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1、混凝土的组成材料与结构构成混凝土的组成材料与结构构成16.1混凝土的组成材料有六种基本组成材料有六种基本组成材料水泥水泥水水砂子砂子石子石子外加剂（矿物掺合料）外加剂（矿物掺合料）结构构成：结构构成：逐级填空：逐级填空：石子石子砂子砂子浆体浆体混凝土的组成材料与结构构成混凝土的组成材料与结构构成2胶凝胶凝材料水水泥浆材料水水泥浆砂子石子骨料砂子石子骨料在砼中起骨架作用在砼中起骨架作用在砼浆体中起包袱润滑在砼浆体中起包袱润滑在硬化砼中起包袱粘结作用在硬化砼中起包袱粘结作用混凝土混凝土各材料在混凝土中的作用各材料在混凝土中的作用思索探讨：思索探讨：在混凝土配制过程中，如何的确定水在混凝土配制过程中
2、，如何的确定水泥浆的量？泥浆的量？如何确定石子的量？如何确定石子的量？如何确定砂子的量？如何确定砂子的量？包袱部分填充部分包袱部分填充部分混凝土的体积相当混凝土的体积相当刚好填满石子的空刚好填满石子的空隙略有富余隙略有富余一、水泥（品种、等级的选用）一、水泥（品种、等级的选用）水泥是混凝土中很重要的组分，本节仅探讨如何水泥是混凝土中很重要的组分，本节仅探讨如何选用。对于水泥的合理选用包括两个方面。选用。对于水泥的合理选用包括两个方面。(1)水泥品种的选择水泥品种的选择(2)依据混凝土工程性质、部位、施工条件、环依据混凝土工程性质、部位、施工条件、环境境 况等，按各品种水泥的特性作出合理的选择。
3、况等，按各品种水泥的特性作出合理的选择。(2)水泥强度等级的选择水泥强度等级的选择依据阅历一般以选择的水泥强度等级标准值为。依据阅历一般以选择的水泥强度等级标准值为。提问：提问：1、兰州地区有腐蚀介质存在的混凝土灌、兰州地区有腐蚀介质存在的混凝土灌注桩应选择什么品种的水泥？注桩应选择什么品种的水泥？2、水工大坝混凝土工程应选择什么品种、水工大坝混凝土工程应选择什么品种的水泥？的水泥？掺合料水泥，最好是掺合料水泥，最好是PP水泥水泥选择中热或低热水泥选择中热或低热水泥工程实例：工程实例：某施工队运用火山灰水泥铺筑路面，见图。运用某施工队运用火山灰水泥铺筑路面，见图。运用两年后，表面耐磨性差，已出
4、现露石，且表面有两年后，表面耐磨性差，已出现露石，且表面有微裂缝，试分析缘由。微裂缝，试分析缘由。缘由分析：缘由分析：按按JTJ 01294马路混凝土路面设计规范，对于马路混凝土路面设计规范，对于水泥混凝土路面，水泥混凝土路面，“水泥可接受硅酸盐水泥、一般水泥可接受硅酸盐水泥、一般硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面，也可以接受矿渣硅酸盐水泥。面，也可以接受矿渣硅酸盐水泥。”所以说火山灰所以说火山灰水泥铺筑路面是选用水泥不当。水泥铺筑路面是选用水泥不当。二、二、骨料骨料骨料（也称集料）总体积占混凝土体积的骨料（也称集料）总体积占混凝土体积的
5、6080，按粒径大小分为粗骨料和细，按粒径大小分为粗骨料和细骨料。骨料。提问：当提问：当d4.75mm时，是砂子还是石时，是砂子还是石子？子？细骨料细骨料 a a、种类及其特征、种类及其特征4.75 mm以下的骨料称为细骨料，俗称砂。以下的骨料称为细骨料，俗称砂。砂按产源分为砂按产源分为:自然砂自然砂 人工砂人工砂 河砂河砂海砂海砂山砂山砂表面光滑，表面光滑，形态园整形态园整表面粗造，表面粗造，多棱角多棱角经除土处理的机制砂、经除土处理的机制砂、混合砂的统称。混合砂的统称。思索：河砂、山砂拌制混凝土时，各有什么利弊？思索：河砂、山砂拌制混凝土时，各有什么利弊？细骨料细骨料b b、混凝土用砂的质
6、量要求、混凝土用砂的质量要求含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量 项目指标类 类类含泥量（按质量计），1.0 3.0 5.0泥块含量（按质量计），0 1.0 2.0有害物质含量有害物质含量 项项目目指指标标类类类类类类云母（按质量计），云母（按质量计），1.0 1.0 2.02.02.02.0轻物质（按质量计），轻物质（按质量计），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（按硫化物及硫酸盐（按SO3SO3质量计）质量计）0.5 0.5 0.50.50.50.5氯化物（以氯离子质量计）氯化物（以氯离子质量计）0.010.010.02
