《建筑材料砼的技术性质》课件

建筑材料砼的技术性质课程目标与学习要求理解混凝土的基本概念1了解混凝土的定义、基本组成和作用，为后续深入学习奠定基础掌握混凝土的性能指标2熟悉混凝土的和易性、强度、变形和耐久性等关键性能指标，并了解其测定方法熟悉混凝土配合比设计3掌握混凝土配合比设计的基本步骤和方法，能够根据工程需要进行合理的配合比设计了解混凝土施工控制要点什么是混凝土定义特点混凝土是由水泥、水、骨料和必具有较高的抗压强度、良好的耐要时加入的外加剂，按适当比例久性、可塑性和可模性，以及较配合，经均匀搅拌、密实成型和低的成本养护硬化而成的人造石材应用广泛应用于房屋、桥梁、道路、水坝等各类土木工程和建筑工程中，是现代建筑工程中最重要的材料之一混凝土的发展历史古代1古罗马时期已使用火山灰水泥混凝土，建造了许多著名的建筑，如万神庙近代218世纪末，英国人发明了水硬性水泥，促进了现代混凝土的发展现代320世纪以来，混凝土技术不断进步，出现了各种高性能混凝土和特种混凝土，应用范围日益扩大未来4环保、可持续、智能化是未来混凝土发展的重要方向混凝土的基本组成水泥骨料水外加剂是混凝土中的胶凝材料，起包括粗骨料（石子）和细骨是水泥水化作用的必要成分可以改善混凝土的性能，如着粘结骨料的作用料（砂），是混凝土中的主，也起到润滑和分散骨料的提高强度、改善和易性、提要填充材料作用高耐久性等水泥的作用与特性作用特性12水泥是混凝土中最重要的胶凝水泥的强度、凝结时间、安定材料，其水化产物能够将骨料性和水化热等特性，直接影响胶结成一个整体混凝土的性能种类3常见的水泥种类包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥等水泥的水化作用原理水与水泥颗粒接触水分子渗透到水泥颗粒表面，开始水化反应形成水化产物水泥中的矿物成分与水发生化学反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化产物水化产物逐渐硬化水化产物逐渐结晶，形成坚硬的凝胶结构，使混凝土逐渐硬化强度不断提高随着水化反应的进行，混凝土的强度不断提高骨料的分类粗骨料细骨料按来源分类粒径大于

4.75mm的骨粒径小于

4.75mm的骨天然骨料和人工骨料料，如石子、卵石等料，如砂按形状分类圆形、立方体、片状和针状骨料粗骨料的技术要求强度耐久性1应具有足够的抗压强度，以承受混凝土应具有良好的抗风化、抗冻融和抗化学2的荷载侵蚀能力清洁度粒径4应无泥土、杂物等有害物质，以免影响3应符合混凝土配合比设计的要求，保证混凝土的性能混凝土的密实性细骨料的技术要求级配1应具有合理的粒径分布，保证混凝土的和易性含泥量2应控制在一定范围内，过高的含泥量会降低混凝土的强度有害物质3应无云母、有机物等有害物质，以免影响混凝土的性能坚固性4应具有良好的抗风化、抗冻融能力外加剂的种类减水剂1减少混凝土的用水量，提高混凝土的强度缓凝剂2延长混凝土的凝结时间，方便施工速凝剂3缩短混凝土的凝结时间，加快施工进度引气剂4在混凝土中引入气泡，提高混凝土的抗冻性减水剂的作用机理吸附分散作用减水剂分子吸附在水泥颗粒表面，使其表面带电，产生静电斥力润滑作用减水剂分子在水泥颗粒表面形成润滑层，降低颗粒之间的摩擦力减少用水量通过以上作用，减水剂可以有效地减少混凝土的用水量，提高混凝土的强度引气剂的应用作用原理应用引气剂通过在