混凝土基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1混凝土基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)混凝土基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)材料的高性能化和高功能化已成為21世紀(jì)混凝土材料科學(xué)與工程技術(shù)研究的重點(diǎn)和方向。第1頁/共23頁第一章第一章 什么是混凝土什么是混凝土 1第二章第二章 混凝土特性混凝土特性 2第2頁/共23頁通常用水泥、水、砂、石子以及外加劑等按設(shè)計(jì)比例配制，經(jīng)攪拌、成型、硬化而制成的水泥混凝土，稱為普通混凝土，簡稱混凝土。第一章第一章 什么是混凝土什么是混凝土 1第3頁/共23頁 摘要： 混凝土在未凝結(jié)硬化之前，稱為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的灌注質(zhì)量，混凝土拌合物凝結(jié)硬化以后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計(jì)荷

2、載；并應(yīng)具有必要的耐久性。因此混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)十分重要，質(zhì)量檢驗(yàn)不僅能夠判定混凝土是否合格、能否使用，同時(shí)也是對原材料質(zhì)量、混凝土配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程質(zhì)量的全面檢查。第4頁/共23頁流動(dòng)性流動(dòng)性粘聚性粘聚性 保水性保水性第5頁/共23頁 一、和易性一、和易性 （一）和易性概念 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)）并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三個(gè)方面的含義。 流動(dòng)性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻密實(shí)地填滿模板的性能。 粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的

3、粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析的現(xiàn)象。 保水性是指混凝土拌合物在施工過程中，具有一定的保水能力，不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。發(fā)生泌水現(xiàn)象的混凝土拌合物，由于水分泌出來會(huì)形成容易透水的孔隙，而影響混凝土的密實(shí)性，降低質(zhì)量。第6頁/共23頁 （二）和易性的測定方法 這里主要介紹坍落度測定。 目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物和易性的測定方法。在工地和實(shí)驗(yàn)室，通常是做坍落度實(shí)驗(yàn)測定拌合物的流動(dòng)性，并輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。 測定流動(dòng)性的方法是：將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入標(biāo)準(zhǔn)圓錐坍落度筒（無底）內(nèi)，裝滿刮平后，垂直向上將筒提起，移到一旁，混凝土拌合物由于自重將會(huì)產(chǎn)生坍落現(xiàn)象。然后量出向下坍落的尺寸

4、（毫米）就叫坍落度，作為流動(dòng)性的指標(biāo)。坍落度越大表示流動(dòng)性越大。 在做坍落度實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)觀察混凝土拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情況，以更全面地評(píng)定混凝土拌合物的和易性。泵送混凝土的坍落度還要考慮可泵性。拌合物坍落度過小，泵送時(shí)吸入混凝土缸較困難，即活塞后退汲吸混凝土?xí)r，進(jìn)入缸內(nèi)的數(shù)量少，也就使充盈系數(shù)小，影響泵送的效率。這種拌合物進(jìn)行泵送時(shí)的摩擦阻力也大，要求用較高的泵送壓力，使混凝土泵機(jī)件的磨損增加，甚至產(chǎn)生阻塞，造成施工困難；如坍落度過大，拌合物在管道中滯留時(shí)間長，則泌水就多，容易產(chǎn)生離析而形成阻塞。第7頁/共23頁 （三） 影響和易性的因素 混凝土拌合物在自重或外力作用下產(chǎn)生流動(dòng)的大

5、小，與水泥漿的流變性能及骨料顆粒間的內(nèi)摩擦力有關(guān)。骨料間的內(nèi)摩擦力除了取決于骨料的顆粒形狀和表面特征外，還與顆粒表面水泥漿層厚度有關(guān)；水泥漿的流變性能又與水泥漿的稠度密切相關(guān)。因此影響混凝土拌合物的和易性的主要因素有以下幾方面： 水泥漿的數(shù)量 混凝土拌合物中的水泥漿，賦予混凝土拌合物一定的流動(dòng)性。在水灰比不變的情況下，單位體積拌合物內(nèi)，如果水泥漿愈多，則拌合物的流動(dòng)性愈大。但若水泥漿過多，將會(huì)出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，則拌合物粘聚性變差，同時(shí)對混凝土的強(qiáng)度和耐久性也有一定影響，且水泥用量也大。水泥漿過少，致使不能填滿骨料空隙或不能包裹骨料表面時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象，粘聚性變差。因此，混凝土拌合物中水泥漿數(shù)量

