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§水泥§骨料§混凝土拌合及养护用水§外加剂及掺合料§§§
§
•混凝土的要紧技术性质包括混凝土拌合物的和易性、硬化混凝土的强度及耐久性。混凝土在未凝结硬化以前,称为混凝土拌合物或称新拌混凝土,相对“硬化混凝土”而言。
§(新拌混凝土)的性能

1、和易性的概念
•和易性是指混凝土拌合物易于各工序(搅拌、运输、浇注、捣实)施工操作,并取得质量均匀、成型密实的混凝土性能。
•和易性是一项综合的技术指标,包括流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。
⑴流动性:混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下能产生流动,并均匀密实地填满模板的性能。
⑵粘聚性:混凝土各组成材料间具有必然粘聚力,在运输和浇注进程中不致产生分层和离析现象,使混凝土维持整体均匀的性能。
⑶保水性:混凝土拌和物具有必然的维持内部水分的能力,在施工进程中不致产生严峻泌水现象。
混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性之间相互联系又存在矛盾。所谓拌合物的和易性良好,确实是要使这三方面的性能在某种具体条件下,达到均为良好,
即便矛盾取得统一。
2、和易性的测定方式目前,尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方式。依照我国现行标准《一般
混凝土拌合物性能实验方式》(GB/T50080-2002),用坍落度和维勃稠度测定混凝土拌合物的流动性,并辅以直观体会评定粘聚性和保水性。
评定和易性好坏,要紧以测定流动性指标为主,辅以观看其粘聚性、保水性。
(1)坍落度实验
☆将混凝土拌合物分三层装入标准坍落度筒中,每层插捣25次并装满刮平。垂直向上将筒提起,混凝土拌合物由于自重将会向下坍落。量测筒高与坍掉队混凝土试体最高点之间的高度差(以mm计),即为坍落度。
☆坍落度越大,表示混凝土拌合物的流动性越大。
☆在进行坍落度实验的同时,应观看混凝土拌合物的粘聚性、保水性,以便全面地评定混凝土拌合物的和易性。
SK侵壬捋合钮坍着度的测定
实验步骤
1、按比例配出拌和材料,将它们倒在拌板上并用铁锹拌匀,再将中间扒一凹洼,
边加水边进行拌和,直至拌和均匀。
2、用湿布将拌板及坍落度筒内外擦净、润滑,并将筒顶部加上漏斗,放在拌板上。用双脚踩紧踏板,使其位置固定。
3、用小铲将拌好的拌和物分三层均匀的装入筒内,每层装入高度在插捣后大致为筒高的三分之一。顶层装料时,应使拌和物高出筒顶。插捣进程中,如试样沉落到低于筒口,那么应随时添加,以便自始至终维持高于筒顶。每装一层别离用捣棒插捣25次,插捣应在全数面积上进行,沿螺旋线由边缘渐向中心。在筒边插捣时,捣棒应稍有倾斜,然后垂直插捣中心部份。每层插捣时应捣至基层表面为止。
4、插捣完毕后卸下漏斗,将多余的拌和物用镘刀刮去,使之与筒顶面齐平,筒周围拌板上的杂物必需刮净、清除。
5、将坍落度筒警惕平稳地垂直向上提起,不得歪斜,提离进程约5〜10s内完
成,将筒放在拌和物试体一旁,量出坍掉队拌和物试体最高点与筒的高度差(以mm为单位,读数精准至5mm),即为该拌和物的坍落度。从开始装料到提起坍落度筒的整个进程在150s内完成。
6、当坍落度筒提离后,如试件发生崩坍或一边剪坏现象,那么应从头取样进行实验。
