《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）：
④ 龄期：龄期越长，强度越高 ⑤ 施工因素：搅拌、运输、振捣
砼的养护方式
养护的目的：保证适当的温度、湿度，让水泥能充分水化。 从而提高强度和耐久性。
第四章 混凝土
问题思考： ➢ 什么是混凝土？ ➢ 混凝土由哪些材料组成？ ➢ 混凝土有哪些种类及特点？ ➢ 对混凝土的质量要求有哪些？ ➢ 如何评定混凝土的质量？ ➢ 如何保证混凝土的质量？
§4.1 混凝土概述
一、混凝土的定义
混凝土：
由胶凝材料（如水泥、沥青等）、颗粒状 集料（如砂子、石子等）和水按适当比例配合 均匀，凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久 性的人造石材。
§4.1 混凝土概述
二、混凝土的特点
1.优点
➢ 抗压强度高、耐久性好 ； ➢ 原材料丰富、成本低； ➢ 性能可调、施工工艺简单； ➢ 拌合物具有良好的可塑性； ➢ 混凝土与钢筋复合，取长补短，
使用范围更为广泛 。
2.缺点
➢ 自重荷载大； ➢ 抗拉强度低、易开裂 ； ➢ 硬化较缓慢，养护周期长； ➢ 影响施工质量的因素多，质量波动大。
§4.3 混凝土的外加剂
一、定义及作用
1. 定义：
在混凝土拌制之前或拌制过程中掺入的，用以改善混凝土 性能的，对人、生物及环境安全无有害影响的材料。
2. 作用： 改善混凝土拌合物的和易性； 调节凝结硬化时间； 控制强度发展； 提高耐久性。 改善混凝土的其他性能
§4.3 混凝土的外加剂
二、常用外加剂简介
严格控制特细砂的细度模数、含泥量
加强施工工艺（搅拌、振捣、养护）
§4.5 其他混凝土
四、轻混凝土：干表观密度≤1950kg/m3 包括：轻集料混凝土、多孔混凝土、大孔混凝土
1. 轻集料混凝土
轻集料（如陶粒、轻砂等）
2. 多孔混凝土
掺加引气剂、泡沫剂等 采用蒸汽或蒸压养护
3. 大孔混凝土
不用或少用细集料
减水剂
冬期施工、要求早拆模混凝土、紧急抢修工程
早强剂
喷射混凝土
速凝剂 、减水剂
夏季施工、远距离、长时间运输混凝土
ห้องสมุดไป่ตู้
缓凝剂
冬期低温施工
防冻剂、早强剂
抗渗混凝土、抗冻混凝土
引气剂 、减水剂
选用外加剂时，其品种、质量、掺量、用法等应符合 《混凝土质量控制标准》中的相关规定。
§4.4 混凝土的配合比
一、定义
人工养护
标准养护：温度20±2℃，湿度≥95%
(恒温恒湿)
蒸汽养护：高温、高湿度
蒸压养护：高温、高压、高湿度
养护方式
覆盖浇水养护
自然养护
塑料薄膜养护
保湿
同条件养护：针对砼试件的养护
二、强 度
4、提高措施
① 采用高强度等级的水泥 ② 采用较小的水灰比 ③ 采用级配良好的骨料、合理砂率 ④ 采用机械搅拌、强力振捣等施工工艺 ⑤ 加强养护 ⑥ 掺外加剂（如减水剂、早强剂）
③ 采用表面圆滑的骨料 ④ 太干了，保持水灰比不变，增加水泥浆的用量；
太稀了，保持砂率不变，增加砂、石的用量。 ⑤ 掺加外加剂（如减水剂、引气剂）
二、强 度
1、定义及计算：
强度——材料抵抗外力破坏的能力。 抗压强度——材料抵抗压力破坏的能力。 立方体抗压强度=破受坏压荷面载 积 (单位：N/mm2=MPa） 标准立方体抗压强度——边长150mm的试件，在标准条件下
砂率——砂子用量占砂、石总用量的百分率。（砂/骨料） 合理砂率——既能保证良好的和易性，水泥用量又最少时
采用的砂率值。（也叫最佳砂率）