6、應(yīng)以滿足流動(dòng)度要求為度，不宜過量。第8頁/共23頁 對于泵送混凝土而言，水泥漿體既是其強(qiáng)度來源，又是混凝土具有可泵性的必要條件。因?yàn)樗苁够炷涟韬衔锍砘?，提高石子在混凝土拌合物中均勻分散的穩(wěn)定性。它在泵送過程中形成潤滑層，與輸送管內(nèi)壁起著濕潤作用，當(dāng)拌合物所受到的壓力超過輸送管內(nèi)壁與砂漿之間存在的摩擦阻力時(shí)，混凝土即向前流動(dòng)。為了形成一個(gè)好的潤滑層，以保證混凝土泵送能夠順利進(jìn)行，混凝土拌合物中必須要有足夠的水泥漿量，它除了能夠填充骨料間的所有空隙并能將石子分開，尚有富余量使混凝土在輸送管內(nèi)壁形成薄漿層?；炷猎诒盟瓦^程中，水泥漿具有承受壓力和傳遞壓力的作用，如果漿量不夠，石子相互分開的不夠，

7、則泵的壓力將會(huì)經(jīng)過石質(zhì)骨架進(jìn)行傳遞，造成石子被卡住或被擠碎，阻力急劇增加并形成阻塞。第9頁/共23頁 水泥漿的稠度 水泥漿的稠度有水灰比所決定的。在水泥用量不變的情況下，水灰比愈小，水泥漿就愈稠，混凝土拌合物流動(dòng)性就愈小。當(dāng)水灰比過小時(shí)，水泥漿干稠，混凝土拌合物流動(dòng)性過低，會(huì)使施工困難，不能保證混凝土密實(shí)。增大水灰比會(huì)使流動(dòng)性加大。如果水灰比過大，又會(huì)造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象，并嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度。所以水灰比不能過大或過小。 無論是水泥漿的多少，還是水泥漿的稠度。實(shí)際上對混凝土拌合物流動(dòng)性起決定作用的是用水量的多少。因此無論是提高水灰比或增加水泥漿用量最終都表

8、現(xiàn)為混凝土用水量的增加。在試拌混凝土?xí)r，卻不能單純改變用水量的辦法來調(diào)整混凝土拌合物的流動(dòng)性，應(yīng)該在保持水灰比不變的情況下調(diào)整水泥漿量的辦法來調(diào)整混凝土拌合物的流動(dòng)性。第10頁/共23頁 砂率 砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總量的百分率。砂率的變動(dòng)會(huì)使骨料的空隙率和骨料的總表面積有顯著的改變，因而對混凝土拌合物的和易性產(chǎn)生顯著影響。 砂率過大時(shí)，骨料的總表面積及空隙率都會(huì)增加，在水泥漿數(shù)量不變的情況下，相對的水泥漿顯得少了，減弱了水泥漿的潤滑作用，因而混凝土拌合物的流動(dòng)性減小。如砂率過小，又不能保證在骨料之間有足夠的砂漿層，也會(huì)降低混凝土拌合物的流動(dòng)性，而且會(huì)嚴(yán)重影響其粘聚性和保水性，容易造

9、成離析、流漿等現(xiàn)象。因此砂率有一個(gè)合理值。 外加劑 在拌制混凝土?xí)r，加入少量的減水劑能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的條件下，獲得很好的和易性，增大流動(dòng)性和改善粘聚性、降低泌水性。并且由于改變了混凝土結(jié)構(gòu)，尚能提高混凝土的耐久性。第11頁/共23頁 （四） 改善和易性的措施 以上討論的混凝土拌合物和易性的變化規(guī)律，目的是為了能運(yùn)用這些規(guī)律去能動(dòng)地調(diào)整混凝土拌合物的和易性，以適應(yīng)具體的結(jié)構(gòu)和施工條件。在實(shí)際工作中調(diào)整拌合物的和易性，可采取如下措施： 盡可能的降低砂率。通過實(shí)驗(yàn)，采用合理砂率。有利于提高 混凝土的質(zhì)量和節(jié)約水泥。 改善砂、石（特別是石子）的級(jí)配。 盡量采用較粗的砂、石。 當(dāng)混凝土拌

10、合物的坍落度太小時(shí)，維持水灰比不變，適當(dāng)增加水泥或水的用量，或者加入外加劑等；當(dāng)拌合物坍落度太大時(shí)，但粘聚性良好時(shí)，可保持砂率不變，適當(dāng)增加砂、石。第12頁/共23頁 （五） 新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間 水泥的水化反應(yīng)是混凝土產(chǎn)生凝結(jié)的主要原因，但是混凝土的凝結(jié)時(shí)間與配制該混凝土的水泥的凝結(jié)時(shí)間并不一致，因?yàn)樗酀{體的凝結(jié)和硬化過程要受到水化產(chǎn)物在空間填充情況的影響。因此水灰比的大小會(huì)影響其凝結(jié)時(shí)間，水灰比越大，凝結(jié)時(shí)間越長。一般配制混凝土所用的水灰比與測定水泥凝結(jié)時(shí)間規(guī)定的水灰比是不同的，所以這兩者的凝結(jié)時(shí)間便有所不同。而且混凝土的凝結(jié)時(shí)間，還受到其它各種因素的影響，例如環(huán)境溫度的變化、混凝土中摻

