土木工程材料与实训（第三版）课件全套 易斌 1-课程介绍及绪论-项目九：沥青的技术性质

《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTraining课堂纪律课前：按时查阅教师发布的课前活动；课中：紧跟课堂进度、不做与课堂无关的事；课后：自觉回顾教学资料、完成线上作业。职教云-线上课堂：学习中遇到问题及时与老师沟通；实验课上严禁打闹嬉戏；做一个“自律、高效、认真、坚持”的人。线下课堂、实验课：平时成绩40%期中测验10%期末考试（50%）总成绩100%++=闭卷，课内考试平时成绩=线上+线下线下：考勤+实验+作业（报告）25%线上：（考勤+课堂活动+课后评价）25%PART01课程概述三问：What?Why?How?“工程材料”学什么?为什么学“工程材料”?怎么学好“工程材料”?（一）课程性质：专业基本素质课

材料科学工程材料是联系“材料科学”与“土木工程”的桥梁工程材料土木工程（二）土木工程材料在土木工程建设中的地位和作用1.不可缺少的物质基础2.直接影响工程质量（二）土木工程材料在土木工程建设中的地位和作用3.决定工程造价和经济效益土木工程材料在土木工程中应用量巨大，材料费用在工程总造价中占40%-70％。选择物优价廉的材料，对降低工程造价具有重要意义。（二）土木工程材料在土木工程建设中的地位和作用4.新型材料的研制和发展促进结构和施工技术的进步

任何一个土木工程都由建筑、材料、结构、施工四个方面组成，其中材料决定了结构形式。每一次土木工程材料的重大突破，相应都会带来土木工程技术的大飞跃。

主要工程材料：现浇钢筋混凝土主要工程材料：细钢管膜材料(聚四氟乙烯)主要工程材料：Q460钢材（三）如何学好“土木工程材料”课程?1.课前预习和阅读教材，善于提问2.课堂上认真学习、积极参与讨论3.认真做好每次试验与练习4.勤于分析思考与归纳总结

课程的重点主要就是三个方面：材料的结构，材料的性能以及材料的应用。(四)行业岗位质量负责人试验员讨论：什么是工程材料？工程材料是建造建筑物所用的各种材料及其制品，统称为土木工程材料，或称为建筑材料。1.你们知道哪些土木工程材料

？2.最古老的土木工程材料是哪些？3.什么是今天用量最大、用途最广的土木工程材料？云南下关天生石桥广西桂林踏步桥架木桥河北赵州石桥建于1300多年前（桥长约51m，净跨37m）建造该桥的石材为青白色石灰岩比意大利人建石拱桥晚400多年,但在主拱肋与桥面间设计“敞肩拱”，比外国早了1200多年本桥“敞肩拱”轻盈灵巧的结构设计、桥梁石材砌筑密实、桥梁的受力合理以及经久耐用，都表明了古代中国对石材的使用达到了很高的水平。山海关城山海关是历史悠久的文化古城，是世界文化遗产——中国万里长城的形象代表之一，是万里长城的重要组成部分。周长约4公里，与长城相连，以城为关，城高14米，厚7米，有四座主要城门，多种防御建筑。所用土木工程材料：土、木材、石、砖，城楼上部采用木材建造，造型端庄精美；下部以及城墙，采用粘土、砖砌筑而成，坚固厚实密贴。城楼久经风雨侵蚀，仍保持完好。体现出古代中国对于木材、粘土、砖的利用和施工水平的高超。万里长城万里长城，中华民族的图腾，世界八大奇迹之一，跨越2千年的历史，经过很多的高山峻岭。长城关外有关、城外有城，体现我国古代建筑工程的高度成就，表现我国古代劳动人民的聪明才智。工程材料：土、石、砖、石灰、木料。经历十几、二十个朝代的建设，人工运输、砌筑，材料运输量之浩大、工程之艰巨世所罕见。最古老的建筑材料天然石材天然植物：木材、茅草粘土及其制品动物的毛发与制胶等石灰钢桁梁桥——武汉长江大桥“万里长江第一桥”

结合梁和钢斜拉桥——南浦大桥南浦大桥这是上海的南浦大桥，1991年12月1日竣工通车，总长8346米，主桥长846米，跨径423米，通航净高46米，桥下可通行5.5万吨巨轮。它是目前世界上第四大双塔双索面斜拉桥，呈“H”形的主桥塔高150米，上有邓小平同志亲笔书写的“南浦大桥”四个大字。主桥设有6条机动车道，桥面总宽为30.35米，两侧各设2米宽的人行道，在桥上可一览浦江两岸无限风光。南浦大桥是黄浦江的第一座大桥，使上海人圆了“一桥飞架浦江”的梦想。工程材料：采用钢—砼结合梁，梁的下层采用工字钢制成框架，上层浇筑钢筋砼，两层间用焊接进行连接。长距离、大跨度、高强度、大吨位是本桥的最大特点，对材料的力学要求高、施工技术的难度大，是我国桥梁建设的一个跨越，代表了我国现代桥梁施工技术的先进水平。现代土木工程材料钢材、混凝土钢—混凝土复合材料砖—混凝土复合材料高分子及其复合材料CONTENTS课程目录04项目三：气硬性胶凝材料03项目二：天然石材02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08项目七：钢材07项目六：砂浆06项目五：混凝土05项目四：水泥10实验1~1009项目八：沥青三、土木工程材料的分类与发展1.土木工程材料的分类按化学组成分类有三大类：无机材料：金属、非金属有机材料：植物、高分子、沥青复合材料：有机－无机金属－非金属工程材料无机材料

有机材料

复合材料

金属材料

植物木材、竹材

高分子

塑料、涂料、胶粘剂、合成橡胶、油漆有机－无机聚合物砼、沥青砼金属－非金属钢筋砼、钢纤维砼、非金属材料

黑色金属钢、铁、不锈钢有色金属铝、铜、合金天然石材大理岩、花岗岩、石灰岩

烧土制品砖、瓦、玻璃、陶瓷等胶凝材料石灰、石膏、水泥、水玻璃混凝土、砂浆普通砼、轻骨料砼、硅酸盐制品砼砌块、加气砼、特种砼、水泥砂浆沥青石油沥青、煤沥青、沥青制品

