水泥混凝土配合比設(shè)計

1、1,道路建筑材料,西華大學(xué)交通與汽車工程學(xué)院交通運輸系交通工程教研室,主講教師：李慧,2,普通混凝土設(shè)計要求與主要內(nèi)容 普通混凝土是由水泥、砂、粗集料和水組成的一種復(fù)合材料，組成設(shè)計是確定這些材料的質(zhì)量或體積之間的比例關(guān)系，有時需要注明外加劑用量，組成設(shè)計統(tǒng)稱為混凝土配合比設(shè)計。設(shè)計任務(wù)：根據(jù)設(shè)計目標、施工條件和原材料性質(zhì)，確定出各種組成材料的用量，使混凝土在滿足經(jīng)濟條件下達到如下性能： 工作

2、性、結(jié)構(gòu)強度等級、耐久性、經(jīng)濟性等,水泥混凝土設(shè)計,3,普通混凝土的配合比設(shè)計,(1) 配合比的定義： 指的是混凝土組成材料中各組成材料（水泥、水、砂子和石子）用量之比；（2）配合比的表示方法：通常用1m3混凝土各材料的質(zhì)量來表示，如1m3混凝土中，水泥：300kg, 水：180kg,砂子:720kg,石子:1200kg;或以各種組成材料用量的比例來表示： 水泥：砂：石=1：2.4：4，水灰比為0.6

3、0，其中水泥為300kg,水泥混凝土設(shè)計,4,（3）普通混凝土設(shè)計的基本要求：,（a）滿足混凝土拌合物和易性的要求； (b）滿足結(jié)構(gòu)要求的強度等級； （c）滿足與使用環(huán)境相適應(yīng)的耐久性要求 （d）滿足經(jīng)濟性要求,水泥混凝土設(shè)計,5,（1）混凝土的設(shè)計強度；（2）混凝土的耐久性設(shè)計要求；（3）結(jié)構(gòu)斷面尺寸及鋼筋配筋情況；（4）混凝土施工方法及管理水平；（5）原材料的品種以及物理性質(zhì)： 水泥：水泥品種，實測

4、強度， 密度； 砂子：級配和粗細情況，表觀密度； 石子：品種（卵石或碎石）、最大粒徑、表觀密度； 水：來源（自然水或天然水）、密度,配合比設(shè)計所需要的基本資料,水泥混凝土設(shè)計,6,（4）配合比設(shè)計的三個重要參數(shù)： （a）水灰比W/C：表示水與水泥的用量之比； （b）單位用水量：指的是1m3混凝土中水的用量 （c）砂率：,水泥混凝土設(shè)計,7,水泥混凝土設(shè)計,8,普通混凝土配合比設(shè)計的方法與步驟混凝土配合比設(shè)

5、計一般分三步：,一、初步配合比的設(shè)計： 主要是利用經(jīng)驗公式或經(jīng)驗資料而獲得的初步配合比；二、實驗室配合比的設(shè)計： 由初步配合比出發(fā)，經(jīng)過實驗調(diào)整，得出滿足和易性要求的配合比（基準配合比）；強度等要求的配合比（試驗室配合比）；三、施工配合比的設(shè)計：考慮砂、石的含水率，計算出滿足施工要求的配合比,水泥混凝土設(shè)計,9,一、 初步配合比的設(shè)計：,1， 確定水灰比W/C:（1）定義： 水灰比表示混凝土中水的用量與水泥

6、用量之比；（2）影響：水灰比的大小直接影響到混凝土的強度和耐久性。（3）水灰比越小，強度越高，而且耐久性越好，但水灰比過小，則耗用水泥過多，不但提高了成本，而且在混凝土硬化過程中增大了水化熱；（4）因此，確定水灰比應(yīng)分別根據(jù)強度和耐久性兩方面來考慮：,水泥混凝土設(shè)計,10,水泥混凝土設(shè)計,11,混凝土的配制強度：,我國目前規(guī)定，設(shè)計要求的混凝土配置強度保證率為95%，t=1.645（保證率系數(shù)）,即混凝土的配置強度計算公式：,水

7、泥混凝土設(shè)計,12,如果施工企業(yè)具有25組以上混凝土設(shè)計強度歷史統(tǒng)計資料時，可以按如下公式計算,第i組試件強度,n組試件平均強度,水泥混凝土設(shè)計,13,混凝土的配置強度計算公式：,水泥混凝土設(shè)計,14,水泥混凝土設(shè)計,15,水泥混凝土設(shè)計,16,P72 表3-10,水泥混凝土設(shè)計,17,混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定（JGJ55－2000）,18,2 確定單位用水量 mwo:,單位用水量：是指1m3混凝土中水的用量；單位用水量主

8、要控制了混凝土拌合物的流動性，而流動性主要以坍落度來表示；單位用水量的確定： 應(yīng)根據(jù)混凝土施工要求的坍落度和已知的粗顆粒的種類以及最大粒徑Dmax查P74，表3-12可得。,水泥混凝土設(shè)計,19,塑性混凝土的單位用水量，kg,水灰比在0.40～0.80范圍內(nèi)時，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按下表選取。(本表適應(yīng)中砂),20,干硬性混凝土的單位用水量，kg,21,3 確定混凝土的單位水泥用量mC0:,（a）首先根

