第四章混凝土组成材料

1、一、混凝土的定义 混凝土 由胶凝材料、细骨料、粗骨料、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，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。 普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂组成，经过水泥凝结硬化后形成的、干体积密度为20002800kg/m3，具有一定强度和耐久性的人造石材。又称为水泥混凝土，简称为“混凝土”。 二、混凝土的分类二、混凝土的分类v 按表观密度分按表观密度分重混凝土重混凝土( (防幅射混凝土防幅射混凝土) ) 0 02.82.810103 3kg/mkg/m3 3。普通混凝土普通混凝土 0 0 2 210103 32 2. .8 810103

2、3kg/mkg/m3 3。轻混凝土轻混凝土 0 02 210103 3kg/mkg/m3 3。 v 按胶凝材料分按胶凝材料分水泥混凝土、水玻璃混凝土、水泥混凝土、水玻璃混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混沥青混凝土、聚合物水泥混凝土等。凝土等。 v 按用途分按用途分结构混凝土、防水混凝土、结构混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、防辐射混凝大体积混凝土、防辐射混凝土等土等 。二、混凝土的分类二、混凝土的分类v 按生产和施工工艺分：按生产和施工工艺分：预制混凝土（商品混凝预制混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、喷土）、泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土射混凝

3、土、碾压混凝土等。等。v 按强度分：按强度分：普通混凝土普通混凝土C60C60。高强混凝土高强混凝土C60C60。超高强混凝土超高强混凝土100MPa100MPa。v按配筋情况分：按配筋情况分：素混凝土、钢筋混凝素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、土、预应力混凝土、钢纤维混凝土等。钢纤维混凝土等。泵送混凝土碾压混凝土喷射混凝土三、混凝土的特点 优点：优点：1. 1. 混凝土中占混凝土中占80%80%的砂、石骨料资源丰富的砂、石骨料资源丰富, ,可就地取材可就地取材, ,价价格便宜。格便宜。2. 2. 可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件。可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件。 3. 3.

4、调整混凝土材料组成，可获得不同的性能和要求。调整混凝土材料组成，可获得不同的性能和要求。4.4.混凝土抗压强度高，且与钢筋具有良好的工作性。混凝土抗压强度高，且与钢筋具有良好的工作性。5.5.混凝土具有很好的耐久性。混凝土具有很好的耐久性。 缺点：缺点：自重大、抗拉强度低、脆性大、导热性强等、生产周期长、自重大、抗拉强度低、脆性大、导热性强等、生产周期长、受施工过程影响较大。受施工过程影响较大。2007.5.15砂子砂子水泥浆水泥浆石子石子4.2 4.2 普通混凝土组成材料普通混凝土组成材料普通混凝土的四种基本组成材料：普通混凝土的四种基本组成材料：一、水泥一、水泥二、水二、水三、砂子三、砂子

5、四、石子四、石子v混凝土体积构成混凝土体积构成 水泥浆水泥浆2525左右；左右；砂和石子砂和石子7070以上；以上；孔隙和自由水孔隙和自由水1 15%5%。 四种组成材料在混凝土中所起的作用：四种组成材料在混凝土中所起的作用：v砂、石：砂、石：骨架作用；抑制混凝土的收缩。骨架作用；抑制混凝土的收缩。v水泥水水泥水水泥浆：水泥浆：水泥浆包裹在砂粒的表面并填充砂粒水泥浆包裹在砂粒的表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包裹石子表面并填充石子间的空隙，又包裹石子表面并填充石子间的空隙，形成混凝土。形成混凝土。v凝结硬化前：凝结硬化前：起填充、润滑、包裹的作用

6、起填充、润滑、包裹的作用v凝结硬化后：凝结硬化后：起胶结作用起胶结作用砂子砂子水泥浆水泥浆石子石子 品种的选择 配制普通混凝土的水泥品种，应根据混凝土的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能，且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理地选择。 强度等级的选择 原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度等级的水泥； 一般情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.52.0倍； 配制高强混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝土强度等级的0.91.5倍。 一、水泥的选择一、水泥的选择( (一一) )定义定义: : 粒径在粒径在0.150.154.75mm4.75mm之间的岩石颗粒。细骨料之间的岩石颗粒。细骨

7、料主要采用主要采用天然砂天然砂和和人工砂人工砂。二、细骨料二、细骨料( (二二) )分类分类: : 河砂、湖砂、山河砂、湖砂、山砂、和砂、和淡化海砂淡化海砂等等砂砂天然砂天然砂人工砂人工砂机制砂机制砂混合砂混合砂天然砂天然砂河砂河砂海砂海砂湖湖砂砂山山砂砂颗粒表面光滑洁净，但颗粒表面光滑洁净，但海砂中常含有碎贝壳、海砂中常含有碎贝壳、可溶性盐等有害物质。可溶性盐等有害物质。颗粒多具棱角，表面粗糙，颗粒多具棱角，表面粗糙，含泥量及有机杂质多。含泥量及有机杂质多。人工砂人工砂机制砂机制砂混合砂混合砂天然岩石用机械轧碎、天然岩石用机械轧碎、筛分后制成筛分后制成(机制砂机制砂+天然砂）天然砂） 人工砂