金属－有机轻金属夹心板请问：根据图片，分析铁路建设过程使用了哪些工程材料？它们分别属于哪一类？2.土木工程材料的发展历程

发展历程大致可分为三个阶段：天然材料

人类最初直接从自然界中取材作为土木工程材料，如：土、石材、木材等。

人工材料

随着人类文明和技术的进步，开始人工合成和制造各种土木工程材料，以满足土木工程发展的需要。如：砖、瓦、陶瓷、玻璃、水泥、金属、高分子材料、复合材料等复合材料

随环境条件的变化而具有应变能力的材料：如：变色调光玻璃、可自修复混凝土、调温、调湿墙体（面）材料、形状记忆合金等。普通钢筋砼材料自重大，每立方米重约2500kg，限制了建筑物向高层、大跨度方向进一步发展。目前，世界各国都在大力发展高强混凝土、加气混凝土、轻骨料混凝土，空心砖、石膏板等材料，以适应土木工程发展的需要。

土木工程材料的生产能耗和建筑物使用能耗，占国家总能耗的20%—35%，研制和生产低能耗的新型节能土木工程材料，是构建节约型社会的需要。充分利用工业废渣、生活废渣、建筑垃圾等，例如，沥青路面材料再生技术，是将需要翻修或者废弃的旧沥青混凝土路面，经过翻挖、回收、破碎、筛分，再添加适量的新骨料、新沥青，重新拌合成为具有良好路用性能的再生沥青混合料。1)轻质高强2)节约能源3)利用废渣

3.土木工程材料的发展方向是指材料本身具有自我诊断和预告破坏、自我修复的功能，以及可重复利用性。指工程材料同时具有多种功能：承重、防水、隔热保温料、防护、装饰、吸声隔音等。建设现代“生态美“城市，要求生产材料的原料应尽可能少用天然资源。而这就要求工程建设中大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物，通过加工成环保和无污染的生态材料，再用之于工程实体中。6)绿色化4)智能化5)多功能化四、土木工程材料技术标准

各级标准均有相应的代号，其表示方法由标准名称、标准代号、发布顺序号和发布年号组成。例如：

《普通混凝土配合比设计规程》JGJ

55－2011标准名称标准代号发布顺序号发布年号国家及行业标准的相应代号

标准级别标准代号及名称国家标准GB——国家标准；GBJ——建筑工程国家标准；GB/T——国家推荐性标准行业标准（部分）JGJ——建设部行业标准；JC——国家建材行业标准JT——交通部行业标准；YB——冶金部行业标准SD——水电部行业标准；LY——林业部行业标准JG——建工行业标准；SH——石化行业标准地方标准DB——地方标准DB/T——地方推荐性标准企业标准QB——企业标准哪一级的标准要求最严？请分析判断哪一级的标准级别最高？标准有冲突时怎么办？国家标准国家推荐性标准【课堂小结】1.课程介绍：实践性强、综合性强2.

材料可分为三大类：无机、有机、复合3.工程材料技术标准：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS课程目录04项目三：混凝土03项目二：水泥02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08实验1~1007项目六：沥青06项目五：钢材05项目四：建筑砂浆项目1.材料的物理性质三、相关练习二、材料与水有关的性质一、材料与质量有关的性质

讲述各种密度之前先来了解以下一个固体物质它的各种自然状态下体积的关系

1.固体（实体）2.闭口孔隙3.开口孔隙

一、材料与质量有关的性质VV’V0´1.材料的体积组成含孔材料体积（举例：混凝土）公式：材料＋孔体积

——材料自然状态下的体积散粒状材料的体积（举例：碎石）公式：材料＋孔体积＋空隙体积

——材料堆积体积2.材料的密度、表观密度和堆积密度（1）密度定义：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。测定方法：李氏瓶法、排水法、几何法2.材料的密度、表观密度和堆积密度（1）密度对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等。量测几何体积－称重－代入公式对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材等。磨成细粉材料磨得越细，测得的密实体积数值就越精确。（2）表观密度：材料在自然状态（孔隙+实体）下单位体积的干质量。

两种密度区别：m为材料的烘干质量；

v不同，可为实体体积，表观体积

密度表观密度若m为自然气干质量，则称为表观密度。

(测试方法不同，获得体积大小不同）（2）表观密度测量对形状规则的材料：砖、混凝土、石材。量测几何体积－称重－代入公式对形状不规则的材料：砂、石子

测定方法：可用排液法测得（2）表观密度2）测量对形状规则的材料：砖、混凝土、石材。量测几何体积－称重－代入公式举例：混凝土拌合物（2）表观密度2）测量对形状不规则的材料：砂、石子排水法举例：干砂称量干砂重量m记录量筒中的水量V1将干砂放入量筒，记录量筒读数V2计算表观密度ρ视频1（砂表观密度试验）47

有一块烧结普通砖，在吸水饱和状态下重2900g，其绝干质量为2550g。砖的尺寸为240×115×53mm，经干燥并磨成细粉后取50g，用排水法测得绝对密实体积为18.62cm3。试计算该砖的密度、表观密度。例题148解：密度：表观密度：例题1解答（3）堆积密度1）定义：散粒状材料在自然堆积状态下（孔隙+实体+间隙）单位体积的质量。（3）堆积密度2）测量（用既定容积的容器测定）容器法：散粒材料装入容器－量测体积－称净重－代入公式（3）堆积密度将容量筒内材料刮平，容量筒的容积即为材料堆积体积视频2（细骨料堆积密度试验）小结：密度、表观密度、堆积密度之间是什么样的关系呢？密度＞表观密度＞堆积密度为什么呢？答：1、自然状态下的体积＝绝对密实体积＋孔隙体积；2、堆积体积＝密实体积＋孔隙体积＋间隙体积。几种密度的比较

在工程中，计算材料和构件的自重、材料的用量，以及计算配料、运输台班和堆放场地时，经常要用到材料的密度、表观密度以及堆积密度等数据。

比较项目实际密度表观密度堆积密度材料状态绝对密实自然状态堆积状态材料体积VV0计算公式应用判断材料性质用量计算、体积计算练习1

有一个2L的容器，自然堆满碎石后，碎石重3.25kg；从中取出50g碎石磨细成粉，用排水法测定其体积，量筒初始刻度为300ml，放入石粉后刻度变为322.5ml。求：（1）该碎石的堆积密度（2）该碎石的密度（4）密实度与孔隙率1）密实度定义：材料体积内被固体物质所充实的程度。反映材料的致密程度。用D表示。对于绝对密实材料，因ρ0=ρ，故密实度D=1或100%。对于大多数土木工程材料，因ρ0

＜ρ，故密实度D＜1或D＜100%（4）密实度与孔隙率2）孔隙率定义：指材料体积内，孔隙体积与总体积之比。用P表示。影响材料的：强度、吸水性、耐久性等如果材料处于干燥状态：（5）填充率与空隙率1）填充率定义：指散粒材料在堆积体积中被其颗粒填充的程度。反映散粒材料堆积的致密程度。用D'表示。（5）填充率与空隙率2）空隙率散粒材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占总体积的比率。比较项目孔隙率空隙率适用场合个体材料内部堆积材料之间作用可判断材料性质可进行材料用量计算计算公式孔隙率与空隙率的区别例题2已知某石子的密度为2.65g/cm3,表观密度为2.61g/cm3,堆积密度为1685Kg/m3,试计算该石子的孔隙率和空隙率。

