第二节 普通混凝土的组成材料汇总
第二章粗细骨料
70-90 - 15-45 - 0-5 0
70-90 - 30-65 -
- 0-5
第二章粗细骨料
24
单粒级石子级配要求
公称粒级
10-20
16单 31.5 粒 20-40 粒 级 31.3-
63 40-80
2.36 (2.5)
4.75 (5)
95100
95100
筛孔尺寸/mm
9.5 (10)
16.0 (15)
普通混凝土的组成材料
❖骨 料 ❖水 ❖ 外加剂
第二章粗细骨料
普通混凝土的组成
水泥
7~15%
水
14~21%
石子
21~28%
砂子
39~42%
水泥浆
25~40%
骨料
60~75%
为了改善或提高混 凝土的性能
混凝土外加剂
100%体积
新拌混凝土
混凝土中 的第五种
成分
凝结硬化
硬化混凝土
第二章粗细骨料
混凝土的结构
按 天然砂： 海砂— 含贝壳碎片、可溶性盐类等；
产
源
山砂— 多棱角，粘聚性比河砂好，含泥土
分
和有机杂质较多。
类 人工砂：碎石经机械轧碎筛选而成，富棱角，杂质少，
但细粉多。同时加工成本较高。
第二章粗细骨料
10
第二章粗细骨料
二、细骨料的技术性质：
国家标准GB/T 14684－2001《建筑用砂》
A 表观密度、堆积密度、空隙率
4、针、片状颗粒含量
针状颗粒：是指颗粒长度大于该颗粒所在粒级平均粒径2.4倍的颗粒。 片状颗粒：是指颗粒厚度小于该颗粒所在粒级平均粒径0.4倍的颗粒。
第二章粗细骨料
6-1混凝土的基本组成材料(精)
四、混凝土材料的特点
（一）优点：
1、原材料来源广，造价较低。
混凝土中的砂、石骨料分布广，水泥厂遍布全国各 地。砂、石约占混凝土总体积的80％左右，一般可就地 取材，价格便宜。只有水泥的成本稍高一些，但相对于 其它建筑材料，如钢材来说，也是非常低廉的。
Page: 8
2、易于加工成型，具有良好的塑性。 利用不同的模具，混凝土可浇筑成不同形状、尺寸 的构件。 3、抗压强度高，可调配性好。 一般为20～40MPa，有的可高达80～120MPa。而 且可以通过改变组成材料的品种及配合比，可得到满足 需要的混凝土。
（2）提高混凝土的抗化学侵蚀和抗渗性； （3）降低水化热，特别适用于大体积混凝土； （4）节约成本。
Page: 35
（2）硅粉
又称硅灰，是冶炼硅钢和硅金属或半导体硅时，从 烟尘中收集的一种粉末。主要用来配制高强混凝土。 硅粉主要成分是SiO2，颗粒粒径较细，是水泥的颗 粒的1/100~1/50，因而比表面积大，与水的接触面积大， 水化反应快。 硅粉可明显提高混凝土的强度。此外还可提高混凝 土的抗渗性和抗化学侵蚀能力，减少混凝土的碱骨料反 应。硅粉会增大混凝土的用水量。
（2）普通混凝土(ρ0=2000～2800kg/m3)
采用普通的天然砂石为骨料与水泥配制而成。普通 混凝土广泛应用于建筑、桥梁、道路、水利、码头、海 洋等工程。
（3）轻混凝土(ρ0＜2000kg/m3)
采用陶粒等轻质多孔骨料配制而成的混凝土或采用 特殊方法在内部造成大量孔隙的混凝土。主要用作保温、 隔热材料和轻质材料。
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第二节 普通混凝土的基本组成材料
普通混凝土的组成材料：水泥、砂（细骨料）、石子 （粗骨料）及水，此外还常加入一些外加剂和掺和料。
普通混凝土的组成材料
水泥混凝土混凝土是以胶凝材料、颗粒状集料以及必要时加入化学外加剂和矿物掺和料等组分的混合料经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料。
由水泥、砂、石子、水、外加剂组成的叫普通混凝土。
一、混凝土的特点1、混凝土的优点混凝土材料在建筑工程中得到广泛应用是因为与其他材料相比且有许多优点：1)材料来源广泛：2)性能可调整范围大：3)易于加工成型：4)匹配性好，维修费用少。
