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1、混凝土基础知识东莞华润混凝土有限公司实验室n一、混凝土的组成与分类n二、混凝土的性能及影响因素n三、商品混凝土的发展与应用一、混凝土的组成与分类1.什么是混凝土n混凝土是由水泥、水、砂、石子、掺合料及外 加剂组成。n水和水泥成为水泥浆，砂和石子为混凝土的骨 料。在混凝土的组成中，骨料一般占总体积的 70%-80%；水泥石约占20%-30%，其余是少量的 空气。 一、混凝土的组成与分类n2.混凝土的分类n2.1按表观密度分类 a.重混凝土。表观密度大于2600kg/m3的混凝 土。常由重晶石和铁矿石配制而成。 b.普通混凝土。表观密度为19502500kg/m3 的水泥混凝土。主要以砂、石子和水
2、泥配制而 成，是土木工程中最常用的混凝土品种。 c.轻混凝土。表观密度小于1950kg/m3的混凝 土。包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混 凝土等。一、混凝土的组成与分类n2.2按胶凝材料的品种分类n通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命 名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝 土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝 土等等。n有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混 凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水 泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝 土等等。一、混凝土的组成与分类n2.3按使用功能和特性分类n按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混 凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热
3、混凝土 、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝 土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土 、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、 高性能混凝土等等。 一、混凝土的组成与分类n3.普通混凝土n普通混凝土是指以水泥为胶凝材料，砂子和石 子为骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化 成具有一定强度的“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种。n“混凝土”一词通常可简作“砼”。一、混凝土的组成与分类n3.1普通混凝土的主要优点na.原材料来源丰富。混凝土中约70%以上的材 料是砂石料，属地方性材料，可就地取材，避 免远距离运输，因而价格低廉。nb.施工方便。混凝土拌合物具有良好的
4、流动性 和可塑性，可根据工程需要浇筑成各种形状尺 寸的构件及构筑物。既可现场浇筑成型，也可 预制。一、混凝土的组成与分类nc.性能可根据需要设计调整。n通过调整各组成材料的品种和数量，特别是掺 入不同外加剂和掺合料，可获得不同施工和易 性、强度耐久性或具有特殊性能的混凝土，满 足工程上的不同要求。一、混凝土的组成与分类nd.抗压强度高。n混凝土的抗压强度一般在7.560MPa之间。当 掺入高效减水剂和掺合料时，强度可达100MPa 以上。而且，混凝土与钢筋具有良好的匹配性 ，浇筑成钢筋混凝土后，可以有效地改善抗拉 强度低的缺陷，使混凝土能够应用于各种结构 部位。一、混凝土的组成与分类ne.耐久
5、性好。n原材料选择正确、配比合理、施工养护良好的 混凝土具有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性 能，且对钢筋有保护作用，可保持混凝土结构 长期使用性能稳定。一、混凝土的组成与分类n3.2普通混凝土的主要缺点na.自重大。1m3混凝土重约2400kg，故结构物 自重较大，导致地基处理费用增加。nb.抗拉强度低，抗裂性差。混凝土的抗拉强度 一般只有抗压强度的1/101/20，易开裂。nc.收缩变形大。水泥水化凝结硬化引起的自身 收缩和干燥收缩达50010-6m/m以上，易产生 混凝土收缩裂缝。一、混凝土的组成与分类n3.3普通混凝土的基本要求na.满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易 性。nb.满足
