模块四 普通混凝土

２、缺点：
（１）自重大，比强度低；
（２）抗拉强度低（是抗压的1/10～1/20）；
（３）生产周期长，施工过程质量较难控制。
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三、外观特性（混凝土建筑物）
1、雄厚、坚实、稳重有力。 2、笨重、脆硬、缺乏形体美。 3、粗糙、碱性、稳定性能不良。 4、色彩灰暗、视觉性能不良。
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天然砂：硫酸钠溶液法
人工砂：压碎指标
４、表观密度、堆积密度、空隙率
＞2500 ＞1350 ＜47%
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三、粗骨料（石子）
1、定义：粒径＞4.75mm的岩石颗粒
2、分类：
A、按形成不同
❖ 卵石——是由天然岩石经自然条件长期作用而形成 的粒径大于4.75mm的颗粒，按其产源可分
为河卵石、海卵石、山卵石等几种，其中河
卵石应用较多。
❖ 碎石——由天然岩石经破碎、筛分而成，也可将大 卵石轧碎、筛分而得。
B、按技术要求(GB/T14685—2011《建设用卵石、碎石》)
❖ Ⅰ类：＞C60的混凝土
❖ Ⅱ类：C30～C60及抗冻、抗渗或其它要求的混凝
土 2021/3/2
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❖ Ⅲ类：＜C30的混凝土和建筑砂浆
（一）最大粒径和颗粒级配
不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝土结构， 对有饰面要求的混凝土，也不得采用海水拌制； ❖ 工业废水——经检验合格后可用于拌制混凝土。 ❖ 生活污水——水质比较复杂，不能用于拌制混凝土。
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五、掺合料：在混凝土拌合物制备时，为了节
约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级， 而加入的天然或人造的矿物材料，统称为混凝土 掺合料。用于混凝土中的掺合料，常见的有磨细 的粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣以及火山灰质 （如硅藻土、黏土、页岩、火山凝灰岩）等掺合 料。
（１）单一粒径
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（２）两种粒径
（３）多种粒径
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２、粗细程度：不同粒径的砂粒混在一起后的平均粒径 一般用细度模数（Ｍx）表示。
在相同质量条件下，粗砂总表面积小，水泥用量少；细砂比表 面积大，水泥用量大。
在拌制混凝土时，同时考虑颗粒级配和粗细程度，以节约水
泥提高密实度和强度。 （１）砂的粗细程度与颗粒级配的评定 ❖ 筛分析试验（５００g砂）
影响混凝土和易性的因素
A、水泥浆量 在水胶比一定的条件下，水泥浆量 ，水泥浆层越厚，润滑
作用 ，拌合物流动性 。 过多，产生流浆、泌水、离析、分层等现象。
B、水灰比 水泥品种，水泥用量一定，W/B ，砼干涩，施工困难；
W/B ，过稀，黏聚性、保水性差； 应根据强度、耐久性合理选择。 C、砂率 砂率过大：骨料比表面积大，则水泥浆减薄，使流动性变差。 砂率过小：骨料的空隙率大，水泥浆数量不足，流动性变差。 最佳砂率：在水泥用量、水量一定的条件下，能使混凝土 拌2合021物/3/2获得最大的流动性而且保持良好的黏聚性和保水性的砂率5。3
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坍
落
度
试
维勃稠度法
验
示
意
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图46
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现场坍落度试验 47
坍落度试验2
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坍落度试验3
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Ｂ、维勃稠度法：
按规定的方法在坍落度筒内装满混凝土拌和物， 提起坍落度筒，在混凝土拌和物试体顶面放一透 明圆盘，开启振动台，同时以秒表计时，到透明 圆盘表面完全为水泥浆所布满时，记录秒表时间， 即为该混凝土拌和物的维勃稠度值，常用Vt（秒） 表示。
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（二）技术要求
１、含泥量、石粉含量、泥块含量
❖ 含泥量：天然砂中粒径小于75μm的颗粒
❖ 石粉含量：人工砂中粒径小于75μm的颗粒
❖ 泥块含量：砂中原粒径大于1.18mm，经水浸洗，手 捏后小于600 μm的颗粒含量
２、有害物质含量
云母、轻物质、硫化物、硫酸盐、氯盐含量
３、坚固性
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普通混凝土组成材料
普通混凝土：是由水泥、砂、 石、水等几种基本材料（有时 加外加剂和外掺料），按适当 比例拌合，硬化而成的一种人 造石材。
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混凝土的结构图
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一、水泥
1、水泥品种： （１）根据工程特点； （２）所处环境条件及设计； （３）施工要求确定。
