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1、第第3章章 混凝土及检测混凝土及检测1学习要求学习要求 1了解混凝土的概念和种类；了解混凝土的概念和种类； 2掌握普通混凝土拌合物的性能及其检掌握普通混凝土拌合物的性能及其检测方法；测方法； 3掌握普通混凝土力学性能的检测及强掌握普通混凝土力学性能的检测及强度评定；度评定； 4掌握普通混凝土配合比设计的步骤掌握普通混凝土配合比设计的步骤。23. 1 概概 述述 3.1.1 混凝土的概念混凝土的概念 混凝土是由胶凝材料、水、粗细骨料、矿物掺混凝土是由胶凝材料、水、粗细骨料、矿物掺合料及外加剂等按适当比例配合、拌制，经一合料及外加剂等按适当比例配合、拌制，经一定时间硬化而成的人造石材。定时间硬化而
2、成的人造石材。 在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。赋予拌合物一定的和易性，便于施工。 水泥浆硬化后，将骨料胶结为一个坚实的整体。水泥浆硬化后，将骨料胶结为一个坚实的整体。3混凝土的结构 砂 浆 的 结 构 孔 隙砂 粒水化硅酸钙未水化水泥颗粒氢氧化钙3.1.2 混凝土的分类混凝土的分类 1按表观密度分类按表观密度分类 (1) 重混凝土重混凝土：表观密度大
3、于：表观密度大于2800 kg/m3的混凝土。的混凝土。常由重晶石和铁矿石配制而成，它具有不透常由重晶石和铁矿石配制而成，它具有不透 X 射射线和线和 射线的性能，又称为防辐射混凝土和屏蔽射线的性能，又称为防辐射混凝土和屏蔽混凝土。混凝土。 (2) 普通混凝土普通混凝土：表观密度为：表观密度为2000 2800 kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成，的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成，是目前工程上大量使用的混凝土品种。是目前工程上大量使用的混凝土品种。 (3) 轻混凝土轻混凝土：表观密度小于：表观密度小于1950 kg/ m3的混凝土。的混凝土。包括轻骨料混凝土、多孔混
4、凝土和大孔混凝土等。包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。62按胶凝材料的品种分类按胶凝材料的品种分类 按主要胶凝材料的品种，混凝土可分为水按主要胶凝材料的品种，混凝土可分为水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等。土等。 有时也以加入的特种材料命名，如水泥混有时也以加入的特种材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土； 水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等。灰混凝土等。73.1.2
5、混凝土的分类混凝土的分类3按使用功能和特性分类按使用功能和特性分类 按使用部位、功能和特性，混凝土可分为按使用部位、功能和特性，混凝土可分为: 结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等。混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等。83.1.2 混凝土的分类混凝土的分类3.1.3 普通混凝土的特点普通混凝土的特点 1普通混
6、凝土的优点普通混凝土的优点 (1) 原材料来源丰富。原材料来源丰富。 (2) 施工方便。施工方便。 (3) 性能可根据需要设计调整。性能可根据需要设计调整。 (4) 抗压强度高。抗压强度高。 (5) 耐久性好。耐久性好。9混凝土中混凝土中70以上的材料是砂石料，属地方以上的材料是砂石料，属地方性材料，可就地取材，避免远距离运输，因性材料，可就地取材，避免远距离运输，因而价格低廉。而价格低廉。混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性，混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性，可根据工程需要浇筑成各种形状和尺寸的可根据工程需要浇筑成各种形状和尺寸的构件及构筑物。既可现场浇筑成型，也可构件及构筑物。既可现场
