第五章 混凝土-建筑材料48课件讲解

第五章混凝土建筑材料之混凝土的组成材料混凝土外加剂Part

1Part

2Part3概述混凝土的矿物

掺合料Part4混凝土拌和物的和易性Part5混凝土的耐久性其他混凝土Part

6Part

7Part8混凝土的强度混凝土的配合比设计Part9混凝土的各组成材料按一定比例配合、搅拌而成的尚未凝固的材料，称为混凝土拌和物，又称新拌混凝土。新拌混凝土应具备的性能主要是满足施工要求，即拌合物必须具有良好的和易性，这样才能便于施工和按设计要求成形，从而保证混凝土的强度和耐久性。混凝土拌和物的和易性又称工作性，是指混凝土拌和物在一定的施工条件下（如设备、工艺、环境等）易于各工序（搅拌、运输、浇注、捣实）施工操作，并能获得质量稳定，整体均匀，成型密实的性能。和易性是一项综合性的技术指标，包括流动性、黏聚性（或称抗离析性）、保水性（或称稳定性）等3方面性能。5.5.1交货与验收流动性流动性是指混凝土拌和物在自重或机械振捣作用下，易于流动并均匀密实地填满模板的性能。流动性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠，直接影响浇捣施工的难易和混凝土的质量。流动性好，混凝土易操作、易成型。黏聚性黏聚性是指混凝土拌和物有一定黏聚力，在运输和浇注过程中不致产生分层和离析现象，使混凝土拌和物保持整体均匀的性能。黏聚性不好的拌和物，砂浆与石子容易分离，振捣后会出现蜂窝、空洞等现象，严重影响工程质量。保水性保水性是指混凝土拌和物在施工过程中，具有一定保持内部水分而不致产生严重泌水的能力。如果混凝土拌和物的保水性差，很容易造成固体颗粒下沉，水上浮于混凝土表面形成泌水，使硬化后的混凝土表面酥软。当泌水发生在骨料或钢筋下面时，会影响混凝土的整体均匀性。此外，保水性差的混凝土拌和物，因泌水会形成易透水的孔隙，使混凝土的密实性变差，强度和耐久性降低。目前，还没有一种科学的测试方法和定量指标能全面、准确地反映混凝土拌和物的和易性。一般采用国标《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》（GB/T50080—2002）规定的坍落度与坍落扩展度法和维勃稠度法，定量地表示拌和物流动性的大小，然后根据经验，通过对试验或现场观察，定性地判断或评定混凝土拌和物的和易性。5.5.2和易性的测定及选用1．坍落度与坍落扩展度法坍落度的测定是将混凝土拌和物按规定方法装入标准坍落度筒内，装满刮平后将筒垂直向上提起，然后测出混凝土因自重而产生坍落的尺寸，以mm表示，如图5-6所示。坍落度值越大，表示流动性越大。在测定坍落度后，用捣棒在已坍落的拌和物锥体的侧面轻击，观察其黏聚性。若锥体逐渐下沉，表示黏聚性良好；若锥体突然倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示黏聚性不好。图5-6混凝土拌和物坍落度测定示意图保水性以混凝土拌和物中稀浆析出的程度评定。提起坍落筒后，如果锥体底部有较多稀浆析出，拌和物因失浆而骨料外露，则表示拌和物的保水性不良；如果无稀浆析出或仅有少量稀浆自底部析出，混凝土锥体含浆饱满，则表示拌和物的保水性良好。根据试验和观察，最后以流动性、黏聚性及保水性来综合评定混凝土拌和物的和易性。当混凝土拌和物的坍落度大于220mm时，用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个直径之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。2．维勃稠度法利用维勃稠度仪测定混凝土拌和物的稠度，其具体方法为：①将喂料斗提到坍落度筒上方扣紧，并校对容器的位置，使其中心与喂料斗中心重合，如图5-7所示；②将混凝土拌和物按规定方法装入坍落度筒内；③将喂料斗转离，垂直提起坍落度筒；④利用螺钉将透明玻璃圆盘移至坍落的混凝土拌和物上方，然后开启振动台并用秒表记录时间，直到透明圆盘底部布满水泥浆为止，此段时间（s）称为维勃稠度。维勃稠度越大，流动性越小。图5-7混凝土拌和物维勃稠度测定示意图根据混凝土坍落度和维勃稠度的大小，可将混凝土拌和物分为4级，如表5-15所示。表5-15混凝土拌和物的分级新拌水泥混凝土的坍落度可根据施工方法和结构条件（断面尺寸、钢筋分布情况），并参考有关资料（经验）加以选择。表5-16为不同场合混凝土拌和物的坍落度的适宜范围。3．