第三讲 混凝土

五、混凝土性能优化途径及采取措施
主要措施： 主要措施： 大量使用工业废弃资源； 大量使用工业废弃资源； 扶植再生砼产业使建筑垃圾作为骨料再利用； 扶植再生砼产业使建筑垃圾作为骨料再利用； 大力发展中、低等级耐久性好砼。 大力发展中、低等级耐久性好砼。
水泥混凝土组成材料
混凝土的结构
粗 料 集
泌 形 水 成 的 隙 孔
（ + A + A4 + A + A ) −5A A 3 5 6 1 Mx＝ 2 100 − A 1
式中：Mx——细度模数； 式中： 细度模数； 细度模数
三、石子的技术质量要求
定义 粒径大于4.75mm的骨料称为粗骨料。 的骨料称为粗骨料。 粒径大于 的骨料称为粗骨料 分类 按产源分： 按产源分：卵石和碎石 按技术要求分： 按技术要求分： • Ⅰ类 宜用于强度等级大于 宜用于强度等级大于C60的混凝土； 的混凝土； 的混凝土 • Ⅱ类 用于强度等级为 用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗 及抗冻、 ～ 及抗冻 渗或其他要求的混凝土； 渗或其他要求的混凝土； • Ⅲ类 宜用于强度等级小于 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建 的混凝土和建 筑砂浆。 筑砂浆。
二、砂的技术质量要求和粗细程度
4.颗粒级配和粗细程度 颗粒级配和粗细程度 （1）颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。 颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。 颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况 （2）级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当， ）级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当， 其空隙率小，且总表面积小， 其空隙率小，且总表面积小，可以节约水泥或改 善混凝土拌合物的和易性。 善混凝土拌合物的和易性。 （3）颗粒级配采用筛分法确定，详见实验部分。 ）颗粒级配采用筛分法确定，详见实验部分。 4） （4）颗粒级配的指标 • 级配区 : 按600µm筛的累计筛余率的大小， 筛的累计筛余率的大小， 筛的累计筛余率的大小 可分为1区 区共三个级配区。 可分为 区、2区、3区共三个级配区。详见下 区 区共三个级配区 页表。 页表。 • 级配合格判定 : 砂的实际级配全部在任一级 配区规定范围内； 筛档外， 配区规定范围内；除4.75mm和600µm筛档外， 和 筛档外 可以略有超出，但超出总量应小于5％。 可以略有超出，但超出总量应小于 ％。
四、混凝土五个基本要求或准则
满足与使用环境相适应的耐久性要求； 满足与使用环境相适应的耐久性要求； 满足与设计强度要求； 满足与设计强度要求； 满足与施工相规定所规定的工作要求； 满足与施工相规定所规定的工作要求； 满足业主或施工单位渴望经济性要求； 满足业主或施工单位渴望经济性要求； 满足可持续发展所必需的生态性要求
二、砂的技术质量要求
天然砂含泥量和泥块含量 指 项 目 Ⅰ类 含泥量（质量计， 含泥量（质量计， %） ） 泥块含量（质量计， 泥块含量（质量计， %） ） ＜1.0 Ⅱ类 ＜3.0 Ⅲ类 ＜5.0 标
0
＜1.0
＜2.0
二、砂的技术质量要求
