【正文】 第六章 混凝土和砂漿 概述 學(xué)習(xí)要點(diǎn) : ? 掌握混凝土的定義及分類； ? 掌握普通混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)。 1 概 述 正在施工的秦山核電站 一、混凝土的定義 ? 混凝土 ：由 膠凝材料、細(xì)骨料、粗骨料、水以及必要時(shí)摻入的化學(xué)外加劑組成，經(jīng)過膠凝材料凝結(jié)硬化后，形成具有一定強(qiáng)度和耐久性的人造石材。 ? 普通混凝土 ：由水泥、砂、石子、水以及必要時(shí)摻入的化學(xué)外加劑組成，經(jīng)過水泥凝結(jié)硬化后形成的、表觀密度為 1950～ 2800kg/m3，具有一定強(qiáng)度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土，簡稱為“ 混凝土 ” 。 三峽工程鋼筋混凝土重力壩 二、混凝土的分類 ? 按表觀密度分 ?重混凝土 ρ0＞ 2800kg/m3。 ?普通混凝土 ρ0＝ 1950～2800kg/m3。 ?輕混凝土 ρ0＜ 1950kg/m3。 ? 按膠凝材料分 ?水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土等。 ? 按用途分 ?結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、防輻射混凝土等 。 二、混凝土的分類 ? 按生產(chǎn)和施工工藝分 ?預(yù)拌混凝土（商品混凝土）、現(xiàn)澆混凝土、泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、離心混凝土等。 ? 按強(qiáng)度分 ?普通混凝土 ＜ C60。 ?高強(qiáng)混凝土 ≥C60。 ?超高強(qiáng)混凝土 ≥C100 ? 按配筋情況分 ?素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼纖維混凝土等。 噴射混凝土施工 三、混凝土的特點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn) 抗壓強(qiáng)度高、耐久、維修費(fèi)用低 ； 原材料豐富、成本低； 混凝土拌合物具有良好的可塑性； 混凝土與鋼筋粘結(jié)良好，一般不會銹蝕鋼筋 ； 節(jié)約資源。 三、混凝土的特點(diǎn) ? 缺點(diǎn) 抗拉強(qiáng)度低（約為抗壓強(qiáng)度的 1/10～ 1/20）、變形性能差； 導(dǎo)熱系數(shù)大 〔 約為 （ mK） 〕 ； 體積密度大（約為 2400kg/m3左右）； 硬化較緩慢。 四、混凝土的發(fā)展方向 ? 隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展 ， 砼的不足之處正在被克服 ， 如采用輕質(zhì)砼可顯著降低砼的自重 ， 提高比強(qiáng)度 ， 摻入纖維或聚合物 ， 可提高抗拉強(qiáng)度 ， 降低砼的脆性 ， 摻入減水劑 、 早強(qiáng)劑等外加劑 ， 可顯著縮短硬化周期 。 ? 由于砼具有以上優(yōu)點(diǎn) ， 廣泛用于工民建 、 鐵路 、 公路等工程 。 ? 發(fā)展方向：快硬 、 高強(qiáng) 、 輕質(zhì) 、 高耐久性 、 多功能 、 節(jié)能等 。 五、混凝土應(yīng)用的基本要求 ? 滿足工程所需的強(qiáng)度要求； ? 滿足施工所需的和易性要求； ? 滿足工程環(huán)境所需的耐久性要求； ? 滿足節(jié)約水泥、降低成本的經(jīng)濟(jì)要求。 普通混凝土組成材料 學(xué)習(xí)要點(diǎn)： ? 掌握的混凝土的組成材料的主要技術(shù)性質(zhì)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法； ? 掌握組成材料的選用原則。 普通混凝土組成材料 混凝土的結(jié)構(gòu) ? 混凝土的結(jié)構(gòu) 水泥 +水 → 水泥漿 +砂 →水泥砂漿 +石子 → 混凝土拌合物 → 硬化混凝土 ? 組成材料及作用 粗集料細(xì)集料水泥漿孔 隙泌水形成的孔隙? 混凝土體積構(gòu)成 水泥石 ——25％左右； 砂和石子 ——70％以上； 孔隙和自由水 ——1％～ 5%。 組成材料 硬化前 硬化后 水泥 +水 潤滑作用 膠結(jié)作用 砂 +石子 填充作用 骨架作用 一、水泥的選擇 ? 品種的選擇 配 制普通混凝土的水泥品種，應(yīng)根據(jù)混凝土的工程特 點(diǎn)或所處的環(huán)境條件，結(jié)合水泥性能，且考慮當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的水泥品種情況等，進(jìn)行合理地選擇。 ? 強(qiáng)度等級的選擇 原則上，配制高強(qiáng)度等級的混凝土，選擇高強(qiáng)度等級的水泥； 一般情況下，水泥強(qiáng)度等級為混凝土強(qiáng)度等級的 ～； 配制高強(qiáng)混凝土?xí)r，可選擇水泥強(qiáng)度等級為混凝土強(qiáng)度等級的 1倍左右一般為 。 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 ? 