混凝土中引入微小的、气泡可以吸收混凝土内部的水分，降引气剂广泛应用于寒冷地区的混凝土均匀分布的气泡，来提高混凝土的抗低冰冻膨胀的压力，从而保护混凝土工程中，如道路、桥梁、水坝等冻性免受冻融破坏混凝土拌合用水要求指标要求pH值6-8总碱量小于1000mg/L总酸量小于5mg/L氯离子含量小于500mg/L硫酸盐含量小于1000mg/L混凝土拌合用水应符合国家标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）的要求，水质应清洁，无有害物质，以免影响混凝土的性能混凝土的性能指标概述和易性强度变形性能耐久性指混凝土拌合物的流动性、指混凝土抵抗破坏的能力，包括弹性变形、塑性变形、指混凝土抵抗环境侵蚀的能黏聚性和保水性，是评价混是混凝土最重要的力学性能收缩变形和徐变等，影响混力，包括抗冻性、抗渗性、凝土施工性能的重要指标指标凝土结构的稳定性和耐久性抗腐蚀性等和易性的定义定义组成和易性是指混凝土拌合物在搅拌和易性包括流动性、黏聚性和保、运输、浇筑和振捣过程中，保水性三个方面持均匀、密实，且易于施工的性能重要性良好的和易性可以保证混凝土的质量，提高施工效率和易性的测定方法坍落度试验扩展度试验维勃稠度试验用于测定混凝土的流动用于测定混凝土的流动用于测定混凝土的黏聚性，是最常用的方法性，适用于流动性较高性的混凝土坍落度试验操作要点准备分层装料提筒测量准备好坍落度筒、捣棒、钢将混凝土分三层装入坍落度缓慢、竖直地提起坍落度筒测量坍落度值，即混凝土顶尺等试验器具筒，每层捣实25次面与坍落度筒顶面的高度差扩展度试验方法准备1准备好扩展度筒、玻璃板、钢尺等试验器具装料2将混凝土装入扩展度筒，不捣实提筒3缓慢、竖直地提起扩展度筒测量4测量混凝土扩展后的最大直径和最小直径，取平均值作为扩展度值混凝土的流动度定义影响因素流动度是指混凝土拌合物在自重影响流动度的因素包括水灰比、或外力作用下流动的能力砂率、骨料级配、外加剂等重要性合适的流动度可以保证混凝土能够填充到模板的各个角落，提高混凝土的密实性混凝土的黏聚性影响因素2影响黏聚性的因素包括水泥用量、砂率、骨料形状、外加剂等定义1黏聚性是指混凝土拌合物内部各组成材料之间相互黏结的程度重要性良好的黏聚性可以防止混凝土在运输和3浇筑过程中发生离析现象混凝土的保水性定义1保水性是指混凝土拌合物保持内部水分的能力影响因素2影响保水性的因素包括水泥用量、砂率、外加剂、环境温度等重要性3良好的保水性可以保证水泥的水化作用充分进行，提高混凝土的强度和耐久性混凝土的抗离析性定义1抗离析性是指混凝土拌合物抵抗离析现象的能力离析现象2离析现象是指混凝土拌合物中各组成材料发生分离的现象，如砂浆与石子分离影响3离析现象会降低混凝土的均匀性和密实性，影响混凝土的强度和耐久性新拌混凝土的性质流动性黏聚性保水性可泵性新拌混凝土应具有良好的流新拌混凝土应具有良好的黏新拌混凝土应具有良好的保对于泵送混凝土，还应具有动性，以便于浇筑和填充模聚性，以防止离析现象的发水性，以保证水泥的水化作良好的可泵性，即能够顺利板生用充分进行通过泵送设备混凝土的凝结时间初凝时间指混凝土开始失去塑性的时间，即混凝土开始凝结的时间终凝时间指混凝土完全失去塑性的时间，即混凝土凝结完成的时间影响因素影响凝结时间的因素包括水泥种类、水泥用量、外加剂、环境温度等重要性合适的凝结时间可以保证混凝土有足够的时间