2、混凝土的缺点1)自重大，比强度小：2)抗拉强度低，变形能力差而易产生裂缝：3)硬化时间长，在施工中影响质量的因素较多，质量波动较大。
二、混凝土的应用与发展随着科学技术的发展，混凝土的缺点下被逐渐克服。
如采用轻质骨料可显著降低混凝土的自重，提高强度；掺入纤维或聚合物，可提高抗强度，大大降低混凝土的脆性；掺入减水剂、早强剂等外加剂，可显著缩短硬化时间，改善力学性能。
混凝土的技术性能也在不断的发展，高性能混凝土（HPC）将是今后混凝土的发展方向之一。
高性能混凝土除了要求具有高强度（f cu≥60MPa）等级外，还必须具备良好的工作性、体积稳定性和耐久性。
目前，我国发展高性能混凝土的主要途径主要有以下方面；1)采用高性能的原料以及与其相适应的工艺。
2)采用多种复合途径提高混凝土的综合性能；可在基本组成材料之外加入其他有效材料，好高效减水剂、早强剂、缓凝剂、硅灰、优质粉煤灰、沸石粉等一种或多种复合的外加组分以调整各改善混凝土的浇筑性能及内部结构，综合提高混凝土的性能和质量。
3)从节约资源、能源，减少工业废料排放和保护自然环境的角度考虑，则要求混凝土及原材料的开发、生产，建筑施工作业等均应既能满足当代人的建设需要，又不危及后代人的延续生存环境，因此绿色高性能混凝土（GHPC）也将成为今后的发展方向。
许多国家正在研究开发新技术混凝土，如灭菌、环境调色、变色、智能混凝土等，这些新的发展动态可以说明混凝土的潜力很大，混凝土技术与应用领域有待开拓。
三、对混凝土的基本要求1)混凝土拌和物有一定的和易性，便于施工，并获得均匀密实的混凝土。
土木工程材料4-2 普通混凝土的组成材料
混凝土工程特点或所处环境条件 在普通气候环境中 干燥环境中 在高湿环境中或永远处于水下
优先选用 普通水泥 普通水泥 矿渣水泥 普通水泥 普通水泥
可以使用 矿渣水泥、火山灰水泥、粉 煤灰水泥、复合水泥 矿渣水泥 普通水泥、火山灰水泥、粉 煤灰水泥、复合水泥 矿渣水泥
不得使用
火山灰水泥、粉煤 灰水泥
例6-1．某干砂500g的筛分结果如下表所列。试计算该砂的 细度模数并评定其级配
筛孔尺寸 4.75 236 （mm）
1.18
0.60
0.30
0.15
筛余量 (ｇ)
5
100
150
145
80
20
计算各筛的分计筛余百分数和累计筛余百分数如下表： 筛孔 分计筛余 尺寸(mm) 量（g） 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 5 100 150 145 80 20
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。
筛分析的方法
是用一套孔径（净尺寸）为4.75、2.36、1.18、0.6、 0.3、0.15mm的6个标准筛，将500g干砂试样由粗到 细依次过筛，然后称量余留在各筛上的砂重； 计算出各筛上的分计筛余百分率a1、a2、 a3 、a4、 a5、 a6、（各筛上的筛余量占砂样总重的百分率） 及累计筛余百分率A1 、A2 、A3 、 A4 、A5 、 A6 （各筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。 累计筛余百分率与分计筛余百分率的关系见下表。
土木工程材料题目解答2
第六章作业6-1,6-3,6-4,6-5,6-7,6-8,6-9,6-10 ， 6-11,6-13,6-16,6-17.6-1 试述普通混凝土的组成材料。
混凝土中各组成材料的作用如何，硬化后的混凝土结构怎样？——组成材料：水泥，砂，石子，水，外加剂。
作用及硬化后作用：P98，第一条硬化后各组成材料由水泥凝胶体组成一个整体，产生一定强度，称为坚硬的人工石材。
6-3 何谓骨料级配？骨料级配良好的标准是什么？混凝土的骨料为什么要有级配？——骨料级配为混凝土骨料不同粒径的组配情况。
