1、會(huì)計(jì)學(xué)1土木工程材料土木工程材料52 混凝土是由膠凝材料、粗骨料、細(xì)骨料和水(或不加水)按適當(dāng)?shù)谋壤浜?、拌合制成混合物，?jīng)一定時(shí)間后硬化而成的人造石材?；炷脸：唽憺椤绊拧?。水泥混凝土經(jīng)過170多年的發(fā)展，已演變成了有多個(gè)品種的土木工程材料，混凝土通常從以下幾個(gè)方面分類： 按所用膠凝材料可分為水泥混凝土、瀝青混凝土、水玻璃混凝土、聚合物混凝土、聚合物水泥混凝土、石膏混凝土和硅酸鹽混凝土等幾種。 第2頁/共109頁3按干表觀密度分為三類：重混凝土，其干表觀密度大于2 600kg/m3，采用重骨料和水泥配制而成，主要用于防輻射工程，又稱為防輻射混凝土；普通混凝土，其干表觀密度為2 0002 50

2、0 kg/m3，一般多在2 400 kg/m3左右，用水泥、水與普通砂、石配制而成，是目前土木工程中應(yīng)用最多的混凝土，廣泛用于工業(yè)與民用建筑、道路與橋梁、海工與大壩、軍事工程等工程，主要用作承重結(jié)構(gòu)材料，目前全世界普通混凝土年用量達(dá)40多億m3，我國年用量在15億m3以上；輕混凝土，其干表觀密度小于1 950 kg/m3，包括輕骨料混凝土、大孔混凝土和多孔混凝土，可用作承重結(jié)構(gòu)、保溫結(jié)構(gòu)和承重兼保溫結(jié)構(gòu)。 第3頁/共109頁4按施工工藝可分為泵送混凝土、預(yù)拌混凝土(商品混凝土)、噴射混凝土、真空脫水混凝土、自密實(shí)混凝土、堆石混凝土、壓力灌漿混凝土(預(yù)填骨料混凝土)、造殼混凝土(裹砂混凝土)、離

3、心混凝土、擠壓混凝土、真空吸水混凝土、熱拌混凝土和太陽能養(yǎng)護(hù)混凝土等多種。按用途可分為結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、防輻射混凝土、耐酸混凝土、裝飾混凝土、耐熱混凝土、大體積混凝土、膨脹混凝土、道路混凝土和水下不分散混凝土等多種。 按摻合料可分為：粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、堿礦渣混凝土和纖維混凝土等多種。第4頁/共109頁5按抗壓強(qiáng)度(fcu)大小可分為低強(qiáng)混凝土(fcu 30MPa)、中強(qiáng)混凝土(fcu =3060MPa)、高強(qiáng)混凝土(fcu60MPa)和超高強(qiáng)混凝土(fcu100MPa)等。按每立方米中的水泥用量(C)分為貧混凝土(C170kg)和富混凝土(C230kg)。 本章講述的混凝土，如無

4、特別說明，均指普通混凝土。 普通混凝土與鋼材、木材等常用土木工程材料相比有許多優(yōu)點(diǎn)：原材料豐富，造價(jià)低廉，可以就地取材；可根據(jù)混凝土的用途來配制不同性質(zhì)的混凝土；凝結(jié)前有良好的可塑性，可利用模板澆灌成任何形狀及尺寸的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物；與鋼筋有較高的握裹力，混凝土與鋼筋的線膨脹系數(shù)基本相同，兩者復(fù)合后能很好地共同工作等。 第5頁/共109頁6普通混凝土也存在一些缺點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度低，一般為抗壓強(qiáng)度的 ，易產(chǎn)生裂縫，受拉時(shí)易產(chǎn)生脆性破壞；自重大，比強(qiáng)度小，不利于建筑物(構(gòu)筑物)向高層、大跨度方向發(fā)展；耐久性不夠，在自然環(huán)境、使用環(huán)境及內(nèi)部因素作用下，混凝土的工作性能易發(fā)生劣化，硬化較慢，生產(chǎn)周期長，在自然

