建筑材料混凝土概述

1、4-1 概述一定义：由胶凝材料和骨料，必要时加入化学外加剂，矿物掺 合料，按适当比例配合拌制成拌合物，经一定时间硬化而 成的复合材料。土木建筑工程对混凝土质量的基本要求是：具有符合设 计要求的强度；具有与施工条件相适应的和易性；具有与 工程环境相适应的耐久性。材料组成经济合理、生产制作 节约能源。Miff - P1v26ookg、m3 暦潮;o1950kg、m3 哺慟舅 -1950kg、m3IAp。A2600kg、m:、种类:表观密度胶凝材料结 构无机胶凝材料有机胶凝材料聚合物水泥莊复合胶凝材料聚合物浸渍莊:、种类:普通结构栓细粒栓大孔栓多孔栓4-2 混凝土的组成材料普通混凝土（简称为混凝土）

2、是由水泥浆（作用：润滑|、胶结） 混凝土丿水泥、砂、石和水所组成，另外还常加 入适量的掺合料和外加剂。在混凝土中, 砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与 水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面 并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润 滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便 于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结 为一个坚实的整体。混凝土4-2 混凝土的组成材料、水泥：在混凝土中起润滑（硬化前）和胶结（硬化后）作用。 Is水泥品种的选择:根据工程特点、所处环境及设计、施工要求，选择适当 品种水泥。2、水泥强度等级的选择:水泥强度等级应与混凝土强度等级相对应,高强度等级 混凝土选用高强度等级水泥，低强度等级混凝土选

3、用低强度 等级水泥。经验证明，一般水泥强度等级与磴强度等级之比约为1.52.0 ,咼强度確可取0.91.5 o2. L 2第卯砂巾粒径小于0.080mm颗粒的倉鼠2.L S泥块含量砂中粒径大于1.25mm,绘水洗、手捏后变 成小于0.630mm颗粒的含量。2.1.4坚固性砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵 抗破裂的能力。2.1.5轻物质砂中相对密度小于2000k&/m3的物质。2.L8碱活性集料一能与水泥或混凝土中的碱发生化学反应 的集料。土的组成材料二、细骨料（砂）：2、颗粒级配、粗细程度Cl）颗粒级配：不同粒径的砂互相搭配的情况。粗细程度:指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。

4、砂粒偏粗节约水泥，但混凝土拌合物和易性差。 反之,和易性好经济性差。OOO000OOO(b)(a)显然，图（a ）和图（b ）比较，图（b）中的骨料更密实,是合理的颗粒级配。所以,级配反映砂的空隙率的大小。土的组成材料颗粒级配、粗细程度的评定指标:级配曲线、细度模数砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。 用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析试验的试验及数据处理过程:称料（烘干砂5 0 0克）筛分（砂分析筛）称量（天平）一数据处理计算细度模数判断粗细程度绘制级配曲线判断颗粒级配100 A式中ai分计筛余百分率，即该号筛的筛余量 除以试样总量；Ai累计筛余百分率，即

5、该号筛与大于该 号各筛分计筛余百分率之和。rrrizdzz=曰、匕乂丄三 第四早/昆凝土之退疑土的组成材科筛分析的方法，是用一套孔径（净尺寸）为9.50、475、 2.36、118、0.60、0.30、0.15mm的标准筛，将500g的干砂试样 由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量, 并计算出各筛上的分计筛余百分率ai及累计筛余百分率Ai （各 个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。细度模数的计算公式为：_（4 +九+外+4 +人）一5為1 X第四章 混凝土 冷4-2一遍邀土的组成材料细度模数（Mx）愈大,表示砂愈粗，砂的细 度模数范围一般为370.7,其中 Mx在3.7

6、31为粗砂， Mx在3.02.3为中砂， Mx在2.216为细砂， Mx在1.507为特细砂。普通混凝土用砂的细 度模数一般在2232之间较为适宜。Hill1!国家规范将细度模数为371.6的普通混凝土 用砂，以060mm筛孔的累计筛余量分成三个级 配区，普通混凝土用砂的筛分曲线必须包容在 三个级配曲线区域中的任一个区域以内。表4-1普通混凝土用砂级配区的规定(GB/T14684-2001)筛孔尺级配区I区II区III区、卜(mm )v luiii y累计筛余百分率4.7510-010-010-02.3635525-01501.1865-3550-1025-00.6085-7170-4140

