水泥混凝土技术性质.ppt

第二节 普通水泥混凝土的技术性质,教学目标,清楚水泥混凝在施工时所要求的工作性概念；清楚水泥混凝在凝结硬化后的力学性质；明确混凝土工作性的涵义及测定方法；清楚水泥混凝土强度等级的概念及影响因素；知道提高水泥混凝土耐久性的措施。,教学重点,混凝土工作性和强度等级的概念。,教学难点,混凝土工作性和强度的影响因素以及测定方法。,新拌水泥混凝土的工作性,优质的新拌混凝土,满足输送和浇捣要求的流动性；不为外力作用产生脆断的可塑性；不产生分层、泌水的稳定性；易于浇捣密致的密实性。,工作性的涵义,混合料具有流动性、可塑性、稳定性、易密性的综合性能。,工作性的概念,流动性概念,在本身自重或施工机械振捣作用下，克服内摩阻力产生流动，均匀密实地填满模板各部位的性能。,可塑性概念,混合料在外力作用下产生塑性流动的能力。,稳定性概念,在外力作用下，集料在水泥浆体中保持均匀分布的能力。,易密性概念,混合料在捣实或振动过程中克服内摩阻力而致密的能力。,工作性的涵义,流动性,增加用水量可使流动性显著提高。,可塑性,降低集灰比和改善集料级配，可使可塑性增大。,稳定性,粗集料、细集料、水泥三种固相物质与液相水的比例合理，稳定性提高。,易密性,混合料组成均匀，在捣实或振动过程中易于致密。,工作性四种基本性能间的关系,工作性四种性能既互相关联又互相矛盾,增加用水量可提高混合料的流动性；流动性增加，可塑性和稳定性降低；流动性增加，混凝土的强度明显降低；混合料稳定性好，具有较高的内聚性；混合料易密性好，具有较小的内聚力。,工作性的测定方法,测定方法,塑性混凝土用坍落度试验 干硬性混凝土用维勃稠度试验,工作性指标,坍落度指标用“mm”表示，精确至5mm。维勃稠度指标用“s”表示。,试体沿一边斜面下滑或向四周崩溃，可塑性、稳定性不好。,坍落度指标评定,拌和物易于抹平表明含砂丰富；,坍落度试验,适用于最大粒径不大于40mm的塑性混合料。,试验方法,适用范围,维勃稠度试验,集料粒径不大于40mm，坍落度小于10 mm的新拌混凝土；适用于干硬性混凝土和特细砂、细砂混凝土。,试验方法,适用范围,工作性的选择,坍落度选用原则,按结构物的断面尺寸、钢筋配置的疏密以及捣实的机械类型和施工方法等来选择；无筋厚大结构、钢筋配置稀疏和易于施工的结构，选用较小的坍落度，以节约水泥；断面尺寸较小、形状复杂或配筋特密的结构，应选用较大的坍落度，以保证施工质量。,公路桥涵用混凝土拌和物坍落度参考,道路混凝土拌和物的工作性选择,坍落度宜为10 25mm。采用维勃稠度仪测验维勃时间宜为10 30s。,公路桥涵用混凝土拌和物的坍落度,影响新拌混凝土工作性的因素,单位用水量 变动水灰比可配制出不同强度坍落度相同砼,集灰比 集灰比小混合料流动性大,砂率 采用最佳含砂率,水泥特性 水泥品种不同工作性不同,集料特性颗粒大、级配好流动性大,外加剂 加入外加剂可改善混合料流动性,时间和温度 随时间延长温度升高坍落度减小,最佳含砂率与坍落度的关系,温度与坍落度之间的关系,集料粒径与表面积的关系,硬化后混凝土的力学性质,抗折强度指标的确定 抗折强度的试验条件,混凝土的抗压强度,抗压强度标准值和强度等级,立方体抗压强度(f cu)立方体抗压强度标准值(f cu,k)混凝土强度等级,抗折强度(f cf),立方体抗压强度(f cu),立方体抗压强度定义,标准试件 150mm150mm150mm。标准养护条件 温度203C、相对湿度90以上。养护龄期为28d。按照标准的测定方法测定其抗压强度。,计算公式,以三个试件强度的算术平均值作为强度代表值；非标准尺寸试件应折算为标准试件的抗压强度。,非标准尺寸试件换算系数选用表,非标准尺寸试件换算系数选用表,立方体抗压强度标准值(f cu,k),立方体抗压强度标准值定义,150mm150mm150mm的立方体试件，养护28d龄期，用标准试验方法测定的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5立方体抗压强度的标准值，以f cu,k表示，单位MPa。,立方体抗压强度标准值的计算,按数理统计方法确定。,f cu与f cu,k的区别,f cu是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值；f cu,k具有不低于95保证率。