第四章 混凝土
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《建筑材料(第4版)》教学课件-第4章 混凝土
§4.4 混凝土的配合比
2. 设计 施工的换算方法
∵由含水率公式可得：
mc′= mc
ms′= ms(1+a%)
mg′= mg(1+b%) mw′= mw - msa% - mgb%
设砂、石的含水率 分别为: a%、b%
∴
mc：ms：mg：mw
实验室配合比= 1：X ：Y ：W
mc′：ms′ ：mg′ ：mw′ 施工配合比= 1：X(1+a%) ：Y(1+b%) ：(W-Xa%-Y b%)
1、定义
三、耐久性
耐久性—— 砼在使用过程中抵抗各种破坏因素的作用，
能长期保持强度和外观完整的性能。
包括：
抗冻性——抵抗冻融循环破坏作用的能力。 用抗冻等级表示。(F50、F100、…… F400)
抗渗性——抵抗压力水渗透的能力。 用抗渗等级表示。(P4、P6、P8、P10、P12)
抗侵蚀性——抵抗水、酸、碱、盐腐蚀的能力。 抗碳化性——抵抗碳化的能力。 抗碱集料反应
一、和易性 3、坍落度的选用：
拌合物流动性的大小应根据构件类型、气候条件来等选用。 构件配筋较密或气候高温干燥，流动性要大，反之则要小。
GB50204-2015规范规定：
一、和易性 4、影响因素：
① 用水量(或水灰比)：(水灰比=水/水泥=W/C) 不能太大 ② 水泥浆用量： 不能过多 ③ 砂率：要合理
95%以上保值率的那个值。
二、强 度
3、影响因素
① 水泥强度: 与砼强度成正比关系
水灰比(W/C): 与砼强度成反比关系
② 集料质量:
经验关系式： f28=Afce (C/W-B)
③ 养护条件（温度与湿度）：
《建筑材料》教案-第四章-混凝土
第四章混凝土本章提要: 本章主要介绍普通混凝土的组成材料、性能和影响性能的因素，以及配合比的基本设计方法。
另外，还简单介绍了其他种类的混凝土。
第一节混凝土概述一、混凝土的分类混凝土：指胶凝材料、水、天然或人工的粗细骨料，必要时加入化学外加剂和矿物质混合材料，按适当比例配合，经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。
混凝土的种类很多，分类方法也很多。
（一）、按表观密度分（主要是骨料不同）：1、重混凝土：干表观密度大于2600kg/m3的混凝土。
常由高密度骨料重晶石和铁矿石等配制而成。
主要用于辐射屏蔽方面。
2、普通混凝土：干表观密度为2000～2500kg/m3的水泥混凝土。
主要以天然砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品种。
3.、轻混凝土：干表观密度小于1950kg/m3的混凝土。
包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土等。
主要用于保温和轻质材料。
（二）、按所用胶凝材料分类：通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。
有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等。
（三）、按使用功能和特性分类：按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。
（四）、按施工工艺分：泵送混凝土、喷射混凝土、真空脱水混凝土、造壳混凝土（裹砂混凝土）、碾压混凝土、压力灌浆混凝土（预填骨料混凝土）、热拌混凝土、太阳能养护混凝土等多种。
（五）、按掺和料分：粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、磨细高炉矿渣混凝土、纤维混凝土等多种。
（六）、按抗压强度分：低强混凝土（抗压强度小于30Mpa）、中强混凝土（抗压强度30Mpa）和高强混凝土（抗压强度大于等于60Mpa）；按每立方米水泥用量又可分为：贫混凝土（水泥用量不亏过170kg）和富混凝土（水泥用量不小于230kg）等。
《混凝土结构设计原理》第四章_课堂笔记
《混凝⼟结构设计原理》第四章_课堂笔记《混凝⼟结构设计原理》第四章受弯构件正截⾯承载⼒计算课堂笔记◆知识点掌握：受弯构件是⼟⽊⼯程中⽤得最普遍的构件。
与构件计算轴线垂直的截⾯称为正截⾯，受弯构件正截⾯承载⼒计算就是满⾜要求：M≤Mu。
这⾥M为受弯构件正截⾯的设计弯矩,Mu为受弯构件正截⾯受弯承载⼒，是由正截⾯上的材料所产⽣的抗⼒，其计算及应⽤是本章的中⼼问题。
◆主要内容受弯构件的⼀般构造要求受弯构件正截⾯承载⼒的试验研究受弯构件正截⾯承载⼒的计算理论单筋矩形戴⾯受弯承载⼒计算双筋矩形截⾯受弯承载⼒计算T形截⾯受弯承载⼒计算◆学习要求1.深⼊理解适筋梁的三个受⼒阶段，配筋率对梁正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.熟练掌握单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯设计和复核的握法，包括适⽤条件的验算。
重点难点◆本章的重点:1.适筋梁的受⼒阶段，配筋率对正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯抗弯承载⼒的计算。
本章的难点：重点1也是本章的难点。
⼀、受弯构件的⼀般构造（⼀）受弯构件常见截⾯形式结构中常⽤的梁、板是典型的受弯构件:受弯构件的常见截⾯形式的有矩形、T形、⼯字形、箱形、预制板常见的有空⼼板、槽型板等；为施⼯⽅便和结构整体性，也可采⽤预制和现浇结合，形成叠合梁和叠合板。
（⼆）受弯构件的截⾯尺⼨为统⼀模板尺⼨，⽅便施⼯，宜按下述采⽤:截⾯宽度b=120, 150 , 180、200、220、250、300以上级差为50mm。
截⾯⾼度h=250, 300,…、750、800mm，每次级差为50mm，800mm以上级差为100mm。
板的厚度与使⽤要求有关，板厚以10mm为模数。
但板的厚度不应过⼩。
（三）受弯构件材料选择与⼀般构造1.受弯构件的混凝⼟等级2.受弯构件的混凝⼟保护层厚度纵向受⼒钢筋的外表⾯到截⾯边缘的最⼩垂直距离，称为混凝⼟保护层厚度，⽤c表⽰。
混凝土
２、水灰比 ３、骨料
f ts 1 ft 0.85
f cu Af ce ( c
w
B)
4、外加剂 5、养护条件 6、龄期 7、施工条件 8、试验条件
三、变形性质
化学收缩 非荷载下变形干湿变形 温度变形 弹性变形 瞬时变形 塑性变形 荷载下变形 徐变变形徐变 应力松弛
注意：
（1）连续粒级（又称连续级配）：颗粒大小连续分 级，每一级都占有适当比例。 （2）单粒级： d>5mm 按粗细划分的粗骨料，一般不单独使用。 （3）间断级配：人为地剔除某些中间粒径颗粒。
五、拌和物用水及养护用水
凡符合国家标准生活用水，均可使用；海水可拌制素砼， 但不宜拌制有饰面要求素砼。 地表水、地下水以及处理过的工业废水，试验合格者均 可使用。
90 % ,龄期
20 1 C
28d。
f cu,k
2、抗压强度标准值
是抗压强度总体分布中的一个值，总
体强度中低于此值的百分率不超过 5%，即具有95%的保证率。
3、强度等级根据抗压强度标准值
级 为高强混凝土。
f cu,k
划分强度等级，分十二
,C60以上称
C 7.5, C10, C15, C 20, C 25, C30, C35, C 40, C 45, C50, C55, C 60
