《土木工程施工》课件第4.3章 混凝土工程

第4.3章混凝土工程本章将深入探讨建筑中广泛使用的混凝土材料。从混凝土的组成、性能特点、配合比设计,到拌制、浇筑、养护以及质量检测,全面介绍混凝土工程的各个环节。同时也将分析常见的混凝土问题及其处理方法。thbytrtehtt4.3.1混凝土的组成1水泥作为混凝土的主要胶凝材料,水泥通过水化反应可以产生各种硬化产物,赋予混凝土强度和坚固性。常见的水泥种类有普通硅酸盐水泥、矿渣水泥和粉煤灰水泥等。2骨料骨料包括细骨料和粗骨料,由各种颗粒状矿物组成。它们占混凝土总体积的60%~80%,是混凝土的主要组成部分。骨料的质量直接影响混凝土的性能。3水水是水泥发生水化反应所需的必要条件。适量的水可以使混凝土达到理想的工作性和强度。过多的水会导致各种问题,如离析和收缩等。4外加剂外加剂是一些化学制品,可以改善混凝土的性能,如提高强度、增加工作性、减少收缩等。常见的外加剂有减水剂、引气剂和早强剂等。水泥主要胶凝材料水泥是混凝土的主要胶凝材料,通过水化反应可形成各种硬化产物,赋予混凝土强度和坚固性。多种类型常见的水泥种类有普通硅酸盐水泥、矿渣水泥和粉煤灰水泥等,具有不同的性能特点。水化反应水泥与水反应产生的水化产物,是混凝土达到强度和硬度的关键过程。骨料成分多样骨料包括细骨料和粗骨料,由各种颗粒状矿物组成,如砂石、砾石等。它们占混凝土总体积的60%~80%,是混凝土的主要组成部分。性能关键骨料的质量和特性直接影响混凝土的强度、耐久性和工作性等性能。选择合适的骨料是混凝土配合比设计的关键。类型丰富常见的细骨料有河砂、海砂等;粗骨料主要有碎石、石子等。不同类型骨料有不同的级配和表面形态,适用于不同建筑场景。重要指标骨料的密度、吸水率、强度、颗粒级配等指标需要严格控制,确保混凝土的各项性能指标达标。水水化反应水是水泥发生水化反应所需的必要条件,可使水泥产生各种硬化产物。工作性调节适量的水可以使混凝土达到理想的工作性,如流动性和可浇筑性。强度影响水灰比是决定混凝土强度的关键因素之一,需要精心控制。品质评判混凝土中水的含量和质量是重要的质量检测指标之一。外加剂性能改良外加剂是一些化学制品,可以改善混凝土的各项性能,如提高强度、增加工作性、减少收缩等。防止离析减水剂可以降低水灰比,从而预防混凝土在运输和浇筑过程中的离析问题。早期强度早强剂可以显著提高混凝土在初期的强度发展,缩短养护时间。4.3.2混凝土的性能1强度混凝土的抗压强度、抗折强度等关键指标2耐久性混凝土抗化学腐蚀、抗冻融的性能3工作性混凝土在运输、浇筑过程中的流动性和可塑性混凝土作为建筑中广泛使用的材料,其性能特点直接决定了其适用范围和使用效果。这主要包括抗压强度、抗折强度等力学指标,以及耐候性、抗化学腐蚀等耐久性能,以及工作性等。合理控制这些关键性能指标,是确保混凝土质量的关键所在。强度抗压强度混凝土的抗压强度是最重要的性能指标之一,决定了其在建筑中的承载能力。通过标准试验可以准确测定混凝土的压缩强度。抗折强度混凝土在受折应力时的抗折强度也是关键性能,能反映混凝土在拉应力下的承载能力。这在桥梁、房顶等建筑中尤为重要。抗裂性抗裂性是混凝土另一项重要性能,能够防止混凝土在受各种荷载作用下出现不利裂缝,确保建筑物的安全和耐久性。耐久性抗化学腐蚀混凝土应具有抵抗各种化学环境侵蚀的能力,保证建筑物在恶劣条件下也能长期安全使用。抗冻融对于寒冷地区,混凝土需要具备良好的抗冻融性,防止因冻胀和冻融循环而导致的破坏。