良好的标准：含有较多的粗颗粒，适量的中粗颗粒，少量的细颗粒填充其空隙称为骨料级配良好。
良好的级配不仅所需水泥浆量较少，经济性好，骨料的空隙率和总表面积小，可以提高混凝土的和易性，密实度和强度。
6-4 干沙 500g，其筛分结果如下：筛孔尺寸5.0 2.5 1.250.630.3150.16<0.16/mm筛余量 /g25501001251007525试判断该砂级配是否合格？属何种砂？并计算砂的细度模数。
筛孔尺寸筛余量 /g 分计筛累计筛模数/mm余%余%525552.55010151.2510020350.631252560 2.740.31510020800.1675159552555中砂 3.0~2.3，连接累计筛余，对比教材P.101 图 6-3，落在 2 区内，级配合格 .）％（余筛计累0 20 40 60 80 1000.1500.3000.6001.18 2.36 4.759.5筛孔尺寸（ mm）图 6-3（黑线条为本题目砂级配）6-5 有两种砂子，细度模数相同，它们的级配是否相同？若两者的级配相同，其细度模数是否相同？——细度模数相同，级配可以不同，级配相同，细度模数相同。
6-7 配置混凝土时掺入减水剂，在下列条件下可取得什么效果？为什么？（1）用水量不变时；（ 2）减水，但水泥用量不变时；（3）减水又减水泥，但水灰比不变时。
混凝土实验员培训教材手册
混凝土基础知识教程第一节概述第二节普通混凝土的组成材料第三节道路与桥梁工程用石料的技术性质第四节普通混凝土的技术性质第五节混凝土外加剂第六节混凝土的质量检验和评定第七节普通混凝土的配合比设计第八节高强高性能混凝土第九节粉煤灰混凝土第十节轻混凝土第十一节特种混凝土第十二节混凝土的施工质量控制附录:习题与复习思考题第一节概述一、混凝土的分类混凝土是指用胶凝材料将粗细骨料胶结成整体的复合固体材料的总称。
混凝土的种类很多，分类方法也很多。
（一)按表观密度分类1. 重混凝土。
表观密度大于2600kg/m3的混凝土。
常由重晶石和铁矿石配制而成。
2。
普通混凝土。
表观密度为1950～2500kg/m3的水泥混凝土.主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品种。
3。
轻混凝土。
表观密度小于1950kg/m3的混凝土。
包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。
(二）按胶凝材料的品种分类通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。
有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等.（三）按使用功能和特性分类按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。
二、普通混凝土普通混凝土是指以水泥为胶凝材料,砂子和石子为骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的“人工石材"，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品种.“混凝土"一词通常可简作“砼”。
(一）普通混凝土的主要优点1. 原材料来源丰富。
混凝土中约70％以上的材料是砂石料，属地方性材料，可就地取材，避免远距离运输,因而价格低廉.2. 施工方便.混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性,可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件及构筑物。
混凝土的基本组成材料.