9、據(jù)水灰比的定義：,（b）再根據(jù)結(jié)構(gòu)的類型和使用的環(huán)境，查表可得混凝土的最小水泥用量；,(c)比較兩者大小，取二者的最大值作為單位水泥用量mC0,水泥混凝土設(shè)計,22,4 確定混凝土的砂率,主要根據(jù)水灰比、骨料的類型（卵石或碎石）以及最大粒徑確定；砂率主要通過查表法確定： 查P75表3-13混凝土砂率選用表。,水泥混凝土設(shè)計,23,混凝土砂率，％,24,5 確定1m3混凝土中砂、石的用量mso、mgo:

10、 兩種方法：質(zhì)量法和體積法,（1）質(zhì)量法：也稱表觀密度法，就是在計算時，先假定所配置的混凝土的表觀密度為一定值，然后根據(jù)水泥、水、砂和石的總質(zhì)量等于表觀密度乘以總體積的原理來求解砂和石的質(zhì)量，即：,水泥混凝土設(shè)計,25,水泥混凝土設(shè)計,26,（2）體積法原理：假定混凝土拌合物的總體積（1m3)等于各組成材料的絕對體積以及拌合物中所含空氣的體積之和.,水泥混凝土設(shè)計,27,通過上述5步，求出了單位體積（1m3)混凝土中水

11、泥、水、砂和石的用量分別為：mco、mwo、mso和mgo,于是混凝土的初步配合比為： 水泥、水、砂和石的用量之比為：mco：mso：mgo，水灰比W/C= mwo ：mco從初步配合比的設(shè)計步驟來看，許多參數(shù)都是通過查表或經(jīng)驗公式求得；因此、由初步配合比配置而成的混凝土拌合物可能達不到和易性和強度的要求；故必須進一步調(diào)整和確定配合比—————即進行所謂的實驗室配合比設(shè)計。,水泥混凝土設(shè)計,28,實驗室配合比

12、的設(shè)計主要對初步配合比進行和易性的調(diào)整及強度的校核。,（1）和易性的調(diào)整：調(diào)整的目的： a）使和易性滿足施工的要求；b）使水灰比滿足強度和耐久性的要求；調(diào)整的方法及步驟： 按初步配合比計算出各組成材料用量，試制15L（或25L）混凝土拌合物，配置成混凝土拌合物；測量該拌合物的流動性（坍落度法），并觀察拌合物的粘聚性和保水性，如不滿足要求，則需進行調(diào)整配合比。,水泥混凝土設(shè)計,29,在測定混凝土拌和物的和易性時，可能存在以

13、下四種情況：,a）流動性比要求的?。?調(diào)整辦法： 保持W/C不變，增大水、水泥用量；b）流動性比要求的大： 調(diào)整辦法： 保持砂率不變，增大砂、石用量；,水泥混凝土設(shè)計,30,c）砂漿不足引起粘聚性和保水性不良時： 調(diào)整辦法： 單獨增加砂的用量，適當增大砂率；d）砂漿過多引起粘聚性和保水性不良時： 調(diào)整辦法： 單獨減少砂的用量，適當降低砂率；,水泥混凝土設(shè)計,31,通過實驗室反復(fù)調(diào)整，使混凝

14、土拌合物達到和易性的要求后，測量出拌合物的實際表觀密度 ， 進而得出和易性調(diào)整合格后的配合比(基準配合比),（2）強度的校核：,分別用 三個水灰比，拌制三個混凝土試樣，測量其28d的抗壓強度值 看是否滿足強度的要求。,強度的驗證公式為：,水泥混凝土設(shè)計,32,水泥混凝土設(shè)計,,33,同理，實驗室調(diào)整后，1m3混凝土中水的用量Wsh:,水泥混凝土設(shè)計,

15、34,同理，實驗室調(diào)整后，1m3混凝土中砂的用量Ssh:,水泥混凝土設(shè)計,35,同理，實驗室調(diào)整后，1m3混凝土中石的用量Gsh:,水泥混凝土設(shè)計,36,三 施工配合比的設(shè)計,主要考慮到砂、石中含水，設(shè)砂的含水率為a%,石的含水率為b%,則施工配合比為：水泥：C’=Csh;砂： S’=Ssh（1+a%);石： G’=Gsh（1+b%);水： W’=Wsh- Ssh *a%- Gsh *b%；,水泥混凝土設(shè)計,37,總結(jié)：混

16、凝土配合比設(shè)計的基本步驟？,（2）單位用水量的確定：查表法；（3）確定單位水泥用量；（4）確定砂率：查表法；（5）確定砂石用量：工程中一般用質(zhì)量法；三、實驗室配合比的設(shè)計：（1）和易性的調(diào)整：取15L/25L混凝土拌合物；（2）強度校核；四、施工配合比的設(shè)計：主要考慮砂、石的含水率；,一、基本設(shè)計資料的收集；二、初步配合比的設(shè)計：（1）水灰比的確定：從強度和耐久性入手；,水泥混凝土設(shè)計,38,普通混凝土配合比設(shè)計

