第四章 混凝土1

建筑材料课题团队欢迎指导建筑材料课题团队欢迎指导第四章混凝土本章提要：本章主要讲述混凝土的特点、组成材料、混凝土拌合物的性质、外加剂、影响混凝土强度的因素，以及混凝土的配合比设计。应了解普通混凝土的优缺点：特种、新型混凝土的应用。熟悉如何从原材料和配合比来控制混凝土的质量；熟悉常用外加剂的作用原理及适用范围；常用特种混凝土的配合比设计方法；混凝土的组成材料的作用。掌握混凝土组成材料的技术性质要求：混凝土拌合物、硬化后混凝的技术性质及影响因素；混凝土组成材料的主要检测指标及混凝土和易性、强度检测方法；普通混援土的配合比设计方法。混凝土是现代土木结构员主要的材料。通过本章学习．系统掌握普通混凝土的技术性能和配制，了解多种新型环保混凝土的应用，为将来的结构设计和工程施工奠定坚实的基础。教案首页授课顺序：10学时：2日期：20年月日班级课题第四章混凝土第一节概述第二节普通混凝土的组成材料目的要求了解混凝土分类及发展趋势掌握砼组成材料的作用及要求重点难点重点：砼组成材料的作用及要求难点：细骨料的要求教学过程①目前国内、国内砼发展状况②讲课教具挂图课后分析砂、石质量指标对砼性能的影响应加强讲解第四章混凝土第一节概述定义：胶结料骨料（集料）、水今后HPC【水泥、集料、掺和料、外加剂、水】水泥粗、细按表观密度分类：常用的有按用途按生产和施工方法优缺点：学生例举发展：普通砼→高性能砼→绿色砼高强砼→第二节混凝土的组成材料作用要求一、水泥作用：胶结、润滑、填充※引导学生一起分析作用要求：水泥品种选择合理→耐久性水泥强度等级确定合适→用量二、水作用：水化、流动性介绍‘南水北调’、‘中水’要求：不影响正常的凝结硬化结合目前国内国际水资源问题展开，不影响砼耐久性 引导学生分析海水，饮用水、地表水、地下水、产业废水、生活污水能否用于砼。水质复杂不能用三、细骨料作用：填充，次要骨架、抑制收缩（为什么不是控制？）要求：有哪些：含泥量、石粉泥块、有害杂质、坚固性、颗粒级配。为什么：和易性、强度、耐久性都会受到影响。关于颗粒级配搞清如下几个内容75页三个图、看出：不同粒（大大小小）、不同粒的含有率→含义识图的含义级配的目的→启发学生自己总结由76页表4.4可知补充筛余量，并知含义→4.75～2.36间颗粒量分计筛余含义：4.75～2.36间颗粒量累计筛余含义：大于2.36颗粒含量由77页图可知4.75mm和600Mm的特点600Mm的意义图中每区域两条曲线的来历由76页式4-1可知：－5A1的含义Mχ=EQ\F(0.2+0.41+…－5×0.2,100－0.2)100－A1的含义如MX的含义Mχ=EQ\F(20+41+…－5×20,100－20)含义：从书中长句中理解出4个字“平均粒径”细度模数Mχ※目的：启发学生四、粗骨料作用：主要骨架有哪些：有害杂质、强度、最大粒径、颗粒级配、坚固性要求：为什么：和易性、强度、耐久性都会受到影响。强度：岩石抗压强度或压碎指标Qe↓粗骨料抵抗受压破坏的能力↑水饱和状态下气干状态最大粒径：<结构截面最小尺寸的1/4且<钢筋最小净距的3/4，混凝土实心板不宜超过板厚的1/3且<40㎜五、骨架含水状态干燥状态，气干状态，饱和面状态，湿润状态普通混凝土配合比水利工程六、拌和水作用：水化、流动性要求：不影响混凝土的正常凝结和硬化，不影响混凝土的耐久性教案首页授课顺序：11学时：2日期：20年月日班级课题第二节混凝土拌和物的性质目的要求掌握和易性的含义，测定与评定；熟悉影响和易性的因素及调整和易性的措施重点难点重点：和易性的含义、测定与评定，影响和易性的因素难点：影响和易性的因素教学过程①提问②讲课教具挂图课后分析强调影响和易性因素与提高措施第三节砼拌和物的和易性和易性含义测定与评定影响因素砼硬化前质量合格的砼砼硬化后施工→和易性→即拌和物或混合物结构→强度环境→耐久性一、和易性的含义和易性：整体、均匀、密实流动性：均匀、密实、流动粘聚性：整体、均匀保水性：保水、均匀二、测定及评定坍落度：坍落度↑流动性↑测定：流动性维勃度：VB↑全流动性↑定量评定：粘聚性、保水性→好、中、差定性三、影响因素1、水泥浆的用量：过多：流浆，粘聚性↓强度、耐久性受影响、水泥用量↑过少：不能填充、粘聚性↓2、水泥浆稠度：过大：粘聚性、保水性↓水灰比过小：干稠、流动性↓密实性↓3、砂率①定义：砂率=EQ\F(砂质量,（砂+石）质量)过大：润滑↓流动性↓②过小：砂浆层不够，流动性↓粘聚性质和保水性③合理砂率：EQ\F(由P76图,4-6.