2、水泥强度等级：与混凝土设计强度等级相一致。
Vt值越大，表示混凝土拌和物越干稠。
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混凝土拌和物流动性的选择
结 构 种类
坍落度（mm）
基础或地面等的垫层、无筋的厚大结构 或配筋稀疏的结构构件
10~30
板、梁和大型及中型截面的柱子等
30~50
配筋密列的结构（薄壁、筒仓、细柱等
50~70
配筋特密的结构
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70~90
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❖ Ⅰ类：＞C60的混凝土
❖ Ⅱ类：C30～C60及抗冻、抗渗或其它要求的混凝 土
❖ Ⅲ类：＜C30的混凝土和建筑砂浆
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（一）颗粒级配和粗细程度 １、颗粒级配：不同粒径的砂粒互相搭配的情况
砂子的空隙率取决于砂子各级粒径的搭配程度，级配良好的砂 不仅可以节省水泥，而且混凝土结构密实，强度和耐久性提高， 如下图：
Ⅰ区 0
10~0 35~5 65~35 85~71 95~80 100~90
累计筛余（％） Ⅱ区 0 10~0 25~5 50~10 70~41 92~70
100~90
Ⅲ区 0
10~0 15~0 25~0 40~16 85~55 100~90 28
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砂的级配曲线
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混凝土用砂级配范围曲线
方孔筛：
孔 径 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75
分计筛余 （%）
a1 a2 a3 a4
a5 a6
累计筛余
A1 A2 A3 A4 A5 A6
2（021%/3/2）
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累计筛余与分计筛余百分率关系
筛孔尺寸 （mm）
0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75
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项
目
针、片状颗粒（以质量计，％）
指
标
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
＜5
＜10 ＜15
３、强度
❖ 岩石抗压强度（母岩） ❖ 压碎指标值 ４、坚固性
❖ 2021硫/3/2酸钠溶液法
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四、混凝土用水
符合《混凝土拌和用水标准》（JGJ63－2006） ❖ 饮用水——可以直接使用； ❖ 地表水和地下水——按标准规定检验合格后可使用。 ❖ 海水——可以拌制素混凝土；
五种单粒级
──不宜单独使用，宜组合成连续级配。
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粗骨料级配情况的示意图
（a）粒径过度过大 （b）理想级配 （c）颗粒间发生干涉
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三峡大坝石料厂
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三峡大坝石料加工厂
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（二）技术要求
１、泥、泥块及有害物质含量（见Ｐ１０２）
项
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A、坍落度法 B、维勃稠度法
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A、坍落度法： 将混凝土拌和物按规定的试验方法装入标准坍落度筒（圆
台形筒）内，装捣刮平后，将筒垂直向上提起，这时锥形混 凝土拌和物因自重而产生坍落，测量筒高与坍落后混凝土试 体最高点之间的高度差，以mm计，即为该混凝土拌和物的 坍落度值。 坍落度值越大，表示混凝土拌和物的流动性越大。
目
含泥量（以质量计，％） 泥块含量（以质量计，％） 有机物含量 硫化物及硫酸盐（以SO3质量计，％）
指
标
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
＜0.5
＜1.0
＜1.5
0 合格
＜0.5
＜0.2
合格
＜1.0
＜0.5
合格
＜1.０
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２、针片状含量 ❖ 大于平均粒径2.4倍，针状颗粒。 ❖ 厚度小于平均粒径0.4倍，片状颗粒。
❖ 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，
其中：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，
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根据0.6mm筛的累计筛余百分率分为以下三个级配区
孔径 （mm）
10.0 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 20210/3/.215
ＤＭ≤构件截面最小尺寸的１／４； ＤＭ≤钢筋最小净距的３／４； 对于砼的实心板，ＤＭ不超过板厚的１／３
且不得超过４０mm.
