0 25~0 50~10 70~41 92~70 100~90 Ⅲ区 0 10~0 15~0 25~0 40~16 85~55 100~90
外加剂和水泥的适应性 � 是需要引起重视的关键问题之一; � 可从以下几方面进行判断:
� 是否引起工作性和凝结时间的异常变化? � 是否引起强度的异常变化(忽高忽低)? � 是否引起大量肉眼可见的气泡? � 掺加量是否处于一个合理的范围? � 脱模后混凝土表面是否有明显泛白?
影响外加剂和水泥适应性的因素 � 水泥自身的影响
需水 性
1)净浆标准稠度 熟料成分、水泥的 用水量 细度、混合材种类 2)水泥胶砂流动 及掺量等 度 熟料的成分和矿物 含量,水泥细度、 石膏掺量、混合材 的掺量等 f-CaO、游离氧化 镁、SO3 初凝时间和终凝 时间 1)沸煮法 2)压蒸法
凝结 时间 安定 性
(2)水泥质量控制指标
•所用水泥应符合现行的相应国家标准,且有较好的匀质性 和质量稳定性。 每批散装水泥不大于500t或袋装水泥不大于200t的同厂家、 同品种、同批号、同出厂日期水泥必须测一次。 • 应了解清楚所用混合材的种类和数量。 • 水泥生产企业应定期提供水泥中碱含量的检测 结果,中心实验室应委托有资质的检测机构进 行复核。 • 禁用刚生产出来的“新鲜”热水泥。
维持原流动性时,加减水剂可降低水灰 比,即提高混凝土强度。 维持原设计强度,即保持水灰比不 变,加减水剂可提高混凝土流动性 (坍落度);
现场混凝土如果坍落度偏大,是否可以 通过减少水的用量来调节?
混凝土科学与技术思考题详解
混凝⼟科学与技术思考题详解《混凝⼟科学与技术》课后思考题混凝⼟概述1.现代混凝⼟的定义是什么?是指由⽆机的、有机的或⽆机有机复合的胶凝材料、颗粒状⾻料、⽔以及必要时加⼊的化学外加剂和矿物掺和料等组分按⼀定⽐例拌合,并在⼀定条件下经硬化后形成的复合材料2.现代混凝⼟有哪些分类⽅法?3.现代混凝⼟技术的发展重点和⽅向是什么?(⼀)解决好混凝⼟耐久性问题(⼆)使混凝⼟⾛上可持续发展的健康轨道⾻料1.⾻料在传统混凝⼟与现代混凝⼟技术中所起的主要作⽤是什么?有何异同?传统混凝⼟:以⼲硬性和低塑性为主体,浆体相对⽤量少,⽯⼦砂⼦堆积构成⾻架,传递应⼒,起强度作⽤。
2.现代混凝⼟:⽐如预拌混凝⼟,以⼤流态为主体,浆⾻⽐提⾼,砂⽯更多情况下悬浮于胶凝材料浆体中。
传递应⼒功能明显减⼩,⾻料的作⽤更多体现在抑制收缩、防⽌开裂上。
3.粗⾻料和细⾻料是如何划分的?细⾻料:0.15~5mm粒径的⾻料,如砂粗⾻料:粒径⼤于5mm的⾻料,如碎⽯4.在制备混凝⼟过程中,需要考虑⾻料的那些特性?它们是如何影响着混凝⼟的性能?化学外加剂1.在现代混凝⼟中,化学外加剂按照其主要功能可以分为哪四⼤类?2.什么是减⽔剂?减⽔剂在混凝⼟中的主要作⽤是什么?其作⽤机理⼜是什么?减⽔剂指⼀种在混凝⼟拌合料坍落度相同条件下,能减少拌和⽔⽤量的外加剂。
3.什么是引⽓剂?引⽓剂在混凝⼟中的主要作⽤是什么?其作⽤机理⼜是什么?在混凝⼟搅拌过程中能引⼊⼤量均匀分布、稳定⽽封闭的微⼩⽓泡,起到改善混凝⼟和易性,提⾼混凝⼟抗冻融性和耐久性的外加剂。
矿物掺合料1.什么是矿物掺合料?在现代混凝⼟中常⽤的矿物掺合料有哪些?它们对混凝⼟的性能有哪些影响?矿物掺和料是指在混凝⼟拌合物中,为了节约⽔泥,并改善混凝⼟性能⽽加⼊的具有⼀定细度的天然或者⼈造的矿物粉体材料,是混凝⼟的第六组分。
主要有粉煤灰、粒化⾼炉矿渣、硅粉、沸⽯粉、磨细的⽯灰⽯等。
其掺量⼀般较⼤(通常占胶凝材料的20~70%)。
现代混凝土的发展趋势
现代混凝土的发展趋势
现代混凝土的发展趋势可以总结为以下几点:
1. 高性能混凝土:随着建筑结构的需求不断提高,高性能混凝土成为一种趋势。
高性能混凝土具有较高的抗压强度、耐久性、耐化学腐蚀性和耐火性。
它可以用于建筑物、桥梁和其他重要基础设施的建造,以提供更长寿命和更可靠的结构。
2. 绿色混凝土:环保已成为当今社会的重要议题之一,混凝土行业也在朝着更环保的方向发展。
绿色混凝土是一种低碳、高效率的建材,其生产过程能减少对环境的影响。
例如,利用替代材料、降低能源消耗和减少二氧化碳排放等措施。
3. 自修复混凝土:由于混凝土的微观裂缝会影响其耐久性和力学性能,自修复混凝土成为一种发展的趋势。
自修复混凝土通过向混凝土中添加特殊的颗粒或添加剂,可以在被破坏或开裂处迅速形成新的水化产物来修复裂缝,延长混凝土的使用寿命。
4. 轻质混凝土:轻质混凝土的密度较低,具有良好的保温隔热性能和较轻的自重,使其具备应用于建筑节能和减少结构自重的优势。
轻质混凝土可以通过在混凝土中添加发泡剂或其他轻质骨料来实现。
5. 高性能纤维增强混凝土:纤维增强混凝土通过在混凝土中添加纤维材料,例如钢纤维、塑料纤维或碳纤维等,可以增强混凝土的抗拉强度和抗裂性能。
这种
混凝土可以用于构造更薄、更轻的结构,并提供更好的耐久性。
总的来说,现代混凝土的发展趋势是朝着高性能、环保、自修复、轻质和高强度等方向不断演进。
随着科技的不断进步和建筑需求的变化,混凝土行业将继续寻求创新和改进,以满足不断变化的建筑需求。
现代混凝土结构理论与应用
现代混凝土结构理论与应用素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等以混凝土为主制成的结构统称为混凝土结构。
混凝土结构是工业和民用建筑、桥梁、隧道、矿井以及水利、海港等工程中广泛使用的结构形式混凝土和钢筋是两种力学性能不同的材料,混凝土抗压强度较高,而抗拉强度则很低;钢筋的具有很高的抗拉和抗压强度,但在一般的环境中易于锈蚀,耐火性差,细长的钢筋容易被压屈。
