混凝土基本知識簡介-課件

概述1混凝土的定義及分類

混凝土是以膠凝材料、水和骨料按適當比例配合拌制成拌和物，經(jīng)硬化后得到的人工石材。以水泥為膠凝材料、砂石為骨料的混凝土稱為水泥混凝土，在建筑工程中最為常用?；炷?/p>

膠凝材料

骨料

水概述1混凝土的定義及分類混凝土膠凝骨料港工混凝土水工混凝土耐堿混凝土耐酸混凝土耐熱混凝土防水混凝土按使用功能分2、混凝土的種類港工混凝土水工混凝土耐堿混凝土耐酸混凝土耐熱混凝土防水混凝土超高強混凝土高強混凝土早強混凝土高性能混凝土按強度特征分超早強混凝土2、混凝土的種類超高強混凝土高強混凝土早強混凝土高性能混凝土按強度超早強混凝按坍落度大小分低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土流態(tài)混凝土大流動性混凝土2、混凝土的種類坍落度：測定混凝土拌和物和易性的一種指標，用拌和物在自重作用下向下坍落的高度表示。其單位為cm。按坍落度大小分低塑性混凝土塑性混凝土流動性按維勃稠度分特干硬性混凝土半干硬性混凝土干硬性混凝土超干硬性混凝土2、混凝土的種類按維勃特干硬性混凝土半干硬性混凝土干硬性混凝土超干硬性混凝土按施工工藝分普通澆注混凝土噴射混凝土

泵送混凝土離心成型混凝土2、混凝土的種類按施工工藝分普通澆注混凝土噴射混泵送離心成型混凝土2、混凝按配筋情況分素混凝土鋼筋混凝土纖維混凝土2、混凝土的種類按配筋情況分素混凝土鋼筋混凝土纖維混凝土2、混凝土的種3、混凝土的特性

4.適用范圍廣泛

3.來源廣、造價低

1.混凝土拌合物具有可塑性

2.強度高耐久性好

5.抗拉強度低

6.自重大

7.生產(chǎn)工藝復雜，質(zhì)量難以控制，管理困難

3、混凝土的特性4.適用范圍廣泛3.來源廣、造價低1滿足混凝土結(jié)構(gòu)設計的強度要求，以保證構(gòu)筑物能安全地承受各種設計荷載2滿足混凝土施工所要求的和易性，以便硬化后能得到均勻密實的混凝土具有與工程環(huán)境相適應的耐久性，以保證構(gòu)筑物在所處環(huán)境中服役壽命滿足經(jīng)濟與生態(tài)的要求，能源與資源消耗低、環(huán)境負荷少等344、土木工程對混凝土的基本要求1滿足混凝土結(jié)構(gòu)設計的強度要求，以保證構(gòu)筑物能安全地承受各種第一節(jié)普通混凝土第一節(jié)普通混凝土一、普通混凝土介紹普通混凝土是指以水泥為膠凝材料，砂子和石子為骨料，經(jīng)加水攪拌、澆筑成型、凝結(jié)固化成具有一定強度的“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種。“混凝土”一詞通?？珊喿鳌绊拧?。普通混凝土：一般來講，普通混凝土是指區(qū)別于以下幾種特殊混凝土而用于一般建筑工程、市政等方面的混凝土。一、普通混凝土介紹普通混凝土是指以水泥為膠凝材料，砂子和石子混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)粗骨料細骨料水泥石過渡區(qū)二、混凝土的組成與結(jié)構(gòu)混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)粗骨料細骨料水泥石過渡區(qū)二、混凝土的組成與結(jié)（一）普通混凝土的組成水泥水水泥漿石子砂子骨料新拌混凝土100%體積60~75%7~15%25~40%14~21%21~28%39~42%凝結(jié)硬化硬化混凝土混凝土外加劑為了改善或提高混凝土的性能混凝土中的第五種成分（一）普通混凝土的組成水泥水水泥漿石子砂子骨料新拌混凝土水泥砂石水外加劑摻合料普通混凝土曾是主流，目前在民用建筑中仍大量采用外加劑混凝土一級和沿海城市，70%以上現(xiàn)代混凝土目前正在推廣應用混凝土原材料水泥砂石水外加劑摻合料普通混凝土外加劑混凝土現(xiàn)代混凝土混凝土（二）混凝土的結(jié)構(gòu)

宏觀上，混凝土是一個砂、石顆粒狀骨料分布在水泥石中形成的復合結(jié)構(gòu)，主要由三相構(gòu)成：砂、石骨料是混凝土的骨架——分散相；水泥石是混凝土的基體相——連續(xù)相；骨料與水泥石間的過渡區(qū)——界面相。（二）混凝土的結(jié)構(gòu)宏觀上，混凝土是一個砂、石顆粒狀混凝土結(jié)構(gòu)圖圖5.1普通混凝土結(jié)構(gòu)示意圖1—石子；2—砂子；3—水泥漿；4—氣孔混凝土結(jié)構(gòu)圖圖5.1普通混凝土結(jié)構(gòu)示意圖1—石子；2—砂（二）混凝土的結(jié)構(gòu)混凝土的結(jié)構(gòu)水泥+水→水泥漿+砂→水泥砂漿+石子→混凝土拌合物→硬化混凝土組成材料的作用混凝土體積構(gòu)成水泥石——25％左右；砂和石子——70％以上；孔隙和自由水——1％～5%。組成材料硬化前硬化后水泥+水潤滑作用膠結(jié)作用砂+石子填充作用骨架作用（二）混凝土的結(jié)構(gòu)混凝土的結(jié)構(gòu)混凝土體積構(gòu)成組成材料硬化前硬（三）各組成材料的作用骨料廉價的填充材料，節(jié)省水泥用量混凝土的骨架，減小收縮，抑制裂縫的擴展傳力作用降低水化熱提供耐磨性水泥漿潤滑作用——與水形成水泥漿，賦予新拌混凝土以流動性膠結(jié)作用——包裹在所有骨料表面，通過水泥漿的凝結(jié)硬化，將砂、石骨料膠結(jié)成整體，形成固體填充作用——填充砂的孔隙，并包裹砂粒；填充石子的空隙，并包裹石子（三）各組成材料的作用骨料水泥漿（三）各組成材料的作用水混凝土中的拌和水有兩個作用:供水泥的水化反應賦予混凝土的和易性剩余水留在混凝土的孔（空）隙中使混凝土中產(chǎn)生孔隙對防止塑性收縮裂縫與和易性有利對滲透性、強度和耐久性不利（三）各組成材料的作用水（三）各組成材料的作用外加劑化學外加劑：改善混凝土的性能緩凝劑——使水泥漿凝結(jié)硬化速度減慢；促凝劑——使水泥漿凝結(jié)硬化速度減慢；減水劑——減少拌和需水量；引氣劑——在混凝土中引起封閉氣孔；礦物摻合料：減少水泥用量，改善混凝土性能粉煤灰硅灰礦渣外加劑和礦物摻合料被稱為混凝土第五組分（三）各組成材料的作用外加劑外加劑和礦物摻合料背散射掃描電鏡照片未水化水泥顆粒C-S-H氫氧化鈣單硫型硫鋁酸鹽背散射掃描電鏡照片未水化水泥顆粒C-S-H氫氧化鈣單硫型硫鋁3)

過渡區(qū)相的結(jié)構(gòu)要素過渡區(qū)厚度；過渡區(qū)固體顆粒尺寸與形狀；過渡區(qū)的孔隙率。骨料氫氧化鈣混凝土中骨料與水泥石間的過渡區(qū)3)過渡區(qū)相的結(jié)構(gòu)要素過渡區(qū)厚度；骨料氫氧化鈣混凝土中骨料混凝土過渡區(qū)結(jié)構(gòu)骨料過渡區(qū)水泥石本體C-S-H鈣礬石CH骨料混凝土過渡區(qū)結(jié)構(gòu)骨料過渡區(qū)水泥石本體C-S-H鈣礬石CH骨裂縫擴展的路徑和方向骨料水泥石骨料周圍的過渡區(qū)過渡區(qū)相ITZPhase裂縫擴展的路徑和方向骨料水泥石骨料周圍的過渡區(qū)過渡區(qū)相1.

