建筑材料,土木工程材料,第五章混凝土

(3) 引气剂
适用于：抗冻、防渗、抗硫酸盐、泌水严重的混凝土 用法：复掺效果好 引气剂+减水剂
(4) 缓凝剂
适用于：高温季节、大体积混凝土、泵送混凝土、滑模 施工。 用法：使用时，应注意水泥品种的适应性。
(5) 泵送剂
泵送剂：高效减水剂、缓凝剂、引气剂等
适用于：商品混凝土搅拌站制作泵送混凝土
用 法：使用时应注意不要随便加水；若坍落度
坍落度筒
混凝土拌合物坍落度的测定
混凝土拌和
同学们在做和易性试验
维勃稠度仪
混凝土中的蜂窝
混凝土中出现漏浆
(3) 流动性（坍落度）指标的选择
(4) 影响和易性的主要因素 ◇材料品种与用量的影响 ★水泥品种和细度 ★水泥浆数量
★水灰比：恒定用水量法则
★砂率：计算公式 ★外加剂 ◇环境的温度与湿度的影响 ◇工艺对和易性的影响
正态分布的概率密度函数为：
1 f cu e 2 ( f cu f cu ) 2 2 2
在正态分布曲线上，随机值 fcu1 与 fcu2 之间的混凝土 强度值出现的概率为：
1 P( f f cu f ) 1 ( f cu )df cu f cu 2
m
mf cu 10 0.9fcu ,k fcu ,min 2fcu ,k
★验收批混凝土强度的标准差σ0应按下式计算：
0
f
n i 1
cu , i
mf cu
2
n 1
（2）非统计法
mf cu 1.15fcu ,k fcu ,min 0.95fcu ,k
S Sp S G Vso 空 Vgo
so 空 Sp so 空 go
含砂率与坍落度的关系
含砂率与水泥用量的关系
5.3.2 混凝土的强度
(1) 混凝土的抗压强度与强度等级 ◇混凝土标准立方体抗压强度 试件尺寸：150×150 × 150mm，标准养护28天。 非标准尺寸试件的抗压强度应进行换算。 ◇混凝土立方体抗压强度标准值 ◇强度等级 ◇轴心（棱柱体）抗压强度 试件尺寸：150 × 150 × 300mm
损失太大，可采用二次掺加减水剂。
5.5
★普通混凝土的质量控制
混凝土质量控制包括三个过程
☺施工前质量控制 ☺施工过程控制 ☺混凝土合格性控制
5.5.1 混凝土强度的波动规律——正态分布
5.5.2 混凝土强度的平均值、标准差、变异系数
(1) 混凝土强度平均值
f cu
f cu ,1 f cu , 2 f cu ,3 f cu ,n n
(4)砂的质量等级划分
砂的1、2、3、级配区曲线
5.2.4 粗骨料——石子
卵石、碎石的分类及应用
(1)有害杂质含量规定
(2)颗粒形状及表面特征
碱骨料反应的危害及防止。
(3)强度和坚固性
◇强度
岩石立方体强度 ：( 试件尺寸 50×50×50 mm) 岩石压碎指标： 压碎指标 G0 G1 100%
◇压力机压板 对试块的约 束作用
◇试块破坏后 残存的棱锥 体
◇不受压板约 束时试块破 坏的情况
(4) 提高混凝土强度的主要措施
◇选料 ★采用高强度水泥 ★选用级配良好的骨料 ★选用合适的外加剂 ★掺加外加料 ◇采用机械搅拌和振捣 ◇养护工艺
★采用常压蒸汽养护 ★采用高压蒸汽养护
(5) 混凝土抗拉强度
5.5.4 混凝土的配制强度
f cu f cuk f cu f cuk t C v f cu
因 令 则 f cu , 0 f cu , k t f cu , k 1.645 f
cu
f cu , k t
Cv

f
cu
配制强度：f cu , 0 f
◇砼的徐变
5.3.4 混凝土的耐久性
(1) 混凝土耐久性的概念与内容
◇混凝土的抗渗性 ◇混凝土的抗冻性 ◇混凝土的抗侵蚀性 ◇混凝土的碳化 ◇混凝土的碱——骨料反应
(2) 提高混凝土耐久性的主要措施 ◇提高组成材料的质量 ◇提高混凝土本身的密实度 ◇提高施工质量
5.4 混凝土的外加材料
5.4.1 混凝土外掺料
f ce 1.13 f c
其中A、B为经验系数
◇选择1m3混凝土的用水量（W0） （表5.15） ◇计算混凝土的单位水泥用量（C0） ◇选取合理砂率Sp（表5.16） ◇计算1m3 混凝土中砂、石骨料的用量
C C0 W0 W
C0
* 绝对体积法
c

