混凝土新拌及早期混凝土的性能

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,土木水利學(xué)院,清華大學(xué),Department of Civil Engineering,Tsinghua University,第 3 章 混凝土,混凝土,硬化混凝土,新拌及早期混凝土,混凝土的結(jié)構(gòu),混凝土的強(qiáng)度與破壞,混凝土的體積穩(wěn)定性,混凝土的耐久性,混凝土的組成材料及配比設(shè)計(jì),3.8 新拌及早期混凝土的性能 （,Properties,of Fresh Conc

2、rete and Concrete at Early Age）,3.8.1 新拌混凝土的性能,3.8.2 拌合物澆筑后的性能,3.8.3 強(qiáng)度增長與溫度的影響,第 3 章 混凝土,第 3 章 混凝土,采用的水灰比（,W/C）,越小，配制混凝土強(qiáng)度是否就越高？為什么？,第 3 章 混凝土,新拌與早期混凝土的性能對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度和耐久性起著決定性的作用。,工程實(shí)例：,洞庭橋,洞庭湖大橋,第 3 章 混凝土,3.8.1 新拌混凝土的性能,1.,工作度（,Workability,）,1) 含義及內(nèi)容,是決定混凝土拌合物在澆筑、搗實(shí)和抹面時(shí)難,易程度的性質(zhì)。,(1）流動(dòng)性(填充模型的難易程度),(2）易

3、密性(氣泡排出的難易程度),(3）穩(wěn)定性或粘聚性(維持均勻性的能力),(1）,流動(dòng)性,指新拌混凝土在自重或外力作用下，克服內(nèi)部阻力和與模板、鋼筋之間的粘性力，流動(dòng)并填充模型與鋼筋周圍的能力。 對(duì)流動(dòng)性的要求隨,施工工藝,而異；隨構(gòu)件的類型和配筋密集程度而異。,第 3 章 混凝土,第 3 章 混凝土,干硬混凝土,0-50,mm,較大斷面，少配筋,需震搗,中等,50-75,mm,梁、柱、剪力墻等構(gòu)件,流動(dòng),75-175,mm,密配筋斷面,泵送混凝土,大流動(dòng),240,mm,自密實(shí)混凝土,2）易,密性,(,2）易密性,新拌混凝土在自重或外力作用下達(dá)到要求的密實(shí)程度的能力,(氣泡排出的難易程度),。,新

4、拌混凝土是一種膠體，在外力增大時(shí)膠體呈流動(dòng)性的性質(zhì)稱為觸變性。新拌混凝土表現(xiàn)出明顯的觸變性，在強(qiáng)力振動(dòng)作用下混凝土產(chǎn)生液化，流動(dòng)并填充模板之間的空間并逐漸達(dá)到密實(shí)。振動(dòng)作用停止后，重新變稠的混凝土即使沒有模板的限制也不會(huì)坍塌或變形?；炷涟韬衔锏募羟星惦S時(shí)間增大，逐漸硬化并產(chǎn)生強(qiáng)度。,第 3 章 混凝土,(3）,穩(wěn)定性或粘聚性,指新拌混凝土維持勻質(zhì)和整體性的能力。包括在運(yùn)輸、澆筑過程中砂漿與粗骨料不離析及澆筑后抵抗泌水與沉降分層的性能。,第 3 章 混凝土,2) 工作度的測定,(1)單點(diǎn)試驗(yàn)法,坍落度、,VB,儀,(2）兩點(diǎn)試驗(yàn)法,流變儀,第 3 章 混凝土,(1)單點(diǎn)試驗(yàn)法,坍落度,(2

5、) 兩點(diǎn)試驗(yàn)法,第 3 章 混凝土,y,d,/dt,y,HSC,NSC,(2) 兩點(diǎn)試驗(yàn)法,第 3 章 混凝土,第 3 章 混凝土,3）影響拌合物工作度的因素,（1）,用水量與水泥漿量,水灰比一定，增加,水泥漿量，坍落度,增大；,水泥含量一定，,增加用,水量，坍落度,增大；,第 3 章 混凝土,Low paste content,Harsh mix,High paste content,Rich mix,漿體含量對(duì)新拌混凝土流動(dòng)性能的影響,ball bearing effect-start,starting height,ball bearing effect-end,slump,第 3 章

6、混凝土,（2）,骨料品種與品質(zhì),骨料粒徑增大，流動(dòng)性改善，但勻質(zhì)性受影響。,骨料尺寸影響,1,cm,1,cm,1,cm,Compute the surface area as you break up the particles,volume = 1 cm,3,surface area = 6 cm,2,volume = 1 cm,3,surface area = 1.5*8= 12 cm,2,block surface area = 0.5*0.5*6=1.5,block surface area = 1*1*6= 6,第 3 章 混凝土,顆粒越大，表面積越小，水泥漿膜越厚，顆粒越易于流動(dòng),

7、第 3 章 混凝土,顆粒越小，表面積越大，水泥漿膜越薄，顆粒越不易于流動(dòng),Angularity and surface texture of aggregates,帶棱角、粗糙的骨料,光滑、近似圓形的骨料,第 3 章 混凝土,（3）砂率,M,砂,/M,砂,+M,石,（4）外加劑與礦物摻合料的影響,引氣劑（,air entraining admixtures）,減水劑 （,water reducing admixtures）,超塑化劑（,superplasticizers,）,粉煤灰（,fly ash,）；,磨細(xì)礦渣（,granulated blast-furnace slag,）,；,硅粉（,