6、设计要求的强度等级。nc.满足工程所处环境条件所必需的耐久性。nd.满足上述三项要求的前提下，最大限度地降 低水泥用量，节约成本，即经济合理性。一、混凝土的组成与分类n4.混凝土原材料组成n混凝土的性能在很大程度上取决于组成材料的 性能。因此必须根据工程性质、设计要求和施 工现场条件合理选择原料的品种、质量和用量 。要做到合理选择原材料，则首先必须了解组 成材料的性质、作用原理和质量要求。一、混凝土的组成与分类n4.1水泥n水泥是主要的胶凝材料,水泥品种的选择主要 根据工程结构特点、工程所处环境及施工条件 确定。水泥强度等级的选择原则为：混凝土设 计强度等级越高，则水泥强度等级也宜越高； 设计
7、强度等级低，则水泥强度等级也相应低。 一、混凝土的组成与分类n水泥的品种：n硅酸盐水泥（P.和P.）n普通硅酸盐水泥（P.O）n矿渣硅酸盐水泥（P.S）n火山灰硅酸盐水泥（P.P）n粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）n和复合硅酸盐水泥（P.C）一、混凝土的组成与分类n水泥的强度等级：n一般包括32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、 52.5R。即水泥的28天强度在相应的强度数据 之上。一、混凝土的组成与分类n4.2细骨料n公称粒径在0.1504.75mm之间的骨料称为细 骨料，亦即砂。n常用的细骨料有河砂、海砂、山砂和机制砂（ 有时也称为人工砂、加工砂）等。通常根据技 术要求分为类、类
8、和类。n类用于强度等级大于C60的混凝土；类用 于C30C60的混凝土；类用于小于C30的混 凝土。一、混凝土的组成与分类n砂的细度n细度模数在 3.7-3.1为粗砂，在3.0-2.3为中 砂，在2.2-1.6为细砂。n普通混凝土用砂的细度模数范围在3.0-2.3,以 中砂为宜。 一、混凝土的组成与分类n4.3粗骨料n颗粒粒径大于5mm的骨料为粗骨料。混凝土工 程中常用的有碎石和卵石两大类。n碎石为岩石（有时采用大块卵石，称为碎卵石 ）经破碎、筛分而得；卵石多为自然形成的河 卵石经筛分而得。一、混凝土的组成与分类n通常根据卵石和碎石的技术要求分为类、 类和类。n类用于强度等级大于C60的混凝土
9、；类用 于C30C60的混凝土；类用于小于C30的混 凝土。一、混凝土的组成与分类n粗骨料的性能：n1.颗粒级配n石子按级配可以分为连续粒级和单粒粒级。n连续粒级包括510mm、5 16mm、5 20mm、5 25mm、5 31.5mm、5 40mm 等；n单粒粒级包括10 20mm、16 31.5mm、20 40mm、31.5 63mm、40 80mm等。一、混凝土的组成与分类n4.4外加剂n外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的用以改 善混凝土性能的物质。其掺量一般只占水泥量 的5%以下，却能显著改善混凝土的和易性、强 度、耐久性或调节凝结时间及节约水泥。一、混凝土的组成与分类n外加剂的分类n
10、混凝土外加剂一般根据其主要功能分类：na.改善混凝土流变性能的外加剂。主要有减水 剂、引气剂、泵送剂等。nb.调节混凝土凝结硬化性能的外加剂。主要有 缓凝剂、速凝剂、早强剂等。一、混凝土的组成与分类nc.调节混凝土含气量的外加剂。主要有引气剂 、加气剂、泡沫剂等。nd.改善混凝土耐久性的外加剂。主要有引气剂 、防水剂、阻锈剂等。ne.提供混凝土特殊性能的外加剂。主要有防冻 剂、膨胀剂、着色剂、引气剂和泵送剂等。二、混凝土的性能及影响因素n1.混凝土性能na.和易性：和易性是指混凝土是否易于施工操 作和均匀密实的性能。主要表现为：是否易于 搅拌和卸出；运输过程中是否分层、泌水；浇 灌时是否离析；
11、振捣时是否易于填满模型。可 见和易性是一项综合性能，包括流动性、粘聚 性和保水性。 nb.水灰比：指混凝土中水与水泥用量的质量比 。水灰比影响着水泥浆的稠稀。 二、混凝土的性能及影响因素nc.砂率：n指混凝土中砂的用量占砂、石总量的质量百分 率。 nd.混凝土抗压强度：n按照国家规定，以边长为150的混凝土立方 体试块，在标准养护条件下（温度为202 ，相对湿度大于90%）养护28天，测得的抗压 强度值，称为立方抗压强度fcu . 二、混凝土的性能及影响因素ne.化学收缩：n混凝土在硬化过程中，水泥水化后的体积小于 水化前的体积，致使混凝土产生收缩，这种收 缩叫化学收缩。nf.混凝土的干缩：n