和易性的选用表5-16混凝土坍落度的适宜范围混凝土拌和物中的水泥浆赋予混凝土拌和物一定的流动性。在水灰比不变的情况下，单位体积拌和物内，如果水泥浆愈多，则拌和物的流动性愈大。但若水泥浆过多，将会出现流浆现象，使拌和物的黏聚性变差，同时对混凝土的强度与耐久性也会产生一定影响；若水泥浆过少而不能填满骨料间隙或不能很好地包裹骨料表面时，拌和物就会产生崩塌现象，黏聚性也变差。因此，混凝土拌和物中水泥浆的用量，应以满足流动性和强度要求为准，不宜过量。5.5.3影响和易性的主要因素1．水泥浆的用量水泥浆的稠度与水泥的水灰比和水胶比有关。其中，水灰比是指1m3混凝土中水与水泥用量的比值，用符号W/C表示；水胶比是指1m3混凝土中水与所用胶凝材料用量的比值，用W/B表示。在水泥用量不变的情况下，水灰比愈小，水泥浆就愈稠，混凝土拌和物的流动性就愈小。当水灰比过小时，水泥浆干稠，混凝土拌和物的流动性过低，会使施工困难，且不能保证混凝土的密实性。增大水灰比会使流动性加大，但如果水灰比过大，又会造成混凝土拌和物的黏聚性和保水性不良，从而产生流浆、离析现象，严重影响混凝土的强度。因此，水灰比不能过大或过小，一般应根据混凝土强度和耐久性要求，合理地选用。2．水泥浆的稠度——水灰比（W/C）或水胶比（W/B）无论是水泥浆的多少还是水泥浆的稀稠，实际上对混凝土拌和物流动性起决定作用的是单位体积用水量的多少。当骨料和单位体积混凝土的用水量一定时，如果单位体积混凝土中水泥用量增减不超过50～100kg，混凝土拌和物的坍落度大体可保持不变。如果单纯加大用水量会降低混凝土的强度和耐久性。因此，调整混凝土拌和物流动性时，应在保证水灰比不变的条件下，通过调整水泥浆的用量来调整。3．单位体积用水量砂率是指混凝土中砂的用量占砂石总用量的百分率。砂率的变动，会使骨料的空隙率和骨料的总表面积有明显改变，因而对混凝土拌和物的和易性产生显著影响。砂率过大时，骨料的总表面积及空隙率都会增大，在水灰比及水泥用量不变的情况下，混凝土拌和物显得干稠，其流动性显著降低。如果砂率过小，不能保证粗骨料之间有足够的砂浆层，也会降低混凝土拌和物的流动性，并严重影响其黏聚性和保水性，容易造成离析、流浆。4．砂率合理砂率是指在水灰比及水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌合物获得最大的流动性，保持良好的粘聚性和保水性，如图5-8所示，即采用合理砂率时，能使混凝土拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性与保水性，而水泥用量为最少，如图5-9所示。图5-8砂率与坍落度的关系图5-9砂率与水泥用量的关系水泥对混凝土和易性的影响主要表现在水泥的需水性上。需水量大的水泥品种，达到相同的坍落度，需要较多的用水量。常用水泥中以普通硅酸盐水泥所配制的混凝土拌和物的流动性和保水性较好。矿渣、火山灰质混合材料对水泥的需水性都有影响，矿渣水泥所配制的混凝土拌和物的流动性较大，但黏聚性差，易泌水。火山灰水泥需水量大，在相同加水量条件下，流动性显著降低，但黏聚性和保水性较好。骨料的性质对混凝土拌和物的和易性影响较大。级配良好的骨料，空隙率小，在水泥浆用量相同的情况下，包裹骨料表面的水泥浆较厚，和易性好。碎石比卵石表面粗糙，所配制的混凝土拌和物的流动性较卵石配制的差。细砂的比表面积大，用细砂配制的混凝土比用中、粗砂配制的混凝土拌和物的流动性小。5．水泥品种和骨料的性质外加剂（如咸水刘、引气剂等）对混凝土拌和物的和易性有很大的影响，在拌制混凝土时，加入少量的外加剂能使混凝土拌和物在不增加水泥用量的条件下，获得良好的和易性。掺入外加剂的混凝土，其流动性不仅显著增加，还能有效地改善混凝土拌和物的黏聚性和保水性，且在不改变混凝土配合比的情况下，能提高混凝土的强度和耐久性。6．外加剂搅拌后的混凝土拌和物，随着时间的延长而逐渐变得干稠，坍落度降低，流动性下降，这种现象称为坍落度损失。致使混凝土拌和物的流动性变差的原因，是随着混凝土凝聚结构的逐渐形成，混凝土拌和物中的一部分水已与水泥水化，一部分水被骨料吸收，一部分水蒸发所致。7．时间和温度调整混凝土黏聚性和保水性的主要方法有以下几种：（1）适当调整砂率，必要时需经试验采用合理砂率。（2）选用颗粒级配良好砂、石骨料，并且选用连续级配。（3）适当限制粗骨料的最大粒径，且避免选用较粗的砂、石骨料。（4）掺入合适的混凝土外加剂和矿物掺合料，以极大地改善其黏聚性和保水性。5.5.4改善混凝土和易性的措施1．调整黏聚性和保水性的方法调整