7、160.3095-8092-7085-550.15100-90100-90100-90IW1建筑材料讲稿Ml算孔尺寸.m土的组成材料二、细骨料（砂）：3.颗粒形状及表面持征细骨料的颗粒形状及表面待征会影响其与水泥的粘结及混 凝土拌合物的流动性。山砂的颗粒多具有棱角，表面租糙，与 水泥粘结较好，用它拌制的混凝土强度较高，但拌合物的流动 性较差；河砂、海砂，其颗粒多呈圆形，表面光滑，与水泥的 粘结较差，用来拌制混凝土，混凝土的强度则较低，但拌合物四童 混凝土 WI的组成材料二、细骨料（砂）:活性碱砂中不应含有活性氧化硅，因为砂中含有的活性氧化硅， 能与水泥中的碱分（K20及Na20）起作用，产生碱

8、骨料反 应，使混凝土发生膨胀开裂。1=l-irrrizdzz=曰、匕乂 丄三 第四早 /昆凝土之退疑土的组成材科三、粗骨料（卵石和碎石）粒径大于4.75 m m的骨料为粗骨料。3.1最大粒径、颗粒级配（1）石子最大粒径（DmaQ石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径。石 子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土 中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量 都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量 的减少提高混凝土的强度。然而石子最大粒径（Dmax）过大时，则由于骨料与水泥砂 浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。同时，最大粒 径的选用，要受结

9、构上诸因素和施工条件等方面的限制。规范 规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断面的 短边长度的1 / 4 ；不得大于钢筋最小净距的3 / 4O三、粗骨料(卵石和碎石)(2)颗粒级配1!粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用筛分法测定，即用236、4.75、9.5 16.0、19.0、26.5 31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90mm等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。貝1=)宕子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。连续级配是石 子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。用 连续级配的骨料配制的混凝土混合料，和易性较好，不易发生 离析现象。连续级配

10、是工程上最常用的级配。1! 间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料 中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几 倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成 的混凝土，可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，混凝土 混合物容易产生离析现象，导致施工困难。情况(mm)2.364.759.5016.019.0265031.537.553.063.075.09051095-10080-1000150连51695-10085-10030-60010F o续52095-10090-10040-800100粒52595-10090-10030-70050级5-31.595-1

11、0090-10070-9015-4505054095-10070-9030-6505010-2095-10085-1000150单16-31595-10085-1000100粒20-4095-10080-1000100级31.5-6395-10075-10045-75010040-8095-10070-10030400100粒级级累计筛余（）公称配筛孔尺寸（圆孔筛）（mm） Izl宣卩q早/昆凝土_土的组成材料莹买二刀立 、粗骨料（卵石和碎石）3-2粗骨料的强度及坚固性（1）粗骨料的强度廻胃料的强度釆用岩石立方体强度或粒状石子的压碎指标 来表示。岩石立方强度试验，是用母岩制成5X5X5cm立方

12、体，或 直径与高度均为5cm的圆柱体试样，浸泡水中4 8 h,待吸水II111饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度 等级之比，不应低于15。压碎指标是将一定重量气干状态下1020m m的石子装入 一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到200k N,卸 荷后称取试样质量（m）,再用孔径为2.36mm的筛子筛除被 压碎的细粒，称取试样的筛余量（mxlOO%d三、粗骨料（卵石和碎石）（2）骨料的坚固性骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用 （如冻融循环作用）下骨料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫 酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超 过规范的规定。3

13、3有害杂质粗骨料中的有害杂质主要有：粘土、淤泥及细屑；硫酸盐 及硫化物；有机物质；蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗 粒等。它们的危害作用与在细骨料中相同。各种有害杂质的含 量都不应超出规范的规定。34颗粒形状及表面特征粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的24倍） 和片状（厚度小于平均粒径的0.4倍）颗粒，不仅影响混凝土 的和易性，而且会使混凝土的强度降低。项目指标111I I I含泥量(0. 08 mm)坍落度T (mm)综合性质,包括:流动性、粘聚性和保水性 和易性的测定：坍落度试验法T 10mm干硬性混凝土用坍落度划分混凝土 160mm大流动性混凝土3、影响混凝土拌合物和易性的主要

