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1、课程主讲人：（本科）第（本科）第5章章 混凝土（第三版）混凝土（第三版）ppt课件课件上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录混混 凝凝 土土上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录本章提要本章提要5.15.1 混凝土概述混凝土概述5.25.2 普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料5.3 5.3 混凝土拌和物的性质混凝土拌和物的性质5.4 5.4 混凝土硬化体的性质混凝土硬化体的性质5.5 5.5 混凝土的质量控制与评定混凝土的质量控制与评定5.6 5.6 普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计5.7 5.7 其他品种的混凝土其他品种的混凝土案例分析案例分析本章小结本章小
2、结上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 简要介绍了混凝土定义、分类和特点，重点介绍了普通混凝土的对原材料的技术要求、混凝土拌和物、硬化体的性能及混凝土配合比设计方法，并扼要介绍了其它新型混凝土。 本章重点 影响混凝土和易性、强度和耐久性的因素；混凝土的配合比设计。 本章难点 混凝土的界面结构上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录5.1.1 混凝土的定义 混凝土是由粗的粒状材混凝土是由粗的粒状材料料(骨料或填充料骨料或填充料)镶嵌于镶嵌于坚硬的基质材料坚硬的基质材料(水泥等水泥等胶结料胶结料)中所组成的复合中所组成的复合材料，基质材料填充于材料，基质材料填充于骨料颗粒间的空
3、隙中，骨料颗粒间的空隙中，并将它们胶结在一起而并将它们胶结在一起而形成人造石材。形成人造石材。图5.1 普通混凝土结构示意图 1石子；2砂子；3水泥浆；4气孔 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录v按表观密度分：按表观密度分：重混凝土重混凝土( ( 0 02600kg/m2600kg/m3 3) )普通混凝土普通混凝土( ( 0 0=1950=19502600kg/m2600kg/m3 3) )轻混凝土轻混凝土( ( 0 01950kg/m1950kg/m3 3) )v按生产和施工方法的不同分为：泵送混凝土泵送混凝土喷射混凝土喷射混凝土碾压混凝土碾压混凝土挤压混凝土挤压混凝土压力灌
4、浆混凝土压力灌浆混凝土预拌混凝土预拌混凝土v按用途不同分为：结构混凝土结构混凝土防水混凝土防水混凝土道路混凝土道路混凝土水工混凝土水工混凝土耐热混凝土耐热混凝土耐酸混凝土耐酸混凝土防射线混凝土防射线混凝土膨胀混凝土膨胀混凝土上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录按所用的胶凝材料的不同分为：水泥沥青石膏水玻璃硅酸盐聚合物混凝土v按抗压强度(fcu)的不同分为：普通混凝土(fcu60MPa)高强混凝土(fcu60 MPa)超高强混凝土(fcu100 MPa)。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录1混凝土的优点(1)组成混凝土的材料来源广泛。 (2)具有较高的抗压强度。(3)具
5、有较高的耐久性。(4)具有十分良好的抗水性和耐火性。 (5)拌合物具有可塑性。(6)与钢筋具有良好的粘结力和相近的热膨胀系数。(7)与钢材等其他材料相比，具有能效高的优点。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录2混凝土的缺点(1)自重大，比强度低，不利于提高有效承载能力，也给施工安装带来一定困难；(2)抗拉强度低、一般只有其抗压强度的1/101/15，抗裂性差，受拉时变形能力小，易开裂；(3)收缩变形大，在受约束状态下易产生各种变形裂缝；(4)需要较长时间的养护，施工周期长、质量波动大。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录(1)(1)混凝土拌和物应具有与施工条件相适应的施
6、混凝土拌和物应具有与施工条件相适应的施工和易性；工和易性；(2)(2)混凝土在规定龄期达到设计要求的强度；混凝土在规定龄期达到设计要求的强度；(3)(3)硬化后的混凝土具有与工程环境条件相适应硬化后的混凝土具有与工程环境条件相适应的耐久性；的耐久性；(4)(4)经济合理，在保证质量的前提下，节约造价；经济合理，在保证质量的前提下，节约造价；(5)(5)大体积混凝土大体积混凝土( (结构物实体最小尺寸结构物实体最小尺寸1m1m的混的混凝土凝土) )，尚需满足低热性要求。，尚需满足低热性要求。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 5.2.1 普通混凝土中各组成材料的作用 5.2.2 混
7、凝土各种组成材料及其技术要求上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 普通混凝土(简称为混凝土)是由水泥、砂、石和水所组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。组成材料的作用 水泥石25左右；砂和石子70以上；孔隙和自由水15%。 混凝土体积构成组成材料 硬化前硬化后水泥+水润滑作用胶结作用砂+石子填充作用骨架作用添加剂改善和易性或孔结构、调节凝结时间等增强、提高耐久性掺和料填充作用，降低水化热胶结作用，改善微结构上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 水泥水泥 细骨料细骨料 粗骨料粗骨料 水水 外加剂外加剂 外掺料外掺料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录(1)水