如第二次仍然显现这种现象,那么表示该拌和物和易性不行,应予记录备案。
7、测定坍落度后,观看拌和物的下述性质,并记录。
☆坍落度越大,一样表示其流动性越大,但或许因其粘聚性差。
★粘聚性的评定方式:
用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打,假设锥体慢慢下沉那么表示粘聚性良好;若是锥体倒塌,部份崩裂或显现离析现象,那么表示粘聚性不行。
★保水性的评定方式:
坍落度筒提起后,如有较多稀浆从底部析出(淌浆),锥体部份混凝土拌合物也因失浆而骨料外露,那么说明混凝土拌合物保水性能不行;无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出,那么表示保水性良好
(2)维勃稠度实验
・对坍落度值小于10mm的干硬性混凝土,采纳维勃稠度实验。
・在维勃稠度仪上的坍落度筒中按规定方式装满拌合物,提起坍落度筒,在拌合物试体顶面放一透明圆盘,开启振动台,同时用秒表计时,当水泥浆完全布满透明圆盘底面的刹时,记下秒表的秒数,称为维勃稠度。
混凝土拌合物流动性按维勃稠度大小,可分为四级:
・超干硬性:三31s
・特干硬性:30〜21s
・干硬性:20〜11s
・半干硬性:10〜5s
流动性(坍落度)的选择
依照坍落度的不同,可将混凝土拌合物分为:
低塑性混凝土(坍落度值为10〜40mm)塑性混凝土(坍落度值为40—90mm)流动性混凝土(坍落度值为90〜150mm)大流动性混凝土(坍落度值三150mm)。
坍落度实验适用于骨料最大粒径不大于,坍落度值不小于10mm的塑性混凝土拌和物;坍落度值小于10mm的干硬性混凝土拌和物应采纳维勃稠度法测定。
当构件截面较小或钢筋较密,或采纳人工插捣时,坍落度可选大些;反之,如构件截面尺寸较大,或钢筋较疏,或采纳机械振捣时,坍落度可选择小些。
流动性(坍落度)的选择
依照《混凝土结构工程施工质量验收标准》(GB50204-2002)的规定,混凝土浇筑时的坍落度宜按下表选用。
混凝土浇筑时的坍落度
结构种类
坍落度(mm)
基础或地面等的垫层、无配筋的大体积结构
(挡土墙、基础等)或配筋稀疏的结构
10〜30
板、梁和大型及中型截面的柱子等
30〜50
配筋密列的结构(薄壁、斗仓、筒仓、细柱等)
50〜70
配筋特密的结构
70〜90
该表是采纳机械振捣的坍落度,采纳人工捣实时可适当增大。当施工工艺采纳混凝土泵送混
凝土拌合物时,那么要求混凝土拌合物具有高流动性,其坍落度通常在80-180mm。
4、阻碍和易性的要紧因素
水泥浆的用量
水泥浆的稠度
砂率
组成材料的品种及性质
外加剂
时刻及温度
4、阻碍和易性的要紧因素
(1)水泥浆的数量
・在混凝土拌合物中,水泥浆包裹骨料表面,填充骨料间隙,使骨料润滑,提高混合料的流动性;在水灰比不变的情形下,单位体积混合物内,随水泥浆的增多,混合物的流动性增大。
假设水泥浆过量,超过骨料表面的包裹限度,就会显现流浆现象,这既浪费水泥又降低混凝土的性能;
如水泥浆过少,达不到包裹骨料表面和填充间隙的目的,使粘聚性变差,流动性低,不仅产生崩塌现象,还会使混凝土的强度和耐久性降低。
・混合物中水泥浆的数量以知足流动性要求为宜。
(2)水泥浆的稠度
(有时写作:水灰比W/C或灰水比C/W)
水灰比,是指单位砼用水量与水泥用量的质量比,以W/C表示。
水泥浆的稀稠,取决于水灰比的大小。