61解：孔隙率：空隙率：例题2解答二、材料与水有关的性质1.亲水性与憎水性概念亲水性材料θ≤90°混凝土、石材、陶瓷、砖憎水性材料θ＞90沥青、油漆、塑料

1.亲水性与憎水性材料的特征：

材料的亲水性与憎水性主要取决于材料的组成与结构：有机材料（沥青、塑料、油漆等）一般是憎水性，无机材料（砼、石、钢筋等）都是亲水性。

水在憎水性材料的表面有自动收缩成珠的趋势，不能润湿材料的表面。对工程防水有利。

水在亲水性材料的表面是自动散开和铺展，并自发地润湿表面。二、材料与水有关的性质2.吸水性材料在水中吸收水分的性质。吸水性大小用吸水率表示。质量(Wm)吸水率：指材料吸水饱和时,吸收的水分重量占材料干燥时的百分率.

Wm=(mb–mg)/mg×100％二、材料与水有关的性质3.吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质。吸湿性大小用含水率表示。Wh—材料含水率，%；mh—材料吸湿状态下的重量，g；mg—材料干燥状态下的重量，g。视频3（细骨料含水率试验）吸水率与含水率的区别比较项目吸水率含水率适用场合在水中吸收水分在空气中吸收水分表示方法吸收水分的质量比或体积比吸收水分的质量比吸收水量达到饱和与空气中水分平衡通常小于吸水率例题3

有一块亲水材料，经烘干后称重，得到其质量为80g，在潮湿空气中放置了3天后，称其质量为86.2g；随后将其放置于水中72小时，取出后擦干表面，称得其质量为92g。求：该材料的含水率及吸水率68解：吸水率：含水率：例题3解答1、地下水沿材料毛细管上升，然后在空气中挥发。2、解决问题的原理与办法阻塞毛细通道，技术措施？对材料中的毛细管壁进行憎水处理创新思维？

1、为什么房屋一楼潮湿？

2、如何解决？密度、表观密度、堆积密度亲水性和憎水性吸水性和吸湿性本课小结谢谢！《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS课程目录04项目三：气硬性胶凝材料03项目二：天然石材02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08项目七：钢材07项目六：砂浆06项目五：混凝土05项目四：水泥10实验1~1009项目八：沥青一、天然岩石的分类名称成岩情况主要品种火成岩（岩浆岩）熔融岩浆上升到地表附近或喷出地表，冷却凝结而成岩。花岗岩玄武岩辉绿岩沉积岩岩石风化后，再经搬运、沉积、胶结而成岩。砂岩石灰岩变质岩岩石在高温、高压或化学的作用下，经变质而成岩大理岩片麻岩火成岩花岗岩花岗岩沉积岩沉积岩硅质沉积岩沉积岩----砂岩沉积岩----铁质砂岩沉积岩----石灰质砂岩变质岩---大理岩变质岩---蛇纹岩变质岩方解石二、建筑中常用石材品种砌筑用石材拌合混凝土用石材装饰用石材二、石材的主要技术性质1.表观密度：分轻质、重质石材（1800kg/m3）2.砌筑用石材的强度强度指标：立方体抗压强度（MPa）立方体试件：70×70×70mm（1组3个）强度等级：（7个）MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU203.硬度(刻)砌筑用石材一、主要品种（一）毛石：山体爆破直接得到的石块。1.乱毛石：形状不规则，主要用于砌筑基础、勒脚、墙身、堤坝、挡土墙等；2.平毛石：乱毛石经粗略加工而成，主要用于砌筑基础、墙身、勒脚、桥墩、涵洞等。乱毛石平毛石（二）料石（条石）：具有较规则六面体形的石块。1.毛料石：外观大致方正2.粗料石：高度和厚度都不小200mm3.细料石：经过细加工，外观规则

主要用于砌筑基础、墙身、踏步、地坪、纪念碑等。（一）砌筑用石材（二）拌合混凝土用石材卵石碎石（三）装饰用石材品种性能应用天然大理石板材耐化学腐蚀和抗风化性能较差主要应用于室内装饰天然花岗石板材强度高、耐磨、抗风化、耐腐蚀性能好用于室内、室外装饰细面板材镜面板材粗面板材青石装饰板材属于砂岩具有古建筑的独特风格常用装饰用石材的品种、性能及应用天然石材的应用举例1.大理石装饰板(室内)北京故宫-----大理石装饰（汉白玉）2.天然花岗石装饰板(室外)大理岩与花岗岩的区别比较项目成因纹路硬度成份使用环境大理岩变质岩，在高温高压和矿物质的混合作用下变质成有纹理或花纹，暖、柔3-5碳酸盐室内花岗岩属于火成岩，火山材料形成，如岩浆斑点，冷、硬更高硅酸盐室外3.青石板材的应用4.色石子天然大理石、白云石、或花岗岩等破碎筛选加工色石子的应用人造大理石水磨石5.铁路碎石道砟

碎石道砟按材质指标可分为特级道砟、一级道砟。道砟的适用范围(1)高速铁路道床应采用特级道砟。(石英岩、花岗岩)(2)1、Ⅱ级铁路的碎石道床材料应采用一级道砟。(花岗岩、石灰岩)

三、《铁路碎石道砟》(TB/T2140-2008)和《铁路碎石道砟试验方法》(TB/T2328.1～2328.19)标准，砟场建场和生产质量管理均有严格的程序。抗磨耗、抗冲击性能抗压碎性能渗水性抗大气腐蚀性稳定性能1.三大类岩石：火成岩、沉积岩、变质岩2.建筑常用石材：1)砌筑用石材2)拌合混凝土用石材3)装饰用石材4)

色石子5)道砟课堂小结谢谢！《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS课程目录04项目三：气硬性胶凝材料03项目二：天然石材02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08项目七：钢材07项目六：砂浆06项目五：混凝土05项目四：水泥10实验1~1009项目八：沥青复习旧课:1、胶凝材料的分类有哪些？2、完成职教云“测验一”下列胶凝材料中，属于水硬性胶凝材料的是（）。

