混凝土基本常识

1、商品混凝土基础知识培训资料一、预拌混凝土的定义及强度等级常识：“混凝土”可简写为“砼” 。预拌砼（也称商品砼）是指由水泥、集料、水以及根据需要掺入外加剂、矿物掺合料等组分按一定比例在搅拌站经计量、拌制后出售的并采用运输车，在规定时间内运至使用地点的砼拌合物。预拌砼属于半成品。砼等级划分是按砼的 28 天立方体抗压强度标准值分为若干个等级，即强度等级。表示为符号 C（ “C”为砼的英文名称的第一个字母）与立方体抗压强度标准值 （以 MPa计）表示，普通砼划分为C10、C 15、C 20、C 25、C 30、C 35、C 40、C 45、C 50、C 55、C 60 等。二、商品砼的组成材料砼的组

2、成材料一般为水泥、集料、水、矿物掺合料、化学外加剂。对一些有特殊要求的砼，会根据需要加入一些特殊材料。它与其他商品一样，其性能是由它的原材料来实现的，只有控制好砼原材料的质量、合理利用原材料才能获得性能优良、成本低廉的砼。1、水泥水泥是砼中最重要原材料之一，也是决定砼性能的重要部分。水泥的品种很多，有硅酸盐水泥（P.、 P.）、普通硅酸盐水泥 (P.O)、矿渣硅酸盐水泥(P.S)、火山灰硅酸盐水泥 (P.P)、粉煤灰硅酸盐水泥 (P.F)、复合硅酸盐水泥（P.C）、铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等等。它们主要存在着两个方面的差别：一是水泥熟料矿物组成的差别。例如：硅酸盐水泥，熟料中以硅

3、酸盐矿物为主；硫铝酸盐水泥，熟料中则以无水硫铝酸钙矿物为主。二是混合材料品种和掺量的差别。例如普通硅酸盐水泥是在硅酸盐水泥的基础上掺入少量的活性或非活性混合材，其掺量为6%15%；矿渣硅酸盐水泥是在硅酸盐水泥的基础上掺入一定量的矿渣，其掺量为 20%70%；粉煤灰硅酸盐水泥是在硅酸盐水泥的基础上掺入一定量的粉煤灰，其掺量为20%40%。由于组分上的不同，水泥的性能上也不同。不同品种的水泥等级等级划分也不同，硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R，P.O 分为 42.5、42.5R、52.5、52.5R， P.S 、P.F 、P.P 、P.C分为 32.5

4、、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R 。 “R”是表示早强型的意思，数字是表示该水泥28 天强度不低于该数字的强度值。水泥的保存期为3 个月，超过这个期限的水泥要通过试验确定其是否合格后才使用。2、掺合料掺合料现在已经成为商品砼中不可缺少的一个组分，掺合料在砼中的应用已经经历了半个多世纪。 掺合料的种类很多， 其组分和性能有很大的差异。目前常用的掺合料主要有粉煤灰、磨细矿渣粉、硅粉、沸石粉。、粉煤灰：是一种工业废料，是由燃煤热电厂烟道中收集的一种粉状材料，由于煤种的差异，以及燃烧条件和收集工艺不同，粉煤灰的组成和性能变化很大。在其他的条件相同的情况下，不同的收集工艺对粉煤灰

5、的质量影响很大。风选的粉煤灰质量较好，球磨的粉煤灰质量较差。粉煤灰分为三个等级：级、级、级三个等级， 级粉煤灰质量最好。 级粉煤灰细度要求不超过 12%、需水量不超过 95%、烧失量不超过 5%，级粉煤灰细度要求不超过 25%，需水量不超过 105%、烧失量不超过 8%，级粉煤灰细度要求不超过 45%、需水量不超过 115%、烧失量不超过 15%。粉煤灰在砼的作用主要有三种：形态效应、活性效应、微集料效应。形态效应：粉煤灰是粒径很小的珠状颗粒，表面圆滑，所以它的形态效应可以归结为填充作用（粒径小，填充水泥空隙是砼更密实）、表面作用（粒径小，比表面积大，需水大，是负面作用）、润滑作用（粒径小，球

6、状颗粒起润滑作用。球磨磨细的粉煤灰珠状颗粒被打破，润滑作用就降低）。活性效应：是指砼中粉煤灰的活性成分所产生的化学效应。通常是指火山灰反应。活性效应体现在两个方面：一是粉煤灰自身的火山灰反应能力；二是对水泥熟料矿物水化过程的促进作用。粉煤灰的火山灰反应要吸收水泥熟料反应生成的Ca（OH）2 （氢氧化钙），这样一来就加速了水泥熟料的反应，砼的强度发展就好。微集料效应：由于粉煤灰微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中，就像微细的集料一样。浆体硬化后就可以看做 “微砼 ”。粉煤灰的玻璃微珠本身强度高，在浆体中分散状态良好，所以能增强硬化浆体的结构强度，提高砼的强度。、磨细矿渣粉（简称：矿粉） ：是指在