4 掺量：普通减水剂0.2%-0.3%,高效减水剂0.25%-1.5%。
四、引气剂 1、定义：在砼搅拌过程中能引入大量均匀分布的、稳定而封 闭的微小气泡的外加剂。 2、分类：松香类与糖蜜类。 3、技术效果：显著提高砼的耐久性。
4、掺量：0.006%-0.012% 。
五、早强剂
f ts 1 ft 0.85
f cu Af ce ( c
w
B)
4、外加剂 5、养护条件 6、龄期 7、施工条件 8、试验条件
三、变形性质
化学收缩 非荷载下变形干湿变形 温度变形 弹性变形 瞬时变形 塑性变形 荷载下变形 徐变变形徐变 应力松弛
注意：
（1）连续粒级（又称连续级配）：颗粒大小连续分 级，每一级都占有适当比例。 （2）单粒级： d>5mm 按粗细划分的粗骨料，一般不单独使用。 （3）间断级配：人为地剔除某些中间粒径颗粒。
五、拌和物用水及养护用水
凡符合国家标准生活用水，均可使用；海水可拌制素砼， 但不宜拌制有饰面要求素砼。 地表水、地下水以及处理过的工业废水，试验合格者均 可使用。
90 % ,龄期
20 1 C
28d。
f cu,k
2、抗压强度标准值
是抗压强度总体分布中的一个值，总
体强度中低于此值的百分率不超过 5%，即具有95%的保证率。
3、强度等级根据抗压强度标准值
级 为高强混凝土。
f cu,k
划分强度等级，分十二
,C60以上称
C 7.5, C10, C15, C 20, C 25, C30, C35, C 40, C 45, C50, C55, C 60
4 掺量：普通减水剂0.2%-0.3%,高效减水剂0.25%-1.5%。
四、引气剂 1、定义：在砼搅拌过程中能引入大量均匀分布的、稳定而封 闭的微小气泡的外加剂。 2、分类：松香类与糖蜜类。 3、技术效果：显著提高砼的耐久性。
4、掺量：0.006%-0.012% 。
五、早强剂
1 第四章 混凝土结构工程
第四章 混凝土结构工程
主要内容：
第一节 第二节 第三节 第四节 模板工程 钢筋工程 混凝土工程 预应力混凝土工程
学习方法和建议：
建议结合工程实际的钢筋混凝土工程的施工加深 对本章内容的理解和掌握。
第一节 模板工程
主要内容：
一 二 模板的基本要求和分类 模板的构造
三
模板设计
第一节 模板工程
现浇混凝土结构施工用的模板是使混凝土构件按设计 要求的几何尺寸浇注成型的一个十分重要的组成部分。模 板系统包括模板和支架两部分。 模板工程是混凝土成型施工中的一个十分重要的组成 部分。模板工程的费用往往超过混凝土的费用，甚至超过 混凝土和钢筋费用的总和。因此，设计混凝土结构的模板 工程时，充分考虑模板工程的技术经济综合指标。
第一节 模板工程
二、模板的构造
1、组合式模板 是指适用性和通用性较强的模板，用它进行混凝土结构成型，即 可按照设计要求事先进行预拼装整体安装、整体拆除；也可采取散支 散拆的方法，工艺灵活简便。 （1）、 常用的组合式模板 1）木模板 特点：木板条拼装而成，施工过程复杂，周转率低，消耗木材多，但 当混凝土形状复杂时有优势。 应用：最传统的方法，适用各种条件，但随着各种新型模板的不断涌 现，建议少用。 主要混凝土构件木模板系统 基础模板 柱模板 梁板模板。
第一节 模板工程
模板的基本要求和分类
2、模板的分类 采用先进的技术，对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动 生产力、降低工程成本和实现文明施工，都具有十分重要的意义。随 着建设事业的飞速发展，现浇混凝土结构所用模板技术已迅速向工具 化、定型化、多样化、体系化方向发展，除木摸外，已形成组合式、 工具式、永久式三大系列工业化模板体系。 按施工方法不同分：拆移式和活动式。 按材料不同分：木模板、竹编压模模板、钢木模板、钢模板、铝 合金模板、塑料模板、玻璃钢模板等。
主要内容：
第一节 第二节 第三节 第四节 模板工程 钢筋工程 混凝土工程 预应力混凝土工程
学习方法和建议：
建议结合工程实际的钢筋混凝土工程的施工加深 对本章内容的理解和掌握。
第一节 模板工程
主要内容：
一 二 模板的基本要求和分类 模板的构造
三
模板设计
第一节 模板工程
现浇混凝土结构施工用的模板是使混凝土构件按设计 要求的几何尺寸浇注成型的一个十分重要的组成部分。模 板系统包括模板和支架两部分。 模板工程是混凝土成型施工中的一个十分重要的组成 部分。模板工程的费用往往超过混凝土的费用，甚至超过 混凝土和钢筋费用的总和。因此，设计混凝土结构的模板 工程时，充分考虑模板工程的技术经济综合指标。
第一节 模板工程
二、模板的构造
1、组合式模板 是指适用性和通用性较强的模板，用它进行混凝土结构成型，即 可按照设计要求事先进行预拼装整体安装、整体拆除；也可采取散支 散拆的方法，工艺灵活简便。 （1）、 常用的组合式模板 1）木模板 特点：木板条拼装而成，施工过程复杂，周转率低，消耗木材多，但 当混凝土形状复杂时有优势。 应用：最传统的方法，适用各种条件，但随着各种新型模板的不断涌 现，建议少用。 主要混凝土构件木模板系统 基础模板 柱模板 梁板模板。
第一节 模板工程
模板的基本要求和分类
2、模板的分类 采用先进的技术，对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动 生产力、降低工程成本和实现文明施工，都具有十分重要的意义。随 着建设事业的飞速发展，现浇混凝土结构所用模板技术已迅速向工具 化、定型化、多样化、体系化方向发展，除木摸外，已形成组合式、 工具式、永久式三大系列工业化模板体系。 按施工方法不同分：拆移式和活动式。 按材料不同分：木模板、竹编压模模板、钢木模板、钢模板、铝 合金模板、塑料模板、玻璃钢模板等。
第四章_钢筋混凝土工程(1)
混凝土强度等级 N/mm2 σ 低于C20 4.0 C25 ～C35 5.0 高于C35 6.0
注：表中σ值，反映我国施工单位的混凝土施工技术和管理 的平均水平，采用时可根据本单位情况作适当调整。
例：
某建筑公司具有近期混凝土强度的统计资料30组如下：31.4、30.63、 43.03、37.23、37.7、36.17、34.17、35.17、35.9、24.3、35.43、25.63、 36.37、44.73、35.37、27.67、32.13、31.57、33.03、41.43、38.53、 31、 39.6、 33.5、38.7、32.03、32.67、30.8、34.67、27.1。现要求配置C30 级混凝土，求应将配置混凝土强度提高多少？
进料与出料
出料容量
搅拌机每次从搅拌筒内可卸出的最大混凝土体积
进料容量
搅拌前搅拌筒可容纳的各种原材料的累计体积 我国规定以搅拌机的出料容量来标定其规格
出料系数
出料容量与进料容量间的比值称为出料系数，其值一般为 0.60～0.70，通常取0.67。
投料顺序
一次投料法：
将砂、石、水泥和水一起同时加入搅拌筒中进行搅拌。
工作原理
活塞泵工作时，搅拌机卸出的或由 混凝土搅拌运输车卸出的混凝土倒入料 斗4，分配阀5开启、分配阀6关闭 ，在 液压作用下通过活塞杆带动活塞2后移， 混凝土搅拌运输车 料斗内的混凝土在重力和吸力作用下进 1—水箱； 2—外加剂箱； 3—搅拌筒； 4—进料斗； 入混凝土缸1。然后，液压系统中压力油 5—固定卸料溜槽；6—活动卸料溜槽 的进出反向，活塞2向前推压，同时分配 阀5关闭，而分配阀6开启，混凝土缸中 的混凝土拌合物就通过“Y”形输送管压入输送管。由于有两个缸体交替进料和出 料，因而能连续稳定的排料。