混凝土的結(jié)構(gòu)特點多物相、多孔性復合體

水泥石與砂石骨料均是多物相、多孔性材料固體顆粒堆聚體

混凝土結(jié)構(gòu)是一個各種尺寸的顆粒堆聚體，砂石顆粒堆積成骨架，水化物與水泥顆粒堆積成水泥石復雜與非勻質(zhì)性骨料種類不一，形狀與尺寸不等，分布不均；水泥石組成與結(jié)構(gòu)不均；薄弱過渡區(qū)(厚度約10～50μm)的存在非固定與可變性

水泥石和過渡區(qū)的組成與結(jié)構(gòu)是隨時間、溫度與濕度環(huán)境不斷變化著的。水泥石含有晶體和非晶體的水化物、未水化水泥顆粒、各種孔隙和水；砂石骨料含有各種巖石礦物和孔隙界面也含有水泥水化物和孔隙粗骨料堆積的孔隙由細骨料來填充；細骨料堆積的孔隙由水化物和水泥顆粒、礦物摻和料粉末顆粒來填充；由此形成一個固體顆粒密堆聚體結(jié)構(gòu)。1.混凝土的結(jié)構(gòu)特點多物相、多孔性復合體水泥石含有晶體和非2.

混凝土的結(jié)構(gòu)要素各種尺寸固體顆粒分布的均勻性；各種固體顆粒堆積的密實性；固體顆粒的總表面積;總孔隙率與界面孔隙率；孔隙特征與孔徑分布2.混凝土的結(jié)構(gòu)要素各種尺寸固體顆粒分布的均勻性；3.

混凝土結(jié)構(gòu)的影響因素骨料的種類與體積含量碎石：表面粗糙、針片狀多，需漿量大，界面粘結(jié)好；卵石(礫石)：表面光滑、針片狀少，需漿量小，但界面粘結(jié)差。骨料的粒徑與級配水泥用量水灰比施工工藝養(yǎng)護條件水泥混凝土混合料中所用的水與水泥重量的比值叫水灰比。3.混凝土結(jié)構(gòu)的影響因素骨料的種類與體積含量水泥混凝土混合4.

理想的混凝土結(jié)構(gòu)

密實較大顆粒堆聚所留下的孔隙由較細顆粒填充，較細顆粒堆聚所留下的孔隙由更細顆粒所填充;密實度最大或總孔隙率最小時，固體顆粒的總比表面積最小;界面致密。均勻各種物相分布均勻均勻、密實的多物相堆積體4.理想的混凝土結(jié)構(gòu)密實均勻、密實的多物相堆積體4.

理想的混凝土結(jié)構(gòu)普通混凝土由水泥、砂、石和水組成，為了改善性能，可添加化學外加劑與礦物摻合料；砂石構(gòu)成混凝土的骨架，傳遞應力，限制變形；水泥與水形成水泥漿，賦予新拌混凝土流動性，硬化后將骨料顆粒膠結(jié)成整體；混凝土微結(jié)構(gòu)是由骨料相、水泥石相和界面過渡區(qū)相構(gòu)成的復雜結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)特點有多物相、多孔性的堆積體復雜而不均勻非固定而多變混凝土的理想結(jié)構(gòu)——均勻、密實的堆積體4.理想的混凝土結(jié)構(gòu)普通混凝土由水泥、砂、石和水組成，為了三、普通混凝土的組成材料骨料水水泥外加劑三、普通混凝土的組成材料骨料（一）骨料（Aggregate）（一）骨料（Aggregate）1.

骨料的定義與用途骨料是巖石類材料骨料在土木工程中的應用：水泥混凝土瀝青混凝土道路基礎鐵路道渣砂漿每年用量約為20億噸骨料的生產(chǎn)1.骨料的定義與用途骨料是巖石類材料2、混凝土中的骨料經(jīng)濟上：在不影響混凝土性能的條件下，在混凝土中盡可能多地加入骨料，以降低混凝土的成本；骨料可提供混凝土很好的穩(wěn)定性和比水泥石更好的耐久性。2、混凝土中的骨料經(jīng)濟上：在不影響混凝土性能的條件下，在混凝1）混凝土中骨料的基本要求

具有良好的顆粒級配，使堆積空隙率小，顆?？偙缺砻娣e較小，以減少水泥漿用量；骨料顆粒表面干凈，以保證與水泥漿有良好的粘結(jié)力；含有害雜質(zhì)少，不得含有影響水泥凝結(jié)硬化和后期混凝土耐久性的成分；具有足夠的強度和堅固性，以保證起到骨架和傳力作用。1）混凝土中骨料的基本要求具有良好的顆粒級配，使堆積空隙率2）骨料的種類按照骨料粒徑粗骨料：粒徑大于4.75mm的巖石顆粒，如卵石、碎石細骨料：粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，如河砂、山砂、海砂按照骨料的密度普通骨料：堆積密度在1520～1680kg/m3的骨料

密度在2500～2700kg/m3輕骨料：堆積密度＜1120kg/m3的骨料

密度在～1000kg/m3重骨料：堆積密度＞2080kg/m3的骨料

密度在3500～4000kg/m3如陶粒、煅燒頁巖、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、泡沫塑料顆粒等。如鐵礦石、重晶石等。2）骨料的種類按照骨料粒徑如陶粒、煅燒頁巖、膨脹蛭石碎石卵石骨料的種類碎石卵石骨料的種類普通骨料輕骨料重骨料骨料的分類普通骨料輕骨料重骨料骨料的分類2）骨料的種類按照骨料來源分為：天然巖石骨料：由天然巖石組成的骨料，如砂、卵石、碎石等。按照巖石的主要成分分為：氧化硅礦物、碳酸鹽礦物、氧化鐵礦物、硫化物礦物、粘土礦物等。人工骨料：熱加工骨料：膨脹頁巖、膨脹蛭石等；工業(yè)副產(chǎn)物：礦渣、鐵渣、粉渣等；再生骨料：破碎混凝土、破碎粘土磚等。2）骨料的種類按照骨料來源分為：3）骨料的特性及其影響骨料的含水狀態(tài)骨料的密度骨料的粒徑與級配骨料的孔隙率骨料的形狀骨料的表面特征骨料的彈性模量骨料的強度骨料的堅固性骨料的硬度混凝土配合比設計所要求影響新拌混凝土性能影響硬化混凝土性能3）骨料的特性及其影響骨料的含水狀態(tài)混凝土配合比設計所要求影(1)

骨料的密度、表觀密度與堆積密度

密度測量可用“排液法”直接測量砂、石骨料顆粒的密度。直接測得的密度實際是骨料的表觀密度，但由于砂、石的孔隙率小，將此法測得的密度為視密度—密度。大多數(shù)天然骨料的視密度為2.4～3.0。堆積密度測量砂、石的堆積密度一般用固定體積法測量；砂用5升的體積的質(zhì)量確定；石用10升體積的質(zhì)量確定。骨料堆積密度取決于顆粒粒徑與級配(1)骨料的密度、表觀密度與堆積密度密度(2)

骨料的粒徑及其分布骨料粒徑及其分布粗骨料：最大粒徑與顆粒級配；細骨料：細度模數(shù)與顆粒級配。骨料粒徑與顆粒級配影響骨料堆積孔隙顆粒級配合理可減少堆積孔隙；單一粒徑越大，堆積孔隙越多。粒徑及其分布影響的混凝土性能混凝土的用水量；混凝土的水泥用量；新拌混凝土的和易性混凝土的微裂縫

骨料粒徑越大，堆積的空隙越多，所需水泥漿用量越大(2)骨料的粒徑及其分布骨料粒徑及其分布骨3、關(guān)于骨料粒徑及其分布的幾個基本概念顆粒級配指的是大小粒徑的骨料顆粒的互相搭配的比例情況——不同粒徑顆粒的分布。粗細程度指的是不同粒徑細骨料混合在一起的總體粗細程度——平均粒徑大小。最大粒徑指的是粗骨料公稱粒級的上限—允許最大值。3、關(guān)于骨料粒徑及其分布的幾個基本概念顆粒級配級配不合理(阻力大)級配合理(阻力小)級配不合理(阻力大)級配合理(阻力小)1）砂子的顆粒級配與粗細程度細度模數(shù)Mx細度模數(shù)表征砂的粗細程度，可以理解為質(zhì)均粒徑，由篩分法測定。細度模數(shù)越大，骨料越粗，根據(jù)細度模數(shù)將砂分為：細砂（2.2～1.6）；中砂（3.0～2.3）；粗砂（3.7～3.1）。級配曲線級配曲線表示不同粒徑砂的顆粒搭配情況；根據(jù)級配曲線分為三個區(qū)：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；級配間接反映了砂顆粒的堆積密度。拌制砼以中砂為宜，普通砼用砂的細度模數(shù)為3.7~1.61）砂子的顆粒級配與粗細程度細度模數(shù)Mx拌制砼以中砂為宜，普2）顆粒級配與細度模數(shù)的測定篩分法：砂子標準篩：9.504.752.361.180.600.300.15mm共七個孔徑的篩。方法：將500g烘干的砂子試洋由粗到細一次過篩，然后稱出余留在各個篩上的砂子質(zhì)量。計算：各個篩上的余量為分計篩余ai，各個篩及以上篩上的分計篩余的和為累計篩余Ai。