14、因素 水泥浆用量：单位体积混凝土内水泥浆的质量。当水灰比不变,水泥浆含量越多,拌合物流动性越大。水泥浆稠度：取决于水灰比(W/C )的大小。水泥浆稠度的改变对混凝土的技术性质影响较大，所以， 一旦混凝土的水灰比确定,就不能轻易改变。混凝土水灰比的 大小由混凝土的强度和耐久性确定。砂率：混凝土中砂占砂、石总量的百分率Sp=Sm ( S+G ) 合适的砂率，使骨料的总表面积和空隙率均小，则节约水 泥，混凝土拌合物的和易性容易保证，所以应取最佳砂率。水泥品种砂、石表面特征、级配外加剂温度、时间二、混凝土的强度：重点是混凝土的抗压强度1、立方体抗压强度:按国家标准试验方法规定,将混凝土拌合物制成边长1

15、50mm 的立方体试件为标准件，在标准养护条件【温度（20+2 ） C, 相对湿度90%以上】下养护28天,用表中试验方法侧得的极限抗 压强度值。2、立方体抗压强度标准值:用标准方法侧得的抗压强度总体分布中具有95%强度保证率 的抗压强度。3. 强度等级:3.强度等级:按立方体抗压强度标准值确定的混凝土强度等级。 表示方法：C和立方体抗压强度标准值如:C7.5 , CIO , C15 , C20 , C25 , C30 , C35 , C40 , C45 C50, C55 , C60。C表示混凝土 ,数字表示立方体抗压强度标 准值。其中C25表示混凝土立方体抗压强度25MPa的保证率 为95%

16、 ,即立方体抗压强度标准值为25MPao混凝土强度等级是混凝土接羔设计时强度计算取值的依据。 水工混凝土往往利用混凝土的后期强度。若以90天、180天的 强度为准,则应注明龄期,如fgo , fiso o4、轴心抗压强度:即棱柱体抗压强度,小于立方体抗压强度。二、混凝土的强度：重点是混凝土的抗压强度5、影响混凝土抗压强度的主要因素：骨料的影响：碎石混凝土强度高于卵石混凝土强度外加剂：掺入外加剂可改变混凝土强度及强度发展规律。养护条件:温度：440度”溫度升高则强度增加湿度:12小时覆盖浇水养护龄期：混凝土强度发展与龄期的关系式大致为:fn _ Ign 28lg28fnn天龄期混凝土的抗压强度(

17、Mpa ) f2828天龄期混凝土的抗压强度(Mpa n 养护龄期，3天。施工条件:机械拌和、振捣均优于人工拌和、振捣。试验条件:试件尺寸、试件形状、表面状况、加荷速度均对 试验结果有影响,所以试验时必须严格按照国家 有关试验标准的规定执行。第四章 混凝土4-3 混凝土的主要技术性质三、混凝土的耐久性是一综合性质。指混凝土构筑物除要求具有设计的强度, 以保证建筑物能安全承受荷载外，还应具有在使用条件下抵抗 周围环境各种因素长期作用的能力，即耐久性。包括:1、抗冻性:混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏,同时也不显著降低强度的性能。用 抗冻等级(FN )表示。如：F25、F502

18、、抗渗性:指混凝土抵抗压力水渗透的能九 用抗渗等级表示。例如：W4、W6、W83、抗冲磨：抵#亢高速永流或高速含砂水流冲刷破坏的能力。4、混凝土的碳化:指空气中的CO?在湿度适宜的条件下于水泥石中的Ca ( OH ) 2作用,生成碳酸钙和 水的过程。碳化对混凝土强度有影响。5、混凝土的碱骨料反应:指混凝土中的碱和环境中可能渗入的碱与混凝土骨料（砂、石）中的碱活性矿物成分,在混凝土固化后缓慢发生化学 反应,产生胶凝物质因吸收水份后发生膨胀,最终导致混凝土从 内向外延伸开裂和损毁的现象。由于活性骨料经搅拌后大体上呈 均匀分布,所以一旦发生碱-骨料反应,混凝土内各部分均产生 膨胀应力,将混凝土自身胀裂,失去设计性能,发展严重的只能 拆除，无法补救，因而被称