混凝土基础知识及配合比设计讲义修改后Word文档下载推荐.docx
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3.砼制作方法
机械搅拌:
一般不少于2分钟,但视机型而异。
(商品砼亦属于机械搅拌,但因系采用双卧轴强制搅拌,其搅拌时间仅30秒左右。
)
人工扦捣—铁杆或木、竹杆
4.砼浇筑方式插入式
震动成型
平台式
5.砼的分级及代号
按国家标准分12个等级,代号为C(concrete),即从C7.5~C60,高于C60叫高强砼,不在分级之列。
二、砼分类及发展历史
1、砼发展历史
砼生产与应用已有一百多年历史,1824年世界上首先出现水泥—波特兰水泥,水泥的出现,有力的促进了砼的发展。
1850年法国朗波特首先发明钢筋混凝土,并首先做成钢筋砼船。
(加钢筋网增强,弥补抗拉、抗折强度低不足)1887年科伦,首先发表钢筋砼的计算方法,为钢筋砼发展起了较大的促进作用。
随着水泥工业的不断发展,近百年来特别是五、六十年砼的生产、应用非常迅猛。
在解放初期砼标号达到200号就算高标号,300号砼(相当于C30)还极少见,而到了80年代末及90年代,已可制作C50、C60的砼,而常用的则为C20~C40,现在在试验室已可配制C100特高强砼。
2.砼分类
(1)按胶结材料分类
a.水泥砼
b.石羔砼
c.石灰砼
d.沥青砼
e.水玻璃砼
f.碱矿碴砼
g.聚合物水泥砼
h.树脂砼
I.硫磺砼
(2)按集料分类
a.重集料砼:
集料为钢球、铁矿石、重晶石等。
(可防辐射)
b.普通集料砼:
天然砂、石
c.轻集料砼:
天然或人造轻集料
d.细集料的大孔砼
e.无粗集料的细颗料砼,如钢丝网水泥结构
(3)按用途分类
a.普通砼(又称结构砼)。
要求具有足够的强度和耐久性要求;
b.水工砼。
要求具有密实性、抗渗性、抗冻性和抗地热性等要求;
c.海工砼。
要求具有足够的密实性、抗渗性、抗蚀性及干缩性小等要求;
d.道路砼要求具有高抗磨性、高抗折强度、以及抗冲击性、抗冻性和干缩性小等要求;
e.有特殊使用要求的砼,又可分为:
①抗渗砼:
抗渗等级≥P6级的砼(抗渗等级分P2、P4、P6、P8、P10、P12共六个等级)。
②抗冻砼:
抗冻等级≥F50级的砼(以28天试块做冻融循环试验,以强度降低≯25%、质量损失≯5%的最大冻融循环次数来确定耐冻性标号。
)。
③耐热砼:
要求耐热温度350~1700℃
④耐酸砼:
要求能耐酸碱腐蚀
⑤防辐射砼:
要求能抗X射线或钴辐射等
⑥自应力砼及补偿收缩砼
⑦大体积砼:
砼结构实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因水泥水化热引起砼内外温差过大而导致裂缝的砼。
在实际工程建设中,还有其它他有特殊施工要求的砼,不再细列。
(4)按施工工艺分类
a.普通现浇砼
b.喷射砼
c.泵送砼
d.灌浆砼现浇类
e.真空吸水砼
f.自密实砼
g.碾压砼
h.挤压砼预制类
I.离心砼
(5)按配筋方式分类
a、无筋(素)砼
b、钢筋砼
c、丝网砼
d、纤维砼(包括纤维砼、碳纤维砼、玻璃丝砼)
e、预应力砼(包括先张法预应力砼、后张法预应力砼)
(6)按拌合物流动度分类
a、塑性砼L=30-70mm
b、半干硬砼L=0-20mm
c、干硬砼L=0
d、流动性砼L=100-150mm
e、大流动性砼L≥160mm
三、砼组成原材料的基本常识
1、水泥
(1)水泥发明史
水泥的出现,只有100多年的历史,最早是英国人佛罗斯特(Frost)于1822年发明的,1824年英国人阿斯普丁(JosephAspdin)以粘土和石灰配料烧结后细磨成水泥,现世界上以1824年作为水泥发明年,因其颜色像英国波特兰岛上的岩石,故命名为波特兰水泥。
1930年,波特兰水泥更名为现在的硅酸盐水泥。
我国于1952年正式把波特兰水泥更名为硅酸盐水泥。
(2)水泥的分类
到目前为止,水泥的种类和规格已达到几十种之多,但常用和大量用的主要有:
P•Ⅰ不掺
硅酸盐水泥
P•Ⅱ掺≤5%粒化高炉矿渣
普通硅酸盐水泥P•O掺>5%,且≤20%混合材料
矿渣硅酸盐水泥P•S•A掺>20%,且≤50%粒化高炉矿渣;
矿渣硅酸盐水泥P•S•B掺>50%,且≤70%粒化高炉矿渣;
火山灰硅酸盐水泥P•P掺>20%,且≤40%火山灰质混合材;
粉煤灰硅酸盐水泥P•F掺>20%,且≤40%粉煤灰;
复合硅酸盐水泥P•C掺两种以上的活性混合材料总量>20%,且≤50%
(3)水泥标号
按国家最新标准,从32.5~62.5R共八个等级,详见如下:
纯熟料+石羔=100g,P•Ⅰ42.5、42.5R
掺≤5%的矿渣52.5、52.5R共六个等级
P•Ⅱ62.5、62.5R(GB-175-2007)
或掺≤5%的石灰石
活性混合材最大42.5、42.5R
掺量不超过20%P•O共四个等级
