普通混凝土组成材料

普通混凝土组成材料2007.5.15第1页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15一、混凝土的定义

广义：由胶凝材料、骨料、水按适当比例配合拌制而成的混合物，再经硬化形成的复合材料。

狭义：由水泥、普通砂、石子配制而成的混凝土。

三峡工程钢筋混凝土重力坝第一节概述第2页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15二、混凝土的分类按表观密度分重混凝土ρ0＞2800kg/m3。普通混凝土ρ0＝2000～2800kg/m3。轻混凝土ρ0＜2000kg/m3。

按胶凝材料分水泥混凝土、水玻璃混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土等。按用途分结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝土等。第3页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15二、混凝土的分类按生产和施工工艺分：预拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、离心混凝土等。按强度分：普通混凝土＜C60。高强混凝土≥C60。超高强混凝土≥100MPa。按配筋情况分：素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土等。第4页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15返回«»三、混凝土的特点

优点：1.混凝土中占80%的砂、石骨料资源丰富,可就地取材,价格便宜。2.可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件。3.调整混凝土材料组成，可获得不同的性能和要求。第5页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.154.混凝土抗压强度高，且与钢筋具有良好的工作性。5.混凝土具有很好的耐久性缺点：

是自重大、抗拉强度低、脆性大、导热性强等、生产周期长、受施工过程影响较大。第6页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15砂子水泥浆石子第二节普通混凝土组成材料普通混凝土的四种基本组成材料：一、水泥二、水三、砂子四、石子混凝土体积构成水泥石——25％左右；砂和石子——70％以上；孔隙和自由水——1％～5%。第7页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15四种组成材料在混凝土中所起的作用：砂、石：

骨架作用；抑制混凝土的收缩。水泥＋水→水泥浆：

水泥浆包裹在砂粒的表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包裹石子表面并填充石子间的空隙，形成混凝土。凝结硬化前：

起填充、润滑、包裹的作用凝结硬化后：

起胶结作用砂子水泥浆石子第8页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15品种

根据工程特点、所处环境条件及施工条件，进行合理选择。

一、水泥第9页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15强度等级

原则：高强度等级的水泥配制高强度等级的混凝土。＞C30≤C30说明：随着混凝土技术的不断发展，高强、高性能混凝土不受此比例限制。第10页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15(一)定义:

粒径在0.15～4.75mm之间的岩石颗粒。细骨料主要采用天然砂和人工砂。二、细骨料(二)分类:

河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等砂天然砂人工砂机制砂混合砂第11页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15天然砂河砂海砂

湖砂山砂颗粒表面光滑洁净，但海砂中常含有碎贝壳、可溶性盐等有害物质。颗粒多具棱角，表面粗糙，含泥量及有机杂质多。第12页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15人工砂机制砂混合砂天然岩石用机械轧碎、筛分后制成天然岩石用机械轧碎、筛分后制成第13页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15

砂按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类宜用于强度等级C30～C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。第14页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15砂子技术性能含泥量、石粉含量和泥块含量有害物质含量坚固性粗细程度和颗粒级配碱的含量(二)技术要求

第15页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.151.含泥量、石粉含量和泥块含量含泥量是指天然砂中粒径小于75μm的颗粒含量；石粉含量是指人工砂中粒径小于75μm的颗粒含量；泥块含量是指砂中原粒径大于1.18mm，经水浸洗、手捏后小于600μm的颗粒含量。

天然砂的含泥量和泥块含量(GB/T14684—2001)项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类含泥量（按质量计）（%）<1.0<3.0<5.0泥块含量（按质量计）（%）0<1.0<2.0第16页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15人工砂的石粉含量和泥块含量(GB/T14684—2001)