則：累計篩余Ai=ai

（i=1……i）然后用Ai作縱坐標，篩孔尺寸作橫坐標，繪制級配曲線。并用下式計算細度模數(shù)：

Mx=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100—A1)2）顆粒級配與細度模數(shù)的測定篩分法：砂的顆粒級配砂的顆粒級配指砂不同大小顆粒的搭配情況。

單一粒徑兩種粒徑多種粒徑顆粒級配示意圖砂的顆粒級配單一粒徑兩種粒徑多種粒徑顆粒級配示意圖混凝土基本知識簡介-課件砂的級配曲線Ⅰ砂的級配曲線Ⅰ3）石子的顆粒級配石子的級配有連續(xù)級配和間斷級配兩種：連續(xù)級配要求顆粒尺寸由大到小連續(xù)分級，每一級骨料都占有適當比例，這種級配較好；間斷級配是人為地剔除骨料中的某些粒級，造成粒級的間斷，大粒徑骨料間的空隙由比其小幾倍的小粒徑顆粒填充，從而降低堆積空隙率。石子的顆粒級配也用篩分法測定。

3）石子的顆粒級配石子的級配有連續(xù)級配和間斷級配兩種：細骨料粗骨料55%粗+45%細空隙率24%空隙率35%空隙率44%通過率篩孔細骨料粗骨料55%粗+45%細空隙率24%空隙率35%空隙率二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求（5）級配的選擇宜優(yōu)先選擇級配在2區(qū)的砂；當采用1區(qū)砂時，應適當提高砂率；當采用3區(qū)砂時，應適當減小砂率。5.規(guī)格砂按細度模數(shù)大小分為粗砂、中砂、細砂：粗砂Mx=3.7～3.1；中砂Mx=3.0～2.3；細砂Mx=2.2～1.6。細度模數(shù)按下式計算：式中：Mx——細度模數(shù)；A1、A2、A3、A4、A5、A6——分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm篩的累計篩余百分率，％。二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求（5）級配的選擇4）骨料的形狀與表面特征骨料的形狀

骨料顆粒的外觀幾何形狀，對于粗骨料有：等徑顆粒球形體顆粒：沒有菱角和邊；多面體顆粒：有菱角和邊。針狀顆?！?/p>

長度大于顆粒所屬的平均粒徑的2.4倍；片狀顆?！?/p>

厚度小于平均粒徑的0.4倍。4）骨料的形狀與表面特征骨料的形狀4）骨料的形狀與表面特征骨料的表面特征表面粗糙程度；是否有菱角；干凈程度等。最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4；不得超過鋼筋最小凈距的3/4；對于實心板，不得超過板厚的1/2且不得超過50mm；對于泵送混凝土，最大粒徑與輸送管道內(nèi)徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。較理想的顆粒形狀：三維長度相等，相近的球形或立方體顆粒。較差的顆粒形狀：三維長度相差較大的針、片狀顆粒。4）骨料的形狀與表面特征骨料的表面特征較理想的顆粒形狀：三維等徑顆粒骨料等徑顆粒骨料針片狀骨料顆粒針片狀骨料顆粒針片狀球狀針片狀球狀5）表面特征與形狀對混凝土性能的有何影響？表面粗糙和針片狀顆粒需要更多的水泥漿，影響混凝土的成本。影響新拌混凝土的和易性，表面光滑且等徑顆粒易于流動，而粗糙且針片狀顆粒不易流動。影響混凝土中界面區(qū)的結(jié)合力，粗糙表面骨料與水泥漿的界面結(jié)合力較大。影響混凝土的強度骨料表面越粗糙，與水泥漿接觸面越大，混凝土強度越高；針片狀骨料使混凝土強度低于圓形骨料；大粒徑骨料使混凝土強度低于小粒徑骨料5）表面特征與形狀對混凝土性能的有何影響？表面粗糙和針片狀顆6）骨料對混凝土強度的影響抗壓強度（MPa)骨料最大粒徑（mm）對于富水泥漿的混凝土：小粒徑骨料可使混凝土強度較高；大粒徑可使混凝土強度較低。對于貧水泥漿的混凝土：大粒徑骨料使混凝土強度較高；小粒徑骨料使混凝土強度較低；6）骨料對混凝土強度的影響抗壓強度（MPa)骨料最大粒徑（m6）骨料對混凝土強度的影響抗壓強度（psi)骨料最大粒徑（in）水灰比越小，骨料粒徑對混凝土強度的影響越明顯：混凝土強度隨骨料粒徑的增大而降低6）骨料對混凝土強度的影響抗壓強度（psi)骨料最大粒徑（i7）骨料的含水狀態(tài)

骨料含水有四種狀態(tài)：完全干燥骨料表面及內(nèi)部完全不含水；氣干骨料表面完全不含水，而內(nèi)部可能含小量水；飽和面干骨料的表面干燥而顆粒內(nèi)部的孔隙含水飽和，此時的含水率為飽和面干吸水率。含水濕潤骨料表面吸附水且濕潤對應的含水量：吸水量；有效吸水量；表面含水量。7）骨料的含水狀態(tài)骨料含水有四種狀態(tài)：含水狀態(tài)：完全干燥氣干飽和面干含水濕潤含水量：不含水＜有效含水量＝有效含水量＞有效含水量完全干燥氣干飽和面干含水濕潤7）骨料的含水狀態(tài)

含水狀態(tài)：完全干燥氣干混凝土基本知識簡介-課件干燥狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)砂的含水狀態(tài)干燥狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)砂的含水狀態(tài)8）骨料含水量的影響骨料的含水率以骨料的干質(zhì)量為基數(shù)計算。計算混凝土配合比時，應扣除骨料所含的水。骨料在飽和面干狀態(tài)時，既不會從混凝土中吸水，也不會給出水。所含的水對混凝土無有害作用。濕潤狀態(tài)下的自由水將成為混凝土拌和水的一部分，影響混凝土的和易性、強度和耐磨性。8）骨料含水量的影響骨料的含水率以骨料的干質(zhì)量為基數(shù)計算。9）骨料的有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)的種類：粘土、泥塊、云母；硫酸鹽、硫化物、有機質(zhì)；活性SiO2；針片狀顆粒等。有害雜質(zhì)的危害：影響水泥的水化、腐蝕水泥石；影響混凝土的和易性影響混凝土的強度與耐磨性；增大混凝土的收縮；引起堿－骨料反應等。含泥量很大的骨料9）骨料的有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)的種類：含泥量很大的骨料堿－骨料反應定義：

骨料中的活性SiO2與水泥中的Na＋、K＋等堿金屬離子間的形成堿－硅酸鹽凝膠的化學反應；危害：

在骨料與水泥石的界面產(chǎn)生的堿－硅酸鹽凝膠吸水后體積膨脹，導致水泥石開裂；原因：水泥中的含堿(Na2O、K2O)量＞0.6%骨料中含有活性SiO2

；檢驗方法：

砂漿棒法，膨脹率＜0.10%。堿－硅酸鹽凝膠堿－骨料反應定義：堿－硅酸鹽凝膠10）骨料的堅固性與強度骨料的堅固性骨料不因干/濕循環(huán)或凍/融循環(huán)等氣候變化而產(chǎn)生體積變化導致混凝土的劣化。骨料的堅固性取決于孔隙率、裂縫和雜質(zhì)。粗骨料的強度對混凝土強度有一定影響，要求骨料強度是混凝土配制強度的1.5倍。10）骨料的堅固性與強度骨料的堅固性⑴砂子的堅固性定義：砂在氣候、環(huán)境變化或其它物理因素作用下抵抗碎裂的能力。測試方法：用硫酸鈉溶液浸泡檢驗，試樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失率作為其評價指標。測試原理：硫酸鈉(NaSO410H2O)在砂的孔隙中結(jié)晶時將產(chǎn)生體積膨脹，使砂內(nèi)部產(chǎn)生作用于孔壁的應力，如堅固性不好將會使砂碎裂。⑴砂子的堅固性定義：⑵石子的強度與堅固性強度一般以碎石或卵石的立方體強度或壓碎指標來表示。

