第3单元混凝土土木工程材料

1、第3单元 混凝土 3.1.1混凝土结构 3.1.2混凝土分类 轻混凝土:表观密度小于1950kg /m 3.用于保温隔热或轻质结构工程. 轻骨料混凝土:使用轻石和轻砂 又分为 多孔混凝土:泡沫混凝土,加气混凝土 大孔混凝土 普通混凝土:表观密度为1950-2600kg/m 3.是用天然砂,石作骨料制 成.这为混凝土最常用,可用于房屋,道路建筑. 重混凝土:表观密度大于2600kg /m 3.是用特别密实和表观密度特别大 的骨料制成.如重晶石混凝土,钢屑混凝土等.它们具有 不透X射线和 射线的性能. 混 凝 土 3.1.3.1和易性 和易性是指 混凝土拌合物易于施工操作(搅拌,运输, 浇灌,捣实

2、)并能获得质量均匀,成型密实 的混凝土的性能.和易性是一项综合的技术 性质. 包括 流动性,粘聚性和保水性三方面的含义. 3.1.3.2混凝土的凝结时间 混凝土的凝结时间与配制该混凝土所用 水泥的凝结时间并不一致 (1)立方体抗压强度 按照普通混凝土力学性能试验方法标 准GB/T50081-2002规定,将混凝土拌 合物制作边长为150mm的立方体试件,在 标准条件(温度20±2,相对湿度 95%以上)下,养护到28d龄期,测得的 抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强 度(简称立方体抗压强度),以cu表示. (2)质量波动 概率 生产水平高 生产水平一般 强度 (3)强度保证率 概率

3、45% 50% 保证率 5% 强度 fcu,k cu f t (4)混凝土强度等级 几个重要概念 混凝土立方体抗压强度 混凝土立方体抗压强度标准值 混凝土强度等级 混凝土轴心抗压强度标准值 问:C20混凝土的轴心抗压强度标 准值为13.4MPa. 为什么? (4)混凝土强度等级 混凝土立方体抗压强度 是指按标准方法制作和养护的边长为150mm 的立方体试件,在28d龄期,用标准试验方 法测得的强度. 混凝土立方体抗压强度标准值 是指按标准方法制作和养护的边长为150mm 的立方体试件,在28d龄期,用标准试验方 法测得的强度总体分布中具有不低于95%保 证率的抗压强度值,以cu,k表示. (4

4、)混凝土强度等级 混凝土强度等级划分依据 混凝土立方体抗压强度标准值 混凝土强度等级表示方法 符号C加立方体抗压强度标准值(以MPa计)下限 普通混凝土划分为12个强度等级: C7.5,C10,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45, C50,C55及C60. 混凝土结构设计规范结构混凝土14个等级 C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55, C60,C65,C70,C75和C80 (5)轴心抗压强度cp 轴心抗压强度的测定标准试件 150mm×150mm×300mm棱柱体 试验表明: 在立方抗压强度cu=1055(MPa)的范

5、围内, 轴心抗压强度cp与cu之比约为0.700.80. (6)影响混凝土强度的因素 原材料因素 (a)水泥强度 (b)水灰比 (c)骨料的种类,质量和数 量 (d)外加剂和掺合料 生产工艺因素 (a)施工条件搅拌与振捣 (b)养护条件温 度和湿度 (c)养护时间(龄期) 实验因素 (a)试件尺寸 (b)试件形状 (c)表面状态 (d)含水程 度 (e)加荷速度 3.2混凝土拌和物性能的测定 3.2.1依据 混凝土结构工程施工及验收规范 GB50208-2002 混凝土质量控制标准GB 50164-92 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB/T50080-2002 3.2混凝土拌和物性能的测

6、定 3.2.2取样 同一组混凝土拌合物的取样应从同一盘混凝土或同 一车混凝土中取样.取样量应多于试验所需量的 1.5倍;且宜不小于20L. 混凝土拌合物的取样应具有代表性,宜采用多次采 样的方法.一般在同一盘混凝土或同一车混凝土中 的约l/4处,1/2处和3/4处之间分别取样,从第 一次取样到最后一次取样不宜超过15min,然后人 工搅拌均匀. 从取样完毕到开始做各项性能试验不宜超过5min. 3.2混凝土拌和物性能的测定 3.2.3和易性 坍落度与坍落扩展度法 维勃稠度法 3.2.2含气量 3.2.3均匀性 3.2.4凝结时间 3.3混凝土强度检验 3.3.1依据 混凝土结构工程施工及验收规

