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1、第三节第三节 普通混凝土的主要组成材料普通混凝土的主要组成材料普普普普通通通通混混混混凝凝凝凝土土土土（简简简简称称称称为为为为混混混混凝凝凝凝土土土土）是是是是由由由由水水水水泥泥泥泥、砂砂砂砂、石石石石和和和和水水水水所所所所组组组组成成成成，另另另另外外外外还还还还常常常常加加加加入入入入适适适适量量量量的的的的掺掺掺掺合合合合料料料料和和和和外外外外加加加加剂剂剂剂。在在在在混混混混凝凝凝凝土土土土中中中中，砂砂砂砂、石石石石起起起起骨骨骨骨架架架架作作作作用用用用，称称称称为为为为骨骨骨骨料料料料；水水水水泥泥泥泥与与与与水水水水形形形形成成成成水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆，水水水水泥泥
2、泥泥浆浆浆浆包包包包裹裹裹裹在在在在骨骨骨骨料料料料表表表表面面面面并并并并填填填填充充充充其其其其空空空空隙隙隙隙。在在在在硬硬硬硬化化化化前前前前，水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆起起起起润润润润滑滑滑滑作作作作用用用用，赋赋赋赋予予予予拌拌拌拌合合合合物物物物一一一一定定定定的的的的和和和和易易易易性性性性，便便便便于于于于施施施施工工工工。水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆硬硬硬硬化化化化后后后后，则则则则将将将将骨骨骨骨料胶结为一个坚实的整体。料胶结为一个坚实的整体。料胶结为一个坚实的整体。料胶结为一个坚实的整体。一、水泥一、水泥一、水泥一、水泥水泥是混凝土中最重要的组分。水泥是混凝土中最重要的组分。
3、水泥是混凝土中最重要的组分。水泥是混凝土中最重要的组分。水水水水泥泥泥泥品品品品种种种种的的的的选选选选择择择择，应应应应当当当当根根根根据据据据混混混混凝凝凝凝土土土土工工工工程程程程性性性性质质质质与与与与特特特特点点点点，工工工工程程程程的的的的环环环环境境境境条条条条件件件件及及及及施施施施工工工工条条条条件件件件，结结结结合合合合各各各各种种种种水水水水泥泥泥泥特特特特性性性性进进进进行合理的选择。行合理的选择。行合理的选择。行合理的选择。 水水水水泥泥泥泥强强强强度度度度等等等等级级级级的的的的选选选选择择择择应应应应当当当当与与与与混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的设设设设计计计计
4、强强强强度度度度等等等等级级级级相相相相适适适适应应应应。经经经经验验验验证证证证明明明明，配配配配制制制制C30C30C30C30以以以以下下下下的的的的混混混混凝凝凝凝土土土土，水水水水泥泥泥泥强强强强度度度度等等等等级级级级为为为为混混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度等等等等级级级级的的的的1.11.11.11.11.81.81.81.8倍倍倍倍，配配配配制制制制40404040以以以以上上上上的的的的混混混混凝凝凝凝土土土土，水水水水泥泥泥泥强强强强度度度度等等等等级级级级为为为为混混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度等等等等级级级级的的的的1.01.01.01.01.51.51
5、.51.5倍，同时宜掺入高效减水剂。倍，同时宜掺入高效减水剂。倍，同时宜掺入高效减水剂。倍，同时宜掺入高效减水剂。二、细骨料二、细骨料 由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径的岩石颗粒（砂）称为细骨料。混凝土用砂的质量技的岩石颗粒（砂）称为细骨料。混凝土用砂的质量技术要求分述如下。术要求分述如下。(1)(1)概念概念: :砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗
6、砂的总表在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。浆为省。 砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应填充，为达到节约水泥和
7、提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。就必须有大小不同的颗粒搭配。 因此，在拌制混凝土时，砂的颗粒级配和粗因此，在拌制混凝土时，砂的颗粒级配和粗细程度应同时考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，细程度应同时考虑。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，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙及总表面积均较小，这样的砂比较则可达到空隙及总表面积均较小，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实度与强
