6混凝土及砂浆.docx

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6混凝土及砂浆

周次：

星期：

时间：

【课题】6.1概述

6．2普通混凝土的组成材

6．3混凝土拌和物的和易性

【教学目标】掌握混凝土的组成及基本要求；骨料的种类及其特征，细骨料的颗粒级配评定；粗骨料的最大粒径的确定及坚固性；和易性的影响因素

【教学重点】混凝土的组成及基本要求；骨料的种类及其特征；和易性的影响因素

【教学难点】细骨料的颗粒级配评定，粗骨料的最大粒径的确定及坚固性

【教学方法】讲授、启发、演示

【教具】筛分筒

【时间分配】2课时（100分钟）

1．回顾导入：

5分钟

2．概述：

20分钟

3．普通混凝土的组成材料：

35分钟

4．混凝土拌和物的和易性：

30分钟

5．自习、答疑：

10分钟

【作业布置】140页：

1；2；3；4；5；

【小结】1．混凝土的组成及基本要求；骨料的种类及其特征

2．细骨料的颗粒级配评定，粗骨料的最大粒径的确定及坚固性

3．混凝土拌和物的和易性

【审批】

【后记】

【教学过程】

6．混凝土及砂浆

6．1概述

6．1．1定义、分类

定义：

混凝土：

由胶凝材料（胶结材）、粗细骨料（集料）、水以及其他材料，按适当的比例并硬化而成的具有所需形状、强度和耐久的人造石材。

普通混凝土是由水泥、砂、石、水、外加剂等多种材料组成的水泥人工复合材料。

分类：

按所用胶结材分类：

水泥砼（结构砼）、沥青砼等。

按体积密度分类：

重砼（2800kg/m3）、普通砼（2000～2800kg/m3）、轻砼（1950kg/m3）。

按用途分类：

结构砼、装饰砼、道路砼。

按强度等级分类：

普通砼（C60以下）、高强砼（>=C60）、超高强砼（100Mpa以上）。

按生产和施工方法分类：

泵送砼、真空脱水砼、离心砼、商品砼等。

6．1．2混凝土的优点与发展

优点：

1）就地取材，比较经济；

2）易成型，砼拌和物有良好的可塑性和浇注性；

3）匹配性好，材料之间结合良好，钢筋砼之间有摩擦力、粘结力和机械啮合力；

4）可根据使用性能的要求与设计来配制相应的砼；

5）代替木、钢等结构材料；

6）耐久性好。

缺点：

混凝土自重大，比强度小，抗拉强度低，变形能力差，易开裂等。

砼的发展：

1）大中城市发展商品混凝土，对提高技术质量有利；

2）高性能砼；

3）环保砼

6．2普通混凝土的组成

基本组成：

水泥、水、砂、石、掺和料、外加剂、气孔、孔隙。

砂石在砼中起骨架作用，称骨料。

水泥与水形成水泥浆，与砂形成砂浆，与石子形成砼。

砼硬化前，水泥浆起润滑作用，使砼拌和物有一定流动性，便于施工。

水泥浆硬化起胶结作用，把砂石骨料粘结在一起变成砼。

砼宏观匀质、微观非匀质。

砼质量和技术性能很大程度上由原材料性质及其相对含量决定，同时也与施工工艺（配料、搅拌、捣实成型、养护等）有关。

6．2．1水泥

水泥品种的选择：

根据工程的特点、工程所处的环境及施工条件，依据各种水泥的特性，合理选择。

水泥强度等级的选择：

与砼的设计强度等级相适应。

强度等级低的水泥配高强度砼，水泥用量过多，不经济，且砼收缩和水化热增大；

高强度等级水泥配低强度等级砼，因为为了满足砼拌和物的和易性和砼的耐久性，需要多用水泥而导致浪费。

6．2．2细骨料（砂）

对骨料的技术性能的要求：

有害杂质含量少，良好的颗粒形状，级配和细度，表面粗糙，坚固。

