普通混凝土原材料.pptx
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1、 自1824年英国的阿斯普丁获得波特兰水泥专利以来,以水硬性水泥作为胶结材料的素砼就与水泥共同发展。到19世纪中叶(1850年左右),法国首先获得了钢筋混凝土专利,混凝土技术获得了第一次突破;1928年,法国人Freysslent首次设计了一种张拉钢筋的锚具,开创了预应力钢筋混凝土的应用,使混凝土技术获得了第二次突破;20世纪60年代,日本、德国分别研制成功了减水率达20的高效减水剂,混凝土的性质和功能得到了很大的改善和提高,混凝土技术获得了第三次突破,一些工业发达国家把外加剂作为除水泥、砂、石和水之外的第五种必不可少的组分大量应用于混凝土工程。为了提高混凝土的耐久性,又普遍使用混凝土矿物掺和
2、料,使之成为继外加剂后砼的第六种组分。第1页/共44页公元前27年为庆祝奥古斯都大帝的胜利而兴建的万神殿 正面的16根圆柱让人联想到古希腊建筑。殿堂建造比例协调,计算十分精确:直径与高度相等,约43米;大圆顶的基座从总高度一半的地方开始建起,殿顶圆形曲线继续向下延伸形成的完整球体恰巧与地相接;拱门分担了整体的重量,整个殿堂内没有一根柱子。这是建筑史上的奇迹,表现出古罗马的建筑师们高超的建筑知识和深奥的计算方法。万神殿 第2页/共44页圣彼得大教堂第3页/共44页圣彼得大教堂的廊柱与穹顶 第4页/共44页一、混凝土的定义混凝土 由胶凝材料、细骨料、粗骨料、水以及必要时掺入的化学外加剂组成,经过胶
3、凝材料凝结硬化后,形成具有一定强度和耐久性的人造石材。普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂组成,经过水泥凝结硬化后形成的、干体积密度为20002800kg/m3,具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土,简称为“混凝土”。三峡工程钢筋混凝土重力坝第5页/共44页二、混凝土的分类按体积密度分重混凝土 02600kg/m3。普通混凝土 0 19502500kg/m3。轻混凝土 01950kg/m3。按胶凝材料分水泥混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土等。按用途分结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝土等
4、。第6页/共44页二、混凝土的分类按生产和施工工艺分预拌混凝土(商品混凝土)、泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、离心混凝土、等。按强度分低强混凝土 C30普通混凝土 C30C60高强混凝土C60C100超高强砼100MPa按配筋情况分素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土等。喷射混凝土施工喷射混凝土施工第7页/共44页三、混凝土的特点优点抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低;原材料丰富、成本低;混凝土拌合物具有良好的可塑性,可模性好;混凝土与钢筋粘结良好,一般不会锈蚀钢筋。缺点抗拉强度低(约为抗压强度的1/101/20)、变形性能差;导热系数大约为1.8W/(mK);体积密度大(约为
5、2400kg/m3左右);硬化较缓慢。第8页/共44页四、混凝土的基本要求强度:设计要求和易性:施工要求耐久性:环境作用经济性:成本生态性:可持续发展 1 1)降低水泥用量抑制温室效应;)降低水泥用量抑制温室效应;2 2)利用建筑垃圾开发再生混凝土;)利用建筑垃圾开发再生混凝土;3 3)大量应用工业废弃资源(粉煤灰、矿渣、尾矿等)大量应用工业废弃资源(粉煤灰、矿渣、尾矿等)第9页/共44页441 1 普通混凝土组成材料第10页/共44页混凝土的结构混凝土的结构 水泥水泥+水水水泥浆水泥浆+砂砂水泥砂浆水泥砂浆+石子石子砼拌合砼拌合物物硬化混凝土硬化混凝土组成材料的作用混凝土体积构成水泥石25左
6、右;砂和石子70以上;孔隙和自由水15%。组成材料组成材料硬化前硬化前硬化后硬化后水泥水泥+水水润滑作用润滑作用胶结作用胶结作用砂砂+石子石子填充作用填充作用骨架作用骨架作用第11页/共44页一、水泥的选择品种的选择 配制普通混凝土的水泥品种,应根据混凝土的工程特点或所处的环境条件,结合水泥性能,且考虑当地生产的水泥品种情况等,进行合理地选择。强度等级的选择原则上,配制高强度等级的混凝土,选择高强度等级的水泥;一般情况下,水泥强度等级为混凝土强度等级的1.52.0倍;配制高强混凝土时,可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的1倍左右。第12页/共44页 某施工队使用以煤渣掺量为30的火山灰水泥砼铺