立方體強度用505050mm3的立方體(或5050

mm的圓柱體)巖石試件，吸水飽和后測定的試件抗壓強度。壓碎指標將氣干狀態(tài)下10~20mm的石子，按一定方法裝入特制的圓柱筒內(nèi)，在160~300s內(nèi)加荷至200kN，卸荷后稱取試樣質(zhì)量（G），然后用孔徑為2.5mm的篩進行篩分，稱取試樣的篩余量（G1）。

壓碎指標=[(G-G1)/G]100%

堅固性

可直接用凍融循環(huán)或硫酸鹽溶液進行快速檢驗石子的堅固性。

⑵石子的強度與堅固性強度PP骨料顆粒壓碎強度試驗示意圖

>1.5倍（1.2~1.7）混凝土強度壓碎指標：將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下粒徑10~20mm的石子裝入標準圓筒內(nèi)，放在壓力機上，在3~5min內(nèi)均勻加載達200KN，其壓碎的細粒（小于2.5mm）占試樣重量的百分率為壓碎指標。PP骨料顆粒壓碎強度試驗示意圖>1.5倍壓碎指標4砂的技術(shù)質(zhì)量要求定義砂是指粒徑在4.75mm以下的顆粒。分類按產(chǎn)源分按技術(shù)要求分Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類用于強度等級為C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。砂天然砂人工砂機制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等4砂的技術(shù)質(zhì)量要求定義砂天然砂人工砂機制砂混合砂河砂、湖砂4.

混凝土用砂的技術(shù)要求

混凝土用砂的級配曲線一般應在Ⅱ區(qū)，以中砂為宜。有害雜質(zhì)含量符合國家標準(GB/T14684-2001)的要求。堅固性質(zhì)量損失率8%～10%。表觀密度應大于2500kg/m3，堆積密度應大于1350kg/m3,空隙率應小于47％。經(jīng)堿-骨料反應檢驗后，應無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象。4.混凝土用砂的技術(shù)要求混凝土用砂的級配曲線一般應在Ⅱ區(qū)5.混凝土用石子的技術(shù)要求

最大粒徑Dmax要求：

中等強度的混凝土的最大粒徑應40mm；高等級混凝土應25mm。對于鋼筋混凝土，Dmax

結(jié)構(gòu)斷面尺寸的1/4、板厚的1/2，或鋼筋間最小凈距的3/4。巖石強度與混凝土設計強度等級之比不應小于150%；顆粒級配符合JGJ53-92規(guī)定。有害雜質(zhì)含量應符合表4-4的規(guī)定

5.混凝土用石子的技術(shù)要求最大粒徑Dmax要求：骨料最大粒徑(Dmax)混凝土類型Dmax(mm)大壩混凝土150普通混凝土40高強混凝土25（碎石）

15（卵石）活性粉末混凝土0.6骨料最大粒徑(Dmax)混凝土類型四、新拌混凝土的和易性普通混凝土的主要性質(zhì)：混凝土在凝結(jié)硬化前稱為混凝土拌合物?；炷涟韬衔锊煌氖┕きh(huán)境和施工條件下表現(xiàn)出不同的特征，而混凝土施工過程對硬化后的混凝土具有重大的影響，因此必須找出評價混凝土施工過程中的性質(zhì)。這樣才能保證混凝土的質(zhì)量。拌合物狀態(tài)時要求具有良好的和易性（或稱工作性），硬化后的混凝土應具有足夠的強度和必要的耐久性四、新拌混凝土的和易性普通混凝土的主要性質(zhì)：1、和易性（工作性）的概念和易性是砼拌合物的施工操作（拌合、運輸、澆灌、搗實）的難易程度和抵抗離析作用程度并能獲得質(zhì)量均勻，密實砼的性能。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性：和易性粘聚性保水性流動性易達結(jié)構(gòu)均勻易成型密實好好在本身自重或施工機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運輸和澆注過程中不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)象的性質(zhì)。具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。保證混凝土硬化后的質(zhì)量1、和易性（工作性）的概念和易性是砼拌合物的施工操作（拌合、和易性的含義流動性：流動性是砼拌和物在自重或施工振搗的作用下，產(chǎn)生流動，并均勻、密實地填滿模型的性能。流動性反映拌和物的稀稠，關(guān)系著施工振搗的難易和澆筑的質(zhì)量。粘聚性（抗離性）：是砼拌合物在施工過程中互相之間有一定粘聚力，不發(fā)生分層、離析、泌水，保持整體均勻的性能。保水性：保水性是砼拌合物保持水分不易析出的能力。砼拌合物中的水，一部分是保證水泥水化所需水量，另一部分是為使砼拌合物具有足夠流動性，便于澆搗所需的水量。和易性的含義流動性：流動性是砼拌和物在自重或施工振搗的作用下2、和易性的評定定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經(jīng)驗評定粘聚性和保水性。

1.坍落度法測定混凝土拌合物在自重作用下產(chǎn)生的變形值——坍落度（單位mm）。適用范圍：集料最大粒徑不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。2、和易性的評定定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經(jīng)驗評定粘聚2、和易性的評定2.維勃稠度法測定使拌合物密實所需要的時間，s。適用范圍粗骨料最大粒徑不大于40mm；坍落度小于10mm，維勃稠度在5s～30s之間的干硬性混凝土。2、和易性的評定2.維勃稠度法3、混凝土拌合物按流動性的分類按《混凝土質(zhì)量控制標準》（GB50164）的規(guī)定，塑性混凝土、干硬性混凝土分別按坍落度、維勃稠度分為四級。見下表。名稱代號指標混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度≥10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土T1T2T3T410mm～40mm50mm～90mm100mm～150mm≥160mm干硬性混凝土（坍落度＜10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土V0V1V2V3＞31s30s～21s20s～11s10s～5s3、混凝土拌合物按流動性的分類按《混凝土質(zhì)量控制標準》（GB4、混凝土施工時坍落度的選擇混凝土拌合物坍落度的選擇，應根據(jù)施工條件、構(gòu)件截面尺寸、配筋情況、施工方法等來確定。見下表。結(jié)構(gòu)種類坍落度，mm基礎或地面等的墊層，無配筋的大體積結(jié)構(gòu)（擋土墻、基礎等）或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等30～50配筋密列的結(jié)構(gòu)（如薄壁、斗倉、筒倉、細柱等）50～70配筋特密的結(jié)構(gòu)70～904、混凝土施工時坍落度的選擇混凝土拌合物坍落度的選擇，應根據(jù)水泥漿的含量水灰比砂率施工方面原材料品質(zhì)及性質(zhì)主要因素5、影響和易性的主要因素水泥漿水灰比砂率施工方面原材料品主要5、影響和易性的主要5、影響和易性的因素1.組成材料及其用量之間的關(guān)系①水泥漿數(shù)量和單位用水量；②骨料的品種、級配和粗細程度；③砂率；④外加劑。見下圖。2.施工環(huán)境的溫度、攪拌制度等。水泥水①砂石子外加劑④水泥漿①骨料②混凝土拌合物5、影響和易性的因素1.組成材料及其用量之間的關(guān)系水泥水①砂5、影響和易性的因素合理砂率的確定合理砂率是指在水泥漿數(shù)量一定的條件下，能使拌合物的流動性（坍落度T）達到最大，且粘聚性和保水性良好時的砂率；或者是在流動性（坍落度T）、強度一定，粘聚性良好時，水泥用量最小的砂率。5、影響和易性的因素合理砂率的確定6、改善和易性的措施采用合理砂率；改善砂石的級配；摻外加劑或摻合料；根據(jù)環(huán)境條件，注意坍落度的現(xiàn)場控制；在水灰比不變的條件下，適當增加水泥漿的用量，可增大拌合物的流動性；在砂率不變的條件下，適當增加砂石的用量，可減小拌合物的流動性。摻外加劑的混凝土6、改善和易性的措施采用合理砂率；在水灰比不變的條件下，適當砼拌合物的凝結(jié)時間初凝時間表示施工時間的極限；終凝時間表示力學強度開始快速發(fā)展。砼拌合物的凝結(jié)時間與所采用的水泥的凝結(jié)時間并不相等。水泥品種，環(huán)境溫度、濕度、摻和料、外加劑、水泥的水化反應是影響砼凝結(jié)時間的主要因素。砼拌合物的凝結(jié)時間初凝時間表示施工時間的極限；終凝時間表示力砼拌合物的凝結(jié)時間（1）在環(huán)境的溫度、濕度條件相同且摻合料、外加劑也相同的條件，砼所用水泥的凝結(jié)時間長，則砼拌合物凝結(jié)時間也相應較長（2）砼的水灰比越大，拌和物的凝結(jié)時間越長。（3）摻粉煤灰、緩凝劑，凝結(jié)時間增長。（4）混凝土所處環(huán)境溫度高，拌和物凝結(jié)時間縮短。砼拌合物的凝結(jié)時間（1）在環(huán)境的溫度、濕度條件相同且摻合料、五、混凝土的強度混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強度抗剪強度抗壓強度握裹強度軸心抗壓強度立方體抗壓強度鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度五、混凝土的強度混凝土強度的種類混凝土強度抗拉強度抗剪強度抗五、混凝土的強度混凝土的強度與強度等級

