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1、1.了解混凝土的分类，熟悉水泥混凝土的主要成分，基本特性和性能指标。2.熟悉水泥的基本成分和分类，水泥的水化作用、品质指标及其水泥的选用和储存方法。3.熟悉组成水泥的其它成分砂、石、水、外加剂和钢筋的物理特性及其选用的技术要求。4.了解混凝土的标号、龄期、养护和影响混凝土强度的因素。5.掌握混凝土配合比的计算方法，熟悉基坑开挖的基本方法和步骤。6.掌握钢筋混凝土施工的基本操作步骤。教学重点1.混凝土配合比计算方法。2.钢筋混凝土施工的基本方法。教学难点混凝土配合比的计算方法。教学过程一、水泥及混凝土1.混凝土的一般性质混凝土的定义以胶凝材料、细骨料、粗骨料和水合理的混合后硬化而成的建筑材料。混
2、凝土的分类1)按胶凝材料的不同分为：水泥混凝土、沥青混凝土、塑料混凝土、树脂混凝土等。2)按用途的不同分为：结构、防水、耐酸、耐碱、耐低温、耐油混凝土等。3)按容重不同分类：见表 2-2 所示。4)泡沫（加气）混凝土：用铝粉或其它发泡剂、水、水泥或加极少的磨细砂制成，通常用于保温、隔热。表 2-2 几种混凝土的容重名称 容重 (kg/m3) 骨料特重混凝土 2700 钢屑、重晶石重混凝土 21002600 砂、石稍轻混凝土 19002000 碎硅、矿渣轻混凝土 10001800 陶粒、炉渣特轻混凝土 180S2 干硬性 坍落度为 0，工作度 30180S3 低流动性 坍落度为 13 cm，工作
3、度18 cm影响混凝土和易性的因素：水泥的种类和细度、加水量、水泥浆的含量、骨料的影响、砂率的影响、塑性附加剂等。砂率：混凝土中砂重量与砂石总重量之比。密实的混凝土，应该是砂填满石的空隙，水泥浆包裹住砂石并填满砂的空隙，达到最大的密实度。密实性良好的骨料级配、较低的用水量和较小的水灰比、适量地掺入塑化剂、加气剂等、合适的振捣可以使得混凝土的密实性好。抗渗性取决于混凝土的密实性及混凝土内部的毛细孔道的分布状况。抗冻性取决于混凝土的密实性、孔隙形状及分布状况。混凝土收缩与膨胀混凝土的收缩，是指混凝土在搅拌好之后，开始“水化作用”，同时大量的水份蒸发掉，混凝土的体积逐渐缩小，此即为混凝土的干缩。混凝
4、土的膨胀，是指浇制好的混凝土受潮后，未充分反应的硅酸盐晶体继续水化，混凝土体积就会有一定程度的膨胀，甚至于出现胀裂。混凝土的碳化指混凝土中的 Ca（OH） 2与空气中的 CO2 反应生成 CaCO3和 H2O，且由表及。混凝土的碳化增大混凝土的抗压强度，但降低了混凝土的碱性，减弱了对钢筋的保护作用，增加混凝土的收缩（水份进一步散失），导致混凝土由表及里产生裂纹，降低混凝土的抗拉、抗折强度。二、水泥1.水泥的成分于水硬性胶结材料，当其与水或适量的盐类溶液混合后，在常温下经过一定的物理化学变化过程（水化作用），能由浆状或可塑性逐渐凝结进而硬化成为具有一定强度，并将松散物质胶结为整体的硅酸盐类化合物
5、。2.水泥的组成及分类水泥是以硅酸盐熟料、石膏及其它的混合材料磨制成的粉末状的物质。硅酸盐熟料是将石灰质（石灰石、白堊、泥灰质石灰石）和粘土质（粘土、泥灰质粘土）以适当的比例混合后，在 13001400C的温度下烧至熔融，冷却后即硅酸盐熟料。其主要化学成份是：硅酸三钙（3760%）、硅酸二钙（1537%）、铝酸三钙（715%）、铁铝酸四钙（1018%）等。其它的混合材料一般有：高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等。表 2-4 常见水泥的组成成分名称 简称 组成硅酸盐水泥 纯熟料水泥、 波特兰水泥 以硅酸盐熟料加 45%石膏磨制而成普通硅酸盐水泥 普通水泥 以硅酸盐熟料加适量混合材料及石膏磨制而成矿渣硅酸
