第五章水泥混凝土p教学文稿.ppt

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1第 五 章水 泥 混 凝 土5.1概述 由胶凝材料、骨料（粗骨料和细骨料）按适当比例配合，拌和制成的混合物，经过一定时间硬化而形成的人造石材，统称之为混凝土工程上使用最多的是水泥混凝土5.1.1混凝土的分类 （一）按抗压强度分类 普通混凝土（C10C60）、高强混凝土（C60C100）、超高强混凝土（C100） （2）普通混凝土：0=21002500kg/m3，用普通天然砂石为骨料配制而成的，建筑工程中常用的混凝土，适用建筑物的各种承重构件 （3）轻混凝土：01950kg/m3，采用陶粒等轻质多孔的骨料，或用发泡剂、加气剂形成多孔结构的混凝土 （三）按胶凝材料分类 水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、聚合物混凝土 （四）按用途分类 结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、膨胀混凝土5.1.2混凝土的特点（1）混凝土用料中80%以上的砂石可就地取材，成本低；（2）凝结前具有良好的可塑性，可以按工程结构的要求，浇筑成各种形状的任意尺寸的整体结构或预制构件；（3）硬化后有较高抗压强度和良好的耐久性；（4）混凝土与钢筋有牢固的粘结力，复合成钢筋混凝土，加大了混凝土的应用范围；（5）可利用工业废料调制成不同性能的混凝土，有利于环境保护； （6）抗拉强度低； （7）硬化速度慢，生产周期长； （8）强度波动因素多。

在混凝土内掺入纤维或聚合物，可大大降低混凝土的脆性； 混凝十采用快硬水泥或掺入早强剂、减水剂等，可明显缩短其硬化周期 严格质量控制5.1.3混凝土的组成及各组成的作用 混凝土由水泥、水、砂及石子四种基本材料组成 为节约水泥或改善混凝土的某些性能，常掺入外加剂和掺合料外加剂和掺合料逐渐成为混凝土中必不可少的第五种成分 水泥和水构成水泥浆，砂和石子为混凝土的骨料，砂为细骨料，石子为粗骨料，水泥浆和砂构成砂浆 水泥浆的作用： （1）填充砂的孔隙，并包裹砂粒； （2）拌制时在砂、石子之间起润滑作用，便于施工； （3）填充石子的空隙并包裹石子； （4）水泥浆硬化后形成水泥石，将砂、石胶结成一个整体骨料的作用：（1）形成混凝土的骨架；（2）对水泥石的体积变形起一定的抑制作用5.1.5对混凝土的基本要求（1）具有与施工条件相适应的施工和易性；（2）具有符合设计要求的强度；（3）具有与工程环境相适应的耐久性；（4）材料配比的经济合理性5.2普通混凝土的基本组成材料 混凝土是一个宏观匀质，微观非匀质的堆聚结构 水泥浆包裹砂粒，填充砂粒间的空隙形成水泥砂浆，水泥砂浆包裹石子并填充石子间的空隙而形成混凝土。

5.2.1水泥（一）水泥品种的选择 一般采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥二）水泥标号的选择 根据混凝土设计强度等级选择，混凝土强度等级高，水泥标号也高 水泥标号=（1.52）混凝土强度等级 高强混凝土： 水泥标号=（0.91.5）混凝土强度等级5.2.2细骨料（砂） 细骨料是粒径为0.154.75mm的骨料 细骨料有天然砂（河砂、海砂、山谷砂等）和人工砂，其中以河砂的质量最好一）颗粒形状及表面特征 1、山谷砂和人工砂的颗粒多棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，混凝土强度较高，但拌和物的流动性较差 2、河砂和海砂的颗粒少棱角，表面光滑，与水泥粘结较差，混凝土强度较低，但拌和物的流动性较好（二）细骨料的有害杂质 有害杂质：云母、粘土、淤泥、有机物、化合物、轻物质等 民用建筑用砂符合普通混凝土用砂质量标准及检验方法；水工混凝土用砂符合水工混凝土施工规范；水运工程混凝土用砂符合水运工程混凝土施工规范三）砂的粗细程度与颗粒级配 1、砂的粗细程度 砂的粗细程度是反映不同粒径的砂粒，混合后的总体粗细程度 细度模数Mx是指不同粒径的砂粒混在一起后的平均粗细程度，用来表示砂的粗细程度。