8、泥的品种选择 配制普通混凝土通用的水泥主要有：硅配制普通混凝土通用的水泥主要有：硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥。必要灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥。必要时也可采用快硬硅酸盐水泥或其他水泥。时也可采用快硬硅酸盐水泥或其他水泥。 水泥品种的选择应根据工程特点、所处水泥品种的选择应根据工程特点、所处环境条件以及设计施工的要求进行，常环境条件以及设计施工的要求进行，常用水泥品种的选择可参照表用水泥品种的选择可参照表4 41111。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录(2)水泥强度等级选择 一般原则是：配制高强度的混凝土，选用
9、强度等级高的水一般原则是：配制高强度的混凝土，选用强度等级高的水泥；配制低强度的混凝土，选用强度等级低的水泥。泥；配制低强度的混凝土，选用强度等级低的水泥。 通常，配制一般混凝土时，水泥强度为混凝土抗压强度的通常，配制一般混凝土时，水泥强度为混凝土抗压强度的1.51.52.02.0倍；配制高强度混凝土时，水泥强度为混凝土抗倍；配制高强度混凝土时，水泥强度为混凝土抗压强度的压强度的0.90.91.51.5倍。倍。配制混凝土的水泥强度偏低，会使水泥用量过大，不经济，而且会影响混凝配制混凝土的水泥强度偏低，会使水泥用量过大，不经济，而且会影响混凝土其他技术性质；配制混凝土的水泥强度偏高，则水泥用量必
10、然偏少，会影土其他技术性质；配制混凝土的水泥强度偏高，则水泥用量必然偏少，会影响混凝土和易性和密实度，导致该混凝土耐久性差。响混凝土和易性和密实度，导致该混凝土耐久性差。随着混凝土强度等级不断提高，以及采用了新的工艺和外加剂，高强度和随着混凝土强度等级不断提高，以及采用了新的工艺和外加剂，高强度和高性能混凝土并不受此比例的约束；而用强度等级高的水泥配制低强度的高性能混凝土并不受此比例的约束；而用强度等级高的水泥配制低强度的混凝土时，可通过掺入一定数量的混合材料来改善其和易性，提高其密实混凝土时，可通过掺入一定数量的混合材料来改善其和易性，提高其密实度。度。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目
11、录回主目录 混凝土细骨料指粒径在混凝土细骨料指粒径在0.150.154.75mm4.75mm的岩石颗粒，又的岩石颗粒，又称为砂。砂按产源分为天然砂与人工砂。称为砂。砂按产源分为天然砂与人工砂。 混凝土中一般使用天然砂，它是由自然风化、水力搬混凝土中一般使用天然砂，它是由自然风化、水力搬运和分选、堆积形成的大小不等、由不同矿物颗粒组运和分选、堆积形成的大小不等、由不同矿物颗粒组成的混合物，包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂四种。成的混合物，包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂四种。当地缺乏合格的天然砂时，也可用坚硬碎石粉碎的人当地缺乏合格的天然砂时，也可用坚硬碎石粉碎的人工砂。工砂。 国家标准国家标准建筑
12、用砂建筑用砂( (GB/T14684-2011 ) )按按技术要求高低把砂分为技术要求高低把砂分为类、类、类和类和类。并建议类。并建议类砂宜用于类砂宜用于C60C60以上的混凝土，以上的混凝土，类砂宜用于类砂宜用于C30C30C60C60混凝土，混凝土，类砂宜用于类砂宜用于C30C30以下混凝土和建筑砂浆。以下混凝土和建筑砂浆。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 砂的颗粒级配指不同粒径砂粒的搭配情况。一般等粒径的砂的颗粒级配指不同粒径砂粒的搭配情况。一般等粒径的砂粒堆积到一起，其空隙率较大；砂粒堆积到一起，其空隙率较大；2 2种粒径的砂搭配起来，种粒径的砂搭配起来，空隙就减小了；
13、当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的空隙就减小了；当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，这样一级一级的填中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，这样一级一级的填充，则可使砂子的空隙率及总表面积均较小，即构成良好充，则可使砂子的空隙率及总表面积均较小，即构成良好的级配。砂的颗粒级配常用级配区表示。的级配。砂的颗粒级配常用级配区表示。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录为了保证混凝土拌和物的和易性，必须有足够的为了保证混凝土拌和物的和易性，必须有足够的水泥浆包裹砂粒表面，并填充砂粒间的空隙。为了水泥浆包裹砂粒表面，并填充砂粒间的空隙。为了达到节约水泥和提高强度
14、的目的，达到节约水泥和提高强度的目的，应尽量减少砂的应尽量减少砂的孔隙率和比表面积。孔隙率和比表面积。空隙率与颗粒级配有关，而砂空隙率与颗粒级配有关，而砂子的比表面积则与其细度有关。砂子的细度是指不子的比表面积则与其细度有关。砂子的细度是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度，通常同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度，通常用细度模数用细度模数Mx表示。表示。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分法进行测定。法进行测定。 筛分法是用一套孔径筛分法是用一套孔径( (净尺寸净尺寸) )为为9.509.50，4.754.