5、條件下養(yǎng)護(hù)的混凝土預(yù)制構(gòu)件，一般要養(yǎng)護(hù)714d方可投入使用。110120第6頁/共109頁 5.1 普通砼的組成材料第7頁/共109頁8常用水泥混凝土的選用參考表水泥品種水泥品種使用部位及環(huán)境使用部位及環(huán)境硅酸鹽硅酸鹽水泥水泥普通普通水泥水泥礦渣礦渣水泥水泥火山灰火山灰水泥水泥粉煤灰粉煤灰水泥水泥工工程程特特點(diǎn)點(diǎn)1.1.厚大體積混凝土厚大體積混凝土2.2.快硬混凝土快硬混凝土3.3.高強(qiáng)（高于高強(qiáng)（高于C40C40）混凝土）混凝土4.4.有抗?jié)B要求的混凝土有抗?jié)B要求的混凝土5.5.耐磨混凝土耐磨混凝土環(huán)環(huán)境境條條件件1.1.在普通氣候環(huán)境中混凝土在普通氣候環(huán)境中混凝土2.2.在干躁環(huán)境中混凝土

6、在干躁環(huán)境中混凝土3.3.在高濕度環(huán)境中或永遠(yuǎn)在水下混凝土在高濕度環(huán)境中或永遠(yuǎn)在水下混凝土4.4.在嚴(yán)寒地區(qū)的露天混凝土，寒冷地區(qū)在嚴(yán)寒地區(qū)的露天混凝土，寒冷地區(qū)處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土5.5.嚴(yán)寒地區(qū)在水位升降范圍內(nèi)的混凝土嚴(yán)寒地區(qū)在水位升降范圍內(nèi)的混凝土注：號(hào)表示優(yōu)先選用；表示可以使用；表示不得使用。第8頁/共109頁1.粗集料（1）強(qiáng)度（2）堅(jiān)固性（3）級(jí)配（4）最大粒徑的選擇（5）表面特征和形狀 （6）有害雜質(zhì)的含量（7）堿活性檢驗(yàn)2.細(xì)集料（1）級(jí)配和細(xì)度模數(shù)（2）有害雜質(zhì)的含量 1）含泥量和泥塊含量 2）云母含量 3）輕物質(zhì)含量 4）有機(jī)質(zhì)含量 5）硫化

7、物和硫酸鹽含量還需要測(cè)定表觀密度第9頁/共109頁5.1.3 砼拌和用水第10頁/共109頁5.1.4 砼外加劑第11頁/共109頁第12頁/共109頁第13頁/共109頁（2）引氣劑第14頁/共109頁（3）早強(qiáng)劑第15頁/共109頁（4） 緩凝劑第16頁/共109頁粉煤灰硅粉5.1.5 摻合料火力發(fā)電廠工業(yè)廢渣生產(chǎn)硅鐵合金或硅鋼的副產(chǎn)品 具有很高的火山灰活性配制一般混凝土，摻量為水泥用量的 5%10%；配制高強(qiáng)混凝土，摻量為水泥用量的 20%30%。第17頁/共109頁18第18頁/共109頁195.2.1 混凝土拌合物的和易性 流動(dòng)性粘聚性保水性和易性的三個(gè)方面第19頁/共109頁20第

8、20頁/共109頁21（1）坍落度 第21頁/共109頁22注意：第22頁/共109頁23第23頁/共109頁24第24頁/共109頁25第25頁/共109頁26公路橋涵用混凝土拌和物的坍落度表項(xiàng)次項(xiàng)次結(jié)構(gòu)種類結(jié)構(gòu)種類坍落度坍落度1 1 橋涵基礎(chǔ)、墩臺(tái)、仰拱、擋土墻及橋涵基礎(chǔ)、墩臺(tái)、仰拱、擋土墻及大型制塊等便于灌注搗實(shí)的結(jié)構(gòu)大型制塊等便于灌注搗實(shí)的結(jié)構(gòu)0 020mm20mm2 2上列橋涵墩臺(tái)等工程中較不便施工處上列橋涵墩臺(tái)等工程中較不便施工處101030mm30mm3 3普通配筋的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)普通配筋的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)303050mm50mm4 4鋼筋較密、斷面較小的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋較密、斷

