土木工程材料课件(砼1)
土木工程材料学习课件混凝土强度总结
重庆綦江彩虹桥
Cement Concrete
Cement Concrete
Cement Concrete
Cement Concrete
Cement Concrete
Cement Concrete
Cement Concrete
Cement Concrete 钢筋混凝土柱的破坏状态
预存缺陷的存在
水泥强度和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素。 水灰比不变时，水泥强度越高，则硬化水泥石强度越 大，对骨料的胶结力也就越强，配制成的混凝土强度 也就愈高。 水泥强度相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度 愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度愈高。 但水灰比过小，拌和物过于干稠，在一定的施工振捣 条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝、 孔洞，反将导致混凝土强度严重下降。
对硬化后的水泥混凝土结构，在未受荷载之前， 由于原因，在混凝土结构内部已存在孔缝系统。 混凝土结构受荷下的破坏，主要是原有孔缝系 统的延伸、联生和扩大。 混凝土内多余水分的泌水、蒸发形成的毛细孔； 温度的变化引起的温度裂缝； 湿度变化引起的干缩裂缝； 砂浆和粗骨料之间的不一致变化产生的界面裂 缝等。
Cement Concrete
Ⅲ 抗折试验 Flexural Test
拉
压
P
fb
L/3
L/3
L/3
Cement Concrete fb = PL / bd2 b×d=截面积
劈裂抗拉强度与其它强度的比较
试验证明，在相同条件下，混凝土用轴拉法测 得的轴拉强度，较用劈裂法测得的劈裂抗拉强 度略小，二者比值约为0.9。 混凝土的劈裂抗拉强度与混凝土标准立方体抗 压强度（fcu）之间的关系，可用经验公式表达 如下：
《土木工程材料(第3版)》教学课件第1章 绪论 土木工程材料的基本性质
进入20世纪后，由于社会生产力突飞猛进，以及材料科学与工 程学的形成和发展，土木工程材料不仅性能和质量不断改善，而且品 种不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些具有特殊功 能的新型土木工程材料也应运而生。
五、抗渗性
材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。
材料的抗渗性用渗透系数K表示，一般用抗渗标号P表示。如 P2、P4、P10分别表示可抵抗0.2、0.4、1.0 MPa 压力水不 渗漏。
1.3 材料与水有关的性质
六、抗冻性
材料在含水状态下能经受多次冻融循环而不破坏、强 度不显著下降，且质量也不显著减少的性质。
P+D=1
开口孔隙率PK 材料内开口孔隙体积占总体积的百分率。 PK＝VK/V0 闭口孔隙率PB 材料内闭口孔隙体积占总体积的百分率。 PB＝VB/V0
VP=VK+VB P=PK+PB
1.1 材料的基本物理性质
3.空隙率（P’）－－散粒或粉状材料在堆积状 态下，颗粒间空隙体积（VS）占材料堆积体积 （V’0）的百分率。
材料在吸水饱和状态下，所吸水的体积占材料干燥状态
下的体积的百分比。
Wv=
mb－mg× V0
1 ρw
×100％
ρw －水的密度； V0 －材料干燥状态下的体积，
cm3或m3。
1.3 材料与水有关的性质
2.吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质,用含水率
表示。
Wh=
土木工程材料(1)
第一章材料的基本性质1. 名词解释1. 密度2. 表观密度3. 堆积密度4. 密实度5. 孔隙率6. 填充率7. 空隙率8. 润湿角9. 亲水性材料10. 憎水性材料11. 含水率12. 吸水性13. 吸水率14. 吸湿性15. 耐水性16. 软化系数17. 抗渗性18. 强度19. 弹性材料20. 塑性材料21. 脆性22. 韧性23. 耐久性2. 判断题(对的划√，不对的划×)1. 含水率为4% 的湿砂重100g，其中水的重量为4g。
2. 热容量大的材料导热性大，外界气温影响室内温度变化比较快。
3. 材料的孔隙率相同时，连通粗孔者比封闭微孔者的导热系数大。
4. 同一种材料，其表观密度越大，则其孔隙率越大。