1、立方體抗壓強度（fcu）按照標準的制作方法制成邊長為150ｍｍ的立方體試件，在標準養(yǎng)護條件（溫度２０士3°Ｃ，相對濕度90％以上）下，養(yǎng)護至28ｄ齡期，按照標準的測定方法測定其抗壓強度值，稱為混凝土立方體抗壓強度。標準試塊五、混凝土的強度混凝土的強度與強度等級標準試塊五、混凝土的強度測定混凝土立方體抗壓強度時，也可以采用非標準尺寸的試件，其尺寸應根據(jù)混凝土中粗骨料的最大粒徑而定，單其測定結(jié)果應乘以相應的尺寸換算系數(shù)見表強度換算系數(shù)(GB/T50081—2002)試件尺寸(mm)骨料最大粒徑(mm)強度換算系數(shù)100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05五、混凝土的強度測定混凝土立方體抗壓強度時，也可以采用非標準邊長為100mm的立方體試件邊長為200mm的立方體試件邊長為150mm的立方體件換算系數(shù)為0.95換算系數(shù)為1.05換算系數(shù)為1.0尺寸選擇邊長為100mm的立方體試件邊長為邊長為150mm的立方體件五、混凝土的強度2.混凝土強度等級按混凝土立方體抗壓強度標準值劃分的級別。以“C”和混凝土立方體抗壓強度標準值（fcu,k）表示，按照GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》規(guī)定，普通混凝土劃分為C10，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十四個強度等級。例如，強度等級為C25的混凝土，是指25MPa≤fcu，k＜30MPa的混凝土。鋼筋混凝土、預應力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級分別不低于C15和C30。立方體抗壓強度標準值（fcu,k

），是立方體抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值的百分率不超過5%。強度等級表示的含義：強度的范圍：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa；某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保證率為95%。C30“C”代表“混凝土”?！?0”代表fcu,k＝30.0MPa；立方體標準五、混凝土的強度2.混凝土強度等級C30“C”代表“混凝土”五、混凝土的強度3.軸心抗壓強度采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強度為0～55MPa范圍內(nèi)fcp=（0.7～0.8）fcu。在結(jié)構(gòu)設計計算時，一般取fcp＝0.67fcu。非標準尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm×100mm和200mm×200mm，測得的抗壓強度值應分別乘以換算系數(shù)0.95和1.05。FF五、混凝土的強度3.軸心抗壓強度FF五、混凝土的強度4.劈裂抗拉強度式中：fts——劈裂抗拉強度，MPa；

P——破壞荷載，N；

A——試件劈裂面積，mm2。

劈裂抗拉強度較低，一般為抗壓強度的1/10～1/20。拉應力壓應力PP五、混凝土的強度4.劈裂抗拉強度拉應力壓應力PP五、混凝土的強度5.影響抗壓強度的因素（1）水泥的強度和水灰比式中：fcu——混凝土28d齡期的抗壓強度值，MPa；

fce——水泥28d抗壓強度的實測值，MPa；

——混凝土灰水比，即水灰比的倒數(shù)；

αa、αb——回歸系數(shù)。當混凝土水灰比值在0.40～0.80之間時越大，則混凝土的強度越低；水泥強度越高，則混凝土強度越高。五、混凝土的強度5.影響抗壓強度的因素當混凝土水灰比值在0.五、混凝土的強度（2）粗集料的品種碎石形狀不規(guī)則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結(jié)強度較高；卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結(jié)強度較低。在水泥石強度及其它條件相同時，碎石混凝土的強度高于卵石混凝土的強度。（3）養(yǎng)護條件在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結(jié)硬化速度越快，早期強度越高；低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，當溫度低至0℃以下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險?；炷翝仓戤吅?，必須加強養(yǎng)護，保持適當?shù)臏囟群蜐穸?，以保證混凝土不斷地凝結(jié)硬化。五、混凝土的強度（2）粗集料的品種五、混凝土的強度（4）齡期齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經(jīng)歷的時間。在正常的養(yǎng)護條件下，混凝土的抗壓強度隨齡期的增加而不斷發(fā)展，在7～14d內(nèi)強度發(fā)展較快，以后逐漸減慢，28d后強度發(fā)展更慢。由于水泥水化的原因，混凝土的強度發(fā)展可持續(xù)數(shù)十年。當采用普通水泥拌制的、中等強度等級的混凝土，在標準養(yǎng)護條件下，混凝土的抗壓強度與其齡期的對數(shù)成正比。

式中：fn、f28——分別為n、28天齡期的抗壓強度，MPa。（5）外加劑n≥3五、混凝土的強度（4）齡期n≥3五、混凝土的強度6.提高混凝土抗壓強度的措施（1）采用高強度等級水泥；（2）采用單位用水量較小、水灰比較小的干硬性混凝土；（3）采用合理砂率，以及級配合格、強度較高、質(zhì)量良好的碎石；（4）改進施工工藝，加強攪拌和振搗；（5）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期強度；（6）在混凝土拌合時摻入減水劑或早強劑。五、混凝土的強度6.提高混凝土抗壓強度的措施六、混凝土的耐久性1.耐久性的主要內(nèi)容（1）抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力?；炷恋目?jié)B性用抗?jié)B等級表示。是以28d齡期的標準試件，按規(guī)定方法進行試驗時所能承受的最大靜水壓力來確定?？煞譃镻4、P6、P8、P10和P12等五個等級，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的靜水壓力而不發(fā)生滲透。（2）抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。用抗凍等級表示?？箖龅燃壥且?8d齡期的混凝土標準試件，在飽和水狀態(tài)下，強度損失不超過25％，且質(zhì)量損失不超過5％時，所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九個等級。耐久性：抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持結(jié)構(gòu)的安全，正常使用的能力。六、混凝土的耐久性1.耐久性的主要內(nèi)容耐久性：抵抗環(huán)境介質(zhì)作六、混凝土的耐久性（3）抗侵蝕性混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵蝕性。合理選擇水泥品種、提高混凝土制品的密實度均可以提高抗侵蝕性。（4）抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化?；炷撂蓟蛊鋲A度降低，從而使混凝土對鋼筋的保護作用降低，鋼筋易銹蝕；引起混凝土表面產(chǎn)生收縮而開裂。（5）堿集料反應堿集料反應是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。應嚴格控制水泥中堿的含量和集料中堿活性物質(zhì)的含量。六、混凝土的耐久性（3）抗侵蝕性嚴寒環(huán)境中的混凝土,應摻用引氣劑嚴格控制原材料的質(zhì)量摻用加氣劑或減水劑合理選擇水泥品種控制混凝土的水灰比及水泥用量嚴格控制施工質(zhì)量六、提高混凝土耐久性的措施

提高混凝土耐久性的措施嚴寒環(huán)境中的混凝土,應摻用引氣劑嚴格控制原材料的質(zhì)量摻用加氣六、混凝土的耐久性環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土1.干燥環(huán)境正常的居住或辦公用房屋內(nèi)不作規(guī)定0.650.602002603002.潮濕環(huán)境無凍害高濕度的室內(nèi)部件室外部件在非侵蝕性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有凍害經(jīng)受凍害的室外部件在非侵蝕性土和（或）水中且經(jīng)受凍害的部件高濕度且經(jīng)受凍害的室內(nèi)部件0.550.550.552502803003.有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境經(jīng)受凍害和除冰劑作用的室內(nèi)和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定（JGJ55－2000）六、混凝土的耐久性環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類別最大水灰比最小水泥用量素（二）水泥漿（二）水泥漿1.水泥