注：表中σ值，反映我国施工单位的混凝土施工技术和管理 的平均水平，采用时可根据本单位情况作适当调整。
例：
某建筑公司具有近期混凝土强度的统计资料30组如下：31.4、30.63、 43.03、37.23、37.7、36.17、34.17、35.17、35.9、24.3、35.43、25.63、 36.37、44.73、35.37、27.67、32.13、31.57、33.03、41.43、38.53、 31、 39.6、 33.5、38.7、32.03、32.67、30.8、34.67、27.1。现要求配置C30 级混凝土，求应将配置混凝土强度提高多少？
进料与出料
出料容量
搅拌机每次从搅拌筒内可卸出的最大混凝土体积
进料容量
搅拌前搅拌筒可容纳的各种原材料的累计体积 我国规定以搅拌机的出料容量来标定其规格
出料系数
出料容量与进料容量间的比值称为出料系数，其值一般为 0.60～0.70，通常取0.67。
投料顺序
一次投料法：
将砂、石、水泥和水一起同时加入搅拌筒中进行搅拌。
工作原理
活塞泵工作时，搅拌机卸出的或由 混凝土搅拌运输车卸出的混凝土倒入料 斗4，分配阀5开启、分配阀6关闭 ，在 液压作用下通过活塞杆带动活塞2后移， 混凝土搅拌运输车 料斗内的混凝土在重力和吸力作用下进 1—水箱； 2—外加剂箱； 3—搅拌筒； 4—进料斗； 入混凝土缸1。然后，液压系统中压力油 5—固定卸料溜槽；6—活动卸料溜槽 的进出反向，活塞2向前推压，同时分配 阀5关闭，而分配阀6开启，混凝土缸中 的混凝土拌合物就通过“Y”形输送管压入输送管。由于有两个缸体交替进料和出 料，因而能连续稳定的排料。
土木工程材料学习完整第4章-1-混凝土原材料PPT课件
预应力混凝土
预应力钢丝束 P
锚固端
完整版课件
锚固端
Cement Concrete 29
4.2 普通混凝土的组成材料
水泥+水+天然砂+石子+掺和料和外加剂
水泥+水——水泥桨（Paste） 水泥浆＋砂——水泥砂浆（Mortar） 水泥砂浆＋石子——混凝土（Concrete） 外加剂－Admixture 掺和料－
钢 梁
完整版课件
Cement Concrete 15
预 制 混 凝 土 结
完整版课件
Cement Concrete 16
混凝土桥
加拿大联盟桥 (12.完9整k版m课件、100C年eme设nt C计on寿cre命te17）
水泥混凝土的由来
东欧（B.C.5000y)、古埃及、古希腊的石灰 混凝土； 中国（B.C.3000y）低温煅烧礓石混凝土； 古罗马（B.C.2000y）石灰和凝灰岩、火山灰 混凝土 英国（1824）硅酸盐水泥混凝土
第四章 混凝土、砂浆
Concrete and mortar
❖ 本章重点介绍普通混凝土的组成及各个组成材料 的质量要求和砂石级配的概念、作用及评定方法；
❖ 普通混凝土的主要技术性质---和易性、强度、变 形性质及耐久性；
❖ 普通混凝土质量控制的方法和意义； ❖ 普通混凝土配合比设计的原理、方法和步骤； ❖ 常用混凝土外加剂的品种、性能及应用。
完整版课件
Cement Concrete 1
混 凝土 Concrete
以水泥为胶结材，在现代 土木建筑工程中最为广泛应用 的一类建筑材料
完整版课件
Cement Concrete 2
混凝土的定义
第四章 大体积混凝土结构
高层建筑基础施工整体性要求高，不允许留设施工缝， 要求一次连续浇筑完毕。同时，由于结构体积大，混凝土 浇筑后水泥的水化热量大，且聚集在大体积混凝土内部不 易散发，其内部温度显著升高，更促进水泥水化速度加快， 水化热更集中释放，而在混凝土表面散热快，这样就形成 了大体积混凝土内外较大的温差，且产生较大的温度应力， 当达到一定数值时，混凝土便产生裂缝。 因此，如何控制混凝土内外温差和温度变形，防止裂 缝产生，提高混凝土结构的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能是大 体积混凝土施工中的关键问题。
（4）加强基坑内通风散热
浇筑混凝土时，在基础内设置多台通风 机，加速散热（即内散热，外保温）。但浇筑 完毕后，降温阶段应停止通风，防止温度回降 过速。
3、改善混凝土浇筑方法
采用分层分段浇筑混凝土的方法，尽量扩大混
凝土浇筑面；控制浇筑速度或减小浇筑厚度，以保
（2）合理配料和优选配合比
在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、
质量优良、级配良好的石子。合理选择混凝土的配合比，在满 足设计强度和施工要求条件下，尽量选用5~40mm石子，增大骨 料粒径，尽量减少水泥用量，以减少水泥的水化放热量。既可 以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小混凝土 的收缩和泌水现象。
（1）选择较低温度季节和时间浇筑混凝土
入模温度的高低，与出机温度密切相关，另外还 与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。一 般混凝土入模温度应控制在25℃以内。如避开7~9月高
温季节浇筑大体积混凝土。对浇筑量不大的块体，夏 季安排在下午三时以后或夜间浇筑，降低温升峰值， 避免较大的温降和温差。
一、裂缝的种类
• 微观裂缝： • 宏观裂缝：
• 表面裂缝 • 贯穿裂缝 • 深层裂缝
混凝土结构第四章
二、斜截面受剪破坏的三种主要形态
斜拉破坏
剪压破坏
斜压破坏
4.2 斜截面受剪承载力计算
一、斜截面的受剪机理
梁的弯剪区段发生剪压破坏时，无腹筋梁斜截面上的抗 力有： ①剪压区混凝土承担的剪力Vc和压力C； ②骨料咬合力Va； ③纵向钢筋的销栓力Vd； ④纵向钢筋的拉力T。
一、斜截面的受剪机理
梁的弯剪区段发生剪压破坏时，有腹筋梁斜截面上除存 在上述抗力外，还有腹筋的抗剪承载力。 梁中配置腹筋，可有效地提高斜截面的受剪承载力。 (1) 腹筋的作用 斜裂缝出现以前，腹筋作用很小； 斜裂缝出现以后，腹筋作用增大。 斜截面上的剪力主要有： ① 腹筋直接受剪Vsv和Vsb； ② 腹筋限止斜裂缝的开展， Va Vsv 提高Vc； Tsb ③ 腹筋减小裂缝宽度，提高Va； T
第四章 受弯构件斜截面承载力计算
2.斜裂缝分类： (1)弯剪斜裂缝：在M和V的共同作用下，首先在梁的下部产 生垂直裂缝，然后斜向上延伸，是一种较为常见的裂缝。 特点：裂缝下宽上窄。 (2)腹剪斜裂缝：当梁承受的剪力较 大，或者梁腹部较薄时，首先在截面 中部出现斜裂缝，然后向上、向下 延伸。 特点：裂缝中间宽两头窄。
c
0
M u TZ Tsb Zsb Vsvi Z vi
i 1 n
Vc
C
Vsv
n——与临界斜裂缝相交的箍 筋根数。
T Vu
Vsb
Tsb
三、斜截面受剪承载力的计算公式
(2) 腹筋的作用 梁发生剪压破坏时，与临界斜裂缝相交的箍筋能达到屈服强 度。对弯起钢筋不一定屈服。 (3) 剪跨比的考虑 仅对承受集中荷载或以集中荷载为主的矩形截面独立梁考虑 剪跨比(＝a/h0)的影响。其余情况不考虑。
混凝土结构第四章
4.3.1 正截面承载力计算的基本假定 (1)平截面假定 平截面假定——截面的应变沿截面高度保持线性分布 平截面假定 截面的应变沿截面高度保持线性分布
εc
φ=
ε
y
=
εc
xc=Βιβλιοθήκη εsh0 − x x
y