A.石灰B.沥青C.石膏D.水泥掌握：常用水泥的技术性质和应用

了解：水泥的凝结硬化过程、运输、保管熟悉：通用硅酸盐水泥其他品种水泥的性质和应用本单元教学目标水泥：水泥——粉末状物质，加水拌成可塑性良好的浆体，经一系列物理化学作用后，不仅能在空气中凝结硬化，而且能更好的在潮湿环境及水中硬化，保持和发展其强度。水硬性胶凝材料水泥什么是硅酸盐水泥？1硅酸盐水泥的生产2硅酸盐水泥的凝结硬化3硅酸盐水泥的组成？4硅酸盐水泥应满足哪些技术指标5主要内容水泥水泥水泥中的主要矿物硅酸盐系水泥铝酸盐系水泥硫铝酸盐系水泥磷酸盐系水泥硫铝酸钙硅酸钙铝酸钙磷酸钙镁按用途和性质分类通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐、普通硅酸盐、矿渣硅酸盐、火山灰硅酸盐、粉煤灰硅酸盐水泥等道路水泥、大坝水泥、砌筑水泥膨胀水泥、快硬水泥、白色水泥水泥的特性膨胀水泥快硬水泥低热水泥抗腐蚀水泥硬化时膨胀硬化速度快水化热低耐腐蚀性好水泥通用水泥硅酸盐、普通硅酸盐、矿渣硅酸盐、火山灰硅酸盐、粉煤灰硅酸盐、复合水泥等防水混凝土——加固、接缝和防水工程低热水泥——高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等快硬水泥——配置早强、高标号混凝土，适用于紧急抢修工程、低温施工工程特性水泥水泥是当今产量与用量最大的土木工程材料！水泥及其砂浆、混凝土与纤维水泥等水泥基材料普遍用于各种土木工程和钢筋混凝土结构！水泥的性能和正确选用对土木工程的功能与质量至关重要！水泥在土木工程中的重要作用硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料——波特兰水泥（Portland）P.ⅠP.ⅡⅠ型硅酸盐水泥Ⅱ型硅酸盐水泥不掺石灰石或粒化高炉矿渣掺和料低于5%4.1硅酸盐水泥什么是硅酸盐水泥？1硅酸盐水泥的生产2硅酸盐水泥的凝结硬化3硅酸盐水泥的组成？4硅酸盐水泥应满足哪些技术指标5主要内容水泥的矿物组成及其特性重点4.2硅酸盐水泥的生产1、工艺流程两磨一烧流程图石灰石粘土铁矿粉生料煤熟料石膏混合材料水泥按比例混合、磨细窑内煅烧（约1450℃）磨细1450~1500

C水泥生料煅烧回转窑回转窑尾水泥制造厂全貌水泥制造过程讨论一4.2硅酸盐水泥的生产2、硅酸盐水泥的组成材料（1）水泥熟料（2）石膏（3）混合材料

作用：缓凝剂水泥熟料磨成细粉与水相遇后会很快凝结，无法施工。加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时还有利于提高水泥早期强度、降低干缩变形等性能。4.2硅酸盐水泥的生产2、硅酸盐水泥的组成材料硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸三钙C3SC2SC3AC4AF含量%37~6015~377~15少10~18少水化速度较快慢快中水化热中低高中强度高早期低后期高低中（抗折强度）耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小投票一水泥颗粒宏观形貌水泥熟料颗粒细观形貌水泥熟料矿物微观结构4.2硅酸盐水泥的生产

注意：石灰石质原料富含煅烧水泥中反应：游离CaO和MgO潜在危害非常严重！！！谢谢！《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS课程目录04项目三：混凝土03项目二：水泥02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08实验1~1007项目六：沥青06项目五：钢材05项目四：建筑砂浆什么是硅酸盐水泥？1硅酸盐水泥的生产2硅酸盐水泥的凝结硬化3硅酸盐水泥的组成？4硅酸盐水泥应满足哪些技术指标5主要内容难点水化：物质由无水状态变为有水状态，由低含水变为高含水，统称为水化。凝结：水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。硬化：浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体(水泥石)，这一过程称为硬化。水泥的水化、凝结、硬化4.3硅酸盐水泥的凝结、硬化

水泥+适量水拌合水泥浆体（可塑性、可流动）初凝开始失去塑性，称为初凝终凝水化产物增多，形成致密网状结构完全失去塑性，具有一定强度，称为终凝水泥石水化产物继续增多，强度增长并硬化，称为水泥石水泥初凝水泥终凝水泥硬化水泥的凝结和硬化过程1-未水化水泥颗粒2-水3-水化硅酸钙凝胶4-氢氧化钙等晶体5-被凝胶包围的水泥颗粒6-毛细孔初凝终凝可塑性加水水泥的硬化体是由凝胶、晶体、毛细孔和未水化的水泥颗粒组成水泥的熟料矿物组成及细度影响水泥凝结硬化的主要因素水灰比大明显降低水泥的强度水灰比作为缓凝剂使用石膏的掺量温度低于0℃，水化反应停止环境温度、湿度28天内强度发展较快时间（龄期）外加剂的影响投票二谢谢！《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS课程目录04项目三：气硬性胶凝材料03项目二：天然石材02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08项目七：钢材07项目六：砂浆06项目五：混凝土05项目四：水泥10实验1~1009项目八：沥青复习旧课:1、硅酸盐水泥的矿物组成有哪些？4.5硅酸盐水泥的技术性质讨论一什么是硅酸盐水泥？1硅酸盐水泥的生产2硅酸盐水泥的凝结硬化3硅酸盐水泥的组成？4硅酸盐水泥应满足哪些技术指标5重难点：硅酸盐水泥的技术指标主要内容硅酸盐水泥应满足哪些技术性质《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)1.化学指标不溶物和烧失量氯离子三氧化硫氧化镁2.碱含量(选择性指标)3.物理力学指标密度与堆积密度细度(选择性指标)标准稠度用水量★凝结时间★体积安定性★强度★4.5硅酸盐水泥的技术性质4.5硅酸盐水泥的技术性质（1）不溶物（2）烧失量（3）氧化镁（4）三氧化硫1、化学性质4.5硅酸盐水泥的技术性质（1）密度与堆积密度2、物理力学性质密度

3.05~3.20，混凝土配合比计算时，一般取3.10g/cm3。堆积密度

1000~1600kg/m3，在工地计算水泥仓库时，一般取1300kg/m3

。密度的测量方法

排液法，用煤油作为测量液体。

投票一4.5硅酸盐水泥的技术性质（2）水泥细度2、物理力学性质1、定义细度是指水泥颗粒的粗细程度。2、规定细度原因水泥颗粒细度影响水化活性、凝结硬化速度、强度。4.5硅酸盐水泥的技术性质（2）水泥细度2、物理力学性质3、技术要求1）比表面积单位质量物料所具有的总面积。单位是m2/kg硅酸盐水泥的比表面积应不小于300m2/kg。2）0.08mm或0.045mm方孔筛的筛余量来表示4.5硅酸盐水泥的技术性质（2）水泥细度2、物理力学性质3、技术要求0.08mm或0.045mm方孔筛的筛余量来表示0.08mm方孔筛余不大于10%或者45μm方孔筛余不大于30%手工筛析法负压筛析法