水泥品種的選擇依據(jù)工程性質(zhì)及所處的環(huán)境；施工條件；混凝土的強度等級。

若用高強度等級水泥配制低強度等級混凝土，雖然滿足強度要求的水泥用量少，但難以滿足混凝土的和易性和耐久性的要求，不可取。若用低強度等級水泥配制高強度等級混凝土，滿足強度要求的水灰比會很小，其和易性難以滿足施工要求，也不可取。

1.水泥水泥品種的選擇依據(jù)1.水泥品種的選擇配制普通混凝土的水泥品種，應根據(jù)混凝土的工程特點或所處的環(huán)境條件，結(jié)合水泥性能，且考慮當?shù)厣a(chǎn)的水泥品種情況等，進行合理地選擇。強度等級的選擇原則上，配制高強度等級的混凝土，選擇高強度等級的水泥；水泥標號=（1.5～2）砼強度等級；高強砼：水泥標號=（0.9～1.5）砼強度等級。1.水泥品種的選擇2.水

一般河水、可飲用水，均可用來配制混凝土；pH值小于4的以及硫酸鹽含量（SO3）超過1%的水不能用于配制混凝土；海水不允許用來配制鋼筋混凝土；含有對水泥水化有害的有機雜質(zhì)的水不能用來拌制混凝土。2.水一般河水、可飲用水，均可用來配制混凝土；概述1混凝土的定義及分類

混凝土是以膠凝材料、水和骨料按適當比例配合拌制成拌和物，經(jīng)硬化后得到的人工石材。以水泥為膠凝材料、砂石為骨料的混凝土稱為水泥混凝土，在建筑工程中最為常用?；炷?/p>

膠凝材料

骨料

水概述1混凝土的定義及分類混凝土膠凝骨料港工混凝土水工混凝土耐堿混凝土耐酸混凝土耐熱混凝土防水混凝土按使用功能分2、混凝土的種類港工混凝土水工混凝土耐堿混凝土耐酸混凝土耐熱混凝土防水混凝土超高強混凝土高強混凝土早強混凝土高性能混凝土按強度特征分超早強混凝土2、混凝土的種類超高強混凝土高強混凝土早強混凝土高性能混凝土按強度超早強混凝按坍落度大小分低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土流態(tài)混凝土大流動性混凝土2、混凝土的種類坍落度：測定混凝土拌和物和易性的一種指標，用拌和物在自重作用下向下坍落的高度表示。其單位為cm。按坍落度大小分低塑性混凝土塑性混凝土流動性按維勃稠度分特干硬性混凝土半干硬性混凝土干硬性混凝土超干硬性混凝土2、混凝土的種類按維勃特干硬性混凝土半干硬性混凝土干硬性混凝土超干硬性混凝土按施工工藝分普通澆注混凝土噴射混凝土

泵送混凝土離心成型混凝土2、混凝土的種類按施工工藝分普通澆注混凝土噴射混泵送離心成型混凝土2、混凝按配筋情況分素混凝土鋼筋混凝土纖維混凝土2、混凝土的種類按配筋情況分素混凝土鋼筋混凝土纖維混凝土2、混凝土的種3、混凝土的特性

4.適用范圍廣泛

3.來源廣、造價低

1.混凝土拌合物具有可塑性

2.強度高耐久性好

5.抗拉強度低

6.自重大

7.生產(chǎn)工藝復雜，質(zhì)量難以控制，管理困難

3、混凝土的特性4.適用范圍廣泛3.來源廣、造價低1滿足混凝土結(jié)構(gòu)設計的強度要求，以保證構(gòu)筑物能安全地承受各種設計荷載2滿足混凝土施工所要求的和易性，以便硬化后能得到均勻密實的混凝土具有與工程環(huán)境相適應的耐久性，以保證構(gòu)筑物在所處環(huán)境中服役壽命滿足經(jīng)濟與生態(tài)的要求，能源與資源消耗低、環(huán)境負荷少等344、土木工程對混凝土的基本要求1滿足混凝土結(jié)構(gòu)設計的強度要求，以保證構(gòu)筑物能安全地承受各種第一節(jié)普通混凝土第一節(jié)普通混凝土一、普通混凝土介紹普通混凝土是指以水泥為膠凝材料，砂子和石子為骨料，經(jīng)加水攪拌、澆筑成型、凝結(jié)固化成具有一定強度的“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種。“混凝土”一詞通?？珊喿鳌绊拧?。普通混凝土：一般來講，普通混凝土是指區(qū)別于以下幾種特殊混凝土而用于一般建筑工程、市政等方面的混凝土。一、普通混凝土介紹普通混凝土是指以水泥為膠凝材料，砂子和石子混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)粗骨料細骨料水泥石過渡區(qū)二、混凝土的組成與結(jié)構(gòu)混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)粗骨料細骨料水泥石過渡區(qū)二、混凝土的組成與結(jié)（一）普通混凝土的組成水泥水水泥漿石子砂子骨料新拌混凝土100%體積60~75%7~15%25~40%14~21%21~28%39~42%凝結(jié)硬化硬化混凝土混凝土外加劑為了改善或提高混凝土的性能混凝土中的第五種成分（一）普通混凝土的組成水泥水水泥漿石子砂子骨料新拌混凝土水泥砂石水外加劑摻合料普通混凝土曾是主流，目前在民用建筑中仍大量采用外加劑混凝土一級和沿海城市，70%以上現(xiàn)代混凝土目前正在推廣應用混凝土原材料水泥砂石水外加劑摻合料普通混凝土外加劑混凝土現(xiàn)代混凝土混凝土（二）混凝土的結(jié)構(gòu)

宏觀上，混凝土是一個砂、石顆粒狀骨料分布在水泥石中形成的復合結(jié)構(gòu)，主要由三相構(gòu)成：砂、石骨料是混凝土的骨架——分散相；水泥石是混凝土的基體相——連續(xù)相；骨料與水泥石間的過渡區(qū)——界面相。（二）混凝土的結(jié)構(gòu)宏觀上，混凝土是一個砂、石顆粒狀混凝土結(jié)構(gòu)圖圖5.1普通混凝土結(jié)構(gòu)示意圖1—石子；2—砂子；3—水泥漿；4—氣孔混凝土結(jié)構(gòu)圖圖5.1普通混凝土結(jié)構(gòu)示意圖1—石子；2—砂（二）混凝土的結(jié)構(gòu)混凝土的結(jié)構(gòu)水泥+水→水泥漿+砂→水泥砂漿+石子→混凝土拌合物→硬化混凝土組成材料的作用混凝土體積構(gòu)成水泥石——25％左右；砂和石子——70％以上；孔隙和自由水——1％～5%。組成材料硬化前硬化后水泥+水潤滑作用膠結(jié)作用砂+石子填充作用骨架作用（二）混凝土的結(jié)構(gòu)混凝土的結(jié)構(gòu)混凝土體積構(gòu)成組成材料硬化前硬（三）各組成材料的作用骨料廉價的填充材料，節(jié)省水泥用量混凝土的骨架，減小收縮，抑制裂縫的擴展傳力作用降低水化熱提供耐磨性水泥漿潤滑作用——與水形成水泥漿，賦予新拌混凝土以流動性膠結(jié)作用——包裹在所有骨料表面，通過水泥漿的凝結(jié)硬化，將砂、石骨料膠結(jié)成整體，形成固體填充作用——填充砂的孔隙，并包裹砂粒；填充石子的空隙，并包裹石子（三）各組成材料的作用骨料水泥漿（三）各組成材料的作用水混凝土中的拌和水有兩個作用:供水泥的水化反應賦予混凝土的和易性剩余水留在混凝土的孔（空）隙中使混凝土中產(chǎn)生孔隙對防止塑性收縮裂縫與和易性有利對滲透性、強度和耐久性不利（三）各組成材料的作用水（三）各組成材料的作用外加劑化學外加劑：改善混凝土的性能緩凝劑——使水泥漿凝結(jié)硬化速度減慢；促凝劑——使水泥漿凝結(jié)硬化速度減慢；減水劑——減少拌和需水量；引氣劑——在混凝土中引起封閉氣孔；礦物摻合料：減少水泥用量，改善混凝土性能粉煤灰硅灰礦渣外加劑和礦物摻合料被稱為混凝土第五組分（三）各組成材料的作用外加劑外加劑和礦物摻合料背散射掃描電鏡照片未水化水泥顆粒C-S-H氫氧化鈣單硫型硫鋁酸鹽背散射掃描電鏡照片未水化水泥顆粒C-S-H氫氧化鈣單硫型硫鋁3)

過渡區(qū)相的結(jié)構(gòu)要素過渡區(qū)厚度；過渡區(qū)固體顆粒尺寸與形狀；過渡區(qū)的孔隙率。骨料氫氧化鈣混凝土中骨料與水泥石間的過渡區(qū)3)過渡區(qū)相的結(jié)構(gòu)要素過渡區(qū)厚度；骨料氫氧化鈣混凝土中骨料混凝土過渡區(qū)結(jié)構(gòu)骨料過渡區(qū)水泥石本體C-S-H鈣礬石CH骨料混凝土過渡區(qū)結(jié)構(gòu)骨料過渡區(qū)水泥石本體C-S-H鈣礬石CH骨裂縫擴展的路徑和方向骨料水泥石骨料周圍的過渡區(qū)過渡區(qū)相ITZPhase裂縫擴展的路徑和方向骨料水泥石骨料周圍的過渡區(qū)過渡區(qū)相1.

