水泥混凝土和砂浆讲义详解

水泥混凝土和砂浆

1、水泥混凝土

主要介绍普通混凝土的组成材料，新材料混凝土的工作性及

评定指标，混凝土外加剂及其作用原理和应用，硬化混凝土的理

学性能、耐久性及其影响因素，混凝土配合比设计方法及混凝土

质量控制等。此外，还简要介绍了其它品种混凝土。

1.1 概述

1.1.1 混凝土的含义

水泥混凝土简称混凝土，是以水泥为胶凝材料，砂石为骨料拌

制而成的混凝土，即：水泥＋砂＋石＋水＋外加剂（混合材料）

→混凝土。

1.1.2 混凝土的分类

最常用：普通水泥混凝土(表观密度约为2400 kg/m3 ，是指道路路面和桥梁结构中最常用的混凝土。

1、按表观密度分

1)、重混凝土：表观密度>2800kg/m3

2)、普通混凝土: 表观密度 >2000~2800kg/m3

3)、轻混凝土 : 表观密度 <1950kg/m3

2、按用途分类

可分为结构混凝土(普通混凝土 ) 、防水混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、大体积混凝土、道路混凝土等.

3、按所用胶凝材料分类

可分为水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝

土、水玻璃混凝土等.

4、按强度等级分

可分为低强度混凝土 (fcu ≤ 30MPa)、中强度混凝土(fcu =30~60MPa)、高强度混凝土(fcu =60~100MPa) ;超高强

度混凝土 (fcu >100MPa) .

5、按生产和施工方法分类

可分为普通浇筑混凝土、预拌混凝土、泵送混凝土、喷射

混凝土、压力灌浆混凝土等.

1.1.3 混凝土的特点

1、优点：在凝结前具有良好的塑性,因此可以浇筑成各种形状

和大小的构件或结构物; 它与钢筋有牢固的黏结能力, 能制作

钢筋混凝土结构和构件; 经硬化后有抗压强度高与耐久性良好

的特性 ;

2、缺点 : 存在抗拉强度低,受拉时变形能力小,容易开裂 , 自重大

等缺点 .

1.1.4 混凝土的发展趋向

1、高性能混凝土(HPC)

2、绿色高性能混凝土(GHPC)

3、其它新技术混凝土

1.2 普通混凝土的组成材料

水泥混凝土的技术性质很大程度上是由原材料的性质及

其含量决定的。要得到优质的混凝土，首先要正确选用原材

料。普通混凝土的组成材料是水泥、天然砂、石、水、掺合

剂和外加剂 .

其组成过程为水+水泥→水泥浆+砂→水泥砂浆+粗骨料→混凝土

1.2.1 水泥

1、水泥品种的选择

水泥品种应根据工程性质及特点、工程所处的环境及施工条件 , 依据各种水泥的特性 ,合理选择 .常用水泥品种的选用见通用水泥的选用.（硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸

盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。）

2、水泥强度等级的选择

选用原则 :选择与混凝土的设计强度等级相适应的水泥标

号 .如用低强度水泥配制高强度混凝土，一方面会加大水泥用量

造成浪费，另一方面需要减少用水量以保证混凝土的强度，

给施工造成困难。一般以水泥强度等级为强度等级的1.1~1.6

倍为宜。

1.2.2 粗骨料 :粒径＞ 4.75mm, 分为卵石和碎石两类（.卵石由自然条件的作用而形成，碎石是将天然岩石或大卵石破碎、筛分而得，表面粗糙且带有棱角，与水泥粘结比较牢固。）

1、混凝土用粗骨料技术要求:强度（可用岩石的立方体强度和

压碎值指标两种方法检验）、坚固性、有害杂质含量（泥土、

泥块、云母、轻物质、硫酸盐和硫化物及有机质）碱活性、

最大粒径及颗粒级配

2、最大粒径和颗粒级配

1)、最大粒径

应综合考虑以下几点 :

(1)、结构上考虑:

钢筋混凝土: 粗骨料最大粒径＜1/4结构截面最小尺寸且＜

3/4 钢筋间最小净距;

混凝土实心板: 粗骨料最大粒径不宜超过1/2板厚且不超过50mm;

(2)、从施工方面考虑: 根据搅拌、运输、振捣方式, 选择合适的粒径 .

(3)、从经济上考虑:粒径越大 ,水泥用量越小.

2)、颗粒级配

(1)、连续级配 : 石子颗粒尺寸由小到大连续分级 ,每级骨料都占有一定比例 .

(2)、间断级配 :人为剔除某些中间粒级颗粒 ,用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配 .

(3)、单粒级 :预先分级筛分的粗骨料 , 用来改善骨料级配或配

成较大粒度的连续粒级 .

3、颗粒形状及表面特征

粗骨料比较理想的颗粒现状为三维长度相等或相近的立

方体或球形颗粒而三维长度相差较大的针、片状颗粒形状较

差 . 当针、片状颗粒含量超过一定界限时, 使集料空隙有所增

加 ,不仅使混凝土拌合物和易性变差 , 而且会使混凝土的强度降低 .

所以混凝土粗集料中针、片状颗粒含量应有限制 , 应符合规范规

定 .

骨料表面特征指集料表面的粗糙程度及孔隙特征等.它主要影响集料与水泥石之间的黏结性能,从而影响混凝土的强度.

一般情况下, 碎石表面粗糙并且具有吸收水泥浆的孔隙特征,所以它与水泥石的黏结能力较强; 卵石表面圆润光滑, 因此与水泥石的黏结能力较差, 但混凝土拌合物的和易性较好.当混凝土的水泥用量与用水量相同的情况下,一般来说碎石混凝土

比卵石混凝土的强度提高10% 左右 .

4、碱活性检验

对于重要的水泥混凝土工程用粗集料 ,应进行集料碱活性检验 .

(1)、用岩相法检验确定哪些集料可能与水泥中的碱发生反

应 .

(2)、用砂浆长度法检验集料产生有害反应的可能性.如用高

碱硅酸盐水泥制成的砂浆长度膨胀率 3 个月低于0.05% 或者 6 个月低于0.10% 即可判定为非活性集料.超过上述规定时,应通过混凝土试验结果作出最后评定.

1.2.3 细骨料

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