A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为用4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.600mm、0.300mm、0.150mm各筛上累计筛余百分率 粗砂Mx=3.73.1 中砂Mx=3.02.3 细砂Mx=2.21.6 特细砂Mx=1.50.7 拌制混凝土以中砂为宜 2、砂的颗粒级配 砂的颗粒级配指砂不同大小颗粒的搭配情况 单一粒径两种粒径多种粒径颗粒级配示意图方孔筛孔（mm）累计筛余（%）I区II区III区9.5000004.7501001001002.3603552501501.180653550102500.6008571704140160.3009580927085550.150100901009010090（四）砂的物理性质 1、砂的堆积密度及空隙率 （2）砂的堆积密度： 自然状态：=14001600kg/m3 密实堆积：=16001700kg/m3 （3）空隙率 天然河砂的空隙率为40%45% 级配良好河砂的空隙率40% 2、砂的含水状态 （1）含水状态 干燥状态：在不超过110的温度下烘干至恒重，砂含水率为零 气干状态：砂含水率与大气湿度相互平衡时的状态饱和面干状态：砂子表面干燥而内部孔隙含水达到饱和时的状态。

饱和面干砂既不从混凝土拌合物中吸取水分，也不放出水分，配制混凝土较好湿润状态：砂子不仅内部孔隙含水饱和，而且表面也吸附一层自由水干燥状态气干状态饱和面干状态湿润状态砂的含水状态 3、砂的坚固性 砂的坚固性是指砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力5.2.3粗骨料 粗骨料是粒径4.75mm的骨料 常用的粗骨料有卵石和碎石 （一）颗粒形状及表面特征 较理想的颗粒形状：三维长度相等，相近的球形或立方体颗粒 较差的颗粒形状：三维长度相差较大的针、片状颗粒1、碎石表面粗糙，与水泥石的粘结能力强，混凝土强度高，但和易性差2、卵石表面光滑，棱角少，与水泥石的粘结能力差，但和易性好3、针状、片状的颗粒使空隙率增大，易被折断，应限量二）有害杂质 有害杂质：粘土、淤泥、细屑、有机物、硫化物、硫酸盐等 民用建筑应符合普通混凝土用碎石或卵石质量标准为检验办法；水工混凝土应符合水工混凝土施工规范；水运工程混凝土用砂符合水运工程混凝土施工规范（三）最大粒径及颗粒级配 1、最大粒径（DM） （1）定义 DM是粗骨料公称粒径级的上限值 DM愈大，骨料的空隙及表面积愈小，水泥用量愈小，混凝土愈密实，水化热愈小，收缩愈小。

（2）混凝土最大粒径选择的影响因素 强度 当DM40，DM，低强度的混凝土强度上升，高强度的混凝土强度反而降低 大体积的混凝土结构：DM=80150mm，普通混凝土：DM=2040mm 2、颗粒级配 （1）混凝土级配确定方法 连续级配：由最大粒径开始，由大到小各粒径相连，每一粒径级占适当比例 间断级配：抽去中间一、二级石子，粒径不相连，易产生离析，增加施工难度 （2）超、逊径石子的允许含量 超径：某一级石子中混杂有超过这一级粒径的石子超径石子含量不大于5% 逊径：某一级石子中混杂有小于这一级粒径的石子逊径石子含量不大于10%三）物理力学性质 1、堆积密度及空隙率 球形或立方体形状的颗粒且级配良好的粗骨料堆积密度较大，空隙较小 2、吸水率 粗骨料的吸水率2.5% 3、强度 粗骨料的强度可用岩石立方体强度或压碎指标两种方法进行检验 （1）极限抗压强度/混凝土强度不小于1.5，且极限抗压强度：岩浆岩不小于80MPa，变质岩不小于60MPa，沉积岩不小于30MPa （2）压碎指标 将一定质量气干状态下粒径1020mm的石子装入标准圆筒内，放在压力机上，在35min内均匀加载达200KN，其压碎的细粒（小于2.5mm）占试样重量的百分率为压碎指标。