若在混凝土中配置钢筋,用抗拉强度高的钢筋承受拉力,用抗压强度较高混凝土承受压力,使两者性能得到优化,可充分发挥两者的强度,同时放置在混凝土中的钢筋受到混凝土的保护,则不易锈蚀,提高了耐火性能。
试验表明,钢筋和混凝土这两种性质不同的材料能有效地结合在一起共同工作。
其原因主要是由于混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能共同变形;其次,钢筋和混凝土具有相近的温度线膨胀系数(钢筋的温度线膨胀系数为1.2×10-5/0C,混凝土的温度线膨胀系数为1.0×10-5~1.5×10-5/0C,),当温度变化时,不致产生较大钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。
钢筋混凝土结构的特点是充分利用混凝土和钢筋的材料性能,使两者共同发挥作用,在实际工程应用最普遍。
预应力混凝土结构是由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其它方法建立预加应力的混凝土制成的结构,由于其有效提高混凝土构件的抗裂性能和构件的刚度因,此在实际工程得到了广泛应用[1]。
结构理论设计方法的发展,在可靠性分析方面经历了从定量的、经验的到概率的几个发展阶段。
在建筑结构设计的初期,在工程中采用钢筋混凝土建造各种板、梁、柱和拱等简单的构件为标志,但所采用的混凝土和钢筋的强度都较低,钢筋混凝土的计算理论尚未建立,人们主要着眼于整个结构的实际承载能力,而未能建立起材料的精确应力应变关系和截面强度等系统概念。
设计主要是依靠纯经验的生物比拟,或者是对结构整体进行直接的荷载实验。
现代混凝土材料的特点
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1998 年美国ACI提出:
高性能混凝土是 符合特殊性能组合和匀质性 要求的混凝土 , 采用传统的原材料和一般 的拌和、浇筑与养护方法,往往不能大量 地生产出这种混凝土。 所指特性例如 :低 水化温升,易于浇筑、振捣,不离析,早 强,长期力学性能优异,抗渗性、密实性、 韧性,体积稳定性好,恶劣环境下的较长 寿命。
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二、混凝土的显微结构特征
现实
虚拟
水泥混凝土是一种多孔材料
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凝胶孔(gel pores):凝胶颗粒之间和内部 的孔,孔径1.2~3.2nm 过渡孔(transition pores):外部水化物之间 的孔,孔径10~100nm; 毛细孔(capillary pores):未被水化物占据 的充水空间,孔径100~1000nm; 大孔(big pores):大于1000nm。
四、混凝土耐久性的综合解决方案
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混凝土耐久性问题及其表现 改善耐久性的一般思路及做法 处理耐久性问题时技术上的限制与逻辑上 的矛盾 复合解决方案(原材料、相互作用、构造 处理、结构与环境、防护)
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社会在不断发展,但混凝土材料与结构的问题似乎有增无减 钢筋锈蚀 滞后钙钒石 表面剥落
裂缝 碱-骨料反应 碳化反应 冻害
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三、现代混凝土的主要特点
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优越性
1. 产量大,生产节奏快,品种多; 2. 密实度增加,性能更具有可设计性; 3. 大流动性混凝土提高了施工效率; 4. 强度达到超乎想像的水平; 5. 能够大量消纳固体废弃物; 6. 应用领域向复杂和恶劣环境延伸。
三、现代混凝土的主要特点
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不足之处
1. 组成材料类型增多,质量控制更加复杂和 困难; 2. 水泥细度增加,早期水化热加剧,早期开 裂危险性增加; 3. 新的难以解释的病害现象不断出现,混凝 土出现质量问题的周期在缩短; 4. 在很多场合混凝土使用寿命不如以前; 5. 推行新理念和新技术阻力重重。
混凝土结构发展现状
混凝土结构发展现状混凝土结构是一种具有优异性能和广泛应用的建筑材料,它在建筑工程中扮演着重要角色。
混凝土结构发展现状主要表现在以下几个方面。
首先,混凝土结构在材料和技术方面的发展使得结构性能得到了显著提升。
传统的混凝土材料经过改良,产生了高性能混凝土、自密实混凝土等新型材料。
这些材料具有更高的强度、更好的耐久性和更好的抗裂性能。
另外,现代建筑技术的发展,如钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、高层混凝土结构等,使得混凝土结构能够承受更大的荷载和更高的高度。
其次,混凝土结构在施工工艺方面的发展使得工程质量得到了提升。
现代混凝土结构采用了先进的模板技术、自动化浇筑技术和新型施工设备,能够更加快速、高效、精确地进行施工。
同时,质量控制技术的进步也使得混凝土结构施工能够更好地保证质量。
