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1、,建筑材料-混凝土,2,目录,Contents,混凝土的浇筑,3,混凝土的定义,4,一、混凝土的定义,1、什么是混凝土？,混凝土是以胶凝材料和骨料按适当比例配合拌制成拌和物。以水泥为胶凝材料砂石为骨料的混凝土称为水泥混凝土，在建筑工程中最为常用；以沥青为胶凝材料沙石为骨料的混凝土称为沥青混凝土，在道路工程中最为常用。,普通混凝土,沥青混凝土,5,2、最早的混凝土建筑,公元前43年罗马角斗场,混凝土的源头可以追溯到最早的粘结性材料砂浆。砂浆是在传统的砖石之间起胶结作用的材料。直到后来，火山灰开始确定为石灰砂浆的固定成分，混凝土开始作为传统材料的高效的替代品。这时混凝土拱顶的变得非常广泛，混凝土也
2、经常作为大型砖砌墙体的内填充材料广泛使用。,6,2、最早的混凝土建筑,万神庙公元609年建立在意大利首都罗马圆形广场的北部，为了纪念奥古斯都打败克娄巴特拉，也是古罗马建筑的代表作。万神庙采用了穹顶覆盖的集中式形制，它也是罗马穹顶技术的最高代表。是古代建筑中最为宏大，保存近乎完美的，同时也是历史上最具影响力的建筑之一。,7,3、混凝土的组成,普通混凝土组成材料是水泥、水、砂、石、掺合料和外加剂，其组成过程为：,8,各成分的作用：1、水泥浆能充填砂的空隙，起润滑作用，赋予 混凝土拌合物一定的流动性。2、水泥砂浆能充填石子的空隙，起润滑作用，也能流动。3、水泥浆在砼硬化后 起胶结作用，将砂 石胶结成
3、整体，产 生强度。,3、混凝土的组成,9,19世纪中后期，清朝洋务派进步人士掀起学习西方先进工业技 术的高潮，并在上海建成了我国第一家水泥厂，当时，称水泥为“洋灰”。,1824 年英国工程师阿斯普丁，获得第一份水泥专利，标志着水泥的发明。,3、普通混凝土的胶凝材料-水泥,10,4、水泥的材质,通用水泥:一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：GB1752007规定的六大类水泥：硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥的水化热大。当大体积混凝土工程时，如水工构筑物可选用普通硅酸盐水泥不宜使用硅酸盐水泥。另外硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥硬化速度稍快。,11,5、普通硅酸盐水泥,硅酸盐水泥的主要组成是：硅
4、酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙由硅酸盐水泥熟料、5%-20%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。,12,6、普通硅酸盐水泥的技术要求,（1）细度：筛孔尺寸为80(m)的方孔筛的筛余不得超过10%或者45(m)方孔筛的筛余不大于30%，否则为不合格。（2）凝结时间：初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时。,13,6、普通硅酸盐水泥的技术要求,标号：根据3d和28d龄期的抗压和抗折强度，将普通硅酸盐水泥划分为四个强度等级。,14,7、建筑用砂,GB14684-2011-建筑用砂JGJ52-2006-普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准
5、以400m3或600t为一个检验批，每验收批至少应进行颗粒级配、含泥量和泥块含量检验。试验内容：筛分析、表观密度、堆积密度、含泥量。,15,7、建筑用砂,砂方孔筛,电热鼓风干燥烘箱,试验设备：砂方孔筛天平电热鼓风干燥烘箱容量瓶浅盘铝制料勺漏斗直尺秤容量为1L的筒,16,7、建筑用砂,天然砂含泥量和泥块含量,人工砂石粉含量和泥块含量,17,7、建筑用石子,GB14685-2011-建筑用卵石、碎石JGJ52-2006-普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准,混凝土用石的种类：,卵石,碎石,18,7、建筑用碎石,试验内容：筛分析、表观密度、堆积密度、含泥量。,19,7、建筑用碎石,含泥量和泥块含量,
6、针片状颗粒含量,20,7、建筑用碎石,有害物质含量,21,混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合混凝土拌合用水标准（JGJ632006）的规定。,8、建筑用水,22,混凝土的分类,23,混凝土执行标准,1.混凝土施工执行标准 混凝土结构设计规范 GB50010-2010,2.混凝土验收执行标准混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2015,24,2、按配筋情况的分类,素混凝土 强度不小于C15一般用于垫层，找平层。,25,2、按配筋情况的分类,2.钢筋混凝土强度等级分为C15、C20、C