测试一4.5硅酸盐水泥的技术性质（3）标准稠度用水量2、物理力学性质定义：水泥净浆达到标准稠度时所需拌和水量称为标准稠度用水量硅酸盐水泥标准稠度用水量在24％-33％之间。例：A水泥的标准稠度用水量为27%，B水泥的标准稠度用水量为30%。

投票二实验资料补充：水泥标准稠度用水量的测定原理：净浆对标准试杆（试锥）的沉入有一定的阻力。标准稠度净浆：试杆沉入净浆距底板为6mm±1mm时的水泥净浆作为标准稠度。仪器与设备：净浆搅拌机、标准法维卡仪4.5硅酸盐水泥的技术性质实验资料补充：水泥标准稠度用水量的测定视频4.5硅酸盐水泥的技术性质水泥净浆离底5～7mm，达到标准稠度4.5硅酸盐水泥的技术性质（4）凝结时间2、物理力学性质定义：水泥加水拌和起至水泥浆失去可塑性所需要的时间，称为凝结时间初凝状态：终凝状态：水泥加水至水泥浆刚失去可塑性所需时间。初凝时间（≮45min）水泥加水至水泥浆完全失去可塑性所需时间。终凝时间（≯6.5h）（其他通用硅酸盐水泥≯10h）规定凝结时间的原因？4.5硅酸盐水泥的技术性质水泥凝结时间的测定基本原理：采用凝结时间测定仪（维卡仪）根据下沉深度判断基本步骤：（1）配置水泥标准稠度净浆（不固定水量法）

目的：准确的可比性！此时需水量称为标准稠度用水量，P=水的量/水泥量（2）利用配制好的标准稠度净浆根据下沉深度判断是否达到凝结状态。

实验资料补充：水泥凝结时间的测定标准法维卡仪：测定凝结时间时取下试杆，用试针代替试杆。视频4.5硅酸盐水泥的技术性质水泥凝结时间的测定标准稠度水泥浆离底3～5mm为初凝圆弧形压痕终凝4.5硅酸盐水泥的技术性质视频国标规定：凡初凝时间和终凝时间不符合规定的水泥为不合格品！注意！4.5硅酸盐水泥的技术性质（5）安定性2、物理力学性质定义：水泥浆体硬化后体积变化的均匀性安定性不良原因分析：游离氧化钙、游离氧化镁过多；掺入石膏过多；水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质。安定性良好：安定性不良：水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为体积安定性不良。安定性不良的原因？4.5硅酸盐水泥的技术性质水泥安定性的测定基本原理：采用煮沸法加速CaO反应速度，根据硬化后水泥浆体体积变化情况加以判断。基本方法：（1）试饼法（2）雷氏夹法（标准法）国标规定：凡安定性不符合规定的水泥为不合格品！注意！实验资料补充：方法一：试饼法视频方法二：雷氏夹法视频4.5硅酸盐水泥的技术性质4.5硅酸盐水泥的技术性质2、物理力学性质（6）强度1）概念强度等级按3d和28d的抗压和抗折强度划分。通用硅酸盐水泥的强度等级划分（2）水泥胶砂制备ISO标准检验方法——分别测量抗压强度和抗折强度。试件尺寸40

40

160胶砂配比水泥:标准砂:水=1:3:0.54.5硅酸盐水泥的技术性质（3）强度检测ISO标准检验方法——分别测量抗压强度和抗折强度。将试件从水中取出，先进行抗折强度试验，折断后每截再进行抗压强度试验。100mm160mmP抗折强度试验PP（3）强度检测结果计算抗折强度以三个试件的平均值，抗压强度以六个试件的平均值。抗折和抗压强度记录至0.1MPa,计算至0.1MPa100mm160mmP抗折强度试验PP抗压强度试验表：硅酸盐水泥各强度等级、各龄期的强度值/MPa强度等级抗压强度抗折强度3d28d3d28d42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥42.5≥4.0≥6.552.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥52.5≥5.0≥7.062.5≥28.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥62.5≥5.5≥8.0国标规定：强度不符合规定的水泥为不合格品！注意！

讨论三课堂练习：1、某些体积安定性不合格的水泥，在存放一段时间后变为合格，为什么？2、经沸煮法认定为安定性合格的水泥，其安定性一定合格吗？注意！安定性不良的水泥，会发生膨胀性裂纹使水泥制品或混凝土开裂、造成结构破坏。因此体积安定性不良的水泥，应判为不合格品，不得在工程中使用！

小结:水泥质量的判定1234技术性质凝结时间（初凝）不合格品（终凝）不合格品体积安定性不合格品不合格品或降低等级不符合要求

强度化学指标不合格品谢谢！《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS课程目录04项目三：气硬性胶凝材料03项目二：天然石材02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08项目七：钢材07项目六：砂浆06项目五：混凝土05项目四：水泥10实验1~1009项目八：沥青复习旧课:1、完成职教云测试一硅酸盐水泥P.Ⅰ、PⅡ普通硅酸盐水泥P.O矿渣硅酸盐水泥P.S火山灰质硅酸盐水泥P.P粉煤灰硅酸盐水泥P.F复合硅酸盐水泥P.C三、通用硅酸盐水泥的其他品种重点：通用硅酸盐水泥的主要性能难点：通用硅酸盐水泥的应用三、通用硅酸盐水泥的其他品种定义：凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料和适量的石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。

掺入目的：改善水泥的性能；增加品种；调整水泥强度等级；提高产量；节约熟料，降低成本1、混合材料活性混合材料粒化高炉矿渣火山灰混合材料粉煤灰混合材料粉煤灰、稻壳灰电镜图片1、混合材料非活性混合材料石灰石粉窑灰石灰石粉窑灰2、掺混合材的硅酸盐水泥品种硅酸盐水泥熟料＋石膏＋＋＋＋＋5~20%混合材普通硅酸盐水泥20~70%矿渣矿渣硅酸盐水泥20~40%火山灰20~40%粉煤灰粉煤灰硅酸盐水泥20~50%两种混合材复合硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥概念：普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号P.O。5%＜活性混合材料掺加量≤20%，其中允许用不超过水泥质量8%的非活性混合材料或不超过水泥质量的5%的窑灰代替。(一)技术要求GB175-2007对普通水泥的技术要求如下：3.1普通硅酸盐水泥（1）凝结时间