8、表面粗糙、棱角多，较为洁净，人工砂表面粗糙、棱角多，较为洁净，但砂中含有较多的片状颗粒及石粉，成但砂中含有较多的片状颗粒及石粉，成本较高。一般天然砂源缺乏时才使用。本较高。一般天然砂源缺乏时才使用。砂按技术要求分为砂按技术要求分为类、类、类、类、类。类。 类类宜用于强度等级宜用于强度等级大于大于C60C60的混凝土；的混凝土； 类类宜用于强度等级宜用于强度等级C30C30C60C60及抗冻、抗及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；渗或其他要求的混凝土； 类类宜用于强度等级小于宜用于强度等级小于C30C30的混凝土和建的混凝土和建筑砂浆。筑砂浆。 第五章混凝土第五章混凝土砂子技术性能砂子技术性能含泥量

9、、石粉含量和泥块含量含泥量、石粉含量和泥块含量有害物质含量有害物质含量坚固性坚固性粗细程度和颗粒级配粗细程度和颗粒级配碱的含量碱的含量( (二二) )技术要求技术要求 1.1.含泥量、石粉含量和泥块含量含泥量、石粉含量和泥块含量 泥泥 通常包裹在砂颗粒表面，通常包裹在砂颗粒表面，妨碍了水泥浆与砂的粘妨碍了水泥浆与砂的粘结，使混凝土的强度降低结，使混凝土的强度降低。除此之外，泥的表面。除此之外，泥的表面积较大，含量多会降低混凝土拌合物的流动性，积较大，含量多会降低混凝土拌合物的流动性，或者在保持相同流动性的条件下，增加水和水泥或者在保持相同流动性的条件下，增加水和水泥用量，从而导致混凝土的强度、

10、耐久性降低，干用量，从而导致混凝土的强度、耐久性降低，干缩、徐变增大。缩、徐变增大。 石粉含量石粉含量 人工砂中粒径小于人工砂中粒径小于0.075mm0.075mm的颗粒含量。其中既有的颗粒含量。其中既有粘土颗粒也有与被加工云母岩化学成分相同的石粘土颗粒也有与被加工云母岩化学成分相同的石粉，过多的石粉含量会粉，过多的石粉含量会妨碍水泥与骨料的粘结妨碍水泥与骨料的粘结，对混凝土无益。但适量的石粉含量可对混凝土无益。但适量的石粉含量可弥补人工砂弥补人工砂颗粒多棱角对混凝土带来的不利颗粒多棱角对混凝土带来的不利，反而对混凝土，反而对混凝土有益。有益。1.1.含泥量、石粉含量和泥块含量含泥量、石粉含量

11、和泥块含量v 含泥量含泥量是指是指天然砂天然砂中粒径小于中粒径小于0.075m0.075mm m的颗粒含量；的颗粒含量；v 石粉含量石粉含量是指是指人工砂人工砂中粒径小于中粒径小于0.075mm0.075mm的颗粒含量；的颗粒含量；v 泥块含量泥块含量是指砂中原粒径大于是指砂中原粒径大于1.18mm1.18mm，经水浸洗、手捏，经水浸洗、手捏后小于后小于0.0.6 6m mm m的颗粒含量。的颗粒含量。 天然砂的含泥量和泥块含量天然砂的含泥量和泥块含量(GB/T 14684(GB/T 146842001) 2001) 项目项目 指标指标类类类类类类 含泥量（按质量计）（含泥量（按质量计）（%

12、%） 1.01.03.03.05.05.0泥块含量（按质量计）（泥块含量（按质量计）（% %） 0 01.01.02.02.0人工砂的石粉含量和泥块含量人工砂的石粉含量和泥块含量(GB/T 14684(GB/T 146842001)2001) 项目项目 指标指标类类类类类类 1 1亚亚甲甲蓝蓝试试验验 MBMB值值1.401.40或合格或合格 石粉含量石粉含量(%) (%) 3.03.05.05.07.07.02 2泥块含量泥块含量(%)(%)0 01.01.02.02.03 3MBMB值值1.401.40或不合格或不合格 石粉含量石粉含量(%)(%)1.01.03.03.05.05.04 4

13、泥块含量泥块含量(%)(%)0 01.01.02.02.0项目项目 指标指标类类类类类类 云母云母( (质量质量)(%)(%，小于），小于） 1.01.02.02.02.02.0轻物质轻物质( (质量质量)(%)(%，小于），小于） 1.01.01.01.01.01.0有机物（比色法）有机物（比色法） 合格合格合格合格合格合格硫化物及硫酸盐硫化物及硫酸盐(SO(SO3 3质量质量% %）0.50.50.50.50.50.5氯化物氯化物(CL(CL质量质量)(%)(%，小于，小于) ) 0.010.010.020.020.060.06砂中有害物质含量（砂中有害物质含量（GB/T 14684GB/

14、T 1468420012001） 结论结论砂中有害物含量过多时，应进行清洗或过筛，砂中有害物含量过多时，应进行清洗或过筛，符合要求后方可使用符合要求后方可使用。2.2.有害物质含量有害物质含量2007.5.153.3.砂的粗细程度及颗粒级配砂的粗细程度及颗粒级配（1 1）颗粒级配）颗粒级配定义：定义：讨论与分析讨论与分析是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。结论结论颗粒级配颗粒级配不良不良，空隙率较大，则需较，空隙率较大，则需较多多的的水泥浆填充。水泥浆填充。颗粒级配颗粒级配良好良好，空隙率较小，需较，空隙率较小，需较少少的水的水泥浆填充。泥浆填充。3.3.砂的粗