再次,混凝土结构在设计理念方面的发展使得结构更加安全可靠。
近年来,建筑结构设计的重点已经从荷载极限状态设计转向了性能极限状态设计。
通过考虑结构的使用寿命和结构的可靠性,设计者能够更充分地利用混凝土材料的性能,提高结构的安全性和可靠性。
最后,混凝土结构在节能环保方面的发展使得其具有更好的可持续性。
传统混凝土结构中使用的水泥会产生大量二氧化碳排放,对环境造成不可忽视的影响。
因此,近年来研发出了新型的环保混凝土材料,如粉煤灰混凝土、高炉矿渣混凝土等,以替代部分水泥的使用。
另外,结构节能设计和新型保温材料的应用也使得混凝土结构在节能环保方面得到了改善。
综上所述,混凝土结构在材料、技术、施工工艺、设计理念以及节能环保等方面都取得了显著进步。
这使得混凝土结构能够更好地满足现代建筑工程的需求,同时也为建筑行业的可持续发展做出了贡献。
随着科技的不断进步,相信混凝土结构将会有更广阔的发展前景。
混凝土的优缺点
混凝土的优缺点一、混凝土的优点①可塑性强。
现代混凝土可以具备很好的可塑性,可以通过改变模板的尺寸和形状制成形态各异的建筑物及构件。
②握裹力好。
与钢筋等有牢固的粘结力,与钢材有基本相同的线膨胀系数,能在混凝土中配筋或埋设钢件制成钢筋混凝土构件或整体结构。
③经济性好。
同其他材料相比,混凝土所需原材料价格较低,来源广,容易就地取材,结构建成后的维护费用也较低。
④安全性高。
硬化混凝土具有较高的抗压强度,同时与钢筋有牢固的粘结力,使结构安全性得到充分保证。
⑤耐火性好。
混凝土一般可有1~2h的防火时效,比钢铁更为耐火,钢结构建筑物在高温下很快软化,容易造成坍塌的现象。
⑥应用范围广。
混凝土在土木工程中适用于多种结构形式,满足多种施工要求,可以根据不同要求配制出不同强度等级的混凝土加以满足,所以被称为“万用之石”。
⑦耐久性好。
混凝土水化反应是一个长期而漫长的过程,水化需要数十年甚至上百年的时间才能完成,因此,混凝土本身就是一种耐久性很好的材料。
古罗马建筑经过几千年的风雨仍然屹立不倒,这本身就意味着混凝土应该“历久弥坚”。
⑧能耗相对较低。
混凝土及其制品的生产相对其他建筑材料能耗较低。
二、混凝土的缺点①抗拉强度低。
混凝土抗拉强度是混凝土抗压强度的1/10左右,是钢筋抗拉强度的1/100左右。
②延展性差。
混凝土属于脆性材料,变形能力差,只能承受少量的张力变形(约0.003),否则就会因无法承受而开裂;抗冲击能力差,在冲击荷载作用下容易产生脆性断裂。
③自重大。
高层、大跨度建筑物要求材料在保证力学性质的前提下,以轻为宜,而普通混凝土干表观密度一般为2000 ~ 2800kg/ m3。
④体积稳定性差。
尤其是当水泥浆量过大时,这一缺陷表现得更加突出。
随着温度、湿度、环境介质的变化,容易引发体积变化,产生裂纹等内部缺陷,直接影响建筑物的使用寿命⑤热导率大,保温性差。
普通钢筋混凝土热导率高达1.74W/(m●K),而泡沫混凝土(ρ=700kg/m3)的热导率为0. 22W/(m●K),相差约8倍。
混凝土结构概念及发展与应用概况
一、混凝土结构的概念
二、混凝土结构的发展与应用
1.古代混凝土结构
早在古代,人们就开始使用类似于混凝土的材料进行建造。如几千年前埃及人就使用特殊的黏土和石灰为原料,制作了大量的砖块和建筑构件,这可以看作是混凝土结构的前身。另外,古代罗马人在建筑中也使用了类似混凝土的材料。
2.现代混凝土结构
混凝土结构的现代化发展始于19世纪末20世纪初。在这个时期,人们开始使用钢筋混凝土结构,即在混凝土中添加钢筋来增加结构的强度和韧性。这一发展极大地推动了混凝土结构的应用。随着钢筋混凝土技术的不断进步,人们开始使用预制混凝土构件,提高了建筑施工效率。
3.当代混凝土结构
随着科技的进步和建筑技术的不断发展,混凝土结构的应用范围也不断扩大。现在的混凝土结构不仅可以建造传统的建筑,还可以用于建造更为复杂的大跨度、高层建筑和超高层建筑。此外,现代混凝土结构还加入了新型材料,如玻璃纤维增强聚合物和高性能混凝土等,使结构更加轻巧、耐久、灵活。
4.混凝土结构的应用
混凝土结构广泛应用于各种建筑项目中,如住宅、商业建筑、桥梁、隧道、水利工程等。由于混凝土的可塑性强,可以制作各种形状的构件,因此混凝土结构在设计上具有很大的灵活性。此外,混凝土还具有良好的耐久性和抗震性能,使其成为抗击自然灾害的首选结构形式。
总结起来,混凝土结构是指使用混凝土作为主要构造材料的建筑结构。从古代的类似混凝土的材料到现代的钢筋混凝土结构,再到当代加入新型材料的混凝土结构,它的发展经历了漫长的时间。现在,混凝土结构广泛应用于各种建筑项目,具有灵活性、耐久性和抗震性能好等优点,成为现代建筑中常见的结构形式之一
混凝土技术发展变革历程
混凝土技术发展变革历程混凝土是一种由水泥、砂、石子等材料按一定比例调配而成的建筑材料,广泛应用于各种工程领域。
混凝土技术的发展经历了多个阶段,每一阶段都带来了技术的变革和进步。
1. 古代混凝土技术混凝土的使用可以追溯到古代文明时期。
古代人们发现将石子、河沙和水泥混合后,可以制成一种耐久的建筑材料。
在古代埃及、罗马等文明中,混凝土被广泛应用于建造大型建筑物,如金字塔和斗兽场。
然而,古代混凝土技术并不像现代那样精细,缺乏对材料性能和施工工艺的科学认识。
2. 现代混凝土技术的起步现代混凝土技术的起步可以追溯到18世纪末。
在这个时期,人们开始深入研究混凝土的材料性能和施工工艺,并试图改进混凝土的强度和耐久性。
在19世纪初,英国工程师约瑟夫·阿斯皮迪恩发明了水泥旋转窑,大大提高了水泥的生产效率。