初凝时间不得早于45min，终凝时间不得大于10h。（2）强度和强度等级普通硅酸盐水泥分4个强度等级，即：42.5、42.5R、52.5、52.5R（如表）普通水泥的其他技术性质要与硅酸盐水泥相同。调查问卷一投票一普通硅酸盐水泥的强度要求品种强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d普通硅酸盐水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.0普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异，主要表现为：（1）早期强度略低（2）水化热略低（3）耐腐蚀性稍好（4）耐热性稍好（5）抗冻性、耐磨性、抗碳化性略差(二)普通硅酸盐水泥的主要性能及应用应用：与硅酸盐水泥基本相同，甚至在一些不能用硅酸盐水泥的地方也可采用普通水泥。3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥：简称矿渣水泥，由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。矿渣硅酸盐水泥混合材料掺量20%~50%，A型，代号P.S.A混合材料掺量50%~70%，B型，代号P.S.B1、概念火山灰质硅酸盐水泥：简称火山灰水泥，凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P·P；混合材料的掺量20%~40%。3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥：简称粉煤灰水泥，凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P·F；混合材料的掺量20%~40%。3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥2、技术要求三种水泥的细度要求80μm方孔筛，筛余量不得超过10%，或45μm方孔筛，筛余量不得超过30%

。凝结时间、体积安定性同普通水泥要求。（1）细度、凝结时间、体积安定性（2）氧化镁、三氧化硫含量氧化镁的含量应≤6%，若氧化镁的含量＞6%，需进行压蒸安定性检验并合格。矿渣硅酸盐水泥中三氧化硫的含量应≤4%，火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥中三氧化硫的含量应≤3.5%。（3）强度等级这三种水泥的强度等级按3d、28d的抗压强度和抗折强度来划分，各强度等级水泥的各龄期的强度不得低于表中的数值。3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥强度要求(GB175-2007)单位为MPa品种强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥32.5≥10.0≥32.5≥2.5≥5.532.5R≥15.0≥3.542.5≥15.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥19.0≥4.052.5≥21.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥23.0≥4.53.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥上述三种水泥都是在硅酸盐水泥熟料基础上加入大量活性混合材料再加入适量石膏磨细制成，所加混合材料在化学组成和化学活性上基本相同，并且在加水调制后经历了非常相似的水化过程，因而这三种水泥存在很多共性，但每种活性混合材料的本身又有性质和特征的差异，又使得三种水泥有各自的特性：3、特性与应用3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥水化：分二步进行：首先熟料与水发生反应，生成的产物与硅酸盐水泥相同，随后是熟料矿物水化析出的氢氧化钙和掺入水泥中的石膏分别作为碱性激发剂和硫酸盐激发剂，与活性混合材料的活性成分发生二次水化反应，生成水化产物。三种水泥的共性：3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥（1）凝结硬化速度慢：早期强度低，后期强度高（2）对温度湿热敏感性强：适合蒸养（3）耐腐蚀性好：可用于海港工程和水工大坝的建设（4）水化热小：可用于大体积混凝土，大型基础和混凝土大坝等（5）耐热性好（6）抗碳化能力差（7）矿渣水泥的保水性差、抗渗性差、泌水通道较多、干缩较大、使用中严格控制用水量，加强早期养护。（8）抗冻性差：不宜用于冬季施工，特别不宜用于严寒地区水位经常变动的部位。矿渣硅酸盐水泥：3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥：（1）在干燥环境易产生裂缝：对于处于干燥环境中施工的工程，不宜火山灰质水泥。（2）抗冻性和耐磨性比矿渣水泥还要差（3）保水性好，抗渗性高（4）掺入粘土质的火山灰水泥不抗硫酸盐侵蚀3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥：（1）干缩小，抗裂性高：由于粉煤灰呈球形颗粒，比表面积小，吸附水的能力小，标准稠度吸水量小，因而其干缩性较小，有些甚至比硅酸盐水泥及普通水泥还小，因而抗裂性较好；（2）凝结硬化慢，早期强度低（3）色深3.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥概念：凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的活性混合材料或非活性混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号P.C。复合硅酸盐水泥的技术要求复合硅酸盐水泥的技术性质耐腐蚀性好，水化热小，抗渗性好，早强。细度、凝结时间、强度、体积安定性的要求同火山灰硅酸盐水泥。投票二4、水泥的选用四、水泥的选用水泥品种的选择强度等级的选择(一)按环境条件选择水泥品种环境条件主要指工程所处的外部条件，包括环境的温度、湿度及周围所存在的侵蚀性介质的种类及数量。(二)按工程特点选择水泥品种冬季施工、大体积混凝土、有早强或耐热工程等。4、水泥的选用投票三5、水泥的储存、运输和保管（1）防水防潮水泥受潮后会产生水化作用，凝结成块，影响水泥的正常使用，所以运输和储存时应保持干燥。（2）分类储存不同品种、不同强度等级的水泥应分别存放，不可混杂。（3）储存期不宜过长储存期过长，由于空气中的水汽、二氧化碳作用而降低水泥强度，一般储存3个月后的强度降低10%~20%，因此，水泥存放期一般不超过3个月。使用过期水泥时必须经过试验，并按试验重新确定的强度等级使用。投票四总结：1、六种通用硅酸盐水泥品种2、不同品种通用硅酸盐水泥的技术性质3、水泥的选用谢谢！《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS课程目录04项目三：气硬性胶凝材料03项目二：天然石材02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08项目七：钢材07项目六：砂浆06项目五：混凝土05项目四：水泥10实验1~1009项目八：沥青CONTENTS目录04混凝土外加剂03混凝士的技术性202混凝土的技术性101普通混凝土的组成材料06混凝土实验室配合比05混凝土初步配合比设计项目五：混凝土砼:由胶凝材料、水、粗细骨料及必要时掺入的化学外加剂、掺合料，按适当比例配合，拌制成拌合物，经过胶凝材料凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久性的人造石材。目前工程上使用最多的是普通混凝土:由水泥、水、砂、石子及必要时掺入的外加剂、掺合料组成，经拌制均匀、浇注成型、硬化后形成的人造石材。混凝土的定义：混凝土（砼）概述CementConcrete正在建设的三峡大坝三峡大坝水力工程CementConcrete葛洲坝水力工程CementConcrete地铁CementConcrete香港青马大桥CementConcrete预制混凝土结

构混凝土分类水泥砼石膏砼水玻璃砼沥青砼一、按胶凝材料重砼：>2800kg/m3普通砼：2000~2800kg/m3轻砼：<2000kg/m3二、按表观密度低强度砼<20MPa中强度砼20~60MPa高强度砼≥60MPa超高强度砼≥100MPa三、按强度优点：抗压强度高；耐久、耐火，维护费用低；就地取材，降低成本；拌合物具可塑性良好；与钢筋结合良好。缺点：抗拉强度低；变形性能差；导热系数大；表观密度大；硬化较慢。二、混凝土的特点CONTENTS目录04混凝土外加剂03混凝士的技术性2：强度、耐久性02混凝土的技术性1：和易性01普通混凝土的组成材料06混凝土实验室配合比05混凝土初步配合比设计项目五：混凝土