15、细程度及颗粒级配砂的粗细程度及颗粒级配（1 1）颗粒级配）颗粒级配（2 2）粗细程度）粗细程度定义：定义：讨论与分析讨论与分析是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的平均粗是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的平均粗细程度。细程度。3.3.砂的粗细程度及颗粒级配砂的粗细程度及颗粒级配结论结论在砂用量相同的条件下，粗颗粒表面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。泥浆多少就会有所差别。（2 2）粗细程度）粗细程度3.3.砂的粗细程度及颗粒级配砂的粗细程度及颗粒级配3.3.砂的粗细程度及颗粒级配砂的粗细程度及颗粒级配综上所

16、述：综上所述：在拌制混凝土时，砂的在拌制混凝土时，砂的粗细程度粗细程度和和颗粒级配颗粒级配应同时考虑的问题。当砂中含有较多的粗应同时考虑的问题。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。用量少，而且可提高混凝土的密实度与强度。第五章混凝土第五章混凝土0.15mm0.30mm0.60mm1.18mm2.36mm4.75mm（3 3）筛分析试验筛分析试验评定砂的颗粒级配和粗细程度评定砂的颗粒级配和粗细程度v主

17、要仪器：主要仪器： 标准套筛、标准套筛、 标准振筛机、标准振筛机、 天平。天平。3.3.砂的粗细程度及颗粒级配砂的粗细程度及颗粒级配 试验步骤：试验步骤：（3 3）筛分析试验）筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配评定砂的粗细程度和颗粒级配称取称取500g干砂，放于最上一只筛子。干砂，放于最上一只筛子。将套筛装于摇筛机上，筛析将套筛装于摇筛机上，筛析10min。取下套筛，逐个进行取下套筛，逐个进行手筛手筛。称取各筛的筛余量称取各筛的筛余量，进行计算。，进行计算。0.150mm0.30mm0.60mm1.18mm2.36mm4.75mm各筛筛余量各筛筛余量m mi i (g)(g)分计筛余百分率分

18、计筛余百分率累计筛余百分率累计筛余百分率A Ai i ( () )m m1 1a a1 1A A1 1= = a a1 1m m2 2a a2 2A A2 2 = = A A1 1 +a+a2 2m m3 3a a3 3A A3 3 = = A A2 2 +a+a3 3m m4 4a a4 4A A4 4 = = A A3 3 +a+a4 4m m5 5a a5 5A A5 5 = = A A4 4+a+a5 5m m6 6a a6 6A A6 6 = = A A5 5 +a+a6 6100500maiiv粗细程度的评定：粗细程度的评定：（3 3）筛分析试验）筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级

19、配评定砂的粗细程度和颗粒级配计算计算细度模数细度模数 注意：注意：A Ai i 在计算时不带在计算时不带 。评定标准：评定标准： 细度模数细度模数MxMx 3.73.1 3.02.32.21.6粗砂粗砂 中砂中砂细砂细砂第五章混凝土第五章混凝土v颗粒级配的评定：颗粒级配的评定：方法一：用级配区评定；方法一：用级配区评定；方法二：用级配曲线评定方法二：用级配曲线评定。（3 3）筛分析试验）筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配评定砂的粗细程度和颗粒级配第五章混凝土第五章混凝土筛孔尺寸筛孔尺寸1 1区区2 2区区3 3区区累计筛余百分率（）累计筛余百分率（）9.50mm0004.75mm100100

20、1002.36mm3552501501.18mm65355010250600m857170414016300m958092708555150m100901009010090方法一：用级配区评定方法一：用级配区评定建筑用砂的颗粒级配建筑用砂的颗粒级配(GB/T 14684(GB/T 146842001)2001) 注意：注意：1 1）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除4.75mm4.75mm和和600600m m筛档外，筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于可以略有超出，但超出总量应小于5 5。2 2） 1 1区人工砂中区人工砂中150150m m筛孔

21、的累计筛余可以放宽到筛孔的累计筛余可以放宽到1001008585，2 2区人工砂中区人工砂中150150m m筛孔的累计筛余可以放宽到筛孔的累计筛余可以放宽到1001008080，3 3区人工砂中区人工砂中150150m m筛孔的累计筛余可以放宽到筛孔的累计筛余可以放宽到1001007575。评定标准：评定标准：当砂的累计筛当砂的累计筛余均处于表中余均处于表中的任何一个级的任何一个级配区中，则颗配区中，则颗粒级配合格，粒级配合格，否则级配不合否则级配不合格。格。第五章混凝土第五章混凝土例题：某砂的累计筛余百分率见下表，试评定砂的颗粒级配。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

22、孔尺寸筛孔尺寸4.75mm4.75mm2.36mm2.36mm1.18mm1.18mm600m600m300m300m150m150m累计筛余累计筛余（）（）5.55.513.913.923.323.361.661.682.182.198.598.5筛孔尺寸筛孔尺寸1 1区区2 2区区3 3区区累计筛余百分率（）累计筛余百分率（）9.50mm9.50mm0004.75mm4.75mm1001001002.36mm2.36mm3552501501.18mm1.18mm65355010250600m600m857170414016300m300m958092708555150m150m100901

