003混凝土与防水材料学习课程

1、 第四章第四章 混凝土和砂浆混凝土和砂浆第五章第五章 防水材料防水材料第1页/共64页第一页，编辑于星期四：十九点 三十八分。 第四章第四章 混凝土和砂浆混凝土和砂浆第五章第五章 防水材料防水材料第2页/共64页第二页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第3页/共64页第三页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第4页/共64页第四页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第5页/共64页第五页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第6页/共64页第六页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第7页/共64页第七页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第8页/共64页第八页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第9页/共6

2、4页第九页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第四章 混凝土和砂浆 广义上，凡是由胶凝材料、水、粗细骨料，按适当配合比拌制成拌合物，经一定时间的凝结硬化而成的人造石材统称为混凝土。 优点：原材料来源广、制作工艺简单、成本低，强度高、耐久性好、适合各种环境。 水泥混凝土，通常简称混凝土，是由水泥与粗细骨料构架而成的人造石材。混凝土截面第10页/共64页第十页，编辑于星期四：十九点 三十八分。一、混凝土分类一、混凝土分类按密度分按密度分 重混凝土重混凝土 02700kg/m3普通混凝土普通混凝土 0 19002500kg/m3轻混凝土轻混凝土 01900kg/m3普通混凝土普通混凝土: :强度等级强

3、度等级C7.5C7.5C60MPaC60MPa高强度混凝土高强度混凝土: :强度等级强度等级C60C60C100MPaC100MPa超高强度混凝土超高强度混凝土: :大于大于C100MPaC100MPa 按强度分按强度分 按胶材分按胶材分水泥混凝土水泥混凝土沥青混凝土沥青混凝土水玻璃混凝土水玻璃混凝土聚合物混凝土聚合物混凝土第11页/共64页第十一页，编辑于星期四：十九点 三十八分。 按用途按用途 结构混凝土结构混凝土装饰混凝土装饰混凝土 防水混凝土防水混凝土防辐射混凝土防辐射混凝土耐酸混凝土耐酸混凝土道路混凝土道路混凝土 素混凝土素混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土预应力钢筋混凝土预应力钢筋混凝土钢

4、纤维混凝土钢纤维混凝土钢丝网混凝土钢丝网混凝土 按增强材料增强材料 和增强方式和增强方式一、混凝土分类一、混凝土分类第12页/共64页第十二页，编辑于星期四：十九点 三十八分。常规施工混凝土常规施工混凝土二、混凝土生产以及施工工艺二、混凝土生产以及施工工艺第13页/共64页第十三页，编辑于星期四：十九点 三十八分。泵送混凝土泵送混凝土二、混凝土生产以及施工工艺混凝土生产以及施工工艺第14页/共64页第十四页，编辑于星期四：十九点 三十八分。喷射混凝土喷射混凝土二、混凝土生产以及施工工艺混凝土生产以及施工工艺第15页/共64页第十五页，编辑于星期四：十九点 三十八分。碾压混凝土碾压混凝土二、混凝

5、土生产以及施工工艺混凝土生产以及施工工艺第16页/共64页第十六页，编辑于星期四：十九点 三十八分。浇灌 避免离析 第17页/共64页第十七页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第18页/共64页第十八页，编辑于星期四：十九点 三十八分。捣实：充分，不过分第19页/共64页第十九页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第20页/共64页第二十页，编辑于星期四：十九点 三十八分。抹面 掌握时机 ( (找平、镘平、镘光) )第21页/共64页第二十一页，编辑于星期四：十九点 三十八分。养护：保证温度、湿度脱模：不得过早第22页/共64页第二十二页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第23页/共64页第二十