12、当混凝土在干燥空气中硬化时，会引起体积的 收缩，叫干缩。干缩变形对混凝土危害较大， 它可使混凝土表面开裂，是混凝土的耐久性严 重降低。 二、混凝土的性能及影响因素ng.温度变形：n温度升降1度，每米胀缩0.01毫米。温度变形 对大体积混凝土极为不利。在混凝土硬化初期 ，放出较多的水化热，当混凝土较厚时，散热 缓慢，致使内外温差较大，因而变形较大。 nh.徐变：n混凝土在持续荷载作用下，随时间增长的变形 称为徐变。徐变变形初期增长较快，然后逐渐 减慢，一般持续2-3年才逐渐趋于稳定。二、混凝土的性能及影响因素ni.混凝土配合比：n是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、石 ）之间的比例关系。有两种
13、表示方法：一种是 以1立方米混凝土中各种材料用量表示；另一 种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值 及混凝土的水灰比表示 。 二、混凝土的性能及影响因素n2.新拌混凝土的性能n2.1和易性的概念。n新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合 物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均 匀密实的混凝土的一项综合技术性能。二、混凝土的性能及影响因素n通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示 。n流动性是指拌合物在自重或外力作用下产生流 动的难易程度；n粘聚性是指拌合物各组成材料之间不产生分层 离析现象；n保水性是指拌合物不产生严重的泌水现象。二、混凝土的性能及影响因素n通常情况下，混凝土拌合物的流动
14、性越大，则 保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之间存 在一定矛盾。二、混凝土的性能及影响因素n和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求 的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性。因 此，不能简单地将流动性大的混凝土称之为和 易性好，或者流动性减小说成和易性变差。n良好的和易性既是施工的要求也是获得质量均 匀密实混凝土的基本保证。二、混凝土的性能及影响因素n2.2混凝土拌合物和易性测试n混凝土拌合物和易性是一项极其复杂的综合指 标，到目前为止全世界尚无能够全面反映混凝 土和易性的测定方法，通常通过测定流动性， 再辅以其他直观观察或经验综合评定混凝土和 易性。二、混凝土的性能及影响因素n流动性的测定方
15、法有坍落度法、维勃稠度法、 探针法、斜槽法、流出时间法和凯利球法等十 多种。n对普通混凝土而言，最常用的是坍落度法和维 勃稠度法。二、混凝土的性能及影响因素n坍落度法：n将搅拌好的混凝土分三层装入坍落度筒中，每 层插捣25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝 土则在自重作用下坍落，以坍落高度（单位mm ）代表混凝土的流动性。坍落度越大，则流动 性越好。二、混凝土的性能及影响因素n根据坍落度值大小将混凝土分为四类：na.大流动性混凝土：坍落160mm；b.流动性混凝土：坍落度100150mm；c.塑性混凝土：坍落度1090mm； d.干硬性混凝土：坍落度10mm；二、混凝土的性能及影响因素n2.3混
16、凝土和易性的调整和改善措施na.当混凝土流动性小于设计要求时，为了保证 混凝土的强度和耐久性，不能单独加水，必须 保持水灰比不变，增加水泥浆用量。但水泥浆 用量过多，则混凝土成本提高，且将增大混凝 土的收缩和水化热等。混凝土的粘聚性和保水 性也可能下降。nb.当坍落度大于设计要求时，可在保持砂率不 变的前提下，增加砂石用量。实际上相当于减 少水泥浆数量。二、混凝土的性能及影响因素nc.改善骨料级配，既可增加混凝土流动性，也 能改善粘聚性和保水性。但骨料占混凝土用量 的75%左右，实际操作难度往往较大。nd.掺减水剂或引气剂，是改善混凝土和易性的 最有效措施。ne.尽可能选用最优砂率。当粘聚性不足时可适 当增大砂率。二、混凝土的性能及影响因素n3.凝结时间n混凝土的凝结时间与水泥的凝结时间有相似之 处，但由于骨料的掺入，水灰比的变动及外加 剂的应用，又存在一定的差异。水灰比增大， 凝结时间延长；早强剂、速凝剂使凝结时间缩 短；缓凝剂则使凝结时间大大延长。二、混凝土的性能及影响因素n混凝