,混凝土强度等级,分为 C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、和C60等12个强度等级。,混凝土强度等级的确定,根据立方体抗压强度标准值来确定的,混凝土强度等级的表示方法,用符号“C”和“立方体抗压强度标准值”表示,混凝土强度等级的划分,抗折强度（f cf）,抗折强度指标的确定,道路路面和机场道面以抗折强度作为指标；水泥混凝土计算抗折强度参考表；道路水泥混凝土抗折强度与抗压强度的关系。,抗折强度试验条件,试件尺寸 150150550mm；养护龄期 28d；加荷方式 按三分点加荷测定抗折强度；跨中单点加荷得到的抗折强度，应乘以折算系数0.85。,影响水泥混凝土强度的因素,水泥强度和水灰比集料的品种、质量与数量对强度的影响 养护条件对强度的影响 龄期对强度的影响 试验条件对强度的影响,耐久性,耐久性概念 提高混凝土耐久性的措施,水泥强度和水灰比,回归系数A、B参考表,水泥强度(f ce)与混凝土强度(f cu,28)的关系,高强度水泥制成的混凝土的强度高;,水灰比与混凝土强度(f cu,28)的关系,水泥强度一定时，混凝土强度在一定范围内随水灰比的减小而有规律的提高。,混凝土强度计算公式,回归系数A、B参考表,集料的品种、质量与数量对强度影响,集料的品种对强度影响,碎石比卵石拌制的混凝土强度高。,集料的质量对强度影响,集料中有害杂质过多且品质低劣时会降低混凝土强度。,集料的用量对强度影响,浆集比对高强度的混凝土的强度影响明显；水灰比相同，达到最优浆集比的混凝土强度随浆集比的增加而降低。,养护条件对强度的影响,养护湿度对混凝土强度的影响,在潮湿条件下养护强度高，在干燥条件下强度低；试验资料表明，混凝土在干燥条件下经过几个月后放在水中养护，强度仍然继续增长，愈早强度愈高。,养护温度对混凝土强度的影响,低温养护强度发展较慢，需要较长的养护时间;高温养护可以提高早期强度。,龄期对强度的影响,单一龄期强度推算法,龄期为常坐标 龄期为对数坐标,推算不同龄期的混凝土强度经验公式,龄期强度推算法,双龄期强度推算法,式中：,试验条件对强度的影响,试验条件对强度的影响因素,试件形状与尺寸对强度的影响；试件湿度和温度对强度的影响；支承条件和加荷速度对强度的影响。,提高混凝土强度的措施,选用高强度水泥和早强型水泥；采用低水灰比和浆集比；掺加混凝土外加剂和掺和料；采用蒸汽养护和蒸压养护；采用机械搅拌和振捣。,观看动画,加荷速度对强度的影响,耐久性,耐久性概念,混凝土能经受长期受风霜雨雪的侵蚀的性能,满足抗冻性、耐磨性、耐蚀性要求；碱集料反应。,提高混凝土耐久性的措施,合理选用水泥品种；合理确定最大水灰比和最小水泥用量；合理选用材料质量，改善骨料级配；掺入外加剂；施工中加强搅拌、振捣、养护，严格控制施工质量。,混凝土的抗冻性,抗冻性试验 用100mm100mm100mm棱柱体混凝土试件，经28d龄期，于-17和5条件下快速冻结和融化循环。每25次进行一次横向基频的测试并称重。当冻融至300次或相对动弹模量下降至60以下，或质量损失达到5%，即可停止试验。混凝土的抗冻强度 当混凝土相对动弹模量小于或等于60；或质量损失达5时的循环次数即为混凝土的抗冻强度。抗冻强度分为D25、D50、D100、D150、D200、D250、D300等。,混凝土的耐磨性,耐磨性试验 用150mm150mm150mm立法体试件，养生至27d龄期，在60烘干至恒重，然后在带有化轮磨头的混凝土磨耗试验机上，在200N负荷下磨削50转。混凝土的耐磨性评价 混凝土的单位面积磨损量愈小，耐磨性愈好。,混凝土的耐蚀性,碱-集料反应 水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性集料发生化学反应，引起混凝土膨胀、开裂甚至破坏，称为碱-集料反应（简称AAR）。碱-集料反应的类型1.碱-硅反应：碱与集料中活性二氧化硅反应。2.碱-碳酸盐反应：碱与集料中活性碳酸盐反应。碱-集料反应的防止1.水泥含碱量0.6%或掺抑制碱-集料反应的掺和料。2.使用钾、钠离子的混凝土外加剂时进行专门试验。,本节小结,学习混凝土材料组成的性能;明确水泥混凝土对组成材料的技术要求;按照技术规范合理选用各种材料;粗、细集料的合理搭配，减少集料的空隙率;较粗的集料可降低集料的表面积，节约水泥。,