6、三页，编辑于星期四：十九点 三十八分。24三、混凝土优点与不足混凝土优点与不足优点优点n原材料来源丰富n性能可调n塑性良好n可用钢筋增强n耐久性良好n经济性好n工艺简单n利于环保第24页/共64页第二十四页，编辑于星期四：十九点 三十八分。25三、混凝土优点与不足混凝土优点与不足缺点缺点n自重大n脆性n抗拉强度低，变形小n收缩及裂缝现象n破损修复难度大第25页/共64页第二十五页，编辑于星期四：十九点 三十八分。 普通混凝土普通混凝土：普通混凝土是指采用水泥、砂、石和水配：普通混凝土是指采用水泥、砂、石和水配制而成的表观密度为制而成的表观密度为19002700kg/m3的人造石材。的人造石材。

7、普通混凝土的组分：普通混凝土的组分：水泥水泥 细骨料细骨料(砂子砂子) 粗骨料粗骨料(石子石子) 拌和水拌和水四、混凝土的组成混凝土的组成第26页/共64页第二十六页，编辑于星期四：十九点 三十八分。水泥水泥水水水泥浆水泥浆石子石子砂子砂子骨骨 料料新拌混凝土新拌混凝土100%体积体积6075%2540%1421%2128%3942%凝结硬化凝结硬化硬化混凝土硬化混凝土混凝土外加剂混凝土外加剂 为了改善或提高混为了改善或提高混凝土的性能凝土的性能715%四、混凝土的组成混凝土的组成第27页/共64页第二十七页，编辑于星期四：十九点 三十八分。硬化前硬化前 包裹润滑作用包裹润滑作用硬化后硬化后

8、胶结填充作用胶结填充作用 廉价的填充材料，节省水泥用量廉价的填充材料，节省水泥用量 混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展 传力作用传力作用 降低水化热降低水化热 提供耐磨性提供耐磨性 水化反应水化反应 留在混凝土的孔隙中，防止塑性收缩裂缝五、混凝土组分的作用混凝土组分的作用n水泥浆n骨 料：骨架n 水第28页/共64页第二十八页，编辑于星期四：十九点 三十八分。 化学外加剂化学外加剂：改善混凝土的性能：改善混凝土的性能 缓凝剂缓凝剂 使水泥浆凝结硬化速度减慢使水泥浆凝结硬化速度减慢 促凝剂促凝剂 使水泥浆凝结硬化速度减慢使水泥浆凝结硬化速度减慢 减水剂减

9、水剂 减少拌和需水量减少拌和需水量 引气剂引气剂 在混凝土中引起封闭气孔在混凝土中引起封闭气孔 矿物掺合料矿物掺合料：减少水泥用量，改善混凝土性能：减少水泥用量，改善混凝土性能 粉煤灰粉煤灰 硅灰硅灰 矿渣矿渣n外加剂五、混凝土组分的作用混凝土组分的作用第29页/共64页第二十九页，编辑于星期四：十九点 三十八分。粗骨料的最大粒径限制粗骨料的最大粒径限制 粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/41/4不得大于钢筋间最小净距的不得大于钢筋间最小净距的3/43/4对于混凝土实心板对于混凝土实心板, , 骨料的最大粒径不宜超过板厚的骨料的最大粒径不宜

10、超过板厚的 1/3, 1/3, 且不得超过且不得超过40mm40mm同时满足同时满足六、混凝土组分的技术要求混凝土组分的技术要求第30页/共64页第三十页，编辑于星期四：十九点 三十八分。六、混凝土组分的技术要求混凝土组分的技术要求对拌和水的质量要求：n不影响混凝土的凝结硬化n无损于混凝土强度发展及耐久性n不加快钢筋锈蚀n不引起预应力钢筋脆断n不污染混凝土表面第31页/共64页第三十一页，编辑于星期四：十九点 三十八分。六、混凝土组分的技术要求混凝土组分的技术要求对拌和水的质量要求：工程中有四类水不能用来拌制砼：n不影响混凝土的凝结硬化n海水海水n富有有机杂质的沼泽水、含有腐植酸或其他酸、盐的