5. 将某种含水的材料，置于不同的环境中，分别测得其密度，其中以干燥条件下的密度为最小。
6. 材料的抗冻性与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。
7. 在进行材料抗压强度试验时，大试件较小试件的试验结果值偏小。
8. 材料在进行强度试验时，加荷速度快者较加荷速度慢者的试验结果值偏小。
9. 材料的孔隙率越大，表示材料的吸水率越高。
10. 脆性材料的抗压强度与抗拉强度均较小。
11. 材料的密度一定高于其表观密度。
12. 软化系数表示材料的抗渗性。
13. 软化系数大的材料，其耐水性差。
14. 脆性材料的抗压强度远高于其它强度。
15. 孔隙率大的材料，其吸水性率不一定高。
3. 填空题1. 材料的吸水性用____表示，吸湿性用____表示。
2. 材料耐水性的强弱可以用____表示。
材料耐水性愈好，该值愈____。
3. 称取松散密度为1400kg/m3的干砂200g，装入广口瓶中，再把瓶中满水，这时称重为500g 。
已知空瓶加满水时的重量为377g，则该砂的表观密度为____，空隙率为____。
4. 同种材料的孔隙率愈____，材料的强度愈高；当材料的孔隙率一定时，____愈多，材料的绝热性愈好。
《土木工程材料教案》课件
《土木工程材料教案》PPT课件第一章：土木工程材料概述1.1 课程介绍了解土木工程材料的基本概念、分类及应用领域。
掌握土木工程材料的基本性质和选择原则。
1.2 教学内容土木工程材料的定义和分类土木工程材料的性质土木工程材料的选择原则1.3 教学方法讲授法：介绍土木工程材料的基本概念、分类及应用领域。
互动法：讨论土木工程材料的选择原则及实际应用案例。
1.4 教学目标了解土木工程材料的基本概念、分类及应用领域。
掌握土木工程材料的基本性质和选择原则。
第二章：土木工程材料的性质2.1 课程介绍学习土木工程材料的力学性质、耐久性质和工程性质。
2.2 教学内容土木工程材料的力学性质：强度、弹性、塑性、韧性等土木工程材料的耐久性质：抗渗性、抗碳化性、抗侵蚀性等土木工程材料的工程性质：密度、吸水率、导热性等2.3 教学方法实验法：通过实验了解土木工程材料的性质讲授法：讲解土木工程材料的力学性质、耐久性质和工程性质2.4 教学目标学习土木工程材料的力学性质、耐久性质和工程性质能够理解并应用这些性质来选择合适的土木工程材料第三章：土木工程材料的选择原则3.1 课程介绍学习如何选择合适的土木工程材料，并了解选择原则的重要性。
3.2 教学内容选择原则的定义和重要性选择原则的具体内容：适用性、可靠性、经济性、环境友好性等3.3 教学方法讲授法：讲解选择原则的定义和重要性案例分析法：分析实际案例，理解选择原则的具体应用3.4 教学目标了解选择原则的定义和重要性学习选择原则的具体内容，并能够应用到实际工程中第四章：土木工程材料的测试方法4.1 课程介绍学习土木工程材料的常用测试方法，并了解其在实际工程中的应用。
4.2 教学内容常用测试方法的介绍：拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等测试方法的实际应用案例4.3 教学方法实验法：进行土木工程材料的测试实验讲授法：讲解常用测试方法的基本原理和操作步骤4.4 教学目标学习常用测试方法的基本原理和操作步骤能够理解并应用这些测试方法来评估土木工程材料的性能第五章：土木工程材料的应用案例5.1 课程介绍通过实际案例来学习土木工程材料的选择和应用。
土木工程材料(1)
❖体积安定性：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中， 体积变化的均匀性。
❖强 度 等 级 ： 硅 酸 盐 水 泥 分 为 42.5 、 42.5R 、 52.5 、 52.5R 、 62.5、62.5R六个强度等级；其他五种水泥分为32.5、32.5R、 42.5、42.5R、52.5R六个等级。其中有代号R者为早强型水泥。
▪建筑石膏的应用：可拌制抹面灰浆，用于室 内墙面及顶棚抹灰，也可掺入其他材料制作石 膏板。
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二、水硬性胶凝材料
水泥： 水泥是土木工程建设中最重要的建筑材料之一。它不仅
大量应用于建筑工程中，而且还广泛用于公路、桥梁、铁 路、水利等工程中，它还是配制混凝土的重要材料。
我国常用水泥的主要品种有： ➢硅酸盐水泥