进行浇筑和振捣混凝土的初期容重定义影响因素初期容重是指新拌混凝土单位体影响初期容重的因素包括水泥用积的质量，单位为kg/m³量、骨料级配、外加剂、含气量等重要性初期容重是评价混凝土密实性的重要指标，也是配合比设计的重要依据混凝土的初期强度发展影响因素2影响早期强度的因素包括水泥种类、水泥用量、外加剂、养护温度等早期强度1混凝土在凝结硬化初期所具有的强度称为早期强度重要性早期强度对于加快施工进度、提高工程3质量具有重要意义硬化混凝土的强度抗压强度1指混凝土抵抗压缩破坏的能力，是混凝土最重要的力学性能指标抗拉强度2指混凝土抵抗拉伸破坏的能力，远低于抗压强度抗折强度3指混凝土抵抗弯曲破坏的能力，介于抗压强度和抗拉强度之间抗压强度测定方法准备准备好试件、压力试验机等试验器具加载将试件放置在压力试验机上，施加均匀、连续的压力记录记录试件破坏时的最大压力计算计算抗压强度值，即最大压力除以试件的承压面积抗折强度测定方法准备加载12准备好试件、抗折试验机等试验器具将试件放置在抗折试验机上，施加集中荷载记录计算34记录试件破坏时的最大荷载计算抗折强度值，根据梁的弯曲理论公式进行计算影响混凝土强度的因素水灰比水泥用量骨料养护条件水灰比越大，混凝土强度越水泥用量越大，混凝土强度骨料的强度、级配、清洁度养护温度、湿度等都会影响低越高等都会影响混凝土的强度混凝土的强度发展水灰比与强度关系Water-Cement RatioCompressive StrengthMPa水灰比是指混凝土中水的质量与水泥质量之比水灰比越大，水泥浆体越稀，水化产物越少，混凝土的密实性越差，强度越低因此，在保证混凝土和易性的前提下，应尽量减小水灰比水泥用量对强度的影响水泥是胶凝材料水泥用量越大并非越多越好水泥是混凝土中的胶凝材料，其水化在水灰比不变的情况下，水泥用量越但水泥用量过大，会导致混凝土收缩产物能够将骨料胶结成一个整体大，水泥浆体越多，水化产物越多，变形增大，容易开裂，且成本也会增混凝土的密实性越好，强度越高加因此，水泥用量应根据工程需要进行合理选择骨料对强度的影响骨料级配骨料强度1合理的骨料级配可以提高混凝土的密实骨料的强度越高，混凝土的强度越高2性，从而提高混凝土的强度骨料清洁度骨料形状4骨料应无泥土、杂物等有害物质，以免3骨料的形状越接近立方体，混凝土的和影响混凝土的强度易性越好，强度越高养护条件对强度的影响湿度混凝土养护期间应保持湿润，以保证水泥的水化作用充分进行温度混凝土养护温度应适宜，过高或过低都会影响混凝土的强度发展时间混凝土养护时间应足够长，一般不少于7天，重要工程不少于28天方式常见的养护方式包括洒水养护、覆盖养护和蒸汽养护等混凝土的变形性能弹性变形塑性变形收缩变形指混凝土在荷载作用下指混凝土在荷载作用下指混凝土在硬化过程中产生的，荷载卸除后可产生的，荷载卸除后不，由于水分蒸发等原因以恢复的变形能完全恢复的变形产生的体积减小徐变指混凝土在持续荷载作用下，随着时间推移而逐渐增大的变形弹性变形特点定义特点弹性变形是指混凝土在荷载作用弹性变形与荷载成正比，符合胡下产生的，荷载卸除后可以完全克定律恢复的变形弹性模量弹性模量是衡量混凝土弹性变形能力的重要指标，数值越大，弹性变形越小塑性变形原理微裂缝扩展2在荷载作用下，混凝土内部的微裂缝开始扩展荷载超过弹性极限1当荷载超过混凝土的弹性极限时，混凝土开始产生塑性变形不可逆变形荷载卸除后，微裂缝无法完全闭