6、盐水泥 矿渣水泥 以硅酸盐熟料加不大于水泥重量 2070%的粒化高炉矿渣及适量石膏磨制而成火山灰质硅酸盐水泥 火山灰质水泥以硅酸盐熟料加不大于水泥重量 2050%的火山灰质混合料及适量石膏磨制而成粉煤灰质硅酸盐水泥 粉煤灰质水泥以硅酸盐熟料加不大于水泥重量 2040%的粉煤灰及适量石膏磨制而成3.水泥的水化作用水泥与水拌和后，水泥颗粒被水所包围，由表及里地与水发生化学变化，逐渐水化和水解生成硅酸盐的水化物和凝胶，同时放出热量（水化热）。这些水化物和凝胶与砂石颗粒表面间有很大的附着力，表现为极强的粘结力；且硅酸盐的水化物和凝胶在适当的温度与湿度环境下，经过一定时间逐渐浓缩凝聚，形成晶体结构，具有
7、很高的强度。水泥与水拌和后，13 小时，凝胶开始形成，称为初凝；58 小时后，凝胶形成终止，称为终凝；终凝后水泥的凝胶及其它水化物逐渐结晶，由软塑状变为固体状。称为硬化。初凝前，混凝土具有流动性，可进行运输、浇灌及捣固；初凝到终凝前，流动性消失，凝胶若遇到损伤尚能闭合；终凝后，胶体逐渐结晶，此时遇到损伤不能闭合，混凝土的强度受损。4.水泥的主要品质指标水泥的主要品质指标有：标号、细度、凝结时间、水化热、体积安定性、耐腐蚀性、抗冻性等。水泥的标号：表示水泥抗折强度和抗压强度的指标。水泥标号应按 1981年 1 月 1 日起执行的新标准：GB17577、GB17777、GB17877 中规定的水泥
8、的品种和标号来测定。新标准中水泥的种类即前述的五个普通水泥品种；水泥的标号分为：225、275、325、425、525、625 六个。细度。水泥的颗粒愈细，水化作用愈快，凝结硬化愈快，早期强度愈高，水泥的细度用标准筛（0.080mm 方孔筛）的筛余百分数表示，在新标准中规定水泥的筛余量不大于 12%，属于尘屑。凝结时间。为了有充分的施工时间和凝结硬化时间又不至于太长，国标要求水泥的凝结时间：初凝时间大于 45 分钟，终凝时间小于 12 小时。目前使用的水泥初凝时间多为 13 小时，终凝时间多为 58 小时。水化热。指水泥在水化作用过程中要释放一定的热量，不同种类水泥的水化热是不同的。水化热的存
9、在，一定程度上有助于加快水泥的凝结硬化，因为水泥的硬化需要一定的环境温度，且温度愈高硬化愈快；但是水化热过大，会使得混凝土凝结前后体积变化大，尤其是对大体积混凝土，热量不易散失，内外温差过大引起应力使得混凝土产生裂纹，影响工程质量。体积安定性，指水泥在硬化过程中各部分体积变化是否均匀的性质。体积安定性是水泥的重要性质，不符合要求的水泥严禁使用。体积安定性用“煮沸法”检验。耐腐蚀性。水泥的腐蚀指水泥硬化后，在特定的介质中逐渐受到侵蚀，强度减低甚至完全破坏。几种常见水泥的特性如表 2-5 所示。表 2-5 五种常用水泥的特性项目 硅酸盐水泥 普通水泥 矿渣水泥 火山灰质水泥 粉煤灰水泥密度(g/c
10、m 3) 3.03.15 3.03.15 2.93.1 2.83.0 2.83.0容重(k g/m3) 10001600 10001600 10001200 10001200 10001200硬化 快 慢 慢 慢早期强度 高 高 低 低 低水化热 高 高 低 低 低抗冻性 好 好 较差 较差 较差耐热性 较差 较差 好 较差 较差干缩性 较大 较大 较小抗水性 较好 较好 较好耐腐蚀性 较好 较好 较好5水泥的选用主要考虑环境条件和工程特点，另考虑是否受腐蚀、特定的养护条件等因素。不同品种水泥不得混合使用，同品种不同标号、不同出厂时间的水泥不得混合使用。水泥的选用如下表：表 2-6 水泥选用表
