a、流动性
流动性是指拌合物在自重或外力的作用下的流动性能。流动性与混合料中的水泥用量、用水量及水泥砂浆的相对含量有关。
①保持水泥用量不变,增大水灰比,将增加拌合物的流动性。 ②保持W/C不变,相应增加水泥和水用量,将提高拌合物的流动
性。
③保持W/C不变,相应增加或减少砂用量,将改变拌合物的流动
性。 b、粘聚性
新拌砼混合料抗离析的能力叫粘聚性,粘聚性与粗细骨料的级
配及水泥浆的稠度有关。
①级配合理的混合料,粘聚性大,反之则小。
②水泥浆稠度越小,粘聚性越大。 ③粘聚性不良,易出现离析现象。
c、保水性
是指砼拌合料在施工中具备一定的保水能力的性质——即不易
出现泌水现象。
一般来讲,保水性与水泥的品种有关,同时也与砼配合比设计
是否合理有关,矿渣水泥常有泌水现象。
(2)和易性检测方法(Slump test)
①坍落度法(ISO称为稠度)。
坍落度 O —— 干硬性砼 坍落度 0-20mm —— 低流动性砼 坍落度 30-90mm —— 塑性砼 坍落度 100-150mm —— 流动性砼 坍落度 ≧160 —— 大流动性砼 ②维勃稠度计法(VB法——V?Bahmer 瑞典) (3)影响和易性的主要因素
①拌合用水量。
a、拌和水在砼混合料中是分布于水泥浆和吸附于粗细骨料的表面
上,因而粗细骨料的总表面积越大,需要的水越多;水泥的标准稠度用水量越大,需要的水越大。
b、当粗细骨料的种类及比例一定时,即使水泥用量变动(200-400
kg/m3),但要获得相同的坍落度,其所需要的用水量基本上是一定的,这就是恒定用水量法则。
②水泥浆体积
a、在最佳砂率下,获得规定流动性所需的水泥浆最小。
b、在水泥浆体积一定时,最佳砂率下可获得最大流动度 ③水泥砂浆的体积
流动性砼水泥砂浆体积,约为粗细骨料空隙率的1.2~1.5倍。 ④其他影响和易性因素 a、水泥的品种 b、骨料的性质
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c、时间与温度
2、砼的结构性质
(1)干表观密度 2200~2400 kg/m
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(2)密实度 D=V(外形体积)0
V(绝对体积)
?mw1000 D= VC + VS + VG + VW
=
mc?c?ms?s?mg?g?
β 结合水分数,为一定龄期的砼中结合水为水泥重量的%数
普通水泥的β在砼28天时约为15~20%。 (3)抗压强度
我国新标准的强度等级分C7.5~C60共十二个等级(如前述),这里补充如下: ①影响强度的因素 a、水灰比(W/C)
R=F(W/C)·A 或R=F(fc·w/c) fCU,O=R28 =A·
fce(C/W - B) 保罗米公式
b、骨料的品种与质量 当W/C<0.4时
碎石砼比卵石砼强度高38%,随着W/C增加,两者差距逐渐
减少。
C、养护制度与湿度 ②提高砼强度的措施
采用高标号水泥,实行机械搅拌和震捣,掺外加剂等都是行之有效的措施。
(4)抗渗性
以抗渗标号衡量和划分,P2、P4、P6、P8、P10、P12六个等级。 解析宏观意义 (5)其他力学性能
如抗抗拉强、棱柱强度、抗折强度为抗压的1/10~1/13。
(6) 耐久性能——主要指抗冻、抗碳化性能。
五、商品砼
1、商品砼的含义
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工程上叫“预拌砼”,这是外来语,英文叫 Ready-mixed concrete,
意为预先拌合好的砼,《GB/T 14902-2003》是这样定义的——由搅拌站
将原材料按一定比例经计量、拌制出售,并由运输车在规定的时间内运送到使用地点的砼拌合物。
2、商品砼的主要特性(基本特性)
商品砼必须满足如下要主要特性:
①强度,满足普通砼的要求(即与普通砼一样)
②流动度(塌落度),满足泵送作业要求
③坍落度的经时损失,越小越好,至少应满足两小时仍可泵送。
第②、③两点是商品砼的主要特性,而第①点为基本特性,没有第①点就不叫做砼,没有第②、③点不叫商品砼,即不可能实现预销售。 3、商品砼的等级划分:
按GB/T 14902-2003标准,预拌砼分两大类:
①通用品(normal concrete), 强度﹤C50,坍落度≯180mm, 粗集料粒径≯31.5~40mm
②特制品,special concrete,任何一项指标超出通用品的规定范围或有特殊要求的砼,其强度在C55~C80
个人认为,上述的划分方法不见得科学,如坍落度指标。不过它提供了一个划分的准则,仍有其实用价值。 4、商品砼的应用与发展前景
(1)商品砼在我国起步比较晚,大概在上世纪八十年代才起步,我国第一
家商品砼企业诞生于1978年常州建筑工程材料公司创建,随后,则逐年加速发展,到2002年全国已有1039个企业,有14473台输送车,
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设计能力达到26405万吨m(实际生产量为13914万吨m3),总的来说,我国商品砼企业的发展与工业发达国家(美、英、法、德还有意大利、日本等)比较,大约迟后了半个世纪。而发展也极不平衡,大都集中在国内的几个大、中城市——北京、上海、广州、沈阳等,像北京、上海等估计已超过100家,湖南省在2000年初仅有商品砼企业三家,到2009年为止,大约已发展到37家(不包括还在建造未注册的),发展势头良好。