15、75，2.362.36，1.181.18，0.600.60，0.300.30及及0.15mm0.15mm的标准方孔筛，将的标准方孔筛，将500g500g的烘干的烘干砂试样由粗到细依次过筛，然后称余砂试样由粗到细依次过筛，然后称余留在各个筛上的砂的质量。留在各个筛上的砂的质量。 计算出各筛的分计筛余百分率计算出各筛的分计筛余百分率a a1 1、a a2 2、a a3 3、a a4 4、a a5 5和和a a6 6( (各筛上的筛余量占砂样各筛上的筛余量占砂样总量的百分率总量的百分率) )及累计筛余百分率及累计筛余百分率A A1 1，A A2 2，A A3 3，A A4 4，A A5 5和和A A
16、6 6( (筛孔直径大于和等筛孔直径大于和等于该号筛上的分计筛余的总和于该号筛上的分计筛余的总和) )。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录筛孔尺寸筛孔尺寸筛余量筛余量(g)分计筛余百分率分计筛余百分率(%) 累计筛余百分率累计筛余百分率(%)4.75mmm1a1=(m1/500)100% A1=a12.36mmm2a2=(m2/500)100%A2=a1+a21.18mmm3a3=(m3/500)100%A3=a1+a2+a3600m m4a4=(m4/500)100%A4=a1+a2+a3+a4300mm5a5=(m5/500)100%A5=a1+a2+a3+a4+a5150m
17、m6a6=(m6/500)100%A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 细度模数用下列公式计算：细度模数用下列公式计算： 细度模数细度模数Mx愈大，表示砂愈粗。普通混凝土用砂的粗愈大，表示砂愈粗。普通混凝土用砂的粗细程度按细度模数分为粗、中、细细程度按细度模数分为粗、中、细3 3种规格，种规格，Mx在在3.73.73.13.1为粗砂，为粗砂，Mx在在3.03.02.32.3为中砂，为中砂， Mx在在2.22.21.61.6为细砂。为细砂。 应当指出，砂的细度模数不能反映砂的级配优劣，细应当指出，砂的细度模数不能反映砂的级配优劣，细度模数相同的
18、砂，其级配可以很不相同。因此，配制度模数相同的砂，其级配可以很不相同。因此，配制混凝土时，必须同时考虑砂的颗粒级配与细度模数。混凝土时，必须同时考虑砂的颗粒级配与细度模数。2345611()5100 xAAAAAAMA上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录砂的分类天然砂人工砂级配区1区2区3区1区2区3区方孔筛累计筛余（按质量计）/ %4.75mm100 100100100 1001002.36 mm3552501503552501501.18 mm6535501025065355010250600m857170414016857170414016300m95809270855595
19、8092708555150m100901009010090978594809475 思考：C50P10C50P10大体积混凝土制备大体积混凝土制备砂子：细度模数2.3，区，含泥量2.0%，300m筛孔的通过量不应少于15，150m筛孔的通过量不应少于5。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 配制混凝土时宜优先选用配制混凝土时宜优先选用2 2区砂，当采用区砂，当采用1 1区砂时，应区砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土和提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土和易性要求；当采用易性要求；当采用3 3区砂时，宜适当降低
20、砂率，以保区砂时，宜适当降低砂率，以保证混凝土的强度。证混凝土的强度。 在相同质量条件下，细砂的总表面积大，粗砂的总表在相同质量条件下，细砂的总表面积大，粗砂的总表面积小，粗砂比细砂所需的水泥浆量小；但砂子过粗，面积小，粗砂比细砂所需的水泥浆量小；但砂子过粗，拌出的混凝土粘聚性差，易产生分离、泌水现象；砂拌出的混凝土粘聚性差，易产生分离、泌水现象；砂子过细，虽然拌出的混凝土粘聚性好，但流动性小，子过细，虽然拌出的混凝土粘聚性好，但流动性小，为满足流动性要求，势必耗费较多的水泥，混凝土强为满足流动性要求，势必耗费较多的水泥，混凝土强度也较低。因此，混凝土用砂不宜过粗亦不宜过细，度也较低。因此，混