7、高炉炼铁过程中排出的浮于铁水表面的非金属矿物熔渣通过水淬急速冷却后形成的高炉矿渣，然后通过粉磨得到的一种粉状物料。磨细矿渣的化学组分和水泥较接近，活性较高。等级划分为 S75、S95、 S105， “S95”是表示该矿粉 28d 活性指数 (也可称为抗压强度比 )要达到 95%。活性越高越好， 当然也越贵。 矿粉在砼中的作用主要是活性效应。、硅粉： 是铁合金厂在冶炼硅铁合金或金属硅时通过收尘装置在烟道收集的极细的粉末。硅粉的化学组成主要是 SiO2（二氧化硅），它的颗粒主要为非晶态的球形颗粒、表面光滑、粒径非常小、容重小、活性非常高，价格也非常贵，一般在C80 以上的高等级砼中采用。、沸石粉：

8、 是由天然沸石经过机械粉磨而成。一般为多孔的多棱角颗粒，需水量较大，掺入沸石粉后砼较粘稠。是地方资源性材料使用较少。3、集料集料分为粗集料又叫石子、 细集料又叫砂子。 砂子分为天然砂、 人工砂，天然砂又分为河砂、海砂、山砂，人工砂分为机制砂、混合砂；按砂的粗细分为细砂、中砂、粗砂。石子分为碎石、卵石；按粒径的连续性分为单粒径、连续粒径；按粒径大小分为 5-16、5-20、5-25、5-31.5（也称 1-3 石）、5-40等等。、级配： 是指集料中各粒径颗粒的分布情况。通常说的级配不好就是指集料的粒径分布较窄，单粒径的集料较多。这种集料对砼的影响很大，如：和易性不好、泵送性差、石子偏多、强度偏

9、低、用水量大。、颗粒形状与表面状态： 颗粒形状分为球形或蛋形、棱角形、片状、针状。颗粒形状对堆积密度的影响比较大，一般来说，颗粒越接近球形，堆积密度越大，球形颗粒含量越多，堆积密度也越大。堆积密度越大，集料的空隙率就越小，砼就越密实，强度就越高，砼的水泥用量就越可以减少降低。表面状态是指集料颗粒表面的粗燥程度和孔的特征。一般来说，表面粗燥的集料与硬化水泥石有较好的机械咬合力，但摩擦阻力大，影响砼的流动性。、含泥量： 是指集料中粒径小于0.075mm 的尘屑、淤泥和粘土的含量。含泥量越大砼的用水量就越大，强度就越低，干缩就越大，抗渗性能就差、抗冻融性能也差。国家标准要求：用于拌制 C60C30

10、砼用砂，含泥量必须小于3%，石子含泥量必须小于1% 。4、外加剂外加剂是一种在砼搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌砼和硬化砼性能的材料。外加剂是现代砼的重要组分，可以说现代砼的技术进步几乎都与外加剂的应用有着密切的关系。高效减水剂的出现，推动了高强砼的发展，也使得砼现实了泵送化、自密实化；引气剂的使用大大提高了砼的抗冻耐久性；膨胀剂在砼结构的防裂中发挥了较大的作用；防冻剂的使用使北方地区的冬季施工成为可能，大大延长了可施工期。外加剂的种类繁多，性能各异，按其主要使用功能分类分为四类：改善砼拌合物流变性能的外加剂：减水剂（坍落度相同的情况下减少拌合用水量） 、泵送剂（兼有减水、缓凝、引气的

11、作用）等；调节凝结时间、硬化性能的外加剂：缓凝剂（延长砼的凝结时间的外加剂） 、促凝剂（缩短凝结时间） 、速凝剂（使砼快速凝结如喷射砼）等；改善砼耐久性的外加剂：引气剂（引入大量微小气泡，提高抗冻性）、防水剂（提高砼的抗水渗透的性能） 、阻锈剂、和矿物外加剂等；改善砼其他性能的外加剂：膨胀剂（使砼膨胀） 、防冻剂（降低水的冰点，在负温下促进砼的强度增长， 提高砼抗冻融性能）、着色剂（制备具有彩色砼的外加剂）。5、水：砼中一般使用自来水或者洁净的地下水，一些含有脂肪、油、糖、酸类、盐类等工业废水、污水都不能用来拌和砼，含有杂质、泥浆等不干净的水也不能用于拌和砼。三、砼的性能砼原材料加水拌和后形成