17、 ———實例,水泥混凝土設(shè)計,39,[例題] 某 現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計強度等級為C25，施工要求坍落度為（35~50）mm，（混凝土由機械攪拌，機械振搗），該施工單位無歷史統(tǒng)計資料。,水泥混凝土設(shè)計,40,試求： （1）混凝土的初步配合比；（2）調(diào)整后，加入5%的水泥漿，實測表觀密度為2432kg/m3，求實驗室配合比？（3）砂子含水率a%=4%,石子含水率b%=1%,求混凝土的施工配合比

18、？,水泥混凝土設(shè)計,41,水泥混凝土設(shè)計,42,（b）求滿足耐久性要求的水灰比（W/C）2 ：,主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)的類型以及使用環(huán)境，查 表 ，可求: 鋼筋混凝土梁的最大水灰比（W/C）2=0.65，即為滿足耐久性要求的水灰比；,（c）確定水灰比：,則取W/C=0.60既滿足強度要求、又滿足耐久性要求.,水泥混凝土設(shè)計,43,2 單位用水量mwo的確定：,單位用水量的確定： 應(yīng)根據(jù)混凝土施工要求的坍落度（表）和已知的粗顆粒的種

19、類以及最大粒徑Dmax查表可得。本題中： 坍落度：（35~50）mm、碎石：Dmax=40mm, 查表可得: Mwo=175kg/m3,水泥混凝土設(shè)計,44,3 確定混凝土的單位水泥用量mC0:,（a）首先根據(jù)水灰比的定義：,（b）再根據(jù)結(jié)構(gòu)的類型(鋼筋混凝土梁）和使用的環(huán)境（查表）可得混凝土的最小水泥用量為260kg/m3,(c) 比較兩者大小，取二者的最大值作為單位用水量:mC0=292kg/m3,水

20、泥混凝土設(shè)計,45,4 確定混凝土的砂率,主要根據(jù)水灰比(0.60)、骨料的類型（碎石）以及最大粒徑(40mm),查表確定混凝土砂率選用表。查表可得： 砂率為（33~38）%，具體計算時，我們可以取 =35%,水泥混凝土設(shè)計,46,5 確定1m3混凝土中砂、石的用量mso、mgo: 兩種方法：質(zhì)量法和體積法,水泥混凝土設(shè)計,47,本題中，混凝土的設(shè)計強度為C25，則可以假定1m3混凝土的表觀密度為：,已

21、求得砂率 =35%，,另外也可通過體積法確定砂、石單位體積用量；,水泥混凝土設(shè)計,48,下面用體積法確定砂、石的單位體積用量：,水泥混凝土設(shè)計,49,混凝土的初步配合比為：,用1m3混凝土各組成材料的質(zhì)量來表示，本題中，水泥：292kg, 水：175kg,砂子:677kg,石子:1256kg;或以各種組成材料用量的比例來表示： 水泥：砂：石=1：2.32：4.30，水灰比為0.60，其中水泥為300kg,水泥混凝

22、土設(shè)計,50,（1）按初步配合比計算出各組成材料用量，試制25L混凝土拌合物，配置成混凝土拌合物；測量拌合物的流動性（坍落度法），并觀察拌合物的粘聚性和保水性；本題不滿足流動性要求。（2）調(diào)整方法： 保持水灰比不變，加入水泥漿；,水泥混凝土設(shè)計,51,（3）首先計算出25L混凝土拌合物需要各組分材料的用量：,水泥：（mco(292)×25）/1000 ，得水泥用量：7.3kg;水 ：（mwo(175)

23、5;25）/1000 ，得水用量：4.38kg;砂 ： （ mso(677 )×25)/1000 ，得砂用量：16.92kg;石 ：(mgo(1256)×25）/1000 ，得石用量：31.4kg;調(diào)整流動性的方法：保持水灰比不變，加入5%的水泥漿調(diào)整后各材料用量如下：水泥mcb：7.3（1+5%）=7.67kg;水mwb： 4.38（1+5%）=4.6kg;砂msb：16.92kg;石mgb：

24、31.4kg;,水泥混凝土設(shè)計,52,（4）強度校核：分別用 0.55、0.60、0.65 三個水灰比，拌制三個混凝土試樣，測量其28d的抗壓強度值 ，實驗可得W/C=0.60滿足強度要求。,水泥混凝土設(shè)計,53,（5）計算實驗室配合比1m3混凝土水泥的用量：,水泥混凝土設(shè)計,54,水泥混凝土設(shè)計,55,（6）實驗室配合比為：水泥Csh：308kg, 水Wsh：185kg,砂子Ssh:679kg,

25、石子Gsh:1260kg;,三 、施工配合比的設(shè)計：主要考慮到砂、石中含水，已知砂的含水率為4%,石的含水率為1%,則施工配合比為：水泥：C’=Csh=308kg;砂： S’=Ssh（1+4%)=706kg;石： G’=Gsh（1+1%)=1273kg;水： W’=Wsh- Ssh a%- Gsh b%=143kg；,水泥混凝土設(shè)計,56,課題練習題,57,其他品種水泥混凝土,高性能混凝土一詞是從英文High Perform