21、凝土用砂不宜过粗亦不宜过细，以中砂为宜。以中砂为宜。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录用用500g500g烘干砂进行筛分析试验，各筛上的筛余量见下烘干砂进行筛分析试验，各筛上的筛余量见下表表5 53 3。试分析此砂样的粗细程度和级配情况。试分析此砂样的粗细程度和级配情况。筛孔尺寸筛孔尺寸/ mm分计筛余分计筛余累计筛余累计筛余/%筛余量筛余量/g百分率百分率/%4.752.361.180.600.300.150.15以下以下2743471911028285.48.69.438.220.416.41.65.414.023.461.682.098.4100表表5-3 500g烘干砂样
22、各筛上筛余量烘干砂样各筛上筛余量 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录解：根据表解：根据表53给定的各筛筛余量，计算出各筛孔的分给定的各筛筛余量，计算出各筛孔的分计筛余百分率及累计筛余百分率，填入表计筛余百分率及累计筛余百分率，填入表53内。内。按式按式5-1计算细度模数：计算细度模数：结果评定：结果评定： 由计算所得由计算所得Mx2.67，在，在2.33.0之间，该砂样为中之间，该砂样为中砂。将表砂。将表53中累计筛余百分率与表中累计筛余百分率与表52或图或图5.3（图中（图中的细实线）的级配范围比较，得出各筛上的累计筛余率的细实线）的级配范围比较，得出各筛上的累计筛余率均在级配
23、均在级配2区范围内，因此，该砂样级配良好。区范围内，因此，该砂样级配良好。2345611()5100 xAAAAAAMA (14.023.461.682.098.4)5 5.42.671005.4 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 含泥量是指天然砂中粒径小于含泥量是指天然砂中粒径小于0.075mm0.075mm的颗粒的含量。的颗粒的含量。石粉含量是指人工砂中粒径小于石粉含量是指人工砂中粒径小于0.075mm0.075mm的颗粒的含的颗粒的含量。泥块含量是指砂中颗粒粒径大于量。泥块含量是指砂中颗粒粒径大于1.18mm1.18mm，经水浸，经水浸洗、手捏后小于洗、手捏后小于0.6m
24、m0.6mm的颗粒的含量。的颗粒的含量。 砂中的泥和石粉颗粒极细，会粘附在砂粒表面，阻碍砂中的泥和石粉颗粒极细，会粘附在砂粒表面，阻碍水泥石与砂子的胶结，降低混凝土的强度及耐久性。水泥石与砂子的胶结，降低混凝土的强度及耐久性。而砂中的泥块在混凝土中会形成薄弱部分，对混凝土而砂中的泥块在混凝土中会形成薄弱部分，对混凝土的质量影响更大。因此，对砂中含泥量、石粉含量和的质量影响更大。因此，对砂中含泥量、石粉含量和泥块含量必须严格限制。天然砂中含泥量、泥块含量泥块含量必须严格限制。天然砂中含泥量、泥块含量要求见表要求见表5 54 4，人工砂中石粉含量和泥块含量要求见，人工砂中石粉含量和泥块含量要求见表
25、表5 55 5。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录天然砂天然砂/人工砂的质量要求人工砂的质量要求表54 天然砂含泥量和泥块含量类别含泥量（按质量计）/%1.03.05.0泥块含量(按质量计) /%0.51.02.0表55 人工砂中石粉含量和泥块含量项目MB值1.40或快速法试验合格MB值0.51.01.4石粉含量(按质量计) / %10.0泥块含量(按质量计) / %01.02.0MB值1.40或快速法试验不合格石粉含量(按质量计) / %1.03.05.0泥块含量(按质量计) / %01.02.0 该指标根据使用地区和用途,经试验验证,可由供需双方协商确定上一内容上一内容下一内
26、容下一内容回主目录回主目录 配制混凝土的细骨料要求不应混有草根、树叶、树枝、配制混凝土的细骨料要求不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂物，以保证混凝土的质量。塑料等杂物，以保证混凝土的质量。 而砂中常含有一些有害杂质，如云母、粘土、淤泥、而砂中常含有一些有害杂质，如云母、粘土、淤泥、粉砂等，粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结，降粉砂等，粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结，降低混凝土强度；同时还增加混凝土的用水量，加大混低混凝土强度；同时还增加混凝土的用水量，加大混凝土的收缩，降低抗冻性和抗渗性。凝土的收缩，降低抗冻性和抗渗性。 一些有机杂质、硫化物及硫酸盐，它们都对水泥有腐一些有机杂质、硫化物及