项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类1亚甲蓝试验MB值＜1.40或合格石粉含量(%)<3.0<5.0<7.02泥块含量(%)0<1.0<2.03MB值≥1.40或不合格石粉含量(%)<1.0<3.0<5.04泥块含量(%)0<1.0<2.0第17页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类云母(质量)(%，小于）1.02.02.0轻物质(质量)(%，小于）1.01.01.0有机物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸盐(SO3质量%）0.50.50.5氯化物(CL－质量)(%，小于)0.010.020.06砂中有害物质含量（GB/T14684—2001）结论砂中有害物含量过多时，应进行清洗或过筛，符合要求后方可使用。2.有害物质含量第18页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.153.砂的粗细程度及颗粒级配（1）颗粒级配定义：讨论与分析是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。第19页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15结论颗粒级配不良，空隙率较大，则需较多的水泥浆填充。颗粒级配良好，空隙率较小，需较少的水泥浆填充。3.砂的粗细程度及颗粒级配（1）颗粒级配第20页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15（2）粗细程度定义：讨论与分析是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的平均粗细程度。3.砂的粗细程度及颗粒级配第21页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15结论在砂用量相同的条件下，粗颗粒表面积小，细颗粒表面积大。包裹颗粒用的水泥浆多少就会有所差别。（2）粗细程度3.砂的粗细程度及颗粒级配第22页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.153.砂的粗细程度及颗粒级配

综上所述：在拌制混凝土时，砂的粗细程度和颗粒级配应同时考虑的问题。当砂中含有较多的粗颗粒，以适当的中颗粒及少量的细颗粒填充，则既有较小的空隙率又具有较小的总表面积，不仅水泥用量少，而且可提高混凝土的密实度与强度。第23页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15150μm300μm600μm1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm（3）筛分析试验——评定砂的颗粒级配和粗细程度主要仪器：标准套筛、摇筛机、天平。3.砂的粗细程度及颗粒级配第24页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15试验步骤：（3）筛分析试验——评定砂的粗细程度和颗粒级配称取500g干砂，放于最上一只筛子。将套筛装于摇筛机上，筛析10min。取下套筛，逐个进行手筛。称取各筛的筛余量，进行计算。150μm300μm600μm1.18mm2.36mm4.75mm各筛筛余量mi(g)分计筛余百分率累计筛余百分率Ai(％)m1a1A1=

a1m2a2A2=

A1+a2m3a3A3=

A2+a3m4a4A4=

A3+a4m5a5A5=

A4+a5m6a6A6=

A5+a6第25页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15粗细程度的评定：（3）筛分析试验——评定砂的粗细程度和颗粒级配计算细度模数

注意：Ai在计算时不带％。评定标准：

细度模数Mx

3.7～3.1

3.0～2.32.2～1.6粗砂

中砂细砂第26页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15颗粒级配的评定：方法一：用级配区评定；方法二：用级配曲线评定。（3）筛分析试验——评定砂的粗细程度和颗粒级配第27页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm100~90100~90100~90方法一：用级配区评定建筑用砂的颗粒级配(GB/T14684—2001)

