混凝土基础知识讲座

度低，抗裂性差 ➢3、收缩变形大
1.3 混凝土的发展趋向
➢ 1、高性能混凝土（HPC） 要求有高强度等级（fcu≥60Mpa）和良好的工作性、体积稳定性
和耐久性。 ➢ 2、绿色高性能混凝土（GHPC）
大量使用的矿粉和粉煤灰是符合绿色高性能混凝土技术途径的， 也符合我国环境保护和可持续发展的战略要求。 ➢ 3、其它新技术混凝土
混凝土基础知识讲座
武警水电一支队八中队 陈国冬
提纲
➢ 混凝土的定义、特点及发展趋向 ➢ 混凝土用原材料 ➢ 新拌混凝土性能 ➢ 硬化混凝土性能 ➢ 商品混凝土的施工 ➢ 与商品混凝土有关的问题 ➢ 特种混凝土
1. 混凝土的定义、特点及发展趋向
1.1 混凝土的定义
☆混凝土：是由胶凝材料、状粒材 料、水及其他外加剂按照适量的比例配 制而成的一种建筑材料。
☆普通混凝土：以水泥为胶凝材料， 砂子和石子为骨料，以及根据需要掺入 的外加剂、矿物掺合料等组分按一定比 例，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化 成具有一定强度的“人工石材”，也就 是水泥混凝土，“混凝土”一词通常可 简作“砼”。
1.2 混凝土的特点
混凝土的优点
➢ 1、原材料来源丰富 ➢ 2、施工方便 ➢ 3、性能可根据需要设计调整 ➢ 4、抗压强度高 ➢ 5、耐久性好
2.2.1 粉煤灰 粉煤灰是从燃煤热电厂烟道气体中收集的一种粉状材料，以SiO2和 Al2O3为主要成分，含有少量CaO。 在混凝土中掺加粉煤灰使混凝土的性能得到以下几个方面的改善：
➢ 1、可以提高混凝土的后期强度； ➢ 2、在混凝土的用水量不变的情况下，可以起到显著改善混凝土拌合物和
易性的效应，增加流动性和粘聚性，还可降低水化热； ➢ 3、若保持混凝土拌合物原有的和易性不变，则可减少用水量，起到减水
图2-8 针片状的石子
2.3.3 骨料的劣质性能对混凝土的影响
碎石的粒型均匀，针片状含量少，颗粒级配良好，可以使骨料 的堆实程度高，具有较小的空隙率，填充于这些空隙间的水泥砂浆 用量就减少，可以有效地降低混凝土的成本。如果碎石的颗粒级配 不好，为单粒级或不连续级配，所拌制的混凝土就容易离析，施工 性能差，混凝土的强度、耐久性都会降低。
2.3 骨 料
骨料（也称集料）总体积占混凝土体积的60～80％，根据粒径大小 分为粗骨料（粒径＞4.75mm）和细骨料（粒径为0.15～4.75mm）。
图2-2 砂、石表观图
2.3.1 细骨料（砂）
1、种类 河砂、海砂、江砂、山砂、人工砂等。
2、混凝土用砂质量要求 一般要求：质地坚实、清洁、有害杂质含量少。
混凝土用砂不能过粗或过细，砂子的粗细程度一般认为细度模量在 2.6—2.7时最好。
2.3.3 骨料的劣质性能对混凝土的影响
当石子中的针片状含量超标时，使骨料的空隙增加，不仅混凝土 拌合物的和易性变差，而且会使混凝土的强度降低。
碎石因生产工艺不同会有数量不 等的石粉。这些石粉遇水后包于骨 料表面或分散在碎石中，影响碎石 与水泥石的粘结力，提高减水剂和 水的用量，降低混凝土的强度。
的效果，从而提高混凝土的密实度和强度，增强耐久性。
2.2.1 粉煤灰
粉煤灰根据各项技术指标，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三级，相对来说，其 中Ⅰ级粉煤灰的性能最优。
在保持混凝土拌合物原有的和易性不变的情况下，可以更多地降 低单方用水量，提高强度，降低水泥用量，进一步地降低单方成本。
2.2.2 磨细矿渣
磨细矿渣（即通常所说的矿粉）是指在高炉炼铁过程中排出 的非金属矿物熔渣，通过粉磨所得到的一种粉状材料。在混凝土 中掺加磨细矿渣使混凝土的性能得到以下几个方面的改善： ➢1、降低了混凝土的水化热； ➢2、可提高混凝土的耐久性，改善混凝土的抗渗性能； ➢3、具有物理辅助减水效果； ➢4、有利于提高混凝土的后期强度； ➢5、改善坍落度损失。
2.3.2 粗骨料（石）
1、粗骨料的种类 粗骨料为粒径＞4.75mm的岩石颗粒，分为卵石和碎石两类。 卵石：光滑少棱角，孔隙率及总表面积小，混凝土拌和物和易性好，
水泥用量少，但粘结力差，强度低。 碎石：表面较粗糙，多棱角，孔隙率及总表面积大，拌制混凝土时的
性能较好，水泥用量多，但粘结力强，强度高。在相同条件下，碎石混 凝土比卵石混凝土的强度约高10％左右。
图2-3 江 砂
图2-4 河 砂
3、砂的颗粒级配
砂的颗粒级配是指不同粒径砂颗粒的分布情况。在混凝土中砂粒之间 的空隙是由水泥浆所填充，为节省水泥和提高混凝土的强度，就应尽量 减少砂粒之间的空隙。要减少砂粒之间的空隙，就必须有大小不同的颗 粒合理搭配。（粗骨料的颗粒级配也如此。）如下图所示的三种级配， 图（a）为单粒级级配，图（c）为连续级配，级配良好。
灭菌、环境调节、变色、智能混凝土等。
2. 混凝土用原材料
普通混凝土组成材料是水泥、天然砂、石、水、掺合料和外 加剂，其组成过程为： 水＋水泥＋掺合料→水泥浆＋砂→水泥砂浆＋粗骨料→混凝土。
各成分的作用：
➢ 1、水泥浆能充填砂的空隙，起 润滑作用，赋予混凝土拌合物一 定的流动性。
➢ 2、水泥砂浆能充填石子的空隙， 起润滑作用，也能流动。
➢ 3、水泥浆在砼硬化后起胶结作 用，将砂石胶结成整体，产生强 度，成为坚硬的水泥石。
2.1 水 泥
➢ 水泥是商品混凝土的最重要原材料之一，也是 决定混凝土性能的最重要部分。
➢ 通用水泥一般有五种，分别是硅酸盐水泥、普 通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸 盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。
➢
2.2 掺合料
图2-6 卵 石
图2-7 碎 石
2.3.3 骨料的劣质性能对混凝土的影响
骨料的各项性能指标将直接影响到混凝土的施工性能和使用性能。 骨料的主要技术性质包括：颗粒级配及粗细程度、颗粒形态和表面特征、 强度、坚固性、含泥量、泥块含量、有害物质及碱骨料反应等。
砂石中常含有一些有害物质，如粘附在砂石表面的粘土、淤泥，妨 碍水泥与骨料的粘结，增大用水量，降低混凝土的强度（当含泥量为 1—5％时，混凝土的强度降低0—12％；当含泥量超过7％时，混凝土 的强度降低达30％以上）、抗冻性和耐磨性，并增大混凝土的干缩。