23、009010090第五章混凝土第五章混凝土筛孔尺寸筛孔尺寸1 1区区2 2区区3 3区区累计筛余百分率（）累计筛余百分率（）9.50mm0004.75mm1001001002.36mm3552501501.18mm65355010250600m857170414016300m958092708555150m100901009010090级配曲线级配曲线筛孔尺寸（筛孔尺寸（mmmm）累计筛余百分率累计筛余百分率 0.30 0.60 1.18 2.36 4.75 9.500.15806040200100方方法法二二用用级级配配曲曲线线评评定定第五章混凝土第五章混凝土筛孔尺寸筛孔尺寸1 1区区2 2

24、区区3 3区区累计筛余百分率（）累计筛余百分率（）9.50mm9.50mm0004.75mm4.75mm1001001002.36mm2.36mm3552501501.18mm1.18mm65355010250600m600m857170414016300m300m958092708555150m150m100901009010090级配曲线级配曲线筛孔尺寸（筛孔尺寸（mmmm）累计筛余百分率累计筛余百分率(%)(%) 0.30 0.60 1.18 2.36 4.75 9.500.15806040200100级配曲线级配曲线筛孔尺寸（筛孔尺寸（mmmm）累计筛余百分率累计筛余百分率 0.30

25、0.60 1.18 2.36 4.75 9.500.15806040200100例题：某砂的累计筛余百分率见下表，试评定砂的颗粒级配。例题：某砂的累计筛余百分率见下表，试评定砂的颗粒级配。筛孔尺寸筛孔尺寸4.75mm4.75mm2.36mm2.36mm1.18mm1.18mm600m600m300m300m150m150m累计筛余累计筛余5.55.513.913.923.323.361.661.682.182.198.598.5坚固性指标坚固性指标(GB/T 14684(GB/T 146842001) 2001) 项目项目 指标指标类类类类类类 质量损失（质量损失（% %，小于），小于） 8

26、88 810104.4.砂的坚固性砂的坚固性天然砂的坚固性是将试样在天然砂的坚固性是将试样在饱和硫酸钠溶饱和硫酸钠溶(Na(Na2 2SOSO4 4) )液经液经5 5次浸渍后，检验其质量损失，以此判定砂的坚固性。次浸渍后，检验其质量损失，以此判定砂的坚固性。 （1 1）天然砂）天然砂4.4.砂的坚固性砂的坚固性（2 2）人工砂）人工砂人工砂采用人工砂采用压碎指标试验法压碎指标试验法进行检测。进行检测。各粒级试样质量损失百分率各粒级试样质量损失百分率P Pi i式中：式中：P Pi i各粒级试样质量损失百分率各粒级试样质量损失百分率(%)(%)； G G1 1各粒级试样试验前的质量各粒级试样试

27、验前的质量(g)(g)； G G2 2各粒级试样试验后的筛余量各粒级试样试验后的筛余量(g)(g)。%100121GGGPi第五章混凝土第五章混凝土压碎指标压碎指标(GB/T 14684(GB/T 146842001) 2001) 项目项目 指标指标类类类类类类 单级最大压碎指标单级最大压碎指标(%(%，小于，小于) ) 202025253030（2 2）人工砂）人工砂4.4.碱活性骨料反应碱活性骨料反应当水泥或混凝土中含有较多的强碱当水泥或混凝土中含有较多的强碱(Na(Na2 2O O、K K2 2O)O)物质时，可能与物质时，可能与含有活性含有活性SiOSiO2 2的骨料反应，的骨料反应，

28、这种反应称为这种反应称为碱活性骨料反应碱活性骨料反应。（1 1）定义定义（2 2）结果结果导致混凝土内部产生导致混凝土内部产生局部体积膨胀局部体积膨胀，甚至使，甚至使混凝土结构混凝土结构产生膨胀性破坏产生膨胀性破坏。（3 3）措施措施 控制水泥或混凝土中的碱含量，控制水泥或混凝土中的碱含量，参入参入1 1、抑制抑制碱骨料反应的活性材料碱骨料反应的活性材料，2 2、隔绝水和空气隔绝水和空气。碱骨料反应碱骨料反应有害物有害物含量含量 泥、泥块、泥、泥块、石粉石粉 颗粒级配、颗粒级配、粗细程度粗细程度细骨料细骨料小结小结( (一一) )定义定义: : 粒径在粒径在4.75mm4.75mm的岩石颗粒。

29、粗骨料常的岩石颗粒。粗骨料常用用碎石碎石和和卵石卵石两种。两种。三、粗骨料三、粗骨料三、粗骨料三、粗骨料粗骨料粗骨料碎石碎石卵石卵石河卵石河卵石海卵石海卵石山卵石山卵石卵石、碎石按技术要求分为卵石、碎石按技术要求分为、类类。类类宜用于强度等级大于宜用于强度等级大于C60C60的混凝土；的混凝土；类类宜用于强度等级宜用于强度等级C30C30C60C60及抗冻、抗渗及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；或其他要求的混凝土；类类宜用于强度等级小于宜用于强度等级小于C30C30混凝土。混凝土。 第五章混凝土第五章混凝土( (二二) )技术要求技术要求 石子技术性能石子技术性能含泥量、泥块含量、有害物含量含泥

30、量、泥块含量、有害物含量颗粒形状及表面特征颗粒形状及表面特征坚固性坚固性强度强度碱的含量碱的含量最大粒径及颗粒级配最大粒径及颗粒级配1.1.含泥量、泥块含量及有害物含量含泥量、泥块含量及有害物含量 含泥量是指粒径小于含泥量是指粒径小于0.075m0.075mm m的颗粒含量；的颗粒含量； 泥块含量是指粒径大于泥块含量是指粒径大于4.75mm4.75mm，经水洗、手捏，经水洗、手捏后小于后小于2.36mm2.36mm的颗粒含量。的颗粒含量。 有害物含量指有机物、硫化物、硫酸盐等，且有害物含量指有机物、硫化物、硫酸盐等，且不得混有草根、树叶等杂物。不得混有草根、树叶等杂物。道理同道理同砂子砂子2.