9、面較小的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（梁、柱、墻等）（梁、柱、墻等）505070mm70mm5 5 鋼筋配置特密、斷面高而狹小極鋼筋配置特密、斷面高而狹小極不便灌注搗實(shí)的特殊結(jié)構(gòu)部位不便灌注搗實(shí)的特殊結(jié)構(gòu)部位707090mm90mm第26頁/共109頁27第27頁/共109頁285.3 硬化后混凝土的力學(xué)性能（強(qiáng)度與變形）AFfcu第28頁/共109頁29混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 混凝土抗壓強(qiáng)度試模 第29頁/共109頁30第30頁/共109頁31第31頁/共109頁32第32頁/共109頁33AFAFf637. 02ts第33頁/共109頁342bhFLfcfL=450mm第34頁/共109頁35混凝土抗折強(qiáng)度

10、試?；炷量拐蹚?qiáng)度試驗(yàn)第35頁/共109頁365.3.2 影響混凝土強(qiáng)度的因素bceaWCffcu,28（2）集料的種類、質(zhì)量和數(shù)量（3）外加劑和摻合料碎石：a=0.46，b=0.07卵石：a=0.48，b=0.33混凝土的強(qiáng)度理論（混凝土28d的抗壓強(qiáng)度與水泥的實(shí)際強(qiáng)度和c/w的關(guān)系理論分析：fce一定,fcu,28與c/w成正比(與w/c成反比)。欲fcu,28 w/c c/w一定,fcu,28與fce成正比。欲fcu,28 水泥的強(qiáng)度等級(jí)第36頁/共109頁37第37頁/共109頁38（4）加荷速度（5）支承條件（6）加載方式第38頁/共109頁39第39頁/共109頁40第40頁/共1

11、09頁41混凝土彈性模量分類示意圖第41頁/共109頁42第42頁/共109頁43第43頁/共109頁44第44頁/共109頁45環(huán)境條件環(huán)境條件 結(jié)構(gòu)物類別結(jié)構(gòu)物類別 最大水灰比最大水灰比 最小水泥用量最小水泥用量 / /kgkg素混素混凝土凝土鋼筋鋼筋混凝土混凝土預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土混凝土素混素混凝土凝土鋼筋鋼筋混凝土混凝土預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土混凝土干燥環(huán)境干燥環(huán)境正常的居住和辦公用正常的居住和辦公用房室內(nèi)部件房室內(nèi)部件不作不作規(guī)定規(guī)定0.650.650.600.60200200260260300300潮潮濕濕環(huán)環(huán)境境 無無凍凍害害1 1. .高濕度的室內(nèi)部件高濕度的室內(nèi)部件2 2. .室外部

12、件室外部件3 3. .在非侵蝕性土和在非侵蝕性土和/ /或水或水中的部件中的部件0.700.700.600.600.600.60225225280280300300有有凍凍害害1 1. .經(jīng)受凍害的室外部件經(jīng)受凍害的室外部件2 2. .在非侵蝕性土和在非侵蝕性土和/ /或水或水中且經(jīng)受凍害部件中且經(jīng)受凍害部件3 3高濕度且經(jīng)受凍害的室高濕度且經(jīng)受凍害的室內(nèi)部件內(nèi)部件0.550.550.550.550.550.55250250280280300300有凍害和除冰有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境劑的潮濕環(huán)境 經(jīng)受凍害和除冰劑作用經(jīng)受凍害和除冰劑作用的室內(nèi)和室外部件的室內(nèi)和室外部件 0.500.500.50