8、silica fume,）,坍落度損失與重塑,坍落度損失：新拌混凝土工作度隨時(shí)間減小的現(xiàn)象。,重塑：加水使新拌混凝土恢復(fù)工作度的方法。,第 3 章 混凝土,第 3 章 混凝土,坍落度損失,高效減水劑的發(fā)展,第一代：坍落度損失較快（坍落度保持時(shí)間3045分）；,第二代：與緩凝減水劑復(fù)合以延緩損失速率（坍落度保持時(shí)間90分以上）；,第三代：新品種；可保持幾小時(shí)基本不損失。,第 3 章 混凝土,3.8.2拌合物澆筑后的性能,1）泌水,2）塑性沉降,3）塑性收縮與開裂,4）減小泌水及其影響,5）含氣量,6）凝結(jié)時(shí)間,第 3 章 混凝土,骨料,水,可見泌水,內(nèi)泌水,泌水與塑性沉降,1）哪些因素加劇泌水與

9、塑性沉降？,水泥用量；,骨料級(jí)配；,砂子細(xì)度；,砂率等。,2）泌水與塑性沉降對(duì)硬化混凝土性能有什么影響？,第 3 章 混凝土,鋼筋,沉降裂縫,水囊,混凝土表面,塑性收縮裂縫,變截面處因沉降引起開裂的示意圖,沉降裂縫,第 3 章 混凝土,第 3 章 混凝土,養(yǎng)護(hù),4）減小泌水及其影響,蒸汽養(yǎng)護(hù),不同養(yǎng)護(hù)方式,1）覆蓋塑料膜、塑料墊、礦棉氈；,2）覆蓋濕麻袋、濕草袋；,3）噴灑養(yǎng)護(hù)劑；,4）圍水浸泡；,5）灑水或布管噴水；,6）埋設(shè)冷卻水管；,7）蒸汽養(yǎng)護(hù)；,8）使用飽水多孔骨料。,第 3 章 混凝土,含氣量,新拌混凝土總含有一定量空氣，是在攪拌過程中帶進(jìn)去的，約占總體積的 0.52，稱混凝土含氣

10、量。如果摻有引氣組分，含氣量要增大。根據(jù)波依耳,馬略特定律：,P,1,V,1,= P,2,V,2,可以測定新拌混凝土的含氣量。,第 3 章 混凝土,凝結(jié)時(shí)間,用貫入阻力試驗(yàn)測定：,1）初凝時(shí)間35,Kg/cm,2,2）,終凝時(shí)間280,Kg/cm,2,P,第 3 章 混凝土,凝結(jié)時(shí)間,與水泥的凝結(jié)時(shí)間含義不同，新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間屬于工程性質(zhì)：,1）要受到新拌混凝土的溫度影響；,2）要受到攪拌時(shí)間影響；,3）要受到外加劑添加方式影響。,第 3 章 混凝土,3.8.3. 強(qiáng)度增長與溫度的影響,1. 養(yǎng)護(hù)溫度的影響,2. 水化熱的影響,3. 溫度匹配養(yǎng)護(hù)（,TMC）,第 3 章 混凝土,圖3-45

11、 養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)強(qiáng)度的影響,（硅酸鹽水泥,W/C=0.4）,1.,養(yǎng)護(hù)溫度的影響,圖3-46 硬化水泥漿體與混凝土的絕熱溫升,2.,水化熱的影響,硬化水泥漿體與混凝土的絕熱溫升,2.,水化熱的影響,混凝土的絕熱溫升測試裝置,圖3-47 混凝土澆注厚度對(duì)溫升的影響,（澆注溫度20,C，,水泥用量400,kg/m,3,）,混凝土的溫升隨結(jié)構(gòu)物斷面尺寸增大而加劇,圖3-48 2.5,m,厚混凝土中點(diǎn)溫度的變化,Bamforth,的實(shí)驗(yàn)（厚2.5,m,結(jié)構(gòu)物中部的溫度變化）,70%,硅酸鹽水泥,+30%,粉煤灰,100%硅酸鹽水泥,25%,硅酸鹽水泥,+75%,磨細(xì)礦渣,圖3-49 不同養(yǎng)護(hù)條件下混凝土強(qiáng)

12、度發(fā)展,（,a）20,C,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) （,b）,同溫度養(yǎng)護(hù),硅酸鹽水泥,水泥,/,礦渣,水泥/,粉煤灰,水泥/粉煤灰,水泥,/,礦渣,硅酸鹽水泥,標(biāo)養(yǎng)(20,O,C),同溫度養(yǎng)護(hù),2.,水化熱的影響,3.,溫度匹配養(yǎng)護(hù),Temperature Match Curing,T,t,構(gòu)件,試件,加熱裝置,作業(yè),1）水灰比較低的高強(qiáng)混凝土澆注時(shí)，為什么容易出現(xiàn)塑性收縮開裂？,2）工程施工中，實(shí)際結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的評(píng)定依據(jù)，是將現(xiàn)場制備的試件放在兩種條件下養(yǎng)護(hù)*至規(guī)定齡期，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得的。試分析它們在混凝土質(zhì)量控制上各自的功能。,*注：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)（20,3,、,RH90%）；,在構(gòu)件旁邊養(yǎng)護(hù)（與構(gòu)件同溫同濕）。,3,）,Page: 98,第,17,題,