1－石子；2－砂子；3－水泥浆；4－气孔
Page: 2
水泥 细骨料--砂 粗骨料--石 水、外加剂和掺合料
Page: 3
一、水泥
1、水泥在混凝土中的作用
水泥和水形成水泥浆，在混凝土中的作用是：
（1）作为胶凝材料主要起胶结作用，在凝结硬化过程中，将骨 料胶结成具有一定形状的整体。
根据GB/T14685－2001《建筑用卵石、碎石》，按 卵石、碎石的技术要求从高到底，可将其分为I类、 II类、III类三种类别：
I类宜用于高强混凝土（≥C60） II类宜用于中强（C30～C60）的混凝土和抗冻、 抗渗及其它要求的混凝土。 III类宜用于低强（＜C30）的混凝土和建筑砂 浆。
（2）包裹骨料，减少骨料颗粒之间的摩擦阻力，增加混凝土拌 和物的流动性。（包裹润滑）
（3）水泥浆还要填充骨料间的空隙，使混凝土密实，耐久性好。 （4）保证硬化后混凝土的强度。
e: 4
2、通用水泥的选用：
（1）水泥品种的选择 应根据工程特点、所处环境、施工条件、及水泥的 特性来进行合理的选择。见表5-5。 （2）水泥强度等级的选择 应与混凝土强度等级相适应。水泥强度等级过高或 过低，会导致水泥用量过少或过多，对混凝土的技术 性能及经济效果都不利。
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二、细骨料－砂
粒径为0.15mm～4.75mm的骨料称为细骨料，简 称为砂。
普通混凝土的细骨料主要采用天然砂和人工砂。 天然砂是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形 成的粒径小于4.75mm的岩石颗粒。按产源不同，天然 砂分为山砂、河砂、江砂和海砂。
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除山砂外，表面光滑、洁净、颗粒多为球状，拌 制的混凝土拌和物流动性好，但与水泥之间的粘结力 较差；其中河砂的品质最好，应用最多。山砂表面粗 糙，颗粒多棱角，与水泥间有很好的粘接，但拌制的 混凝土拌和物流动性较差。当缺乏天然砂时，可采用 人工砂。
普通混凝土组成材料解读
10~0
10~0
2.36mm 35~5
25~0
15~0
1.18mm 65~35 50~10 25~0
600μm 85~71 70~41 40~16
300μm 95~80 92~70 85~55
150μm 100~90 100~90 100~90
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 4.75mm 2.36mm 1.18mm 600μm 300μm 150μm
➢讨论与分析
3.砂的粗细程度及颗粒级配
（2）粗细程度 ➢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。
3.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。
合格
石粉含量(%) 泥块含量(%) 石粉含量(%)
泥块含量(%)
指标 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 <3.0 <5.0 <7.0
0 <1.0 <2.0 <1.0 <3.0 <5.0
0 <1.0 <2.0
2.有害物质含量
砂中有害物质含量（GB/T 14684—2001）
项目
Ⅰ类
指标 Ⅱ类
Ⅲ类
云母(质量)(%，小于）
含泥量、石粉含量和泥块含量
砂子技术性能
有害物质含量 粗细程度和颗粒级配 碱的含量
坚固性
1.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。
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5.00mm
m2
a2
A2 = A1 + a2
2.50mm将套筛装于摇m3筛机上，a3筛析10mA3in=。A2 + a3
1.25mm
0.630mm 取下套筛m4，逐个进a行4 手筛。A4 = A3 + a4
0.315mm
m5
a5
A5 = A4 + a5
0.160mm 称取各筛的m6筛余量，a进6 行计算A。6 = A5 + a6
喷 射 混 凝 土
各组成材料所起的作用？
砂、石
水泥＋水→水泥浆
凝结硬化前： 凝结硬化后：
砂子
水泥浆
石子
一、水泥
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。
正 在 建 设 中 的 三 峡 大 坝
强度等级
原则：水泥的强度等级与所配制的混凝土强
度等级要相适应。
＞C30
水泥强度等级 混凝土强度等级
筛孔尺寸
10.0mm 5.00mm 2.50mm 1.25mm 0.630mm 0.315mm 0.160mm
1区
2区
3区
累计筛余百分率（％）
0
0
0
10~0
10~0
10~0
35~5
25~0
15~0
65~35 50~10 25~0
85~71 70~41 40~16
95~80 92~70 85~55
100~90 100~90 100~90
0
20
累
计
筛 40
余
百
分 率
60
80
100 0.16
➢讨论与分析