11、污水富有有机杂质的沼泽水、含有腐植酸或其他酸、盐的污水和工业废水和工业废水n氢离子指数氢离子指数PHPH4 4的水的水n影响混凝土物理力学性能的水影响混凝土物理力学性能的水n具体工程中参照具体工程中参照JGJ63-89JGJ63-89的规定执行的规定执行 第32页/共64页第三十二页，编辑于星期四：十九点 三十八分。七、混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性 和易性：混凝土拌合物易于各种施工工序操作，并能获得质量均匀、成型密实的一种综合性能，也称工作性，包括： n流动性：指混凝土拌合物在自重或施工机械振捣作用下产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。n粘聚性：指混凝土拌合物在施工过程中其组成材

12、料之间有一定粘聚力，不致产生分层或离析现象的性质。n保水性：指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保持水份的能力，不致产生严重泌水现象的性能。第33页/共64页第三十三页，编辑于星期四：十九点 三十八分。粘聚性粘聚性不好不好离析离析分层分层组份分离组份分离不均匀不均匀骨料下沉骨料下沉水泥浆上浮水泥浆上浮砼拌合物粘聚性不良时，硬化后会出现砼拌合物粘聚性不良时，硬化后会出现蜂窝、蜂窝、麻面麻面。大型的砼拌和物，甚至出现狗洞现象。大型的砼拌和物，甚至出现狗洞现象。 粘聚性 混凝土拌和物在施工过程中其组成材料之间有一定粘聚力，在运输和浇注过程中混凝土拌和物在施工过程中其组成材料之间有一定粘聚力，在运输

13、和浇注过程中不致发生不致发生分层、离析分层、离析现象使混凝土保持整体均匀的性能现象使混凝土保持整体均匀的性能 。第34页/共64页第三十四页，编辑于星期四：十九点 三十八分。 混凝土拌和物在施工过程中具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现混凝土拌和物在施工过程中具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。象。 保水性钢筋钢筋沉降裂缝沉降裂缝混凝土表面混凝土表面内部裂缝内部裂缝第35页/共64页第三十五页，编辑于星期四：十九点 三十八分。粘聚性好则保水性往往也好，但当流动性增大时，粘聚性和保水性往往变差，反之亦然混凝土拌和物的流动性、粘聚性、保水性，三者之间互相关联又互相矛盾 所谓拌和物的和易

14、性良好，就是要使这三方面的性能在某种具体条件下，达到均为良好，亦即使矛盾得到统一流动性流动性粘聚性粘聚性保水性保水性 和易性良好的标准第36页/共64页第三十六页，编辑于星期四：十九点 三十八分。坍落度试验坍落度直尺坍落扩展度坍落扩展度第37页/共64页第三十七页，编辑于星期四：十九点 三十八分。插捣第38页/共64页第三十八页，编辑于星期四：十九点 三十八分。提桶第39页/共64页第三十九页，编辑于星期四：十九点 三十八分。测量第40页/共64页第四十页，编辑于星期四：十九点 三十八分。七、混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性 影响和易性的因素： n水泥品种和细度。n水泥浆用量。n水泥浆

15、的稠度（即水灰比）n砂率n骨料的性质:骨料级配、粒形和表面构造n外加剂和掺合料n环境温度、湿度与时间n施工工艺第41页/共64页第四十一页，编辑于星期四：十九点 三十八分。八、混凝土强度混凝土强度n 在混凝土的抗压、抗拉、抗剪、抗弯以及握裹强度等 强度项目中，其抗压强度抗压强度是最大的，故混凝土主要用来承受压力作用。n混凝土的抗压强度是结构设计的主要参数，也是混凝土质量评定的重要指标。 n硬化后的水泥混凝土结构，在未受荷载之前，由于各种原因，其结构内部已存在孔隙和裂缝系统。n混凝土的破坏，就是在受荷载作用下，原有孔隙和裂缝发生了延伸、汇合和扩大，最后形成裂缝。 第42页/共64页第四十二页，编

