下载文档原格式
第4章混凝土组成材料1
第 4 章
水泥混凝土及砂浆
土木工程材料课件
主要内容
概述
普通混凝土的组成材料
普通混凝土的技术性质
普通混凝土配合比设计
砂浆
一、混凝土的定义
由胶凝材料、粗、细骨料和水，必要时加入化学外加剂，矿物掺合料，按适当比例配合拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。
概述
无筋砼钢筋砼预应力砼
现代砼
混凝土工业的三次大革命：
二、分类
胶凝材料
结构
表观密度
表观密度
胶凝材料
结构
二、分类
表观密度
胶凝材料
结构
二、分类
表观密度
胶凝材料
结构
普通结构砼
细粒砼
大孔砼
多孔砼
二、分类
三、混凝土的特点
优点：①抗压强度高；
②耐久性好；
③与钢筋的粘结力强；
④原料丰富、取材方便、经济；
⑤可浇注成不同形状，可塑性好；
⑥根据要求可配制不同等级的混凝土。
缺点：
自重大、抗拉强度低，易开裂属脆性破坏。
①满足工程所需强度要求；
②满足施工所需和易性要求；
③满足与工程环境相适应的耐久性；
④满足经济性。
四、工程对混凝土的要求
砼的结构
普通混凝土是由水泥、天然砂石、外加剂、掺合料加水拌合，经一定时间硬化而成的一种人造石材。
第一节普通混凝土的组成材料
本节内容
一、水泥
二、骨料
三、拌合及养护用水
四、骨料的饱和面干吸水率
五、外加剂
六、掺合料
一、水泥
1、水泥品种的选择
2、水泥强度等级的选择
①高等级砼用高等级水泥，水泥与砼强度等级相匹配；
②一般水泥与砼强度等级之比为1.5-2.0 ；
③对高强砼可取0.9-1.5；
④技术、经济两方面考虑。
二、骨料
1、细骨料:粒径0.16-5mm,其作用是填充粗骨料空隙，减少水泥浆干缩。
2、粗骨料：粒径>5mm,起骨架作用，坚固耐久。
骨料的一般要求
1、表面清洁，含有害成分少。
2、有足够的强度。
3、骨料的形状、表面特征。
1、细骨料: 粒径为0.16~5mm
⑴粗细程度：指不同粒径的砂粒混合在一起后总体粗细程度。
用细度模数（µf）表示，由筛分法试验测定。
⑵颗粒级配：表示砂大小颗粒搭配情况。
用级配区表示，由筛分法试验测定。
级配区
技术要求:
分计筛余：各筛上的筛余量占砂样总质量的百分数。
累计筛余：各筛和比该筛粗的所有分计筛余量相加。
或把≥某号筛孔的砂质量占砂总质量的百分率。
筛分试验
砂样总质量500g
（A2+A3+A4+A5+A6）－5 A1
µf = —————————
（100－A1）
建筑用砂一般是 3.7 ~ 0.7
粗砂 3.7 ~ 3.1
中砂 3.0 ~ 2.3
细砂 2.2 ~ 1.6
特细砂 1.5 ~ 0.7
筛分法
细度模数：
砂颗粒级配区
注：除5.00和0.63mm筛号外，其它允许有≯5%的偏差。
砂的级配区曲线
各区砂的特点及应用
1区：偏粗，适合配制水泥用量多的富砼。
在应用时应提高砂率，以满足砼和易性的要求。
2区：适中，较理想，级配较好。
泵送砼宜选用中砂。
3区：偏细，适合配制水泥用量少的贫砼。
在应用时应降低砂率，以保证砼的强度。
1、空隙率小，使骨料密实，水泥浆充分用于粘结砂粒，以提高强度。
2、总表面积小，节约水泥。
级配良好砂的特点
砂的掺配：(砂的比例：细砂为x，粗砂为1-x)
级配区
2、粗骨料：粒径>5mm，起骨架作用，坚固耐久，空隙率大，比表面积小。
⑴颗粒级配：表示石子大小搭配的情况。
连续粒级：分级尺寸是连续的。
即从某一最大粒级以下依次有其它粒级。
单粒级：不含较小粒级，大部分集中于某一个粒径或某两个粒径的颗粒。
D
碎石与卵石的级配范围
⑵最大粒径：粗骨料中公称粒级的上限。
由《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-92的规定：
①砼粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4 ；
②不得大于钢筋间最小净距的3/4
③砼实心板，不得超过50mm。
④道路路面≯40mm
三、拌合及养护用水
自来水和清洁的天然水。
水中不得含有有害杂质，如油脂、糖类等有机物质。
海水（SO42-、Mg2+、Cl-）、工业污水等应经处理后使用。
四、骨料的饱和面干吸水率
五、外加剂
外加剂的定义
外加剂的分类
常用外加剂
外加剂的使用
在拌制混凝土过程中掺入，以改善混凝土性能，掺量≯5％的水泥质量的物质。
外加剂掺量虽小，但其技术经济效果却显著，已成为混凝土的重要组成部分，被称为第
五组分。
1、外加剂的定义
按功能分为四类：
(1)改善砼拌合物流变性能的外加剂。
如减水剂、引气剂和泵送剂等。
(2)调节砼凝结、硬化时间的。
如缓凝剂、早强剂和速凝剂等。
(3)改善砼耐久性的。
如引气剂、防水剂和阻锈剂等。
(4)改善砼其他性能的外加剂。
如加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂等。
2、外加剂的分类
3、常用外加剂
减水剂
早强剂
引气剂
缓凝剂
速凝剂
防冻剂
膨胀剂
泵送剂
⑴减水剂的作用机理
减水剂
当加入减水剂后，其中憎水基团定向附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，在电斥力作用下，使原来形成的絮凝结构解散，使游离水释放出来，即吸附、分散作用。
①吸附—分散作用（解絮放水）
由于亲水基团指向水溶液，与水分子结合,在水泥颗粒表面形成一层溶剂化膜，起到润滑作用，使水泥颗粒易于湿润、利于水化。
②润滑塑化作用（吸水成膜）
减水剂的作用机理
①当砼原配合比不变时，使拌和物流动性提高。
②当砼的流动性及水泥用量不变，降低用水量，使砼强度提高。
③当（保持）砼拌和物的流动性、水灰比不变时，使水泥用量降低。
④改善砼的孔结构，提高密实度，提高耐久性
⑵减水剂作用效果
木质素磺酸盐系减水剂、糖蜜系、树脂系、腐殖酸系等多种系列与品种
常用减水剂
早强剂
是指能提高混凝土的早期强度的外加剂。
有氯化物系、硫酸盐系、三乙醇胺、石膏等。
早强机理：
①能够尽早与C3A作用生成钙矾石
②能生成难溶的复盐
CaCl2+C3A水化氯铝酸钙
CaCl2+Ca(OH)2 氧氯化钙
引气剂
指能在混凝土拌合物中产生一定量的微小独立气泡并使之均匀分布其中的外加剂。
如松香热聚物、松香皂等。
发气剂：在混凝土拌合物中加入少量的金属粉末（如铝粉等），浇注时发生反应，放出
大量的氢气等气体，使浆体体积显著膨胀。
掺量：万分之0.6-1.2，引气量为3-6%。
作用：改善和易性、提高抗渗、抗冻性，变形大，强度稍有降低。
六、掺合料
掺合料：为节省水泥、改善混凝土的性能，在拌制混凝土时掺入的矿物粉状材料。
如粉煤灰、超细矿渣粉、硅粉及沸石粉等。
掺合料可以利用工业废弃物，掺合料已成为有发展前途的混凝土的一种组分，称为混凝土第六组分。
