模块四 普通混凝土

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 0.15
累计筛余（％）
Ⅰ区 0 10~0 35~5 65~35 85~71 95~80 100~90
Ⅱ区 0 10~0 25~5 50~10 70~41 92~70 100~90
特重混凝土 ＞2500kg/m3 重混凝土 1900～2500kg/m3 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
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。
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 Ⅲ类：＜C30的混凝土和建筑砂浆
混凝土的结构图
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。
≤C30：fce=(1.5~2.0)fcu ＞C30：fce=(0.9~1.5)fcu
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》) 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
（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：
（１）单一粒径
（２）两种粒径
（３）多种粒径
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。
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 拌合物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。

砂的粗细程度用细度模数（Ｍx）表示，其计算公式为：
( A2 A3 A4 A5 A6 ) 5 A 1 Mx 100 A 1

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，
D、水泥品种及细度 细度 ，流动性 ，黏聚性和保水性 E、骨料性质 级配良好，黏聚性、保水性 表面光滑，流动性 F、环境因素、施工条件及时间
G、外加剂 加入引气剂、减水剂 掺入粉煤灰、硅灰、磨细沸石粉 加入以上材料均能改善混凝土和易性
硬化混凝土的技术性质
1、抗压强度与强度等级 抗压强度：指按标准方法制作的边长为150mm的立方体 试件，成型后立即用不透水的薄膜覆盖表面，在温度为 20±5℃的环境中静臵一昼夜至二昼夜，然后在标准条件 下养护（ 20±2℃ ，相对湿度95%以后或在温度为20±2 ℃的不流动的氢氧化钙饱和溶液中 ），养护至28天（从搅 拌加水开始计时），经标准方法测试，得到的抗压强度值 。 以fcu表示。 立方体抗压强度标准值：150mm，28d，95%以上保证 率 强度等级：C+立方体抗压强度标准值。依据混凝土立方 体抗压强度标准值（以fcu.k表示），将混凝土划分为十二 个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、 C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80
香港青马大桥
日本明石海峡大桥
正在建造的海上石油钻井平台
混凝土概述
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。
一、分类
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。
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。
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。
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
奥运场馆——水立方
混凝土大坝
巴西 Itaipu Dam
正在建设的三峡大坝
正在建设中的三峡大坝
0 合格
＜0.5
合格
＜1.0
合格
＜1.０
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。
项 目 指Ⅰຫໍສະໝຸດ ＜5标Ⅱ＜10
Ⅲ
＜15
针、片状颗粒（以质量计，％）
３、强度 岩石抗压强度（母岩） 压碎指标值 ４、坚固性 硫酸钠溶液法
四、混凝土用水
符合《混凝土拌和用水标准》（JGJ63－2006）
A、坍落度法 B、维勃稠度法
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。
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 1:3，卵石不宜大于1:2.5。
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。 五种单粒级 ──不宜单独使用，宜组合成连续级配。
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。
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）最大粒径和颗粒级配
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》：
Ⅲ区 0 10~0 15~0 25~0 40~16 85~55 100~90
砂的级配曲线
混凝土用砂级配范围曲线
（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 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%
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）
方孔筛：
孔 径 0.15 a1 A1 0.3 a2 a3 A2 0.6 a4 A3 A4 1.18 a5 2.36 a6 A5 A6 4.75 分计筛余 （%） 累计筛余 （%）
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
计筛余（％）
累计筛余（％）
2.36
4.75
a1 a2 a3 a4 a5 a6
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

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； 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；