1 烧结多孔砖 烧结多孔砖是以粘土、页岩或煤矸石为主要原料 烧制的主要用于结构承重的多孔砖。烧结多孔砖的孔洞率一般在15 ％以上。在建筑中烧结多孔砖多用于砌筑六层以下的承重墙或高层 框架结构填充墙。多孔砖形状见图。
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烧结多孔砖和烧结空心砖
2 烧结空心砖 烧结空心砖是以粘土、页岩或粉煤灰为主要原料烧 制的空心砖。空心砖顶面有孔，孔大而少，而多孔砖孔小而多。空 心砖的孔洞率一般在30％以上。空心砖形状见图3-2。
➢普通硅酸盐水泥 ➢矿渣硅酸盐水泥 ➢火山灰质硅酸盐水泥 ➢粉煤灰硅酸盐水泥 ➢复合硅编酸辑p盐pt 水泥等
常用水泥的生产
❖硅酸盐水泥的生产：两磨一烧
❖其它品种水泥的生产：常用水泥中的其他几种类型是由 硅酸盐水泥熟料掺入一定量的混合材料经磨细而得到的。 混合材料指的是火山灰质混合材料、粉煤灰、粒化高炉矿 渣等。
（2）料石：经过人工或机械开采出 的较规则的块石。主要用于砌筑墙身、 踏步、拱和纪念碑、柱等。
《建筑材料》第三次课(第一章)第二节
3.某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达 到一定程度后表现出塑性特征，这类材料 称为塑性材料。 4.材料比强度越大，越轻质高强。 5.材料的亲水性与憎水性用 来表示，材 料的吸湿性用 来表示。材料的吸水性 用 来表示。
6.材料的耐水性是指材料在长期_ _ 作用下， _ _ 不显著降低的性质。材料的耐水性可 以用_ 系数表示，该值越大，表示材料的 耐水性_ 。 7 .材料的导热系数越大，其保温隔热性能 越好。 8.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开 口孔隙体积。
1.2 材料的力学性质
材料的力学性质：指材料在外力作用下所引起的 变化的性质。
弹性变形
变形：在外力的作用下，材料 通过形状的改变来吸收能量。
变化
破坏：当外力超过材料的承受极限 时，材料出现断裂等丧失使用功能 的变化。
塑性变形 脆性材料
韧性材料
1.2.1 材料的强度及比强度
强度(Strength) ——材料抵抗外力破坏的能力 1.几种强度：材料受力动画 （1）抗压强度、抗拉强度应力水平较低时，变形特征主要表 现为弹性，而应力水平较高时，主要为塑性。例 如钢材。
图1.2.1 低碳钢受拉的应力—应变曲线
2）有的材料受力后，弹塑性变形同时产生，取消 外力，弹性变形可以恢复，塑性变形不能恢复。
荷载
A ob—塑性变形
ab—弹性变形
(2) 砖浸水后强度下降 某地发生历史罕见的洪水。洪水退后，许 多砖房倒塌，其砌筑用的砖多为未烧透的 多孔的红砖，见下图。请分析原因。
原因分析：这些红砖没有烧透，砖内开口孔隙率 大，吸水率高。吸水后，红砖强度下降，特别是 当有水进入砖内时，未烧透的粘土遇水分散，强 度下降更大，不能承受房屋的重量，从而导致房 屋倒塌。
混凝土
混凝土，简写为“砼”，粤语称为石屎，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。
通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土。
它广泛应用于土木工程。
混凝土混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。
它是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。
混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。
水泥混凝土是以水泥（或水泥加适量活性掺合料）为胶结材料，与水和粗、细骨料等材料按适当比例配合拌制成拌合物，再经浇筑成型硬化后得到的人造石材。
新拌制的未硬化的混凝土，通常成为混凝土拌合物（或新鲜混凝土）。
经硬化有一定强度的混凝土称硬化混凝土。
通常是指水泥混凝土，在路面工程中，沥青混凝土也是一种常用的混凝土。
因为钢筋混凝土构造物非常坚固耐久，耐震，耐火，耐气候变化，容易造型且经济等特性，所以广泛用于房屋建筑、桥梁、公路铺面、飞机跑道、铁路枕木、电线杆、挡土墙、护堤、涵洞、水坝、水箱、水塔、油槽、渠道、水沟、码头、防波堤、军事掩体、核能发电厂及建构物基础桩、及连续壁等构造物。
混凝土 - 历史混凝土锯片混凝土在古代西方曾经被使用过，罗马人用火山灰混合石灰，砂制成的天然混凝土曾在古代的一些建筑中使用。
