水泥混凝土组成材料

ρ = 1900 kg/m3； ρ= 2350 ~ 2500 kg/m3； 2400kg/m3。
低强度混凝土 中强度混凝土 高强度混凝土
f c u < 20 MPa； f c u = 20 ~ 50 MPa； f c u > 50 MPa。
概述
水泥混凝土的组成
水泥混凝土组成材料的比例
配制优质混凝土的环节和要求
95~100
0~10
0
0~10 0
75~100 45~75
0~10 0
5 40～80
95~100
70~100
30~60 0~10
观看动画 粗集料最大粒径
最大粒径选择
随粒径的增大，单位用水量相应减少；在固定 用水量和水灰比的条件下，加大集料粒径可获得较 好的工作性；在结构断面允许条件下，尽量增大集 料粒径以节约水泥(随粒径增大抗拉强度降低)。
路面的交通等级所要求的设计抗折强度确定。
常用水泥品种的选用参考表
工程性质
适用范围
水泥 品种
硅酸盐水 泥
1. 厚大体积混凝土
工 2. 快硬混凝土 程 3. 高强(大于C40级)混凝土 特 点 4. 有抗渗要求的混凝土
5. 耐磨混凝土(≥C32.5)
1. 在普通气候环境中混凝土
2. 在干燥环境中混凝土
40.0
50. 0
63.0
80.0
累 计 筛 余 （按 质 量 计 ％）
1 5～10 95~100 80~100 0~15
0
2 5～16 95~100 90~100 30~60 0~10
0
连 续3
5～20
95~100 90~100 40~70
0~10
0
粒 4 5～25 95~100 90~100 级
技术规范对最大粒径的规定
混凝土用粗集料，其最大颗粒粒径不得大于结 构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋间最小净 距的3/4。对于混凝土实心板、允许采用最大粒径为 1/2板厚的颗粒级配，但最大粒径不得超过50mm。
粗集料最大粒径
粗集料中公称粒级的上限称为该粒级的最大粒 径。
粗集料表面形状和特征
水泥混凝土的组成
水 水
泥