水灰比小,水泥浆稠,拌合物流动性就小,会使施工困难,混凝土拌合物难以保证密实成型。假设水灰比过大,又会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良,而产生流浆、离析现象,并严峻阻碍混凝土的强度。
・水灰比不能过大或过小,依据混凝土强度和耐久性要求合理地选用。
・不管是水泥浆的多少或是水泥浆的稀稠,事实上都反映了用水量是对混凝土拌合物流动性起决定性作用的因素。因为在必然条件下,要使混凝土拌合物取得必然的流动性,所需的单位用水量大体上是一个定值。
单纯加大用水量会降低混凝土的强度和耐久性,因此,对混凝土拌合物流动性的调整,应在维持水灰比不变的条件下,以改变水泥浆量的方式来调整,使其知足施工要求。
(3)砂率
・概念——混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。
・砂率的变更会使骨料的总表面积及间隙率都会发生转变。
水泥砂浆在砼拌和物中起润滑作用,能够减少粗集料颗粒之间的摩阻力,因此在必然砂率范围内,随着砂率的增加,润滑作用也明显增加,提高了混凝土拌和物的流动性。
但砂率过大,即石子用量过少,砂子用量过量,现在集料的总表面积过大,在水泥浆量不变的情形下,水泥浆量相对少了,减弱了水泥浆的润滑作用,致使混凝土拌和物的流动性降低。
•若是砂率过小,即石子用量过大,砂子用量过少时,水泥砂浆的数量不足以包裹石
子表面,在石子之间没有足够的砂浆层,减弱了水泥砂浆的润滑作用,不但会降低混凝土拌和物的流动性,而且会严峻阻碍其粘聚性和保水性,容易产生离析现象。
•因此,砂率既不能过大,也不能过小,应有一个合理砂率值。
•当砂率适宜时,砂不但填满石子间的间隙,而且还能保证粗骨料间有必然厚度的砂浆层以减小粗骨料间的摩擦阻力,使混凝土拌和物有较好的流动性且能维持粘聚性和保水性良好,那个适宜的砂率称为合理砂率。
•合理砂率可通过实验、计算、查表等方式确信。
4)组成材料的品种及性质
•水泥品种,集料种类、形状和级配等,都对混凝土拌合物的和易性有必然阻碍。
•需水量大的水泥拌合物,其物流动性小。如一般水泥的混凝土拌合物比矿渣和火山灰的和易性好。
•在相同用水量条件下,集料表面滑腻、少棱角、形状较圆的卵石所拌制的拌合物流动性较碎石的大。
•(5)外加剂
•在拌制混凝土时,加入少量的外加剂能使混凝土拌和物在不增加水泥用量的条件下,取得良好的和易性,不仅流动性显著增加,而且有效地改善混凝土拌和物的粘聚性和保水性。
•(6)时刻及温度
•拌合后的混凝土拌合物,随时刻延长而慢慢变得干稠,流动性减小,缘故是一部份水供水泥水化,一部份水被骨料吸收,一部份水蒸发和混凝土凝聚结构的逐渐形成,致使混凝土拌合物的流动性变差。
•拌合物的和易性也受温度的阻碍。因为环境温度的升高,水分蒸发及水化反映加速,坍落度损失也变快。因此施工中为保证必然的和易性,必需注意环境温度的转变,并采取相应的方法。
5、改善和易性的要紧方法
1)改善砂、石的级配(专门是石子的级配),也有利于砼质量的提高,但要增加备料工作;
2)尽可能采纳较粗大的砂、石;
3)尽可能降低砂率,通过实验采纳合理砂率;有利于提高砼质量和节约水泥;
4)在砂率不变的条件下,适当增加砂石的用量,可减小拌合物的流动性。
(5)混凝土拌合物坍落度过小时,维持水灰比不变,适当增加水泥浆用量,当坍落度太大,但粘聚性良好时,可维持砂率不变,适当增加砂、石用量;
(6)掺外加剂或掺合料;
二、新拌砼的凝结时刻(了解)新拌混凝土的凝结时刻一般是用贯入阻力法进行测定的。仪器:贯入阻力仪
方式:先用5mm筛孔的筛从拌合物中筛取砂浆,按必然方法装入规定的容器中,然后每隔一按时刻测定砂浆贯入到必然深度时的贯入阻力。
