土木工程材料普通混凝土的组成材料详解

土木工程材料普通混凝土的组成材料ppt课件当前第1页\共有49页\编于星期六\23点

普通混凝土的组成材料

水泥+水+砂+石子+掺和料和外加剂水泥+水——水泥浆（Paste）水泥浆＋砂——水泥砂浆（Mortar）水泥砂浆＋石子——混凝土（Concrete）外加剂－Admixture掺和料－mineralmixture当前第2页\共有49页\编于星期六\23点混凝土的分类

(一)按表观密度分类1.普通混凝土其表观密度为2100-2500kg/m3,一般多在2400kg/m3左右。它是用普通的天然砂、石作骨料配制而成，为建筑工程中最常用的面广量大的混凝土，通常简称混凝土。主要用作各种建筑的承重结构材料。2.轻混凝土其表观密度小于1950kg/m3。它是采用轻质多孔的骨料,或者不用骨料而掺入加气剂或泡沫剂等造成多孔结构的混凝土。其用途可分为结构用、保温用和结构兼保温等几种。3.重混凝土其表观密度大于2600kg/m3。它是采用了密度很大的重骨料—重晶石、铁矿石、钢屑等配制而成，也可以同时采用重水泥—钡水泥、锶水泥进行配制。重混凝土具有防射线的性能，故又称防辐射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料。当前第3页\共有49页\编于星期六\23点混凝土的分类

(二)按用途分类结构混凝土(即普通混凝土)防水混凝土耐热混凝土耐酸混凝土装饰混凝土大体积混凝土膨胀混凝土防辐射混凝土道路混凝土当前第4页\共有49页\编于星期六\23点混凝土的分类

(三)按所用胶凝材料分类水泥混凝土沥青混凝土聚合物水泥混凝土树脂混凝土石膏混凝土水玻璃混凝土硅酸盐混凝土当前第5页\共有49页\编于星期六\23点混凝土的分类

(四)按生产和施工方法分类预拌混凝土(商品混凝土)泵送混凝土喷射混凝土压力灌浆混凝土(预填骨料混凝土)挤压混凝土离心混凝土真空吸水混凝土碾压混凝土热拌混凝土当前第6页\共有49页\编于星期六\23点混凝土的分类

(五)按抗压强度分类低强混凝土<30MPa高强混凝土>61MPa超高强混凝土>100Mpa当前第7页\共有49页\编于星期六\23点混凝土的特点

优点：

1.原材料来源丰富，造价低廉

2.混凝土拌合物具有良好的可塑性

3.配制灵活、适应性好

4.抗压强度高

5.与钢筋能很好配合

6.耐久性良好

7.耐火性好

8.生产能耗较低缺点：1.自重大，比强度小2.抗拉强度低3.导热系数大4.硬化较慢，生产周期长当前第8页\共有49页\编于星期六\23点混凝土发展趋向

预应力钢筋混凝土高强混凝土高性能混凝土绿色混凝土复合混凝土当前第9页\共有49页\编于星期六\23点混凝土中各组成材料的作用在混凝土中，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。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的流动性，便于施工。水泥浆硬化后，起胶结作用，把砂石骨料胶结在一起，成为坚硬的人造石材——混凝土，并产生力学强度。

当前第10页\共有49页\编于星期六\23点混凝土工程特点或所处环境条件优先选用可以使用不得使用环境条件在普通气候环境中普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥干燥环境中普通水泥矿渣水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥在高湿环境中或永远处于水下矿渣水泥普通水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥严寒地区露天、寒冷地区处于水位升降区普通水泥矿渣水泥火山灰水泥严寒地区处于水位升降区普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥受侵蚀性环境水或侵蚀性气体作用根据侵蚀性介质的种类、浓度等具体条件按专门（或设计）规定选用工程特点厚大体积混凝土矿渣水泥、粉煤灰水泥普通水泥快硬硅酸盐水泥、硅酸盐水泥要求快硬混凝土快硬硅酸盐水泥、硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥高强混凝土硅酸盐水泥普通水泥、矿渣水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥有抗渗性要求混凝土普通水泥、火山灰水泥矿渣水泥有耐磨性要求混凝土普通水泥、硅酸盐水泥当前第11页\共有49页\编于星期六\23点骨