此后,混凝土技术在工程建设中得到广泛应用。
3. 混凝土技术的进步与改进随着对混凝土性能的进一步研究,人们不断改进混凝土的配比和施工工艺,提高了混凝土的强度、耐久性和工作性能。
20世纪初,英国工程师哈罗德·阿顿·阿布拉姆斯提出了水泥砂浆的配合比设计理论,为混凝土设计提供了科学的依据。
此后,混凝土技术在结构工程领域得到了广泛应用,如桥梁、大坝和高层建筑等。
4. 新型混凝土材料的出现随着科学技术的不断进步,新型混凝土材料相继问世。
高性能混凝土、自密实混凝土、自修复混凝土等新型材料具有优异的性能,能够满足特殊工程的需求。
此外,纳米技术的应用也为混凝土技术的发展带来了新的机遇,纳米混凝土具有更高的强度和耐久性,有望在未来得到广泛应用。
5. 混凝土技术的数字化和智能化随着信息技术的快速发展,混凝土技术正逐渐实现数字化和智能化。
通过使用传感器、无线通信和数据分析等技术,可以实时监测和评估混凝土结构的性能和健康状态,提高施工质量和工程管理水平。
此外,建筑信息模型(BIM)的应用也为混凝土结构的设计、施工和维护提供了全面的支持。
混凝土发展史
第一阶段——理论基础时代
1886年,美国首先用旋窑煅烧熟料,使波特兰水泥进 入了大规模工业化生产阶段,这些都大大促进了混凝 土的应用范围。1896年,法国Feret最早提出了以孔 隙含量为主要因家的强度公式。1914年,美国从 Abrams.D通过大量试验提出了著名的水灰比定则。
随着现代建筑向轻型、大跨度、高耸结构和智能方向 发展,工程结构向地下空间和海洋扩展,以及人类可 持续发展的需要,可以预计混凝土今后的发展方向是 轻质、高强、高耐久、多功能、节省能源和资源、环 保型、智能化。
赏析——半透明混凝土
赏析——半透明混凝土
赏析——半透明混凝土
赏析——半透明混凝土
ห้องสมุดไป่ตู้
第四阶段——感强混凝土应用,高性能混凝土推广
1940年,意大利列约(L.WerV)提出了钢丝阿水泥,这 种配筋材料进一步促使人们提出纤维配筋的概念,降 低了沼凝土脆性,提高了延性,出现了大跨度的钢筋 混凝土建筑物和薄壳结构。
结论
总之,随着经济和科技的不断发展,混凝土技术也随 之发展,特种及新型混凝土不断地研制成功。加高强 混凝土、纤维增强混凝土、流态混凝土、耐海水混凝 土、防水混凝土、水下不分散混凝土、导电混凝土、 绿化混凝土、发光混凝土、金属混凝土、装饰混凝土 等。极大推动了经济的发展。
第二阶段——预应力和干硬性混凝土时代
1928年,法国的Freyssinert.E发明了预应力锚具,创 造了预应力钢筋混凝土。1930年左右,美国发明了松 脂类引气剂和纸浆废液减水剂,使混凝土流动性、耐 久性得到极大程度提高。
第三阶段——干硬性混凝土向流动性混凝土转变时代
1962年,日本研制了荣磺酸盐甲醛缩合物的减水剂。 随后,发明了三聚氰胺、氨基磺酸、聚羧酸等系列减 水剂。为配制流动性混凝土、高强混凝土、高性能混 凝土等奠定了基础。
现代混凝土存在的问题及对策分析
耐久性增强技术途径
掺加耐久性增强剂
通过掺加耐久性增强剂,改善混凝土内部孔结构,提高混凝土密 实度和抗渗性。
表面防护技术
采用涂层、防水剂等表面防护技术,阻止水分和有害离子侵入混凝 土内部,延缓钢筋锈蚀和混凝土劣化。
结构健康监测技术
应用结构健康监测技术,实时监测混凝土结构性能退化情况,为维 修和加固提供依据。
REPORTING
绿色建筑材料应用推广
01
推广高性能混凝土
通过优化混凝土配比,提高混凝土强度和耐久性,减少水泥用量,降低
能源消耗和碳排放。
02
发展纤维增强混凝土
利用纤维增强技术提高混凝土韧性和抗裂性,减少结构自重,提高建筑
安全性。
03
推广再生骨料混凝土
利用废弃混凝土破碎、筛分后制成的再生骨料,替代天然骨料生产混凝
问题产生原因分析
材料因素
现代混凝土材料中可能存在不 良成分或配比不当等问题,导
致混凝土性能不佳。
设计因素
结构设计不合理或荷载考虑不 周等因素,容易造成混凝土结 构受力不均或超载等问题。
施工因素
施工过程中可能存在浇筑不密实 、养护不到位等问题,影响混凝 土结构的密实性和强度发展。
环境因素
环境因素如温度、湿度、化学 腐蚀等对现代混凝土的性能和
外加剂选用及作用机理
外加剂类型与功能
根据混凝土性能需求,选用合适的外加剂,如减水剂、缓凝剂、引 气剂等,以改善混凝土的工作性能、力学性能和耐久性。
外加剂作用机理
了解外加剂的作用机理,如减水剂通过降低水灰比提高混凝土强度, 缓凝剂通过延缓水泥水化反应时间改善混凝土施工性能等。
外加剂与水泥适应性
注意外加剂与水泥的适应性,确保外加剂在混凝土中充分发挥作用, 提高混凝土的综合性能。
现代混凝土的理论要点与技术要求
1 42 400 168 / 800 1000
8
2 42 340 168 60MK 800 1000
8.8
3 42 340 168 60SF 800 1000
10
NO.
混凝土拌合物性能
1 坍落度19cm,泌水,板结
2 坍落度16cm,稍泌水,无板结
3 坍落度5cm,无泌水,板结
4
需要说明的几个问题
⑴、“黄氏致密配比法”的准则是“混凝土中 的水越少越好,而水泥需要的水越多越佳。” 表面看似矛盾,事实上完全完全符合混凝土结 构的健康原则。 ① 混凝土中1kg的水占1m3混凝土的体积0.1% , 这对混凝土受拉力应变0.003(0.3%),即会产 生拉力破坏的能力而言,其实是蛮大的,因为只 要水量3kg即可达0.3%,其拉力甚大,易使混凝 土破坏无疑,因此水量愈少愈佳.