抗碳化混凝土应抵抗二氧化碳的渗透,阻止其与水泥水化产物反应而引起的碳化,影响结构安全。耐久性设计通过合理选择水泥类型、外加剂及适当的配合比等措施,可有效提高混凝土的综合耐久性。工作性可浇筑性良好的工作性使混凝土能够顺利浇筑到模具中,填充整个空间并形成预期的结构形状。流动性适当的流动性能使混凝土在运输和浇筑时能够自由流动,达到均匀分布和良好的充填效果。可塑性适度的可塑性使混凝土在浇筑和振捣过程中能够变形而不破坏,确保最终结构质量。4.3.3混凝土的配合比设计1目标强度根据建筑物的使用要求确定所需的混凝土强度等级。2水灰比通过分析水泥性能和预期强度等因素来确定最佳水灰比。3最大粒径选择适当的骨料粒径以提高混凝土的工作性和经济性。4掺合料根据实际需求决定是否添加矿物掺合料以优化性能。混凝土配合比设计是一项复杂的工作,需要综合考虑诸多因素。关键包括确定目标强度等级、计算最合适的水灰比、选择适当的骨料粒径、以及是否需要添加矿物掺合料等。这需要工程师运用专业知识和经验,通过反复试验优化设计,以确保混凝土在施工中发挥最佳性能。目标强度确定强度等级根据建筑物的使用要求和预期使用寿命,合理确定混凝土所需的强度等级,如C30、C40等。这是配合比设计的首要步骤。考虑荷载条件对于承载较大静载或动载的建筑,需要针对其受力情况选择更高等级的混凝土强度。这可以确保结构安全。满足施工要求在选定目标强度时,还需兼顾实际施工的可操作性,以确保混凝土在运输、浇筑等过程中能顺利完成。水灰比定义水灰比是指混凝土配合比中水和水泥重量的比值,是决定混凝土强度的关键因素之一。目的合理控制水灰比可以提高混凝土的抗压强度、抗冻融性、抗渗性等性能,确保建筑物的安全和耐久性。影响因素水泥性能环境温度和湿度外加剂种类和掺入量骨料吸水性优化方法根据目标强度等级选择最佳水灰比合理使用减水剂等外加剂调节水灰比控制好骨料的吸水性和含水量最大粒径1确定骨料粒径根据结构尺寸、构件受力情况等,选择适合的最大骨料粒径，通常为10-25毫米。2提高工作性较大粒径的骨料可以提高混凝土的流动性和可塑性,有利于浇筑和振实。3降低成本使用较大粒径的骨料可以减少水泥的用量,从而降低混凝土的单位成本。4注意限制当构件尺寸较小或受力复杂时,需要选用较小粒径的骨料以确保混凝土的充实性。掺合料优化性能掺合料如粉煤灰、矿渣等能够改善混凝土的工作性、耐久性和抗裂性等关键性能。合理使用可以提高混凝土质量。提高经济性使用部分掺合料能够减少水泥用量,同时保持混凝土强度,从而降低单位工程成本。绿色环保部分掺合料如工业副产品,利用这些材料可以实现资源的循环利用,降低对环境的影响。注意配比掺加量不能过高,否则可能会影响混凝土的强度和工作性。需要根据具体情况进行试配和优化。混凝土的拌制称量根据设计配合比精确称量水泥、骨料和水等原料,保证原料投放量准确。搅拌使用搅拌机进行充分搅拌,确保混凝土各组分充分混合均匀。运输采用专用混凝土运输车将拌制好的混凝土运送至浇筑现场。称量1精准配比根据设计配合比,准确称量各种原料的投放量,确保每批次混凝土的配比一致。2减小误差使用高精度的称重设备,尽量减少称量过程中的误差,确保原料配比准确。3记录数据详细记录每次称量的原料用量,作为质量控制和后续分析的依据。搅拌充分混合使用专业搅拌机对原料进行彻底搅拌,确保水泥、骨料、水和外加剂完全融合,形成均匀一致的混凝土。保持工作性适当的搅拌时间和速度可以保持混凝土的良好流动性和可塑性,确保后续浇筑和振实的顺利进行。工艺控制由经验丰富的工人操作搅拌机,随时监控搅拌质量,根据需要调整搅拌时间和速度,确保最终混凝土满足要求。