天然混凝土具有凝结力强，坚固耐久，不透水等特性，使之在罗马得到广泛应用，大大促进了罗马建筑结构的发展，而且拱和穹顶的跨度上不断取得突破，造就了一大批仍为人们津津乐道的在型公共建筑。
公元前1世纪中，天然建筑在券拱结构中几乎完全排斥了石材。
自19世纪20年代出现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛（见无机胶凝材料）。
土木工程材料课件(精华版)
三、材料与水有关的性质
（2） 抗渗等级
材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材 料标准试件在透水前所能承受的最大水压力，并以字母 P及可承受的水压力（以0.1MPa为单位）来表示抗渗等 级。如P4、P6、P8、P10…等，表示试件能承受逐步增 高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水压而 不渗透。
1.1 为后续课程的学习提供必要的知识 1.2 为今后从事专业技术工作时，合理选择和使用建筑材料打下
基础 2.任务 2.1 了解材料在建筑物上所起的作用和要求 2.2 了解常用材料的生产、成分和构造 2.3 掌握常用材料的技术性质， 以及影响材料性质的主要因素及 其相互关系 2.4 掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格
国际标准协会
3.2 重视学好试验 学习常用建筑材料的检验方法——合格性判断
和验收 对实验数据、试验结果进行分析判别 培养从事科学研究的能力
2024/3/11 22
一、材料与质量有关的性质
材料的体积构成 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状
态，因而表现出不同的体积。
材料内部固体物质体积（V）
二.建筑材料的发展： 随生产力发展而发展
原始时代——天然材料：木材、岩石、竹、粘土 石器、铁器时代——
金字塔（2000-3000 BC)：石材、石灰、石膏 万里长城 （200 BC):条石、大砖、石灰砂浆 布达拉宫 ：石材、石灰砂浆 罗马圆形剧场 （70-80 AC):石材、石灰砂浆
18世纪中叶——钢材、水泥 (J.Aspdin,1824） 19世纪——钢筋混凝土（1890-1892）；
（4）材料的抗冻等级可分为F15、F25、F50、F100、F200等， 分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻 融循环。
关于土木工程材料基本性质(1)
1.土木工程材料基本性质：物理性质：密度，孔隙率，含水率，几何尺寸。
力学性质：强度，弹性模量，抗冲击，抗剪性，抗扭曲性。
耐久性能：抗渗性，抗冻性，抗腐蚀性等。
2.胶凝材料：是在物理，化学作用下将其他物理胶结为具有一定力学强度的整体物质。
3.石灰：石灰的主要原料是以碳酸钙为主要成分的矿物，天然岩石，常用的有石灰石，白云石或贝壳等。
4.水泥：水泥是制造各种形式的混凝土，钢筋混凝土和预应力混凝土建筑物或构筑物的基本材料之一，它广泛应用于建筑，道桥，铁路，水利和国防等工程中。
5.水泥砂浆：水泥砂浆是以砂为主体材料，加入一定量的水泥或其他掺和料和水经拌和均匀而得到的稠状材料。
根据用途可分为：砌筑砂浆，抹灰砂浆，锚固砂浆，补修砂浆，保温砂浆等。
6.水泥混凝土：它是以水泥为胶凝材料，由粗细集料，水混合而成，必要时也可以加入适量的外加剂，掺和料以及其他改性材料改变其性能。
7.防水材料：是指能够防止雨水，地下水，工业污水，湿气等渗透的材料。
应具有防潮，防渗，防漏的功能，以及良好的变形性能与耐老化性能。
分为刚性防水（混凝土，防水砂浆），柔性防水防水卷材，防水涂料，密封材料等）8.绝热材料：是用于减少建筑结构物与环境热交换的一种功能材料。
按化学成分分为有机和无机两类。
按材料构造分为纤维状，松散粒状，多孔组织等。
9.装饰材料：装饰材料不但应具有良好的装饰性能外，还应具有良好的物理学性能，施工与加工性能以及房屋建筑所需的绿色环保特色。
装饰材料包括木，石，砖，石膏，石棉玻璃，陶瓷，金属等。
10.土木工程材料发展趋势：土木工程自身发展与其材料之间存在着相互依赖和相互促进的关系。
随着社会对工程安全，低碳，可持续额发展的需要，土木工程材料需向高强，轻质，耐久以及节能，环保，生态等方向发展。
11.地基：承受建筑物荷载的那一部分土层成为地基，建筑物向地基传递荷载的下部结结构称为基础。
