土木工程材料與實訓（第三版）課件 8-項目五：1、普通混凝土的組成材料

《土木工程材料與實訓》配套課件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTrainingCONTENTS課程目錄04項目三：氣硬性膠凝材料03項目二：天然石材02項目一：建筑材料的基本性質(zhì)01緒論08項目七：鋼材07項目六：砂漿06項目五：混凝土05項目四：水泥10實驗1~1009項目八：瀝青CONTENTS目錄04混凝土外加劑03混凝士的技術性202混凝土的技術性101普通混凝土的組成材料06混凝土實驗室配合比05混凝土初步配合比設計項目五：混凝土混凝土的定義：砼:由膠凝材料、水、粗細骨料及必要時摻入的化學外加劑、摻合料，按適當比例配合，拌制成拌合物，經(jīng)過膠凝材料凝結(jié)硬化后，形成具有一定強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、石子及必要時摻入的外加劑、摻合料組成，經(jīng)拌制均勻、澆注成型、硬化后形成的人造石材。混凝土（砼）概述CementConcrete正在建設的三峽大壩三峽大壩水力工程CementConcrete葛洲壩水力工程CementConcrete地鐵CementConcrete香港青馬大橋CementConcrete預制混凝土結(jié)

構混凝土分類水泥砼石膏砼水玻璃砼瀝青砼一、按膠凝材料重砼：>2800kg/m3普通砼：2000~2800kg/m3輕砼：<2000kg/m3二、按表觀密度低強度砼<20MPa中強度砼20~60MPa高強度砼≥60MPa超高強度砼≥100MPa三、按強度二、混凝土的特點優(yōu)點：抗壓強度高；耐久、耐火，維護費用低；就地取材，降低成本；拌合物具可塑性良好；與鋼筋結(jié)合良好。缺點：抗拉強度低；變形性能差；導熱系數(shù)大；表觀密度大；硬化較慢。CONTENTS目錄04混凝土外加劑03混凝士的技術性2：強度、耐久性02混凝土的技術性1：和易性01普通混凝土的組成材料06混凝土實驗室配合比05混凝土初步配合比設計項目五：混凝土第一節(jié)普通混凝土的組成材料

普通砼由水泥、砂、石子、水以及必要時摻入的化學外加劑、摻合料組成。水泥+水=水泥漿水泥+水+細骨料=砂漿水泥+水+細骨料+粗骨料=混凝土第一節(jié)普通混凝土的組成材料一、各組成材料的作用

在混凝土硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予混凝土拌合物一定的流動性，便于施工。水泥漿硬化后，起膠結(jié)作用，把砂石骨料膠結(jié)在一起，成為堅硬的人造石材－砼，并產(chǎn)生力學強度。三、水泥

1、水泥品種的選擇在混凝土工程中最常用的水泥有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥(簡稱普通水泥)、礦渣硅酸鹽水泥(又稱礦渣水泥)、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥(又稱火山灰質(zhì)水泥)和粉煤灰硅酸鹽水泥(又稱粉煤灰水泥)等五大水泥品種。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。案例分析

施工隊使用火山灰水泥鋪筑路面。使用兩年后，表面露石，且有微裂縫。

對于水泥混凝土路面，水泥可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和道路硅酸鹽水泥。中等及輕交通的路面，也可以采用礦渣硅酸鹽水泥。三、水泥

2、水泥強度等級的選擇水泥強度等級的選擇，應當與混凝土的設計強度等級相適應。原則上是配制高強度等級的混凝土選用高強度等級水泥，低強度等級的混凝土選用低強度等級水泥，通常以水泥強度等級(MPa)的1.5~2倍為宜，對于高強度混凝土可取0.9~1.5倍。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。工程實例分析

廣西百色某車間單層磚房屋蓋采用預制空心板12m跨現(xiàn)澆鋼筋混凝土大梁，10月開工，使用進場已4個多月并存放潮濕地方的水泥。次年1月4日拆完大梁底模板和支撐，下午房屋全部倒塌。