7、范 GB50208-2002 混凝土质量控制标准GB 50164-92 混凝土强度检验评定标准 GBJ107-87 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB/T50081-2002 3.3.2取样 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB/T50081-2002规定: 混凝土的取样应符合普通混凝土拌合物性 能试验方法标准(GB/T50080)的有关规定. 普通混凝土力学性能试验应以三个试件为一 组,每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝 土或同一车混凝土中取样. 3.3.2取样 混凝土强度检验评定标准 GBJ107-87规定: 混凝土试样应在混凝土浇筑地点随机抽取,取样 频认应符合下列规定: (1)每拌制

8、100盘但不超过100m3的同配合比的混凝土, 取样次数不得少于一次. (2)每工作班拌制的同配合比的混凝土不足l00盘时, 其取样次数仍不得少于一次. 注:预拌混凝土应在预拌混凝土厂内按上述规定取 样.混凝土运到施工现场后,沿应按本条的规定抽 样检验. 3.3.2取样 混凝土结构工程施工及验收规范GB50208-2002规 定:结构混凝土的强度等级必须符合设计要求.用于 结构混凝土的强度等级必须符合设计要求. 结构混凝土的强度等级必须符合设计要求 检查结构构件混凝土强度的试件, 检查结构构件混凝土强度的试件,应在混凝土浇筑地 点随机抽取,取样与试件留置应符合下列规定: 点随机抽取,取样与试件

9、留置应符合下列规定: 每拌制100盘但不超过100 的同配合比的混凝土, 100盘但不超过100m 1 每拌制100盘但不超过100m3的同配合比的混凝土,取样次 数不得少于一次; 数不得少于一次; 每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足l00盘时 盘时, 2 每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足l00盘时,其取 样次数仍不得少于一次; 样次数仍不得少于一次; 当一次连续浇筑超过1000 1000m 3 当一次连续浇筑超过 1000m3 时 , 同一配合比的混凝土每 200m 取样不得少于一次; 200m3取样不得少于一次; 每一楼层,同一配合比的混凝土,取样不得少于一次. 4 每一楼层,同一配

10、合比的混凝土,取样不得少于一次. 每次取决样至少留置一组标准养护试件, 5 每次取决样至少留置一组标准养护试件,同条件养护试件 的留数应根据实际需要确定. 的留数应根据实际需要确定. 3.3.3.1试件的尺寸 骨料最大粒径(mm) 试件横截面尺寸(mm) 劈裂抗拉强度试 验 20 40 / 其他试验 31.5 40 63 100×100 150×150 200×200 注:骨料最大粒径指的是符合普通混凝土用碎石或卵石 质量标准及检验方法(JGJ5392)中规定的圆孔筛的孔径. 3.3.3.3试件的制作 混凝土试件的制作应符合下列规定: 混凝土试件制作步骤 3.3.

11、4试件的养护 依据:普通混凝土力学性能试验方法标准 GB/T50081-2002 试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面. 采用标准养护的试件,应在温度为20±5的环境中静 置一昼夜至二昼夜,然后编号,拆模.拆模后应立即 放入温度为20±2,相对湿度为95%以上的标准养护 室中养护,或在温度为20±2的不流动的Ca(OH)2饱 和溶液中养护.标准养护室内的试件应放在支架上, 彼此间隔1020mm,试件表面应保持潮湿,并不得被 水直接冲淋. 同条件养护试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间 相同,拆模后,试件仍需保持同条件养护. 标准养护龄期为28d(从搅拌加水开始计

12、时). 3.3.4试件的养护 混凝土强度检验评定标准GBJ107-87的规 定: 检验评定混凝土强度用的混凝土试件,其标准成型 方法,标准养护条件及强度试验方法均应符合现行 国家标准普通混凝土力学性能试件方法的规定. 当检验结构或构件拆模,出池,出厂,吊装,预应 力筋张拉或放张,以及施工期间需短暂负荷的混凝 土强度时,其试件的成型方法和养护条件应与施工 中采用的成型方法和养护条件相同. 3.3.4试件的养护 混凝土结构工程施工及验收规范的规定: 对采用蒸汽法养护的混凝土结构构件,其混凝土试 件应先随同结构构件同条件蒸汽养护,再转入标准 条件养护共28d. 当混凝土中掺用矿物掺合料时,确定混凝土