地基与基础是保证建筑物安全和满足使用要求的关键之一。
土木工程材料(第4版)课件1
课程小论文
过道屋面混凝土剥落漏水分析
我家于广东江门市，5年前以水泥混凝土现场浇注了过道 屋面。竣工后不久，发现有不规则小裂纹。经过一年多，裂缝 逐步增多，增长，渗漏。此后，该混凝土部分已剥落，并露出 已锈蚀的钢材。结合课程学习分析该混凝土的寿命为何如此之 短。
首先，该混凝土的配制有问题。从剥落的混凝土可见，该 混凝土所用的石子粒径较均齐，级配不够合理。当时为现场搅 拌施工，水泥及用水量均较高，故完工后不久就出现较多的干 缩性的细裂纹。此外，混凝土上部未加防水层，在日晒雨淋作 用下，裂纹就扩展，有利于水的渗入，而水渗入导致了钢筋生 锈。钢筋生锈产生膨胀，又进一步扩展裂缝，破坏混凝土，这 样就形成了恶性循环。故其寿命仅短短几年。
（注：此为华南理工大学98级本科生陈懿懿学习《土木 工程材料》课程小论文摘要）
有机 材料
复合 材料
植物质材料
木材、竹材、植物纤维及其制品
高分子材料
Hale Waihona Puke 有机涂料、橡胶、胶粘剂、塑料
沥青材料
石油沥青、煤沥青、沥青制品
金属-非金属材料 钢纤维混凝土、钢筋混凝土等 无机非金属-有机材料 聚合物混凝土、沥青混凝土等
0.2 土木工程与材料的关系
0.2.1 材料是保证土木工程质量的基础
土木工程材料(1)
建材基本理论土木工程材料的分类土木工程材料的种类繁多，为了研究、使用和叙述上的方便，通常根据材料的组成、功能和用途分别加以分类。
（一）、按土木工程材料的使用性能分类通常分为承重结构材料、非承重结构材料及功能材料三大类。
1．承重结构材料。
主要指梁、板、柱、基础、墙体和其他受力构件所用的土木工程材料。
最常用的有钢材、混凝土、砖、砌块、墙板、楼板、屋面板和石材等。
2．非承重结构材料。
主要包括框架结构的填充墙、内隔墙和其他围护材料等等。
3．功能材料。
主要有防水材料、防火材料、装饰材料、保温材料、吸声（隔声）材料、采光材料、防腐材料等等。
（二）、按土木工程材料的使用部位分类按土木工程材料的使用部位通常分为结构材料、墙体材料、屋面材料、地面材料、饰面材料和基础材料等等。
（三）、按土木工程材料的化学组成分类根据土木工程材料的化学组成，通常可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。
这三大类中又分别包含多种材料类别，见下表：建筑材料标准组成作为有关生产、设计应用、管理和研究等部门应共同遵循的依据，对于绝大多数常用的土木工程材料，均由专门的机构制订并颁布了相应的“技术标准”，对其质量、规格和验收方法等作了详尽而明确的规定。
在我国，技术标准分为四级：国家标准、部颁标准、地方标准和企业标准。
国家标准是由国家标准局发布的全国性的指导技术文件，其代号为GB；部颁标准也是全国性的指导技术文件，但它由各行业主管部门（或总局）发布，其代号按各部门名称而定。
如建材标准代号为JC，建工标准代号为JG，与建材相关的部颁标准还有交通标准（JT）、石油标准（SY）、化工标准（HG）、水电标准（SD）、冶金标准（YJ）等等；地方标准（DB）是地方主管部门发布的地方性指导技术文件；企业标准则仅适用于本企业，其代号为QB；凡没有制定国家标准、部颁标准的产品，均应制订相应的企业标准。
随着我国对外开放，常常还涉及到一些与土木工程材料关系密切的国际或外国标准，其中主要有国际标准（ISO）、美国材料试验协会标准（ASTM）、日本工业标准（JIS）、德国工业标准（DIN）、英国标准（BS）、法国标准（NF）等。
土木工程材料混凝土[1]
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②Particle shape and surface character(颗粒形态和表面特征 )
集料特别是粗集料的颗粒形状和表面特征对水泥混凝土和沥青混合料的性能有显著的影响。通 常，集料颗粒有浑圆状、多棱角状、针状和片状四种类型的形状。其中，较好的是接近球体或立 方体的浑圆状和多棱角状颗粒。而呈细长和扁平的针状和片状颗粒对水泥混凝土的和易性、强度 和稳定性等性能有不良影响，因此，在集料中应限制针、片状颗粒的含量。在水泥混凝土中，针 状颗粒是集料中颗粒长度大于所属粒级平均粒径的2.4倍的颗粒。片状颗粒是指集料颗粒厚度小于 所属粒级平均粒径的0.4倍的颗粒。
式中 Qe——压碎值指标，％； G1——试样的质量，g； G2——压碎试验后筛余的试样质量，g。 .