④ 原材料品种：如水泥、砂子、石子的品种 ⑤ 施工条件：如环境温度和湿度、施工工艺和机械设备等。
一、和易性 5、改善措施：
① 采用级配良好、较粗的骨料
② 采用合理砂率
用量之间的倍数关系
1.某砼的配合比为1：2.22：3.78：0.45，当一盘砼投放2包水泥时， 其他材料的投放用量分别应是多少？
2.每拌制1盘砼的各材料用量分别是水泥100kg、砂235kg、石387kg、 水44kg ，则该混凝土的配合比是多少？
§4.4 混凝土的配合比
种类名称：
1. 设计配合比(实验室、理论)：砂、石用量是干燥状态。 2. 施工配合比：砂、石用量是含水的状态。
三、混凝土的分类
按胶凝材料分：
水泥混凝土、 沥青混凝土、 聚合物混凝土等等。
按表观密度分：
重混凝土 ρ0＞2800kg/m3 普通混凝土 ρ0＝ 2000～2800kg/m3 轻混凝土ρ0＜2000kg/m3
按用途分：
结构混凝土、道路混凝土、防水混凝土、耐热混凝土、 耐酸混凝土、防射线混凝土等等 。
减水剂
引气剂 早强剂 缓凝剂 速凝剂 防冻剂
提高砼拌合物的流动性；提高砼的强度； 节约水泥；改善耐久性。 改善砼拌合物的和易性；提高砼的耐久性。 提高砼的早期强度。 延缓砼的凝结时间。 加快砼的凝结时间。 降低水的冰点，使水泥在低温下也能水化反应。
§4.3 混凝土的外加剂
三、外加剂的选用
泵送混凝土
二、设计 施工的换算方法
就是根据工地现场测得的砂、石的含水率， 把砂子、石子的干用量换算为湿用量。 即：增加砂、石的用量，减少用水量。
水泥：砂：石：水 设计= mc ：ms ：mg ： mw
施 工= mc′：ms′：mg′：mw′
三种材料的用量 发生变化！
§4.4 混凝土的配合比
1. 含水率W含的测算公式及用途：
由：W含 = m水/m干 = (m湿-m干)/m干
得：m水= m干×W含， m湿= m干(1+ W含),
m干=
m湿 1+ W含
算一算：
① 500g湿砂烘干后的质量为476g，则其含水率=？
②含水率为8%的1000kg湿砂，其干质量= ？水质量= ？
③ 现有10吨含水率为3%的石子，若1m3砼需用干石子1200kg， 算一算这些石子能够配多少m3的砼？
§4.2 混凝土的性质
砼的性能
硬化前
(拌合物)
和易性 强度
硬化后 (砼)
耐久性
拌合物时必须具有良好的和易性，硬化后才能保证
具有足够的强度和耐久性。
1、定义：
一、和易性
保证砼 硬化后的质量
拌合物易于施工操作，能够达到成型密实、质量均匀的性能。
和易性 = 流动性 + 粘聚性 + 保水性
流动性
和 易 粘聚性 性
§4.5 其他混凝土
一、泵送混凝土
➢坍落度≥100mm，浇注时用泵输送。 ➢节能、环保，施工效率高。 ➢具有良好的可泵性
二、预拌混凝土（即商品混凝土）
1. 集中搅拌混凝土 2. 车拌混凝土
三、特细砂混凝土
节能、环保， 质量高。
用特细砂（Mx=1.5~0.7）拌制的混凝土。 水泥用量大、干缩性大、耐磨性差，宜采用低砂率。
(干硬性混凝土) 坍落度＜10 mm的混凝土称为干硬性混凝土。
透明玻璃圆盘 混凝土锥体
容器
一、和易性 2、评定方法：
测定拌合物的流动性，同时观察其粘聚性、保水性， 然后综合评定和易性。 ① 测流动性的方法：有坍落度法或维勃稠度法。
评价流动性的指标：坍落度（mm）或维勃稠度（s）
② 观察粘聚性、保水性:
特点：
孔隙率大、表观密度小，质量轻，强度低但保温隔热好
§4.6 混凝土质量的鉴别检验
一、检测项目
