建筑材料（第2版） 教学课件 作者 谭平 2) 第5章.ppt

第5章 混凝土,5.1 混凝土概述 5.2 普通混凝土的组成材料 5.3 混凝土的技术性能 5.4 普通混凝土的质量控制与评定 5.5 普通混凝土配合比设计 5.6 特种混凝土 5.7 混凝土试验,返回,５.１ 混凝土概述,５.１.１ 混凝土的定义、分类 混凝土是由胶凝材料、粗细骨料、水以及其他材料，按适当的比例混合并硬化而成的具有所需形状、强度和耐久的人造石材 混凝土可按其组成、特性和功能等从不同角度进行分类 １. 按胶凝材料分类 （１）无机胶凝材料混凝土，如普通混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土和水玻璃混凝土等 （２）有机胶凝材料混凝土，如沥青混凝土、聚合物混凝土等下一页,返回,５.１ 混凝土概述,２.按表观密度分类 （１）重混凝土，是表观密度大于２５００ｋｇ／ｍ３，用特别密实和特别重的骨料制成的混凝土例如重晶石混凝土、钢屑混凝土等，它们具有不透Ｘ射线和γ射线的性能 （２）普通混凝土，是在建筑中常用的混凝土，表观密度为１９００～２５００ｋｇ／ｍ３，骨料为砂、石 （３）轻质混凝土，是表观密度小于１９００ｋｇ／ｍ３ 的混凝土它可以分为以下三类 ①轻骨料混凝土，其表观密度在８００～１９５０ｋｇ／ｍ３，轻骨料包括浮石、火山渣、陶粒、膨胀珍珠岩和膨胀矿渣等。

上一页,下一页,返回,５.１ 混凝土概述,②多孔混凝土（泡沫混凝土、加气混凝土），其表观密度是３００～１０００ｋｇ／ｍ３泡沫混凝土是由水泥浆或水泥砂浆与稳定的泡沫制成的；加气混凝土是由水泥、水与发气剂制成的 ③大孔混凝土（普通大孔混凝土、轻骨料大孔混凝土），其组成中无细骨料普通大孔混凝土的表观密度为１５００～１９００ｋｇ／ｍ３，用碎石、软石和重矿渣作骨料配制的；轻骨料大孔混凝土的表观密度为５００～１５００ｋｇ／ｍ３，用陶粒、浮石、碎砖和矿渣等作为骨料配制的上一页,下一页,返回,５.１ 混凝土概述,３. 按使用功能分类 根据使用功能的不同，混凝土可分为结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土和防辐射混凝土等 ４. 按施工工艺分类 根据施工工艺的不同，混凝土可分为离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等 ５.１.２ 混凝土的优点、缺点与发展趋势 １. 优点,上一页,下一页,返回,５.１ 混凝土概述,（１）就地取材，比较经济 （２）易成型，混凝土拌合物有良好的可塑性和浇筑性 （３）匹配性好，材料之间结合良好，钢筋与混凝土之间有摩擦力、粘结力和机械啮合力。

（４）可根据使用性能的要求与设计来配制相应的混凝土 （５）代替木、钢等结构材料 （６）耐久性好 ２. 缺点 混凝土自重大，比强度小，抗拉强度低，变形能力差，易开裂等上一页,下一页,返回,５.１ 混凝土概述,３. 发展趋势 （１）大中城市发展商品混凝土，对提高技术质量有利 （２）高性能混凝土 （３）环保混凝土，如再生混凝土 ５.１.３ 混凝土的质量要求 工程中，混凝土须满足以下质量要求 （１）满足施工所需的和易性 （２）满足设计要求的强度上一页,下一页,返回,５.１ 混凝土概述,（３）满足与环境相适应的耐久性 （４）经济上应合理，即水泥用量应少 要满足上述要求就必须合理选择原材料并控制原材料质量，合理地设计混凝土的配合比，严格控制和管理施工质量上一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,５.２.１ 水泥 （１）水泥品种的选择：应根据工程特点及混凝土所处气候与环境条件选择 （２）水泥强度等级：应与混凝土设计强度等级相对应，低强度时，水泥强度等级为混凝土设计强度等级的１．５～２．０倍；高强度时，比例可降至０．９～１．５倍，但一般不能低于０．８；即低强度混凝土应选择低强度等级的水泥，高强度混凝土应选择高强度等级的水泥。