φ
xc h0
(2) 不考虑混凝土的抗拉强度
M
εs
xc C Tc T
(3) 混凝土的压应力－压应变之间的关系为： 混凝土的压应力－压应变之间的关系为：
高跨比h/l 高跨比 0=1/8～1/12 ～ 矩形截面梁高宽比h/b=2.0~3.5 矩形截面梁高宽比 T形截面梁高宽比 形截面梁高宽比h/b=2.5~4.0。（b为梁肋） 为梁肋） 形截面梁高宽比 。 为梁肋 b=120、150、180、200、220、250、300、…(mm)， 、 、 、 、 、 、 、 ， 250以上的级差为 以上的级差为50mm。 以上的级差为 。 h=250、300、350、……、750、800、900、 、 、 、 、 、 、 、 1000、…(mm)，800mm以下的级差为 以下的级差为50mm，以 、 ， 以下的级差为 ， 上的为100mm。 上的为 。
fc C
α1fc
Mu
xc
yc
Mu z
x=β1xc
C yc
z
Ts
Ts
M = C· z
C = α 1 f c bx = k1 f c bxc
Іa阶段作为受弯构件 阶段作为受弯构件 抗裂度的计算依据
第Ⅰ阶段特点： 阶段特点： a.混凝土未开裂； 混凝土未开裂； 混凝土未开裂 b.受压区应力图形为直线，受拉区 受压区应力图形为直线， 受压区应力图形为直线 前期为直线，后期为曲线； 前期为直线，后期为曲线； c. 弯矩－曲率呈直线关系。 弯矩－曲率呈直线关系。
εc
φ=
ε
y
=
εc
xc=Βιβλιοθήκη εsh0 − x x
y
φ
xc h0
(2) 不考虑混凝土的抗拉强度
M
εs
xc C Tc T
(3) 混凝土的压应力－压应变之间的关系为： 混凝土的压应力－压应变之间的关系为：
高跨比h/l 高跨比 0=1/8～1/12 ～ 矩形截面梁高宽比h/b=2.0~3.5 矩形截面梁高宽比 T形截面梁高宽比 形截面梁高宽比h/b=2.5~4.0。（b为梁肋） 为梁肋） 形截面梁高宽比 。 为梁肋 b=120、150、180、200、220、250、300、…(mm)， 、 、 、 、 、 、 、 ， 250以上的级差为 以上的级差为50mm。 以上的级差为 。 h=250、300、350、……、750、800、900、 、 、 、 、 、 、 、 1000、…(mm)，800mm以下的级差为 以下的级差为50mm，以 、 ， 以下的级差为 ， 上的为100mm。 上的为 。
fc C
α1fc
Mu
xc
yc
Mu z
x=β1xc
C yc
z
Ts
Ts
M = C· z
C = α 1 f c bx = k1 f c bxc
Іa阶段作为受弯构件 阶段作为受弯构件 抗裂度的计算依据
第Ⅰ阶段特点： 阶段特点： a.混凝土未开裂； 混凝土未开裂； 混凝土未开裂 b.受压区应力图形为直线，受拉区 受压区应力图形为直线， 受压区应力图形为直线 前期为直线，后期为曲线； 前期为直线，后期为曲线； c. 弯矩－曲率呈直线关系。 弯矩－曲率呈直线关系。
混凝土结构设计原理第四章
工程事故的情况是很多的。
故切不可重计算，轻构造。
4.2 受弯构件的一般构造要求
第四章 受弯构件正截面承载力
◆ 为保证 RC 结构的耐久性、
防火性以及钢筋与混凝土的粘 结性能，钢筋的混凝土保护层 厚度一般不小于 20mm； ◆钢筋的外表面到截面边缘的 垂直距离，称为混凝土保护层
厚度，用c表示。
◆混凝土保护层的最小厚度见 教材P347附表17。
b
ec
f
xn
As
M/Mu
1.0 0.8 0.6 0.4
h0
h
es
Mu My
Mcr
0
fcr
fy
fu
4.3 正截面受弯性能的试验研究
a
f
第四章 受弯构件正截面的性能与设计
4.3 正截面受弯性能的试验研究(Flexural Behavior of RC Beam)
b
ec
截面上主要承受弯矩M和剪力V作用而N可以忽略的 构件称受弯构件。
p l l p l M V p pl
第四章 受弯构件正截面承载力
结构中常用的梁、板是典型的受弯构件
受弯构件的截面形式
受弯构件的力学特性
P
P
P
P
A
x
B
M
C
x
D
x
+xy
C
B x
xy
V
D
_
A
1 3 BC段称为纯弯段，AB、CD段称为弯剪段
b
ec
f
xn
As
M/Mu
1.0 0.8 0.6 0.4
h0
h
es
Mu My
ò ¢ ò ¢ a ó ¢ ó ¢ a
第四章 混凝土工程
第四章混凝土工程1．什么是钢筋单面焊、双面焊、绑扎搭接钢筋单面焊是采用两条钢筋在一面上焊接，焊缝长度要达到10d（d为钢筋的直径）；双面焊在两条钢筋的两面（正反）面上焊接，焊缝长度为5d；绑扎搭接为简单的两根钢筋重复搭接，搭接的长度视混泥土强度、抗震等级等决定，纵向受拉钢筋的搭接长度不小于3 00mm、受压钢筋不小于200mm。
具体什么情况下使用，这个要根据施工图的设计要求了，一般来说在有抗震要求的建筑施工中，优先使用焊接和机械连接，尤其是梁的角筋要贯通时，要求焊接或接卸连接。
2．钢筋焊接的连接方法有哪几种？各有什么优缺点？钢筋焊接分为压焊和熔焊两种形式。
压焊包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊;熔焊包括电弧焊和电渣压力焊钢筋焊接可以用压焊和熔焊。
压焊工作效率比较高，但是联接效果差，多适合于建筑工程；熔焊正与其相反，它效率低，但是焊接效果很好！最适合用于工业生产。
3．钢筋机械连接的质量控制要点有哪些？⑴操作工人必须持证上岗。
⑵钢筋应先调直再下料。
切口端面应与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲。
不得用气割下料。
⑶加工的钢筋锥螺纹丝头的锥度、牙形、螺距等必须与连接套的锥度、牙形、螺距相一致，且经配套的量规检测合格。
⑷加工钢筋锥螺纹时，应采用水溶液切削润滑液。
⑸已检验合格的丝头应加以保护。
⑹连接钢筋时，钢筋规格和连接套的规格应一致，并确保钢筋和连接套的丝扣干净完好无损。
⑺采用预埋接头时，连接套的位置、规格和数量应符合设计要求。
带连接套的钢筋应固定牢固，连接套的外露端应有密封盖。
⑻必须用精度±5%的力矩扳手拧紧接头，且要求每半年用扭力仪检定力矩扳手一次。
⑼连接钢筋时，应对正轴线将钢筋拧入连接套，然后用力矩扳手拧紧。
4．什么是组合钢摸板组合钢模板，宽度300mm以下，长度1500mm以下，面板采用Q235钢板制成，面板厚2.3或2.5mm。
又称组合式定型小钢模或小钢模板，主要包括平面模板、阴角模板、阳角模板、连接角模等。
第四章 钢筋混凝土结构工程—预应力混凝土工程
先张法生产有台座法 和台模法 (机组流水
法)种。
先张法施工动画
先张法施工工艺示意图
调整初应力 先张法预应力筋张拉
底模、安放钢筋骨 架及预应力筋 张拉预应力筋 支侧模安预埋件 浇混凝土 养护拆模 放松预应力筋 构件起吊堆放
4.4 预应力混凝土工程
预应力筋制作 张拉机具准备
制作混凝土试块
压试块
4.4 预应力混凝土工程
4.4 预应力混凝土工程
②墩头锚具
墩头锚具是利用钢丝两端的墩粗头来锚固预应力钢丝的一 种锚具。具有加工简单、张拉方便、锚固可靠，成本低，但对 钢丝束的等长要求较严。
常用镦头锚分为A型和B型，A型由锚杯和螺母组成，用于 张拉端；B型为锚板，用于固定端。主要用于后张法施工中。
B型
高强钢丝束
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA型