人工砂石粉含量和泥块含量 项 MB值 值 亚 ＜1.40 甲 或合格 蓝 MB值 值 试 ≥1.40 或不合 验 格 目 指 标 Ⅰ类 ＜3.0 0 ＜1.0 0 Ⅱ类 ＜5.0 ＜1.0 ＜3.0 ＜1.0 Ⅲ类 ＜7.0 ＜2.0 ＜5.0 ＜2.0
第三讲 混凝土
正在施工的秦山核电站
一、混凝土的定义
混凝土 由胶凝材料、细骨料、 由胶凝材料、细骨料、粗骨 料、水以及必要时掺入的化 学外加剂组成， 学外加剂组成，经过胶凝材 料凝结硬化后， 料凝结硬化后，形成具有一 定强度和耐久性的人造石材。 普通混凝土 由水泥、 石子、 由水泥、砂、石子、水以及 必要时掺入的化学外加剂组 成，经过水泥凝结硬化后形 成的、干体积密度为2000～ 成的、干体积密度为 ～ 2800kg/m3，具有一定强度和 耐久性的人造石材。 耐久性的人造石材。又称为 水泥混凝土，简称为“ 水泥混凝土，简称为“混凝 土”。
五、混凝土性能优化途径及采取措施
性能优化途径： 性能优化途径： 降低水泥用量，由水泥、 降低水泥用量，由水泥、粉煤灰或磨细矿 粉等共同组成合理的胶凝材料体系； 粉等共同组成合理的胶凝材料体系； 依靠减水剂减少砼内部的应力集中现象； 使用引气剂减少砼内部的应力集中现象； 通过改变加工工艺， 通过改变加工工艺，改变骨料的粒径或级 配； 减少单方砼用水量及水泥浆量； 减少单方砼用水量及水泥浆量；
项 目 指 Ⅰ类 ＜1.0 ＜1.0 合格 ＜0.5 ＜0.01 Ⅱ类 ＜2.0 ＜1.0 合格 ＜0.5 ＜0.02 标 Ⅲ类 ＜2.0 ＜1.0 合格 ＜0.5 ＜0.06
云母（ （质量计） 云母（%)（质量计） 轻物质（ （质量计） 轻物质（%)（质量计） 有机物（比色法） 有机物（比色法） 硫化物及硫酸盐（ 硫化物及硫酸盐（SO3质 量计） 量计） 氯化物（氯离子质量计） 氯化物（氯离子质量计）
三、石子的技术质量要求
1.表观密度、堆积密度及空隙率 表观密度、 表观密度 表观密度ρ 表观密度 g´＞2500kg/m3； 松散堆积密度ρ 松散堆积密度 go´＞1350kg/m3； 空隙率P′＜47%。 空隙率 ＜ 。 2.含泥量、泥块含量及石粉含量 含泥量、 含泥量 含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量； 的颗粒含量； 含泥量是指粒径小于 的颗粒含量 泥块含量是指卵石、碎石中粒径大于4.75mm 泥块含量是指卵石、碎石中粒径大于 经水洗手捏后小于2.36mm的颗粒含量。具体 的颗粒含量。 经水洗手捏后小于 的颗粒含量 指标见表。 指标见表。
二、混凝土的分类
按流动性分 干硬性砼、塑性砼、 干硬性砼、塑性砼、 流动性砼及大流动性 砼。 生产和施工方法分 按生产方式可分为预 拌砼和现场搅拌砼； 拌砼和现场搅拌砼； 按施工方法分为泵送 喷射砼、碾压砼、 砼、喷射砼、碾压砼、 挤压砼、离心砼、 挤压砼、离心砼、压 力灌浆砼等 。 按强度等级分 低强度砼＜ 低强度砼＜C30 、 中强度砼C30~C60、 中强度砼 、 高强度砼≥ 高强度砼 C60和 和 超高强度砼≥ 超高强度砼 100MPa。 。
石粉含量（ ） 石粉含量（%） 泥块含量（%） 泥块含量（ ） 石粉含量（ ） 石粉含量（%） 泥块含量（ ） 泥块含量（%）
二、砂的技术质量要求
3.有害物质含量 有害物质含量 砂中不应混有草根、树叶、树枝、 砂中不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂 有害物质主要是云母、轻物质、有机物、 物，有害物质主要是云母、轻物质、有机物、硫 化物及硫酸盐、氯化物等。见下表。 化物及硫酸盐、氯化物等。见下表。
喷射混凝土施工
三、混凝土的特点