合，导3致混凝土产生不可逆的塑性变形收缩变形类型干缩1由于混凝土内部水分蒸发引起的收缩自收缩2由于水泥水化过程中体积减小引起的收缩塑性收缩3在混凝土凝结前，由于水分快速蒸发引起的收缩徐变现象分析持续荷载长期变形影响徐变是指混凝土在持续荷载作用下，随徐变是一种长期变形，会持续数月甚至徐变会影响混凝土结构的稳定性和耐久着时间推移而逐渐增大的变形数年性，在结构设计中需要考虑徐变的影响混凝土的耐久性定义影响因素12耐久性是指混凝土抵抗环境侵影响耐久性的因素包括抗冻性蚀的能力，保证在设计使用年、抗渗性、抗腐蚀性、抗碳化限内安全可靠地工作性等重要性3良好的耐久性可以延长混凝土结构的使用寿命，降低维护成本抗冻性能要求抗冻等级影响因素混凝土的抗冻等级是指混凝土在影响抗冻性的因素包括水灰比、一定冻融循环次数后，强度损失含气量、骨料质量等不超过规定值的等级提高措施可以通过掺加引气剂、降低水灰比、选择优质骨料等措施来提高混凝土的抗冻性抗渗性能测定试验方法常用的抗渗性能测定方法有压力水试验2和氯离子渗透试验等试验原理1抗渗性能是指混凝土抵抗水或其他液体渗透的能力抗渗等级混凝土的抗渗等级是指在一定水压力作用下，混凝土试件不出现渗水的最大压3力值抗腐蚀性能腐蚀介质1混凝土常见的腐蚀介质包括酸、碱、盐等腐蚀机理2腐蚀介质会与混凝土中的水泥水化产物发生化学反应，导致混凝土结构破坏防护措施3可以通过选择抗腐蚀水泥、掺加外加剂、表面涂层等措施来提高混凝土的抗腐蚀性能碳化作用机理二氧化碳渗透1空气中的二氧化碳渗透到混凝土内部化学反应2二氧化碳与水泥水化产物中的氢氧化钙发生化学反应，生成碳酸钙pH值降低3碳化反应导致混凝土的pH值降低，失去对钢筋的保护作用钢筋锈蚀4钢筋失去保护，在潮湿环境下容易发生锈蚀，导致混凝土结构破坏钢筋锈蚀防护提高混凝土密实性降低水灰比，提高水泥用量，选择优质骨料，保证混凝土的密实性，阻止腐蚀介质的渗透增加保护层厚度增加钢筋保护层厚度，延长腐蚀介质到达钢筋表面的时间使用防锈钢筋使用具有良好防锈性能的钢筋，如镀锌钢筋、环氧涂层钢筋等掺加阻锈剂在混凝土中掺加阻锈剂，抑制钢筋的锈蚀混凝土配合比设计定义目标方法混凝土配合比设计是指根据工程需要配合比设计的目的是使混凝土具有良常用的配合比设计方法有绝对体积法，确定混凝土中水泥、水、骨料和外好的和易性、强度、耐久性和经济性、假定体积法和经验法等加剂的合理比例配合比设计的基本步骤选择水泥品种确定设计强度根据工程需要和水泥的特性，选择合适根据工程结构的安全等级和使用环境，的水泥品种确定混凝土的设计强度12确定水灰比根据设计强度和水泥品种，确定合适的试配与调整73水灰比进行试配，根据试配结果调整配合比，直至满足设计要求计算水泥用量64根据水灰比和用水量，计算水泥用量计算骨料用量5确定砂率根据水泥用量、水用量和砂率，计算粗根据骨料的级配和形状，确定合适的砂骨料和细骨料的用量率水泥用量计算公式解释水泥用量=用水量/水灰比根据确定的用水量和水灰比，计算水泥用量用水量用水量是指每立方米混凝土所需的拌合水量，根据混凝土的和易性要求确定水灰比水灰比是指混凝土中水的质量与水泥质量之比，根据混凝土的强度和耐久性要求确定水泥用量是混凝土配合比设计中的重要参数，直接影响混凝土的强度和耐久性水泥用量应根据工程需要进行合理选择，既要满足强度要求，又要保证混凝土的经济性骨料用量确定绝对体积法重量法砂率根据各组成材料的绝对根