【正文】 5 混 凝 土,主要介紹(ji232。sh224。o)了普通混凝土的組成材料，混凝土拌合物的和易性，硬化混凝土的強(qiáng)度、變形、耐久性，混凝土外加劑的作用原理和應(yīng)用，普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法等，簡(jiǎn)要介紹(ji232。sh224。o)了輕混凝土及其他品種混凝土，如體現(xiàn)混凝土發(fā)展動(dòng)態(tài)的高強(qiáng)混凝土、高性能混凝土等。,本章(běn zhānɡ)提要,第一頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,混凝土是由膠凝材料、骨料和水，必要(b236。y224。o)時(shí)摻入化學(xué)外加劑和礦物質(zhì)混合材料，按適當(dāng)比例配合，拌制成拌合物，經(jīng)硬化而成的人造石材。 按膠凝材料不同，分為水泥混凝土(又叫普通混凝土)、瀝青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等； 按表觀密度不同，分為重混凝土(ρ0＞2800kg/m3)、普通混凝土(ρ0=2000~2800kg/m3)、輕混凝土(ρ0＜2000kg/m3)；,第二頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,按使用功能(gōngn233。ng)不同，分為結(jié)構(gòu)用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土及防輻射混凝土等； 按施工工藝不同，又分為噴射混凝土、泵送混凝土、振動(dòng)灌漿混凝土等。,第三頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,本 章 內(nèi) 容,5.1 普通混凝土的組成材料(c225。ili224。o) 5.2 混凝土的主要技術(shù)性質(zhì) 5.3 混凝土外加劑 5.4 普通混凝土配合比設(shè)計(jì) 5.5 輕混凝土 5.6 其他品種混凝土,第四頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,5.1 普通(pǔtōng)混凝土的組成材料,普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、細(xì)骨料(砂)和水拌和，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。 砂、石在混凝土中起骨架作用(zu242。y242。ng)，并抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細(xì)骨料表面并填充骨料間的空隙。 水泥漿體在硬化前起潤(rùn)滑作用，使混凝土拌合物具有良好的工作性能，硬化后將骨料膠結(jié)在一起，形成堅(jiān)固的整體。其結(jié)構(gòu)如圖5.1。,第五頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,圖5.1 普通(pǔtōng)混凝土結(jié)構(gòu)示意圖,1—石子(sh237。 zǐ)；2—砂子；3—水泥漿；4—?dú)饪?第六頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,5.1.1.1 水泥品種(pǐnzhǒng)的選擇,配制混凝土?xí)r，一般可采用(cǎiy242。ng)五大品種水泥，必要時(shí)也可采用(cǎiy242。ng)快硬水泥、鋁酸鹽水泥等。詳見(jiàn)第4章及表4.7。,5.1.1 水泥(shuǐn237。),第七頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與混凝土強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)。一般以水泥強(qiáng)度(以MPa為單位)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.5~2.0倍較適宜，水泥強(qiáng)度等級(jí)過(guò)高或過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致水泥用量過(guò)少或過(guò)多，對(duì)混凝土的技術(shù)(j236。sh249。)性能及經(jīng)濟(jì)效果都不利。,5.1.1.2 水泥強(qiáng)度等級(jí)(děngj237。)的選擇,第八頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,普通混凝土的細(xì)骨料主要采用天然砂和人工砂。 天然砂是由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積形成的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒。按產(chǎn)源不同，天然砂分為山砂、河砂和海砂。 人工砂是經(jīng)除土處理的機(jī)制(jīzh236。)砂、混合砂的統(tǒng)稱(chēng)。,5.1.2 細(xì)骨料(ɡǔ li224。o)－砂子,第九頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,砂按技術(shù)要求分為Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)。Ⅰ類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；Ⅱ類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30~C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑(ji224。nzh249。)砂漿。,第十頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,為了節(jié)約水泥(shuǐn237。)