G0
g

s
S0

W0
w
10 a 1000( L)
试样制作
( 2 ) 混 凝 土 受 压 破 坏
(3) 影响混凝土强度的因素
◇水泥强度等级 和水灰比
fcu 28 Af ce (C / W B)
◇骨料的种类、质量及数量
◇湿度与温度的影响
◇龄期的影响
fcu , n fcu， 28 lg n lg 28
◇试件尺寸、形状及加荷速度的影响
在标准正态分布曲线上，自t 至+∞之间的混凝土强 度出现的概率，可由下式表示：

P(t )
t
1 （t） dt 2


t
e
t2 2
dt
强度保证率—混凝土强度在总体分布中大于设计强度 等级值的概率，以正态分布曲线上的阴 影部分表示。
计算混凝土强度保证率P(t)时，先根据混凝土的设计 强度等级f cu,k、平均强度f cu、标准差σ或变异系数C v 计算概率度 t（又称保证率系数），再根据标准正态分 布曲线方程即可求出强度保证率。 不同的概率度 t 对应的强度保证率P(%)也可查表。 从表中可以看出:当混凝土的平均强度等于设计强度 时(t=0)，所对应的强度保证率只有50%，其工程安 全程度远远不够。所以，必须进行混凝土配合比设 计，使混凝土的配制强度大于设计强度，才能使混 凝土具有足够的强度保证率。（ P =95%， t =1.645）
5. 混凝土
5.1 概述
5.1.1 混凝土的定义
5.1.2 混凝土的分类
●按表观密度分为：
◇重混凝土◇普通混凝土◇轻混凝土
●按强度等级分：
◇普通混凝土◇高强混凝土◇超高强混凝土
●按施工工艺分： ◇泵送混凝土◇喷射混凝土◇真空脱水混凝土 ◇造壳混凝土◇碾压混凝土◇热拌混凝土。 ●按掺合料分： ◇粉煤灰混凝土◇硅灰混凝土◇磨细高炉矿渣混凝土 ●按功能分类： ◇防水混凝土◇耐热混凝土◇耐酸混凝土◇纤维混凝土 ◇聚合物混凝土。
5.1.3 混凝土材料的优缺点
5.2 △普通混凝土的基本组成材料
普通混凝土的定义
5.2.1 水泥
(1)水泥品种选择 (2)水泥强度等级的选择
5.2.2 拌和与养护用水 5.2.3 细骨料——砂
(1)有害杂质 (2)颗粒形状及表面特征 (3)砂的粗细程度和颗粒级配
骨 料 的 颗 粒 级 配
河
砂
●砂的粗细程度用细度模数来判断
cu
5.5.5 强度检验评定（以验收批为单位）
（1）统计法 ◇生产条件长期保持一致、强度变异系数稳定，应用连 续的 3 组试件组成一个批，强度应满足： ★当混凝土强度 mfcu f cu ,k 0.7 0 等级≤C20时：
f cu ,min f cu ,k 0.7 0 f cu ,min 0.85 f cu ,k
◇轴心抗拉强度
ft 0.26 f
2/3 cu
◇劈裂抗拉强度
2P P fst 0.637 A A
5.3.3 混凝土变形性能
(1) 化学收缩 (2) 湿胀干缩变形 (3) 温度变形
L Lt
(4) 荷载作用下的变形 ◇弹塑性变形和弹性模量
★初始切线弹性模量 ★切线弹性模量 ★割线弹性模量
◇ 减水剂常用品种
★木质素系减水剂
★萘系减水剂 ★水溶性树脂减水剂 ★糖蜜系减水剂 ★复合减水剂
◇ 减水剂的使用方法
奈系高效减水剂
木质素减水剂
聚羧酸高效减水剂
胺基磺酸盐高效减水剂
水溶性树脂高效减水剂
早强减水剂
(2) 早强剂
◇氯盐早强剂
注意：严格限制掺量，有钢筋存在 时，应加阻锈剂.
◇硫酸盐早强剂 注意：碱性高，易发生碱—骨料反应。 复合早强剂 ◇三乙醇胺早强剂 作用：加速混凝土硬化、缩短养护工期、加快进度、提 高模板周转率。多用于冬季施工或紧急抢修。 用法：单掺不如复掺效果好 早强剂+减水剂
S0 SP S0 G0
* 假定表观密度法
C0 G 0 S0 W0 0h
S0 SP S0 G0
（2） 基准配合比的确定 按初步配合比进行试拌并调整，得到的满足和易性要 求的配合比。 （3）实验室配合比的确定
试件制作并进行强度检验，得到的满足强度要求的配 合比。
C C ' 0 h实 kg） （ ' ' ' C0 S0 G0 W0 S S ' 0 h实 kg） （ ' ' ' C0 S0 G0 W0 W W ' 0 h实 kg） （ ' ' ' C0 S0 G0 W0 G G ' 0 h实 kg） （ ' ' ' C0 S0 G0 W0
1 n f cu ,i n i 1
(2) 标准差σ（又称均方差）