8、度。土的密实度与强度。(2)(2)筛分试验筛分试验: :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，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。用细度模数表示砂的粗细。vv筛分析的方法筛分析的方法，是用一套孔径（净尺寸）为，是用一套孔径（净尺寸）为、2.2.5050、1.1.25253 315156 6的标准筛，将的标准筛，将500500g g的干砂试样由的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率砂的重量，并计
9、算出各筛上的分计筛余百分率a ai i及及累计筛余百分率累计筛余百分率i i（各个筛和比该筛粗的所有分各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。计筛余百分率之和）。v砂的累计筛余与分计筛余的关系砂的累计筛余与分计筛余的关系|细度模数的计算公式为细度模数的计算公式为： 式中式中: :a ai i-分计筛余百分率，即该号筛的筛余量分计筛余百分率，即该号筛的筛余量除以试样总量；除以试样总量；i i-累计筛余百分率，即该号筛累计筛余百分率，即该号筛与大于该号各筛分计筛余百分率之和。与大于该号各筛分计筛余百分率之和。v砂级配区的规定砂级配区的规定图图5-35-3砂的砂的1 1、2 2、3 3级配区曲线
10、级配区曲线粘土、粉砂、淤泥影响与水泥石的粘结强度，增加需水量，从而增加了砼的收缩，降低砼强度与耐久性。有机杂质、硫酸盐影响砼整体强度，对水泥腐蚀作用。海砂中对Cl-的控制 |砂中不应含有活性氧化硅，因为砂中含有的活性氧化砂中不应含有活性氧化硅，因为砂中含有的活性氧化硅，能与水泥中的碱分（硅，能与水泥中的碱分（2 2及及|2 2）起作用，产生碱骨料反应，使混凝土发生膨）起作用，产生碱骨料反应，使混凝土发生膨胀开裂。胀开裂。 为保证混凝土的质量，砂中有害杂质的含量，应符合为保证混凝土的质量，砂中有害杂质的含量，应符合国家技术规范的规定。见下表。国家技术规范的规定。见下表。天然砂天然砂( (natu
11、ral sand)natural sand)：河砂、海砂河砂、海砂人工砂人工砂( (artificial sand)artificial sand)：山砂、机山砂、机制砂制砂从流动性上看，人工砂的颗粒形状及从流动性上看，人工砂的颗粒形状及表面特征不及天然砂好表面特征不及天然砂好从粘结力上看，天然砂的颗粒形状及从粘结力上看，天然砂的颗粒形状及表面特征不及人工砂好表面特征不及人工砂好4. 砂的物理性质（1）密度、表观密度、堆积密度（2）空隙率和填充率（3）含水状态：全干、气干、饱和面干、润湿四种状态（4）砂的坚固性 在气候、环境温、湿度及其他物理因素作用下抵抗破裂的能力用Na2SO4溶液浸泡。骨料
12、的饱和面干吸水率骨料的饱和面干吸水率骨料的几种含水状态如图骨料的几种含水状态如图2 2所示。所示。|图图5 54 4骨料的含水状态骨料的含水状态 （）全干状态，（）全干状态，（ ）气干状态；）气干状态；（c c）饱和面干状态（）湿润状态饱和面干状态（）湿润状态三、粗骨料三、粗骨料 粒径大于粒径大于5 5的骨料为粗骨料（卵石和碎石）。的骨料为粗骨料（卵石和碎石）。对用于配制普通混凝土的卵石和碎石有以下技术要对用于配制普通混凝土的卵石和碎石有以下技术要求：求： （1 1）石子最大粒径（）石子最大粒径（D Dmaxmax） 石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子
13、的最大粒径。石子的最大粒径增大，则相同质量石子的大粒径。石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。在一减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。少提高混凝土的强度。 然而石子最大粒径（然而石子最大粒径（D Dmaxmax）过大时，则由过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。同时，最大粒径的选用，混凝土
14、的强度下降。同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。根据我国钢筋混凝土施工规范规定：混凝土根据我国钢筋混凝土施工规范规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断用粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断面的短边长度的；不得大于钢筋最小面的短边长度的；不得大于钢筋最小净距的净距的 。另外还受搅拌机以及输送管。另外还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。道等条件的限制。（2 2）颗粒级配）颗粒级配 粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用筛分法测定，即用级配试验采用筛分法测定，即用5 5
15、、1010、2020、4040、8080、150150孔径的圆孔筛进行筛分。孔径的圆孔筛进行筛分。 石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连凝土混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连续级配是工程上最常用的级配。续级配是工程上最常用的级配。|间断级配也称单粒级级配。间断级配是人间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒
16、，从而使骨料为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成的混凝土，可以节约水泥。由于其颗配制成的混凝土，可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离粒粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离析现象，导致施工困难。析现象，导致施工困难。|石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石、石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石、卵石的颗粒级配规格见表卵石的颗粒级配规格见表5-8(P845-8(P84) )。（1 1）粗骨料的强度）粗骨料的强度 粗骨料
17、的强度采用岩石立方体强度或粒状粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子的压碎指标来表示。石子的压碎指标来表示。 岩石立方强度试验，是用母岩制成岩石立方强度试验，是用母岩制成555555 立方体，或直径与高度均为立方体，或直径与高度均为5 5的圆柱体试样，浸泡水中，待吸水饱的圆柱体试样，浸泡水中，待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于求的混凝土强度等级之比，不应低于1.51.5。压碎指标压碎指标是将一定重量气干状态下是将一定重量气干状态下10102020的石子装入一定规格的石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷
18、载到的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到 200 200，卸荷后称取试样质量（，卸荷后称取试样质量（0 0），再用孔径为），再用孔径为2.362.36的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（m m1 1），），用下式计算用下式计算压碎指标：压碎指标：式中式中a a-压碎指标值，压碎指标值，% %；0 0-试样质量，试样质量，g g；m m1 1-压碎试验后试样的筛余量，压碎试验后试样的筛余量，g g。压碎指标值越小，骨料的强度越高。压碎指标值越小，骨料的强度越高。（2 2）骨料的坚固性）骨料的坚固性 骨料的坚固性是指在气候、外力骨料的坚固性是指在气候、
19、外力和其他物理力学因素作用（如冻融循和其他物理力学因素作用（如冻融循环作用）下骨料抗碎裂的能力。坚固环作用）下骨料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不经五次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定。超过规范的规定。 粗骨料中的有害杂质粗骨料中的有害杂质主要主要有：粘土、淤泥及细有：粘土、淤泥及细屑；硫酸盐及硫化物；有机物质；蛋白石及其他含屑；硫酸盐及硫化物；有机物质；蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗粒等。它们的危害作用与在有活性氧化硅的岩石颗粒等。它们的危害作用与在细骨料中相同。各种有害杂质的含量都不应超出规细骨料
20、中相同。各种有害杂质的含量都不应超出规范的规定。范的规定。 粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的倍）和片状（厚度小于平均粒径的的倍）和片状（厚度小于平均粒径的0.40.4倍）倍）颗粒，不仅影响混凝土的和易性，而且会使混凝土颗粒，不仅影响混凝土的和易性，而且会使混凝土的强度降低。骨料中针状颗粒含量，应符合规范中的强度降低。骨料中针状颗粒含量，应符合规范中的有关规定。的有关规定。 四、混凝土拌合及养护用水四、混凝土拌合及养护用水 在拌制和养护混凝土用的水中，不得含有影响在拌制和养护混凝土用的水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，如油脂、糖类等
21、。水泥正常凝结与硬化的有害杂质，如油脂、糖类等。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污水、制和养护混凝土。污水、PHPH值小于的酸性水、含值小于的酸性水、含硫酸盐（按硫酸盐（按3 3计）超过水重的水均不得使计）超过水重的水均不得使用，在对水质有疑问时可将该水与洁净水分别制成用，在对水质有疑问时可将该水与洁净水分别制成混凝土试块，然后进行强度对比试验，如果用该水混凝土试块，然后进行强度对比试验，如果用该水制成的试块强度不低于洁净水制成的试块强度，就制成的试块强度不低于洁净水制成的试块强度，就可用此水来拌制混凝土。海水中含有硫酸盐、镁盐可用此水来拌制混凝土。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此一般不得用海水拌制混凝土。锈蚀，因此一般不得用海水拌制混凝土。
