第五章水泥混凝土

5.1 概述 5.1.1 混凝土的定义 由胶凝材料、骨料（或称集料）按 适当比例配合，拌和制成的混合物， 经过一定时间硬化而形成的人造石 材，统称之为混凝土。工程上使用 最多的是水泥混凝土。
5.1.2 砼的分类 （一）按表观密度大小分类 （1）重砼： ＞26003 ，采用重 晶石、铁矿石、钢屑等重骨料和钡 水泥、锶水泥等重水泥配制而成。 适用于国防核能工程的屏蔽结构， 防射线、防辐射。
（四）按生产工艺分类 泵送砼、喷射砼、碾压砼、挤压砼、 离心砼、压力灌浆砼、预拌砼（商 品砼）、拌制砼。 （五）按抗压强度分类 普通砼、高强砼、超高强砼。
5.1.3 砼的特点 （1）砼用料中80%以上的砂石可就
地取材，成本低； （2）凝结前具有良好的可塑性，
可以按工程结构的要求，浇筑 成各种形状的任意尺寸的整体 结构或预制构件；
（3）硬化后有较高抗压强度和良 好的耐久性；
（4）砼与钢筋有牢固的粘结力， 复合成钢筋混凝土，加大了 砼的应用范围；
（5）可利用工业废料调制成不同 性能的砼，有利于环境保护；
（6）自重大、比强度小； （7）抗拉强度低； （8）硬化速度慢，生产周期长； （9）强度波动因素多。 随着现代混凝土科学技术的发展，混凝土的不足之处 已经得到或正在被克服。例如采用轻骨料，可使混凝 土的自重和导热系数显著降低；在混凝土内掺入纤维 或聚合物，可大大降低混凝土的脆性；混凝十采用快 硬水泥或掺入早 强剂、减水剂等，可明显缩短 其硬化周期。
坍落度测量试验
（2）和易性的评定： 流动性：坍落度 粘聚性：在坍落的拌合物锥体一侧
轻打，若逐渐下沉，表示 粘聚性好，如果锥体突然 倒塌，部分崩裂，或石子 离析则表示粘聚性不好。
保水性：若提起坍落筒后，有较多 稀浆从底部析出，拌合物锥体因失 浆而骨料外露，表示保水性不好。 若提起坍落筒后，无稀浆析出或仅 有少量稀浆自底部析出，砼锥体含 浆饱满，表示砼拌合物保水性良好。
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（3）保水性 保水性是砼拌合物保持水分不易析 出的能力。 砼拌合物中的水，一部分是保证水 泥水化所需水量，另一部分是为使 砼拌合物具有足够流动性，便于浇 捣所需的水量。
3、和易性的测定 （1）坍落度 一般常用坍落度来表示常态砼流动 性的大小。粘聚性及保水性常根据 经验，通过试验或施工现场的观察 定性地评定其优劣。
水泥和水构成水泥浆，砂和石子为砼的 骨料，砂为细骨料，石子为粗骨料，水 泥浆和砂构成砂浆。 水泥浆的作用： （1）填充砂的孔隙，并包裹砂粒； （2）拌制时在砂、石子之间起润
滑作用，便于施工；
（3）填充石子的空隙并包裹石子； （4）水泥浆硬化后形成水泥石，将砂、
石胶结成一个整体。 骨料的作用： （1）形成砼的骨架； （2）对水泥石的体积变形起一定的抑
5.1.4 砼的组成及各组成的作用 砼由水泥、水、砂及石子四种基 本材料组成。为节约水泥或改善砼 的某些性能，常掺入外加剂和掺合 料。外加剂和掺合料逐渐成为混凝 土中必不可少的第五种成分。
5% 15% 10%
空
水
水
气
泥
水泥浆
70%
30%
40%
骨料
细骨料
粗骨料
粒径 5 mm 为界
填充料
混凝土 组成的绝对体积比
±6
V2
干硬性砼 20~11
±4
V3
半干硬性砼 10~5
±3
4、影响砼拌合物和易性的因素 （1）水泥浆含量的影响 水泥浆稀稠不变时，水泥浆愈多， 流动性愈大。但水泥浆过多，将出 现流浆现象，使粘聚性变差，影响 强度和耐久性；过少，则不能填满 骨料空隙或不能很好包裹骨料表面， 产生崩坍现象，粘聚性变差。
5.1.4 混凝土的发展方向
自1824年发明了波特兰水泥之后，1830年前后就有了 混凝土问世，1867年又出现了钢筋混凝上。混凝土和 钢筋混凝土的出现，特别是钢筋混凝土的诞生，被誉 为是对混凝土的第一次革命。上世纪30年代预应力钢 筋混凝土的出现，被称为是混凝土的第二次革命。70 年代出现的混凝土外加剂，认为是混凝土的第三次革 命。 为了适应将来的建筑向高层，超高层，大跨度发展， 以及向地下和海洋开发，混凝土今后的发展方向是： 快硬，高强，轻质，高耐久性，多功能和节能。
（2）普通砼： =1950~25003，用普通天然砂 石为骨料配制而成的，建筑工程中常用的砼， 适用建筑物的各种承重构件。 （3）轻砼： ＜19503，采用陶粒等轻质多 孔的骨料，或用发泡剂、加气剂形成多孔结构 的砼。 轻骨料混凝土，多孔混凝土和大孔混凝土。 适用轻质结构，绝热材料。
（二）按胶结材料分类 水泥砼、沥青砼、石膏砼、水玻璃 砼、聚合物砼。 （三）按用途分类 结构砼、防水砼、道路砼、防辐射 砼、耐热砼、耐酸砼、大体积砼、 膨胀砼。
2、和易性的含义 （1）流动性 流动性是砼拌和物在自重或施工振 捣的作用下，产生流动，并均匀、 密实地填满模型的性能。 流动性反映拌和物的稀稠，关系着 施工振捣的难易和浇筑的质量。
（2）粘聚性（抗离性）
粘聚性是砼拌合物在施工过程中互 相之间有一定粘聚力，不发生分层、 离析、泌水，保持整体均匀的性能。
（2）含砂率的影响 砂率是指砂的质量占砂、石总质量 的百分数。 合理砂率：是在水灰比及水泥用量 一定的条件下，能使砼拌合物在保 持粘聚性和保水性良好的前提下， 获得最大流动性的含砂率。
制作用。
5.1.5 对砼的基本要求 （1）具有符合设计要求的强度； （2）具有与施工条件相适应的施
工和易性； （3）具有与工程环境相适应的耐
久性； （4）材料配孔的经济合理性。
5.2 混凝土的主要技术性质 5.2.1 混凝土的和易性 1、定义 和易性是砼拌合物的施工操作（拌 合、运输、浇灌、捣实）的难易程 度和抵抗离析作用程度并能获得质 量均匀，密实砼的性能。和易性包 含流动性、粘聚性、保水性。
（5）维勃稠度（） 干硬性砼拌合物，采用维勃稠度作 为和易性指标。 维勃稠度：混凝土拌和物装入坍落 筒内，提出坍落筒后，将透明圆盘 置于顶面，启动振动台，圆盘底面 完全为水泥浆布满所经历的时间。
砼按维勃稠度分级及允许偏差
级别
名称
坍落度 允许偏差 （s） （mm）
V0
超干硬性砼 ≥31
±6
V1
特干硬性砼 31~21