•贯入阻力达到和的时刻,别离是新拌混凝土的初凝和终凝时刻。这是从有效角度人为划分的,
•事实上,贯入阻力达到时,混凝土尚未抗压强度,初凝时刻表示的是新拌混凝土正常地搅拌、浇注和捣实的极限;贯入阻力达到时,抗压强度约为,终凝时刻表示混凝土力学强度开始快速进展。
三、塑性收缩(裂痕)和塑性沉降(裂痕)
1、塑性收缩
•新拌混凝土在浇注完成后,若是所处环境较干燥,混凝土的表面会较快地蒸发失水,当新拌混凝土的泌水速度低于水分的蒸发速度时,混凝土的表面会由于干燥产生塑性收缩,这时,混凝土的抗拉强度几乎为
0,极易形成塑性收缩裂痕。因此,混凝土在浇注完成后,应专门注意表面的保湿养护,避免塑性收缩开裂。
•收缩裂痕的特点:不规那么地显现于表层,通常不连贯,中间宽,两边渐细,且很少进展至边缘,严峻时裂痕也能相互连通。如有钢筋,裂痕形式会有所转变。防治这种裂痕关键是弄好混凝土的初期养护。调整混凝土的配合比,专门是掺引气剂有助于减少收缩裂痕。
处置:对这种裂痕的修补处置一样为涂刷水泥浆或低粘度聚合物,封堵裂痕避免水分侵入。
2、塑性沉降
•新拌混凝土由于泌水会产生沉降,当混凝土的浇注深度较大时,顶部的混凝土会产生较大的沉降,这种沉降称为塑性沉降。塑性沉降受到阻碍时,例如钢筋,那么会产生塑性沉降裂痕。
・塑性沉降裂痕:
此类裂痕发生于施工后不久,混凝土浇筑后会产生沉降,当混凝土开始凝结时,如碰到钢筋或横向板连接螺栓等物阻止这种沉降,会产生裂痕,这种裂痕称为塑性沉陷裂痕。这种现象常发生在混凝土柱或其他窄长构件的边角部位。
・预防方法:
可调整混凝土的配合比或掺用外加剂改善混凝土和易性,以幸免产生这种裂痕。当裂痕刚显现,可当即从头振捣上部混凝土以排除。假设混凝土已硬化,应采纳封堵裂痕修补方法,爱惜钢筋。事实上,当混凝土刚显现裂痕,而尚未硬化时当即从头振捣成效更好。
§
混凝土的力学性质是判定硬化后混凝土质量的重要标准,包括强度和变形。强度是混凝土最重要的力学性质。
混凝土强度与混凝土的其他性能关系紧密,通常混凝土的强度越大,其刚度、不透水性、抗风化及耐蚀性也越高,通经常使用混凝土强度来评定和操纵混凝土的质量。
混凝土的强度包括:抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度及与钢筋的粘结强度等。但主若是抗压强度、抗拉强度。
混凝土立方体抗压强度
依照《一般混凝土力学性能实验方式标准》(GB/T50081-2002),制作150mmXl50mm
Xl50mm的标准立方体试件,在标准条件(温度20°C±2°C,相对湿度95%以上)下,
“F
养护到28d龄期,所测得抗压强度值为混凝土立方体抗压强度,以fcu表示,可按
cuA
下式计算:
二、混凝土立方体抗压强度标准值及强度品级
依照标准方式制作和养护的边长为150mm的立方体试件,在28天龄期,用标准实验方式测定的抗压强度整体散布中的一个值,强度低于该值的百分率不超过5%(即具有95%保证率的抗压强度)以N/mm2(即Mpa)计,以f表示。
cu,k
立方体抗压强度标准值是划分混凝土强度品级的依据。
采纳符号C(英文concrete)表示。分为:C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,
C50,C55,C60,C65,C70,C75和C80等14个强度品级。
方式:随机取样(具代表性)
1、以3个试件为一组;持续抽n组(n±25组,每组3块);作成标准试件,在标准