因为若采用低强度水泥配制高强混凝土会增加水泥用量，同时引起混凝土收缩和水化热增大；若采用高强度水泥配制低强度混凝土，会因水泥用量过少而影响混凝土拌合物的和易性与密实度，导致混凝土强度和耐久性下降，具体强度等级对应关系推荐见表５-１下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,５.２.２ 细骨料 混凝土用细骨料一般采用粒径小于４．７５ｍｍ 的级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的天然砂（如河砂、海砂、山砂），也可采用机制砂根据《建设用砂》（ＧＢ／Ｔ１４６８４—２０１１）和《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（ＪＧＪ５２—２００６），砂按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类Ⅰ类砂用于强度等级大于Ｃ６０的混凝土，Ⅱ类砂用于强度等级等于Ｃ３０～Ｃ６０的混凝土，Ⅲ类砂用于强度等级小于Ｃ３０的混凝土普通混凝土所用细骨料需满足技术要求如下上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,１. 有害杂质含量 骨料中含有妨碍水泥水化或降低骨料与水泥石黏附性以及能与水泥水化产物产生不良化学反应的各种物质，称为有害杂质细骨料中常含的有害杂质主要有泥土、泥块、云母、轻物质、硫酸盐、有机质以及硫化物等 （１）含泥量、石粉含量及泥块含量。

含泥量是指天然砂中粒径小于０．０７５ｍｍ 的颗粒含量石粉含量是指人工砂中粒径小于０．０７５ｍｍ 的颗粒含量泥块含量是指粒径大于１．１８ｍｍ，经水浸洗、手捏后小于６０μｍ 的颗粒含量这些颗粒的存在影响混凝土的强度和耐久性天然砂的含泥量和泥块含量应符合表５-２的规定人工砂的石粉含量和泥块含量应符合表５-３的规定上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,（２）云母含量云母呈薄片状，表面光滑，极易沿节理开裂，与水泥石黏附性极差，对混凝土拌合物的和易性及硬化后混凝土的抗冻性和抗渗性都有不利影响 （３）轻物质含量细骨料中轻物质是指表观密度小于２０００ｋｇ／ｍ３ 的颗粒，如煤、褐煤等 （４）有机质含量天然砂中有时混杂有机物质，如动植物的腐殖质、腐殖土等，会延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,（５）硫化物与硫酸盐含量天然砂中常掺有硫铁矿（ＦｅＳ２）或石膏（ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ）的碎屑，如含量过多，将在已硬化的混凝土中与水化铝酸钙发生反应，生成水化硫铝酸钙晶体，导致体积膨胀，在混凝土内部产生破坏作用 砂中云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯盐等含量应符合表５-４的规定。

２. 坚固性 混凝土中细骨料应具备一定的强度和坚固性天然砂采用硫酸钠溶液法进行试验，砂样经５次循环后测定其质量损失，具体规定见表５-５；人工砂采用压碎指标法进行试验，具体规定见表５-６上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,３. 表观密度、堆积密度、空隙率 砂表观密度、堆积密度、空隙率应符合如下规定：表观密度大于２５００ｋｇ／ｍ３；松散堆积密度大于１４００ｋｇ／ｍ３；空隙率小于４４％ ４.粗细程度与颗粒级配 砂的粗细程度和颗粒级配会使所配制混凝土达到设计强度等级和节约水泥的目的 （１）粗细程度细骨料的粗细程度用细度模数Mｘ 来表示，由标准筛的各筛上的累计筛余百分率按下式计算，得出细度模数值后进行评定上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,骨料越粗大，则骨料的比表面积越小，所需用水量和水泥浆的数量越少若保持用水量不变，混凝土拌合料的流动性会提高；若保持流动性和水泥用量不变，可以减少拌合用水量，从而使硬化后混凝土的强度和耐久性提高，变形值降低若强度不变，可降低水泥用量，减少水化热和变形值砂过粗时，会引起混凝土拌合物离析、分层砂过细，则又会增加水泥用量或降低混凝土的强度，同时对混凝土拌合物的流动性也不利。