混凝土的結(jié)構(gòu)特點多物相、多孔性復合體

水泥石與砂石骨料均是多物相、多孔性材料固體顆粒堆聚體

混凝土結(jié)構(gòu)是一個各種尺寸的顆粒堆聚體，砂石顆粒堆積成骨架，水化物與水泥顆粒堆積成水泥石復雜與非勻質(zhì)性骨料種類不一，形狀與尺寸不等，分布不均；水泥石組成與結(jié)構(gòu)不均；薄弱過渡區(qū)(厚度約10～50μm)的存在非固定與可變性

水泥石和過渡區(qū)的組成與結(jié)構(gòu)是隨時間、溫度與濕度環(huán)境不斷變化著的。水泥石含有晶體和非晶體的水化物、未水化水泥顆粒、各種孔隙和水；砂石骨料含有各種巖石礦物和孔隙界面也含有水泥水化物和孔隙粗骨料堆積的孔隙由細骨料來填充；細骨料堆積的孔隙由水化物和水泥顆粒、礦物摻和料粉末顆粒來填充；由此形成一個固體顆粒密堆聚體結(jié)構(gòu)。1.混凝土的結(jié)構(gòu)特點多物相、多孔性復合體水泥石含有晶體和非2.

混凝土的結(jié)構(gòu)要素各種尺寸固體顆粒分布的均勻性；各種固體顆粒堆積的密實性；固體顆粒的總表面積;總孔隙率與界面孔隙率；孔隙特征與孔徑分布2.混凝土的結(jié)構(gòu)要素各種尺寸固體顆粒分布的均勻性；3.

混凝土結(jié)構(gòu)的影響因素骨料的種類與體積含量碎石：表面粗糙、針片狀多，需漿量大，界面粘結(jié)好；卵石(礫石)：表面光滑、針片狀少，需漿量小，但界面粘結(jié)差。骨料的粒徑與級配水泥用量水灰比施工工藝養(yǎng)護條件水泥混凝土混合料中所用的水與水泥重量的比值叫水灰比。3.混凝土結(jié)構(gòu)的影響因素骨料的種類與體積含量水泥混凝土混合4.

理想的混凝土結(jié)構(gòu)

密實較大顆粒堆聚所留下的孔隙由較細顆粒填充，較細顆粒堆聚所留下的孔隙由更細顆粒所填充;密實度最大或總孔隙率最小時，固體顆粒的總比表面積最小;界面致密。均勻各種物相分布均勻均勻、密實的多物相堆積體4.理想的混凝土結(jié)構(gòu)密實均勻、密實的多物相堆積體4.

理想的混凝土結(jié)構(gòu)普通混凝土由水泥、砂、石和水組成，為了改善性能，可添加化學外加劑與礦物摻合料；砂石構(gòu)成混凝土的骨架，傳遞應力，限制變形；水泥與水形成水泥漿，賦予新拌混凝土流動性，硬化后將骨料顆粒膠結(jié)成整體；混凝土微結(jié)構(gòu)是由骨料相、水泥石相和界面過渡區(qū)相構(gòu)成的復雜結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)特點有多物相、多孔性的堆積體復雜而不均勻非固定而多變混凝土的理想結(jié)構(gòu)——均勻、密實的堆積體4.理想的混凝土結(jié)構(gòu)普通混凝土由水泥、砂、石和水組成，為了三、普通混凝土的組成材料骨料水水泥外加劑三、普通混凝土的組成材料骨料（一）骨料（Aggregate）（一）骨料（Aggregate）1.

骨料的定義與用途骨料是巖石類材料骨料在土木工程中的應用：水泥混凝土瀝青混凝土道路基礎鐵路道渣砂漿每年用量約為20億噸骨料的生產(chǎn)1.骨料的定義與用途骨料是巖石類材料2、混凝土中的骨料經(jīng)濟上：在不影響混凝土性能的條件下，在混凝土中盡可能多地加入骨料，以降低混凝土的成本；骨料可提供混凝土很好的穩(wěn)定性和比水泥石更好的耐久性。2、混凝土中的骨料經(jīng)濟上：在不影響混凝土性能的條件下，在混凝1）混凝土中骨料的基本要求

具有良好的顆粒級配，使堆積空隙率小，顆?？偙缺砻娣e較小，以減少水泥漿用量；骨料顆粒表面干凈，以保證與水泥漿有良好的粘結(jié)力；含有害雜質(zhì)少，不得含有影響水泥凝結(jié)硬化和后期混凝土耐久性的成分；具有足夠的強度和堅固性，以保證起到骨架和傳力作用。1）混凝土中骨料的基本要求具有良好的顆粒級配，使堆積空隙率2）骨料的種類按照骨料粒徑粗骨料：粒徑大于4.75mm的巖石顆粒，如卵石、碎石細骨料：粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，如河砂、山砂、海砂按照骨料的密度普通骨料：堆積密度在1520～1680kg/m3的骨料

密度在2500～2700kg/m3輕骨料：堆積密度＜1120kg/m3的骨料

密度在～1000kg/m3重骨料：堆積密度＞2080kg/m3的骨料

密度在3500～4000kg/m3如陶粒、煅燒頁巖、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、泡沫塑料顆粒等。如鐵礦石、重晶石等。2）骨料的種類按照骨料粒徑如陶粒、煅燒頁巖、膨脹蛭石碎石卵石骨料的種類碎石卵石骨料的種類普通骨料輕骨料重骨料骨料的分類普通骨料輕骨料重骨料骨料的分類2）骨料的種類按照骨料來源分為：天然巖石骨料：由天然巖石組成的骨料，如砂、卵石、碎石等。按照巖石的主要成分分為：氧化硅礦物、碳酸鹽礦物、氧化鐵礦物、硫化物礦物、粘土礦物等。人工骨料：熱加工骨料：膨脹頁巖、膨脹蛭石等；工業(yè)副產(chǎn)物：礦渣、鐵渣、粉渣等；再生骨料：破碎混凝土、破碎粘土磚等。2）骨料的種類按照骨料來源分為：3）骨料的特性及其影響骨料的含水狀態(tài)骨料的密度骨料的粒徑與級配骨料的孔隙率骨料的形狀骨料的表面特征骨料的彈性模量骨料的強度骨料的堅固性骨料的硬度混凝土配合比設計所要求影響新拌混凝土性能影響硬化混凝土性能3）骨料的特性及其影響骨料的含水狀態(tài)混凝土配合比設計所要求影(1)

骨料的密度、表觀密度與堆積密度

密度測量可用“排液法”直接測量砂、石骨料顆粒的密度。直接測得的密度實際是骨料的表觀密度，但由于砂、石的孔隙率小，將此法測得的密度為視密度—密度。大多數(shù)天然骨料的視密度為2.4～3.0。堆積密度測量砂、石的堆積密度一般用固定體積法測量；砂用5升的體積的質(zhì)量確定；石用10升體積的質(zhì)量確定。骨料堆積密度取決于顆粒粒徑與級配(1)骨料的密度、表觀密度與堆積密度密度(2)

骨料的粒徑及其分布骨料粒徑及其分布粗骨料：最大粒徑與顆粒級配；細骨料：細度模數(shù)與顆粒級配。骨料粒徑與顆粒級配影響骨料堆積孔隙顆粒級配合理可減少堆積孔隙；單一粒徑越大，堆積孔隙越多。粒徑及其分布影響的混凝土性能混凝土的用水量；混凝土的水泥用量；新拌混凝土的和易性混凝土的微裂縫