13、0.500.500.50300300300300300300第45頁/共109頁46第46頁/共109頁475.4 普通混凝土配合比設(shè)計(jì) 52. 0:1 . 2:3 . 1:1:1000cwocgocsommmmmm180kg:1240kg:620kg:330kg:wogosocommmm5.4.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本知識(shí)第47頁/共109頁48三大性質(zhì)第48頁/共109頁49混凝土中水與水泥的比例稱為水灰比 砂子占砂石總量的百分率稱為砂率 用水量是指1m3混凝土拌和物中水的 用量（kg/m3）n 單位用水量n 砂率第49頁/共109頁50 5.4.2 混凝土配合比設(shè)計(jì) 1.初步配合比設(shè)計(jì)

14、（材料全干狀態(tài)）2.實(shí)驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)（材料全干狀態(tài)）3.施工配合比設(shè)計(jì)（材料自然狀態(tài)）第50頁/共109頁51cebacuceafffCW0,1. 混凝土初步配合比設(shè)計(jì)計(jì)算（2）計(jì)算水灰比 （W/C）耐久性復(fù)核sffkcuocu645. 1,1.645P=95%的保證率系數(shù)S強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa 有資料時(shí)，計(jì)算； 無資料時(shí)，查表。第51頁/共109頁52拌合物稠度卵石最大粒徑 ()碎石最大粒徑 ()項(xiàng)目指標(biāo)102031.540162031.540 坍落度1030190170160150200185175165 3050200180170160210195185175 50702101901801

15、70220205195185 7090215195185175230215205195 注： 本表用水量系采用中砂時(shí)的平均取值，采用細(xì)砂時(shí)，每立方米 混凝土用水量可增加510，采用粗砂則可減少510。 摻用各種外加劑或摻合料時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。第52頁/共109頁53CWmmwco/0（5）選擇合理的砂率值 合理砂率可通過試驗(yàn)、計(jì)算或查表求得。耐久性復(fù)核第53頁/共109頁54混凝土砂率選用表 （%）水灰比卵石最大粒徑 ()碎石最大粒徑 ()1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338

16、323731363641354033380.70364135403439394438433641 第54頁/共109頁55%10000sgsosmmm砼假定密度可取24002450kg/m3 第55頁/共109頁56第56頁/共109頁57101. 0000wwssoggccmmmm%10000gssosmmm 計(jì)算公式：第57頁/共109頁58)(100010Lmmmmggossowwocco第58頁/共109頁59000:1:cwocgocsowogosocommmmmmmmmm或第59頁/共109頁602. 混凝土實(shí)驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)第60頁/共109頁61第61頁/共109頁62第62頁/

17、共109頁63第63頁/共109頁64fcu，28C/Wfcu，O（C/W）fcu,o注意：重新計(jì)算各材料用量， 應(yīng)保持經(jīng)調(diào)整的基準(zhǔn)配合比中單位用水量不變第64頁/共109頁65tc,wbgbsbcb,mmmmccn 混凝土實(shí)測(cè)表觀密度n 確定校正系數(shù)：n 確定試驗(yàn)室配合比：cctc,wgscwbwgbgsbscbcmmmmmmmmmmmm:cccctc,/注意：若 值超過2%時(shí)，才需要校正。cwcgcsmmmmmm/:/:/:1或第65頁/共109頁66第66頁/共109頁67%1%1bmammmbmmammmmgswwggsscc施工配合比為：gswcmmmm:第67頁/共109頁68第6

18、8頁/共109頁6947. 00 .3507. 046. 02 .330 .3546. 0cebacu,0ceafffCW按耐久性校核水灰比：不受風(fēng)雪影響，查表允許最大水灰比為 0.65。0.47小于0.65，滿足耐久性要求。第69頁/共109頁7030c0kg/m41547. 0195CWmmw 按耐久性校核單位用灰量：查表，最小水泥用量不得低于 260kg/m3。計(jì)算單位用灰量415kg/m3，符合耐久性要求。第70頁/共109頁710.301954152400g0s0s0g0s0mmmmm解得：砂用量ms0=537kg/m3，碎石用量mg0=1253kg/m3。按質(zhì)量法計(jì)算得初步配合比：