26、ance Concrete (HPC)翻譯過來的，是近年來一些發(fā)達國家基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計提出的新概念的混凝土。起初定義為——具有所要求的性能和勻質(zhì)性的混凝土。性能包括：易于澆注、搗實而不離析；高超的、能長期保持的力學(xué)性能；早期強度高、韌性高和體積穩(wěn)定性好；在惡劣的使用條件下壽命長?！〖矗篐PC要求高強度、高流動性與優(yōu)異的耐久性。,聽課建議采用列表法對比,58,其他品種水泥混凝土,（1）是低水膠比、摻用高效減水劑和礦物細摻料

27、，改變了水泥石與骨料間界面結(jié)構(gòu)性質(zhì)，提高了混凝土的致密性；（2）高性能混凝土的制備不應(yīng)該僅是水泥石本身，還應(yīng)包括骨料的性能，配比的設(shè)計，混凝土的攪拌、運輸、澆筑、養(yǎng)護以及質(zhì)量控制；,高性能混凝土硬化特點：,注意：水膠比是指水與水泥加礦物細摻合料之比,59,高性能混凝土原材料 ：,1．水泥-----在選擇時應(yīng)考慮下述原則：（1）宜選用優(yōu)質(zhì)硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。對細度和顆粒級配要求高；（2）宜選用42.5級或更高等級的水泥。（

28、3）應(yīng)選用C3S含量高、而C3A含量低（少于8%）的水泥。一般不宜選用C3A含量高、細度細的R型水泥。（4）堿含量應(yīng)與所配制的混凝土的性能要求相匹配。在含堿活性骨料應(yīng)用較集中的環(huán)境下，應(yīng)限制水泥的總堿含量（Na2O+0.658K2O）不超過0.6%。,60,2．外加劑,（1）高效減水劑 高效減水劑的減水率應(yīng)該在20%以上，有時甚至高達25%以上；常用的高效減水劑主要是三聚氰胺系、萘系和胺基磺酸鹽系。目前國內(nèi)高效減水劑以萘系為主，產(chǎn)品

29、型號有NF、UNF、FDN、NSZ、DH、SN及NNO等。三聚氰胺系為樹脂類高效減水劑，產(chǎn)品型號有SM、JZB-1、SP401等。胺基磺酸鹽系有AN3000、DFS-II等。 （2）其他外加劑為了改善拌合物及硬化后混凝土的性能，也引入一些其他的外加劑，如緩凝劑、引氣劑、防凍劑、泵送劑等。,61,礦物細摻合料是高性能混凝土的主要組成材料。其作用：（1）降低溫升，改善工作性，增進后期強度，改善混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高耐久性，節(jié)約資源等

30、作用。（2）某些礦物細摻合料還能起到抑制堿-骨料反應(yīng)的作用。品種有： 粉煤灰、礦渣等工業(yè)廢渣及沸石粉、石灰粉等天然礦粉,3．礦物細摻合料,62,4．骨料,（1）粗骨料天然巖石一般強度都在80～150MPa，因此對C40 ～ C80高性能混凝土，最重要的不是強度，而是粒形特征、品種、級配、粒徑以及堿活性等。,品種：應(yīng)選擇質(zhì)地堅硬未風化的巖石，如石灰?guī)r、輝綠巖、玄武巖等。巖石的密度越大，吸水率越低，壓碎值越小，其力學(xué)性能往往越好。

31、,粒形與級配：石子具有良好的級配，用于填充空隙的砂漿量減少，使用碎石或碎卵石優(yōu)于卵石。,63,,粒徑：高性能混凝土應(yīng)選用粒徑較小的石子。小粒徑的石子，水泥漿體和單個石子界面周長和厚度都小，形成缺陷的幾率小，有利于界面強度的提高。同時，粒徑越小，石子本身缺陷幾率越小。,高性能混凝土石子的合理的最大粒徑,64,,高性能混凝土的細骨料宜優(yōu)先選用細度模量為2.6~3.2的天然河砂，同時應(yīng)控制砂的級配、粒形、含雜質(zhì)量和石英含量。級配曲線平滑、粒形

32、圓、石英含量高、含泥量和含粉細顆粒少為好，避免含有泥塊和云母。,（2）細骨料,65,纖維混凝土 fiber reinforced concrete 　　纖維和水泥基料（水泥石、砂漿或混凝土）組成的復(fù)合材料的統(tǒng)稱。水泥石、砂漿與混凝土的主要缺點是：抗拉強度低、極限延伸率小、性脆，加入抗拉強度高、極限延伸率大、抗堿性好的纖維，可以克服這些缺點。,纖維混凝土,66,所用纖維類型,所用纖維按其材料性質(zhì)可分為：①金屬纖維。如鋼纖維(鋼纖維混凝

