土木工程材料教案讲义10混凝土的组成材料.doc

第5章混凝土

5.1混凝土的概述

5.1.1混凝土的定义

以胶凝材料、颗粒状集料（必要时加入的化学外加剂、掺合料、纤维等材料）为原材料, 按比例配料、拌合、成型，经硬化而形成的具有堆聚结构的人造石材，统称为混凝土，

5.1.2混凝土的发展历史

5.1.3混凝土的分类

从结构及表观密度方面进行分类

（1）按混凝土结构分

1）普通结构混凝土

2）细粒混凝土

3）大孔混凝土

4）多孔混凝土

（2 ）按照表观密度分

1）重混凝土

2）普通混凝土

3）轻混凝土

4）特轻混凝土

5. 1.4混凝土材料的特点

（1 ）优点

1）成木低

2）可塑性好

3）配制灵活，适应性好

4）抗压强度高

5）复合性能好

6）耐久性好

7）耐火性好

8）生产能耗低。

（2 ）混凝土的缺点

1）自重大、比强度小混凝土比强度比木材、钢材小。

2）抗拉强度低、变形能力小呈脆性、易开裂，抗拉强度约为抗压强度的1/10〜1/20。5.2混凝土的组成材料

普通混凝土的组成材料主要有水泥、水、粗骨料（碎石、卵石）、细骨料（砂）。有时,

loo-A 为了改善某方面的性能，需加入外加剂或掺合料。普通混凝土硬化后的宏观组织构造如图 5.1所示。

5.2.1水泥

(1 )水泥品种的选择

水泥品种的选择，需在分析工程特点、环境特点、施工条件的基础上，结合水泥的性能 特点来选择，

(2 )水泥强度等级的选择

水泥强度等级要与混凝土强度等级相适应。

(3) 水泥的技术性质

对于所选水泥品种，应检验技术性质，需满足相关要求。

5. 2. 2细骨料

公称粒径在0. 15-4. 75mm 之间的骨料称为细骨料，也叫砂。砂按来源分为天然砂、人 工砂两类。砂的技术要求主要有：

(1 )砂的颗粒级配和粗细程度

砂的颗粒级配是指砂了大小不同的颗粒搭配的比例情况。

砂的粗细程度是指砂了总体的粗细程度

砂子的颗粒级配和粗细程度，可通过筛分析的方法来确定。

砂的粗细程度可通过计算细度模数确定。细度模数根据(5.1)式计算(精确至O.ODo

A + 旗 + &)-5卜

M _ (& + A +

(5.1) 式中：细度模数。A 、盅、人3、人4、&、&一分别为4.751顶、2.36mm. 1.18mm 、 600 /Am 、300 /Jin 、150 /.un 筛的累计筛余百分率。

砂按细度模数分为粗、中、细三种规格，其细度模数分别为：

粗砂：3. 7〜3.1 中砂：3.0〜2. 3 细砂：2. 2〜1.6

(2 )含泥量(石粉含量和泥块含量)

天然砂的含泥量和泥块含量应符合表5. 3规定。

(3) 有害物质

砂中云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、藐盐等的含量应符合表5. 3的规定。

(4) 坚固性

坚固性是砂在自然风化和其他外界物理化学因素作用下，抵抗破裂的能力。根据 GB/T1464-2001规定，天然砂采用硫酸钠溶液进行试验，砂样经5次循环后其质量损失应符 合表5. 4规定。

(5) 表观密度、堆积密度、空隙率

砂的表观密度大于2500 kg • m ；,松散堆积密度大于1350 kg ・m 3,空隙率小于47%。 (6 )碱集料反应

指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中活性矿物在潮湿环境下缓慢发生 并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。

(7 )砂的含水状态

砂有四种含水状态(如图5. 4所示)：

1) 绝干状态

2)气干状态

3)饱和面干状态

4)湿润状态

5. 2. 3粗骨料

粒径大于4. 75mm的岩石颗粒，分为卵石和碎石两大类

粗骨料的主要技术指标有：

(1 )粗骨料最大粒径

(2)粗骨料的颗粒级配

普通混凝土用的碎石或卵石级配应符合表5. 8的要求，试样筛分所需筛号，也按表5. 8 规定的级配选用，累计筛余计算均与砂相同。

(3)含泥量和泥块含量

含量应符合表5. 9的规定。

(4)有害物质

其有害物质主要有有机物，硫化物及硫酸盐，对混凝土的危害与砂相似，其含量应符合表5. 9的规定。

(5)针、片状颗粒含量

卵石和碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级平均粒径 2.4倍者为针状颗粒;厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒(平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值)。其含量应符合表4. 9的规定。

(6)坚固性

指卵石、碎石在自然风化和其他外界物理、化学因素作用下抵抗破裂的能力，采用硫酸钠溶液法进行试验，卵石和碎石经5次循环后，其质量损失应符合表5. 11的规定。

(7 )强度

卵石、碎石的强度，一般用压碎指标来反映，对于碎石也可以测定岩石的抗压强度来反映。

压碎指标愈高，表示石了抵抗碎裂的能力愈软弱，压碎指标值应小于表5. 10的规定。

(8)表观密度、堆积密度、空隙率

表观密度大于2500kg - in3,松散堆积密度大于1350kg ・nf3,空隙率小于47%。

(9 )碱集料反应

经碱集料反应试验后，由卵石、碎石制备的试件应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象。在规定的试验龄期的膨胀率小于0. l%o

5. 2.4 水

用来拌制和养护混凝土的水，不应含有能够影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质、汕脂和糖类等等。凡可供饮用的自来或清洁的天然水，一般都可用来拌制和养护混凝土。

5. 2.5混凝土化学外加剂

(1 )化学外加剂概述

1)混凝土外加剂发展情况

2)混凝土外加剂分类

混凝土外加剂按其主要功能分为四类：改善混凝土拌合物流变性能的外加剂；调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂；改善混凝十•耐久性的外加剂；改善混凝土其他性能的外加剂。

混凝土外加剂按化学成分分为有机外加剂，无机外加剂和有机无机夏合外加剂。