• 检测各原材料的质量 • 检测拌合物的和易性 • 检测硬化后的立方体抗压强度 • 检测硬化后的耐久性
二、取样方法
• 取样频率的规定 • 试件制作与养护方法 • 试件数量规定
三、试验检测及结果判定
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015） 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2016） 《普通混凝土力学性能试验方法标准》 GB/T50081-2019） 《普通混凝土长期性质和耐久性能试验方法标准》 GB/T50082-2009
抗风化 ……
碳化
三、耐久性
2、影响因素
① 孔隙率：（孔隙率越小，耐久性越好） ② 孔隙特征：（不连通的孔隙，耐久性越好） ③ 水泥品种：（具有不同的特性）
3、提高措施
①合理选用水泥品种 ②使用质量好的原材料 ③采用较小的水灰比和足够的水泥用量 ④掺加外加剂（如减水剂、引气剂） ⑤改善施工工艺：配制、搅拌、振捣、养护 ⑥在混凝土表面涂刷或粘贴不透水保护层
由水泥、砂、石子、水按适当比例配合，必要 时掺入外加剂或掺合料拌合而成，经过水泥的凝结硬 化后，形成具有一定强度和耐久性的人工石材。这种 材料叫做普通混凝土，又称为水泥混凝土，简称为 “砼”。
砼——普通混凝土（水泥混凝土）
砼拌合物 砼硬化后
普通混凝土的组成材料
水泥 砂子
石子
水
各组成材料的作用、品种、名称、规格、等级及质量要求 和选择使用、储存保管、取样检测等内容，详见本教材的 第2章、第3章。
(温度20±2℃、湿度95%以上)养护28d测得的抗压强度。
二、强 度
2、强度等级的划分
依据 “立方体抗压强度标准值” 划分为14个等级。 即：C15、 C20、 C25 、 C30 …… C70、 C75、 C80
例如：C30 砼(concrete) 立方体抗压强度标准值是30MPa。
立方体抗压强度标准值——在标准立方体抗压强度中，具有
用于计算 各种材料的用量。
混凝土中各组成材料之间的比例关系。
即 水泥：砂：石：水
表示方法：
砼的表观密度是？kg/m3
水泥：砂子：石子：水
mc： ms ： mg ： mw 质量比= 310：750：1500：155 1m3砼中各材料的用量kg
比例值= 1 ： 2.42 ：4.84 ：0.50
算一算：
水灰比
保水性
拌合物在自重或振捣作用下，能产生流动， 均匀密实地填满模板的性质。
拌合物的各组分间有粘聚力，不分层离析， 能保持整体均匀的性质。
拌合物能够保持水分不析出，不泌水流浆的性质。
流动性
成型密实 粘聚性 保水性
质量均匀
一、和易性
2、评定方法：
测定拌合物的流动性，同时观察其粘聚性、保水性， 然后综合评定和易性。
①测流动性的方法：有坍落度法或维勃稠度法。
坍落度法： 用坍落度筒测出拌合物的坍落度值(mm)。
测 流
适用于
坍落度值越大，流动性就越大，拌合物越稀。
(塑性混凝土) 坍落度≥10 mm的混凝土称为塑性混凝土。
动
性 维勃稠度法：用维勃稠度仪测出拌合物的维勃稠度值(s)。
适用于
维勃稠度值越大，流动性越小，拌合物越干。
三、混凝土的分类
按拌合物的流动性分：
干硬性混凝土、 塑性混凝土
按生产和施工工艺分：
现场自拌混凝土、 预拌混凝土（即商品混凝土）、 泵送混凝土、喷射混凝土、 离心混凝土等等。
按强度分：
低强度混凝土、中等强度混凝、 高强度混凝土、超高强度混凝土
§4.1 混凝土概述
四、普通混凝土组成材料
普通混凝土的定义：