4、坚固性 有抗冻、耐磨、抗冲击性能要求的混凝土所用粗骨料，要求测定其坚固性 对严寒及寒冷地区室外且处于干湿变换的混凝土，粗骨料经五次循环的质量损失应不大于8%其它条件下的混凝土骨料经五次循环后的质量损失应不大于12%5.2.4混凝土拌和及养护用水 凡可饮用的水均可拌制和养护混凝土，不可用海水、未经处理的工废水、污水及沼泽水 缺乏淡水时，可用海水拌制素混凝土，钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土不能用海水拌制对钢筋混凝土5.3新拌混凝土的和易性 混凝土的各组成材料按一定比例配合、拌制成的尚未凝结硬化的混合物，称为新拌混凝土或混凝土拌合物 和易性是混凝土拌合物的施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）的难易程度和抵抗离析作用程度并能获得质量均匀，密实混凝土的性能和易性包含流动性、粘聚性、保水性2、和易性的含义（1）流动性 流动性是混凝土拌和物在自重或施工振捣的作用下，产生流动，并均匀、密实地填满模型的性能 流动性反映拌和物的稀稠，关系着施工振捣的难易和浇筑的质量2）粘聚性（抗离析性） 粘聚性是混凝土拌合物在施工过程中互相之间有一定粘聚力，不发生分层、离析、泌水，保持整体均匀的性能3）保水性 保水性是混凝土拌合物保持水分不易析出的能力。

混凝土拌合物中的水，一部分是保证水泥水化所需水量，另一部分是为使混凝土拌合物具有足够流动性，便于浇捣所需的水量3、和易性的测定 （1）坍落度 一般常用坍落度来表示常态混凝土流动性的大小粘聚性及保水性常根据经验，通过试验或施工现场的观察定性地评定其优劣2）和易性的评定：流动性：坍落度 坍落度10mm40mm的常称为低塑性混凝土； 50mm90mm称为塑性混凝土； 100mm150mm称为流动性混凝土； 大于160mm称为大流动性混凝土； 坍落度小于10mm的称为干硬性混凝土粘聚性：在坍落的拌合物锥体一侧轻打，若逐渐下沉，表示粘聚性好，如果锥体突然倒塌，部分崩裂，或石子离析则表示粘聚性不好 保水性：若提起坍落筒后，有较多稀浆从底部析出，拌合物锥体因失浆而骨料外露，表示保水性不好 若提起坍落筒后，无稀浆析出或仅有少量稀浆自底部析出，混凝土锥体含浆饱满，表示混凝土拌合物保水性良好 （5）维勃稠度（VB） 干硬性混凝土拌合物，采用维勃稠度作为和易性指标 维勃稠度：混凝土拌和物装入坍落筒内，提出坍落筒后，将透明圆盘置于顶面，启动振动台，圆盘底面完全为水泥浆布满所经历的时间 维勃稠度（VB）为 10s5s，属半干硬性混凝土； 20s11s，属干硬性混凝土； 30s21s，属特干硬性混凝土； 31s，属超干硬性混凝土。

三、坍落度指标的选择坍落度（GB50204-92）（mm）坍落度（DL/T5144-2001）（mm）结构种类指 标混凝土类别指标基础、地面、挡土墙等及其垫层 ，或配筋稀疏的结构1030素混凝土或少筋混凝土1040板、梁和大中型截面的柱子3050配筋率不超过1%的钢筋混凝土3060配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱）5070配筋率超过1%的钢筋混凝土5090配筋特密的结构70904、影响混凝土拌合物和易性的因素（1）水灰比的影响 水灰比是水与水泥的比值 W/C过小，水泥浆干稠，流动性过低，施工困难； W/C过大，使混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，产生流浆、离析，影响强度2）单位用水量的影响 水泥浆与骨料间的比例关系，常用单位用水量衡量，即单位体积混凝土的用水量 水灰比不变时，用水量越多，水泥浆愈多，流动性愈大 但水泥浆过多，将出现流浆现象，使粘聚性变差，影响强度和耐久性； 过少，则不能填满骨料空隙或不能很好包裹骨料表面，产生崩坍现象，粘聚性变差混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）项目指标102031.540162031.540坍落度（mm）1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195（3）含砂率的影响 砂率是指砂的质量占砂、石总质量的百分数。

砂率反映新拌混凝土中砂子。