④hardness(坚固性 )
坚固性是指骨料在自然风化和其它外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。 集料在长 期受到各种自然因素的综合作用下，其物理力学性能会逐渐下降。这些自然因素包括温度变 化、干湿变化和冻融循环等，其中，冻融循环的破坏作用占主导地位。因此，常以抗冻性作 为坚固性的衡量指标。一般采用直接冻融法和硫酸盐浸泡法测定集料的坚固性。由于硫酸盐 浸泡法简易、快捷，通常采用硫酸钠溶液法检验集料的坚固性。
细集料按其细度模数可分为粗,中,细三种规格,粗砂(3.7—3.1),中砂(3.0—2.3),细砂(2.2—1.6).细度 模数是衡量砂粗细程度的指标。细度模数愈大，表示砂愈粗。其表示式为：
式中 Mx——细度模数； A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、600 μm、
土木工程材料混凝土[1]
混凝土的历史 混凝土有悠久的历史。早在古罗马时代，人们就懂得把石头、砂子和一种在维苏威火山地区 发现的粉尘物（Pozzolana）与水混合制成混凝土，用于建筑伟大的罗马城和诸多神庙，甚 至实现了诸如万神庙穹顶这样伟大的建筑奇迹。后因种种原因，其复杂的加工技术失传了许 多世纪，后来在文艺复兴时期的建筑丛书中才有提到。现代意义的混凝土直到19世纪才出现， 特指由骨料（砂、石等）、水泥和水混合而成的建材。这依赖于1824年英国人约瑟夫•阿斯 曾丁（Joseph Aspdin）发明的水泥。
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4 =(16 ～ 40)% (细砂)。
《普通混凝土用砂、 石质量及检验方法标准》 JGJ 52-2006 、 《建设用砂》 GB/T 14684-2011 、 《 铁 路 混 凝 土 工 程 施 工 质 量 验 收 标 准 》 TB10424-2010 及 《 公 路 桥 涵 施 工 技 术 规 范 》 JTG/T F50-2011 对砂的级配区的划分见表 3-2 ：
第 i 个筛的累计筛余百分率 i 等于第 i 个筛的分 计筛余百分率加上筛孔大于该筛的各筛的分计筛余百 分率之和，精确至 1%。计算方法见表 3-3。
0.15 0.30 0.60 1.18 2.36 4.75 9.50
筛孔尺寸(mm)
图 3-1 砂的级配曲线
湖南高速铁路职业技术学院
模 教学手段采 用:打“√” 挂
具 图
现场参观 现场演练 上机训练 听力训练 其 他 √
电视录像、电影 CAI 录 音
作业布置 参考资料 《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52-2006、 《铁路混凝土工程施工质 量验收标准》TB 10424-2010 及《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011
建筑用砂的分类及适用范围(GB/T14684-2011)
按产源分 按细度模数 f 分 按技术要求分 适用范围 粗 砂 3.1～3.7 Ⅰ类 强度等级大于 C60 混凝土用砂 天然砂 河砂、湖砂、山砂、淡化海砂 中 砂 2.3～3.0 Ⅱ类 强度等级为 C30～C60 及有抗冻、抗渗或 其他要求的混凝土用砂
砂的颗粒级配区
累计筛余率(%) 方筛孔边长 (mm) 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 Ⅰ区 10～0 35～5 65～35 85～71 95～80 100～90
表 3-2
级配区 Ⅱ区 10～0 25～0 50～10 70～41 92～70 100～90 Ⅲ区 10～0 15～0 25～0 40～16 85～55 100～90
湖南高速铁路职业技术学院
备
6．按强度等级分
课
纸
按强度等级可分为：普通混凝土、高强混凝土和超高强混凝土。 普通混凝土：强度等级＜C60； 高强混凝土：强度等级 C60～C100； 超高强混凝土：强度等级＞C100。
3.2
普通混凝土的组成材料