水
泥
浆凝凝
结 结
硬 硬
化 化
前 后
润滑作用 胶结作用
水
泥
混
凝
土
组
成五
组
分细粗集集
料 料

矿
质
骨
架细粗集集料料
形成骨架 填充骨架空隙


外加剂 改善混凝土的工作性及其他性能
矿
质
骨
架
材
料细 粗
集 集
寒冷地区，经常处于干湿交替
5
严寒地区，经常处于干湿交替
3
干燥条件，粗集料风化或软弱颗粒过多
12
混凝土处于干燥条件，但有抗疲劳耐磨、 抗冲击要求高或强度等级大于C40时
5
粗集料的级配
密实高强混凝土对粗集料的要求
空隙率要小，以节约水泥； 总表面积小，以减少湿润集料表面的需水量； 要有适当含量的细集料，以满足混合料工作性 要求。
级 配 区
Ⅰ区 Ⅱ区 Ⅲ区
砂的颗粒级配区规定表
筛 孔 尺 寸（mm）
10.0
5.00
2.50
1.25
0.63
0.315
0.16
累 计 筛 余（％）
0
10～0
35～5
65～35 85～71 95～80 100～90
0
10～0
25～0
50～10 70～41 92～70 100～90
0
10～0
15～0
25～0
素混凝土 钢筋混凝土 预应力混凝土
4
4
4
5000
2000
2000
10000
5000
2000
3500
1200
500
2700
2700
600
－
－
100
本节小结
混凝土由水泥、砂、石、水及外加剂五种材料组成； 明确混凝土对组成材料的技术要求； 按照技术规范合理选用各种材料； 选择级配良好的集料可减少空隙率； 使用较粗的集料可节约胶结材料用量。
可以使用
优先选用 不得使用 不得使用 优先选用 不得使用 可以使用 不得使用
可以使用
可以使用 不得使用 不得使用
不得使用 不得使用 不得使用
水泥混凝土路面用水泥的强度与品种选用表
交通等级
混凝土设 计抗折强 度(Mpa)
水泥强度 与品种
交通等级
混凝土设 计抗折强 度(Mpa)
水泥强度 与品种
特重
5.0
环 境
3. 在高温环境或永远处于水 下的混凝土
条
件
4. 寒冷地区的露天混凝土， 寒冷地区处于水位升降范围
内的混凝土(≥C32.5)
5. 严寒地区处于水位升降范 围内的混凝土(≥ C32.5)
（P） 不得使用 优先选用 优先选用 优先选用 优先选用 可以使用 可以使用 可以使用
优先选用
优先选用
普通水泥
（P．O）
可以使用 可以使用 可以使用 优先选用 优先选用 优先选用 优先选用 可以使用
优先选用
优先选用
矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥
（P．S） （P．P） （P．F）
优先选用 不得使用 可以使用 不得使用 可以使用 可以使用 可以使用
优先选用
优先选用 不得使用 不得使用 优先选用 不得使用 可以使用 不得使用
30~70
0~5
0
5 5～31.5 95~100 90~100 70~90
15~45
0~5
0
6 5～40
95~100 75~95
30~65
0~5
0
1 10～20
95~100 85~100
0~15 0
2 单 粒3 级
4
16～ 31.5
20～40
31.5～ 63
95~100
85~100
95~100
80~100
料 料
45% 25%
组
成
材
料
的
比
例
水
泥
净
未 浆胶 水
毛 空
水化颗粒
泥凝胶体
体 管
细 细 孔 孔通
隙
常
充
满
着
水
30%
在混凝土中孔缝的存在是产生破坏的主要原因。
配制优质混凝土的环节和要求
施工工艺
技术
可能性
力学 形为
成组 材 料
配 合比 组
要求 选
针、片状颗粒概念
针状颗粒： 颗粒长度大于该颗粒所属粒级平均 粒径的2.4倍；
片状颗粒： 颗粒厚度小于该颗粒所属粒级平均 粒径的0.4倍。
粗集料表面特征不同拌制混凝土的区别
碎石配制的混凝土具有较高强度，卵石配制的 混凝土具有较好的工作性。粗集料的颗粒接近正立 方体者为佳，不宜含有较多针、片状颗粒。
粗集料有害杂质含量规定
混凝土拌和用水
清洗集料、拌和混凝土及养生用的水，不应含 有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类、有机物等。 可饮用的水一般都能拌制混凝土。
混凝土拌和用水质量要求Fra Baidu bibliotek
项目 PH值，不小于 不溶物(mg／L)不大于 可溶物(mg／L)不大于 氯化物(以cl－计) (mg／L)不大于 硫酸盐(以SO42－计) (mg／L)不大 于 硫化物(以SO42－计) (mg／L)不大 于
％
硫 化 物 及 硫 酸 盐 含 量 1.0％ 有 机 物 含 量 不 深 于 标 准 色
坚固性指标质量损失 < 8 ％ 或 < 10 ％ 。
砂浆用砂的质量要求
最大粒径要求
砌片石
砌块石、料石和砖
含泥量要求
D < 5mm； D <2.5mm。
f m，cu ≥ 5 MPa时，含泥量 < 5％； f m，cu < 5 MPa时，含泥量 < 7％。
砂的饱和面干吸水率
观看动画
砂在表面干燥而颗粒内部的空隙含水饱和时,称 为饱和面干含水率。常用SSD表示。在计算混凝土 各项材料的配合比时，以饱和面干状态的砂为准。
混凝土粗集料用碎石和卵石压碎指标值
岩石品种
混凝土强度等级 压碎指标值（％）不大于
1．沉积岩
C55～C40
10
≤C35
16
碎
C55～C40
成
择
设
计
工艺 性质
制备
工艺
耐久性
经济
合理性
水泥混凝土组成材料的要求
水泥 细集料 粗集料 水
品种的选择
根据工程的特点、所处环境、施工气候和条件 等因素选择。
强度的选择
中等强度混凝土 f c e = (1.5～2.0) f c u
高强度混凝土
f c e = (0.9～1.5) f c u
混凝土路面用水泥的强度与品种的选择，根据
粗集料的最小空隙率
试验资料表明，最小空隙率一般出现在细集料含 量大约40％左右的时候，它随粗集料最大粒径及粗集 料种类不同而变化，最小空隙率约为20～28％。
粗集料的级配要求
碎石和卵石的颗粒级配范围
级 序 公称
筛 孔 尺 寸 （mm）
配 情 况号
粒级 (mm)
2.50
5.00
10.0
16.0
20.0 25.0 31.5
12
2．变质岩或深成岩浆岩
石
≤C35
20
C53～C40
13
3．喷出岩浆岩
≤C35
30
4．卵石
C55～C40
12
≤C30
16
粗集料的坚固性
为保证混凝土的耐久性，粗集料应具有足够的 坚固性，以抵抗冻融和自然因素的风化作用。
水泥混凝土用粗集料的坚固性要求
坚固性
（硫酸钠法， 5次循环后）
项目
质量损失（％） 不大于
40～16 85～55 100～90
Ⅰ区 μf = 3.7~2.8； Ⅲ区 μf = 2.4~1.6。
Ⅱ区 μf = 3.2~2.1；
细集料质量指标
含 泥 量 3.0％或 5.0％
泥 块 含 量 1.0％
有
害
物
质
含
量云 轻 母 物
含 量 2.0％ 或1.0 质 含 量 1.0％
项目
针、片状颗粒含量（以质量计％）
混凝土强度级别
≥C30
< C30
≤10
≤15
泥土含量（以质量计％）
≤1
≤2
硫化物及硫酸盐含量（折算为SO3， 以质量计％）
<1
<1
卵石中有机质含量（用比色法试验）颜混色凝应土浅作于强标度准对溶比液试，验如，深其于 抗标 压准 强溶 度液 比应 不配 低制 于成0.95
第一节 水泥混凝土的组成材料
教学目标
知道各种材料在混凝土中的作用； 明确配制优质混凝土的环节和要求； 学习混凝土对各种组成材料的技术要求； 原材料技术性质对水泥混凝土的影响。
教学重点
合理选择水泥强度和品种。
教学难点
材料的质量和性质对混凝土性能的影响。
按密度划分
混凝土分类
轻混凝土
普通混凝土
常
用
按照强度划分
52.5P 52.5D
中等
4.5
42.5PO,42.5 D,52.5PS
重
5.0
52.5P,52.5PO, 52.5D,42.5D
轻
4.0
42.5PO, 42.5PS
级配要求
具有高密度和小比表面，符合级配范围要求
质量指标
桥涵和路面水泥混凝土用砂质量标准
符合JGJ52-92的标准规定: C30以上的桥涵混凝土和要求有抗冻、抗渗的 混凝土，砂的压碎指标 < 35％;C30以下的混凝土， 砂的压碎指标 < 50％;坚固性(循环5次)，砂的总质 量损失 < 10％。