11、入某些外加劑等等將會(huì)明顯影響混凝土的凝結(jié)時(shí)間。第13頁/共23頁 二、混凝土的強(qiáng)度二、混凝土的強(qiáng)度 （ 一） 混凝土的強(qiáng)度理論混凝土的強(qiáng)度理論分細(xì)觀力學(xué)理論和宏觀力學(xué)理論。細(xì)觀力學(xué)理論，是根據(jù)細(xì)觀非勻質(zhì)性的特征，研究各組成材料對混凝土強(qiáng)度所起的作用。宏觀力學(xué)理論，則是假定混凝土為宏觀勻質(zhì)且各向同性的材料，研究混凝土在復(fù)雜應(yīng)力作用下的破壞條件。前者應(yīng)為混凝土材料設(shè)計(jì)的主要理論依據(jù)之一，而后者對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則很重要。 細(xì)觀力學(xué)強(qiáng)度理論的基本概念，是把水泥石性能作為影響混凝土強(qiáng)度的最主要因素，并建立了一系列的水泥石孔隙率或密實(shí)度與混凝土強(qiáng)度之間的關(guān)系。第14頁/共23頁規(guī)格型號(hào)規(guī)格型號(hào)澆筑部位澆筑

12、部位C45高層建筑物基礎(chǔ)C40高層建筑物梁板柱C35一般建筑物梁板柱及基礎(chǔ)C30民用建設(shè)的梁板柱及道路硬化C25地坪（相對有荷載加重的地塊硬化部位）C20地坪（普通地坪）C15基礎(chǔ)墊層備注：特殊混凝土根據(jù)相對的特殊澆筑部位來定奪第15頁/共23頁（三） 影響混凝土強(qiáng)度的因素普通混凝土受力破壞一般出現(xiàn)在骨料和水泥石的分界面上，當(dāng)水泥石強(qiáng)度較低時(shí)，水泥石本身破壞也是常見的形式。在普通混凝土中，骨料最先破壞的可能性小，因?yàn)楣橇蠌?qiáng)度經(jīng)常大大超過水泥石和粘結(jié)面的強(qiáng)度。所以混凝土的強(qiáng)度主要決定于水泥石強(qiáng)度及其與骨料表面的粘結(jié)強(qiáng)度。而水泥石強(qiáng)度及其與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度又與水泥標(biāo)號(hào)、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。

13、此外，混凝土強(qiáng)度還受施工質(zhì)量，養(yǎng)護(hù)條件及齡期的影響。 水灰比和水泥強(qiáng)度等級(jí)決定混凝土強(qiáng)度的主要因素 水泥是混凝土中的活性組分，其強(qiáng)度大小直接影響混凝土強(qiáng)度的高低。在配合比相同的情況下，所用的水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。當(dāng)用同一種水泥（品種和強(qiáng)度等級(jí)相同）時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要決定于水灰比。因?yàn)樗嗨瘯r(shí)所需要的結(jié)合水，一般只占水泥質(zhì)量的23%左右，但在拌制混凝土拌合物時(shí)，為了獲得必要的流動(dòng)性，常需用較多的水，也即較大的水灰比。當(dāng)混凝土硬化后，多余的水分就殘留在混凝土中形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔，大大的減少了混凝土抵抗荷載的實(shí)際有效斷面，而且可能在孔隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，可以認(rèn)為，

14、在水泥標(biāo)號(hào)相同的情況下，水灰比愈小，水泥石強(qiáng)度愈高，與骨料的粘結(jié)力也愈大，混凝土強(qiáng)度就愈高。第16頁/共23頁 養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度 混凝土的硬化，原因在于水泥的水化作用。周圍環(huán)境的溫度對水化作用進(jìn)行的速度有顯著的影響。養(yǎng)護(hù)溫度高可以增大初期水化速度，混凝土初期強(qiáng)度也高，但急劇的初期水化會(huì)導(dǎo)致水化物分布不均勻，水化物稠密程度渡的區(qū)域?qū)⒊蔀樗嗍械谋∪觞c(diǎn)，從而降低整體的強(qiáng)度；水化物稠密程度高的區(qū)域，水化物包裹在水泥粒子周圍，會(huì)妨礙水化反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，對后期強(qiáng)度發(fā)展不利。而在養(yǎng)護(hù)溫度較低的情況下，由于水化緩慢，具有充分的擴(kuò)散時(shí)間，從而使水化物早期水泥石中均勻分布，有利于后期強(qiáng)度的發(fā)展。 周圍環(huán)境的濕