16、辑于星期四：十九点 三十八分。 混凝土破坏机理界面裂缝无明显变化；界面裂缝无明显变化；一界面裂缝增长；一界面裂缝增长；一出现砂浆裂缝和连续裂缝；一出现砂浆裂缝和连续裂缝；一连续裂缝迅速发展；一连续裂缝迅速发展；一裂续缓慢增长；一裂续缓慢增长；裂缝迅速增长裂缝迅速增长不同受力阶段裂缝图不同受力阶段裂缝图八、混凝土强度混凝土强度第43页/共64页第四十三页，编辑于星期四：十九点 三十八分。八、混凝土强度混凝土强度提高混凝土强度的措施n采用高等级水泥n减小水灰比，或采用用水量较少的干硬性砼n改进施工工艺、采用机械搅拌和机械振捣n采用湿热处理。湿热处理有两种方法n掺入砼外加剂、掺合料第44页/共64页

17、第四十四页，编辑于星期四：十九点 三十八分。九、混凝土的变形性能混凝土的变形性能引起混凝土变形的因素归纳起来有两类：n混凝土在非荷载非荷载作用下的变形n化学收缩：硬化过程中，由于水泥水化产物的体积小于反应物(水和水泥)的体积，引起混凝土产生收缩。 特点：不可逆或不能恢复的；可使混凝土内部产生微裂缝。n塑性收缩n干湿变形：干缩湿胀n温度变形：热胀冷缩荷载作用下的变形荷载作用下的变形非荷载作用下的变形非荷载作用下的变形第45页/共64页第四十五页，编辑于星期四：十九点 三十八分。九、混凝土的变形性能混凝土的变形性能n混凝土在荷载荷载作用下的变形n徐变特点n随时间的增加而增长n早期增长快，后期增长速

18、度变慢n不可完全恢复徐变徐变弹塑性变形弹塑性变形第46页/共64页第四十六页，编辑于星期四：十九点 三十八分。十、混凝土耐久性混凝土耐久性 措施混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的能力称为耐久性。重要性n保证混凝土构筑物运行的安全性保证混凝土构筑物运行的安全性n延长混凝土构筑物的服役寿命延长混凝土构筑物的服役寿命n节约混凝土构筑物维护成本节约混凝土构筑物维护成本n节约自然资源，减少消耗节约自然资源，减少消耗n改善人类居住的环境条件改善人类居住的环境条件第47页/共64页第四十七页，编辑于星期四：十九点 三十八分。十、混凝土耐久性混凝土

19、耐久性混凝土耐久性变差（劣化）的模式：n第一类，由水、空气和其它侵蚀性介质渗透进入混凝土的速率所决定。 n化学的：钢筋锈蚀、碱-骨料反应、硫酸盐、海水和酸的侵蚀、碳化；n物理的：冻融、盐结晶、火灾等。n第二类，是磨耗、冲磨与空蚀等。第48页/共64页第四十八页，编辑于星期四：十九点 三十八分。十、混凝土耐久性混凝土耐久性混凝土耐久性主要指标：n抗渗性抗渗性：各种内部孔隙形成渗水通道。n抗冻性抗冻性：吸水饱和状态下，混凝土能够经受多次冻融循环而不破坏，也不显著降低其强度的性能。n耐腐蚀性耐腐蚀性：酸性腐蚀、钢筋锈蚀、空蚀、磨蚀、冲蚀、：酸性腐蚀、钢筋锈蚀、空蚀、磨蚀、冲蚀、 n抗碳化性抗碳化性：

20、水泥石中的Ca(OH)2与空气中的CO2，在湿度相宜时发生化学反应，生成H2O和CaCO3 n碱碱骨料反应骨料反应：混凝土中所含的碱(Na2O或K2O)与骨料的活性成分(活性SiO2)，在混凝土硬化后潮湿条件下逐渐发生化学反应n耐火性耐火性n耐磨性与抗冲刷性耐磨性与抗冲刷性第49页/共64页第四十九页，编辑于星期四：十九点 三十八分。十一、混凝土外加剂混凝土外加剂 混凝土外加剂是指在混凝土拌和过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质，掺量一般不超过水泥质量的5。 n使用外加剂的目的 常用外加剂：常用外加剂：减水剂、早强剂、引气剂、泵送剂、减水剂、早强剂、引气剂、泵送剂、缓凝剂、速凝剂、阻锈剂、膨