事故的主因是使用受潮水泥，且采用人工攪拌，無嚴格配合比。致使大梁混凝土在倒塌后用回彈儀測定平均抗壓強度僅5Mpa左右，有些地方竟測不出回彈值。此外振搗不實，配筋不足等問題。四、骨料（砂、石）對骨料要求主要有：有害雜質(zhì)含量少具有良好的顆粒形狀，適宜的顆粒級配和細度；表面粗糙，與水泥粘結(jié)牢固性能穩(wěn)定、堅固耐久等。含泥量很大的骨料（一）細骨料(砂)定義：粒徑在0.16~4.75mm之間的巖石顆粒稱為細骨料。分類：天然砂—是由天然巖石經(jīng)長期風化等自然條件作用而形成的。人工砂—是將天然巖石軋碎而成。其顆粒棱角多，較潔凈，但片狀顆粒及細粉含量較多，且成本較高，一般只在當?shù)厝狈μ烊簧霸磿r才采用人工砂。天然砂：河砂、湖砂、海砂、山砂河砂、湖砂和海砂由于長期受水流的沖刷作用，顆粒表面比較圓滑，比較潔凈，且產(chǎn)源較廣，但海砂中常含有貝殼碎片及可容鹽等有害雜質(zhì)。山砂顆粒多具棱角，表面粗糙，砂中含泥量及有機質(zhì)等有害雜質(zhì)較多。天然砂按其技術要求分為為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類。Ⅰ類用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類用于C30～C60的混凝土；Ⅲ類用于小于C30的混凝土。（一）細骨料(砂)依據(jù)：《建筑用砂》GB/T14684-2011《普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法》(JGJ52－2006)對細骨料的質(zhì)量要求：有害雜質(zhì)含量砂的粗細程度——細度模數(shù)

砂的級配——級配曲線砂的堅固性（一）細骨料(砂)1、有害雜質(zhì)含量砂中有害雜質(zhì)有：泥塊、草根、樹葉、樹枝、塑料、煤渣等雜物。還有云母、硫化物、硫酸鹽、氯鹽和有機質(zhì)等。砂中有害雜質(zhì)含量限值項目質(zhì)量指標≥C30＜C30含泥量（按質(zhì)量計％）≤3.0≤5.0泥塊含量(按質(zhì)量計％)≤1.0≤2.0云母含量(按質(zhì)量計％)≤2.0輕物質(zhì)含量(按質(zhì)量計％)≤1.0硫化物和硫酸鹽含量≤0.5有機物含量(比色法試驗)合格2、砂的粗細程度和顆粒級配1、砂的粗細程度：指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的總體的粗細程度。2、砂子通常分為：粗砂、中砂、細砂和特細砂等幾種。3、砂的顆粒級配定義：是指不同大小顆粒和數(shù)量比例的砂子的組合或搭配情況。在混凝土中，砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充，為達到節(jié)約水泥和提高強度的目的，就應盡量減小砂粒之間的空隙。3、砂的顆粒級配

從圖可看出：同樣粒徑的砂，空隙率最大;兩種粒徑的砂搭配起來，空隙率就減小；三種粒徑的砂搭配，空隙就更小。因此，要減小砂粒間的空隙，就必須有大小不同的顆粒搭配。砂的顆粒級配圖

顆粒級配和粗細程度的定量表示，砂的顆粒級配和粗細程度，常用篩分析的方法進行測定。用級配區(qū)表示砂的級配，用細度模數(shù)表示砂的粗細。3、砂的顆粒級配

稱量余留在各篩上的砂重，并計算出個篩上的分計篩余百分率（各篩上的篩余量占砂樣總重的百分率）a1、a2、a3、a4、a5、a6及累計篩余百分率（各篩和比該篩粗的所有分計篩余百分率之和）A1、A2、A3、A4、A5、A6。篩分析的方法一套孔徑（凈尺寸）為4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm的6個標準篩；將500g干砂試樣由粗到細依次過篩；3、砂的顆粒級配篩孔尺寸（mm）分計篩余（％）累計篩余（％）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累計篩余與分計篩余百分率關系

細度模數(shù)MX愈大，表示砂愈粗，普通混凝土用砂的細度模數(shù)范圍一般為3.7～0.7。

MX在3.1～3.7為粗砂；

MX在2.3～3.0為中砂；

MX在1.6～2.2為細砂；

砂的粗細程度用細度模數(shù)（MX）表示（精確至0.01），其計算公式為：3、砂的顆粒級配CementConcrete孔徑（mm）累計篩余（％）1區(qū)2區(qū)3區(qū)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天然砂的級配區(qū)范圍