料对骨料要求主要有：有害杂质含量少具有良好的颗粒形状，适宜的颗粒级配和细度；表面粗糙，与水泥粘结牢固性能稳定、坚固耐久等。当前第12页\共有49页\编于星期六\23点二、细骨料FineAggregate定义：粒径在（0.15－4.75）mm之间的岩石颗粒称为细骨料。分类：天然砂——天然砂是由天然岩石经长期风化等自然条件作用而形成的。人工砂——人工砂是将天然岩石轧碎而成，其颗粒棱角多，较洁净，但片状颗粒及细粉含量较多，且成本较高，一般只在当地缺乏天然砂源时才采用人工砂。当前第13页\共有49页\编于星期六\23点分

类天然砂：河砂、湖砂、海砂、山砂河砂、湖砂和海砂由于长期受水流的冲刷作用，颗粒表面比较圆滑，比较洁净，且产源较广，但海砂中常含有贝壳碎片及可溶盐等有害杂质。山砂颗粒多具棱角，表面粗糙，砂中含泥量及有机质等有害杂质较多。天然砂按其技术要求分为优等品、一等品、合格品三个等级。当前第14页\共有49页\编于星期六\23点有害杂质的危害云母——表面光滑的层、片状物质，与水泥粘结性差，影响混凝土的强度和耐久性；硫化物及硫酸盐——对水泥有侵蚀作用；有机质——影响水泥的水化硬化；粘土、淤泥——粘附在砂粒表面妨碍水泥与砂的粘结，增大用水量，降低混凝土的强度和耐久性，并增大混凝土的干缩；海砂——含的氯化钠等氯化物对钢筋有锈蚀作用，因此对使用海砂配制混凝土时，其氯盐含量（折算成NaCl）不应大于0.1%,对预应力钢筋混凝土结构，不宜采用海砂。当前第15页\共有49页\编于星期六\23点2、砂的粗细程度和颗粒级配砂的粗细程度——是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度。砂子通常分为——粗砂、中砂、细砂和特细砂等几种。在相同用砂量条件下，细砂的总表面积较大，粗砂的总表面积较小。在混凝土中砂子表面需用水泥浆包裹，赋予流动性和粘结强度，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多，除不经济外，还会导致混凝土水化热大、收缩变形大、易开裂等。当前第16页\共有49页\编于星期六\23点从图可看出：同样粒径的砂，空隙率最大;两种粒径的砂搭配起来，空隙率就减小；三种粒径的砂搭配，空隙就更小。因此，要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。砂的颗粒级配当前第17页\共有49页\编于星期六\23点理想的颗粒级配在拌制混凝土时，砂的粗细和颗粒级配应同时考虑。当砂中含有较多的粗颗粒，并以适量的中粗颗粒及少量的细颗粒填充其空隙，则可达到空隙率及总表面积均较小，这种砂是比较理想的，不仅水泥用量少，而且还提高混凝土的密实性与强度。当前第18页\共有49页\编于星期六\23点颗粒级配和粗细程度的定量表示砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的级配，用细度模数表示砂的粗细。当前第19页\共有49页\编于星期六\23点当前第20页\共有49页\编于星期六\23点砂级配的调整在实际工程中，若砂的级配不合适，可采用人工掺配的方法来改善，即将粗、细砂按适当的比例进行掺合使用；或将砂过筛，筛除过粗或过细颗粒。当前第21页\共有49页\编于星期六\23点定义：粒径＞4.75mm的岩石颗粒分类1、按产源分2、按技术要求分Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类用于强度等级为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。石卵石碎石机制石混合石河卵石、、海卵石和山卵石等三、粗骨料当前第22页\共有49页\编于星期六\23点卵石