1. 砂的粗细程度及颗粒级配
（2）粗细程度 ➢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。
1. 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。
（1）颗粒级配 ➢定义：
是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。
➢讨论与分析
1. 粗细程度及颗粒级配
（1）颗粒级配
➢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。
1. 砂的粗细程度及颗粒级配
（2）粗细程度 ➢定义：
是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的平均粗细程度。
＝0.9～1.5
≤C30
水泥强度等级 混凝土强度等级
＝1.5～ 2.0
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。
二、细骨料
(一)定义
(二)分类
河砂
天然砂
海砂
砂
人工砂
山砂
(三)技术要求
粗细程度和颗粒级配
砂子技术性能
泥和泥块含量 有害物质含量 坚固性
碱的含量
1. 粗细程度及颗粒级配
35~5
25~0
15~0
65~35 50~10 25~0
85~71 70~41 40~16
95~80 92~70 85~55
100~90 100~90 100~90
1000.16 0.315 0.63 1.25 2.50 5.00 10.00筛孔尺寸（mm）
级配曲线
0
累 计
20
筛
余 40
百
分
率 60
按胶凝材料分：
➢ 水泥混凝土 （普通混凝土） ➢ 水玻璃混凝土 ➢ 沥青混凝土 ➢ 聚合物水泥混凝土
普通混凝土是以水泥为胶凝材料，以天 然砂、石为骨料加水拌合，经过浇筑成 型、凝结硬化形成的固体材料。
第二节 普通混凝土组成材料
一、水泥 二、水 三、砂子 四、石子 五、外加剂及掺合料
水泥浆
砂子
石子
（3）筛分析试验——评定砂的粗细程度和颗粒级配 粗细程度的评定：
计 评算定细标度准模：数
细度模数Mx
Mx3＝.7～3A.1 2 A33.0～A24.3 A5 2.A2～61.6 5A1
100 A1
注意：粗Ai 在砂计算时不带 ％。中砂
细砂
（3）筛分析试验——评定砂的粗细程度和颗粒级配
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。
方法一：用级配区评定
建筑用砂的颗粒级配(GB/T 14684—2001)
筛孔尺寸
10.0mm 5.00mm 2.50mm 1.25mm 0.630mm 0.315mm 0.160mm
1区
2区
3区
累计筛余百分率（％）
0
0
0
10~0
10~0
10~0
35~5
25~0
15~0
65~35
1. 砂的粗细程度及颗粒级配
（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
5.00mm 2.50mm 1.25mm
0.630mm
0.315mm
0.160mm
（3）筛分析试验——评定砂的粗细程度和颗粒级配
试验步骤：
m 各筛筛余量 i
分计筛余百分率
累计筛余百分率
称取500g干砂(mg1)，放a于i＝最5ma0上1 0i 一1只00％ 筛A子1 =A。i (％a1)
50~10
25~0
85~71
70~41
40~16
95~80
92~70
85~55
100~90 100~90 100~90
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。
筛孔尺寸
10.0mm 5.00mm 2.50mm 1.25mm 0.630mm 0.315mm 0.160mm
(%)
80
1000.15 0.30 0.60 1.18 2.36 4.75 9.50
级配曲线
筛孔尺寸（mm）
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
5.00mm 2.50mm 1.25mm 0.63mm
累计筛余％
5.5
13.9
23.3
61.6
0.315m m
82.1
0.16mm 98.5
1区
2区
3区
累计筛余百分率（％）
0
0
0
10~0
10~010~0Fra bibliotek35~5
25~0
15~0
65~35
50~10
25~0
85~71
70~41
40~16
95~80
92~70
85~55
100~90
100~90
100~90
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
5.00mm
2.50mm
1.25mm 0.630m 0.315m 0.16mm
m
m
累计筛余（％） 5.5
13.9
23.3
61.6
82.1
98.5
方法二 用级配曲线评定
0
累 20
计
筛 余
40
百 分 60
率
80
筛孔尺寸
10.0mm 5.00mm 2.50mm 1.25mm 0.630mm 0.315mm 0.160mm
1区
2区
3区
累计筛余百分率（％）
0
0
0
10~0
10~0
10~0