，并使混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到較高密實(shí)度，選擇骨料時(shí)，應(yīng)盡可能選用總表面積較小、空隙率較小的骨料，而砂子的總表面積與粗細(xì)程度有關(guān)，空隙率則與顆粒級(jí)配有關(guān)。 (1)粗細(xì)程度 砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸬目傮w粗細(xì)程度。,5.1.2.1 砂的粗細(xì)(cūx236。)程度及顆粒級(jí)配,第十一頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,(2)顆粒級(jí)配 砂的顆粒級(jí)配是指粒徑不同(b249。 t243。nɡ)的砂?；ハ啻钆涞那闆r。 同樣粒徑的砂空隙率最大，若大顆粒間空隙由中顆粒填充，空隙率會(huì)減小，若再填充以小顆粒，空隙率更小，如圖5.2所示。,第十二頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,(3)砂的粗細(xì)程度與顆粒級(jí)配的評(píng)定 砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配，常用篩分析方法進(jìn)行評(píng)定。 稱(chēng)取試樣500g，將試樣倒入按孔徑大小從上到下組合(zǔh233。)的套篩(附篩底)上進(jìn)行篩分，然后稱(chēng)取各篩上的篩余量，計(jì)算各篩的分計(jì)篩余百分率aaaaaa6及累計(jì)篩余百分率AAAAAA6，其計(jì)算關(guān)系如表5.1。,第十三頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)Mx表示，其計(jì)算式如下(rxi224。)： 建筑用砂按細(xì)度模數(shù)分為粗、中、細(xì)三種規(guī)格，其細(xì)度模數(shù)分別為： 粗砂：3.7~3.1； 中砂：3.0~2.3； 細(xì)砂：2.2~1.6。,第十四頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,砂的顆粒級(jí)配用級(jí)配區(qū)表示，以級(jí)配區(qū)或級(jí)配曲線判定(p224。nd236。ng)砂級(jí)配的合格性。對(duì)細(xì)度模數(shù)為3.7~ 1.6的建筑用砂，根據(jù)600μm篩的累計(jì)篩余百分率分成3個(gè)級(jí)配區(qū)，見(jiàn)表5.2。 為了更直觀地反映砂的顆粒級(jí)配，以累計(jì)篩余百分率為縱坐標(biāo)，篩孔尺寸為橫坐標(biāo)，根據(jù)表5.2的數(shù)值可以畫(huà)出砂子3個(gè)級(jí)配區(qū)的級(jí)配曲線，如圖5.3所示。,第十五頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,【例題】用500g烘干(hōnɡ ɡ224。n)砂進(jìn)行篩分試驗(yàn)，其結(jié)果如表5.3所求。試分析該砂的粗細(xì)程度與顆粒級(jí)配。 【解】計(jì)算細(xì)度模數(shù)Mx 評(píng)定結(jié)果：將累計(jì)篩余百分率與表5.2作對(duì)照，或繪出級(jí)配曲線，此砂處于2區(qū)，級(jí)配良好；細(xì)度模數(shù)為2.66，屬中砂。,第十六頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,圖5.2 骨料(ɡǔ li224。o)顆粒級(jí)配示意圖,(a)單一(dānyī)粒徑；(b)兩種粒徑；(c)多種粒徑,第十七頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,表5.1 累計(jì)(l232。i j236。)篩余率與分計(jì)篩余率計(jì)算關(guān)系,第十八頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,表5.2 建筑用砂的顆粒(kēl236。)級(jí)配(GB/T 14684—2001),第十九頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,圖5.3 砂的級(jí)配曲線(qūxi224。n),第二十頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,表5.3 砂樣篩分(shāi fēn)結(jié)果,第二十一頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,含泥量是指天然(tiānr225。n)砂中粒徑小于75μm的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于75μm的顆粒含量；泥塊含量是指砂中原粒徑大于1.18mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于600μm的顆粒含量。 天然砂的含泥量應(yīng)符合表5.4的規(guī)定。 人工砂的石粉含量應(yīng)符合表5.5的規(guī)定。 砂中泥塊含量應(yīng)符合表5.4和表5.5的規(guī)定。,5.1.2.2 含泥量、石粉含量(h225。nli224。ng)和泥塊含量(h225。nli224。ng),第二十二頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,表5.4 天然(tiānr225。n)砂的含泥量和泥塊含量(GB/T 14684—2001),第二十三頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,表5.5 人工(r233。ngōng)砂的石粉含量和泥塊含量(GB/T 14684—2001),第二十四頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定砂中不應(yīng)混有草根、樹(shù)葉、塑料、煤塊、爐渣等雜物，砂中如含有云母(ynmǔ)、輕物質(zhì)、有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等，其含量應(yīng)符合表5.6的規(guī)定。