7、25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共计14个等级普遍用于主体结构,柳京饭店（1987）,26,2、按配筋情况的分类,3.预应力混凝土执行规范：预应力混凝土结构设计规范 JGJT279-2012,预制板,灌注桩,预制箱梁,27,2、按配筋情况的分类,4.钢纤维混凝土钢丝规格：20-60mm长，直径0.3-0.9mm广泛应用于：建筑工程，水利工程，公路桥梁工程，机场跑道，铁路工程，海洋工程等。,28,3、按生产和施工工艺的分类,泵送混凝土 执行规范：混凝土泵送技术规范 JGJT10-2011混凝土泵分为两大类：活塞泵（我国主要使用的）挤压泵
8、,车载泵,汽车泵,拖泵,29,3、按生产和施工工艺的分类,2.喷射混凝土执行规范：岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-2011施工方法：用喷射法施工的混凝土。喷射混凝土有“干拌”和“湿拌”两种施工法，一般采用“干拌”法。它是浆水泥、砂及最大粒径小于25毫米的石子按一定比例拌合后，装入喷射机，用压缩空气将干混合料沿管路输送至喷头处,与水混合并以4060米/秒的高速喷射至作业面上。湿拌法则是将原材料预先加水拌和后喷射。,30,3、按生产和施工工艺的分类,3.碾压混凝土执行规范：水工碾压混凝土施工规范DL/T5112-2009特点：干硬性贫水泥的混凝土，使用硅酸盐水泥、火山灰质掺和料
9、、水、外加剂、砂和分级控制的粗骨料拌制成无塌落度的干硬性混凝土，采用与土石坝施工相同的运输及铺筑设备，用振动碾分层压实。,水坝,路基,31,3、按生产和施工工艺的分类,4.透水混凝土执行标准：透水水泥混凝土路面技术规程 CJJT135-2009特点：透水混凝土又称多孔混凝土，无砂混凝土，透水地坪。是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻的特点。,32,3、按生产和施工工艺的分类,5.清水混凝土执行规范：清水混凝土应用技术规程JGJ169-2009特点：又称装饰混凝土;因其极具装饰效
10、果而得名。它属于一次浇注成型，不做任何外装饰，直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，因此不同于普通混凝土，表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明、无碰损和污染，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得十分天然、庄重。,33,混凝土的配比,34,1、配合比及其表示方法,参照依据：普通混凝土配合比设计规程JGJ 552011。混凝土的配合比：是指混凝土各组成材料用量之比。主要有“质量比”和“体积比”两种表示方法。工程中常用“质量比”表示。,35,1、混凝土配合比设计的原则,1.和易性满足施工的需要,3.良好的耐久性,4.减少成本，增加效益。,2.强度满足设计的要求,2、混凝土配合比设计的原则,水灰比
11、（mw/mc）、单位用水量（mw）和砂率（s）是混凝土配合比设计的三个基本参数。,水泥,水,砂,石子,水泥浆,骨料,混凝土,单位用水量mw,砂率w,水灰比 mw/mc,与强度、耐久性有关,与流动性有关,与粘聚性、保水性有关,3、配合比设计基础参数,1.计算施工配制强度式中:fcu,0混凝土配制强度，MPa；fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值，Mpa。混凝土强度标准差，MPa。混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料确定，并应符合以下规定：计算时，强度试件组数不应少于25组；当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标准差计算值2.5MPa时，取3.0MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级
12、，其强度标准差计算值3.0MPa时，取3.0MPa；当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按现行国家标准混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204）的规定取用。,4、确定混凝土基准配合比,2.确定水灰比,4、确定混凝土基准配合比,（1）按混凝土强度要求计算水灰比式中：a、b回归系数；应根据工程所用的水泥、集料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；当不具备上述试验统计资料时，可取碎石混凝土 a0.46，b0.07；卵石混凝土a0.48，b0.33。fce水泥28d抗压强度实测值，MPa。,（2）复核耐久性 为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计算的水灰比值不得超过规定的最大水灰比
