混凝土的检测与选择-混凝土的定义及分类（建筑材料）

任务1混凝土的分类与组成水泥混凝土的定义水泥混凝土是由水泥、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。水泥混凝土的优缺点优点：使用方便：在凝结前具有良好的塑性，因此可以浇制成各种形状和大小的构件或结构物；匹配性好：它与钢筋有牢固的粘结力，能制作钢筋混凝土结构和构件；高强耐久：经硬化后有抗压强度高与耐久性良好的特性；价格低廉：其组成材料中砂、石等地方材料占80%以上，符合就地取材和经济的原则；性能易调：可根据工程要求改变材料的组成配合来满足要求。缺点：抗拉强度低；由于干缩容易产生裂缝；自重较大；施工日期长；结构物拆除较困难。改性：采用轻质骨料可以降低混凝土的自重；掺入纤维或聚合物，可提高抗拉强度，大大降低混凝土的脆性；掺入减水剂、早强剂等外加剂，可显著缩短硬化周期，改善力学性能。水泥混凝土的分类按表观密度，水泥混凝土可分为：普通混凝土：干表观密度约为2400kg/m3，是道路路面和桥梁结构中最常用的混凝土。轻混凝土：干表观密度可以轻达1900kg/m3，现代大跨度钢筋混凝土桥梁为减轻结构自重，往往采用各种轻集料配制成轻集料结构混凝土，达到轻质高强，以增大桥梁的跨度。重混凝土：干表密度可达3200kg/m3，为了屏蔽各种射线的辐射采用各种高密度集料配制的混凝土。按抗压强度，水泥混凝土可分为3大类：低强度混凝土抗压强度小于30MPa；中强度混凝土抗压强度30~60MPa；高强度混凝土抗压强度大于60MPa；超高强混凝土抗压强度大于100MPa。此外，可根据工程的特殊要求，配制各种特种混凝土，如：加气混凝土、泵送混凝土、防水混凝土、道路混凝土、水工混凝土、纤维混凝土、补偿收缩混凝土等。对混凝土质量的基本要求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。

普通混凝土（简称为混凝土）是由水泥、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。普通混凝土的四种基本组成材料：水泥砂子石子水水泥浆砂子石子（一）水泥水泥品种的选择应当根据混凝土工程性质与特点，工程的环境条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的选择。例：路面抢修工程——硅酸盐水泥高温车间路面和抗硫酸盐——矿渣水泥水库大坝——火山灰水泥水泥强度等级的选择

应当与混凝土的设计强度等级相适应。当水泥强度等级过高：水泥用量过低，和易性和耐久性差；当水泥强度等级过低——水泥用量太多，降低水泥混凝土品质，收缩率加大。经验证明，配制C30以下的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.1～1.8倍，配制Ｃ40以上的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.0～1.5倍，同时宜掺入高效减水剂。（二）细集料混凝土用细集料一般应采用粒径小于4.75mm的级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的天然砂，也可使用加工的机制砂。砂按技术要求分为三类：I类宜用于强度等级>C60的混凝土；II类宜用于强度等级C30~C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土；III类宜用于强度等级<C30的混凝土和建筑砂浆。有害杂质的含量粘土、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；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；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。为保证混凝土的质量，砂中有害杂质的含量，应符合国家技术规范的规定。见下表。项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类含泥量(%，小于）1.03.05.0泥块含量(%，小于）01.02.0云母(按质量计)(%，小于）1.02.02.0轻物质(按质量计)(%，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质量计)（%，小于）0.50.50.5氯化物(以氯离子质量计)(%，小于)0.010.020.06砂中有害物质含量（GB/T14684—2001）

坚固性和压碎值坚固性是指砂在气候、环境或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。天然砂采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。人工砂应进行压碎值测定。具体规定见下表。坚固性指标(GB/T14684—2001)项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类质量损失（%，小于）8810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（三）粗集料粒径大于4.75ｍｍ的集料为粗集料（卵石和碎石）。卵石和碎石按技术要求分为三类：I类宜用于强度等级>C60的混凝土；II类宜用于强度等级C30~C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土；III类宜用于强度等级<C30的混凝土。碎石卵石强度岩石抗压强度将母岩制成50mm×50mm×50mm的立方体试件或Ф50mm×50mm的圆柱体试件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，测得其在饱和水状态下的抗压强度值。

压碎指标值将一定质量气干状态下10—20mm的石子装入一标准圆筒内，在压力机上经160—300s内均匀地加荷到200kN；卸荷后称出试样质量G0，然后用孔径为2.5mm的筛筛除被压碎的碎粒，称取试样的筛余量G1，则压碎指标值按下式计算：压碎指标值越小，骨料的强度越高。坚固性集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）下集料抗碎裂的能力。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。最大粒径石子最大粒径增大，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。条件允许时应尽可能把石子选得大一些，以节约水泥。从结构的角度规定，混凝土用粗骨料最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1／4；同时不得超过钢筋间最小净距的3／4。对混凝土实心板，骨料的最大粒径不宜超过板厚的1／2，且不得超过50mm。颗粒级配粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石和卵石的颗粒级配范围见课本。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。粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的２～４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。骨料中针状颗粒含量，应符合规范中的规定。水泥混凝土用粗骨料中有害杂质的含量，应符合GB/T14685-2001的规定.（四）混凝土拌合及养护用水