7、0.020.060.06C C、碱集料反应、碱集料反应 碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土构碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土构成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿成物及环境中的碱与集料中碱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环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应反应 对于重要工程混凝土运用的骨料，或者怀疑对于重要工程混凝土运用的骨料，或者怀疑骨料中含有无定性二氧化硅可能引起碱骨料中含有无定性二氧化硅可能引起碱-骨料反骨料反应时，应进行特地试验，以确定骨料是否可用。应时，应进行特地试验，以确定骨料是否可用。d.d.砂的粗细程度及颗粒级配砂的粗细程度及颗粒级配 细度：
8、指砂子总体粗细程度的物理量，大细度：指砂子总体粗细程度的物理量，大小用细度模数表示。小用细度模数表示。砂子的筛分与细度砂子的筛分与细度累计筛余与分计筛余的关系累计筛余与分计筛余的关系筛孔尺寸（筛孔尺寸（mm）分计筛余分计筛余(%)累计筛余累计筛余(%)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级配概念：级配概念：级配：骨料颗粒的大小搭配状况。级配：骨料颗粒的大小搭配状况。良好的颗粒级配会给混凝土造成怎么就的效应？良好
9、的颗粒级配会给混凝土造成怎么就的效应？砂子的级配砂子的级配砂颗粒级配区砂颗粒级配区 筛孔尺寸(mm)级配区1区2区3区累计筛余(按质量计)(%)10.000OOO5.0010O10O10O2.503552501501.256535501025100.638571704140160.3159580927085550.161009010090100 90粗骨料粗骨料 粒径大于粒径大于4.75 mm的骨料称为粗骨料，俗的骨料称为粗骨料，俗称石。常用的有称石。常用的有碎石碎石及及卵石卵石两种。两种。针状颗粒针状颗粒:长度大于该颗粒所属相应粒级的平长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径均粒径2.4倍者为针
10、状颗粒倍者为针状颗粒 片状颗粒片状颗粒:厚度小于平均粒径厚度小于平均粒径0.4倍者为倍者为平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值 石子照片石子照片卵石卵石碎石碎石a.粗骨料的技术要求：粗骨料的技术要求：强强度度：粗粗集集料料在在水水泥泥混混凝凝土土中中起起骨骨架架作作用用，应应具有确定的强度。具有确定的强度。表示方法：表示方法：抗压强度；压碎指标两种方法抗压强度；压碎指标两种方法压碎指标压碎指标:用用16;9.5筛余；筛余；施压后施压后2.36筛底筛底20T，35min抗压强度：母岩抗压强度：母岩50 mm的立方体（或直径与的立方体（或直径与高度均为高度均为5
11、0 mm的圆柱体）试件，在饱和水的圆柱体）试件，在饱和水状态下测定的抗压强度值。状态下测定的抗压强度值。压碎指标压碎指标项目指标类 类 类单级最大压碎指标，202530级级配配情情况况公称粒级公称粒级(mm)累计筛余按质量计累计筛余按质量计(%)筛孔尺寸筛孔尺寸(圆孔筛圆孔筛)(mm)2505.0010.O16.O20.O25.O31.540.O50.O63.O80.O100连连续续粒粒级级5109510080100015O51695100901003060010O52095100901004070010O5259510090100307005O531.59510090100709015450
12、5O540951007590306505O单单粒粒级级10209510085100015O1631.595100851O0010O2040951008O1O0010O31.563951O0751004575010O408095100701003060010O粗骨料最佳级配概念：粗骨料最佳级配概念：提问：提问：n对于粗细骨料的级配要求不能兼顾对于粗细骨料的级配要求不能兼顾时，那个的级配要求更高？时，那个的级配要求更高？项项目目指指标标类类 类类 类类含泥量（按质量计），含泥量（按质量计），0.50.51.0 1.0 1.51.5泥块含量（按质量计），泥块含量（按质量计），0 0 0.50.50.