11
④ 有利的大中心质效应不仅可改善过渡 层的大小和结构,而且效应圈中的大 介质具有大中心质的某些性质,增加 有利的效应,减少不利的效应,对改 善混凝土的宏观行为能起重要的作用。
12
中心质假说早就提出,但不能对传 统混凝土结构进行很好的解释;但对 高性能混凝土的解释很有说服力,为 越来越多的学者接受。
37
结构混凝土性能技术规范对水泥的要求
水泥应按不同的品种、强度等级分别存储 于专用的仓罐。如发现有结块现象或试配 混凝土时原配合比明显不适用,则应对其 质量进行复验,并按复验的结果使用。水 泥强度比出厂强度下降10%,即视为储存 过期。
38
现代混凝土对原材料的要求
骨料 混凝土原材料品质无法保证混凝土质量,我国 砂石存在的含泥量过高、无级配可言、粒形差, 砂含石量高等问题严重。如果不能用足够包裹 骨料的最少量的浆体和最大量的骨料组成具有 工程所需要的良好施工性能的拌和物,是不可 能得到耐久的混凝土的。我国混凝土质量比西 方国家的差,主要原因在于骨料的质量;
混凝土建筑现代建筑的主要材料
混凝土建筑现代建筑的主要材料混凝土是现代建筑中最常用的材料之一,它具有良好的可塑性、强度和耐久性,因此被广泛应用于各种建筑结构的建设。
本文将探讨混凝土在现代建筑中的主要应用、优势以及未来发展方向。
一、混凝土在现代建筑中的应用1. 基础工程:混凝土是建筑物基础工程中不可或缺的材料。
地基、地板和地下室通常使用混凝土来确保建筑结构的稳定性和安全性。
2. 结构工程:混凝土可以用于建筑结构的梁、柱和楼板等部分。
其强度和耐久性能够有效支撑整个建筑物,并且能够承受大部分的荷载。
3. 墙体工程:混凝土墙体在现代建筑中也被广泛采用。
其可以提供良好的抗震性能,同时还能够起到隔音、防火和保温的作用。
4. 外装饰工程:混凝土还可以用于外墙装饰,通过不同的工艺和表面处理,可以使建筑物呈现出各种不同的质感和外表。
二、混凝土的优势1. 可塑性:混凝土是一种可塑性很强的材料,可以通过模具成型成各种形状,适应不同的建筑设计要求。
2. 强度和耐久性:混凝土具有良好的强度和耐久性,可以承受长期的荷载和自然环境的侵蚀,有效延长建筑物的使用寿命。
3. 抗震性能:混凝土在地震中有很好的抗震性能,可以为建筑物提供更高的安全性。
4. 火灾安全性:混凝土是一种非常耐火的材料,可以有效减少火灾对建筑物的破坏,并提供更多疏散时间。
5. 环境友好:混凝土可以通过再生利用和回收利用来降低资源消耗和环境污染。
三、混凝土建筑的未来发展方向1. 新型混凝土材料的研发:随着科学技术的不断发展,新型混凝土材料的研发将成为未来的发展方向。
例如高性能混凝土、自修复混凝土、透明混凝土等,它们具有更好的性能和更广泛的应用领域。
2. 绿色建筑的兴起:随着人们对环境保护的重视,绿色建筑逐渐成为建筑行业的发展趋势。
混凝土建筑可以通过优化设计和制造过程,降低能耗和碳排放,实现可持续发展。
3. 智能化建筑的需求:随着智能化技术的快速发展,人们对智能化建筑的需求也越来越高。
混凝土建筑可以与智能系统结合,实现更智能、更便捷的使用体验。
混凝土现代产业体系
一、引言混凝土作为现代建筑的主要材料之一,广泛应用于基础设施建设、房地产开发、工业生产等领域。
随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,混凝土产业在国民经济中的地位日益凸显。
为了适应新时代的发展要求,我国混凝土产业正朝着现代化、智能化、绿色环保的方向转型升级,逐步构建起完善的混凝土现代产业体系。
二、混凝土现代产业体系的特点1. 高度集成化混凝土现代产业体系将原材料生产、加工、运输、施工等环节紧密衔接,形成高度集成的产业链。
通过技术创新和设备升级,提高生产效率和产品质量,降低生产成本。
2. 智能化混凝土产业积极拥抱数字化、智能化技术,实现生产过程的自动化、智能化。
通过引入大数据、云计算、物联网等先进技术,提高生产效率,降低能耗,提升产品质量。
3. 绿色环保混凝土产业高度重视环保问题,致力于研发和生产绿色环保型混凝土产品。
通过采用低碳生产技术、循环经济模式,降低污染物排放,实现可持续发展。
4. 高端化混凝土产业积极研发高性能混凝土、高强混凝土等高端产品,满足高端建筑和基础设施建设的需求。
同时,推动混凝土行业向高端化、精细化方向发展。
三、混凝土现代产业体系的发展现状1. 原材料生产我国混凝土原材料生产已形成较为完善的产业链,包括水泥、砂石、外加剂等。
水泥产量位居世界第一,砂石资源丰富,为混凝土产业发展提供了有力支撑。
2. 混凝土加工混凝土加工行业技术水平不断提高,大型、智能化混凝土搅拌站不断涌现。
混凝土制品生产规模不断扩大,产品种类日益丰富。
3. 混凝土施工混凝土施工技术不断革新,装配式混凝土结构、绿色施工等新技术得到广泛应用。
施工质量得到有效保障,施工效率显著提高。
4. 混凝土应用混凝土在基础设施建设、房地产开发、工业生产等领域得到广泛应用。
高性能混凝土、高强混凝土等高端产品在重点工程中得到成功应用。
四、混凝土现代产业体系的发展趋势1. 智能化、数字化混凝土产业将继续推进智能化、数字化技术的研究和应用,实现生产过程的自动化、智能化,提高生产效率和产品质量。
现代混凝土存在的问题及对策分析
1920年代,欧美国家水泥中C3S约为35%,如今达50~70%;水泥细度从220m2/kg到现今的340~600m2/kg
01
我国1970年代水泥(GB175-63)最高标号是硬练强度500#,相当于GB175-77的425#、现行标准32.5的强度等级;常用水泥是400#,按现行标准只有27.5。
2、现代混凝土对水泥的要求
3、水泥的功与过
水泥之功,功不可没 应该说水泥与现代建筑紧密相连,“没有水泥,就没有今天的世界”。 水泥-→混凝土-→建筑设计 砂浆-→建筑施工 可以说水泥是一剂灵丹妙药,它使建筑这个行业完成了一次本质性的跨跃。今天的大跨度桥梁、海底隧道、高层建筑、水库大坝都离不开水泥。
பைடு நூலகம்工业化、集约化是社会生产发展的趋势,促使了现代混凝土的发展。
01
现代混凝土是建立在混凝土化学外加剂和矿物掺合料两大混凝土科学技术进展基础上的六组分混凝土。
预拌混凝土是现代混凝土的主体品种。以预拌混凝土、泵送为主流。拌和物的流变性能成为重要问题。
02
2、什么是现代混凝土?