镦头锚具与预应力钢丝束
前卡式千斤顶
穿
心
高
式
压
千
油
斤
泵
顶
1) 电动张拉设备
常用的电动张拉机械主要 有：电动螺杆张拉机、电动卷 扬张拉机等，常用于先张法施 工中。
4.4 预应力混凝土工程
电动卷扬张拉机
电动螺杆张拉机构造图
电动螺杆张拉机
2) 液压张拉设备
①穿心式千斤顶 是一种利用双液压缸张拉预应力
筋和顶压锚具的双作用千斤顶。既可用 于需要顶压的夹片锚的整体张拉，配上 撑脚与拉杆后，还可张拉镦头锚和冷铸 锚。广泛用于先张、后张法的预应力施 工。
抽管顺序：先上后下；先中间，后周边；当部分孔道有扩 孔时，先抽无扩孔管道，后抽扩孔管道；抽管时边抽边转、速 度均匀、与孔道成一直线。
墩式台座的基本形式 有重力式和架构式两种。
法)种。
先张法施工动画
先张法施工工艺示意图
调整初应力 先张法预应力筋张拉
底模、安放钢筋骨 架及预应力筋 张拉预应力筋 支侧模安预埋件 浇混凝土 养护拆模 放松预应力筋 构件起吊堆放
4.4 预应力混凝土工程
预应力筋制作 张拉机具准备
制作混凝土试块
压试块
4.4 预应力混凝土工程
4.4 预应力混凝土工程
②墩头锚具
墩头锚具是利用钢丝两端的墩粗头来锚固预应力钢丝的一 种锚具。具有加工简单、张拉方便、锚固可靠，成本低，但对 钢丝束的等长要求较严。
常用镦头锚分为A型和B型，A型由锚杯和螺母组成，用于 张拉端；B型为锚板，用于固定端。主要用于后张法施工中。
B型
高强钢丝束
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA型
镦头锚具与预应力钢丝束
前卡式千斤顶
穿
心
高
式
压
千
油
斤
泵
顶
1) 电动张拉设备
常用的电动张拉机械主要 有：电动螺杆张拉机、电动卷 扬张拉机等，常用于先张法施 工中。
4.4 预应力混凝土工程
电动卷扬张拉机
电动螺杆张拉机构造图
电动螺杆张拉机
2) 液压张拉设备
①穿心式千斤顶 是一种利用双液压缸张拉预应力
筋和顶压锚具的双作用千斤顶。既可用 于需要顶压的夹片锚的整体张拉，配上 撑脚与拉杆后，还可张拉镦头锚和冷铸 锚。广泛用于先张、后张法的预应力施 工。
抽管顺序：先上后下；先中间，后周边；当部分孔道有扩 孔时，先抽无扩孔管道，后抽扩孔管道；抽管时边抽边转、速 度均匀、与孔道成一直线。
墩式台座的基本形式 有重力式和架构式两种。
第四章 混凝土(土木11)
劈裂抗拉强度fts
混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/10～1/20，且随着混凝土强度等级 的提高，比值降低。在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂能力的重要 指标，有时也用它间接衡量混凝土与钢筋的粘结强度等。 混凝土抗拉强度采用立方体劈裂抗拉试验来测定，称为劈裂抗拉强度 fts。
混凝土的弯拉强度
项目 pH值 不溶物（mg/L） 可溶物（mg/L） 氯化物（以Cl—计） 硫酸盐（SO42—计） 碱含量（mg/L）
预应力混凝土 ≥5.0 ≤2000 ≤ 2000 ≤ 500 ≤ 600 ≤ 1500
钢筋混凝土 ≥ 4.5 ≤ 2000 ≤ 5000 ≤ 1000 ≤ 2000 ≤ 1500
素混凝土 ≥ 4.5 ≤ 5000 ≤ 10000 ≤ 3500 ≤ 2700 ≤ 1500
砂率与坍落度的关系 （水泥浆用量一定时）
砂率与水泥用量的关系 （坍落度一定时）
（4）水泥品种、骨料性质 （5）外加剂 （6）拌合物存放时间及环境温度
改善混凝土和易性的措施
1）选用合适的水泥品种和水泥的强度等级； 2）采用最佳砂率，以提高混凝土的质量及节约水泥； 3）改善骨料级配，在可能条件下尽量采用较粗的砂、石；
3、有害杂质：
对砂中的云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐作 出限制（表4—4），还对氯化物作出限制。 氯离子对钢筋有腐蚀作用，对钢筋混凝土用砂，砂中 氯离子含量不应大于0.06％（以干砂的质量计）；对预应 力混凝土，砂中氯离子含量不应大于0.02％。 另砂中含泥量和泥块含量限制（表4—4）
混凝土弯拉（抗折）强度试验试件为150mm×150mm×550mm，采用 三分点处双点加荷。
在道路和机场工程中，抗折强度是结构设计和质量控制的重要指标， 而抗压强度作为参考指标。 交通等级 抗折强度 特重 5.0 重 5.0 中等 4.5 轻 4.0
第四章_混凝土的组成及本构特性
• 破坏面的特征：
• 光滑、外凸； • 拉、小压：三角形；大压：渐圆； • r随ξ的增大而增大，但渐趋平缓；不与静 水压力轴相交，即认为在三轴等压应力 作用下混凝土不会发生破坏（物理破坏、 力学）； • rt/rc随ξ增大而增大，但是总小于1.0： ξ=0， rt/rc0.5；ξ=-7fc’， rt/rc0.8。
混凝土的破坏准则
四参数准则 • Shieh-Ting-Chen准则(1979)
J2 J2 1 I1 f ( I1 , J 2 , 1 ) a ' 2 b ' c ' d ' 1 0 fc fc fc fc f c , f t 0.1 f c , f bc 1.15 f c , ( 60 0 , oct 1.95 f c , oct 1.6 f c ) a 2.0108 , b 0.9714 , c 9.1412 , d 0.2312
混凝土的破坏准则
三参数准则 • Willam-Warnke准则(1975)试验验证
混凝土的破坏准则
四参数准则 • Ottosen准则(1977)
J2 J2 I1 f ( I1 , J 2 , cos 3 ) a '2 ' b ' 1 0 fc fc fc
1/ r
• f(ξ,r,θ,k1,k2,k3,…,kn)=0
混凝土的破坏曲面
• ξ =c：破坏面的截面 • θ =c ：破坏面的子午线 • 由于各向同性体的主应力轴 可以互换，破坏面的截面必 然为三重对称。只要知道θ =0~60º 的截面形状，即可画出 整个截面。
混凝土的破坏曲面
• 破坏面的形状
混凝土的破坏曲面
混凝土的破坏准则
• 光滑、外凸； • 拉、小压：三角形；大压：渐圆； • r随ξ的增大而增大，但渐趋平缓；不与静 水压力轴相交，即认为在三轴等压应力 作用下混凝土不会发生破坏（物理破坏、 力学）； • rt/rc随ξ增大而增大，但是总小于1.0： ξ=0， rt/rc0.5；ξ=-7fc’， rt/rc0.8。
混凝土的破坏准则
四参数准则 • Shieh-Ting-Chen准则(1979)
J2 J2 1 I1 f ( I1 , J 2 , 1 ) a ' 2 b ' c ' d ' 1 0 fc fc fc fc f c , f t 0.1 f c , f bc 1.15 f c , ( 60 0 , oct 1.95 f c , oct 1.6 f c ) a 2.0108 , b 0.9714 , c 9.1412 , d 0.2312
混凝土的破坏准则
三参数准则 • Willam-Warnke准则(1975)试验验证
混凝土的破坏准则
四参数准则 • Ottosen准则(1977)
J2 J2 I1 f ( I1 , J 2 , cos 3 ) a '2 ' b ' 1 0 fc fc fc
1/ r
• f(ξ,r,θ,k1,k2,k3,…,kn)=0
混凝土的破坏曲面