碎石当前第23页\共有49页\编于星期六\23点品质要求洁净坚硬表面粗糙级配合理粒径合适当前第24页\共有49页\编于星期六\23点1、有害杂质含量的限值粗骨料中的有害杂质：

粘土物质、石粉（<0.15mm）、

硫化物、硫酸盐、氯化物、有机质、

针片状颗粒、云母、

风化颗粒、泥岩、活性骨料等当前第25页\共有49页\编于星期六\23点2、强

度原

则：

骨料强度＞混凝土强度当前第26页\共有49页\编于星期六\23点骨料表面特征骨料表面特征——主要是指骨料表面的粗糙程度及孔隙特征等。影响骨料与水泥石之间的粘结性能，进而影响混凝土的强度。碎石→表面粗糙而且具有吸收水泥浆的孔隙特征，所以它与水泥石的粘结能力强；卵石→表面光滑且少棱角，与水泥石的粘结能力较差，但混凝土拌合物的和易性较好。在相同条件下，碎石混凝土比卵石混凝土强度高10％左右。当前第27页\共有49页\编于星期六\23点连续级配和间断级配连续级配——是按颗粒尺寸大小由小到大连续分级（4.75mm—Dmax）,每一级骨料都占有一定比例。连续级配颗粒级差小（D/d≈2）,配制的混凝土拌和物和易性好，不易发生离析；间断级配——是人为剔除某些中间粒级颗粒，大颗粒的空隙直接由比它小得多的颗粒去填充，颗粒级差大（D/d≈6）,空隙率的降低比连续级配快得多，可最大限度地发挥骨料的骨架作用，减小水泥用量。但混凝土拌和物易产生离析现象；

单粒级宜用于组合成具有所要求级配的连续粒级，也可与连续粒级配合使用，以改善骨料级配或配成较大粒度的连续粒级。工程中不宜采用单一的单粒级配制混凝土。当前第28页\共有49页\编于星期六\23点6、骨料的体积稳定性

定义：当骨料由于干湿循环或冻融交替等风化作用引起体积变化而导致混凝土破坏时，即认为体积稳定性不良。现象：具有某种特征孔结构的岩石会表现出不良的体积稳定性。如页岩、砂岩较易遭受冰冻以及骨料内盐类结晶所导致的破坏。检验方法：

硫酸钠溶液浸渍法骨料越密实，强度高，吸水率小时，其坚固性越好；而结构疏松，矿物成份越复杂不均匀，其坚固性越差。当前第29页\共有49页\编于星期六\23点四、混凝土拌和及养护用水对混凝土用水的质量要求是:

不影响混凝土的凝结硬化

无损于混凝土强度发展及耐久性

不加快钢筋锈蚀

不引起预应力钢筋脆断

不污染混凝土表面当前第30页\共有49页\编于星期六\23点拌和及养护用水的选择依《混凝土拌和用水标准》（JGJ63－2006）饮用水——可以直接使用；地表水和地下水——按标准规定检验合格后可使用。海水——可以拌制素混凝土；

不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝土结构，

对有饰面要求的混凝土，也不得采用海水拌制；工业废水——经检验合格后可用于拌制混凝土。生活污水——水质比较复杂，不能用于拌制混凝土。当前第31页\共有49页\编于星期六\23点对水质怀疑的处理用待检验水与蒸馏水分别做：