严酷环境的工程增加,使耐久性要求日益突现
当HPC水化程度只及常规混凝土60%时,两者结构强度相近。从长期角度来说,HPC水化程度提高后,凝胶数量增多,强度、密实性继续提高。
01
换句话说在低水胶比下,达到同样强度对凝胶的数量要求有所下降。换句话说对胶凝材料的活性要求有所下降。保罗米公式不再适用。但是JGJ55-2010标准的仍然采用对保罗米公式进行修正的做法是对现代混凝土理解不够。
Mehta告诫我们:建造实践需要进行变革
1
即使正确地限定了原材料和拌合物配合比,并且小心地遵循施工规程,认为可以根据现有的实践建造耐用和持久的混凝土结构仍然是不现实的。这是因为在20世纪里,材料和建造实践首先是为了满足快速建设的需要,事实已经证明:这对暴露于严酷环境条件下运行的混凝土结构耐久性是有害的。我们在建造耐用和环境中持久的混凝土结构时,必须牺牲一些建设速度,显然,这需要政府主管部门、业主、营造商与设计者转变观念。
混凝土结构中应用的新型材料
混凝土结构中应用的新型材料一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一,其广泛应用的原因在于其强度高、成本低、易于施工等优点。
随着科技的不断发展,越来越多的新型材料被应用于混凝土结构中,以提高结构的性能和耐久性,本文将介绍一些新型材料及其应用情况。
二、高性能混凝土中应用的新型材料1、高性能纤维混凝土高性能纤维混凝土(HPFRC)是一种新型的混凝土,其强度和韧性均比传统混凝土高出很多。
它采用高强度纤维材料代替传统混凝土中的砂、石等骨料,同时加入了化学掺合剂,使混凝土的流动性更好。
HPFRC的主要应用领域包括桥梁、高楼建筑、隧道等。
2、高性能水泥基复合材料高性能水泥基复合材料(HPCM)是一种由水泥、石英砂、玻璃纤维等多种材料组成的复合材料,具有优异的抗裂性和抗渗性。
HPCM的制备需要高温高压,成本较高,但其耐久性好,适用于高桥梁、隧道、水坝等重要建筑物的结构中。
三、混凝土中应用的新型增强材料1、碳纤维增强材料碳纤维增强材料(CFRP)是一种轻质高强度的新型增强材料,具有优异的抗拉强度和抗腐蚀性。
在混凝土结构中,CFRP常用于加固、修复和加强梁、柱等构件,以提高其承载能力和抗震性能。
2、玻璃纤维增强材料玻璃纤维增强材料(GFRP)是一种轻质高强度的增强材料,由玻璃纤维和环氧树脂等组成。
GFRP具有优异的耐腐蚀性和抗拉强度,常用于加固、修复和加强混凝土结构中的梁、柱等构件。
四、混凝土中应用的新型防水材料1、聚氨酯防水材料聚氨酯防水材料是一种具有优异的防水性能和耐候性的新型材料。
其主要成分为聚氨酯树脂、异氰酸酯等。
聚氨酯防水材料适用于各种混凝土结构中的防水处理,如屋顶、地下室、水池等。
2、丙烯酸防水材料丙烯酸防水材料是一种水性环保型防水材料,具有优异的粘结力和防水性能。
它适用于各种混凝土结构中的防水处理,如屋顶、地下室、水池等。
五、混凝土中应用的新型隔热材料1、珍珠岩隔热材料珍珠岩隔热材料是一种轻质高强度的新型隔热材料,由珍珠岩矿物经高温加工而成。
现代建筑中的混凝土技术
现代建筑中的混凝土技术近年来,随着工业化进程的加快,混凝土逐渐成为建筑物主要材料之一,尤其是在现代城市中的高楼大厦、桥梁道路以及许多文化建筑的建造中。
混凝土作为一种良好的建筑材料,其技术不断发展,尤其在现代建筑中,混凝土技术的发展大大改善了建筑物的坚固性、安全性、美观性以及所需的维护成本。
下面,我们将详细探究现代建筑中混凝土技术的发展与应用。
一、混凝土技术的发展历程混凝土是一种复合材料,由水泥、砂子、碎石、水等通过特定方式混合得到的。
在古代,人们使用泥土、黄土、砖块等材料来建造建筑物。
自从混凝土被发明以来,便飞速发展并广泛运用于建筑中。
最早记录混凝土的历史可以追溯到公元前5600年的埃及。
古代人们在水泥中加入了沙子和石子,后经过几次火化,使其成为了硬化材料。
近代混凝土技术的发展,可以归结为以下两个过程:1、早期混凝土技术早期的混凝土技术相对比较落后,主要是通过单一的方式来制作混凝土,这种混凝土强度很低,不够坚固,易受损坏。
然而,随着科技的发展,混凝土的品质得到了大大的提高。
2、现代混凝土技术现代混凝土技术采用的是多种技术的组合,例如混凝土中添加钢筋增强,提高了混凝土的强度和耐久性。
此外,改性混凝土出现后,混凝土的性能也得到了显著提高。
二、现代混凝土技术的类型1、高强混凝土高强度混凝土是指抗压强度在80Mpa以上的混凝土。
高强混凝土的强度非常高,可以满足一些耐高压力的建筑物的要求。
同时,高强混凝土应用也有着非常明显的优势,耐腐蚀、隔热、抗裂、防水等性能显著提高,被广泛应用于现代建筑中。
2、自密实混凝土自密实混凝土的制作方式是在混凝土配方中,加入微观形状规则、体积大、形状封闭的发泡剂,使得水泥颗粒包裹在气泡中,并在排水时产生粘滞流动现象及密实内部结构。
这种混凝土制作起来容易,且比一般混凝土更加坚固、耐久、节约使用成本。
3、超高性能混凝土超高性能混凝土通过添加一系列化学成分,使混凝土的强度得到大幅提升。
混凝土发展史
引言概述:混凝土作为一种重要的建筑材料,经历了长期的发展和演变。
本文将继续探讨混凝土的发展史,着重介绍近现代混凝土技术的进步和应用。
通过对混凝土材料品种、施工技术以及结构设计的演变进行详细阐述,旨在展示混凝土作为一种经济高效且可持续发展的建筑材料的重要性。