条件下养护。
2、测每组(3块)的抗压强度feu,取其代表值:
比如3块强度:18、16、15,假设最大、最小值与中间值之差不大于中间值的倍,那么取三值平均值;假设有一值超出,那么取中间值;假设二值均超出,视为无效。
3、取得n个代表值,按从大到小排序。
若100个强度代表值,当n=95,代表值为,则fcu,k=,其强度品级C20。
三、混凝土轴心抗压强度
混凝土的立方体抗压强度fcu用来评定强度品级,但它不能直接用来作为设计的依
据。因为实际工程中钢筋混凝土构件形式大部份是棱柱形或圆柱形。
在钢筋混凝土结构计算中,采纳混凝土轴心抗压强度fck作为设计的依据。
轴心抗压强度fekV立方体抗压强度feu。
实验说明:在立方体抗压强度fcu=10-55Mpa的范围内,fck~。
现行国家标准(GB/T50081—2002)规定,采纳150mmX150mmX300mm的棱柱体作为
f二F
标准试件,测定其轴心抗压强度。混凝土的轴心抗压强度可按下式计算:丿ck"A
四、混凝土的抗拉强度
混凝土抗拉强度较低,一样为抗压强度的1/10〜1/20,且随着混凝土强度品级的提高,那个比值有所降低。
因此,混凝土在工作时一样不依托其抗拉强度。
・但抗拉强度对开裂现象有重要意义,在结构设计中抗拉强度是确信混凝土抗裂强度
的重要指标。有时也用它来间接衡量混凝土与钢筋的粘结强度等。
体试件(或圆柱体)中心平面内用圆弧为垫条施加两个方向相反、均匀散布的压应力,当压'2此测F'
现行国家标准(GB/T50081—2002)规定,采纳边长150mm的立方体作为标准试件,在立方力增大至必然程度时试件就沿此平面劈裂竽坏丈口此测得的强度称为劈裂抗拉强度。混凝土的劈裂抗拉强度(ft)可按下式计算
五、阻碍混凝土抗压强度的要紧因素
一般混凝土受力破坏一样出此刻骨料和水泥石的界面上,即常见的粘结面破坏的形式。另外,当水泥石强度较低时,水泥石本身破坏也是常见的破坏形式。
因此,混凝土强度要紧取决于水泥石强度和骨料与水泥石间的粘结强度。而水泥石强度和粘结面强度又取决于水泥的实际强度、水灰比及骨料性质,也受施工质量、养护条件及龄期的阻碍。
1、组成材料和配合比
2、养护条件
3、实验条件
1、组成材料和配合比
(1)水泥实际强度与水灰比
・水泥实际强度和水灰比是决定混凝土强度最要紧的因素。
水灰比不变时,水泥实际强度越高,那么硬化水泥石强度越大,对骨料的胶结力也就越强,配制成的混凝土强度也就愈高。
水泥实际强度相同的情形下,水灰比愈小,水泥石的强度愈高,与骨料粘结力愈大,混凝土强度愈高。
但水灰比过小,拌和物过于干稠,在必然的施工振捣条件下,混凝土不能被振捣密实,显现较多的蜂窝、孔洞,反将致使混凝土强度严峻下降。
・混凝土强度体会公式:
依照工程实践体会,可成立混凝土强度与水泥实际强度及灰水比等因素之间的线性体会公式(又称鲍罗米公式):
式中:feu混凝土立方体抗压强度,Mpa;
aa、ab――粗骨料回归系数(依照工程所利用的水泥和粗、细骨料通过实验成立的灰水比与混凝土强度关系式来确信。假设无上述实验统计资料,可按《一般混凝土配合比计规程》JGJ55-2000,提供的aa,ab系统取用,关于碎石混凝土aa=,ab=;关于卵石混凝土aa=,ab=);
C/W——灰水比;
注意:鲍罗米公式仅适用于C60以下的混凝土。
混凝土强度体会公式:
依照工程实践体会,可成立混凝土强度与水泥实际强度及灰水比等因素之间的线性体会公式(又称鲍罗米公式):f=af(-a)
cuaceWb
式中:feu混凝土立方体抗压强度,Mpa;