52.5、52.5R(GB-175-2007)
32.5、32.5R
矿渣掺合量P•S•A42.5、42.5R共六个等级
>20,且≤50%52.5、52.5R(GB-175-2007)
32.5、32.5R
矿渣掺合量P•S•B42.5、42.5R共六个等级
>50,且≤70%52.5、52.5R(GB-175-2007)
火山灰掺合量P•P42.5、42.5R共六个等级
>20%,且≤40%52.5、52.5R(GB-175-2007)
混合材料总掺量P•C42.5、42.5R共六个等级
>20%,且≤50%52.5、52.5R(GB-175-2007)
粉煤灰总掺量P•F42.5、42.5R共六个等级
>20%,且≤40%52.5、52.5R(GB-175-2007)
(4)常用水泥的基本性能及用途
P•Ⅰ、P•Ⅱ及P•O:
早期强度高,硬化快,28天基本成型,常用于建筑工程地下及地面上结构物,但不适用于高温蒸汽养护。
抗冻、耐磨、抗水性差,P•Ⅰ、P•Ⅱ水化热高,不宜用于大体积工程。
P•S、P•P、P•F、P•C:
早期强度低、强度渐长慢,但后期强度高,90天及一年以后强度仍在增长,适合地下、水利及大体积砼工程。
抗冻性差、保水性差。
其中P•C水泥较其他有较高的早期强度。
(5)除六大品种常用水泥外,还有专用及特种水泥,主要有:
高铝水泥(也叫硫铝酸盐水泥或是矾土水泥)
道路水泥
膨胀水泥
白色硅酸盐水泥
彩色硅酸盐水泥
砌筑水泥
自应力水泥
喷射水泥
水玻璃耐酸水泥
碱矿渣水泥(标号可达到270MPa)
低热矿渣硅酸盐水泥
超细水泥
(6)水泥生产方式及生产概况
干法回转窑
回转窑(旋窑)预分解窑
湿法回转窑
主要有两大类
机立窑
立窑已逐渐淘汰并限制发展
土立窑
立窑与旋窑生产的最大的差别,主要体现生产能耗及产品质量上,立窑水泥由于生产工艺落后,产品质量不稳定,生产能耗高(每Kg水泥熟料的生产能耗一般在0.15~0.17Kg标煤左右);
旋窑水泥,由于生产工艺先进,产品质量比较稳定,每Kg熟料生产能耗一般在0.1~0.12Kg标煤左右,甚至更低。
预拌混凝土企业,应选用旋窑水泥,主要是基于旋窑水泥质量比较稳定,有利于预拌混凝土企业的质量管理。
2、砂
(1)砂的分类
砂的细度模数划分,一般可分为粗砂、中砂、细砂三大类,即
粗砂细度模量3.1~3.7
中砂细度模量2.3~3.0
细砂细度模量1.6~2.2
细度模量小于1.6的叫特细砂,砼中很少采用特细砂
(2)砂的颗粒级配
按普通混凝土用砂的国家标准GB14684-2001,砂的颗粒级配应符合下表要求
天然砂的颗粒级配区表
累计筛余%
级配区
公称粒径
Ⅰ区
Ⅱ区
Ⅲ区
5.00mm
10~0
2.50mm
35~5
25~0
15~0
1.25mm
65~35
50~10
630
85~71
70~41
40~16
315
95~80
92~70
85~55
160
100~90
[注]①.配制砼宜选用Ⅱ区砂;
②.泵送砼宜选用中砂。
3、石子(碎石、卵石)
用于砼的石子(碎石、卵石),国家标准GB14685-2001都有详细的要求,主要包括颗粒级配、含泥量、针片状含量、有害物质、坚固性、抗压强度(包括岩石的抗压强度或压碎指标)、表观密度、空隙率等,这里不作细述。
但有一点必须特别强调的就是关于砼的碱集料反应问题。
(1)所谓碱集料反应,就是指碎石中含有活性SiO2,它会与水泥水化后产生的NaOH反应,生成硅酸钠凝胶,其反应式如下:
2NaOH+SiO2H2ONaSiO2+nH2O
(2)砼发生碱——集料反应的三个基本条件
a、水泥中的含碱量(Na2O+0.658K2O)超过0.6%;
b、集料为活性集料,且活性硅含量超过1%;
C、砼处理潮湿环境(湿度>80~85%);
只有符合以上三个基本条件(缺一不可)才能导致碱——集料反应。
(3)碱集料反应的危害:
砼中碱集料反应是一个缓慢的过程,有的两年,有的甚至五年或更长时间,但是这种反应一旦发生,将造成严重危害,并且是无法弥补的。
这是因为反应生成的硅酸钠凝胶吸水后体积膨胀约三倍,从而导致砼开裂,使砼结构失去承载能力而坍塌。
4、活性掺合料
(1)活性掺合料的主要品种及质量要求
混凝土常用的活性掺合料主要有粉煤灰、磨细矿渣粉两种,现分述如下:
a、粉煤灰
粉煤灰国外叫做飞灰(flyash)它是火力发电厂粉煤炉高温燃烧后,经收尘器收集的微粉,粒径一般在10~300之间,按收集方式不同,它又分湿排灰和干排灰两种,现代混凝土工程中用的掺合料主要为干排灰。
目前国家已经制定了专用于建筑工程的粉煤灰质量标准,叫做《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005,按该标准,粉煤灰
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