普通砼由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂、掺合料组成。水泥+水=水泥浆水泥+水+细骨料=砂浆水泥+水+细骨料+粗骨料=混凝土第一节普通混凝土的组成材料第一节普通混凝土的组成材料

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－砼，并产生力学强度。一、各组成材料的作用三、水泥

1、水泥品种的选择在混凝土工程中最常用的水泥有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)、矿渣硅酸盐水泥(又称矿渣水泥)、火山灰质硅酸盐水泥(又称火山灰质水泥)和粉煤灰硅酸盐水泥(又称粉煤灰水泥)等五大水泥品种。水泥品种的选择依据工程性质及所处的环境；施工条件；混凝土的强度等级。案例分析

施工队使用火山灰水泥铺筑路面。使用两年后，表面露石，且有微裂缝。

对于水泥混凝土路面，水泥可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。三、水泥

2、水泥强度等级的选择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。原则上是配制高强度等级的混凝土选用高强度等级水泥，低强度等级的混凝土选用低强度等级水泥，通常以水泥强度等级(MPa)的1.5~2倍为宜，对于高强度混凝土可取0.9~1.5倍。若用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土，虽然满足强度要求的水泥用量少，但难以满足混凝土的和易性和耐久性的要求，不可取。若用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土，满足强度要求的水灰比会很小，其和易性难以满足施工要求，也不可取。

广西百色某车间单层砖房屋盖采用预制空心板12m跨现浇钢筋混凝土大梁，10月开工，使用进场已4个多月并存放潮湿地方的水泥。次年1月4日拆完大梁底模板和支撑，下午房屋全部倒塌。工程实例分析

事故的主因是使用受潮水泥，且采用人工搅拌，无严格配合比。致使大梁混凝土在倒塌后用回弹仪测定平均抗压强度仅5Mpa左右，有些地方竟测不出回弹值。此外振捣不实，配筋不足等问题。四、骨料（砂、石）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。含泥量很大的骨料（一）细骨料(砂)定义：粒径在0.16~4.75mm之间的岩石颗粒称为细骨料。分类：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—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。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容盐等有害杂质。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为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。Ⅰ类用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类用于C30～C60的混凝土；Ⅲ类用于小于C30的混凝土。（一）细骨料(砂)依据：《建筑用砂》GB/T14684-2011《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52－2006)对细骨料的质量要求：有害杂质含量砂的粗细程度——细度模数

砂的级配——级配曲线砂的坚固性（一）细骨料(砂)砂中有害杂质有：泥块、草根、树叶、树枝、塑料、煤渣等杂物。还有云母、硫化物、硫酸盐、氯盐和有机质等。1、有害杂质含量砂中有害杂质含量限值项目质量指标≥C30＜C30含泥量（按质量计％）≤3.0≤5.0泥块含量(按质量计％)≤1.0≤2.0云母含量(按质量计％)≤2.0轻物质含量(按质量计％)≤1.0硫化物和硫酸盐含量≤0.5有机物含量(比色法试验)合格2、砂的粗细程度和颗粒级配1、砂的粗细程度：指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度。2、砂子通常分为：粗砂、中砂、细砂和特细砂等几种。3、砂的颗粒级配定义：是指不同大小颗粒和数量比例的砂子的组合或搭配情况。在混凝土中，砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。

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。3、砂的颗粒级配

砂的颗粒级配图

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。称量余留在各筛上的砂重，并计算出个筛上的分计筛余百分率（各筛上的筛余量占砂样总重的百分率）a1、a2、a3、a4、a5、a6及累计筛余百分率（各筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）A1、A2、A3、A4、A5、A6。3、砂的颗粒级配

筛分析的方法一套孔径（净尺寸）为4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm的6个标准筛；将500g干砂试样由粗到细依次过筛；3、砂的颗粒级配筛孔尺寸（mm）分计筛余（％）累计筛余（％）4.75a1A1=a12.36a2A2=a1+a21.18a3A3=a1+a2+a30.60a4A4=a1+a2+a3+a40.30a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.15a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6累计筛余与分计筛余百分率关系

细度模数MX愈大，表示砂愈粗，普通混凝土用砂的细度模数范围一般为3.7～0.7。

MX在3.1～3.7为粗砂；

MX在2.3～3.0为中砂；

MX在1.6～2.2为细砂；

砂的粗细程度用细度模数（MX）表示（精确至0.01），其计算公式为：3、砂的颗粒级配CementConcrete孔径（mm）累计筛余（％）1区2区3区9.500004.7510～010～010～02.3635～525～015～01.1865～3550～1025～00.6085～7170～4140～160.3095～8092～7085～550.15100～90100～90100～90天然砂的级配区范围

普通混凝土用砂的颗粒级配，应处于表中的任何一个级配区中，才符合级配要求。除4.75mm及0.60mm筛外，允许有部分超出分区界限，但其总量不应大于5％3、砂的颗粒级配

表筛分曲线图

通过观察所计算的砂的筛分曲线是否完全落在三个级配区的任一区内，即可判定该砂级配的合格性。同时也可根据筛分曲线偏区情况大致判断砂的粗细程度，当筛分曲线偏向右下方时，表示砂较粗，筛分曲线偏向左上方时，表示砂较细。[例题]用500g烘干天然砂进行筛分试验，其结果如表5.3所示。试分析该砂的粗细程度与颗粒级配。[解]计算细度模数Mx评定结果：将累计筛余百分率与表5.2作对照，或绘出级配曲线，此砂处于2区，级配良好;细度模数为2.66，属中砂。配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。当采用Ⅰ区砂时，应适当提高砂率，并保证足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性；当采用Ⅲ区砂时，宜适当降低砂率，以满足混凝土强度。砂的颗粒级配选择3、砂的颗粒级配1.砂的颗粒级配区与细度模数的意义相同吗？为什么？

答：不相同。颗粒级配区不能区别砂子的粗细程度的差别。2.细度模数相同，级配相同吗？级配相同，细度模数相同吗？

答：细度模数相同，级配不一定相同；但级配相同，细度模数一定相同。

定义：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。按标准规定，用硫酸钠溶液检验，砂样经5次循环后其质量损失应符合下表的规定：CementConcrete混凝土所处环境条件循环后的质量损失（％）在严寒及寒冷地区室外使用并经常处于潮湿或干湿交替状态≤8其它条件的混凝土≤10（《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(GB/T14684－2011)）4、砂的坚固性定义：粒径＞4.75mm的岩石颗粒分类：卵石（砾石）:是由天然岩石经自然条件长期作用而形成的,粒径大于4.75mm的颗粒碎石:是由天然岩石经破碎、筛分而成，也可将大卵石轧碎、筛分而得。(二)粗骨料（GB/T14685—2001）