31、2.强度强度强度指标强度指标岩石立方体强度岩石立方体强度压碎指标值压碎指标值碎石碎石卵石、碎石卵石、碎石（1 1）岩石立方体抗压强度）岩石立方体抗压强度 岩石抗压强度是将母岩制成棱长岩石抗压强度是将母岩制成棱长50mm50mm的的正方体，或直径与高同为正方体，或直径与高同为50mm50mm的圆柱体，的圆柱体，在水饱和状态下测定其极限抗压强度值。在水饱和状态下测定其极限抗压强度值。（2 2）压碎指标值）压碎指标值 式中：式中：Q Qc c压碎指标值压碎指标值 ； G G1 1试样的质量试样的质量 ，g g； G G2 2压碎后的筛余量，压碎后的筛余量，g g。孔径。孔径2.36mm2.36mm的

32、筛，的筛，筛除被压碎的细粒筛除被压碎的细粒%100121cGGGQ 项项 目目指指 标标类类类类类类碎石压碎指标（碎石压碎指标（% %）101020203030卵石压碎指标（卵石压碎指标（% %）121216161616碎石、卵石的压碎指标碎石、卵石的压碎指标3.3.颗粒形状及表面特征颗粒形状及表面特征颗粒形状以颗粒形状以三维长度相等三维长度相等（接近立方体（接近立方体或球形）为好。或球形）为好。 针状颗粒针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径粒级的平均粒径2.42.4倍者；倍者；片状颗粒片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径是指颗粒厚度小于平均粒径0.40.4倍

33、者。倍者。针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。强度降低。（1 1）颗粒形状）颗粒形状v 针片状颗粒针片状颗粒易折断易折断，且会增大骨料的空，且会增大骨料的空隙率和总表面积，使混凝土拌合物的和易性、隙率和总表面积，使混凝土拌合物的和易性、强度、耐久性降低。强度、耐久性降低。针片状颗粒含量针片状颗粒含量(GB/T 14685(GB/T 146852001) 2001) 项目项目 指标指标类类类类类类 针、片状颗粒针、片状颗粒( (按质量按质量)(%)(%，小于，小于) ) 5 51

34、5152525（2 2）表面特征）表面特征碎石碎石表面粗糙且多棱表面粗糙且多棱角，与水泥浆粘结力角，与水泥浆粘结力强；强；卵石卵石表面光滑少棱角，表面光滑少棱角，与水泥浆粘结能力差。与水泥浆粘结能力差。4.4.粗骨料的粗骨料的最大粒径最大粒径与与颗粒级配颗粒级配为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。的颗粒级配。粗骨料的颗粒级配有连续粒级与单粒级两粗骨料的颗粒级配有连续粒级与单粒级两种。种。连续级配连续级配是石子由小到大连续分级，且是石子由小到大连续分级，且相邻粒径比值小于相

35、邻粒径比值小于2；单粒级单粒级是从是从1/2最大粒径到最大粒径，粒最大粒径到最大粒径，粒径大小差别小，一般不单独使用。径大小差别小，一般不单独使用。（1 1）颗粒级配）颗粒级配 粗骨料的颗粒级配粗骨料的颗粒级配方孔筛，方孔筛，mmmm2.362.364.754.759.509.5016.016.019.019.026.526.531.531.537.537.553.53.63.063.075.75.9090连连续续粒粒级级5 51010959510010080801001000 015150 05 5161695951001008585100100303060600 010100 05 520

36、2095951001009090100100404080800 010100 05 5252595951001009090100100303070700 05 50 05 531.531.59595100100909010010070709090151545450 05 50 05 54040959510010070709090303065650 05 50 0单单数数粒粒级级10102020959510010085851001000 015150 0161631.531.5959510010085851001000 010100 020204040959510010080801001000

37、010100 031.531.5636395951001007575100100454575750 010100 04040808095951001007070100100303060600 010100 0（2 2）最大粒径）最大粒径v粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒级的粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒级的最大粒径。最大粒径。v 从结构上考虑从结构上考虑 DM 1/4b 3/4L 1/3H 40mmb b为结构截面最小尺寸为结构截面最小尺寸L L为为钢筋最小净间距；钢筋最小净间距；H H为实心板厚；为实心板厚；v从施工上考虑从施工上考虑DM/D 1 2.5 1 3 1 3 1：4