15、度對水泥的水化作用能否正常進(jìn)行有顯著的影響：濕度適當(dāng)，水泥水化便能順利進(jìn)行，是混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)展。如果濕度不夠，混凝土?xí)稍锒绊懰嗨饔玫恼＿M(jìn)行，甚至停止水化。因?yàn)樗嗨荒茉跒樗畛涞拿?xì)管內(nèi)發(fā)生。而且混凝土中大量自由水在水泥水化過程中逐漸被產(chǎn)生的凝膠所吸附，內(nèi)部供水化反應(yīng)的水則愈來愈少。這不僅嚴(yán)重降低了混凝土的強(qiáng)度，而且因水化作用未能完成，使混凝土結(jié)構(gòu)疏松，滲水性增大，從而影響耐久性。 齡期 混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度將隨著齡期的增加而增長。最初714d內(nèi)，強(qiáng)度增長較快，28d以后增長緩慢。但齡期延續(xù)很久其強(qiáng)度仍有所增長。第17頁/共23頁 （一） 耐久性的概念 混凝

16、土除應(yīng)具有設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度，以保證取能安全地承受設(shè)計(jì)荷載外，還應(yīng)根據(jù)周圍的自然環(huán)境以及在使用上的特殊要求，而具有各種特殊性能。因而把混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力稱為耐久性。 抗?jié)B性 抗?jié)B性是指混凝土抵抗水、油等液體在壓力作用下滲透的性能。它直接影響混凝土的抗凍性和抗侵蝕性?；炷恋目?jié)B性主要與其密實(shí)度及內(nèi)部孔隙的大小和構(gòu)造有關(guān)。混凝土內(nèi)部的互相連通的孔隙和毛細(xì)管通路，以及由于在混凝土施工成型時(shí)，振搗不實(shí)產(chǎn)生的蜂窩、孔洞都會(huì)造成混凝土的滲水。影響混凝土抗?jié)B性的因素主要有水灰比、水泥品種、骨料的最大粒徑、養(yǎng)護(hù)方法、外加劑及摻合

17、料等。 1）水灰比 混凝土水灰比的大小，對其抗?jié)B性起決定作用。水灰比越大，其抗?jié)B性越差。在成型密實(shí)的混凝土中，水泥石的抗?jié)B性對混凝土的抗?jié)B性影響最大。第18頁/共23頁 2）骨料的最大粒徑 在水灰比相同時(shí)，混凝土骨料的最大粒徑越大，其抗?jié)B性能越差。這是由于骨料和水泥漿界面處易產(chǎn)生裂隙和較大骨料下方易形成孔穴。 3）養(yǎng)護(hù)方法 蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土，其抗?jié)B性較潮濕養(yǎng)護(hù)的混凝土要差。在干燥條件下，混凝土早期失水過多，容易形成裂隙，因而降低混凝土的抗?jié)B性。 4）水泥品種 水泥的品種、性質(zhì)也影響混凝土的抗?jié)B性能。水泥的細(xì)度越大，水泥硬化體孔隙率越小，強(qiáng)度就越 高，則其抗?jié)B性越好。 5）外加劑 在混凝土中摻入

18、某些外加劑，如減水劑等，可減小水灰比，改善混凝土的和易性，因而可改善混凝土的密實(shí)性，即提高了混凝土的抗?jié)B性能。 6）摻合料 在混凝土中加入摻合料，如優(yōu)質(zhì)粉煤灰，由于優(yōu)質(zhì)粉煤灰能發(fā)揮其形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)、微骨料效應(yīng)和界面效應(yīng)等，可提高混凝土的密實(shí)度、細(xì)化孔隙，從而改善了孔結(jié)構(gòu)和改善了骨料與水泥石界面的過度區(qū)結(jié)構(gòu)。因而提高了混凝土的抗?jié)B性。第19頁/共23頁凝土的密實(shí)度、孔隙構(gòu)造和數(shù)量、孔隙的充水程度是決定抗凍性的重要因素。因此，當(dāng)混凝土采用的原材料質(zhì)量好、水灰比小、具有封閉細(xì)小孔隙及摻入外加劑、防凍劑等時(shí)其抗凍性都較高。 抗侵蝕性當(dāng)混凝土所處環(huán)境中含有侵蝕性介質(zhì)時(shí)，混凝土便會(huì)遭受侵蝕，通常有硫酸鹽侵蝕、鎂鹽侵蝕、碳酸侵蝕、一般酸侵蝕和強(qiáng)堿侵蝕等。第20頁/共23頁 混凝土的碳化（中性化） 混凝土的碳化作用是二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和水。碳化過程是二氧化碳由表及里向混凝土內(nèi)部逐漸擴(kuò)散的過程。因此，氣體擴(kuò)散規(guī)律決定了碳化速度的快慢。碳化引起水泥石化學(xué)組成及組織結(jié)構(gòu)的變化，從而對混凝土的