普通混凝土又称水泥混凝土。基本组成材料为水泥、砂、石子、水。另外根据需要还可掺入适 量的活性矿物掺合料和外加剂。 各组成材料的作用： 在混凝土中，砂、石子起骨架作用，称为骨料，约占混凝土总体积 的 65 ～ 80% ；由水泥和水形成的水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起 润滑作用，赋予拌合物一定和易性，便于施工；水泥浆凝结硬化后，则将骨料胶结成一个坚 实的整体。砂子填充石子的空隙，与石子共同构成坚硬的骨架，并可抑制由于水泥浆硬化干 燥所产生的收缩变形。 3.2.1 水泥的选用 水泥是混凝土获得强度的保证，也是混凝土能在所处环境中满足使用要求的重要因素之 一。因此，水泥品种和强度等级的选择是否恰当，对混凝土的强度、耐久性和经济性有很大 的影响。 (1) 水泥品种。应结合工程性质和所处的环境条件来选用。 (2) 水泥强度等级。水泥强度等级应与混凝土的设计强度等级相适应。原则上是：配制 高强度等级的混凝土，选用高强度等级的水泥；配制低强度等级的混凝土，选用低强度等级 的水泥。如用高强度等级的水泥来配制低强度等级的混凝土，会使水泥用量偏少，影响混凝 土的和易性、密实度和耐久性；如用低强度等级水泥来配制高强度等级的混凝土，会使水泥 用量过多，不经济，且混凝土的干縮大，容易出现干縮裂纹，从而影响混凝土结构的耐久性。 3.2.2 混凝土用细骨料 1. 定义与分类 公称粒径小于 5.0mm 的骨料称为细骨料，通称为砂。分为天然砂和人工砂两大类。 天然砂是指自然条件形成的公称粒径小于 5.0mm 的岩石颗粒。 人工砂是指岩石经除土开采、机械破碎、筛分而成的公称粒径小于 5.0mm 的岩石颗粒。 砂是混凝土、砂浆中重要组成原材料之一，其质量好坏直接影响混凝土、砂浆的质量，从而影 响工程建设的质量。砂的分类及适用范围见表 3-1：
备
砂的公称 粒 径 (mm) 5.00 2.50 1.25 0.630 0.315 0.160 ≤ 0.160 筛后累计质量： 圆孔筛 的孔径 (mm) 5.00 2.50 1.25 0.630 0.315 0.160 筛底 方孔筛筛 孔边长 (mm) 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 筛底 分计筛 余质量 (g)
湖南高速铁路职业技术学院
教
授课日期 授课班级 课 目 标 要 求 题： 2012-10-19 城轨 1103 第3章 2012-10-19 城轨 1104 水泥混凝土与砂浆 能力目标 掌握普通混凝土用水泥的选用原则及细骨料的 技术要求； 掌握砂的颗粒级配及细度模数的计算方法，并 能正确判定砂的颗粒级配及粗细情况 3.1 概述
案
计划序号 室主任审阅 3.2 普通混凝土的组成材料 知识目标 第 十一 讲
了解普通混凝土的定义及组成材料
教学重点：普通混凝土的组成材料、水泥的选用原则及细骨料的技术要求 教学难点：水泥的选用原则及细骨料的技术要求 教学组织设计（分教学步骤列出内容、时间安排、教学方法、训练项目、素材等） 1、复习上两节课所讲的内容 10′ 2、 3.1 概述 混凝土的定义与分类 3、 3.2 普通混凝土的组成材料 3.2.1 水泥的选用原则 3.2.2 混凝土用细骨料 定义与分类 技术要求：颗粒级配与粗细程度 10′ 30′ 20′ 10′ 10′
1 1 2 3 4 5 1 1 2 3 4 5 6
-
100 1
100 2 100 3 100 4
100 5 100 6
-
2 100m2 / mi 3 100m3 / mi 4 100m4 / mi
表 6-1
人工砂 机制砂、混合砂 细 砂 1.6～2.2 Ⅲ类 强度等级小于 C30 的混凝土和建筑 砂浆用砂ຫໍສະໝຸດ 湖南高速铁路职业技术学院 备
2. 混凝土用细骨料的技术要求 (1) 颗粒级配与粗细程度
课
纸
①砂的颗粒级配：是指不同粒径的砂粒搭配比例。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中 颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最致密的堆积状态，空 隙率达到最小值，堆积密度达最大值，这样不仅用来填充空隙的浆料少，多余的浆料可形成 较厚的包裹层，有利于水泥的润滑与胶结作用，而且可得到较高的密实度，从而使混凝土的 强度和耐久性得以加强。因此，砂的颗粒级配情况反映其空隙率的大小。 砂根据其在筛孔公称直径为 0.630mm( 对应方孔筛筛孔的边长为 0.60mm) 筛上的累计筛 余 百 分 率 4 分 为 三 个 级 配 区 。 Ⅰ 区 4 =(71 ～ 85)% (粗砂)、 Ⅱ 区 4 =(41 ～ 70)% (中砂)、 Ⅲ 区