优点 易塑性：具有良好工作性， 易塑性：具有良好工作性，可塑性高 ； 经济性：成本低，维护费用也较低； 经济性：成本低，维护费用也较低； 安全性：具有较好的力学强度， 安全性：具有较好的力学强度，与钢筋有牢固黏 结力，使结构安全性得到保证； 结力，使结构安全性得到保证； 耐火性：混凝土具有１ 耐火性：混凝土具有１～２h的防火时效 。 的防火时效 多用性： 多用性：砼选用于多种结构形式满足多种施工要 它是“万用之石” 求，它是“万用之石”； 耐久性：古罗马经几千年屹立不倒，它应该“ 耐久性：古罗马经几千年屹立不倒，它应该“厉 久弥坚” 久弥坚”；
二、砂的技术质量要求
砂的颗粒级配 区 累计筛余率，％ 累计筛余率，％ 1区 2区 3区 区 区 区 0 0 0 10～0 10～0 10～0 ～ ～ ～ 25～0 15～0 35～5 ～ ～ ～ 65～35 50～10 25～0 ～ ～ ～ 40～16 85～71 70～41 ～ ～ ～ 85～55 92～70 95～80 ～ ～ ～ 100～90 100～90 100～90 ～ ～ ～
一、水泥的选择
品种的选择 配制水泥混凝土的水泥品种， 配制水泥混凝土的水泥品种，应根据混凝土 的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能， 的工程特点或所处的环境条件，结合水泥性能， 且考虑当地生产的水泥品种情况等，进行合理地 且考虑当地生产的水泥品种情况等， 选择。 选择。 强度等级的选择 原则上，配制高强度等级的混凝土， 原则上，配制高强度等级的混凝土，选择高强度 等级的水泥； 等级的水泥； 一般情况下， 一般情况下，水泥强度等级为混凝土强度等级的 1.5～2.0倍； ～ 倍 配制高强混凝土时， 配制高强混凝土时，可选择水泥强度等级为混凝 土强度等级的0.9~1.5倍左右。 倍左右。 土强度等级的 倍左右
细 料 集 水 浆 泥
孔 隙
混凝土的结构 水泥+水 水泥浆 水泥浆+砂 水泥 水→水泥浆 砂 →水泥砂浆 石子 水泥砂浆+石子 水泥砂浆 石子→ 混凝土拌合物→硬化 混凝土拌合物 硬化 混凝土
组成材料的作用 水泥+水 填充作用、 水泥 水：填充作用、 混凝土体积构成 润滑作用和胶结作用。 润滑作用和胶结作用。 水泥石——25％左右； 水泥石 ％左右； 砂和石子——70％以上； 砂和石子 ％以上； 砂+石子：骨架作用、 石子：骨架作用、 石子 孔隙和自由水——1％～ 降低成本作用和稳定体 孔隙和自由水 ％～ 5%。 。 积作用。 积作用。
方筛孔 9.50mm 4.75mm 2.36mm 1.18mm 0.6m 0.3mm 0.15mm
二、砂的技术质量要求
（5）级配的选择 ） • 宜优先选择级配在 区的砂；当采用 区砂时， 宜优先选择级配在2区的砂 当采用1区砂时 区的砂； 区砂时， 应适当提高砂率；当采用3区砂时 区砂时， 应适当提高砂率；当采用 区砂时，应适当减 小砂率。 小砂率。 5.规格 规格 • 砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂：粗 砂按细度模数大小分为粗砂、 砂 Mx =3.7～3.1；中砂 Mx =3.0～2.3；细砂 Mx ～ ； ～ ； =2.2～1.6。 ～ 。 • 细度模数按下式计算： 细度模数按下式计算：
三、混凝土的特点
缺点 抗拉强度低（约为抗压强度的 抗拉强度低（约为抗压强度的1/10～1/20）、 ～ ）、 变形性能差； 变形性能差； 导热系数大〔约为1.8W/（m·K）〕； 导热系数大〔约为 （ ） 体积密度大（约为 左右）； 体积密度大（约为2400kg/m3左右）； 硬化较缓慢。 硬化较缓慢。