33、土)、不銹鋼纖維(適用于耐熱混凝土)。②無機纖維。主要有天然礦物纖維（溫石棉、青石棉、鐵石棉等）和人造礦物纖維（抗堿玻璃纖維）。③有機纖維。主要有合成纖維（聚乙烯、聚丙烯等）和植物纖維（西沙爾麻等），合成纖維混凝土不宜使用于高于60℃的熱環(huán)境中。,67,鋼纖維混凝土配合比設(shè)計的目的是將組成材料，即鋼纖維、水泥、水、粗細集料及外摻劑合理配合，使配制的鋼纖維混凝土能夠最大限度的滿足施工和工程使用要求。（1）滿足公路橋梁抗壓強度和抗折強

34、度要求，提高橋面的耐久性能；（2）使配制的鋼纖維混凝土有較好的和易性，方便和滿足施工要求；（3）充分發(fā)揮鋼纖維混凝土的特點，合理確定鋼纖維及水泥用量，最大限度地降低工程成本。,鋼纖維混凝土配合比設(shè)計的要求,68,配合比設(shè)計步驟,與普通混凝土配合比設(shè)計一樣，可按下列步驟進行：（1）根據(jù)強度標準值或設(shè)計值及施工配置強度提高系數(shù)確定試配抗壓強度和抗折強度。（2）按試配抗壓強度計算水灰比，一般應(yīng)控制在0.45-0.50之間?？砂雌胀ㄋ?/p>

35、混凝土抗壓強度、水泥標號、水灰比的關(guān)系式求得。（3）根據(jù)試驗抗折強度，按規(guī)定計算鋼纖維體積率。一般體積率選1.0～1.5%,69,配合比設(shè)計步驟,（4）根據(jù)施工要求通過試驗確定單位體積用水量（摻用外加劑時應(yīng)考慮外加劑的影響）。（5）根據(jù)試驗確定合理砂率（現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)材料品種，鋼纖維纖維體積率，水灰比等適當調(diào)整），一般應(yīng)控制在1.1-1.6%之間。（6）按體積法計算材料用量確定試驗配合比。（7）按配合比進行拌和物性能檢測，調(diào)整確定施

36、工配合比。,70,鋼纖維混凝土的拌和,（1）必須使用滾動式混凝土拌和設(shè)備。當鋼纖維體積率較高，拌和物稠度較大時，應(yīng)對拌和量進行控制，一般應(yīng)不超過設(shè)備拌和量的60%。（2）注意拌和料的投放順序，一般按水泥、鋼纖維、細集料、粗集料、水的順序進行，先進行干拌后再加水濕拌，同時，鋼纖維應(yīng)分2-3次投放，保證鋼纖維在拌和機內(nèi)不結(jié)團，不彎曲或拆斷。（3）應(yīng)根據(jù)拌和物的粘聚性、均勻性及強度穩(wěn)定性要求通過試拌確定合理的拌和時間。先干拌后濕拌，一般按

37、干拌時間不少于80秒，濕拌時間不少于100秒（總拌和時間必須控制在300秒以內(nèi)）。,71,泵送混凝土,泵送混凝土　pumped concrete　　可用混凝土泵通過管道輸送拌和物的混凝土。　　要求其流動性好，骨料粒徑一般不大于管徑的四分之一，需加入防止混凝土拌合物在泵送管道中離析和堵塞的泵送劑，以及使混凝土拌和物能在泵壓下順利通行的外加劑，減水劑、塑化劑、加氣劑以及增稠劑等均可用作泵送劑。加入適量的混合材料(如粉煤灰等)，可避免混凝

38、土施工中拌和料分層離析、泌水和堵塞輸送管道。,72,,,73,泵送混凝土基本要求,滿足泵送要求，坍落度小一點好，坍落度越大、水泥用量越多，砼水化熱大，砼面易開裂。一般經(jīng)驗：打基礎(chǔ)9～11cm可泵、一般15米以下11～13cm可，做120米高層時，最大坍落度21～23cm。天氣炎熱、砼運輸條件不好，可適當增加坍落度。水下混凝土坍落度一般18～22cm，施工地下連續(xù)墻等構(gòu)筑物,74,透水混凝土,透水混凝土(permeable c

39、oncrete)在國外也被稱為多孔混凝土(porous-concrete)。美國混凝土協(xié)會2002將透水混凝土描述為“一種由水泥結(jié)合而成的開放級配混凝土”；日本混凝土協(xié)會2004對透水混凝土的描述為“擁有連續(xù)孔隙率約20%的混凝土”。實質(zhì)上它是由單一級配骨料、膠結(jié)材料、水及添加劑等拌和成混合料，再經(jīng)特殊工藝制成的非封閉型的多孔的混凝土或制品。,75,,水混凝土的強度主要是依靠包裹在骨料表面的硬化的水泥漿體將骨料粘結(jié)而形成，另外同時

40、還存在著骨料之間的嵌擠、機械咬合的作用。利用多孔混凝土特有的透水性，可供生物棲息以及減少噪音的功能，國外已用來筑堤壩、護岸、人行道、大型廣場及高速公路的路肩和隔板。,透水混凝土,76,防水混凝土,防水混凝土－－－water tight concrete 　具有高的抗?jié)B性能，并達到防水要求的一種混凝土。 　　按配制方法主要可分為四種： 　　(1)改善級配法防水混凝土； 　　(2)加大水泥用量和使用超細粉填料的普通防水混凝土；