12、砼拌和物，这一拌和物具有一定的流动性、黏聚性和可塑性。随着时间的推移，胶凝材料的水化反应不断进行，水化产物不断增加，形成凝聚结构。 此时砼开始凝结硬化， 逐步失去流动性和可塑性，最终形成具有一定强度的水泥石。凝结硬化以前的砼拌和物通常称为新拌砼，凝结硬化后的砼则称为硬化砼 。1、新拌砼的流动性是指新拌砼在一定的外力（重力、振捣力）作用下克服自身的内摩擦力而做的功。通俗的说就是在一定外力作用下新拌砼能流多远，是否减轻工人的劳动强度。 测定流动性的方法很多，最常用的有坍落度（扩展度）试验法、维勃稠度试验法、密实因数试验法等等。而我们在实际操作中用得最多的坍落度试验法。坍落度是用坍落度筒来测定的，坍

13、落度筒尺寸是上口直径100mm，下口直径200mm，高 300mm。试验时将新拌砼分三层装入筒内，每层用捣棒从边缘往中心螺旋式插捣25 次，插捣时捣棒要插至上一层新拌砼的表面。三层装完后，抹平筒口，将筒体垂直提起，新拌砼锥体在重力作用下坍落，测量锥体坍落的高度，即为坍落度值，测量锥体坍落后两垂直方向的直径平均值，即为扩展度。一般情况下坍落度值越大，扩展度值越大，表示新拌砼的流动性好，三者之间一般情况下成正比例关系。比如180mm 坍落度的新拌砼肯定比140mm 坍落度的砼流动性好，当然坍落度有一个极限值，普通砼的坍落度一般不超过240mm，当超过 240mm 时可能是砼用水量过多已经离析了。、

14、影响新拌砼流动性的因素：新拌砼的流动性取决于各组分的特性及其相对的含量特别是水的作用。砼的各组分的作用是相互关联的。A 、用水量对流动性的影响：砼中的用水量是流动性的最主要的影响因素之一。用水量与流动性成正比例关系，用水量越大，流动性越大。B、砂率对流动性的影响：砂率是指细集料含量占集料总量的百分数。砂率对新拌砼流动性影响较大，砂率存在一个最佳砂率 ，砂率过大或过小，砼的流动性都不好，当达到最佳砂率时砼的流动性最好。C、组成材料特性对流动性的影响：水泥的需水量、集料的级配、颗粒形状、最大粒径、表面状态、掺合料的需水量、细度、适应性、外加剂的减水率、适应性、引气剂的质量等等。都会对流动性产生影响

15、、新拌砼的坍落度损失： 新拌砼的流动性随着时间而变化，这是砼水化硬化的必然过程。由于在通常情况下用坍落度评定商品砼的流动性，因此，也常用坍落度损失来表征商品砼流动性的依时性变化。砼的坍落度损失是商品砼使用过程中经常遇到的一个问题。造成砼坍落度损失的原因有： A、外加剂与胶凝材料不适应； B、胶凝材料水化速度较快； C、集料吸水率较大； D、气温过高，水分的蒸发； E、气泡的逃逸。2、硬化砼的抗压强度影响砼的抗压强度的主要因素有： 、水胶比： 是指单方砼的用水量与胶凝材料用量的比值。水胶比越大，孔隙越大，强度越低。 、水泥强度与用量：水泥的强度越高，砼的强度越高；水泥用量越高，砼强度越高。、掺合

16、料： 掺合料用量越大，砼的相对强度越低；掺合料的活性越低，强度越低；掺合料的需水量越大，强度越低。 、集料的最大粒径： 在其他条件一定的情况下，集料的最大粒径越大，强度越低，在高等级的砼中这种影响较大，中等等级砼不太明显，低标号砼反而是粒径越大，强度越高。 、龄期：龄期越长，强度越高。 、温度与湿度： 温度、湿度越高，强度越高。 、砂率：砂率越大，砼强度越低。3、硬化砼的耐久性、抗渗透性： 是指砼抵抗水的渗透能力。抗渗等级一般分为P6、P8、P10、P12，“P8”是指砼能抵抗 0.8MPa 压力下水的渗透。老标准是以符号“S”来表示，其意义与新标准的“P”相同。、抗冻性： 是指砼抵抗冻融破坏