13、70.7c.石子的含泥量限定表石子的含泥量限定表d.针片状颗粒含量 项项目目指指标标类类 类类 类类针片状颗粒（按质量计），针片状颗粒（按质量计），5 515152525 过长（大于平均粒级的过长（大于平均粒级的2.4倍），或过薄的倍），或过薄的石子（小于平均粒级的石子（小于平均粒级的0.4倍）倍）探讨：在混凝土中，针状石片状石是如何影响探讨：在混凝土中，针状石片状石是如何影响混凝土品质的？混凝土品质的？e.有害物质 项项目目指指标标类类 类类 类类有机物有机物合格合格 合格合格 合格合格硫化物及硫酸盐（按硫化物及硫酸盐（按SOSO3 3质量计），质量计），0.5 0.5 1.01.01.01
14、.0 卵石和碎石中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、卵石和碎石中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块和炉渣等杂物煤块和炉渣等杂物。其中硫化物规定最为严格如下。其中硫化物规定最为严格如下表。表。f.坚实性坚实性 接受硫酸钠溶液法进行试验，卵石和碎石经接受硫酸钠溶液法进行试验，卵石和碎石经5 5次循环后，其质量损失应符合表中规定。次循环后，其质量损失应符合表中规定。项项目目指指标标类类 类类 类类质量损失，质量损失，5 58 8 1212g.表观密度、积累密度、空隙率表观密度、积累密度、空隙率 表观密度、积累密度、空隙率应符合如下表观密度、积累密度、空隙率应符合如下规定：规定：表观密度大于表观密度大
15、于2 500 kg/m32 500 kg/m3；松散积累密度大于松散积累密度大于1 350 kg/m31 350 kg/m3；空隙率小于空隙率小于4747。H 骨料的含水状态骨料的含水状态n骨料在自然环境下有四种含水状态如图骨料在自然环境下有四种含水状态如图：提问：拌制混凝土时，配比设计中，以那种状态提问：拌制混凝土时，配比设计中，以那种状态 设计？设计？三、拌合水三、拌合水 混混凝凝土土拌拌制制和和养养护护用用水水不不得得含含有有影影响响水水泥泥正正常常凝凝合硬化的有害物质。合硬化的有害物质。自来水及清洁的自然水。自来水及清洁的自然水。污污水水、pHpH值值小小于于4 4的的酸酸性性水水、含
16、含硫硫酸酸盐盐（按按SO2SO2计）超过计）超过1 1的水均不能运用。的水均不能运用。当对水质表示怀疑时，怎么办？当对水质表示怀疑时，怎么办？当当对对水水质质有有疑疑问问时时，可可将将该该水水与与干干净净水水分分别别配配制制混混凝凝土土，做做强强度度对对比比试试验验，如如强强度度不不低低于于用用干干净净水水拌拌制制的的混混凝凝土土，则则此此水水可可以以用用。一一般般状状况况下下不不得得用用海海水水拌拌制制混混凝凝土土，因因海海水水中中含含有有的的硫硫酸酸盐盐、镁镁盐盐和和氯氯化化物物会侵蚀水泥石和钢筋。会侵蚀水泥石和钢筋。四、外加剂四、外加剂在混凝土拌合物中掺入量一般不大于在混凝土拌合物中掺入