38、 1：4 1：5当最大粒径小于当最大粒径小于80mm80mm时，水泥用量随最大粒径减小而增时，水泥用量随最大粒径减小而增加，当大于加，当大于150mm150mm后，节约水泥的效果却不明显。后，节约水泥的效果却不明显。卵石卵石碎石碎石高层建筑高层建筑超高层建筑超高层建筑v从经济上考虑从经济上考虑在设计混凝土配合比时，一般以干燥骨料为基准，在设计混凝土配合比时，一般以干燥骨料为基准，而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。四、骨料的含水率四、骨料的含水率【工程实例工程实例】 某中学一栋教学楼，在结构完工，进行屋面施工时，屋面某中学一栋教学楼，在结构完工，

39、进行屋面施工时，屋面局部倒塌。经审查设计，未发现任何问题。对施工方面审查发局部倒塌。经审查设计，未发现任何问题。对施工方面审查发现：现：所设计为所设计为C20C20的混凝土，施工时未留试块，事后鉴定其强的混凝土，施工时未留试块，事后鉴定其强度仅度仅C7.5C7.5左右，在断口处可清楚看出砂石未洗净，骨料中混有左右，在断口处可清楚看出砂石未洗净，骨料中混有鸽蛋大小的粘土块粒和树叶等杂质。此外梁主筋偏于一侧，梁鸽蛋大小的粘土块粒和树叶等杂质。此外梁主筋偏于一侧，梁的受拉区的受拉区1/31/3宽度内几乎无钢筋。宽度内几乎无钢筋。集料的杂质对混凝土强度有重大的影响，必须严格控制杂质含集料的杂质对混凝土

40、强度有重大的影响，必须严格控制杂质含量。树叶等杂质固然会影响混凝土的强度，而泥黏附在骨料的量。树叶等杂质固然会影响混凝土的强度，而泥黏附在骨料的表面，表面，防碍水泥石与骨料的黏结，降低混凝土强度，还会增加防碍水泥石与骨料的黏结，降低混凝土强度，还会增加拌和水量，加大混凝土的干缩，降低抗渗性和抗冻性拌和水量，加大混凝土的干缩，降低抗渗性和抗冻性。泥块对。泥块对混凝土性质的影响严重。混凝土性质的影响严重。分析： 按来源：饮用水、地表水、地下水、海水以及按来源：饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理或处置后的工业废水。经适当处理或处置后的工业废水。 海水不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土，海水

41、不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土，可拌制素混凝土，但不得用于拌制有饰面要求的可拌制素混凝土，但不得用于拌制有饰面要求的混凝土混凝土 饮用水和清洁的天然水可用饮用水和清洁的天然水可用 工业废水处理后可用工业废水处理后可用五、水五、水【工程实例工程实例】 某糖厂建宿舍，以自来水拌制混凝土，浇注后用某糖厂建宿舍，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。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。验无质量问题，请分析此异常现象的原因。由于养护水淋

42、于曾装食糖的麻袋，养护水已成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，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。故使混凝土凝结异常。分析：分析：例4-4- 某干砂500g500g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 尺筛 孔 尺寸 （寸 （mm） 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 筛余量筛余量() 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：筛孔尺寸(mm)分计筛余量（g）分计筛余（）累计筛余（）4.755a1=5/500=1A1=a1=12

43、.36100a2=100/500=20A2=A1+ a2=211.18150a3=150/500=30A3=A2+ a3=510.60145a4=145/500=29A4=A3+ a4=800.3080a5=80/500=16A5=A4+ a5=960.1520a6=20/500=4A6=A5+ a6=100计算细度模数： 11654321005AAAAAAAMx）（ 43. 31100510096805121）（ 根据细度模数，该砂属粗砂。 在级配区内画出该砂的筛分曲线，见图 4-1。该曲线落在 区（粗砂区）内，说明该砂为粗砂，级配合格。 注 x在 3.73.1 为粗砂， x在 3.02.3

44、 为中砂， x在 2.21.6为细砂，x在 1.50.7 为特细砂。 1、定义、定义混凝土外加剂，是一种在混凝土混凝土外加剂，是一种在混凝土搅拌之前搅拌之前或拌或拌制过程中制过程中加入的、用以加入的、用以改善新拌混凝土或硬化改善新拌混凝土或硬化混凝土性能混凝土性能的材料的材料 。除特殊情况外，掺量一般。除特殊情况外，掺量一般不超过不超过水泥用量的水泥用量的5。外加剂的掺量虽小，但其技术经济效果却显著，外加剂的掺量虽小，但其技术经济效果却显著，因此，外加剂已成为混凝土的重要组成部分，因此，外加剂已成为混凝土的重要组成部分，被称为被称为第五元素第五元素，获得愈来愈广泛的应用。，获得愈来愈广泛的应用

45、。 混凝土的外加剂混凝土的外加剂 2、意义、意义外加剂的使用是混凝土技术的重大突破。随着外加剂的使用是混凝土技术的重大突破。随着混凝土工程技术的发展，对混凝土性能提出了混凝土工程技术的发展，对混凝土性能提出了许多新的要求。如：许多新的要求。如：泵送泵送混凝土要求高的混凝土要求高的流动性流动性；冬季施工冬季施工要求高的早期强度；要求高的早期强度；高层建筑高层建筑要求高强、高耐久性。要求高强、高耐久性。 外加剂的分类外加剂的分类 混凝土外加剂种类繁多，根据混凝土外加剂种类繁多，根据混凝土外加混凝土外加剂的定义、分类、命名与术语剂的定义、分类、命名与术语(GB 8075-2005)的规定，混凝土外加