7、浇筑成型，也可预制。预制。通过调整各组成材料的品种和数量，特别是通过调整各组成材料的品种和数量，特别是掺入不同外加剂和掺合料，可获得不同施工掺入不同外加剂和掺合料，可获得不同施工和易性、强度、耐久性或具有特殊性能的混和易性、强度、耐久性或具有特殊性能的混凝土，满足工程上的不同要求。凝土，满足工程上的不同要求。混凝土的抗压强度一般在混凝土的抗压强度一般在1560 MPa之间。当掺之间。当掺入高效减水剂和掺合料时，强度可达入高效减水剂和掺合料时，强度可达100 MPa以上。以上。而且，混凝土与钢筋具有良好的匹配性，浇筑成钢而且，混凝土与钢筋具有良好的匹配性，浇筑成钢筋混凝土后，可以有效地改善抗拉强
8、度低的缺陷，筋混凝土后，可以有效地改善抗拉强度低的缺陷，使混凝土能够应用于各种结构部位。使混凝土能够应用于各种结构部位。原材料选择正确、配比合理、施工养护良好的混原材料选择正确、配比合理、施工养护良好的混凝土具有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性能，凝土具有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性能，且对钢筋有保护作用，可保持混凝土结构长期使且对钢筋有保护作用，可保持混凝土结构长期使用而性能稳定。用而性能稳定。2普通混凝土的缺点普通混凝土的缺点 (1) 自重大。自重大。 (2) 抗拉强度低，抗裂性差。抗拉强度低，抗裂性差。 (3) 收缩变形大。收缩变形大。101 m3混凝土重约混凝土重约2400 kg，故结
9、构物自重较大，故结构物自重较大，导致地基处理费用增加。导致地基处理费用增加。混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的1/101/20，易开裂。，易开裂。水泥水化、凝结、硬化过程中引起的自身收水泥水化、凝结、硬化过程中引起的自身收缩和干燥收缩很大，易产生混凝土收缩裂缝。缩和干燥收缩很大，易产生混凝土收缩裂缝。3.1.3 普通混凝土的特点普通混凝土的特点3普通混凝土的基本要求普通混凝土的基本要求 (1) 满足便于搅拌、运输和浇捣密实的满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。施工和易性。 (2) 满足设计要求的强度等级。满足设计要求的强度等级。 (3) 满足工程所处环境
10、条件所必需的耐满足工程所处环境条件所必需的耐久性。久性。 (4) 满足上述三项要求的前提下，尽可满足上述三项要求的前提下，尽可能降低水泥用量，节约成本。能降低水泥用量，节约成本。113.1.3 普通混凝土的特点普通混凝土的特点3. 2 普通混凝土拌合物的和易性及检测普通混凝土拌合物的和易性及检测 3. 2.1 和易性的概念和易性的概念 和易性是指新拌混凝土易于各工序施工操和易性是指新拌混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇灌、捣实等）并能获作（搅拌、运输、浇灌、捣实等）并能获得质量均匀、成型密实的性能。得质量均匀、成型密实的性能。 和易性是一项综合的技术性质，与施工工和易性是一项综合的技术性
11、质，与施工工艺密切相关。艺密切相关。 混凝土和易性包括：混凝土和易性包括： 流动性流动性 保水性保水性 粘聚性粘聚性12接17页3. 2.1 和易性的概念和易性的概念 流动性流动性是指新拌混凝土在自重是指新拌混凝土在自重或机械振捣的作用下，能产生或机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀、密实地填满模流动，并均匀、密实地填满模板的性能。板的性能。13 保水性保水性是指新拌混凝土具有一是指新拌混凝土具有一定的保水能力，在施工过程中定的保水能力，在施工过程中不致产生严重泌水现象的性能。不致产生严重泌水现象的性能。143. 2.1 和易性的概念和易性的概念 粘聚性粘聚性是指新拌混凝土的组成是指新拌混凝土