5 100m5 / mi 6 100m6 / mi
-
mi m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7
通过筛分析得到的各筛上的累计筛余百分率均在标准规定的相应级配区内时，表明该砂的 颗粒级配良好。 但是， 砂的实际颗粒级配不一定完全符合规范要求， 规范规定， 除 4.75mm 和 0.60mm 筛挡外，可以略有超出，但超出总量应≤5%，此时砂的颗粒级配可评定为合格；若超出总量＞5%， 则该砂的颗粒级配可评定为不合格或级配不良。 当天然砂的实际颗粒级配不符合要求时，也可采取相应的技术措施进行调整，使其级配 符合要求。例如某砂粗颗粒过多，则可以按一定比例掺入较细的砂子加以调整，使之符合要 求。 ②砂的粗细程度：是指不同粒径的砂粒混合在一起的总体粗细程度 ( 不是指其 平均粒径 ) 。用细度模数 f 表示。细度模数 f 愈大，表示砂就愈粗，单位质量总表面积就愈 小。 砂子粗细的划分根据细度模数 f 的大小划分为粗砂( f =3.1～3.7)、中砂( f =2.3～3.0)、细砂 ( f =1.6～2.2)和特细砂( f =0.7～1.6)。 砂的细度模数按式(6-2)计算：
课
分计筛余百分率 (%)
纸
表 3-3
累计计筛余百分率 (%) 通过率 (%)
分计筛余率和累计筛余率计算表
m1 m2
m3 m4
m5 m6 m7
1 100m1 / mi
1 1
1 1 2 1 1 2 3 1 1 2 3 4
f
式中：
2 3 4 5 6 51
课后记要
湖南高速铁路职业技术学院
备
第3章
3.1.1 混凝土的定义
课
3.1 概 述
纸
水泥混凝土与砂浆
1．混凝土 [concrete，简称“砼”(to/ng)]：泛指由无机胶结材料(水泥、石灰、石膏、硫磺、菱 苦土、水玻璃等)或有机胶结材料(沥青、树脂等)、水、骨料(粗、细骨料)与外加剂和掺合料，按一 定比例拌合并在一定条件下凝结、硬化而成的人工石材的总称。 2．普通混凝土 (normal concrete) ：是指干表观密度为 2000～2800kg/m3 的混凝土。一般指以水 泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，(必要时掺入外加剂和矿物掺合料。)按适当比例配合，经搅拌 均匀、振实成型及养护硬化而成的人造石材。但是，在高性能砼中必须掺入适量加剂和矿物掺合料。 3.1.2 混凝土的分类 1．按胶凝材料分 按胶凝材料分为无机胶凝材料和有机胶凝材料混凝土。 无机胶凝材料混凝土：如水泥混凝土、石膏混凝土等。 有机胶凝材料混凝土：如沥青混凝土、硫磺混凝土、树脂混凝土、聚合物混凝土等。 2．按表观密度分 按表观密度的大小分为重混凝土、普通混凝土和轻混凝土。 重混凝土：表观密度＞2800kg/m3。采用密度很大的重晶石、铁矿石、钢屑等作骨料和锶水泥、 钡水泥共同配置而成。它具有不透 X 射线和 γ 射线的防辐射性能，主要作为核工程的屏蔽结构 材料。 普通混凝土：表观密度为 2000～2800kg/m3。以普通的天然砂、石为骨料。建设工程中常用的混 凝土。 轻混凝土：表观密度＜1900kg/m3。它是用轻的粗、细骨料和水泥配制成的混凝土。包括轻骨 料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土三类。具有良好的保温性和抗震性，主要用于建筑隔墙材料。 3．按使用功能分 按使用功能可分为：结构混凝土、耐热混凝土、耐火混凝土、防水混凝土、保温混凝土、耐酸 混凝土、耐碱混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土等。 4．按施工工艺分 按施工工艺可分为：泵送混凝土、喷射混凝土、水工混凝土、碾压混凝土等。 5．按流动性(稠度)分 按混凝土拌合物流动性大小可分为：干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土及大流动性混 凝土。 干硬性混凝土：拌合物坍落度＜10mm，且需用维勃稠度(s)表示其稠度的混凝土。 塑性混凝土：拌合物坍落度为 10～90mm 的混凝土。 流动性混凝土：拌合物坍落度为 100～220mm 的混凝土。 大流动性混凝土：拌合物坍落度＞220mm 的混凝土。