和4-7)流动性、粘聚性、保水性满足时，水泥用量最小4、其它水泥、骨料（碎石、卯石）、外加剂、时间和温度四、调整（改善）和易性措施坍落度太小：W/C不变↑水泥浆坍落度太小：砂率不变↑砂和石教案首页授课顺序：12学时：2日期：20年月日班级课题第四节混凝土的强度第五节混凝土变形性质目的要求掌握砼强度的种类，等级确定依据，影响强度因素（主要），了解其它影响因素。熟悉长期荷载和短期荷载作用下的变形特征重点难点重点：砼强度的种类及强度等级确定的依据，影响强度的主要因素教学过程教具挂图课后分析关于正态公布与标准值，平均值的关系应讲透，以备砂浆fmo=f2+0.645σ↓与1.645σ第四节混凝土的强度一、砼强度的种类标准试件：150×150×150mm3砼抗压强度立方体抗压强度标准养护：20±3℃，＞90%轴心抗压强度令期：28天抗压强度轴心抗压强度砼抗拉强度轴心抗拉强度劈裂抗拉强度二、砼强度等级的确定以立方体抗压强度标准值确定（划分）↓抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率≤5%例C30100个试块：强度分别为38、39…34、32、31、29、28、21、24、2795个5个标准值三、影响砼强度的因素P91式4-4应扩展理解：f水泥=f水泥·EQ\F(C,W)EQ\F(考虑骨科,种类影响)f砼=αaf水泥（EQ\F(C,W)－αb）c/w↑、f水泥↑、f水泥↑骨料，养护条件，令期，试验条件四、提高砼强度的措施因素：水泥强度，W/C养护条件，密实措施：↑↓温、温↑→温湿养护机械施工，外加剂第五节砼的变形性能变形非荷载作用下化学收缩→水化干湿变形→湿度可启发学生总结温度变形→温度短期荷载下：α—ε从0→极限(强度)荷载作用下荷载不变长期荷载下：徐变随时间↑变形↑教案首页授课顺序：13学时：2日期：20年月日班级课题第六节砼的耐久性第七节其它混凝土第八节砼质量控制及强度评定目的要求了解其它砼的特点，砼今后的发展趋势熟悉耐久性包括哪向个方面，提高耐久性的措施，砼质量控制的内容及强度评定方法，适用范围重点难点重点：强度评定方法及适用范围砼变形的种类，耐久性含义及提高耐久性措施为主教学过程①提问②讲课中穿插新型砼的应用及绿色砼概念③提出问题学生问答（10分钟）教具挂图课后分析同学们对砼今后的发展感兴趣第六节混凝土的耐久性砼耐久性的含义：在设计基准期内，保持原有性能不变的性质。包括：使用年限抗渗性抗冻性抗侵蚀性与什么因素有关及防止措施，通过自学、学生自己总结后老师纠正、（时间10分钟）碳化碱一骨料反应：①含碱量＞0.6%②骨料中有活性二氧化硅③水第七节其它混凝土一、高强度混凝土特点：强度等级≥C60，强度高、耐久性好、变形小、注意：水泥强度等级≥42`5，掺混合材料，水泥用量≤550㎏/m3二、高性能混凝土高性能混凝土：高性能水泥，高性能混合料，高效外加剂，优质骨料三、抗渗混凝土普通防水混凝土抗渗压力大于0.6MPa外加剂防水混凝土四、轻骨料砼膨胀水泥混凝土基本：从“轻”字入手，对比普通砼与轻砼的区别表观密度↓孔隙率↑强度表观密度↓孔隙率↑强度↓砼中以粗骨料为多，故粗骨料轻，则砼轻粗骨料轻→堆积密度↓1、轻骨料轻粗骨料：粒径大于5mm，ρo＇＜1000轻细骨料：粒径≤5mm，ρo1）密度等级：按堆积密度的大小划分2）强度：轻粗骨料的强度对轻骨料砼强度有很大的影响筒压强度：是指谁的强度？是反映真实强度？筒压强度与真实强度之间的关系？点接触，多向抗压破坏应力集中〖只有真实强度的1/4，砼的合理强度值〗②强度等级：是指谁的强度？以什么划分等级？与筒压强度之间的关系？