41、　　(3)摻外加劑的防水混凝土； 　　(4)采用特種水泥的防水混凝土。防水混凝土等級：P4、P6、P8、P10、P12五個級別,77,①普通防水混凝土。原材料與普通混凝土基本相同，但兩者的配制原則不同。較小的水灰比 (不大于0.6)；適當提高水泥用量（不小于320公斤/ｍ3）、砂率(35～40％)及灰砂比(1:2～1:2.5)控制石子最大粒徑，加強養(yǎng)護等方法，以抑制或減少混凝土孔隙率，改變孔隙特征，提高砂漿及其與粗骨料界面之間

42、的密實性和抗?jié)B性。普通防水混凝土一般抗?jié)B壓力可達0.6～2.5兆帕，施工簡便，造價低廉，質(zhì)量可靠，適用于地上和地下防水工程。,78,,②外加劑防水混凝土。在混凝土拌合物中加入微量有機物（引氣劑、減水劑、三乙醇胺 ）或無機鹽（如氯化鐵），以改善其和易性，提高混凝土的密實性和抗?jié)B性引氣劑防水混凝土抗凍性好,能經(jīng)受150～200次凍融循環(huán)，適用于抗水性、耐久性要求較高的防水工程。減水劑防水混凝土具有良好的和易性,可調(diào)節(jié)凝結(jié)時間,適用于

43、泵送混凝土及薄壁防水結(jié)構(gòu)。,防水混凝土,79,,三乙醇胺防水混凝土早期強度高，抗?jié)B性能好，適用于工期緊迫、要求早強及抗?jié)B壓力大于 2.5兆帕的防水工程。氯化鐵防水混凝土具有較高的密實性和抗?jié)B性，抗?jié)B壓力可達2.5～4.0兆帕，適用于水下、深層防水工程或修補堵漏工程。,防水混凝土,80,,③膨脹水泥防水混凝土。是利用膨脹水泥水化時產(chǎn)生的體積膨脹，使混凝土在約束條件下的抗裂性和抗?jié)B性獲得提高，主要用于地下防水工程和后灌縫。,防水混凝土,

44、81,碾壓混凝土roller compacted concrete 　　碾壓混凝土是一種干硬性貧水泥的混凝土，其主要施工過程為混凝土入倉，薄層鋪筑、碾壓。它與普通常態(tài)混凝土相比有如下優(yōu)缺點:,碾壓混凝土,82,1.優(yōu) 點（1）可進行流水化、大面積連續(xù)澆筑，提高混凝土的施工強度。（2）可利用原有混凝土施工配套系統(tǒng)，提高系統(tǒng)利用率，最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)的工作能力。（3）可最大限度地使用機械，提高機械化程度，減輕勞動強度，減少勞動力，提

45、高施工質(zhì)量。（4）大量使用摻合料，節(jié)約水泥，降低成本。（5）可縮短工期（1／2～1／3），提高投資收益。,碾壓混凝土,83,2.缺 點?。?）施工工藝過程增多，對模板的要求趨向易拆、裝，單塊面積大、強度高、宜調(diào)適的大模板。（2）施工節(jié)奏快，對整個系統(tǒng)要求較高，施工中不能輕易延緩。（3）出現(xiàn)了層間結(jié)合強度、抗?jié)B等新問題。,碾壓混凝土,84,補償收縮混凝土,補償收縮混凝土是指在混凝土中摻入適量膨脹劑或用膨脹水泥配制的混凝上。膨脹

46、劑是指與水泥、水拌和后經(jīng)水化反應(yīng)生成鈣礬石、鈣礬石—氫氧化鈣或氫氧化鈣，使混凝土產(chǎn)生膨脹的外加劑。,85,補償收縮混凝土,按膨脹源可分成：硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣一氧化鈣類、氧化鈣類三大類膨脹劑。膨脹劑依靠本身的化學(xué)反應(yīng)或與水泥其他成分反應(yīng)，在混凝土硬化過程中產(chǎn)生一定的限制膨脹補償混凝土硬化過程中的收縮(以干縮、冷縮為主)。,86,,補償收縮混凝土與普通混凝土的區(qū)別在于： 1)膨脹劑在混凝土中建立一定的預(yù)應(yīng)力，改善了混凝土的內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)，

47、從而提高了它們的抗裂能力。 2)在水泥硬化過程中，膨脹結(jié)晶體(如鈣礬石)起到填充、切斷毛細孔縫作用，使大孔變小孔，總孔隙率減少，從而改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高了它們的抗?jié)B透性和力學(xué)性能。,補償收縮混凝土,87,綠色混凝土,綠色混凝土的定義　　指既能減少對地球環(huán)境的負荷，又能與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)共生，為人類構(gòu)造舒適環(huán)境的混凝土材料，即可理解為：節(jié)約資源、能源，不破壞環(huán)境，更有利于環(huán)境。一般說來，綠色混凝土應(yīng)具有比傳統(tǒng)混凝土更高的強度和