17、量一般不大于水泥质量水泥质量5、并能对混凝土有并能对混凝土有明显改明显改性作用性作用的材料，称为外加剂。的材料，称为外加剂。国际标准化组织技术委员国际标准化组织技术委员（ISOTC71SC3）规定按主要功能大致分为以下五类：规定按主要功能大致分为以下五类：以引气剂与塑化剂为主的混凝土外加剂技以引气剂与塑化剂为主的混凝土外加剂技术，对优质混凝土的四大要素：耐久性、强度、术，对优质混凝土的四大要素：耐久性、强度、工作性与经济性，产生了特殊明显甚至确定性工作性与经济性，产生了特殊明显甚至确定性的作用。外加剂已成为现代混凝土不行缺少的的作用。外加剂已成为现代混凝土不行缺少的组分；掺加各种外加剂已成为混
18、凝土改性的一组分；掺加各种外加剂已成为混凝土改性的一条必经的技术途径。条必经的技术途径。外加剂分类：外加剂分类：变更新拌混凝土、砂浆或净浆流变性能的变更新拌混凝土、砂浆或净浆流变性能的外加剂，如塑化剂、超塑化剂，统称减水剂；外加剂，如塑化剂、超塑化剂，统称减水剂；变更砂浆、混凝土空气（或其他气体）含变更砂浆、混凝土空气（或其他气体）含量的外加剂，如引气剂、消泡剂、发泡剂等；量的外加剂，如引气剂、消泡剂、发泡剂等；调整混凝土、砂浆或净浆凝合硬化速度的调整混凝土、砂浆或净浆凝合硬化速度的外加剂，如缓凝剂、调凝剂等；外加剂，如缓凝剂、调凝剂等；改善混凝土或砂浆耐久性的外加剂；改善混凝土或砂浆耐久性的
19、外加剂；为混凝土供应特殊性能的外加剂，如着色为混凝土供应特殊性能的外加剂，如着色剂、膨胀剂、防冻剂、阻锈剂等剂、膨胀剂、防冻剂、阻锈剂等常用外加剂简介：常用外加剂简介：一般减水剂一般减水剂在保持混凝土稠度不变的条件下，具在保持混凝土稠度不变的条件下，具 有一般减水增加作用的外加剂。有一般减水增加作用的外加剂。高效减水剂高效减水剂在保持混凝土稠度不变的条件下，具在保持混凝土稠度不变的条件下，具有大幅度减水增加作用的外加剂有大幅度减水增加作用的外加剂 。引气剂引气剂在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布匀在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布匀整的微小气泡，以削减混凝土拌合物泌水离析、改善整的微小气泡，以
20、削减混凝土拌合物泌水离析、改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性的外和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性的外加剂。加剂。缓凝剂缓凝剂能延缓混凝土凝合时间，并对其后期强度能延缓混凝土凝合时间，并对其后期强度发展无不利影响的外加剂。发展无不利影响的外加剂。常用外加剂常用外加剂早强剂早强剂能提高混凝土早期强度，并对其后期强能提高混凝土早期强度，并对其后期强度无显著影响的外加剂。度无显著影响的外加剂。防冻剂防冻剂在规定温度下，能显著降低混凝土的冰在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在确定的时间内获得预期强度的泥的水化作用，并在确定的时间内获得预期强度的外加剂。外加剂。膨胀剂膨胀剂能使混凝土（砂浆）在水化过程中产生能使混凝土（砂浆）在水化过程中产生确定的体积膨胀，并在有约束条件下产生适宜自应确定的体积膨胀，并在有约束条件下产生适宜自应力的外加剂力的外加剂