对于泵送混凝土与运输管道内径之比，碎石不宜大于
1:320，21/3/卵2 石不宜大于1:2.5。
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2、颗粒级配：大小不一的粗骨料颗粒相互组合搭配的 比例关系
六种连续粒级 ── 砼工作性较好，不易离析。
混凝土，从广义上讲，由胶凝材料、骨 料和水、有时掺入外加剂和掺合料，按适当 的比例配合，拌制成混合物，经一定时间后 硬化而成的坚硬固体（人造石材），叫混凝 土（Ｃoncrete）。
混凝土是当今社会用量最大的建筑材料。
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一、分类
特重混凝土 ＞2500kg/m3 重混凝土 1900～2500kg/m3
喷射混凝土、
压力灌浆混凝土、
离心混凝土、
碾压混凝土、
挤压混凝土。
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５、按施工方法 现浇混凝土 预制混凝土
６、按强度等级 Ｃ10～Ｃ60（普通混凝土） Ｃ60～Ｃ100（高强混凝土） ＞Ｃ100（超高强混凝土）
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二、混凝土的特点
1、优点：
（１）可就地取材，成本低； （２）有良好的可塑性与可模性； （３）与钢筋有牢固的粘结力，且保护钢筋不锈蚀； （４）具有较高的抗压强度 （５）耐久性好，维护和保养费用极低。
1、按表观密度 轻混凝土 600～1900kg/m3 特轻混凝土 ＜600kg/m3
水泥混凝土 石膏混凝土 2、按胶凝材料 沥青混凝土 聚合物混凝土 水玻璃混凝土
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3、按用途：结构混凝土、
防水混凝土、 装饰混凝土、 耐热混凝土、 耐酸混凝土、 大体积混凝土。
4、按生产工艺： 泵送混凝土、
模块四 普通混凝土
目的
1、掌握混凝土的主要技术性质；
2、掌握混凝土组成及配合比设计。
重点和难点：
1、组成材料的质量要求
2、混凝土的主要技术性质
3、混凝土的配合比设计
4、混凝土外加剂
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奥运场馆——水立方
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3
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计筛余（％）
a1 a2 a3 a4 a5 a6
累计筛余（％）
A1=a1 A2=a1+a2 A3= a1+a2+a3 A4= a1+a2+a3+a4 A5=a1+a2+a3+a4+a5 A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6
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❖ 砂的粗细程度用细度模数（Ｍx）表示，其计算公式为：
M x(A 2 A 3 A 4 A 5 A 6) 5 A 1 1 0 0 A 1
２、流动性：
是指混凝土拌和物在自重或机械振捣作用下，能产生流动，
并且均匀密实地填满模板的性能。
2021拌/3/2和物的流动性主要取决于拌和物的稠度。
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（１）若干稠：则流动性小 （２）若过稀：则流动性大，这时没有良好的技术处理，振捣时容
易使水泥浆和水分上浮以及粗骨料下 沉的分层离析现象，影响砼质量。 ３、黏聚性： 混凝土拌和物内部组分之间具有一定的凝聚力，在运输和浇 注过程中不致发生分层离析现象，使混凝土保持整体均匀的性能。 黏聚性不好的混合料，砂浆与石子容易分离，振捣后存在蜂窝 、孔洞等缺陷，严重影响工程质量（对水泥用量敏感）。 ４、保水性： 指混凝土拌和物具有一定的保持内部水份的能力，在施工过 程中不致产生严重的泌水现象。
≤C30：fce=(1.5~2.0)fcu
＞C30：fce=(0.9~1.5)fcu
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二、细骨料（砂）
1、定义：粒径≤4.75mm的岩石颗粒称为细骨料 （＞0.15mm）。
2、分类：
A、按形成不同
❖ 天然砂——河砂、湖砂、山砂、海砂。
❖ 人工砂——机制砂、混合砂。
B、按技术要求(GB/T14684——2011《建设用砂》)
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混凝土大坝
巴西 Itaipu Dam
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正在建设的三峡大坝
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正在建设中的三峡大坝
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9
2021/3/2
10
香港青马大桥
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日本明石海峡大桥
2021/3/2
12
正在建造的海上石油钻井平台
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13
混凝土概述
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第三节 普通混凝土拌和物主要技术性质
混凝土的各组分材料按一定的比例配合，拌制成的尚未凝结 硬化的混合物，称为拌和物（也称为新拌混凝土或混凝土拌和物）
拌和物的主要性质为和易性。
一、和易性的概念
1、和易性：
指混凝土拌和物易于浇注、捣实，且保持砼拌和物内部各
组成材料均匀稳定的性能。
和易性是一项综合性指标，它包括流动性、粘聚性、保水性。
１、最大粒径：粗骨料公称粒径的上限（ＤＭ）
ＤＭ大，则总表面积小，砼单位用水量减少。
若用水量、水灰比不变，则骨料表面水泥浆层厚 若工作性一定，则可减少水灰比，提高强度耐久性
ＤＭ过大，节约水泥不明显，且会造成抗拉强度低，
对于Ｃ60以上的混凝土，要求ＤＭ≤２５mm。
根据GB50204—2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》：