碎石→表面粗糙而且具有吸收水泥桨的孔隙特征，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。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。1、有害杂质含量的限值碎石或卵石中有害杂质含量限值项目质量指标ⅠⅡⅢ含泥量（以重量计，％）＜0.51.01.5硫化物及硫酸盐含量（以SO3重量计，％）＜0.51.01.0有机质含量（用比色法试验）＜合格合格合格泥块含量（以质量计，％）＜00.50.7

压碎指标检验：是将一定质量气干状态下粒径10～20mm的石子，装入一标准圆筒内，放在压力机上在3～5min内均匀加荷达200kN，卸荷后称取试样重m0，然后用孔径为2.36mm的筛，筛除被压碎的细粒，再称出剩余在筛上的试样重m1，压碎指标δa可按下式计算：2、力学性质

CementConcrete压碎指标δa值愈小，表示粗骨料抵抗受压破坏的能力越强。PP骨料颗粒压碎强度试验示意图

粗骨料与细骨料一样，也要求有良好的颗粒级配，以减少空隙率，增强密实性，从而可以节约水泥，保证混凝土的和易性及混凝土的强度。4、颗粒级配粗骨料的级配也是通过筛分试验来确定，其标准筛的孔径为：2.36、4.75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53、63、75及90mm等十二个筛。

分计筛余百分率及累计筛余百分率的计算与砂相同。质量要求：不得影响混凝土的和易性及凝结；不得有损于混凝土强度及污染表面；不得降低混凝土的耐久性和腐蚀钢筋。

五、混凝土用水《混凝土用水标准》（JGJ63－2006）

饮用水：可以直接使用。地表水、地下水、再生水：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。

某糖厂建宿舍，以自来水拌制混凝土，浇注后用曾装食糖的麻袋覆盖于混凝土表面，再淋水养护。后发现该水泥混凝土两天仍未凝结，而水泥经检验无质量问题，请分析此异常现象的原因。

由于养护水淋于曾装食糖的麻袋，养护水已成糖水，而含糖份的水对水泥的凝结有抑制作用，故使混凝土凝结异常。

案例分析

小结普通混凝土的组成材料：水泥、水、砂、石子各组成材料的性质和指标各组成材料如何选择

谢谢！《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTraining课前回顾：

1、混凝土的强度

（立方体抗压强度、立方体抗压强度标准值、强度等级、轴心抗压强度、抗折强度）

2、混凝土变形性能

（荷载、非荷载作用下的变形）

3、混凝土耐久性

（抗冻性、抗渗性及抗侵蚀性）CONTENTS目录04混凝土外加剂03混凝士的技术性202混凝土的技术性101普通混凝土的组成材料06混凝土实验室配合比05混凝土初步配合比设计项目五：混凝土1、定义混凝土外加剂：混凝土外加剂是混凝土中除胶凝材料、骨料、水和纤维组分以外,在混凝土拌制之前或拌制过程中加入的,用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能，对人、生物及环境安全无有害影响的材料。以下简称外加剂。——《混凝土外加剂术语》（GB/T8075—2017）（一）砼外加剂的定义第四节混凝土外加剂【职教云1】2、掺量计算（一）砼外加剂的定义第四节混凝土外加剂外加剂质量=外加剂掺量/胶凝材料（包括水泥、掺和料）质量膨胀剂掺量=外加剂质量/（胶凝材料质量+膨胀剂质量）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂,如各种减水剂和泵送剂等;调节混凝土凝结时间、硬化过程的外加剂，如缓凝剂、早强剂、促凝剂和速凝剂等;改善混凝土耐久性的外加剂.如引气剂、防水剂和阻锈剂等;改善混凝土其他性能的外加剂,如膨胀剂、防冻剂和着色剂等。1、混凝土外加剂按其主要使用功能分为:

（二）砼外加剂的分类第四节混凝土外加剂

定义：混凝土减水剂是在保证混凝土坍落度基本相同的条件下，能显著减少拌合用水量的外加剂。

一般情况下，按减水率大小可将减水剂分为普通减水剂、高效减水剂和高性能减水剂。

1、减水剂（三）常用外加剂的性能与选用（GB50119—2013）第四节混凝土外加剂1、减水剂（1）实现混凝土的高流态（三）常用外加剂的性能与选用（GB50119—2013）第四节混凝土外加剂1、减水剂（三）常用外加剂的性能与选用（GB50119—2013）第四节混凝土外加剂（2）降低用水量提高混凝土强度C60以上级别的混凝土的配制变得简单超高性能混凝土得到迅速发展（3）降低用水量提高混凝土耐久性原来混凝土可以耐上千年1、减水剂（三）常用外加剂的性能与选用（GB50119—2013）第四节混凝土外加剂用水量多出现的问题（三）常用外加剂的性能与选用（GB50119—2013）1、减水剂（4）保坍性

实现预拌混凝土长距离运输，保证混凝土顺利地运输、泵送和浇筑工作。避免现场给混凝土二次加水，二次加水降低了混凝土强度及耐久性。避免现场浇水例如：在工地使用，上午随着环境温度的升高，坍落度很快损失，运到工地混凝土已经假凝，工人只好再次加水。给工程质量带来隐患；下午和晚上，随着环境温度的降低，保坍能力越来越好。使混凝土整夜不凝固，大大延长了工作时间。ConcreteAdditives

没加减水剂的水泥浆加减水剂后的水泥浆减水剂分散水泥的机理示意图

1、减水剂（三）常用外加剂的性能与选用（GB50119—2013）第四节混凝土外加剂减水剂的作用效果根据使用条件不同，掺减水剂可以产生以下几个方面的效果：在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可以减少用水量，从而降低水灰比，使混凝土的强度及耐久性得到提高。在原配合比不变的条件下，可增大混凝土拌合物的流动性，且不致降低混凝土的强度。在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以减少用水量及水泥用量，节约水泥。【职教云2、3】加10%水基准加0.1%减水剂1、减水剂（三）常用外加剂的性能与选用（GB50119—2013）第四节混凝土外加剂减水剂的常用品种木质素系减水剂萘系减水剂水溶性树脂减水剂糖蜜类减水剂复合减水剂由于有缓凝作用，水化热低，有利于水工大体积混凝土工程施工。适用：1、减水剂（三）常用外加剂的性能与选用（GB50119—2013