13、值，否则混凝土耐久性不合格，此时 取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。,4、确定混凝土基准配合比,3.确定单位用水量,1）水灰比在0.400.80范围内时，根据粗集料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。,塑性混凝土的单位用水量kg,干硬性混凝土的单位用水量，kg,4、确定混凝土基准配合比,4.计算水泥用量,（1）计算 及水泥用量=水的用量/水灰比（2）复核耐久性 将计算出的水泥用量与规定的最小水泥用量比较：如计算水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。,4、确定混凝土基准配合比,5.确定砂率,（1）坍落度为1060mm的混凝土
14、砂率，可根据粗骨料 品种、粒径及水灰比按下表选取。（2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定；也可在下表基础上，坍落度每增大20mm，砂率增 大1确定。（3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。,4、确定混凝土基准配合比,6.计算砂、石子用量,质量法 质量法又称为假定体积密度法。假定混凝土拌合物的质量为mcp，kg。,式中：mc0、ms0、mg0、mw0分别为1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg；,mcp1m3混凝土拌合物的假定质量，kg。可取23502450kg/m3。,s混凝土砂率。,4、确定混凝土基准配合比,7.计算基准配合比,（1）以1m3混凝土中各组成材料
15、的实际用量表示。（2）以组成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg0 1：x：y，mw/mc？。,5、试配调整，确定设计配合比,1.试配 按基准配合比称取一定质量的组成材料，拌制15L 或25L混凝土，分别测定其和易性、强度。2.调整（1）调整和易性，确定基准配合比测拌合物坍落度，并 检查其粘聚性和保水性能：如实测坍落度小于或大 于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量 水泥浆；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每 次调整后再试拌，直到符合要求为止。记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物 的实际体积密度（c,t）。,5、试配调整，确定设计配合比,（2）强度调整 一般采用三个不
16、同的配合比，其中一个为基准配合 比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分 别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定体积密度。各种配比制 作两组强度试块，标准养护28d进行强度测定。,3.设计配合比的确定（1）根据试验得出的混凝土强度与其相应的灰水比（mc/mw）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比，确定1m3混凝土中的组成材料用量：单位用水量（mw）水泥用量（mc）粗集料和细集料用量（ms、mg）,（2）经试配确定配合比后，按下列步骤进行校正：按上述方法确定的各组成材料用量按下式计算混凝土的体积密度计算值c,c：c,
17、cmc+ms+mg+mw应按下式计算混凝土配合比校正系数：式中：c,t混凝土体积密度实测值，kg/m3；c,c混凝土体积密度计算值，kg/m3。当体积密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2时，按（1）条确定的配合比即为设计配合比；当二者之差超过2时，应将配合比中各组成材料用量均乘以校正系数，得到设计配合比。,5、试配调整，确定设计配合比,47,混凝土常见问题分析,1、蜂窝,原因分析（1）配合比计量不准，砂石级配不好；（2）搅拌不匀；（3）模板漏浆；（4）振捣不够或漏振；（5）一次浇捣混土太厚，分层不清，混凝土交接不清，振捣质量无法掌握；（6）自由倾落高度超过规定，混凝土离析、石子赶堆；
18、（7）振捣器损坏，或监时断电造成漏振；,1、蜂窝,处理措施为：（1）对小蜂窝，洗刷干净后1：2水泥砂浆抹平压实；（2）较大蜂窝，凿去薄弱松散颗粒，洗净后支模，用 高一强度等级的细石混凝土仔细填塞捣实；（3）较深蜂窝可在其内部埋压浆管和排气管，表面抹 砂浆或浇筑混凝土封闭后进行水泥压浆处理。,2、麻面,原因分析（1）同“蜂窝”原因；（2）模板清理不净，或拆模过早，模板粘连；（3）脱模剂涂刷不匀或漏刷；（4）木模未浇水湿润，混凝土表面脱水，起粉；（5）浇注时间过长，模板上挂灰过多不及时清理，造成面层不密实；（6）振捣时间不充分，气泡未排除,处理方法：表面做粉刷的可不处理，表面不做粉刷的，应 在麻面