(2)商品砼迅速发展的基本原因(或者说优点)
①保证并提高了砼质量——配料准确、搅拌质量好 ②可实现泵送作业,大大提高了施工进度
③可实现文明施工,较大降低传统施工的脏乱现象
④大大降低辅助用工,减少原材料的浪费,从而降低施工管理中的各项费用
⑤解决高层建筑施工中砼垂直、水平运输中的许多矛盾,V﹥220m(100~270m)及H>500~1500mm的工程,可用一根泵管就解决,可取消塔吊,每小时输送量可达60m3,再有一种车泵,既可水平又可垂直泵送砼,起吊高度达40m,水平悬臂长度32m以上 ⑥能解决道路、桥梁工程施工中长距离的砼输送问题。
例1、上海浦东大桥砼支架高210m,就是用商品砼浇筑的 再例、北京西客站工程底板,总方量达30万m3 再例、三峡水利工程(溢流槽 70万m3)
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⑦商品砼供应半径大,可达50km,运输车时速可达60~80km,最高达100km
正是由于商品砼的上述的诸多优点,所以国家已出台多项法令、法规,要求大、中城市要大力推广应用商品砼,对大城市则要求强制推行。
六、混凝土配合比设计
(一)砼配合比定义及设计的基本参数
1、 砼配合比的定义
为了保证强度和工作性能,经过设计计算所确定的砼单位体积中
的各种原材料用量之间的比例关系,称之为混凝土配合比。 2、砼配合比设计的基本参数 (1)试配强度
砼配制抗压强度应按所要求的砼强度等级取值,如下式:
fCU,O?1.645??fcu.k
式中 fCU,O—— 砼配制强度(MPa)
fcu.k—— 砼抗压强度标准值(MPa) ? —— 砼强度标准离差(MPa)
根据强度等级的不同而异,一般规定是: ?的取值,
?C15 ?取 4MPa C20~C35 ?取 5MPa ?C40 ?取6MPa
(2)砂率:
每立方米砼中,砂子用量(kg)与砂、石总用量(kg)之比叫砂率,以百分比表示。 如下式: ?s?mso?100%
mgo?mso 式中 mso——每立方米砼的细骨料用量(kg);
mgo——每立方米砼的粗骨米用量(kg); ?s ——砂率(%);
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砂率是砼配合比的重要参数之一,不同等级砼应选择不同的砂率,其目的在于保证砼能得到最密实的效果。因此就有 最佳砂率的问题。如何能找到最佳砂率,应通过试配来解决。方法是:
在选定水灰比的前提下:保持水灰比不变,在其他条件相同的条
件下,拌制数种砂率不同的砼拌合物,并测定其坍落度,其中坍落度最大的一种拌合物所用的砂率,即为最佳砂率。 (3)用水量:
(1)塑性砼的用水量与粗骨料的品种和规格有关,JGJ55-2000《普通砼的配合比设计和规程》对此有专门规定,见下表:
塑性砼用水量表(kg/m3) 拌合物稠度 项目 坍落度(mm)
指标 10~30 35~50 55~70 75~90 10 190 200 210 215 卵石最大粒径(mm) 20 170 180 190 195 31.5 160 170 180 185 40 150 160 170 175 16 200 210 220 230 碎石最大粒径(mm) 20 185 195 205 215 31.5 175 185 195 205 40 165 175 185 195 [注]:①上表中的适用范围是水灰比在0.4~0.80;
②表中的用水量是采用中砂的平均取值,采用细砂时,每立方米用水量可增加5~10kg;采用粗砂时,可减少5~10kg.
(2)流动性及大流动性砼的用水量宜按下列步骤计算用水量:
a、以上表中坍落度90mm用水量为基础,按坍落度每增大20mm用水量增加5kg,计算未掺外加剂时的混凝土用水量;
b、掺外加剂时的砼用水量按下式计算: mwa?mwo(1??)
式中 mwa——掺外加剂砼每立方米砼的用水量(kg) mwo——未掺外加剂每立方米砼的用水量(kg) ? ——外加剂的减水率(%)
(4)和易性:
普通塑性砼包括三项内容,即流动度也叫稠度(以坍落度及扩散
度表示)、粘聚性及保水性,只有同时满足这三项指标要求的砼拌合物,才叫和易性好,分述如下:
①流动度也叫稠度,包含两层含义,一是坍落度,以砼坍落度仪
测定,用mm表示其大小,塑性砼的坍落度一般在10~90mm之间,超过90mm的,一般叫流动性砼,泵送砼的坍落度最小起泵坍落度规范规定不得小于100mm,适宜的泵送砼坍落度为160~220mm,稠度的第二层含义是扩展度,这是指坍落度仪测定坍落度时,当坍落度仪垂直抬起时,砼拌合物缓慢下沉后的扩散直径,以mm表示。一般来讲,塑性砼的扩展较小,甚至没有扩展度,因此也没有扩展度的要求,而泵送砼由于坍落度较大,相应也有扩展度要求,普通泵送砼的扩展度应
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