水泥凝结时间

砂浆或混凝土强度对比试验。对比试验测得的：

水泥初凝时间差和终凝时间差，均不得超过30min，且其初凝及终凝时间应符合国家水泥标准的规定。

用待检验水配制的水泥砂浆或混凝土的28d抗压强度不得低于用蒸馏水配制的对比砂浆或混凝土强度的90％当前第32页\共有49页\编于星期六\23点混凝土养护混凝土养护的目的混凝土养护的分类:混凝土的养护包括自然养护和蒸汽养护混凝土蒸汽养护箱梁混凝土蒸汽养护混凝土自然养护混凝土养生液养护满水法养护节水保湿养护膜养护混凝土养护的时间混凝土养护温控要求当前第33页\共有49页\编于星期六\23点五、外加剂

混凝土外加剂是指在混凝土拌和过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质，掺量一般不超过水泥质量的5％。当前第34页\共有49页\编于星期六\23点外加剂的分类按其主要功能分为四类：（1）改善混凝土拌和物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。（2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。（3）改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。（4）改善混凝土其它性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂等。当前第35页\共有49页\编于星期六\23点使用外加剂的主要目的Ⅰ、改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能如：不增加用水量而提高和易性、或和易性相同但能减少用水量；缩短或延长初凝时间；减少泌水和离析；大幅度提高可泵性；减小坍落度损失。当前第36页\共有49页\编于星期六\23点使用外加剂的主要目的Ⅱ、改善硬化混凝土、砂浆、水泥浆的性能，如：延缓或减少水化热；加速早期强度增长率；提高混凝土强度（压、拉、弯）；提高耐久性，特别是抵抗严酷的暴露环境；阻止或减缓混凝土中钢筋的锈蚀；控制与减缓碱骨料反应造成的膨胀破坏。当前第37页\共有49页\编于星期六\23点常用外加剂的性能与选用工程上常用的混凝土外加剂主要有：

各类减水剂

早强剂、防冻剂

引气剂

缓凝剂等当前第38页\共有49页\编于星期六\23点1、减水剂定义——减水剂是指在混凝土坍落度基本相同的条件下，能显著减少其拌和水量的外加剂。分类——普通减水剂和高效减水剂两大类。减水剂的主要作用：

1、降低水灰比（水胶比），提高混凝土强度；

2、增大工作度，使混凝土易于浇注、成型密实；

3、不改变混凝土强度和工作度，在减少用水量的同时降低水泥用量。

4、改善混凝土拌合物的可泵性当前第39页\共有49页\编于星期六\23点

目前常用的减水剂普通减水剂：

木质素系（木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、

木质素磺酸镁）

糖蜜系（糖化钙、低聚糖）

高效减水剂：

萘系（萘磺酸盐甲醛缩合物）

树脂系（三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物）当前第40页\共有49页\编于星期六\23点2、早强剂定义——早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂。适于在低温施工时使用。在负温下使用的早强剂称为防冻剂或防冻早强剂，用途——在低温和负温条件下它能够降低冰点，使拌合物中的水分不会很快结冰，使水泥继续水化，达到抵抗冰体膨胀的临界强度。多用于冬期施工和抢修工程。分类——主要有

氯盐类

硫酸盐类

有机胺类三种。当前第41页\共有49页\编于星期六\23点3、缓凝剂缓凝剂——是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。缓凝剂主要有四类：

糖类，如糖蜜；

木质素磺酸盐类，如木钙、木钠；

羟基羧酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸；

无机盐类，如锌盐、硼酸盐等。常用的缓凝剂是木钙和糖蜜，其中糖蜜的缓凝效果最好。当前第42页\共有49页\编于星期六\23点4、引气剂定义——引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌和物泌水离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性的外加剂。目前应用较多的引气剂为松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。当前第43页\共有49页\编于星期六\23点5.防冻剂定义——指在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。常用的防冻剂有：

氯盐类（氯化钙、氯化钠）；

氯盐阻锈类（以氯盐与亚硝酸钠阻锈剂复合而成）；

无氯盐类（以硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐、乙酸钠或尿素复合而成）。当前第44页\共有49页\编于星期六\23点6.速凝剂定义——是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速凝剂主要有无机盐类和有机物类。常用