11、项目 硅酸盐 水泥 普通水泥 矿渣水泥 火山灰质水泥 粉煤灰 水泥在普通气候环境中的混凝土 优先选 用 可用 可用 可用在干燥环境下的混凝土 优先选 用 可用 不得选 用 不得选 用环境条件 在高温环境中，或永远处于 优先选 可用 可用水下的混凝土 用在严寒地区处于地下水升降范围内的混凝土（水泥标号大于 325 号） 优先选 用 可用 不得选 用 不得选 用在严寒地区处于地下水升降范围内的混凝土（水泥标号大于 425 号） 优先选 用 不得选 用 不得选 用 不得选 用厚大体积混凝土 优先选 用 优先选 用 优先选 用要求快硬的混凝土 优先选 用 可用 不得选 用 不得选 用 不得选 用C40
12、 以上的混凝土 优先选 用 可用 可用 不得选 用 不得选 用有抗渗要求的混凝土 优先选 用 可用 优先选 用 可用工程特点有耐磨性要求的混凝土（水泥标号大于 325 号）优先选用优先选用 可用不得选用不得选用6.水泥的储存每批水泥必须有质量证明文件，应按品种、强度、出厂期、生产厂等分别堆放，先到先用；堆放地点应干燥、不透风、离地面 30 厘米；堆放高度不应超过 10 包；储存时间不应超过出厂期三个月。储存时间超过三个月或受潮结块，都需要重新检验其强度后再使用。因为水泥能吸收空气中的水份使强度降低，一般地，存放三个月后强度损失 1020%，存放六个月后强度损失 2530%，存放一年强度损失 4
13、0%，使用时应降低标号使用；如已结块坚硬，应筛去硬块并将小硬颗粒粉碎后检验，并不得用在重要的承重部位，可用于砌筑砂浆或掺入同品种的新水泥中使用（掺入量不大于水泥重量的 20%）。三、组成混凝土的其它材料组成水泥混凝土的材料有水泥、砂、石、水、外加剂及钢筋等，水泥前已介绍，下面介绍其它材料。1.石石与砂都在混凝土中充当骨架，所以砂、石统称为骨料，石是粗骨料，砂是细骨料。砂、石是混凝土中的廉价材料，用它们可降低混凝土的成本，并减小水泥在硬化过程中的收缩。一般石占混凝土的总体积的 7080%。石的分类。从石的产地和来源可将石分为卵石、碎石。卵石又可分为：河卵石、山卵石、海卵石，山卵石一般含有较多的粘
14、土、尘屑、有机杂质多，海卵石中常混有贝壳，河卵石较清洁。碎石用人力或机械破碎硬质岩石（花岗岩、辉绿岩、石灰岩、砂岩等）得到的粒径 580mm 的碎石。配置高标号混凝土应用碎石。混凝土用石的技术要求。石的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的 1/4，且不得超过钢筋间最小间距的 3/4，所以混凝土基础中常用的石的粒径为 2040 mm，混凝土底板则视配筋情况适当放宽。1)颗粒级配合适。良好的颗粒级配可以使得混凝土的空隙率尽可能的小，改善混凝土的密实性，节约水泥。石的级配应满足下表 2-7 的要求：表 2-7 石的级配要求表累计筛余，按重量计（%）筛孔尺寸（圆孔筛）（mm）级配公称粒级（mm） 2.5
15、 5 10 15 20 25 30 40 50 60 80 100510 95100 80100 015 0 515 95100 90100 3060 010 0 520 95100 90100 4070 010 0 530 95100 90100 7090 1545 05 0 连续级配540 95100 7590 3065 05 0 1020 95100 85100 015 0 1530 95100 85100 010 0 2040 95100 80100 010 0 3060 95100 75100 4575 010 0 单粒级4080 95100 70100 3060 010 02)针状及片状颗粒少。颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的 2.4倍者称为针状颗粒，厚度小于平均粒径 0.4 倍者称为片状颗粒。平均粒径指该粒级上下限粒径的平均值。针状和片状颗粒本身易折断，影响混凝