宜优先采用中砂（Mｘ＝２．３～３．０）和粗砂（Mｘ＝３．１～３．７），前者适合配制各种流动性的混凝土，特别适合配制流动性大的混凝土（如流态混凝土、泵送混凝土等），后者则更宜配制低流动性的混凝土或富混凝土（水泥用量多的混凝土）上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,（２）骨料的级配级配表示大小颗粒的搭配程度级配好，即搭配好，亦即大小颗粒间的空隙率小因此，级配好的骨料可降低水泥用量和用水量，有利于改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土的强度、耐久性，减小混凝土的变形粗骨料级配对性质的影响大于细骨料级配的影响 混凝土用砂的级配根据《建设用砂》（ＧＢ／Ｔ１４６８４—２０１１）的规定划分为三个级配区，砂的级配区应符合表５-７或图５-１任何一个级配区所规定的级配范围上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,Ⅰ区砂属于粗砂范畴，用Ⅰ区砂配制混凝土时应采用比Ⅱ区大的砂率，否则新拌混凝土内摩阻力较大、保水性差、不易捣实；Ⅱ区砂由中砂和一部分偏粗的细砂组成；Ⅲ区砂是由细砂和一部分偏细的中砂组成用Ⅲ区砂配制混凝土时，应采用比Ⅱ区小的砂率因用Ⅲ区砂配制的新拌混凝土黏性略大，较细软，易振捣成型，但由于Ⅲ区砂级配偏细，比表面积大，所以对新拌混凝土的和易性及硬化后混凝土的强度及耐久性影响均比较敏感。

上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,５.２.３ 粗骨料 普通混凝土常用的粗骨料主要是指粒径大于４．７５ｍｍ 的碎石和卵石（砾石）卵石是指由自然形成的岩石颗粒，分为河卵石、海卵石和山卵石；碎石是由天然岩石经机械破碎、筛分而得，表面粗糙有棱角，与水泥石粘结比较牢固根据《建设用卵石、碎石》（ＧＢ／Ｔ１４６８５—２０１１）和《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（ＪＧＪ５２—２００６）的规定，卵石、碎石按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类Ⅰ类用于强度等级大于Ｃ６０的高强混凝土；Ⅱ类用于强度等级等于Ｃ３０～Ｃ６０的中强混凝土及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类砂石用于强度等级小于Ｃ３０的低强混凝土普通混凝土所用粗骨料需满足的技术要求如下上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,１. 有害杂质含量 粗骨料中常含有一些有害杂质，如黏土、淤泥、硫酸盐、硫化物和有机物等，其危害与在细骨料中的作用相同混凝土用粗骨料有害杂质含量规定见表５-９ ２. 强度与坚固性 （１）强度为保证混凝土的强度要求，粗骨料必须具有足够的强度碎石和卵石的强度采用岩石立方体抗压强度和压碎指标两种方法表示，混凝土用粗骨料强度规定见表５-９。

上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,（２）坚固性为保证混凝土的耐久性要求，粗骨料必须具有足够的坚固性，以抵抗冻融等自然因素的风化作用《建设用卵石、碎石》（ＧＢ／Ｔ１４６８５—２０１１）规定：用硫酸钠溶液进行坚固性试验，经５次循环后测其质量损失，具体规定见表５-９ ３.最大粒径及颗粒级配 （１）最大粒径粗骨料公称粒径的上限称为该粒级的最大粒径骨料粒径越大，总表面积越小，有利于降低水泥用量；和易性与水泥用量一定时，则能减少用水量，提高混凝土强度上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,所以，粗骨料最大粒径在条件容许的前提下，越大越好但受工程结构及施工条件影响，《混凝土结构工程施工质量验收规范》（ＧＢ５０２０４—２０１５）规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的１／４，同时不得大于钢筋最小净距的３／４，对于混凝土实心板，允许采用最大粒径达１／３板厚的颗粒级配，但最大粒径不得超过４０ｍｍ，对泵送混凝土，碎石最大粒径不应大于输送管内径１／３，卵石不应大于２／５ （２）颗粒级配粗骨料的颗粒级配与细骨料颗粒级配的原理相同采用级配良好的粗骨料，可以减少空隙率，增强密实度，从而节约水泥，保证混凝土拌合物的和易性以及混凝土强度。

上一页,下一页,返回,５.２ 普通混凝土的组成材料,粗骨料的颗粒级配，可采用连续粒级或连续粒级与单粒级配合使用特殊情况下，通过试验证明混凝土无离析现象时，也可采用单粒级粗骨料颗粒级配范围规定见表５-１０ ４.颗粒形状及表面特征 粗骨料的颗粒形状可分为棱角形、卵形、针状和片状一般来说，比较理想的颗粒形状是接近正立方体。