46、剂按其主要功能分为四的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：类： 1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。 包括各种减水剂、泵送剂等。包括各种减水剂、泵送剂等。 2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 3)改善混凝土耐久性的外加剂。改善混凝土耐久性的外加剂。 包括引气剂、防水剂和阻锈剂、减缩剂等。包括引气剂、防水剂和阻锈剂、减缩剂等。4)改善混凝土其他性能的外加剂。改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。膨

47、胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。目前，在工程中常用的外加剂主要有目前，在工程中常用的外加剂主要有 减水剂减水剂 引气剂引气剂 早强剂早强剂 缓凝剂缓凝剂 防冻剂等。防冻剂等。 第五章混凝土第五章混凝土一、减水剂一、减水剂 定义：定义：减水剂是指在保持混凝土稠度不变的条减水剂是指在保持混凝土稠度不变的条件下，具有减水增强作用的外加剂。件下，具有减水增强作用的外加剂。 1减水剂的作用原理减水剂的作用原理 常用减水剂均属表面活性物质，其分子是由常用减水剂均属表面活性物质，其分子是由亲亲水基团水基团和和憎水基团憎水基团两个部分组成，见下图。两个部分组成，见下图。 表面活性剂分子结构模型表面活性

48、剂分子结构模型 水泥浆的絮凝结构和减水剂作用示意图水泥浆的絮凝结构和减水剂作用示意图当水泥加水拌合后，由于水当水泥加水拌合后，由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用，泥颗粒间分子凝聚力的作用，使水泥浆形成絮凝结构使水泥浆形成絮凝结构由于减水剂的表面活性作用，致使由于减水剂的表面活性作用，致使憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同的电荷，在电斥力作表面带有相同的电荷，在电斥力作用下，水泥颗粒互相分开用下，水泥颗粒互相分开当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，在当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，在水泥颗粒表面形成

49、一层稳定的溶剂化水膜水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜层，它阻止了水泥颗粒间的直接接触，并层，它阻止了水泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用，也改善了混凝土拌在颗粒间起润滑作用，也改善了混凝土拌合物的和易性。此外，由于水泥颗粒被有合物的和易性。此外，由于水泥颗粒被有效分散，颗粒表面被水分充分润湿，增大效分散，颗粒表面被水分充分润湿，增大了水泥颗粒的水化面积，使水化比较充分，了水泥颗粒的水化面积，使水化比较充分，从而提高了混凝土的强度。从而提高了混凝土的强度。可见，减水剂作可见，减水剂作用原理可用原理可由吸由吸咐咐分散作用分散作用、润滑作用润滑作用、湿润湿润作用作用三部分组成三部分组成2减

50、水剂的技术经济效果减水剂的技术经济效果 根据使用目的不同，在混凝土中加入减水根据使用目的不同，在混凝土中加入减水后，一般可取得以下效果：后，一般可取得以下效果： (1)增加流动性增加流动性 在用水量及水泥用量不变时，混在用水量及水泥用量不变时，混凝土坍落度可增大凝土坍落度可增大100100200mm200mm，明显提高混凝土，明显提高混凝土流动性，且不影响混凝土的强度。泵送混凝土或流动性，且不影响混凝土的强度。泵送混凝土或其他大流动性混凝土均需掺入高效减水剂。其他大流动性混凝土均需掺入高效减水剂。 (2)提高混凝土强度提高混凝土强度 在保持流动性及水泥用量不在保持流动性及水泥用量不变的条件下，

51、可变的条件下，可减少拌合水量减少拌合水量10101515，从而，从而降低了水灰比降低了水灰比，使混凝土强度提高，使混凝土强度提高15152020。特别是早期强度提高更为显著。掺入高效减水剂特别是早期强度提高更为显著。掺入高效减水剂是制备早强、高强、高性能混凝土的技术措施之是制备早强、高强、高性能混凝土的技术措施之一。一。(3) 节约水泥节约水泥 在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在减少拌合水量的同时，相应减少水泥用量，即在减少拌合水量的同时，相应减少水泥用量，即在保持混凝土强度不变时，可保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量节约水泥用量10101515

52、，且有利于降低工程成本。，且有利于降低工程成本。 (4) 改善混凝土的耐久性改善混凝土的耐久性 由于减水剂的掺入，显著地改善了混凝土的孔结由于减水剂的掺入，显著地改善了混凝土的孔结构，使混凝土的密实度提高，透水性降低，从而构，使混凝土的密实度提高，透水性降低，从而可提高抗渗、抗冻、抗化学腐蚀及防锈蚀等能力。可提高抗渗、抗冻、抗化学腐蚀及防锈蚀等能力。 此外，掺用减水剂后，还可以延缓混凝土拌合物此外，掺用减水剂后，还可以延缓混凝土拌合物的凝结时间，的凝结时间，减慢水泥水化放热速度，防止因内减慢水泥水化放热速度，防止因内外温差而引起的裂缝外温差而引起的裂缝。 二、早强剂二、早强剂 定义：定义：早强

53、剂，是加速混凝土早强剂，是加速混凝土早期强度早期强度发展，并对后发展，并对后期强度无显著影响的外加剂。期强度无显著影响的外加剂。作用：作用：早强剂能加速水泥的水化和硬化，缩短养护期，早强剂能加速水泥的水化和硬化，缩短养护期，从而达到从而达到尽早拆模、提高模板周转率，加快施尽早拆模、提高模板周转率，加快施工速度工速度的目的。早强剂可以在常温、低温和负的目的。早强剂可以在常温、低温和负温温(不低于一不低于一5C)条件下加速混凝土的硬化过条件下加速混凝土的硬化过程，多用于程，多用于冬季施工冬季施工和和抢修工程抢修工程。分类：分类：早强剂主要有无机盐类早强剂主要有无机盐类(氯盐类、硫酸盐类氯盐类、硫酸