19、mc0：ms0：mg0：mw0=415:537:1253:195，或 1:1.88:3.83:0.47第71頁/共109頁722）采用體積法 30. 010110. 3100065. 270. 2s0g0s0w0c0s0g0mmmmmmm第72頁/共109頁732.試拌、調(diào)整工作性，提出基準(zhǔn)配合比第73頁/共109頁74第74頁/共109頁753.檢驗(yàn)強(qiáng)度、測(cè)定試驗(yàn)室配合比組別水灰比（W/C）灰水比（C/W ）fcu，28 /MPaA0.422.3838.6B0.472.1335.6C0.521.9232.6第75頁/共109頁76fcu,0=33.2MPa第76頁/共109頁7730. 01

20、0120510. 3408100065. 270. 2s0g0s0s0g0mmmmm解得：砂用量 msb=535kg；碎石用量 mgb=1249kg。修正后配合比：mcb：msb：mgb： mwb =408：535：1249：205第77頁/共109頁78%2%8 . 0239724122397第78頁/共109頁793. 換算工地配合比第79頁/共109頁80adwoad,w1 mmcwmmadw/,ad, c第80頁/共109頁討論：第81頁/共109頁825.5 其它功能混凝土第82頁/共109頁832.高性能混凝土（HPC）第83頁/共109頁84第84頁/共109頁85第85頁/共1

21、09頁86拌制水泥混凝土用粉煤灰的分級(jí)表粉煤灰等級(jí)粉煤灰等級(jí)質(zhì)量指標(biāo)質(zhì)量指標(biāo)細(xì)度細(xì)度45m45m方孔篩篩余方孔篩篩余/%/%燒失量燒失量/%/%需水量比需水量比/%/%SOSO3 3含量含量/%/%12125 595953 320208 81051053 3454515151151153 3第86頁/共109頁87各級(jí)粉煤灰適用范圍如下： I級(jí)粉煤灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6m的預(yù)應(yīng)力砼。 級(jí)粉煤灰適用于鋼筋混凝土和無筋混凝土。 級(jí)粉煤灰主要用于無筋混凝土。對(duì)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30及 以上的無筋粉煤灰混凝土宜采用、級(jí)粉煤灰。 用于預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土及設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30及以 上的無筋混凝土的

22、粉煤灰等級(jí)，如經(jīng)試驗(yàn)論證，可采用比 上述三條規(guī)定低一級(jí)的粉煤灰。第87頁/共109頁88第88頁/共109頁896.泵送混凝土 泵送效率約為每小時(shí)870m3混凝土，泵送水平距離100300m，泵送高度為3090m。 泵送混凝土屬流態(tài)混凝土的一種，應(yīng)注意為滿足可泵性的要求，泵送混凝土的坍落度一般以100220mm為宜，坍落度過小影響泵送效率甚至?xí)l(fā)生堵管現(xiàn)象；過大，則因離析泌水，同樣容易發(fā)生堵管，同時(shí)混凝土應(yīng)具有較小的坍落度損失，能夠在較長時(shí)間內(nèi)或較長的運(yùn)輸距離中保持足夠的流動(dòng)性能以利泵送。 水膠比不宜大于0.6；砂率宜為35%45%。第89頁/共109頁905.6 砂 漿第90頁/共109頁9

23、15.6.2 砌筑砂漿第91頁/共109頁922.砌筑砂漿的主要技術(shù)性質(zhì) 第92頁/共109頁93（2）砂漿的保水性 攪拌好的砂漿在運(yùn)輸、停放和使用過程中， 保持水分的能力。用分層度表示。第93頁/共109頁94ANfum第94頁/共109頁95說明：fm,0=fm,k + 1.645 fm,k=f2 -第95頁/共109頁962211niifnfnf砂漿強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差： 統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)同一品種砂漿組試件強(qiáng)度的平均值； 統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)同一品種砂漿試件的總組數(shù)，25。 計(jì)算： 查表 P146 表4-25第96頁/共109頁97() 計(jì)算每立方米砂漿中水泥用量cemcffQ)(10000,第97頁/共109頁98第98頁/共109頁99不同稠度（）的石灰膏換算系數(shù)：灰膏稠度1301201101009080706050換算系數(shù)1.051.000.990.970.950.930.920.9