砂按细度模数分粗、中、细三种规格；按技术要求分Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类

质量和技术要求：

6.2.2.1含泥量、石粉含量和泥块含量

石粉存在于人工砂中，与天然砂的泥成分不同。

天然砂中的泥妨碍砂与水泥的粘结，增大砼用水量、降低砼强度、耐久性。

人工砂中的适量石粉对提高砼和易性有利，还能完善细骨料颗粒级配，提高密度性。

6.2.2.2有害物质含量

主要有：

有机物质以及云母等

6.2.2.3砂的细度模数和颗粒级配

砂分粗、中、细砂，细砂的总表面积较大。

粗细程度：

对不同粒径、混合在一起的总体砂的评价。

颗粒级配：

不同粒径砂颗粒的分布情况。

合理的颗粒级配对降低水泥用量提高砼密实度强度有利。

砂的颗粒级配和粗细程度用筛分析法测定。

砂的粗细程度用细度模数来表示

细度模数范围3.7～1.6，粗砂3.7～3.1中砂3.～2.3细砂在2.2～1.6；

砂的颗粒级配用级配区表示

级配区按控制粒级0.6mm，累计筛余百分率划分Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区

三个级配区的筛分曲线，如图6.3

当筛分曲线偏向右下方时，表示砂较粗

当筛分曲线偏向左下方时，表示砂较细

配制砼时，优先使用中砂，当采用粗粒时，适当提高砂率，并保证水泥用量，满足砼和易性要求，当采用细砂时，应适当降低砂率，以保证砼强度。

（砂的细度模数相同，颗粒级配可以不同，配制混凝土时,应同时考虑砂是细度模数和颗粒级配）

6.2.2.4砂的坚固性

6.2.2.5体积密度、堆积密度、空隙率

6.2.2.6碱骨料反应:

混凝土组成物及环境中的碱与骨料中碱活性矿物发生反应.

6.2.3粗骨料（卵石、碎石）

6.2.3.1含泥量和泥块含量

6.2.3.2有害物质

6.2.3.3针、片状颗粒含量

骨料表面粗糙程度及孔隙特征等影响骨料与水泥石之间的粘结性能进而影响混凝土的强度.

6.2.3.4颗粒级配

骨料的粒径越大,表面积相应减少,因而所需的水泥浆量减少,可节约水泥;在一定和易性和水泥用量条件下,能减少用水量，提高混凝土强度.但粒径超过40mm,由于减少用水量获得强度提高,被较少的粘结面积及大粒径骨料造成结构不均匀的不利影响所抵消,因而并没有好处.骨料粒径要与结构尺寸相适应.

粗骨料的颗粒级配应通过筛分试验来确定.

粗骨料级配有连续级配和间断级配两种.

连续级配:

颗粒级差小,配制的混凝土拌和物和易性好,不易离析.

间断级配:

颗粒级差大,骨料骨架作用大，减少水泥用量,但混凝土拌和物易产生离析现象.

6.2.3.5坚固性

6.2.3.6强度

6.2.3.7体积密度、堆积密度、空隙率

6.2.3.8碱骨料反应

6.2.3.9骨料的含水状态（4种）

6.2.4混凝土拌和及养护用水

对混凝土用水量的质量要求:

不影响混凝土凝结硬化,不会影响混凝土的强度发展及耐久性;不加快钢筋锈蚀;不引起预应力钢筋脆断;不污染混凝土表面.

6．3混凝土拌合物的和易性

砼拌和物：

砼各组成材料按一定比例配合、搅拌而成的尚未凝固的材料。

6．3．1和易性的概念

指混凝土拌合物易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇注、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。

