文档介绍：第5章 混凝土
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普通混凝土的组成材料
混凝土拌合物的和易性
混凝土的强度
混凝土的变形性能
混凝土的耐久性
混凝土质量波动与混凝土
配制强度
本章内容
普通混凝土配合比设计
混凝土的质量控制
粉煤灰混凝土
轻骨料混凝土
其他品种混凝土
思考题
混凝土是由胶凝材料、粗骨料、细骨料和水(或不加水)按适当的比例配合、拌合制成混合物,经一定时间后硬化而成的人造石材。混凝土常简写为“砼”。
水泥混凝土经过170多年的发展,已演变成了有多个品种的土木工程材料,混凝土通常从以下几个方面分类:
按所用胶凝材料可分为水泥混凝土、沥青混凝土、水玻璃混凝土、聚合物混凝土、聚合物水泥混凝土、石膏混凝土和硅酸盐混凝土等几种。
按干表观密度分为三类:重混凝土,其干表观密度大于2 600kg/m3,采用重骨料和水泥配制而成,主要用于防辐射工程,又称为防辐射混凝土;普通混凝土,其干表观密度为2 000~2 500 kg/m3,一般多在2 400 kg/m3左右,用水泥、水与普通砂、石配制而成,是目前土木工程中应用最多的混凝土,广泛用于工业与民用建筑、道路与桥梁、海工与大坝、军事工程等工程,主要用作承重结构材料,目前全世界普通混凝土年用量达40多亿m3,我国年用量在15亿m3以上;轻混凝土,其干表观密度小于1 950 kg/m3,包括轻骨料混凝土、大孔混凝土和多孔混凝土,可用作承重结构、保温结构和承重兼保温结构。
按施工工艺可分为泵送混凝土、预拌混凝土(商品混凝土)、喷射混凝土、真空脱水混凝土、自密实混凝土、堆石混凝土、压力灌浆混凝土(预填骨料混凝土)、造壳混凝土(裹砂混凝土)、离心混凝土、挤压混凝土、真空吸水混凝土、热拌混凝土和太阳能养护混凝土等多种。
按用途可分为结构混凝土、防水混凝土、防辐射混凝土、耐酸混凝土、装饰混凝土、耐热混凝土、大体积混凝土、膨胀混凝土、道路混凝土和水下不分散混凝土等多种。
按掺合料可分为:粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、碱矿渣混凝土和纤维混凝土等多种。
按抗压强度(fcu)大小可分为低强混凝土(fcu <30MPa)、中强混凝土(fcu =30~60MPa)、高强混凝土(fcu≥60MPa)和超高强混凝土(fcu≥100MPa)等。
按每立方米中的水泥用量(C)分为贫混凝土(C≤170kg)和富混凝土(C≥230kg)。
本章讲述的混凝土,如无特别说明,均指普通混凝土。
普通混凝土与钢材、木材等常用土木工程材料相比有许多优点:原材料丰富,造价低廉,可以就地取材;可根据混凝土的用途来配制不同性质的混凝土;凝结前有良好的可塑性,可利用模板浇灌成任何形状及尺寸的构件或结构物;与钢筋有较高的握裹力,混凝土与钢筋的线膨胀系数基本相同,两者复合后能很好地共同工作等。
普通混凝土也存在一些缺点:抗拉强度低,一般为抗压强度的~ ,易产生裂缝,受拉时易产生脆性破坏;自重大,比强度小,不利于建筑物(构筑物)向高层、大跨度方向发展;耐久性不够,在自然环境、使用环境及内部因素作用下,混凝土的工作性能易发生劣化,硬化较慢,生产周期长,在自然条件下养护的混凝土预制构件,一般要养护7~14d方可投入使用。
普通混凝土是由水泥、水、砂子和石子组成,另外还常掺入适量的外加剂和掺合料。
砂子和石子在混凝土中起骨架作用,故称为骨料(又叫集料),砂子称为细骨料,石子称为粗骨料。水泥和水形成水泥浆包裹在骨料的表面并填充骨料之间的空隙,在混凝土硬化之前起润滑作用,赋予混凝土拌合物流动性,便于施工;硬化之后起胶结作用,将砂石骨料胶结成一个整体,使混凝土产生强度,成为坚硬的人造石材。外加剂起改性作用。掺合料起降低成本和改性作用,。
普通混凝土的组成材料
混凝土的结构
一、水泥
水泥是混凝土中最重要的组分,同时是混凝土组成材料中总价最高的材料。配制混凝土时,应正确选择水泥品种和水泥强度等级,以配制出性能满足要求、经济性好的混凝土。
1. 水泥品种的选择
配制混凝土时,应根据工程性质、部位、施工条件和环境状况等选择水泥的品种。常用水泥的选择见表4-7。
2. 水泥强度等级的选择
水泥强度等级的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。原则上配制高强度等级的混凝土,选用高强度等级的水泥;配制低强度等级的混凝土,选用低强度等级的水泥。若用低强度等级的水泥配制高强度等级混凝土时,要满足强度要求,必然增大水泥用量,不经济;同时混凝土易于出现干缩开裂和温度裂缝等劣化现象。反之,用高强度等级的水泥配制低强度等级的混凝土时,若只考虑满足混凝土强度要求,水泥用量将较少,难以满足混凝土和易性和耐久性等要求;若水泥用量兼顾了耐久性等性能,又会导致混凝土超强和不经济。
根据经验,水泥的强度等级宜为混凝土强度等级