骨料粒徑越大，堆積的空隙越多，所需水泥漿用量越大(2)骨料的粒徑及其分布骨料粒徑及其分布骨3、關(guān)于骨料粒徑及其分布的幾個基本概念顆粒級配指的是大小粒徑的骨料顆粒的互相搭配的比例情況——不同粒徑顆粒的分布。粗細程度指的是不同粒徑細骨料混合在一起的總體粗細程度——平均粒徑大小。最大粒徑指的是粗骨料公稱粒級的上限—允許最大值。3、關(guān)于骨料粒徑及其分布的幾個基本概念顆粒級配級配不合理(阻力大)級配合理(阻力小)級配不合理(阻力大)級配合理(阻力小)1）砂子的顆粒級配與粗細程度細度模數(shù)Mx細度模數(shù)表征砂的粗細程度，可以理解為質(zhì)均粒徑，由篩分法測定。細度模數(shù)越大，骨料越粗，根據(jù)細度模數(shù)將砂分為：細砂（2.2～1.6）；中砂（3.0～2.3）；粗砂（3.7～3.1）。級配曲線級配曲線表示不同粒徑砂的顆粒搭配情況；根據(jù)級配曲線分為三個區(qū)：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；級配間接反映了砂顆粒的堆積密度。拌制砼以中砂為宜，普通砼用砂的細度模數(shù)為3.7~1.61）砂子的顆粒級配與粗細程度細度模數(shù)Mx拌制砼以中砂為宜，普2）顆粒級配與細度模數(shù)的測定篩分法：砂子標準篩：9.504.752.361.180.600.300.15mm共七個孔徑的篩。方法：將500g烘干的砂子試洋由粗到細一次過篩，然后稱出余留在各個篩上的砂子質(zhì)量。計算：各個篩上的余量為分計篩余ai，各個篩及以上篩上的分計篩余的和為累計篩余Ai。

則：累計篩余Ai=ai

（i=1……i）然后用Ai作縱坐標，篩孔尺寸作橫坐標，繪制級配曲線。并用下式計算細度模數(shù)：

Mx=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100—A1)2）顆粒級配與細度模數(shù)的測定篩分法：砂的顆粒級配砂的顆粒級配指砂不同大小顆粒的搭配情況。

單一粒徑兩種粒徑多種粒徑顆粒級配示意圖砂的顆粒級配單一粒徑兩種粒徑多種粒徑顆粒級配示意圖混凝土基本知識簡介-課件砂的級配曲線Ⅰ砂的級配曲線Ⅰ3）石子的顆粒級配石子的級配有連續(xù)級配和間斷級配兩種：連續(xù)級配要求顆粒尺寸由大到小連續(xù)分級，每一級骨料都占有適當比例，這種級配較好；間斷級配是人為地剔除骨料中的某些粒級，造成粒級的間斷，大粒徑骨料間的空隙由比其小幾倍的小粒徑顆粒填充，從而降低堆積空隙率。石子的顆粒級配也用篩分法測定。

3）石子的顆粒級配石子的級配有連續(xù)級配和間斷級配兩種：細骨料粗骨料55%粗+45%細空隙率24%空隙率35%空隙率44%通過率篩孔細骨料粗骨料55%粗+45%細空隙率24%空隙率35%空隙率二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求（5）級配的選擇宜優(yōu)先選擇級配在2區(qū)的砂；當采用1區(qū)砂時，應適當提高砂率；當采用3區(qū)砂時，應適當減小砂率。5.規(guī)格砂按細度模數(shù)大小分為粗砂、中砂、細砂：粗砂Mx=3.7～3.1；中砂Mx=3.0～2.3；細砂Mx=2.2～1.6。細度模數(shù)按下式計算：式中：Mx——細度模數(shù)；A1、A2、A3、A4、A5、A6——分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm篩的累計篩余百分率，％。二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求（5）級配的選擇4）骨料的形狀與表面特征骨料的形狀

骨料顆粒的外觀幾何形狀，對于粗骨料有：等徑顆粒球形體顆粒：沒有菱角和邊；多面體顆粒：有菱角和邊。針狀顆粒—

長度大于顆粒所屬的平均粒徑的2.4倍；片狀顆粒—

厚度小于平均粒徑的0.4倍。4）骨料的形狀與表面特征骨料的形狀4）骨料的形狀與表面特征骨料的表面特征表面粗糙程度；是否有菱角；干凈程度等。最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4；不得超過鋼筋最小凈距的3/4；對于實心板，不得超過板厚的1/2且不得超過50mm；對于泵送混凝土，最大粒徑與輸送管道內(nèi)徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。較理想的顆粒形狀：三維長度相等，相近的球形或立方體顆粒。較差的顆粒形狀：三維長度相差較大的針、片狀顆粒。4）骨料的形狀與表面特征骨料的表面特征較理想的顆粒形狀：三維等徑顆粒骨料等徑顆粒骨料針片狀骨料顆粒針片狀骨料顆粒針片狀球狀針片狀球狀5）表面特征與形狀對混凝土性能的有何影響？表面粗糙和針片狀顆粒需要更多的水泥漿，影響混凝土的成本。影響新拌混凝土的和易性，表面光滑且等徑顆粒易于流動，而粗糙且針片狀顆粒不易流動。影響混凝土中界面區(qū)的結(jié)合力，粗糙表面骨料與水泥漿的界面結(jié)合力較大。影響混凝土的強度骨料表面越粗糙，與水泥漿接觸面越大，混凝土強度越高；針片狀骨料使混凝土強度低于圓形骨料；大粒徑骨料使混凝土強度低于小粒徑骨料5）表面特征與形狀對混凝土性能的有何影響？表面粗糙和針片狀顆6）骨料對混凝土強度的影響抗壓強度（MPa)骨料最大粒徑（mm）對于富水泥漿的混凝土：小粒徑骨料可使混凝土強度較高；大粒徑可使混凝土強度較低。對于貧水泥漿的混凝土：大粒徑骨料使混凝土強度較高；小粒徑骨料使混凝土強度較低；6）骨料對混凝土強度的影響抗壓強度（MPa)骨料最大粒徑（m6）骨料對混凝土強度的影響抗壓強度（psi)骨料最大粒徑（in）水灰比越小，骨料粒徑對混凝土強度的影響越明顯：混凝土強度隨骨料粒徑的增大而降低6）骨料對混凝土強度的影響抗壓強度（psi)骨料最大粒徑（i7）骨料的含水狀態(tài)

骨料含水有四種狀態(tài)：完全干燥骨料表面及內(nèi)部完全不含水；氣干骨料表面完全不含水，而內(nèi)部可能含小量水；飽和面干骨料的表面干燥而顆粒內(nèi)部的孔隙含水飽和，此時的含水率為飽和面干吸水率。含水濕潤骨料表面吸附水且濕潤對應的含水量：吸水量；有效吸水量；表面含水量。7）骨料的含水狀態(tài)骨料含水有四種狀態(tài)：含水狀態(tài)：完全干燥氣干飽和面干含水濕潤含水量：不含水＜有效含水量＝有效含水量＞有效含水量完全干燥氣干飽和面干含水濕潤7）骨料的含水狀態(tài)

含水狀態(tài)：完全干燥氣干混凝土基本知識簡介-課件干燥狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)砂的含水狀態(tài)干燥狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)砂的含水狀態(tài)8）骨料含水量的影響骨料的含水率以骨料的干質(zhì)量為基數(shù)計算。計算混凝土配合比時，應扣除骨料所含的水。骨料在飽和面干狀態(tài)時，既不會從混凝土中吸水，也不會給出水。所含的水對混凝土無有害作用。濕潤狀態(tài)下的自由水將成為混凝土拌和水的一部分，影響混凝土的和易性、強度和耐磨性。8）骨料含水量的影響骨料的含水率以骨料的干質(zhì)量為基數(shù)計算。9）骨料的有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)的種類：粘土、泥塊、云母；硫酸鹽、硫化物、有機質(zhì)；活性SiO2；針片狀顆粒等。有害雜質(zhì)的危害：影響水泥的水化、腐蝕水泥石；影響混凝土的和易性影響混凝土的強度與耐磨性；增大混凝土的收縮；引起堿－骨料反應等。含泥量很大的骨料9）骨料的有害雜質(zhì)有害雜質(zhì)的種類：含泥量很大的骨料堿－骨料反應定義：

骨料中的活性SiO2與水泥中的Na＋、K＋等堿金屬離子間的形成堿－硅酸鹽凝膠的化學反應；危害：

在骨料與水泥石的界面產(chǎn)生的堿－硅酸鹽凝膠吸水后體積膨脹，導致水泥石開裂；原因：水泥中的含堿(Na2O、K