即砼拌合物在施工操作中所表现的一项综合技术指标。

包括流动性、粘聚性和保水性。

流动性：

砼拌和物在自重或机械振捣作用下，能流动并均匀密实地填满模板的性能。

稀稠程度，用坍落度（维勃稠度）作为评定砼拌合物的流动性。

粘聚性：

砼拌合物内各组分之间的凝聚力，在运输和浇注过程中不致发生分层离析现象，使混凝土保持整体均匀的性能。

保水性：

砼拌合物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产生泌水现象。

三者之间互相关联又互相矛盾。

6．3．2流动性的选择

6．3．2．1坍落度

流动性测定：

1.坍落度法

2.维勃稠度（干硬性砼）

坍落度法：

见试验

坍落度法：

1.大流动性砼

2．流动性砼

3．塑性砼

4．低塑性砼

当坍落度法小于10毫米时，用维勃稠度法测定。

6．3．2．2维勃稠度：

维勃稠度法（时间秒数表示）

选择砼拌合物的坍落度，要根据结构类型、构件截面尺寸、配筋疏密、输送方式和施工捣实方法等因素来确定。

6．3．3影响和易性的主要因素

6．3．3．1水泥浆的用量

水灰比不变，单位体积内：

1.水泥浆上升，流动性上升，但过大时，出现流浆、粘聚性下降。

2.水泥浆下降，产生崩塌、粘聚性下降。

砼拌和物中水泥浆用量应以满足流动性和强度的要求为度，不宜过量。

6．3．3．2水泥浆的稠度

由水灰比决定，水泥用量不变时：

1.水灰比下降，水泥浆愈稠、流动性降低，水灰比过小时，浆干稠，流动性过低，施工困难，密实性下降。

2.增加水灰比，流动性提高，水灰比过大时，粘聚性、保水性下降，产生流浆、离析而影响强度。

故水灰比不能过大过小，根据砼强度和耐久性要求，合理选定。

对砼流动性起决定作用的是用水量的多少。

在一定条件下，（骨料确定）单位用水量基本上是一个定值。

应保证水灰比不变的条件下，用调整水泥浆量的方法来调整。

若单纯加入用水量，流动性上升，但粘聚性、保水性下降，易泌水分层、流浆，降低砼强度和耐入久性。

6．3．3．3砂率

砂率:

混凝土中砂的质量占砂石质量的百分率。

砂率的变动,会使骨料的空隙率和骨料的总表面积有显著改变,因而对混凝土拌和物和易性产生显著影响。

1.砂率过大,总表面积空隙率提高,水泥浆一定时,混凝土拌和物流动性下降。

2.砂率过小,粗骨料之间缺少砂浆层,流动性下降,影响粘聚性、保水性，产生离析流浆。

合理砂率:

在用水量和水泥用量一定的情况下,能使混凝土拌和物获得最大的流动性,且保持良好的粘聚性和保水性。

6．3．3．4组成材料性质的影响

水泥:

品种不同,需水量不同。

骨料:

级配是否良好,表面光滑程度,粗、中细砂的影响。

普通水泥:

流动性和保水性较好。

矿渣水泥:

流动性较大,粘聚性差。

大山灰水泥:

需水量大,流动性下降，保水性上升。

6．3．3．5外加剂

6．3．3．6时间和温度

随时间延长,和易性变差,随温度提高,塌落度损失大.

总结：

调整混凝土拌和物和易性的措施:

1．合理砂率

2．改善砂、石的级配

3．砂石的级配:

尽量采用较粗的砂石

4．塌落度太小,保持W/C不变,增加水泥浆;塌落度太大时,保持砂率不变,增加适量砂石.

5．使用外加剂.

6．3．4离析和泌水

周次：

星期：

时间：

【课题】6.4硬化混凝土的强度

6．5混凝土的变形性能

6．6混凝土的耐久性

【教学目标】理解混凝土的强度及强度等级、轴心抗压强度、抗拉强度的含义；掌握混凝土的抗压强度的影响因素和提高方法；理解不同变形的形成原因和混凝土常见的几种耐久性概念；掌握常见的变形种类和减小变形措施；提高混凝土耐久性的方法

【教学重点】混凝土的抗压强度的影响因素和提高方法；常见的变形种类和减小变形措施；提高混凝土耐久性的方法；

【教学难点】混凝土的抗压强度的影响因素和提高方法；

【教学方法】讲授、启发、讨论

【教具】尺；挂图

【时间分配】2课时（100分钟）

1．回顾导入：

5分钟

2．硬化混凝土的强度：

40分钟

3．混凝土的变形性能：

20分钟

4．混凝土的耐久性：

25分钟

5．自习、答疑：

10分钟

【作业布置】140页：

6；7；8；9；

【小结】1.混凝土的强度及强度等级、轴心抗压强度、抗拉强度的含义

2.混凝土的抗压强度的影响因素和提高方法

3.不同变形形成原因和混凝土常见的几种耐久性概念

4．常见的变形种类和减小变形措施；提高混凝土耐久性的方法

【审批】

【后记】

【教学过程】

6.4硬化混凝土的强度

强度是砼最重要的力学性质。

砼强度包括：

抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度、和钢筋的粘结强度等

6.4.1砼的抗压强度与强度等级

砼抗压强度：

标准试件在压力作用下直到破坏时，单位面积所能承受的最大的应力。

抗压强度与其他强度及变形有良好的相关性。

通常把抗压强度作为评定砼质量的指标，并作为确定强度等级依据。

砼的立方体抗压强度：

150*150*150试块在标准条件下（温度20℃±3℃，相对湿度90%以上）或在水中养护到28天龄期测得的抗压强度值。

砼强度等级：

共16个

6.4.2砼的轴心抗压强度

砼结构设计，计算轴心受压构件时