13、强度时 的龄期可按现行国家标准粉煤灰混凝土应用技术 规范GBJ 146等的规定取值. 结构构件拆模,出池,出厂,吊装,张拉,放张及 施工期间临时负荷时的混凝土强度,应根据同条件 养护的标准尺寸试件的混凝土强度确定. (1)非标准试件的换算 根据混凝土结构工程施工及验收规范 混凝土强度等级<C60时,用非标准试件测得的强度 值均应乘以尺寸换算系数.混凝土不同尺寸试件的 使用条件和换算系数见表 当混凝土强度等级C60时,宜采用标准试件;使 用非标准试件时,尺寸换算系数应由试验确定. 最大颗粒直径 31.5 40 60 换算系数 0.95 1.00 1.05 试块尺寸(mm) 100×

14、;100×100 150×150×150 200×200×200 (2)强度代表值的确定 混凝土强度检验评定标准GBJ107-87规定: 混凝土强度值的确定应符合下列规定: 1) 三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强 度值(精确至0.1MPa); 2) 三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中 间值的差值超过中间值的15%时,则把最大及最小 值一并舍除,取中间值作为该组试件的抗压强度值; 3) 如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值 的15%,则该组试件的试验结果无效. (2)强度代表值的确定 实例 3.4混凝土强度的评定 依据: 混凝土

15、结构工程施工及验收规范 混凝土强度检验评定标准 混凝土结构工程施工及验收规范规定: 结构构件的混凝土强度应按现行国家标准混凝土 强度检验评定标准GBJ 107的规定分批检验评定. 混凝土强度检验评定标准GBJ107-87规定: 适用于普通混凝土和轻骨料混凝土抗压强度的检验 评定.有特殊要求的混凝土,其强度的检验评定尚 应符合现行国家标准的有关规定. (1)一般规定 混凝土强度应分批进行检验评定. 一个验收批的混凝土应由强度等级相同,龄期相同以 及生产工艺条件和配合比基本相同的混凝土组成. 对施工现场的现浇混凝土,应按单位工程的验收项目 划分验收批,每个验收项目应按照现行国家标准建 筑安装工程质

16、量检验评定标准确定. 预拌混凝土厂,预制混凝土构件厂和采用现场集中搅 拌混凝土的施工单位,应按本标准规定的统计方法评 定混凝土强度. 对零星生产的预制构件的混凝土或现场搅拌的批量不 大的混凝土,可按本标准规定的非统计方法评定. 混凝土强度的评定 统计方法一 统计方法二 非统计方法 (2)统计方法一 略 (3)统计方法二 由不少于10组的试件组成一个验收批,其强 度应同时满足下列公式的要求: mfcu 1Sfcu 0.9fcu,k fcu,min 2 fcu,k 试件组数 1 2 1014 1.70 0.90 1524 1.65 0.85 25 1.60 (3)统计方法二 实例 【例3-2】某工

17、地C30混凝土15组试块强 度值(MPa)如下: 30.6,31.2,33.1,33.1,33.3,34.8,35.7 ,35.9,37.6,39.0,39.7,40.3,40.3,40.3, 39.9 试评定该工程混凝土是否合格. 3)统计方法二 实例 解: fcu,k=30MPa n=15组 (1)计算该批混凝土试件强度的平均值和 标准差 平均值Mfcu=36.3MPa 标准差Sfcu=3.51MPa 另:0.06fcu,k=0.06*30 = 1.8MPa mfcu ;fcu,min = 30.6MPa > fcu,min 所以评定该批混凝土为合格. (4)非统计方法 按非统计方法

18、评定混凝土强度时,其强 度应同时满足下列要求: mfcu1.15 fcu,k fcu,min0.95 fcu,k (4)非统计方法 实例 某几个工程用C20混凝土,每个工程独立 验收,各工程混凝土试块组数均低于10 组,各验收批混凝土强度见下表,试评 定这几个工程混凝土是否合格. 工程名称 工程1 工程2 工程3 工程4 各组混凝土强度MPa 18.7, 24.7, 26.7 17.2, 24.5, 25.8 21.0, 22.0, 23.0 22.5 4)非统计方法 实例 解:由于各验收批试件组数均低于10组, 因而只可用非统计方法评定. (1)计算批均值和最小值的验收界值 mfcu=1.15 fcu,k=1.15*20.0 = 23.0MPa fcu,min=0.95 fcu,k =0.95*20.0 = 19.0MPa 4)非统计方法 实例 (2)逐工程进行强度的合格性评定 3.4.4 混凝土强度的合格性判断 依据:混凝土强度检验评定标准 当检验结果能满足上述规定时,则