48、耐久性，可以實現(xiàn)非再生性資源的可循環(huán)使用和有害物質(zhì)的最低排放，既能減少環(huán)境污染，又能與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)共生。,88,,綠色混凝土的分類　　綠色混凝土主要分為：綠色高性能混凝土、再生骨料混凝土、環(huán)保型混凝土及機敏型混凝土等。,綠色混凝土,89,,綠色高性能混凝土 　　1998年吳中偉院士首次提出“綠色高性能混凝土”的概念。真正的綠色高性能混凝土應(yīng)該是節(jié)能型混凝土，所使用的水泥必須為綠色水泥。普通水泥生產(chǎn)過程中需要高溫煅燒硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)

49、原料，消耗大量的能源。如果采用無熟料水泥或免燒水泥配制混凝土，就能顯著降低能耗，達到節(jié)能的目的。,綠色混凝土,90,,再生骨料混凝土 　再生骨料混凝土指以廢混凝土、廢磚塊、廢砂漿作骨料，加入水泥砂漿拌制的混凝土?？蓪U混凝土經(jīng)過特殊處理代替天然骨料配制成再生混凝土。利用再生骨料配制再生混凝土是發(fā)展綠色混凝土的主要措施之一。但是，再生骨料與天然骨料相比，孔隙率大、吸水性強、強度低，因此再生骨料混凝土與天然骨料配置的混凝土的特性相差較

50、大，這是應(yīng)用再生骨料混凝土時需要注意的問題。,綠色混凝土,91,,環(huán)保型混凝土 　1）低堿混凝土 　　pH值在12～13，呈堿性的混凝土對用于結(jié)構(gòu)物來說是有利的，具有保護鋼筋不被腐蝕的作用。但對于道路、港灣等，這種堿性不利于植物和水中生物的生長，所以開發(fā)低堿性、內(nèi)部具有一定的空隙、能夠提供植物根部或生物生長所必須的養(yǎng)分存在的空間、適應(yīng)生物生長的混凝土是環(huán)保型混凝土的一個重要研究方向。,綠色混凝土,92,,2）透水混凝土 　　透水性

51、混凝土與傳統(tǒng)混凝土相比，透水性混凝土最大的特點是具有15％一30％的連通孔隙，具有透氣性和透水性，將這種混凝土用于鋪筑道路、廣場、人行道等，能擴大城市的透水、透氣面積，增加行人、行車的舒適性和安全性，減少交通噪聲，對調(diào)節(jié)城市空氣的溫度和濕度、維持地下土壤的水位和生態(tài)平衡具有重要作用。,綠色混凝土,93,,機敏型混凝土 　　機敏混凝土是一種具有感知和修復(fù)性能的混凝土，是智能混凝土的初級階段，是混凝土材料發(fā)展的高級階段。智能混凝土是在混

52、凝土原有的組成基礎(chǔ)上摻加復(fù)合智能型組分使混凝土材料具有一定的自感知、自適應(yīng)和損傷自修復(fù)等智能特性的多功能材料?？梢杂行У念A(yù)報混凝土材料內(nèi)部的損傷，滿足結(jié)構(gòu)白我安全檢測需要，防止混凝土結(jié)構(gòu)潛在的脆性破壞，能顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。,94,建筑砂漿,定義：砂漿是由膠結(jié)料、細集料、摻合料和水配制而成的建筑工程材料。作用：在工程起粘結(jié)、襯墊和傳遞應(yīng)力的作用用途：用于砌筑擋土墻、橋涵或隧道等圬工砌體及砌體表面的抹面分類：按用途

53、分為砌筑砂漿和抹面砂漿一、砌筑砂漿常見類別：1、水泥砂漿 2、水泥混合料砂漿（一）組成材料1、水泥：宜與砂漿強度等級相對應(yīng)，一般不宜用較高強度等級的水泥。2、摻合料：石灰、粘土、粉煤灰等,95,3、砂：一般用中砂 與混凝土相比在最大粒徑D及含泥量兩個方面有所不同：最大粒徑要求：不應(yīng)超過灰縫的1/4—1/5對于磚砌體：D=2.5mm對于石砌體：D=5.0mm含泥量較混凝土有所放寬。4、水：要求同混凝土5、外

54、加劑：適當加入外加劑可改善砂漿的使用性能。,建筑砂漿,96,（二）技術(shù)性質(zhì)1、新拌砂漿的和易性（1）流動性： 是指新拌砂漿在自重或外力作用下，易于產(chǎn)生流動的性質(zhì)，用稠度表示測定指標沉入度cm；（2)保水性 用分層度表示 將新拌砂漿測定沉入度后，裝入內(nèi)徑15cm、高30cm的圓桶內(nèi)靜置30min后，除去上層2/3，然后測定下部1/3的砂漿測稠度，計算其差值要求：分層度不得大于30mm；,建筑砂漿,97,建筑