21、胀剂、缓凝剂、速凝剂、阻锈剂、膨胀剂、着色剂等等。着色剂等等。 不增加用水量而提高和易性；不增加用水量而提高和易性； 相同和易性条件下减少用水量；相同和易性条件下减少用水量； 缩短或延长凝结时间；缩短或延长凝结时间；减少泌水和离析；减少泌水和离析；大幅度提高可泵性；大幅度提高可泵性；减小坍落度损失。减小坍落度损失。对拌合物影响对拌合物影响第50页/共64页第五十页，编辑于星期四：十九点 三十八分。十一、混凝土外加剂混凝土外加剂对硬化体影响对硬化体影响延缓或减少水化热；延缓或减少水化热；加速早期强度增长率；加速早期强度增长率；提高耐久性，特别是抵抗严酷的暴露环境；提高耐久性，特别是抵抗严酷的暴露

22、环境；阻止或减缓混凝土中钢筋的锈蚀；阻止或减缓混凝土中钢筋的锈蚀；提高混凝土强度；提高混凝土强度；控制与减缓碱控制与减缓碱骨料反应造成的膨胀破坏。骨料反应造成的膨胀破坏。n外加剂分类：外加剂分类：n改善流变性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。n调节凝结时间、硬化性能外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。n改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。n改善混凝土其它性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。第51页/共64页第五十一页，编辑于星期四：十九点 三十八分。 第四章第四章 混凝土和砂浆混凝土和砂浆第五章第五章 防水材料防水材料第52页/

23、共64页第五十二页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第53页/共64页第五十三页，编辑于星期四：十九点 三十八分。第五章 防水材料n防水材料：能够防止雨水、地下水与其他水渗透的重要组成材料。防水是建筑物的一项主要功能，防水材料是实现这一功能的物质基础。n主要作用：防潮、防漏、防渗，避免水和盐分对建筑物的侵蚀，保护建筑构件。n主要包括： 防水卷材：沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材 防水涂料第54页/共64页第五十四页，编辑于星期四：十九点 三十八分。一、防水卷材 具有宽度和厚度并可卷曲的片状防水材料，占整个建筑防水材料80%左右。主要包括：传统的沥青防水卷材、高聚物改性沥

24、青防水卷材、合成高分子材料。后两类卷材的综合性能优越，为目前大力提倡材料。n沥青防水卷材：代表材料为石油沥青纸胎油毡及油纸。第55页/共64页第五十五页，编辑于星期四：十九点 三十八分。一、防水卷材n高聚物改性沥青防水卷材：合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆盖材料制成的可卷曲片状防水材料。n分为橡胶型、塑料型、橡塑混合型3类。橡胶型：SBS 沥青防水卷材塑料型： APP改性沥青防水卷材第56页/共64页第五十六页，编辑于星期四：十九点 三十八分。一、防水卷材n合成高分子防水卷材：以合成橡胶、合成树脂或两者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和

25、填料，经混炼、压延或挤出等工序加工而成的可卷曲的片状防水材料。n抗拉强度、延伸性、耐高低温性、耐腐蚀、耐老化及防水性都很优良，是值得推广的高档防水卷材。n多用于要求有良好防水性能的屋面、地下防水工程。第57页/共64页第五十七页，编辑于星期四：十九点 三十八分。二、防水涂料n防水涂料：将在高温下呈粘稠液状态的物质，涂布在基体表面，经溶剂或水份挥发，或各组分间的化学变化，形成具有一定弹性的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，并能抵抗一定的水压力，从而起到防水和防潮作用。n防水涂料质量检验项目主要有：n延伸或断裂延伸率n固体含量n柔性n不透水性n耐水热度第58页/共64页第五十八页，编辑于星期四：十九点 三十八分。卷材防水屋面构造（a）不保温卷材屋面；（b）保温卷材屋面二、防水涂料n冷底子油：施工后形成的涂膜很薄，一般不