• ξ =c：破坏面的截面 • θ =c ：破坏面的子午线 • 由于各向同性体的主应力轴 可以互换，破坏面的截面必 然为三重对称。只要知道θ =0~60º 的截面形状，即可画出 整个截面。
混凝土的破坏曲面
• 破坏面的形状
混凝土的破坏曲面
混凝土的破坏准则
第四章：混凝土的结构
孔、缝对混凝土结构及性能的积极作用
（1）孔、缝既能为水泥的继续水化提供水源及供水通道，又可成为水化产物生长 的场所，从而为混凝土结构及其性能的发展创造条件
（2）由于混凝土中形成了各种中心质的网络骨架，所以荷载、干湿、温度等外界 因素的作用，并非完全反应为外形体积的变化，而可能更多的反应在孔、缝的 变化
混凝土是一种复合材料，具有高度的不均匀性，是多相（气相、液相、固相三者 兼而有之）、多孔的材料
粗集料
泌水形成 的孔隙
细集料 水泥浆 孔隙
4.2 三组分学说（美国P.K.Metha)
从宏观来看，混凝土可看作是由集料颗粒分散在水泥浆 体基体中所组成的两相材料
硬化混凝土的结构组成：水化水泥浆体、骨料、水泥
过渡区对混凝土性能的影响
对强度的影响：由于过渡区结构的强度低于水化水泥浆体和骨料相，
使混凝土在承受比水化水泥浆体和骨料强度低很多的荷载作用下而破坏； 在拉伸荷载作用下，微裂缝的扩展比压荷载作用更为迅速，因此，混凝土 的抗拉强度十分显著地低于抗压强度，呈脆性破坏
对刚性和弹性的影响：过渡区在混凝土中起着水泥砂浆基体和粗骨
混凝土中水泥浆本体和过渡区的示意图
相同点：
➢ 与水泥浆体本体一样，硫酸钙和铝酸钙化合物溶解而产生钙、硫酸根、 氢氧根和铝酸盐离子，他们相互结合，形成钙矾石和和氢氧化钙
异点：
➢ 由于在贴近粗骨料表面的水灰比值高，此处所形成的结晶产物的晶体 也大
➢ 在此界面处所形成的骨架结构中的孔隙比水泥浆本体或砂浆基体多 ➢ 板状氢氧化钙晶体往往导致取向层的形成，以其C轴垂直于粗骨料的
4.3 中心质假说（吴忠伟教授）
将混凝土作为一种复合材料，混凝土是由各级 分散相分散在各级连续相中而组成的多相聚集 体
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9Cement Concrete
三、混凝土的分类
1、按表观密度分类 重混凝土：其表观密度大于2600kg/m3，用 重骨料和钡水泥、锶水泥等重水泥配制而 成。具有防射线的性能，又称防辐射混凝 土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料。 普通混凝土：表观密度1950kg/m3～ 2500kg/m3，用普通的天然砂石为骨料配制 而成，为建筑工程中常用的混凝土。
21Cement Concrete
工程实例分析
广西百色某车间单层砖房屋盖采用预制空心 板12 m跨现浇钢筋混凝土大梁，1983年10月 开工，使用进场已3个多月并存放潮湿地方的 水泥。1984年拆完大梁底模板和支撑，1月4 日下午房屋全部倒塌。
事故的主因是使用受潮水泥，且采用人工搅拌，无 严格配合比。致使大梁混凝土在倒塌后用回弹仪测定 平均抗压强度仅5 Mpa左右，有些地方竟测不出回弹值。 此外振捣不实，配筋不足等问题。
40Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
砂的颗粒级配选择
配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。 当采用Ⅰ区砂时，应适当提高砂率，并保证足 够的水泥用量，以满足混凝土的和易性； 当采用Ⅲ区砂时，宜适当降低砂率，以满足混 凝土强度。
A5=a1+a2+a3+a4+a5 A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6
35Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
砂的粗细－细度模数（MX）
砂的粗细程度用表示细度模数（ 精确至0.01） 其计算公式为
MX
( A2 A3 A4 A5 A6 ) 5 A1 100 A1
合，拌合制成的混合物，经一定时间硬化而 成的人造石材统称之为混凝土。
目前工程上使用最多的是以水泥为胶结材料，
以砂、石为骨料，加水及掺入适量外加剂和 掺和料拌制的普通水泥混凝土（简称普通混 凝土）
2Cement Concrete
混凝土大坝
Cement Concrete 巴西 Itaipu Dam
3Cement Concrete
正在建设的三峡大坝
三峡大坝水力工程 Cement Concrete
4Cement Concrete
葛洲坝水力工程
Cement Concrete
5Cement Concrete
地 铁
Cement Concrete
6Cement Concrete
香港青马大桥
Cement Concrete
≤3.0
≤1.0 ≤2.0 ≤1.0 ≤1.0
≤5.0
≤2.0
应不深于标准色 Cement Concrete
28Cement Concrete
2、砂的粗细程度和颗粒级配
砂的粗细程度：指不同粒径的砂粒，混 合在一起后的总体的粗细程度。 砂子通常分为：粗砂、中砂、细砂和特 细砂等几种。
29Cement Concrete
10Cement Concrete
1、按表观密度分类
轻混凝土：表观密度小于1950kg/m3，是采 用陶粒等轻质多孔的骨料，或者不采用骨料 而掺入加气剂或泡沫剂，形成多孔结构的混 凝土。主要用作轻质结构材料和绝热材料。
11Cement Concrete
2、按用途分类
结构混凝土、防水混凝土 、道路混凝 土 、防辐射混凝土 、耐热混凝土 、耐 酸混凝土 、大体积混凝土 、膨胀混凝 土等。
5、可根据不同要求，通过调整配比配制出不同
6、可充分利于工业废料作骨料或掺和料，有利
15Cement Concrete
四、混凝土的特点
缺点
1、自重大。1m3混凝土重约2400kg,比强度小； 2、抗拉强度低。一般只有其抗压强度的1/10-
1/20； 3、硬化速度慢，生产周期长，强度波动因素多 等； 4、收缩变形大。自身收缩和干燥收缩达 500×10-6m/m以上，易产生混凝土收缩裂缝。
33Cement Concrete
34Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
累计筛余与分计筛余百分率关系
筛孔尺寸 （mm） 4.75 2.36 分计筛余 （％） a1 a2 累计筛余（％） A1=a1 A2=a1+a2
1.18 0.60
0.30 0.15
a3 a4
a5 a6
A3= a1+a2+a3 A4= a1+a2+a3+a4
2、凝结前具有良好的可塑性，可以按工程结
构的要求浇筑成各种形状和任意尺寸的结构或 预制构件。
120MPa)和良好的耐久性。
3、硬化后有高的力学强度（抗压强度可达
14Cement Concrete
四、混凝土的特点
优点
4、与钢筋有牢固的粘结力，复合成钢筋混凝土
能大大扩展了混凝土的应用范围。 性质的混凝土。 于环境保护。
三、 水 泥
水泥品种的选择依据
工程性质及所处的环境； 施工条件； 混凝土的强度等级。
若用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土， 虽然满足强度要求的水泥用量少，但难以满足 混凝土的和易性和耐久性的要求，不可取。 若用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土， 满足强度要求的水灰比会很小，其和易性难以 满足施工要求，也不可取。
38Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
筛分曲线图
Cement Concrete 39Cement Concrete
表
3、砂的颗粒级配
筛分曲线
通过观察所计算的砂的筛分曲线是否完 全落在三个级配区的任一区内，即可判 定该砂级配的合格性。 同时也可根据筛分曲线偏区情况大致判 断砂的粗细程度，当筛分曲线偏向右下 方时，表示砂较粗，筛分曲线偏向左上 方时，表示砂较细。
细度模数MX愈大，表示砂愈粗，普通混凝土用砂 的细度模数范围一般为3.7～0.7。 MX在3.7 ～ 3.1为粗砂； MX在3.0 ～ 2.3为中砂； MX在2.2 ～ 1.6为细砂；
36Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
砂的级配区范围
孔 径 （mm） 9.50 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 Ⅰ区 0 10～0 35～5 65～35 85～71 95～80 100～90 累计筛余（％） Ⅱ区 0 10～0 25～0 50～10 70～41 92～70 100～90 Ⅲ区 0 10～0 15～0 25～0 40～16 85～55 100～90
31Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
颗粒级配和粗细程度的定量表示
砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法 进行测定。 用级配区表示砂的级配，用细度模数表示砂的 粗细。
32Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
筛分析的方法
是用一套孔径（净尺寸）为4.75、2.36、 1.18、0.60、0.30、0.15mm的6个标准筛， 将500g干砂试样由粗到细依次过筛，然后称 量余留在各筛上的砂重，并计算出个筛上的 分计筛余百分率（各筛上的筛余量占砂样总 重的百分率）a1、a2、 a3 、a4、 a5、 a6及 累计筛余百分率（各筛和比该筛粗的所有分 计筛余百分率之和）A1、A2、A3、 A4 、A5、 A6 。
25Cement Concrete
（一）细骨料(砂)
依据：《建筑用砂》 GB/T 14684-2001 《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》 (JGJ52－92) 对细骨料的质量要求： 有害杂质含量 砂的粗细程度——细度模数 砂的级配——级配曲线 砂的坚固性
26Cement Concrete
12Cement Concrete
3、按其抗压强度（fcu）
低强度混凝土（fcu<30MPa)
中强度混凝土（ 30MPa≤ fcu < 60MPa)
高强度混凝土（fcu≥60MPa)
13Cement Concrete
四、混凝土的特点
优点
1、地方材料占80%以上，原材料易得且成本低
在混凝土硬化前，水泥桨起润滑作用，赋予混 凝土拌合物一定的流动性，便于施工。 水泥桨硬化后，起胶结作用，把砂石骨料胶结 在一起，成为坚硬的人造石材－砼，并产生力 学强度。
19Cement Concrete
二、混凝土的组成与结构
细骨料
粗骨料 水泥石
混凝土的宏观结构
20Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
定义：是指不同大小颗粒和数量比例的砂子的 组合或搭配情况。
在混凝土中，砂粒之间的空隙是由水泥桨所填 充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应 尽量减小砂粒之间的空隙。
30Cemeபைடு நூலகம்t Concrete
3、砂的颗粒级配
砂的颗粒级配图
从图可看出：同样粒径的砂，空隙率最大;两种 粒径的砂搭配起来，空隙率就减小；三种粒径 的砂搭配，空隙就更小。因此，要减小砂粒间 的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。
22Cement Concrete
含泥量很大的骨料
四、骨料（砂、石）
对骨料要求主要有： 有害杂质含量少 具有良好的颗粒形状，适宜的颗粒级配和 细度； 表面粗糙，与水泥粘结牢固 性能稳定、坚固耐久等。
23Cement Concrete
（一）细骨料(砂)
Fine Aggregate
Cement Concrete （《建筑用砂》(JB/T14684－2001) ） 37Cement Concrete
三、混凝土的分类
1、按表观密度分类 重混凝土：其表观密度大于2600kg/m3，用 重骨料和钡水泥、锶水泥等重水泥配制而 成。具有防射线的性能，又称防辐射混凝 土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料。 普通混凝土：表观密度1950kg/m3～ 2500kg/m3，用普通的天然砂石为骨料配制 而成，为建筑工程中常用的混凝土。
21Cement Concrete
工程实例分析
广西百色某车间单层砖房屋盖采用预制空心 板12 m跨现浇钢筋混凝土大梁，1983年10月 开工，使用进场已3个多月并存放潮湿地方的 水泥。1984年拆完大梁底模板和支撑，1月4 日下午房屋全部倒塌。
事故的主因是使用受潮水泥，且采用人工搅拌，无 严格配合比。致使大梁混凝土在倒塌后用回弹仪测定 平均抗压强度仅5 Mpa左右，有些地方竟测不出回弹值。 此外振捣不实，配筋不足等问题。
40Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
砂的颗粒级配选择
配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。 当采用Ⅰ区砂时，应适当提高砂率，并保证足 够的水泥用量，以满足混凝土的和易性； 当采用Ⅲ区砂时，宜适当降低砂率，以满足混 凝土强度。
A5=a1+a2+a3+a4+a5 A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6
35Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
砂的粗细－细度模数（MX）
砂的粗细程度用表示细度模数（ 精确至0.01） 其计算公式为
MX
( A2 A3 A4 A5 A6 ) 5 A1 100 A1
合，拌合制成的混合物，经一定时间硬化而 成的人造石材统称之为混凝土。
目前工程上使用最多的是以水泥为胶结材料，
以砂、石为骨料，加水及掺入适量外加剂和 掺和料拌制的普通水泥混凝土（简称普通混 凝土）
2Cement Concrete
混凝土大坝
Cement Concrete 巴西 Itaipu Dam
3Cement Concrete
正在建设的三峡大坝
三峡大坝水力工程 Cement Concrete
4Cement Concrete
葛洲坝水力工程
Cement Concrete
5Cement Concrete
地 铁
Cement Concrete
6Cement Concrete