普通混凝土用砂的顆粒級配，應處于表中的任何一個級配區(qū)中，才符合級配要求。除4.75mm及0.60mm篩外，允許有部分超出分區(qū)界限，但其總量不應大于5％3、砂的顆粒級配

表篩分曲線圖

通過觀察所計算的砂的篩分曲線是否完全落在三個級配區(qū)的任一區(qū)內(nèi)，即可判定該砂級配的合格性。同時也可根據(jù)篩分曲線偏區(qū)情況大致判斷砂的粗細程度，當篩分曲線偏向右下方時，表示砂較粗，篩分曲線偏向左上方時，表示砂較細。[例題]用500g烘干天然砂進行篩分試驗，其結(jié)果如表5.3所示。試分析該砂的粗細程度與顆粒級配。[解]計算細度模數(shù)Mx評定結(jié)果：將累計篩余百分率與表5.2作對照，或繪出級配曲線，此砂處于2區(qū)，級配良好;細度模數(shù)為2.66，屬中砂。砂的顆粒級配選擇配制混凝土時宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。當采用Ⅰ區(qū)砂時，應適當提高砂率，并保證足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性；當采用Ⅲ區(qū)砂時，宜適當降低砂率，以滿足混凝土強度。3、砂的顆粒級配1.砂的顆粒級配區(qū)與細度模數(shù)的意義相同嗎？為什么？

答：不相同。顆粒級配區(qū)不能區(qū)別砂子的粗細程度的差別。2.細度模數(shù)相同，級配相同嗎？級配相同，細度模數(shù)相同嗎？

答：細度模數(shù)相同，級配不一定相同；但級配相同，細度模數(shù)一定相同。

定義：是指砂在氣候、環(huán)境或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。按標準規(guī)定，用硫酸鈉溶液檢驗，砂樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應符合下表的規(guī)定：CementConcrete混凝土所處環(huán)境條件循環(huán)后的質(zhì)量損失（％）在嚴寒及寒冷地區(qū)室外使用并經(jīng)常處于潮濕或干濕交替狀態(tài)≤8其它條件的混凝土≤10（《普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法》(GB/T14684－2011)）4、砂的堅固性定義：粒徑＞4.75mm的巖石顆粒分類：卵石（礫石）:是由天然巖石經(jīng)自然條件長期作用而形成的,粒徑大于4.75mm的顆粒碎石:是由天然巖石經(jīng)破碎、篩分而成，也可將大卵石軋碎、篩分而得。(二)粗骨料（GB/T14685—2001）

碎石→表面粗糙而且具有吸收水泥槳的孔隙特征，所以它與水泥石的粘結(jié)能力強；

卵石→表面光滑且少棱角，與水泥石的粘結(jié)能力較差，但混凝土拌合物的和易性較好。在相同條件下，碎石混凝土比卵石混凝土強度高10％左右。1、有害雜質(zhì)含量的限值粗骨料中的有害雜質(zhì)：粘土物質(zhì)、石粉（<0.15mm）、硫化物、硫酸鹽、氯化物、有機質(zhì)、針片狀顆粒、云母、風化顆粒、泥巖、活性骨料等。碎石或卵石中有害雜質(zhì)含量限值項目質(zhì)量指標ⅠⅡⅢ含泥量（以重量計，％）＜0.51.01.5硫化物及硫酸鹽含量（以SO3重量計，％）＜0.51.01.0有機質(zhì)含量（用比色法試驗）＜合格合格合格泥塊含量（以質(zhì)量計，％）＜00.50.72、力學性質(zhì)

壓碎指標檢驗：是將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下粒徑10～20mm的石子，裝入一標準圓筒內(nèi)，放在壓力機上在3～5min內(nèi)均勻加荷達200kN，卸荷后稱取試樣重m0，然后用孔徑為2.36mm的篩，篩除被壓碎的細粒，再稱出剩余在篩上的試樣重m1，壓碎指標δa可按下式計算：CementConcrete壓碎指標δa值愈小，表示粗骨料抵抗受壓破壞的能力越強。PP骨料顆粒壓碎強度試驗示意圖4、顆粒級配

粗骨料與細骨料一樣，也要求有良好的顆粒級配，以減少空隙率，增強密實性，從而可以節(jié)