据经验或试验数据，根据骨料的级配和形状体积之和等于混凝土的确定单位体积混凝土中，确定合适的砂率，然体积，计算骨料的用量各组成材料的重量，计后计算粗骨料和细骨料算骨料的用量的用量试配与调整方法试配性能测试调整复试按照初步确定的配合比，进对试配的混凝土进行和易性根据测试结果，调整配合比对调整后的配合比进行复试行混凝土的试配、强度等性能测试，如调整水灰比、砂率、外，直至满足设计要求加剂用量等混凝土的搅拌工艺搅拌时间搅拌顺序搅拌设备搅拌时间应足够长，保证各组成材料一般的搅拌顺序是先将骨料和部分水常用的搅拌设备有自落式搅拌机和强充分混合均匀搅拌时间过短，会导加入搅拌机，搅拌均匀后加入水泥，制式搅拌机强制式搅拌机搅拌效果致混凝土和易性差，强度低；搅拌时最后加入剩余的水和外加剂更好，适用于搅拌高强度混凝土和特间过长，会导致水泥水化，影响混凝种混凝土土的性能混凝土的运输要求运输设备常用的运输设备有混凝土搅拌运输车和2混凝土泵车混凝土搅拌运输车可以保持混凝土的搅拌状态，避免离析现象的运输时间发生1运输时间应尽量短，避免混凝土发生离析、泌水和凝结现象防雨措施在雨天运输混凝土，应采取防雨措施，3防止雨水进入混凝土，影响混凝土的性能混凝土的浇筑方法分层浇筑1混凝土应分层浇筑，每层厚度不宜过大，一般为30-50cm连续浇筑2混凝土应连续浇筑，避免出现冷缝振捣密实3混凝土浇筑后应及时进行振捣，使混凝土密实，排除气泡混凝土的振捣要点振捣时间1振捣时间应适宜，振捣时间过短，混凝土密实度不够；振捣时间过长，会导致混凝土离析振捣棒插入深度2振捣棒插入深度应超过下层混凝土5-10cm，保证上下层混凝土的良好结合振捣棒移动间距3振捣棒移动间距应适宜，保证振捣范围覆盖整个浇筑面避免漏振和过振4振捣时应避免漏振和过振，保证混凝土的均匀性和密实性混凝土的养护制度目的方法时间温度保证水泥的水化作用充分进常见的养护方法有洒水养护养护时间应足够长，一般不养护温度应适宜，过高或过行，提高混凝土的强度和耐、覆盖养护和蒸汽养护等少于7天，重要工程不少于28低都会影响混凝土的强度发久性天展混凝土质量控制原材料控制配合比控制对水泥、骨料、外加剂等原材料进行严格的质量检验，保证原材严格按照配合比进行混凝土的配制，并定期进行调整料符合规范要求施工过程控制检验与验收对混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣和养护等施工过程进行严格对混凝土进行定期检验和验收，发现问题及时处理的控制，保证施工质量常见质量问题分析裂缝蜂窝麻面离析由于收缩、温度变化、由于混凝土浇筑不密实由于混凝土拌合物不稳荷载等原因引起的裂缝、振捣不充分等原因引定、运输时间过长等原起的蜂窝麻面因引起的离析钢筋锈蚀由于混凝土碳化、氯离子侵蚀等原因引起的钢筋锈蚀质量检验标准原材料检验标准配合比设计标准施工验收标准强度检验标准《水泥物理力学性能检验方《普通混凝土配合比设计规《混凝土结构工程施工质量《普通混凝土力学性能试验法》（GB/T17671）程》（JGJ55）验收规范》（GB50204）方法标准》（GB/T50081）混凝土施工安全措施安全教育1对施工人员进行安全教育，提高安全意识安全防护2为施工人员提供必要的安全防护用品，如安全帽、安全鞋、安全带等设备安全3对施工设备进行定期检查和维护，保证设备安全运行环境保护4采取措施，减少施工过程中对环境的污染。