筒压强度↑以此粗骨料配制的砼强度高真实强度：①集料埋于砂浆中，处于受硬化砂浆约来的状态下受力；②轻粗骨料表石粗糙，与水泥浆粘结较好；③轻骨料周边的水泥砂浆能起拱架作用。不同强度的陶粒，是要可配制任何强度的砼？不是，对于各种强度的陶粒来说，配制的砼强度各有一个合理的范围即陶粒的砼合理强度值，如欲配的砼强度高于陶粒的“砼合理强度值”的话，受陶粒本身强度的影响，必须大幅度提高砂浆组分的强度，才能获得要求的砼强度，使水泥用量增加，成本提高，若配制更高强度的砼的话，即使砂浆强度再提高，也无济于事。3）吸水率：总用水量=净用水量+附加用水量 (1小时吸水量)2、轻骨料砼的技术性质1）和易性：粘聚性、保水性好但流动性差表现密度小→轻、上浮表面多孔粗糙→需水多吸水性强→吸收有效水若达到流动性要求,就如何做？=加水2)密度等级：据表面密度（干燥）划分等级3）强度等级：按立方体抚压强度标准值划分影响轻骨料砼强度的因素？→轻骨料的强度和水泥的强度①首先应明确轻骨料强度虽低于普通骨料，但轻骨料砼仍可达到较高强度；②原因是轻粗骨料表面粗糙而多孔，表面呈低水灰比，轻粗骨与水泥石界面粘结强度高；③受力一般不是沿界面，而是轻骨料本身的强度不足引起；④低强度的轻骨料砼，也可能是水泥石先开裂，而向骨料延伸→引导学生分析什么情况下会有此4）其它方面弹性模量小：有利于改善建筑物的抗震性能和抵抗动载收缩和徐变：比普通砼大热工性：良好的保温性能3、轻骨料砼配料比设计要点及施工要点→启发学生思考轻骨料吸水→附加用水量↓↓教师提问学生回答轻骨料轻→易上浮，加强搅拌（强制，时间延长）；缩短运距，振捣以振实为准，不宜过长。轻骨料量吸水→养护加强（水，时间）。第八节砼质量控制与强度评定一、质量控制C20按C20由于各种因素的影响（称量、误差）→合格率50%现场做砼配制强度fcuo≥fcuk+1.645σ合格率95%二、强度评定批量构件标准差已知：生产条件一致，同一品种，强度变异稳定↓标准差未知：生产条件不一致，变异性不稳定统计法单个构件：非统计法教案首页授课顺序：14学时：2日期：20年月日班级课题第九节砼的外加剂目的要求掌握砼常用外加剂的作用原理及效果重点难点重点为减水剂，早强剂，引气剂的作用原理及效果教学过程①提问②讲课教具挂图课后分析效果图让学生分析得结果更好第九节砼外加剂掌握外加剂分类、作用机理作用效果、注意事项补充：高性能混凝土中外加剂的作用一、外加剂的种类→据砼的需求，合理选择改善流变性能→减少剂，引气剂调节凝结时间、硬化性能→缓凝，促凝改善耐久性→防水、引气、阻锈其它方法→着色、膨胀二、减水剂1、含义：流动性不变，减少用水量2、作用机理掺入减水剂后减水剂具有极性凝聚体理论用水10kg凝聚体扩散理论用水10kg实际用水11kgEQ\F(11－10=1kg,掺减水剂少加1kg)实际用水10kg3、作用效果：注意强调→W、C用量不变EQ\F(实际用水11kg,掺减水剂后仍用11kg)流动性↑坍落度、C用量不变EQ\F(坍落度不变，掺减水剂后10kg水,C用量不变，W/C↓)强度↑坍落度、W/C不变EQ\F(坍落度不变，掺减水剂后10kg水,W/C不变，水泥用水量减少)节省水泥改善耐久性→掺入，用水量↓蒸发水↓孔隙率↓开口孔隙↓三、旱强剂1、含义，↑早强，不影响后期强度2、作用机理，增加固相比例3、缺陷Cal→钢筋锈蚀；Na2SO4→碱度↑；三乙醇胺→缓凝四、引气剂1、含义：大量，均匀分布微小气泡（封闭）2、作用机理润滑作用3、效果润滑→提高和易性阻塞作用阻塞→提高耐久性※启发学生气泡→降低强度五、其它外加剂简介六、外加剂使用注意事项1、掺量→计算，称量2、掺入方法→后掺，同掺，分掺3、贮存及保管→避光，有毒，防水，防潮。教案首页授课顺序：15学时：2日期：20年月日班级课题第十节普通砼配合比设计第十一节特殊砼配合比设计目的要求第十节内容全部掌握第十一节内容※了解重点难点重点：设计要求、参数、步骤教学过程①讲配合比设计的重要性②讲步骤（以课本步骤为主）教具挂图课后分析此部分内容板书应少写，强调的关键点板书即可