55、砂漿,先將被測砂漿均勻地裝入砂漿流動性測定儀的砂漿筒內(nèi)，置于測定儀圓錐體下，將質(zhì)量為300g的帶滑竿的圓錐尖與砂漿表明接觸，然后突然松滑竿，在10s內(nèi)，圓錐體沉入的深度即沉入度（稠度值）,98,2、硬化后砂漿強度 制成70.7X70.7X70.7mm的正立方體，養(yǎng)護28d，測抗壓強度，6個試件作為一組，取平均值，若最大值或最水值與平均值相差20%，則取中間的四個作為測定結(jié)果。3、粘結(jié)力 與強度關(guān)系密切，一般認為強度越高

56、，粘結(jié)力越大4、耐久性： 考慮其抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕等性能，主要提高其密 實度,建筑砂漿,99,本講小結(jié)：混凝土配合比設(shè)計中的三個重要參數(shù) 混凝土實驗室配合比調(diào)整的原則 普通混凝土配合比的具體設(shè)計方法與步驟 建筑砂漿基本知識,100,1.水灰比、用水量、砂率三大參數(shù)與混凝土技術(shù)性能的關(guān)系2.經(jīng)過初步計算所得的配合比，為什么還要進行試拌、調(diào)整？試拌調(diào)整的內(nèi)容是什么，如何進行？,思考題：,101,粉煤灰的加入，可減少水泥

57、劑量，改善混凝土一系列性能，可以充當混凝土的減水劑、釋水劑、增塑劑、密實劑、抑熱劑、抑脹劑，經(jīng)濟效益明顯。粉煤灰是燃燒煤粉后收集到的灰粒，亦稱飛灰?？捎糜谒嗌a(chǎn)原料，在公路工程基層以及水泥混凝土的組成材料。,粉煤灰混凝土,102,粉煤灰技術(shù)指標,103,使用條件：1、Ⅰ級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6米的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土；2、Ⅱ級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和無筋混凝土；3、Ⅲ級粉煤灰主要用于無筋混凝土，對設(shè)計強度等級C30及以上

58、無筋粉煤灰宜采用Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰；4、對于預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土及設(shè)計強度等級C30及以上的無筋混凝土的粉煤灰等級，如經(jīng)試驗論證，可采用比上述三條低一級的粉煤灰。,104,粉煤灰混凝土配合比設(shè)計 可以采用等量取代法、超量取代法以及外加法。,105,按照等強度等級、等稠度的原則，用超量取代法進行調(diào)整。 (1)等稠度和等強度等級，是指配制成的粉煤灰混凝土具有與基準混凝土拌合物相同的稠度和硬化后制定齡期的強度等

59、級相等。 (2)超量取代法指的是粉煤灰總摻入量中，一部分取代等體積的水泥，超量部分卻代等體積的砂。,配合比設(shè)計原則,106,2、設(shè)計步驟（1）基準混凝土配合比的確定；（2）選定粉煤灰取代水泥的摻量百分率和粉煤灰超量系數(shù)，粉煤灰取代水泥劑量百分率，不得超過下表規(guī)定：,107,（3）計算粉煤灰取代水泥劑量、超量部分質(zhì)量和總摻量粉煤灰取代水泥劑量： mf1＝mco×f％粉煤灰超量部分質(zhì)量：

60、 mf2＝mf1×（δf－1） 粉煤灰總摻量： mf＝mf1＋mf2,粉煤灰超量系數(shù),取代水泥劑量百分率,108,（4）計算粉煤灰混凝土的單位水泥用量： mcf＝mco－mf1（5）計算粉煤灰混凝土的單位砂用量： msf＝mso－（mf2/ρf）×ρs（6）確定粉煤灰混凝土各種材料用量（7）試拌調(diào)整確定提出實驗室配合比,109,已知普

61、通水泥混凝土基準配合比水：水泥：砂：石＝185：343：616：1256（Kg），普通硅酸鹽水泥、鋼筋混凝土，混凝土設(shè)計強度等級C30，摻加Ⅰ級粉煤灰，粉煤灰密度為2.2g/cm3。問：確定粉煤灰取代水泥摻量百分率和粉煤灰超量系數(shù),例題：,110,1.由水泥品種、混凝土工程種類，查表確定取代水泥的最大摻量25％，現(xiàn)取為20％；2.由粉煤灰等級Ⅰ、水泥強度等級，水泥混凝土等級C30，取粉煤灰超量系數(shù)1.2；,111,3.粉煤灰取代

62、水泥劑量： mf1＝mco×f％ ＝343×20％ ＝69Kg粉煤灰超量部分質(zhì)量： mf2＝mf1×（δf－1） ＝69（1.2－1） ＝14Kg粉煤灰總量：mf＝mf1＋mf2＝68＋14＝83Kg,112,4.計算粉煤灰混凝土的單位水泥用量： mcf＝mco－mf1

63、 ＝343－69 ＝274Kg5.計算粉煤灰混凝土單位砂用量： msf＝mso－（mf2/ρf）×ρs ＝599Kg,113,6.試拌調(diào)整提出實驗室配合比 經(jīng)試拌塌落度符合要求，實測濕表觀密度2410Kg/m3，由上計算理論濕表觀密度2379Kg/m3，校正系數(shù)＝1.01，調(diào)整后的各材料用量為：mco＝278Kg，mf＝84Kg