7、筑路面。使用两年后,表面耐磨性差,已出现露石,且表面有微裂缝。按JTJ 01294公路砼路面设计规范,对于水泥砼路面,“水泥可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面,也可以采用矿渣水泥。”故用火山灰水泥铺筑路面属于选用水泥不当。案例第13页/共44页二、细骨料 定义 砂是指粒径在4.75mm以下的岩石颗粒。分类按产源分按技术要求分类 宜用于强度等级大于C60的混凝土;类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土;类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂第14页/共44页 北京大大小小的非法
8、砂石加工企业已经超过1000家,每年生产的非法砂石量超过2000万吨,按北京市场1吨砂成交价为40元至50元计算,这些非法采来的砂石一年就可以卖10亿元,北京市一年建筑行业的用砂量约为7000万吨,其中来自非法砂石加工厂的占到三分之一左右。非法采砂愈演愈烈,究其原因是非法采砂几乎无成本的暴利驱使对合法企业而言,扣除各种税费和生产经营成本,每吨砂利润不超过10元。而非法盗采的砂石不交资源补偿费、开采费,也不交税,每吨砂非法获利可达20元至30元。第15页/共44页盗采者在北京潮白河河床内挖掘、运送砂石第16页/共44页非法采砂者在北京潮白河河床内筛砂第17页/共44页由于常年开采,北京永定河地区
9、永定镇民房附近已形成巨大的砂石坑第18页/共44页二、砂的技术质量要求1.表观密度、堆积密度及空隙率表观密度s2500kg/m3;松散堆积密度so1350kg/m3;空隙率P47%。2.含泥量、泥块含量及石粉含量含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量;泥块含量是指粒径大于1.18mm,经水洗、手捏后小于600m的颗粒含量;石粉含量是指人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒含量。具体指标见表。第19页/共44页二、砂的技术质量要求项项 目目指指 标标类类类类类类含泥量(质量计,含泥量(质量计,%)1.03.05.0泥块含量(质量计,泥块含量(质量计,%)01.02.0天然砂含泥量和泥块含量项项
10、 目目指指 标标类类类类类类亚亚甲甲蓝蓝试试验验MB值值1.40或合格或合格石粉含量(石粉含量(%)3.05.07.0泥块含量泥块含量(%)01.02.0MB值值1.40或不合格或不合格石粉含量石粉含量(%)1.03.05.0泥块含量泥块含量(%)01.02.0人工砂石粉含量和泥块含量第20页/共44页二、砂的技术质量要求3.有害物质含量 砂中不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂物,有害物质主要是云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯化物等。见下表。项项 目目指指 标标类类类类类类云母(云母(%)(质量计)质量计)1.02.02.0轻物质轻物质(%)(质量计质量计)1.01.01.0有机物有机
11、物(比色法比色法)合格合格合格合格合格合格硫化物及硫酸盐硫化物及硫酸盐(SO3质量计质量计)0.50.50.5氯化物氯化物(氯离子质量计氯离子质量计)0.010.020.06第21页/共44页 为什么要限制粗、细骨料中泥、泥块及有害物质(硫化物、硫酸盐、有机质、云母等)的含量?原因:原因:泥、泥块及有害物质会对砼产生一定的破坏作泥、泥块及有害物质会对砼产生一定的破坏作用。如泥,妨碍水泥石与骨料的粘结力,降低混凝土用。如泥,妨碍水泥石与骨料的粘结力,降低混凝土强度,增加拌和用水量,加大混凝土干缩,降低砼抗强度,增加拌和用水量,加大混凝土干缩,降低砼抗渗性和抗冻性;泥块在搅拌时不易散开,对砼性质影
12、渗性和抗冻性;泥块在搅拌时不易散开,对砼性质影响更严重;硫化物对水泥石有腐蚀作用,降低混凝土响更严重;硫化物对水泥石有腐蚀作用,降低混凝土耐久性;云母、轻物质本身强度就低,且云母表面光耐久性;云母、轻物质本身强度就低,且云母表面光滑,与水泥石粘结不牢,使混凝土强度、耐久性均降滑,与水泥石粘结不牢,使混凝土强度、耐久性均降低。故为保证混凝土质量,必须控制其含量。低。故为保证混凝土质量,必须控制其含量。第22页/共44页 砂中不应含有活性氧化硅,因为砂中含有的活性氧化硅,能与水泥中的碱分(2及2)在常温常压下缓慢反应生成碱-硅胶后吸水膨胀导致混凝土破坏称碱骨料反应,对混凝土危害很大。碱集料反应二、
13、砂的技术质量要求第23页/共44页4.颗粒级配二、砂的技术质量要求(A)(B)粒径相同的砂堆积起来空隙率最大两种粒径的砂搭配起来,空隙就减少;三种粒径的砂搭配,空隙率就更小了。比较图(A)和图(B),图(B)中的骨料更密实,是合理的颗粒级配。所以,级配反映砂的空隙率的大小。(1)定义:颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况 (2)级配良好的砂,不同粒径颗粒搭配比例适当,其空隙率小,且总表面积小,可以节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。第24页/共44页二、砂的技术质量要求4.颗粒级配(3)颗粒级配采用筛分法确定,详见实验部分。160m315m630m1.25mm10.0mm2.50mm5.00
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