54、盐类)和和有机类及有机有机类及有机-无机的复合物三大类。无机的复合物三大类。 类别类别机理机理副作用副作用注意事项注意事项氯盐氯盐与Ca(OH)2反应生成氧氯化钙析晶,降低碱度,使C3S水化反应易于进行。氯盐锈蚀钢筋,应加阻锈剂； 后强降低,干缩.徐变增大,抗硫酸盐性变差。在钢筋混凝土中,掺量不得超过水泥重量的1%,必须振捣密实,不宜蒸养硫酸硫酸盐盐与Ca(OH)2，生成不溶于水的固化物，增加了固相,并促进C3S.C2S的反应增加了NaOH,若骨料中有活性骨料,出现碱骨料破坏严禁使用于含活性骨料得当砼； 使用于不允许掺用氯盐的砼三、引气剂三、引气剂 搅拌混凝土时，能引入大量均匀、稳定而封闭的搅

55、拌混凝土时，能引入大量均匀、稳定而封闭的微微小气泡；小气泡； 能改善拌合物的能改善拌合物的和易性和易性，减少沉降泌水及分层离析现象；，减少沉降泌水及分层离析现象；封闭微小气泡封闭毛细管渗水通道，使砼封闭微小气泡封闭毛细管渗水通道，使砼抗渗性提高抗渗性提高；封闭小泡有较大的弹性变形能力，对由水结冰所产生的膨胀封闭小泡有较大的弹性变形能力，对由水结冰所产生的膨胀应力有一定的缓冲作用，使砼的应力有一定的缓冲作用，使砼的抗冻性提高抗冻性提高。由于大量气泡的存在，减少砼有效受力面积，使由于大量气泡的存在，减少砼有效受力面积，使砼强度降低砼强度降低。一般用于水灰比较大，要求强度不高的砼，如：水利工程。一般

56、用于水灰比较大，要求强度不高的砼，如：水利工程。不适宜用于不适宜用于蒸养混凝土蒸养混凝土及及预应力混凝土预应力混凝土。主要产品：松香热聚物主要产品：松香热聚物、松脂皂松脂皂和和烷基磺酸盐烷基磺酸盐等；等； 四、缓凝剂四、缓凝剂 1、定义：、定义：缓凝剂，是指能缓凝剂，是指能延缓混凝土凝结时间延缓混凝土凝结时间，并对混，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。2、分类：、分类：缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜；木质素磺缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜；木质素磺酸盐类，如木钙、木钠；羟基羧酸及其盐类，酸盐类，如木钙、木钠；羟基羧酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸；无机盐

57、类，如锌盐、硼酸如柠檬酸、酒石酸；无机盐类，如锌盐、硼酸盐等。常用的缓凝剂是盐等。常用的缓凝剂是木钙木钙和和糖蜜糖蜜，其中糖蜜，其中糖蜜的缓凝效果最好。的缓凝效果最好。 3 3、缓凝剂的作用原理、缓凝剂的作用原理 缓凝剂的作用原理十分复杂，至今尚没有一缓凝剂的作用原理十分复杂，至今尚没有一个比较完满的分析理论。常有以下几种解释：个比较完满的分析理论。常有以下几种解释： 吸附理论吸附理论认为缓凝剂被吸附在未水化水泥颗粒认为缓凝剂被吸附在未水化水泥颗粒表面上，这是通过离子键、氢键或偶极间作用，表面上，这是通过离子键、氢键或偶极间作用，由于屏蔽而防止水分子靠近，阻碍了水化反应。由于屏蔽而防止水分子靠

58、近，阻碍了水化反应。 沉淀理论沉淀理论认为是缓凝剂与水泥中某些组分生成认为是缓凝剂与水泥中某些组分生成了不溶性物质，它包围了水泥颗粒从而阻碍了了不溶性物质，它包围了水泥颗粒从而阻碍了水化反应进行。水化反应进行。 又有的理论又有的理论认为是认为是Ca(OH)Ca(OH)2 2晶核上吸附了缓凝剂，晶核上吸附了缓凝剂，妨碍了它的进一步生成、长大，这须使溶相中妨碍了它的进一步生成、长大，这须使溶相中达到一定过饱和以后，达到一定过饱和以后，Ca(OH)Ca(OH)2 2才能继续生长。才能继续生长。由于由于Ca(0H)Ca(0H)2 2 不能及时析出就妨碍了硅酸盐相的不能及时析出就妨碍了硅酸盐相的进一步水化进一步水化。 作用：作用：缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用，对钢筋也无锈蚀作用。和增强作用，对钢筋也无锈蚀作用。应用：应用：主要适用于主要适用于大体积混凝土大体积混凝土和和炎热气候下炎热气候下施工的混凝土，泵送混凝土及滑模施工的混凝施工的混凝土，泵送混凝土及滑模施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。注意：注意：缓凝剂缓凝剂不宜用于不宜用于日最低气温日最低气温5C以下施以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早