《建筑材料与检测》教学教案—03普通混凝土及其性能检测

单元一水泥混凝土概述

一、水泥混凝土定义

凡由水泥、骨料（砂、石）、水及外加剂（或掺合料）按适当的比例配合，经搅拌、成型、养护等工艺，经一定时间后硬化而成的人造石材，称为水泥混凝土（砼）。

二、混凝土分类

2、按生产和施工方式分

预拌混凝土(商品混凝土)

泵送混凝土

喷射混凝土

碾压混凝土

3、按用途分

抗渗混凝土

高性能混凝土

泵送混凝土

4、按抗压强度大小分

低强混凝土(f cu＜30MPa)、中强混凝土(30 MPa≤f cu＜60 MPa)、高强混凝土(60 MPa≤f cu＜100MPa)和超高强混凝土(f cu≥100 MPa)等。

5、按流动性分

干硬性混凝土(T＜10mm)、塑性混凝土(T=10～90mm)、流动性混凝土(T=100～150mm)、大流动性混凝土(T≥160mm)等。

6、按性能分

抗渗混凝土、

抗冻混凝土、

高强高性能混凝土、

大体积混凝土等。

三、水泥混凝土的特点

1、优点

(1) 原材料资源丰富，造价低廉。

(2) 良好的可塑性。

(3) 可调整性能。

(4) 抗压强度高。

（5）与钢筋间有着良好的握裹力。

(6) 耐久性好。

2、缺点

(1) 自重大，比强度小。

(2) 抗拉强度低。

(3) 硬化慢，生产周期长。

(4) 导热系数大。普通混凝土导热系数为1.4W/m·k，近是红砖的两倍，保温隔热性能差。

四、水泥混凝土的发展

混凝土发展趋势——高强高性能、多功能、绿色环保三个方向。

现代建筑物发展趋势——高层化、大跨化、轻量化方向。

单元二水泥混凝土对组成材料的技术要求

普通水泥混凝土——水泥、水、细集料（骨料）、粗集料（骨料）、必要时加入外加剂和掺合料组成。

水泥浆体——在混凝土硬化前起润滑作用，硬化后起胶结作用；

粗、细骨料——骨架、支撑和稳定体积(减少水泥在凝结硬化时的体积变化)的作用；

外加剂和掺合料——改善混凝土性能、降低混凝土成本的作用。

一、水泥

1．水泥品种的选择

根据：工程性质、结构部位、气候条件、环境条件及施工设计的要求；

水泥的特性；

水泥价格。

常用水泥品种的选用见教材表。

2．强度等级的选择

配一般混凝土，水泥强度为混凝土设计强度等级的1.5～2.0倍；配高强度混凝土，为设计强度等级的0.9～1.5倍。

二、集料

（一）细集料

1、定义及分类

细集料是指粒径小于4.75mm大于等于0.15㎜的颗粒，常称作砂。水泥混凝土用砂分类见下表。

(a ) 一种粒径 (b ) 两种粒径 (c) 三种粒径

图4—1 不同粒径的砂搭配结构示意图

分类方式 类别

按产源 天然砂

人工砂 河沙、山砂、湖砂、淡化海砂

机制砂、混合砂

按规格 （细度模数） 粗砂 中砂 细砂 3.7～3.1 3.0～2.3 2.2～1.6 按技术要求

Ⅰ

Ⅱ Ⅲ

2、技术要求

按国家标准《建筑用砂》(GB/T14684—2011)的规定，混凝土用砂的技术要求和技术标准如下： （1）物理常数 ① 表观密度

砂的表观密度通常在2.5～2.6g/cm 3

之间。 ② 堆积密度

在自然状态下，干砂在松散堆积密度约为1400～1600kg ／ｍ3

，振实后的堆积密度可达1600～1700kg/ｍ3

。

③ 空隙率

带有棱角的砂空隙率较大；一般天然河砂的空隙率为40％～45％。级配良好的砂，空隙率可小于40％。

（2）有害物质

有害物质的种类和害处见教材表。

天然砂的含泥量和泥块含量、人工砂的石粉含量和泥块含量应该符合规范要求。 (3)砂的坚固性 （4）级配和粗细程度 ① 级配

级配——集料中不同粒径颗粒的分布情况。良好的级配是集料的空隙率和总表面积均较小，保证水泥浆用量少，混凝土的密实度高、强度高。相同粒径的砂搭配起来，空隙率最大；不同粒径的颗粒相互搭配填充时，形成最密集的堆积，空隙率达到最小。

级配的确定——筛分析方法。

筛分析——将预先通过9.5mm 孔径的烘干砂，称取500g 置于一套孔径分别为4.75、2.36、1.18、

0.6、0.3、0.15mm(方孔筛)的标准筛上，由粗到细依次过筛，然后分别得到存留在各筛上砂的质量，并按下述方法计算各级配参数：

ⅰ.分计筛余百分率；ⅱ.累计筛余百分率；ⅲ.质量通过百分率

②粗细程度

75 .4

75

.4 15

.0

3.0

6.0

18

.1

36

.2

1005

A

A A

A

A

A

A

M

x-

-+

+

+

+

=）

（

(4-4)

M x=3.1～3.7—粗砂；M x =2.3～3.0—中砂；M x=1.6～2.2—细砂；

理想的组成——总表面积和空隙率都小，保证水泥浆用量最少。

③级配区

规范将砂分为三个级配区

用于水泥混凝土中细度模数为1.6～3.7的砂，宜优先选用粗细程度适中的2区砂；当采用1区砂时，砂率应较2区提高，

（二）粗集料

1、定义及分类

水泥混凝土用粗集料是指粒径大于4.75mm的岩石颗粒，常称作粗骨料。

2、技术要求

（1）物理常数

①表观密度、堆积密度、空隙率

表观密度大于2500kg /m3；松散堆积密度大于1350kg／m3；空隙率小于47％。

(2) 有害杂质含量

杂质——粘土、淤泥、硫酸盐、硫化物、有机质等。

危害——与细骨料相同。

(3) 最大粒径及颗粒级配

①最大粒径

最大粒径——通过率为100%的最小标准筛所对应的筛孔尺寸，通常为公称粒级的上限。

规定——粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋最小净距的3/4。对于混凝土实心板，粗骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。

②颗粒级配

确定方法——筛分法。

标准筛——2.36、4.75、9.50、16．0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90（mm）共十二种孔径的方孔筛。

级配分类——连续级配+间断级配。

(4) 颗粒形状及表面特征

(5) 强度和坚固性

①强度

压碎值指标可间接表示粗骨料强度，粗骨料的压碎值。