,5.1.2.3 有害物質(zhì)含量(h225。nli224。ng),第二十五頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,表5.6 砂中有害物質(zhì)含量(h225。nli224。ng)（GB/T 14684—2001）,第二十六頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,砂的堅(jiān)固性是指砂在自然風(fēng)化和其他外界物理、化學(xué)因素作用下，抵抗破裂的能力。 天然砂采用硫酸鈉溶液法進(jìn)行(j236。nx237。ng)試驗(yàn)，砂樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應(yīng)符合表5.7的規(guī)定。人工砂采用壓碎指標(biāo)法進(jìn)行試驗(yàn)，壓碎指標(biāo)值應(yīng)符合表5.8的規(guī)定。,5.1.2.4 堅(jiān)固(jiāng249。)性,第二十七頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,表5.7 堅(jiān)固(jiāng249。)性指標(biāo)(GB/T 14684—2001),表5.8 壓碎指標(biāo)(zhǐbiāo)(GB/T 14684—2001),第二十八頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,砂的表觀密度、堆積密度、空隙(k242。ngx236。)率應(yīng)符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積 密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。,5.1.2.5 表觀(biǎo ɡuān)密度、堆積密度、空隙率,第二十九頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂破壞的膨脹反應(yīng)。 經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，由砂制備(zh236。b232。i)的試件無(wú)裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，在規(guī)定的試驗(yàn)齡期膨脹率應(yīng)小于0.10%。,5.1.2.6 堿集料反應(yīng)(fǎny236。ng),第三十頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,普通混凝土常用的粗骨料分卵石和碎石兩類(lèi)。 卵石是由自然風(fēng)化、水流(shuǐli)搬運(yùn)和分選、堆積形成的，粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。按其產(chǎn)源不同可分為河卵石、海卵石、山卵石等。 碎石是天然巖石或卵石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。,5.1.3 粗骨料(ɡǔ li224。o)－石子,第三十一頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,卵石、碎石按技術(shù)要求分為(fēn w233。i)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類(lèi)。Ⅰ類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；Ⅱ類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30~C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30混凝土。,第三十二頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,(1)最大粒徑Dmax 粗骨料公稱(chēng)粒級(jí)的上限稱(chēng)為該粒級(jí)的最大粒徑。 粗骨料的最大粒徑增大，則其總表面積相應(yīng)減小，包裹粗骨料所需的水泥漿量就減少，可節(jié)約水泥；或者在一定和易性和水泥用量條件下，能減少用水量而提高(t237。 gāo)混凝土強(qiáng)度。,5.1.3.1 最大粒徑和顆粒(kēl236。)級(jí)配,第三十三頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,(2)顆粒級(jí)配 良好的粗骨料，對(duì)提高混凝土強(qiáng)度、耐久性，節(jié)約水泥是極為有利的。 粗骨料的顆粒級(jí)配分連續(xù)粒級(jí)和單粒粒級(jí)。 粗骨料顆粒級(jí)配好壞的判定(p224。nd236。ng)也是通過(guò)篩分析法進(jìn)行的。據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，建筑用卵石、碎石的顆粒級(jí)配應(yīng)符合表5.9的規(guī)定。,第三十四頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,表5.9 建筑用卵石(luǎnsh237。)、碎石的顆粒級(jí)配(GB/T 14685—2001),第三十五頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,粗骨料(ɡǔ li224。o)中含泥量是指粒徑小于75μm的顆粒含量；泥塊含量是指原粒徑大于4.75mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。 粗骨料中含泥量和泥塊含量應(yīng)符合表5.10的規(guī)定。,5.1.3.2 含泥量和泥塊含量(h225。nli224。ng),第三十六頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,表5.10 含泥量和泥塊含量(h225。nli224。ng)(GB/T 14685—2001),第三十七頁(yè)，共一百六十五頁(yè)。,卵石和碎石顆