27、硫酸盐，它们都对水泥有腐蚀作用。蚀作用。 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 粘土结构粘土结构上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录表5-6 砂中有害杂质限量类别云母（按质量计）/ %1.02.0轻物质（按质量计）/ %1.0有机物合格硫化物及硫酸盐（按SO3质量计）/ %0.5氯化物(以氯离子质量计)/%0.010.020.06贝壳(按质量计) /%3.05.08.0该指标仅适用于海砂,其他砂不作要求上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录云母云母上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 由于氯盐对钢筋有腐蚀作用，对于钢筋混凝土用砂，由于氯盐对钢筋有腐
28、蚀作用，对于钢筋混凝土用砂，氯离子含量不应超过氯离子含量不应超过0.06（以干砂质量百分率计）；（以干砂质量百分率计）；对于预应力混凝土用砂，氯离子含量不得大于对于预应力混凝土用砂，氯离子含量不得大于0.02（以干砂质量百分率计）。（以干砂质量百分率计）。钢筋产生锈蚀作用示意图钢筋产生锈蚀作用示意图上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录15重要工程中混凝土使用的砂应进行碱活性检验，重要工程中混凝土使用的砂应进行碱活性检验，经检验判断为有潜在危害时，配制混凝土应经检验判断为有潜在危害时，配制混凝土应使用含碱量小于使用含碱量小于0.6的水泥或的水泥或由供需双方商定。 采用粉煤灰等能抑制碱
29、骨料反应的掺和料。采用粉煤灰等能抑制碱骨料反应的掺和料。 碱碱-集料作用示意图集料作用示意图上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录1)表现密度、堆积密度、空隙率 砂的表观密度、堆积密度、空隙应符合如下规定：砂的表观密度、堆积密度、空隙应符合如下规定： 表观密度大于2500kg/m3； 松散堆积密度0大于1400kg/m3； 空隙率P不大于44。 为了节约水泥，空隙率不应大于40，小于37者可以认为品质优良。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录2)颗粒形状及表面特征 细骨料的颗粒形状及表面特征会影响其与水泥的粘细骨料的颗粒形状及表面特征会影响其与水泥的粘结及混凝土拌和物的流
30、动性。结及混凝土拌和物的流动性。 山砂的颗粒多具有棱角，表面粗糙，与水泥胶结好，山砂的颗粒多具有棱角，表面粗糙，与水泥胶结好，拌制的混凝土强度高，但拌和物的流动性差；河砂、拌制的混凝土强度高，但拌和物的流动性差；河砂、海砂颗粒呈圆形，表面光滑，与水泥胶结差，用来海砂颗粒呈圆形，表面光滑，与水泥胶结差，用来拌制混凝土时强度较低，但拌和物的流动性好。拌制混凝土时强度较低，但拌和物的流动性好。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3)砂的含水状态 砂的含水状态一般有干燥状态、气干状态、饱和面干砂的含水状态一般有干燥状态、气干状态、饱和面干状态和湿润状态等状态和湿润状态等4 4种，如图种，如
31、图5.45.4所示。所示。含水率等于零时称干燥状态干燥状态；含水率与大气湿度相平衡时称气干状态气干状态；当砂子的表面干燥而内部孔隙含水达饱和时称饱饱和面干状态和面干状态；当砂子不仅内部孔隙充满水，而且表面还附有一层表面水时称湿润状态湿润状态。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录砂砂石石上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3)砂的含水状态 在拌制混凝土时，砂的含水状态将影响混凝土的用水在拌制混凝土时，砂的含水状态将影响混凝土的用水量和砂子用量。量和砂子用量。 砂子以饱和面干状态时的含水率（饱和面干吸水率）砂子以饱和面干状态时的含水率（饱和面干吸水率）为基准计算混凝土中各项
32、材料的配合比时，则不会影为基准计算混凝土中各项材料的配合比时，则不会影响混凝土的用水量和砂子用量的准确性。响混凝土的用水量和砂子用量的准确性。 因为饱和面干骨料（包括砂子和石子）既不从混凝土因为饱和面干骨料（包括砂子和石子）既不从混凝土拌和物中吸取水分，也不向混凝土拌和物中释放水分。拌和物中吸取水分，也不向混凝土拌和物中释放水分。 大型水利工程、道路工程常以饱和面干吸水率为基准，大型水利工程、道路工程常以饱和面干吸水率为基准，这样混凝土的用水量和骨料用量的控制比较准确。这样混凝土的用水量和骨料用量的控制比较准确。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3)砂的含水状态 在一般工民建工程