正文内容:一、新增材料的应用1. 使用水泥矿画和煤岩渣改性混凝土,提高混凝土抗渗性能。
2. 探索钢纤维混凝土及其应用领域的拓展。
3. 引入加气混凝土技术,提高混凝土抗压强度和耐火性能。
4. 硅酸盐水泥的应用,提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
二、混凝土施工技术的进步1. 运用超声波技术来检测混凝土中存在的缺陷。
2. 使用自密实混凝土技术提高混凝土的耐久性和抗裂性能。
3. 应用高性能混凝土,提高混凝土的抗震性能和承载能力。
4. 开展现浇腹板模板技术研究,提高结构施工速度和质量。
5. 探索高性能温控混凝土技术,提高混凝土的耐热性能和抗冻性能。
三、混凝土结构设计的创新1. 引入预应力混凝土结构,提高混凝土的承载能力和抗裂性能。
2. 探索轻质混凝土在各类建筑结构中的应用,减轻建筑重量。
3. 针对海洋环境,发展防腐蚀性能强的海洋混凝土结构设计。
4. 研究高空间桁架混凝土结构设计,提高结构抗震能力。
5. 引入粘结剂混凝土材料,提高混凝土的耐火性能。
四、混凝土技术应用的拓展1. 在水下施工中,应用水下混凝土技术,提高混凝土的强度和防水性能。
2. 探索纳米混凝土技术在建筑中的应用,提高材料的力学性能。
3. 开展绿色混凝土技术研究,减少混凝土对环境的负担。
4. 应用预制混凝土构件技术,提高施工速度和质量。
5. 引入3D打印混凝土技术,实现建筑形态的自由设计。
五、混凝土可持续发展的前景展望1. 进一步开发可再生原材料,实现混凝土的可持续生产。
2. 推进混凝土废弃物的再利用,减少环境污染。
3. 加大混凝土结构的节能技术研究力度,提高能源利用效率。
4. 发展智能混凝土技术,提高混凝土结构的生命周期管理。
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Ca2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ Ca Ca Ca Ca Ca
Ca2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ Ca Ca Ca Ca Ca
2+ 2+ Ca2+ 2+ 2+ 2+ CaCa CaCaCa
Ca2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ Ca Ca Ca Ca Ca
2+ 2+ Ca2+ 2+ 2+ 2+ CaCa CaCa3;
水泥颗粒
形成正电荷表面 Ca
OO-
减水原理
第二步: 第二步: 分散剂吸附 带负电荷的功能团提供了在水中的可溶 在水中的可溶 带负电荷的功能团 Ca O性和与正电荷表面的亲和力 与正电荷表面的亲和力
2+
-OCa
2+
-OCa -OCa
2+
Ca2+
OO-
2+
Ca2+
水泥颗 粒
-O
Ca2+
纤维混凝土定义
最早源于1879年石棉纤维水泥 (ACI)544委员会定义为:纤维增强混凝 土(Fibre Reinforced Concrete,FRC ) 一种复合材料 目前国际上基本上一致认为纤维混凝土 是提高混凝土抗裂性和韧性的有效办法。
聚丙烯(PP)纤维
Polypropylene简称PP 分子式:
展望
从混凝土工程对整个工程的重要性以及 对混凝土的要求来说, 对混凝土的要求来说,采用聚羧酸类产 品无疑是具有前瞻性及革新性的选择。 品无疑是具有前瞻性及革新性的选择。
南京地区的外加剂
生产厂家:苏博特、 BASF(上海麦斯特)
富腾等
点评:鱼龙混杂
建议: 选用具有一定生产规模(如可自行合 成母体)、控制水平的品牌
聚羧酸系分子结构设计是在分子主链或侧链上 引入强极性基团羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基 等,使分子具有梳形结构。聚羧酸类减水剂进 入水泥—水体系中行为要复杂得多,第一,它 的主链和支链都有选择性的吸附;第二,不同 基团可能形成强弱不同的双电层使颗粒相斥; 第三,吸附后在颗粒表面形成立体的大分子层, 以位阻效应使颗粒难以团聚。多数专家认为位 阻效应是聚羧酸减水剂持久分散水泥颗粒的主 要作用
混凝土的相互约束及质量不均匀引起的 内部约束目前难以计算清楚。 温度场计算不准确、应力场计算不准确、 判定开裂风险的根据不足。
塑性沉降形成过程图解分析
新拌混凝土卸料在自重与泵送压力作用下骨料与浆体分离
由于浆体上浮表面产生泌水,骨料下部泌水蓄积产生空隙, 骨料下沉收缩拉应力集中从最薄弱处引发开裂
Ca2+
2+
2+
OCa O2+
Ca2+
OO-
Ca2+
-OCa -O
2+
将超塑化剂加入生长中的水合相
Ca2+
2+
Ca2+ Ca2+
O-
OO-
-OCa
Ca2+
水泥颗 粒
-O
Ca2+
保坍原理
降低吸附强度可以保持增塑性
2+ 2+ Ca2+ 2+ 2+ 2+ CaCa CaCaCa 2+ 2+ Ca2+ 2+ 2+ 2+ CaCa CaCaCa 2+ 2+ 2+ Ca2+ Ca2+ 2+ CaCa Ca Ca
如木素磺化盐、萘-磺酸盐 甲醛树脂、三聚氰胺 磺酸盐-甲醛树脂 如木素磺化盐、 磺酸盐 甲醛树脂、 -甲醛 磺酸盐树脂 甲醛-磺酸盐树脂 甲醛 Ca2+O2+