19、部位充分湿润后用水泥砂浆抹平压光。,3、露筋,原因分析（1）同“蜂窝”原因；（2）钢筋骨架加工不准，顶贴模板；（3）缺保护层垫块；（4）钢筋过密；（5）无钢筋定位措施、钢筋位移贴模。,处理方法：表面露筋可洗净后在表面抹1：2水泥砂浆，露筋较 深应处理好界面后用高一级细石混凝土填塞压实处 理方法：表面露筋可洗净后在表面抹1：2水泥砂浆，露筋较深的用高一级细石混凝土填塞压实。,4、烂根,原因分析（1）模板根部缝隙堵塞不严漏浆；（2）浇注前未下同混凝土配合比成份相同的无石子砂浆；（3）混凝土和易性差，水灰比过大石子沉底；（4）浇注高度过高，混凝土集中一处下料，混凝土高析 或石子赶堆；（5）振捣不实；
20、（6）模内清理不净、湿润不好。,5、缺棱掉角,原因分析：（1）模板设计未考虑防止拆模掉角因素；（2）木模未提前湿润，浇注后木模膨胀造成角部拉裂；（3）模板缝不严，漏浆；（4）模板未涂刷隔离剂或涂刷不佳，造成拆模粘连；（5）拆模过早过猛，拆模方法及程序不当；（6）养护不好。,防治措施为：（1）浇筑混凝土前模板要充分湿润或涂刷隔离剂；（2）按规定做好混凝土养护工作；（3）按规定时间拆模并做好成品保护。,6、洞口变形,原因分析（1）模内顶撑间太大，断面太小；（2）模内无斜顶撑，刚度不足，不能保持方正；（3）混凝土不对称浇注将模挤偏；（4）洞口模板与主体模板固定不好，造成相对移动,防治措施为：（1）模
21、板增加刚度。（2）增加支撑。（3）剔除多余部分表面处理干净，1：2水泥砂浆抹面。,7、非结构裂缝,原因分析塑形干缩裂缝收缩和温差裂缝不规则龟裂冻胀裂缝碳化收缩裂缝,防治措施：尽量降低用水量。施工时,下料不宜过快,并振捣密实。尽可能降低水泥用量,增大粗骨料的含量。混凝土浇筑抹光后要及时覆盖。风季施工时应设挡风设施。,7、结构裂缝,原因分析荷载裂缝钢筋腐蚀碱骨料反应,荷载裂缝,碱骨料反应,钢筋锈蚀,7、结构裂缝,防治措施：荷载裂缝 化学灌浆材料(如聚氨酯、环氧树脂或水泥浆液)通过压力灌浆设备注入到裂缝深处,以恢复结构整体性、防水性及耐久性。,7、结构裂缝,防治措施：钢筋腐蚀 先凿除已经劣化的混凝土
22、保护层，对钢筋进行除锈防锈处理。对严重锈蚀的钢筋，进行旁焊补强或更换，然后对锈蚀的钢筋作除锈及阻锈处理，再使用环丙砂浆、丙乳砂浆等填补。,7、结构裂缝,防治措施：碱骨料反应。参照规范：预防混凝土碱骨料反应技术规范 GB/T 50733-2011控制水泥中碱含量不大于0.5%。骨料中碱含量3kg/m。掺混合材料（粉煤灰/高炉矿渣）。隔绝水和湿空气的来源。,混凝土防水剂,60,混凝土的浇筑,1、流程,混凝土供应：各自的优点,2、商品混凝土,执行标准：预拌混凝土国家标准(GBT 14902-2012)混凝土进场需要的资料：配合比通知单预拌混凝土出厂合格证，并加盖供货单位公章。,3、现场拌制混凝土,使
23、用设备：,滚筒式搅拌机出料参数 0.35立方/盘 7立方/小时,强制式搅拌机出料参数：1立方/盘 60立方/小时,4、混凝土运输,使用设备：,混凝土罐车常见容量：5-12立方。采用商品混凝土时要考虑混凝土的经济运距，一般以1520 km为宜，运输时间一般不宜超过1 h。,工程自卸车常见容量：0.4立方。,5、混凝土浇筑,使用设备：（以三一重工为例）,混凝土地泵常用型号：60系列：70m/h，压力16Mpa80系列：85m/h，压力18Mpa120系列：120m/h，压力21Mpa,混凝泵车常用型号：臂长从37-56米,5、混凝土浇筑,振捣棒：有柴油动力和电动力两种。振捣头常用35/50mm直径
24、的。1.施工中应避免冲击模板和钢筋。2.振捣间隔不超过作用半径的1.5倍。,混凝土收面：收面要2遍，在振捣完成后收1道面，最重是在将要初凝前几分钟收第2道面，这样收的混凝土面子比较光滑且不易裂缝。,6、混凝土养护,薄膜养护 1.混凝土终凝结束后使用，一般商品混凝土终凝时间为5-8h，且最多不得超过12h。,7、混凝土试块,执行规范：混凝土强度检验评定标准 GB/T50107-2010试块制作：1.砼抗压试块 每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土 不少于1次 2.每一工作班拌制的同配合比砼不足100盘时 不少于1次 3.当一次连续浇筑起过1000m3时，同一配合比的混凝土每200m3 不少于1次 4.每一楼层、同一配合比的混凝土 不少于1次 5.灌注桩每浇注50m3砼，小于50m3的桩，每根桩必须有1 组 不少于1次 6.每一拆模检验批砼 至少1组 7.基坑工程的地下连续墙，每50m3或每槽段 不少于1次 8.建筑地面工程砼试块每一层（检验批）每1000m2取样不得少于1次，每增加1000m2应增取1次，不足1000的按1000计。当改变配合比时，相应增加取样次数 首次使用混凝土配合比开盘鉴定至少1组,