33、中设计混凝土配合比时，常以干燥状态在一般工民建工程中设计混凝土配合比时，常以干燥状态骨料为基准。骨料为基准。 这是因为坚固的骨料其饱和面干吸水率一般不超过这是因为坚固的骨料其饱和面干吸水率一般不超过2 2，而，而且在工程施工中，必须经常测定骨料的含水率，及时调整且在工程施工中，必须经常测定骨料的含水率，及时调整混凝土组成材料实际用量的比例，从而保证混凝土的质量。混凝土组成材料实际用量的比例，从而保证混凝土的质量。 堆积的砂通常处于潮湿状态，保持一定的表面湿度对于防堆积的砂通常处于潮湿状态，保持一定的表面湿度对于防止离析是有好处的。但含水率在某一区间时，砂堆的表观止离析是有好处的。但含水率在某一
34、区间时，砂堆的表观体积增加，表现出明显的湿胀作用。如砂的含水率达体积增加，表现出明显的湿胀作用。如砂的含水率达5%5%8%8%时，砂堆的体积可增加时，砂堆的体积可增加20%20%30%30%或更大，在用体积法计或更大，在用体积法计量混凝土配合比时会带来一定的误差。量混凝土配合比时会带来一定的误差。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录4)砂的坚固性 砂的坚固性是指砂在气候、环境变化或其他物理因素砂的坚固性是指砂在气候、环境变化或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力。作用下抵抗破裂的能力。 按有关标准规定，砂的坚固性用硫酸钠溶液检验，试按有关标准规定，砂的坚固性用硫酸钠溶液检验，试样经样经
35、5 5次循环后其质量损失应符合表次循环后其质量损失应符合表5 57 7的规定。的规定。表57 砂的坚固性指标类别质量损失8%10%规定类、类和类砂的压碎值分别不大于20%、25%和30%。5）机制砂的压碎值上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 普通混凝土常用的粗骨料有卵石和碎石。普通混凝土常用的粗骨料有卵石和碎石。由自然分化、水流搬运和分选、堆积形成由自然分化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径大于的粒径大于4.75mm4.75mm的岩石颗粒称为卵石，的岩石颗粒称为卵石，碎石则是由天然岩石或卵石经机械破碎和碎石则是由天然岩石或卵石经机械破碎和筛分制成的粒径大于筛分制成的粒径大于4.75
36、mm4.75mm的岩石颗粒。的岩石颗粒。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录碎碎 石石卵卵 石石上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录普通骨料普通骨料轻骨料轻骨料重骨料重骨料骨料的分类上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录1)最大粒径(DM) 骨料最大粒径的确定，还受到结构物断面、钢筋疏密骨料最大粒径的确定，还受到结构物断面、钢筋疏密及施工条件的限制。及施工条件的限制。 一般规定一般规定DM不超过钢筋净距的不超过钢筋净距的2/33/4或构件断面最或构件断面最小尺寸的小尺寸的l/4。 对于混凝土实心板，允许采用对于混凝土实心板，允许采用DM为为1/2板厚的骨料板厚
37、的骨料(DM50mm)。 当混凝土搅拌机的容量小于当混凝土搅拌机的容量小于0.8m3时，时，DM不宜超过不宜超过80mm；当使用大容量搅拌机时，也不宜超过；当使用大容量搅拌机时，也不宜超过150mm，否则容易打坏搅拌机叶片。否则容易打坏搅拌机叶片。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录图图5.6 混凝土强度与骨混凝土强度与骨料最大粒级关系料最大粒级关系图图5.5 骨料最大粒径与水泥用量关系曲线骨料最大粒径与水泥用量关系曲线上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录2)颗粒级配 大小石子适当掺配，使粗骨料的空隙率及表面积都比较大小石子适当掺配，使粗骨料的空隙率及表面积都比较小，这
38、样拌制出的混凝土水泥用量少，和易性好，强度小，这样拌制出的混凝土水泥用量少，和易性好，强度高。特别是高强混凝土，石子级配尤为重要。高。特别是高强混凝土，石子级配尤为重要。 石子的级配通过筛分试验来确定，石子的标准筛有孔径石子的级配通过筛分试验来确定，石子的标准筛有孔径为为2.632.63、4.754.75、9.509.50、16.016.0、19.019.0、26.526.5、31.531.5、37.537.5、53.053.0、63.063.0、75.075.0、90.0mm90.0mm的的1212种筛子。种筛子。 分计筛余百分率和累计筛余百分率计算均与砂的计算相分计筛余百分率和累计筛余百分