-OCa
2+
加入第一代塑化剂
Ca2+
2+
-O Ca -OCa
2+
Ca2+
O-
-OCa
2+
Ca2+
2+
OO-
-OCa -OCa
2+
Ca2+
O-
Ca2+
Ca2+ Ca2+
OOO-
cement grain 水泥颗 粒
2+ 2+
Ca2+ Ca2+
-O
2+ Ca2+
Ca2+ Ca2+
-O -O -OCa
2+ Ca2+
OCa OCa
2+ 2+
2+ Ca2+
Ca2+ Ca2+
OO-
2+ 2+
Ca2+ Ca2+
-OCa
2+ 2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+
点评: 点评 外加剂的“功”与“过” 过
正确认识
缓凝作用:外加剂的“缓凝” 膨胀作用:树立“层次抗裂、 层次抗裂、 层次抗裂
是为满足施工而“生”,但往往又因施工而 “毁”。
正确认识
阶段抗裂”的科学理念,不过分夸大其作用。 阶段抗裂
用于预拌混凝土的主要纤维品种
PP纤维(聚丙烯纤维) 钢纤维: PVA纤维(聚乙烯醇纤维)
2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+
水泥颗 粒
Ca
Ca2+CaCaCa2+ 2+ Ca2+ 2+ 2+
聚合物分子可以在更长的时间 Ca Ca Ca Ca Ca Ca 内保留在表面
2+ 2+ Ca2+ 2+ 2+ 2+ CaCa CaCaCa 2+ 2+ 2+ Ca2+ Ca2+ 2+ CaCa Ca Ca
Ca2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ Ca Ca Ca Ca Ca Ca2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ Ca Ca Ca Ca Ca
2+ 2+ 2+ Ca2+Ca2+ 2+ CaCa Ca Ca
水 泥颗粒
机理简析
萘系减水剂是一种典型的离子型分散剂, 一旦进入水泥—水体系中,立即形成吸 附层(双电层),从而使颗粒表面静电 斥力增加而达到分散效果。
减水剂的历史追溯
第一代:普通减水剂(减水率≥ 第一代:普通减水剂(减水率≥8%)
• 木质素磺酸盐 • 糖蜜类
第二代:高效减水剂(减水率 第二代:高效减水剂(减水率≥12%) • 萘磺酸盐甲醛缩合物(1962年服部健一博士) 萘磺酸盐甲醛缩合物(1962年服部健一博士 年服部健一博士) • 多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物 三聚氰胺(密胺)系减水剂(1964年德国 年德国SKW) • 三聚氰胺(密胺)系减水剂(1964年德国SKW) • 氨基磺酸盐减水剂 脂肪族羟基磺酸盐减水剂(丙酮类减水剂) • 脂肪族羟基磺酸盐减水剂(丙酮类减水剂) 第三代: 第三代:高性能减水剂
大体积混凝土
定义:混凝土结构物实体最小尺寸不小于 不小于 定义 1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土 中胶凝材料 胶凝材料水化引起的温度变化 收缩 温度变化和收缩 胶凝材料 温度变化 而导致有害裂缝 有害裂缝产生的混凝土。 有害裂缝
典型的大体积混凝土内部温变曲线
中心温变曲线
1 1
温度(℃) 65
O-
-OCa -OCa
2+ 2+
2+ 2+
OO-
Ca2+ Ca2+
水泥颗粒 cement grain
-OCa -OCa
2+ 2+
Ca2+ Ca2+
保坍原理
随时间的推移而失去增塑性
Ca2+
-OCa -O -OCa
2+
失去分散效果 !
OOO-
Ca2+
2+
Ca2+
Ca2+
水泥颗 粒
Ca2+
-OCa -O -OCa
受到底部基体约束的墙板整体收缩加剧、塑性沉降开裂多点引发
抗裂要点:
控制合理的凝结时间 尽可能选用低标号普通硅酸盐水泥 选用聚羧酸外加剂 尽可能选用粗砂 泵送排量不宜太大,一般控制在25m3/h 左右
模板的拆除不宜过早,尽量避免干湿交替作用。 拆模前不得施加任何形式的侧压力或竖向荷载, 绝对禁止拆模前松动模板螺杆; 在拆模后,建议持续保湿养护或涂刷养护剂, 视工程进展待具备条件后及时进行防水作业和 回填土工作,不得使侧墙板长期裸露在外。
表面温变曲线
1 1
最高温度
里表温差
45 温升峰值
降温速率
1 1 1 1
25
入模温度
1 1 1 1
1 1
1
3
7
14 龄期(d)
外墙板混凝土
裂缝的高发部位
现有的研究不足
对早龄期混凝土的性能如变形性能研究不足, 很多混凝土在3d就开始开裂。 混凝土的热学(热膨胀系数、导温、导热和比 热)在28d过程内存在显著的变化,但现在的 设计人员采用的是28d的相应值。设计人员计 算时不能考虑相应的变化。 影响收缩的因素很多,目前材料学的关于材 料的收缩的结果差异较大,甚至相差几倍。
在采用传统外加剂的情况下,混凝土表面往 往会有气泡、泌水线、露砂等情况的出现, 由于其产品性能的问题,这种问题无法根本 解决,对后续工序造成影响,并且会牵扯建 设单位等各方面的很大精力。而聚羧酸类产 品能很好的解决这个问题,在混凝土拆模后 达到极其出色的表面外观,大幅度降低表面 碳化,这在很多工程中已经得到验证。