17、的能力。在寒冷地区，特别是在与水接触的部位，砼常常被冻坏。这是由于砼中的水分受冻结冰后体积膨胀，是砼内部受到很大的压力作用，如果反复受到冰冻融化作用，砼最终将遭到破坏。砼抗冻融等级一般分为： F15、F25、F50、F100、F150、F200，“F100”是指砼能抵抗 100 次的冻融循环作用。、抗化学腐蚀性能：是指砼抵抗化学物质（硫酸、盐酸）侵蚀的能力。、耐高温性能： 是指砼在高温下，强度降低时抵抗破坏的能力。四、砼在生产供应过程中的一些基本知识。1、造成堵管的原因及防止堵管的措施。造成堵管的原因： 、 泵工的技术经验不足； 、 泵送高度过高或距离过长； 、 泵管布置不合理，弯头过多； 、

18、 气温过高，砼泵送过程中坍落度损失过快； 、 施工停顿时间过长； 、 砼泵机压力不足、排量与压力设置不合理； 、 砼坍落度小； 、 砼石子过多； 、 砼和易性差，离析。措施： 、 选择技术经验丰富的泵工； 、 针对泵送高度和距离选择合适的砼泵； 、 充分调查施工现场情况，合理布置泵管； 、 气温过高时，用湿麻袋覆盖泵管降温； 、合理调配车辆，保证供应，在停顿期间每隔 1020 分钟打正反泵 12 手； 、 泵送过程中合理设置排量与压力； 、 合理控制砼的坍落度，保证施工； 、 根据原材料情况正确调整砂率，提高砼的可泵性；、严格控制砼的和易性， 增加出厂检验的频率， 杜绝不合格的砼出厂，发现有不

19、合格的砼到达现场，不准浇筑到施工部位上。2、常见裂缝的产生原因及防治措施。裂缝是砼中一种常见的现象，又是砼中存在的非常复杂的问题。砼的裂缝有很多种类型，有的影响结构安全，有的影响建筑物的使用寿命，有的影响结构的使用功能，有的影响观感。、塑性收缩裂缝： 塑性收缩裂缝是一种在砼初凝后结构已经初步形成，失去了流动性，但强度极低，在这一时期如果失水（蒸发失水、模板或基层吸水）较多，产生较大的塑性收缩，砼没有能力抵抗收缩应力，从而开裂。当外界风速大、气温高、湿度低时较容易出现这种裂缝。措施： A、加强早期保湿养护； B、浇筑前充分润湿模板或基层； C、控制好砼的凝结时间； D、振捣适度，不漏振不过振；

20、E、发现裂缝及时处理，采用二次抹压或二次振捣，若已硬化， 采用灌水泥浆，加水润湿，覆盖养护。、温度裂缝： 温度裂缝是指由于混凝土结构中的温度变化或温度分布的不均匀性（环境的温度变化、胶凝材料水化反应产生的）而产生的裂缝。温度裂缝在结构中较常见，有表面的，也有深入的和贯穿的。表面的裂缝走向无一定的规律性，纵横交错，这种温度裂缝多发生在施工期。深入的和贯穿的温度裂缝一般与结构或构件的短边方向平行或接近平行。裂缝沿全长分段出现。这种裂缝一般发生在砼浇筑后 23 个月。导致温度裂缝的关键因素是砼构件内部的温差过大。 温度裂缝常产生于大体积砼。措施： A、加强保温保湿养护； B、使用水化热小的水泥； C

21、、科学的利用矿物掺合料； D、预置冷却水管。、沉陷裂缝： 沉陷裂缝是指由于不均匀沉陷而造成的裂缝。这种裂缝多为深入或贯穿裂缝。易产生在截面变化处。产生的原因主要有： A、结构或构件下的软土未作处理，地基软硬不均匀； B、模板刚度不足、支撑间距过大或底部支撑在软土上； C、过早的拆模或过早的在砼上进行操作； D、结构上的荷载悬殊过大，未作必要处理。措施：A、对于软地基或不均匀地基， 在浇筑砼前必须进行妥善处理；B、模板及其支撑要有足够的强度、刚度，底部支撑点必须坚实可靠；C、禁止过早拆模，必须保证砼达到一定的强度后才进行下一道工序的操作； D、结构荷载不均匀时，应从设计、施工方面采取调整措施。3、砼的使用时间要求。前面我们在介绍砼的性能时谈到砼加水拌和后具有一定的流动性、黏聚性和可塑性。随着时间的推移，胶凝材料的水化反应不断进行，水化产物不断增加，形成凝聚结构，使新拌砼基本上失去流动性，此时砼开始凝结，我们称为初凝。水化反应继续进行，水化产物不断加固网状凝聚结构，使砼具有了力学强度，此时砼就达到了终凝。一般情况下