运输高效运输使用专用混凝土搅拌运输车将拌制好的混凝土及时运送至施工现场,确保混凝土不会在运输过程中失去可塑性。减少滞留合理规划运输时间和路线,尽量缩短运输距离和时间,避免混凝土在车厢内过长时间滞留。保持质量采用隔热车厢或添加保温材料,保持混凝土在运输过程中的温度稳定,防止早期凝固或失水。混凝土的浇筑振捣使用振动棒或振动台对刚浇筑的混凝土进行振捣,去除气泡,提高密实度和强度。分层浇筑大体积结构浇筑时分层进行,每层厚度控制在30-50厘米,确保每一层都能充分振捣。保持平整浇筑结束后及时采用木抹子或刮尺对混凝土表面进行整平,为后续的养护和构造提供良好基础。振捣高效振捣使用专业的电动或汽油驱动的振动棒对刚浇筑的混凝土进行深入振捣,有效去除气泡,提高混凝土的密实度和强度。分层振捣对于大体积结构,需要分层进行振捣,每层浇筑厚度控制在30-50厘米,确保每一层都能充分振实。表面整平浇筑结束后及时采用木抹子或刮尺对混凝土表面进行整平,为后续的养护和构造提供良好基础。养护1保持湿润通过定期洒水或浸泡保持混凝土表面湿润,防止过早干燥导致收缩开裂。2调节温度在高温条件下,可采用遮阳或喷洒水雾等措施降低混凝土表面温度,避免过快失水。3延长养护混凝土养护时间应根据结构尺寸、环境条件等因素决定,通常不少于7天。混凝土质量检测1坍落度检查混凝土浇筑过程中的可塑性2抗压强度测定混凝土经龄后的抗压性能3抗折强度评估混凝土的抗折承载能力混凝土质量检测包括坍落度、抗压强度和抗折强度三个主要指标。通过现场和实验室测试,可全面评估混凝土的工作性能、强度等特性,为工程质量控制提供依据。这些指标反映了混凝土的可塑性、承载能力和整体性能,是保证混凝土工程质量的关键检测项目。坍落度测量可塑性坍落度检测能反映混凝土的可塑性和流动性。数值越高表示混凝土越容易流动。控制施工质量通过坍落度可以评估混凝土的浇筑和振捣情况,确保结构成型质量。诊断配合比坍落度偏高或偏低可能说明配合比存在问题,需要对水灰比或其他参数进行调整。抗压强度反映承载能力抗压强度是评估混凝土质量最重要的指标之一,直接反映了混凝土的承载能力。评估结构安全通过抗压强度试验可以判断混凝土是否满足设计要求,为工程结构的安全性提供依据。诊断配合比抗压强度偏低可能说明水泥用量不足或水灰比过高等配合比问题,需要进一步调整。预测长期性能通过测定不同龄期的抗压强度变化趋势,可以预测混凝土的长期强度发展情况。抗折强度评估承载能力抗折强度测试能直接反映出混凝土的抗弯承载能力,是评估结构安全性的重要指标之一。诊断配合比抗折强度偏低可能说明混凝土配合比存在问题,需要调整水泥用量或粗细骨料比例等参数。全面评估将抗折强度与抗压强度等其他指标一起分析,可以更全面地评估混凝土的整体性能。混凝土的常见问题及处理1收缩裂缝收缩应力过大导致混凝土表面出现细微裂缝2离析搅拌不均匀导致水泥浆和骨料分离3泌水水灰比过高导致混凝土表面渗出过多水分混凝土在施工过程中可能出现诸如收缩裂缝、离析和泌水等常见问题。这些问题通常源于配合比设计不当、振捣不充分或养护不到位等施工原因。针对不同问题,可采取适当的预防和处理措施,如合理控制水灰比、加强振捣和延长养护时间等,确保混凝土质量满足要求。收缩裂缝原因分析混凝土表面因水分过快蒸发或内部应力过大而产生细微裂缝,这会影响结构的承载能力和美观。温度控制在高温环境下,应采取遮阳、喷洒水雾等措施降低混凝土表面温度,减少水分蒸发速度。养护措施通过定期洒水或覆盖保湿材料,延长混凝土养护时间,防止过早干