39、率计算均与砂的计算相同。同。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录2)粗骨料公称粒径分类 粗骨料公称粒径分为连续粒级和单粒级。连续粒级是从粗骨料公称粒径分为连续粒级和单粒级。连续粒级是从最大粒径开始，由大到小各粒级相连，每一粒级均占有最大粒径开始，由大到小各粒级相连，每一粒级均占有适当的比例。配制的混凝土拌和物和易性较好，不容易适当的比例。配制的混凝土拌和物和易性较好，不容易产生离析现象。产生离析现象。 单粒级是将颗粒限定在某一范围内，单独配制的混凝土单粒级是将颗粒限定在某一范围内，单独配制的混凝土拌和物可能会产生离析现象，所以单粒级宜组合成具有拌和物可能会产生离析现象，所以单粒级宜
40、组合成具有所要求级配的连续粒级，也可与连续粒级复合使用，工所要求级配的连续粒级，也可与连续粒级复合使用，工程中不宜利用单一的单粒级配制混凝土。如必须使用，程中不宜利用单一的单粒级配制混凝土。如必须使用，应作经济分析，并通过试验证明不会发生离析和影响混应作经济分析，并通过试验证明不会发生离析和影响混凝土质量的问题。凝土质量的问题。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录2)粗骨料公称粒径分类 在开采或加工石子时，往往无法直接得到理想的连续在开采或加工石子时，往往无法直接得到理想的连续粒级，石子运输、堆放及装卸时也会出现分离现象，粒级，石子运输、堆放及装卸时也会出现分离现象，使石子的级配不
41、均匀和不稳定。使石子的级配不均匀和不稳定。 工程中，通常是将单独堆放的各单粒级石子按照不同工程中，通常是将单独堆放的各单粒级石子按照不同的比例掺配，得到满足规定要求的颗粒级配，从而保的比例掺配，得到满足规定要求的颗粒级配，从而保证粗骨料具有均匀稳定的级配。证粗骨料具有均匀稳定的级配。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 粗骨料的颗粒形状及表面特征同样会影粗骨料的颗粒形状及表面特征同样会影响其与水泥的粘结及混凝土拌和物的流响其与水泥的粘结及混凝土拌和物的流动性。动性。 碎石具有棱角，表面粗糙，与水泥粘结碎石具有棱角，表面粗糙，与水泥粘结
42、较好，而卵石多为圆形，表面光滑，与较好，而卵石多为圆形，表面光滑，与水泥的粘结性较差。水泥的粘结性较差。 在水泥用量和用水量相同的情况下，碎在水泥用量和用水量相同的情况下，碎石拌制的混凝土流动性较差，但强度较石拌制的混凝土流动性较差，但强度较高；而卵石拌制的混凝土则流动性较好，高；而卵石拌制的混凝土则流动性较好，但强度较低。如要求流动性相同，用卵但强度较低。如要求流动性相同，用卵石时用水量可少些，可一定程度地提高石时用水量可少些，可一定程度地提高混凝土强度。混凝土强度。碎石碎石卵石卵石上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 粗骨料的颗粒形状还有针状（颗粒长度大于该颗粒所属粗骨料的颗粒
43、形状还有针状（颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的粒级的平均粒径的2.4倍）和片状（厚度小于平均粒径的倍）和片状（厚度小于平均粒径的0.4倍）之分。倍）之分。 针、片状颗粒影响新拌混凝土的流动性，且易产生断裂针、片状颗粒影响新拌混凝土的流动性，且易产生断裂现象。含量过多，会使硬化混凝土强度降低。现象。含量过多，会使硬化混凝土强度降低。针片状针片状球状球状表59 石子中针片状颗粒含量要求/ %类别针片状颗粒（按质量计）51015上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 粗骨料中常含有一些有害杂质，如粘土、淤泥、细屑、硫酸盐、硫化物和有机杂质，它们的危害作用与在细骨料中的相同。 表表5-
44、10 石子中杂质含量及针片状颗粒含量要求石子中杂质含量及针片状颗粒含量要求类别含泥量（按质量计）0.51.01.5泥块含量（按质量计）00.20.5硫化物及硫酸盐（按SO3质量计）0.51.01.0有机物含量合格合格合格上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录含泥量很大的骨料含泥量很大的骨料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 当粗骨料中夹杂着活性氧化硅时，如果混凝土中所用当粗骨料中夹杂着活性氧化硅时，如果混凝土中所用的水泥又含有较多的碱，就可能发生碱骨料破坏。的水泥又含有较多的碱，就可能发生碱骨料破坏。 这是因为水泥中碱性氧化物水解后形成的氢氧化钠和这是因为水泥中碱性氧化