注意：1）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除4.75mm和600μm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5％。2）1区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～85，2区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～80，3区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～75。评定标准：当砂的累计筛余均处于表中的任何一个级配区中，则颗粒级配合格，否则级配不合格。第28页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15例题：某砂的累计筛余百分率见下表，试评定砂的颗粒级配。筛孔尺寸4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm累计筛余（％）5.513.923.361.682.198.5筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm100~90100~90100~90第29页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm100~90100~90100~90级配曲线筛孔尺寸（mm）累计筛余百分率0.300.601.182.364.759.500.15806040200100方法二用级配曲线评定第30页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm100~90100~90100~90级配曲线筛孔尺寸（mm）累计筛余百分率(%)0.300.601.182.364.759.500.15806040200100第31页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15级配曲线筛孔尺寸（mm）累计筛余百分率0.300.601.182.364.759.500.15806040200100例题：某砂的累计筛余百分率见下表，试评定砂的颗粒级配。筛孔尺寸4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm累计筛余％5.513.923.361.682.198.5第32页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15坚固性指标(GB/T14684—2001)项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类质量损失（%，小于）88104.砂的坚固性天然砂的坚固性是将试样在饱和硫酸钠溶液经5次浸渍后，检验其质量损失，以此判定砂的坚固性。（1）天然砂第33页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.154.砂的坚固性（2）人工砂人工砂采用压碎指标试验法进行检测。各粒级试样质量损失百分率Pi式中：Pi——各粒级试样质量损失百分率(%)；G1——各粒级试样试验前的质量(g)；G2——各粒级试样试验后的筛余量(g)。第34页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15压碎指标(GB/T14684—2001)项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类单级最大压碎指标(%，小于)202530（2）人工砂第35页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.154.碱活性骨料反应当水泥或混凝土中含有较多的强碱(Na2OKa2O)物质时，可能与含有活性二氧化硅的骨料反应，这种反应称为碱＿骨料反应。（1）定义（2）结果导致混凝土内部产生局部体积膨胀，甚至使混凝土结构产生膨胀性破坏。（3）措施第36页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15小结碱骨料反应有害物含量泥、泥块、石粉颗粒级配、粗细程度细骨料第37页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15(一)定义:

粒径在≥4.75mm的岩石颗粒。粗骨料常用碎石和卵石两种。三、粗骨料粗骨料碎石卵石第38页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15三、粗骨料粗骨料碎石卵石河卵石海卵石山卵石第39页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15

卵石、碎石按技术要求分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类宜用于强度等级C30～C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30混凝土。第40页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15(二)技术要求

石子技术性能含泥量、泥块含量、有害物含量颗粒形状及表面特征坚固性强度碱的含量最大粒径及颗粒级配第41页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.151.含泥量、泥块含量及有害物含量含泥量是指粒径小于75μm的颗粒含量；泥块含量是指粒径大于4.75mm，经水洗、手捏后小于2.36mm的颗粒含量。

有害物含量指有机物、硫化物、硫酸盐等，且不得混有草根、树叶等杂物。道理同砂子第42页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.152.强度强度指标岩石立方体强度压碎指标值碎石卵石、碎石第43页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15（1）岩石立方体抗压强度岩石抗压强度是将母岩制成50mm×50mm×50mm立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度值。（2）压碎指标值

式中：

Qc——压碎指标值；

G1——试样的质量，g；

G2——压碎后的筛余量，g。第44页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类碎石压碎指标（%）＜10＜20＜30卵石压碎指标（%）＜12＜16＜16碎石、卵石的压碎指标第45页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.153.颗粒形状及表面特征

颗粒形状以三维长度相等（接近立方体或球形）为好。针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者；片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径0.4倍者。针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。（1）颗粒形状第46页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15针片状颗粒易折断，且会增大骨料的空隙率和总表面积，使混凝土拌合物的和易性、强度、耐久性降低。针片状颗粒含量(GB/T14685—2001)项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类针、片状颗粒(按质量)(%，小于)51525第47页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15（2）表面特征碎石表面粗糙且多棱角，与水泥浆粘结力强；卵石表面光滑少棱角，与水泥浆粘结能力差。第48页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.154.粗骨料的最大粒径与颗粒级配

为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。粗骨料的颗粒级配有连续粒级与单粒级两种。

连续级配是石子由小到大连续分级，且相邻粒径比值小于2；

单粒级是从1/2最大粒径到最大粒径，粒径大小差别小，一般不单独使用。

（1）颗粒级配

第49页，共54页，2023年，2月20日，星期五2007.5.15粗骨料的颗粒级配方孔筛，mm2.364.759.5016.019.026.531.537.553.63.075.90连续粒级5～1095～10080～1000～1505～1695～10085～10030～600～1005～2095～10090～10040～80—0～1005～2595～10090～100—30～70—0～505～31.595～10090～10070～90—15～45—0～505