12、的组成材料之间有一定的粘聚力，在材料之间有一定的粘聚力，在施工过程中不致发生分层和离施工过程中不致发生分层和离析的性能。析的性能。153. 2.1 和易性的概念和易性的概念 新拌混凝土的新拌混凝土的流动性、粘聚性流动性、粘聚性和和保保水性水性之间既之间既互相联系互相联系，又，又互相矛盾互相矛盾。 因此，在一定施工工艺的条件下，因此，在一定施工工艺的条件下，新拌混凝土的新拌混凝土的和易性和易性是以上是以上三方面三方面性质的矛盾统一性质的矛盾统一。163. 2.1 和易性的概念和易性的概念3.2.2 影响混凝土和易性的主要因素影响混凝土和易性的主要因素 影响混凝土拌合物和易性的因素很多，主影响混凝
13、土拌合物和易性的因素很多，主要有：要有： 水泥浆的数量、稠度；水泥浆的数量、稠度； 砂率；砂率； 原材料品种、性质；原材料品种、性质； 时间、温度等其他因素。时间、温度等其他因素。171 、水泥浆的数量、水泥浆的数量 在水灰比不变的条件下，增加混凝土单位在水灰比不变的条件下，增加混凝土单位体积中的水泥浆数量，能使骨料周围有足体积中的水泥浆数量，能使骨料周围有足够的水泥浆包裹，改善骨料之间的润滑性够的水泥浆包裹，改善骨料之间的润滑性能，从而使混凝土拌合物的流动性提高。能，从而使混凝土拌合物的流动性提高。 但水泥浆数量不宜过多，否则会出现流浆但水泥浆数量不宜过多，否则会出现流浆现象，粘聚性变差，浪
14、费水泥，同时影响现象，粘聚性变差，浪费水泥，同时影响混凝土强度。混凝土强度。183.2.2 影响混凝土和易性的主要因素影响混凝土和易性的主要因素2 水泥浆的稠度水泥浆的稠度 水泥浆的稠度主要取决于水灰比大小。水泥浆的稠度主要取决于水灰比大小。 水灰比过大，水泥浆太稀，产生严重离析水灰比过大，水泥浆太稀，产生严重离析及泌水现象；过小，因流动性差而难于施及泌水现象；过小，因流动性差而难于施工。工。 通常水灰比在通常水灰比在0. 400.75之间，并尽量选用之间，并尽量选用小的水灰比。小的水灰比。193.2.2 影响混凝土和易性的主要因素影响混凝土和易性的主要因素3 砂率（砂率（s） 砂率是指混凝土
15、内砂的质量占砂、石总量砂率是指混凝土内砂的质量占砂、石总量的百分比。的百分比。 砂率增大时，骨料的空隙率减小而总表面砂率增大时，骨料的空隙率减小而总表面积增加，在一定数量水泥浆条件下，拌合积增加，在一定数量水泥浆条件下，拌合物显得干稠，流动性降低。物显得干稠，流动性降低。 反之，砂率过小，砂浆数量不足，不能保反之，砂率过小，砂浆数量不足，不能保证石子周围形成足够的砂浆层，也会降低证石子周围形成足够的砂浆层，也会降低拌合物流动性，并影响粘聚性和保水性。拌合物流动性，并影响粘聚性和保水性。203.2.2 影响混凝土和易性的主要因素影响混凝土和易性的主要因素 选择砂率应该是在用水量及水泥用量一定选择
16、砂率应该是在用水量及水泥用量一定的条件下，使混凝土拌合物获得最大的流的条件下，使混凝土拌合物获得最大的流动性，并保持良好的粘聚性和保水性；动性，并保持良好的粘聚性和保水性； 或在保证良好和易性的同时，水泥用量最或在保证良好和易性的同时，水泥用量最少。少。 此时的砂率值称为此时的砂率值称为合理砂率合理砂率。21砂率与坍落度关系砂率与坍落度关系（水及水泥用量不变）（水及水泥用量不变）砂率与水泥用里关系砂率与水泥用里关系（坍落度不变）（坍落度不变）3.2.2 影响混凝土和易性的主要因素影响混凝土和易性的主要因素4 原材料的性质原材料的性质 水泥品种水泥品种 在其他条件相同时，硅酸盐水泥和普通水在其他条件相同时，硅酸盐水泥和普通水泥较矿渣水泥拌制的混凝土拌合物的和易泥较矿渣水泥拌制的混凝土拌合物的和易性好。原因是矿渣水泥保水性差，容易泌性好。原因是矿渣水泥保水性差，容易泌水。水泥颗粒愈细时，拌合物流动性也愈水。水泥颗粒愈细时，拌合物流动性也愈小。小。 骨料如其他条件相同，卵石混凝土比碎骨料如其他条件相同，卵石混凝土比碎石混凝土流动性大，级配好的比级配差的石混凝土流动性大，级配好的比级配差的流动