45、物水解后形成的氢氧化钠和氢氧化钾与骨料中的活性氧化硅起化学反应，结果在氢氧化钾与骨料中的活性氧化硅起化学反应，结果在骨料表面生成了复杂的碱骨料表面生成了复杂的碱硅酸凝胶，生成的凝胶是硅酸凝胶，生成的凝胶是无限膨胀性的无限膨胀性的( (指不断吸水后体积可以不断膨胀指不断吸水后体积可以不断膨胀) )。 由于凝胶为水泥石所包围，故当凝胶吸水不断膨胀时，由于凝胶为水泥石所包围，故当凝胶吸水不断膨胀时，会把水泥石胀裂。会把水泥石胀裂。 这种碱性氧化物和活性氧化硅之间的化学作用通常称这种碱性氧化物和活性氧化硅之间的化学作用通常称为碱骨料反应。为碱骨料反应。 重要工程的混凝土所用的碎石或卵石应进行碱活性检重
46、要工程的混凝土所用的碎石或卵石应进行碱活性检验。验。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 经检验判定骨料有潜经检验判定骨料有潜在危害时，则应遵守在危害时，则应遵守以下规定：以下规定： 1)1)使用含碱量小于使用含碱量小于0.60.6的水泥或采用能抑的水泥或采用能抑制碱制碱骨料反应的掺骨料反应的掺和料；和料； 2)2)当使用含钾、钠离当使用含钾、钠离子的混凝土外加剂时，子的混凝土外加剂时，必须进行专门试验。必须进行专门试验。碱硅酸盐凝胶上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录1)表现密度、堆积密度、空隙率通常要求 粗骨料表现密度o大于2600kg/m3 松散堆积密度0大于13
47、50kg/m3 空隙率P小于47。 I、II、III类砂P不大于43%、45%、47%。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录2)强度 为了保证混凝土的强度要求，粗骨料必须具有足够的强度，可采用岩石抗压强度和压碎指标两种方法检验。在选择采石场或混凝土强度等级CC60以及对质量有争议时，宜采用岩石抗压强度检验，对于工程中经常性的生产质量控制，宜采用压碎指标检验。 岩石立方体强度是将岩石制成50mm50mm50mm立方体(或直径与高均为50mm的圆柱体)试件，在水饱和状态下测定其抗压强度，一般要求极限抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比不小于1.5；且火成岩试件的强度不宜低于80 MP
48、a，变质岩不宜低于60 MPa，水成岩不宜低于30 MPa。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录2)强度 用压碎指标用压碎指标 a表示粗骨料的强度，是将一表示粗骨料的强度，是将一定质量气干状态下定质量气干状态下9.519.0mm的石子装入的石子装入一定规格的圆筒内，在压力机上施加荷载一定规格的圆筒内，在压力机上施加荷载到到200kN并稳荷并稳荷5s，卸荷后称取试样质量，卸荷后称取试样质量(m0)，用孔径为，用孔径为2.36mm的筛筛除被压碎的的筛筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量细粒，称取试样的筛余量(m1)。 010=100%ammm式中式中: m0为试样的质量为试样的质量(g)
49、； m1为压碎试验后筛余的试样质量为压碎试验后筛余的试样质量(g)。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录PP表511 碎石和卵石的压碎指标类别碎石压碎值/%10 2030卵石压碎值/%121416上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3)坚固性有抗冻要求的混凝土所用粗骨料，要求测定其坚固性。即用硫酸有抗冻要求的混凝土所用粗骨料，要求测定其坚固性。即用硫酸钠溶液法检验，经钠溶液法检验，经5 5次循环后，其质量损失不超过表次循环后，其质量损失不超过表5 51111的规定。的规定。表表5-11 坚固性指标坚固性指标类别质量损失5 %8%10%上一内容上一内容下一内容下一内容回主
50、目录回主目录 混凝土拌合用水及养护用水应符合JGJ 632006混凝土拌合用水标准的规定。 凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制混凝土。 混凝土拌合用水按水源可分为饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理或处置后的工业废水，当采用其他水源时，水中物质含量应符合表512的规定。 对混凝土拌合及养护用水质量的要求是：不得影响混凝土的和易性及凝结；不得有损于混凝土强度及污染表面；不得降低混凝土的耐久性和腐蚀钢筋。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录 在淡水缺乏地区，素混凝土允许用海水拌制，对有抗冻要求的混凝土，水胶比降低0.05，由于海水中含有的硫酸盐、氯化物等对钢筋会造成锈蚀，因此不