定義 砂是指粒徑在 。 ? 分類 ? 按產(chǎn)源分 ? ? ? ? ? 按技術(shù)要求分 Ⅰ 類 宜 用于強(qiáng)度等級大于 C60的混凝土； Ⅱ 類 用 于強(qiáng)度等級為 C30～ C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土； Ⅲ 類 宜 用于強(qiáng)度等級小于 C30的混凝土和建筑砂漿。 砂 天然砂 人工砂 機(jī)制砂 混合砂 河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 項(xiàng) 目 指 標(biāo) Ⅰ 類 Ⅱ 類 Ⅲ 類 含泥量（質(zhì)量計(jì)， %） ＜ ＜ ＜ 泥塊含量（質(zhì)量計(jì)， %） 0 ＜ ＜ 天然砂含泥量和泥塊含量 項(xiàng) 目 指 標(biāo) Ⅰ 類 Ⅱ 類 Ⅲ 類 亞甲藍(lán)試驗(yàn) MB值＜ 或合格 石粉含量（ %） ＜ ＜ ＜ 泥塊含量（ %） 0 ＜ ＜ MB值 ≥或不合格 石粉含量（ %） ＜ ＜ ＜ 泥塊含量（ %） 0 ＜ ＜ 人工砂石粉含量和泥塊含量 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 砂 中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物，有害物 質(zhì)主要是云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽、氯化物等。見下表。 項(xiàng) 目 指 標(biāo) Ⅰ 類 Ⅱ 類 Ⅲ 類 云母（ %)（質(zhì)量計(jì)） ＜ ＜ ＜ 輕物質(zhì)（ %)（質(zhì)量計(jì)） ＜ ＜ ＜ 有機(jī)物（比色法） 合格 合格 合格 硫化物及硫酸鹽（ SO3質(zhì)量計(jì)） ＜ ＜ ＜ 氯化物（氯離子質(zhì)量計(jì)） ＜ ＜ ＜ 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 砂的粗細(xì)程度 （ 1）定義： 不同粒級的砂?；旌显谝黄鸬目傮w砂的粗細(xì)程度。 顆 粒大，比表面積小，水泥漿用量少 ，但空隙率大，密實(shí)度差 顆粒小，比表面積大，水泥漿用量多 ，但空隙率小，密實(shí)度高 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 （ 2）衡量砂的粗細(xì)程度的指標(biāo) ——細(xì)度模數(shù) MX 用 六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方孔篩測定砂的各號篩的累計(jì)篩余百分率之和即為細(xì)度模數(shù) MX 由 于砂是指粒徑小于 mm的巖石顆粒，故細(xì)度模數(shù)MX的公式可表示為： ? 1165432x 1 0 05)AAAAAAAM??????（＝二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 （ 3）細(xì)度模數(shù) MX的測定方法 —篩分法 篩孔尺寸 分計(jì)篩余 累計(jì)篩余 百分率（ %） 分計(jì)篩余量 (g) 分計(jì)篩余百分率 (%) m1 a1= m1 /m A1= a1 m2 a2 = m2/m A2 = a1 + a2 m3 a3 = m3 /m A3 = a1 + a2 + a3 600μm m4 a4 = m4/m A4= a1 + a2 + a3 + a4 300μm m5 a5 = m5 /m A5 = a1 + a2 + a3 + a4 + a5 150μm m6 a6 = m6 /m A6= a1 + a2 + a3 + a4 + a5+ a6 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 （ 4）砂按細(xì)度模數(shù)的分類： 根 據(jù)細(xì)度模數(shù)的計(jì)算公式可知，細(xì)度模數(shù)值越大，表 示砂越粗； 普 通砼用砂細(xì)度模數(shù)的范圍一般為 —； 根 據(jù) 《 建筑用砂 》 （ GB/T14684—2022）的技術(shù)規(guī)范要求，砂的粗細(xì)程度分為： ? 粗砂： MX =~ ? 中砂： MX =~ ? 細(xì)砂： MX =~ 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 顆粒級配 （ 1）定義： 顆 粒級配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況 （ 2）意義： 級 配良好的砂，不同粒徑顆粒搭配比例適當(dāng)，其空隙 率小，可使顆粒達(dá)到理想堆積狀態(tài)，密實(shí)度高且總表面積小，綜合考慮砂的粗細(xì)程度及顆粒級配，應(yīng)選擇空隙率?。壟浜茫┣冶M可能粗的砂。可以節(jié)約水泥或改善混凝土拌合物的和易性。 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 （ 3）顆粒級配采用篩分法確定。 （ 4）顆粒級配的指標(biāo) 級 配區(qū)： 國 家標(biāo)準(zhǔn) GB/T14684— 2022規(guī)定：對細(xì)度模數(shù)為 通砼用砂 ,根據(jù) 600μ m方孔篩的累計(jì)篩余百分率 A4,劃分為 1區(qū)、 2區(qū)、3區(qū) 三個(gè)級配區(qū)。 詳 見 P61表 64。 級 配合格判定 ： 砂 的實(shí)際級配全部在任一級配區(qū)規(guī)定范圍內(nèi)；除 600μ m篩檔外，可以略有超出，但超出總量應(yīng)小于 5％。 （ 5）級配的選擇 宜 優(yōu)先選擇級配在 2區(qū)的砂；當(dāng)采用 1區(qū)砂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高砂率；當(dāng)采用 3區(qū)砂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小砂率。 二、砂的技術(shù)質(zhì)量要求 方篩孔 累計(jì)篩余率，％ 1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 600μm 300μm 150μm 0 10～ 0 35～ 5 65～ 35 85～ 71 95～ 80 100～ 90 0 10～ 0 25～ 0 50～ 10 70～ 41 92～ 70 100～ 90 0 10～ 0 15～ 0 25～ 0 40～ 16 85～ 55 100～ 90 1）砂的實(shí)際顆粒級配與表中所列數(shù)字相比，除 600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應(yīng)小于 5％。 2） 1區(qū)人工砂中 150μm篩孔的累計(jì)篩余可以放寬到 100～ 85， 2區(qū)人工砂中 150μm篩孔的累計(jì)篩余可以放寬到 100～ 80， 3區(qū)人工砂中 150μm篩孔的累計(jì)篩余可以放寬到 100～ 75。 砂的顆粒級配區(qū) 三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求 ? 定義 粒徑大于 。 ? 分類 ?按產(chǎn)源分： 卵石和碎石 ?按技術(shù)要求分： Ⅰ 類 宜 用于強(qiáng)度等級大于 C60的混凝土； Ⅱ 類 用 于強(qiáng)度等級為 C30～ C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土； Ⅲ 類 宜 用于強(qiáng)度等級小于 C30的混凝土和建筑砂漿。 三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求 ? 技術(shù)要求 、堆積密度及空隙率 ?表觀密度 ρg180。＞ 2500kg/m3； ?松散堆積密度 ρgo180。＞ 1350kg/m3； ?空隙率 P′＜ 47%。 、泥塊含量及石粉含量 ?含泥量是指粒徑小于 ； ?泥塊含量是指卵石、碎石中粒徑大于 手捏后小于 。具體指標(biāo)見表。 三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求 ? ? ? ? ?針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑 ； ?片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑 。 ?針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強(qiáng)度降低。見表。 項(xiàng) 目 指 標(biāo) Ⅰ 類 Ⅱ 類 Ⅲ 類 含泥量（質(zhì)量計(jì)， %） ＜ ＜ ＜ 泥塊含量（質(zhì)量計(jì)， %） 0 ＜ ＜ 碎石、卵石含泥量和泥塊含量 三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求 項(xiàng) 目 指 標(biāo) Ⅰ 類 Ⅱ 類 Ⅲ 類 針、片狀顆粒（ %）（質(zhì)量計(jì)） ＜ 5 ＜ 15 ＜ 25 碎石、卵石針片狀顆粒含量 ?卵石、碎石中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。見下表 項(xiàng) 目 指 標(biāo) Ⅰ 類 Ⅱ 類 Ⅲ 類 有機(jī)物 合格 合格 合格 硫化物及硫酸鹽（ %） （ SO3質(zhì)量計(jì)） ＜ ＜ ＜ 三、石子的技術(shù)質(zhì)量要求 采用巖石抗壓強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)兩種檢驗(yàn)： ? 巖石抗壓強(qiáng)度是將母巖制成 50mm 50mm 50mm立方體試件，在水飽和狀態(tài)下測定其極限抗壓強(qiáng)度值。 ? 壓碎指標(biāo)是將一定質(zhì)量風(fēng)干狀態(tài)下 ～ 準(zhǔn)圓模內(nèi)，在壓力機(jī)上按 1kN/s速度均勻加荷至 200kN并穩(wěn)定，卸荷后用 ，稱出篩余量。按下式計(jì)算： ? ? 式 中： Qc—壓碎指標(biāo)值 ； G1—試樣的質(zhì)量 ， g； G2—壓碎后的篩余量， g。 壓碎指標(biāo)值越大，石子強(qiáng)度越差。 %1 0