香港青马大桥
Cement Concrete
≤3.0
≤1.0 ≤2.0 ≤1.0 ≤1.0
≤5.0
≤2.0
应不深于标准色 Cement Concrete
28Cement Concrete
2、砂的粗细程度和颗粒级配
砂的粗细程度：指不同粒径的砂粒，混 合在一起后的总体的粗细程度。 砂子通常分为：粗砂、中砂、细砂和特 细砂等几种。
29Cement Concrete
10Cement Concrete
1、按表观密度分类
轻混凝土：表观密度小于1950kg/m3，是采 用陶粒等轻质多孔的骨料，或者不采用骨料 而掺入加气剂或泡沫剂，形成多孔结构的混 凝土。主要用作轻质结构材料和绝热材料。
11Cement Concrete
2、按用途分类
结构混凝土、防水混凝土 、道路混凝 土 、防辐射混凝土 、耐热混凝土 、耐 酸混凝土 、大体积混凝土 、膨胀混凝 土等。
5、可根据不同要求，通过调整配比配制出不同
6、可充分利于工业废料作骨料或掺和料，有利
15Cement Concrete
四、混凝土的特点
缺点
1、自重大。1m3混凝土重约2400kg,比强度小； 2、抗拉强度低。一般只有其抗压强度的1/10-
1/20； 3、硬化速度慢，生产周期长，强度波动因素多 等； 4、收缩变形大。自身收缩和干燥收缩达 500×10-6m/m以上，易产生混凝土收缩裂缝。
33Cement Concrete
34Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
累计筛余与分计筛余百分率关系
筛孔尺寸 （mm） 4.75 2.36 分计筛余 （％） a1 a2 累计筛余（％） A1=a1 A2=a1+a2
1.18 0.60
0.30 0.15
a3 a4
a5 a6
A3= a1+a2+a3 A4= a1+a2+a3+a4
2、凝结前具有良好的可塑性，可以按工程结
构的要求浇筑成各种形状和任意尺寸的结构或 预制构件。
120MPa)和良好的耐久性。
3、硬化后有高的力学强度（抗压强度可达
14Cement Concrete
四、混凝土的特点
优点
4、与钢筋有牢固的粘结力，复合成钢筋混凝土
能大大扩展了混凝土的应用范围。 性质的混凝土。 于环境保护。
三、 水 泥
水泥品种的选择依据
工程性质及所处的环境； 施工条件； 混凝土的强度等级。
若用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土， 虽然满足强度要求的水泥用量少，但难以满足 混凝土的和易性和耐久性的要求，不可取。 若用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土， 满足强度要求的水灰比会很小，其和易性难以 满足施工要求，也不可取。
38Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
筛分曲线图
Cement Concrete 39Cement Concrete
表
3、砂的颗粒级配
筛分曲线
通过观察所计算的砂的筛分曲线是否完 全落在三个级配区的任一区内，即可判 定该砂级配的合格性。 同时也可根据筛分曲线偏区情况大致判 断砂的粗细程度，当筛分曲线偏向右下 方时，表示砂较粗，筛分曲线偏向左上 方时，表示砂较细。
细度模数MX愈大，表示砂愈粗，普通混凝土用砂 的细度模数范围一般为3.7～0.7。 MX在3.7 ～ 3.1为粗砂； MX在3.0 ～ 2.3为中砂； MX在2.2 ～ 1.6为细砂；
36Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
砂的级配区范围
孔 径 （mm） 9.50 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 Ⅰ区 0 10～0 35～5 65～35 85～71 95～80 100～90 累计筛余（％） Ⅱ区 0 10～0 25～0 50～10 70～41 92～70 100～90 Ⅲ区 0 10～0 15～0 25～0 40～16 85～55 100～90
31Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
颗粒级配和粗细程度的定量表示
砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法 进行测定。 用级配区表示砂的级配，用细度模数表示砂的 粗细。
32Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
筛分析的方法
是用一套孔径（净尺寸）为4.75、2.36、 1.18、0.60、0.30、0.15mm的6个标准筛， 将500g干砂试样由粗到细依次过筛，然后称 量余留在各筛上的砂重，并计算出个筛上的 分计筛余百分率（各筛上的筛余量占砂样总 重的百分率）a1、a2、 a3 、a4、 a5、 a6及 累计筛余百分率（各筛和比该筛粗的所有分 计筛余百分率之和）A1、A2、A3、 A4 、A5、 A6 。
25Cement Concrete
（一）细骨料(砂)
依据：《建筑用砂》 GB/T 14684-2001 《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》 (JGJ52－92) 对细骨料的质量要求： 有害杂质含量 砂的粗细程度——细度模数 砂的级配——级配曲线 砂的坚固性
26Cement Concrete
12Cement Concrete
3、按其抗压强度（fcu）
低强度混凝土（fcu<30MPa)
中强度混凝土（ 30MPa≤ fcu < 60MPa)
高强度混凝土（fcu≥60MPa)
13Cement Concrete
四、混凝土的特点
优点
1、地方材料占80%以上，原材料易得且成本低
在混凝土硬化前，水泥桨起润滑作用，赋予混 凝土拌合物一定的流动性，便于施工。 水泥桨硬化后，起胶结作用，把砂石骨料胶结 在一起，成为坚硬的人造石材－砼，并产生力 学强度。
19Cement Concrete
二、混凝土的组成与结构
细骨料
粗骨料 水泥石
混凝土的宏观结构
20Cement Concrete
3、砂的颗粒级配
定义：是指不同大小颗粒和数量比例的砂子的 组合或搭配情况。
在混凝土中，砂粒之间的空隙是由水泥桨所填 充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应 尽量减小砂粒之间的空隙。
30Cemeபைடு நூலகம்t Concrete
3、砂的颗粒级配
砂的颗粒级配图
从图可看出：同样粒径的砂，空隙率最大;两种 粒径的砂搭配起来，空隙率就减小；三种粒径 的砂搭配，空隙就更小。因此，要减小砂粒间 的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。
22Cement Concrete
含泥量很大的骨料
四、骨料（砂、石）
对骨料要求主要有： 有害杂质含量少 具有良好的颗粒形状，适宜的颗粒级配和 细度； 表面粗糙，与水泥粘结牢固 性能稳定、坚固耐久等。
23Cement Concrete
（一）细骨料(砂)
Fine Aggregate
Cement Concrete （《建筑用砂》(JB/T14684－2001) ） 37Cement Concrete