f
n i 1
cu ,i
f
cu

2
n 1
(3) 变异系数Cv
Cv f cu
5.5.3 混凝土强度保证率
f cu f cuk f cu f cuk t C v f cu
混凝土强度保证率
混凝土外掺料的定义 掺加混凝土外掺料的目的和作用： 改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土的密实度强 度、抗腐蚀性等。 (1) 粉煤灰 (2) 粒化高炉矿渣粉 (3) 硅灰
5.4.2 混凝土外加剂
混凝土外加剂的分类
☺按功能分类 ☺按化学成分分类
表面活性剂的作用机理
(1) 减水剂的作用机理 吸附—分散作用 润滑塑化作用
★当混凝土强度 等级>C20时：
mf cu fcu ,k 0.70 fcu ,min fcu ,k 0.70 fcu ,min 0.90fcu ,k
★验收批混凝土强度的标准差σ0应按下式计算：
0.59 0 fcu,i m i 1
◇混凝土的生产条件不能满足上述要求、或一个检验期 内的混凝土没有足够的强度数据时，应由不小于 10 组 试件组成一个验收批。 ★强度应满足：
5.3 △ 普通混凝土的主要技术性质
5.3.1 混凝土拌合物的和易性
(1)和易性的概念
包括 ◇流动性 ◇粘聚性 ◇保水性
(2)和易性的检测
◇坍落度试验 该法适用于坍落度值>10mm，骨料最大粒径≤40mm 的混凝土拌合物。 ◇维勃稠度试验 该法适用于维勃稠度在5~30s之间，骨料最大粒径 ≤40mm的混凝土拌合物。
5.6.3 混凝土配合比设计中的三个基本参数
●水灰比 ●砂率 ●单位用水量
5.6.4混凝土配合比设计中的步骤：
（1） 初步配合比的计算 ◇确定配制强度 ◇初步确定水灰比值
Leabharlann Baidu
f cu ,0 f cu ,k t
f cu , 28 Af ce (C / W B)
b
推导出： f cu , 28 f cu , 0 Af ce (C / w B)
G0
石
子
云母
蛭石
◇坚固性
通常用硫酸盐浸泡法来检验，测其质量损失。 (4)最大粒径与颗粒级配（筛分析法） 筛孔孔径为 90, 75, 63, 53, 37.5, 31.5, 26.5, 19, 16, 9.5 4.75, 2.36 mm. ◇ 颗粒级配 ：分为连续粒级、间断粒级
◇ 最大粒径：公称粒级的上限
1 cu 2 cu
2 f cu

2 f cu

( f cu f cu ) 2 2 2
1 f cu
e
df cu
令 t
f cu f cu

则将正态分布变换为随机变量 t 的概率密度函数：
1 （t） e 2
t2 2
此种分布是正态分布中fcu=0,σ=1的一种特例，为标 准正态分布。
●砂的颗粒级配用级配区表示 实验方法：筛分析法 筛孔孔径为4.75, 2.36, 1.18, 0.6, 0.3, 0.15mm
A 2 A 3 A4 A5 A6 5A1 Mx
100 A1
◇ MX=3.1~3.7 为粗砂； ◇ MX=2.3~3.0为中砂；
◇ MX=1.6~2.2为细砂。
5.6
★普通混凝土的配合比设计
5.6.1 混凝土配合比的表示方法
●每1m3混凝土中所用各项材料的质量表示； ●每1m3混凝土中所用各项材料的质量比表示。
5.6.2 混凝土配合比设计的基本要求
●满足施工所要求的混凝土拌合物的和易性； ●满足混凝土结构设计的强度等级； ●满足耐久性要求; ●节约水泥，降低成本。