第五章水泥混凝土1.ppt

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1、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： 2600kg/m3 ，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。,（2）普通砼： =19502500kg/m3，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： 1950kg/m3，采用陶粒等轻质多孔的骨料，

2、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。,（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

3、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。,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，1

4、867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。,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。,混凝土 组成的绝对体积比,水泥和水构成水泥浆，砂和石

5、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（

6、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。,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。,（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

7、）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。,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。,（5）维勃稠度（VB） 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

8、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,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。,（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。,砂率过小，不能形成砂浆润滑层，流动性差，影响粘聚性、保水性。 砂率过大，骨料孔隙率及总表面

9、积大，当水灰比及水泥用量一定时，使拌合物干稠，流动性低；当流动性一定时，使水泥用量显著增大。,（3）水泥浆的稠度的影响,水泥浆的稠度由水灰比W/C决定。W/C过小，水泥浆干稠，流动性过低，施工困难；W/C过大，使砼拌合物的粘聚性和保水性不良，产生流浆、离析，影响强度。,（4）水泥品种和骨料的性质,用矿碴水泥和某些粉煤灰水泥，拌合物的坍落度比用普通水泥小，并使拌合物的泌水性显著增加。 卵石拌制的拌合物比碎石拌制的流动性好，河砂拌制的拌合物比山砂拌制的流动性好。骨料级配好的砼拌合物的流动性也好。,（5）时间和温度,拌合物拌制后，随时间的延长而逐渐变得干稠，流动性减小。 环境温度的升高，水分蒸发及水

10、泥水化反应加快，拌合物的流动性变差，坍落损失也变快。,5、改善和易性的措施,（1）水灰比一定时，适当增加水泥浆量 （2）适宜的水泥品种及掺合料 （3）级配良好的骨料，尽量采用较粗的砂、石 （4）采用合理砂率 （5）掺入适量的减水剂或引气剂,5.2.2 砼拌合物的凝结时间,初凝时间表示施工时间的极限；终凝时间表示力学强度开始快速发展。 砼拌合物的凝结时间与所采用的水泥的凝结时间并不相等。水泥品种，环境温度、湿度、掺和料、外加剂、水泥的水化反应是影响砼凝结时间的主要因素。,（1）在环境的温度、湿度条件相同且掺合料、外加剂也相同的条件，砼所用水泥的凝结时间长，则砼拌合物凝结时间也相应较长,（2）砼的

11、水灰比越大，拌和物的凝结时间越长。 （3）掺粉煤灰、缓凝剂，凝结时间增长。 （4）混凝土所处环境温度高，拌和物凝结时间缩短。,5.2.3 混凝土的强度,混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等，其中抗压强度最大，砼也主要用于承受压力。,（一）混凝土的抗压强度,1、砼立方体抗压强度与强度等级 （1）抗压强度（fcu） 标准立方体试件在标准养护条件（203，相对湿度90%以上）下，养护到28d龄期，测得的极限抗压强度值为砼标准立方体抗压强度。,（2）砼的强度等级 根据砼立方体抗压强度标准值，将砼划为12个强度等级：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C

12、45、C50、C55、C60。 C25表示立方体抗压强度标准值为25MPa。,2、砼的轴心抗压强度（fc） 砼结构形式大部分是棱柱体型（正方形截面）或圆柱体型，为了使测得的砼强度接近于砼结构的实际情况，在砼结构计算中，计算轴心受压构件（柱子、桁架的腹杆），受弯构件（板、梁）都是采用砼的轴心抗压强度作为依据。,用棱柱体标准试件测定的轴心抗压强比同截面的立方体抗压强度小，当立方体抗压强度在1050MPa时，轴心抗压强约为立方体抗压强度的0.700.80 倍，通常取轴心抗压强为0.67倍立方体抗压强度。,（三）影响砼强度的因素,砼的破坏型式： 骨料和水泥石分界面上的破坏； 水泥石强度低，水泥石本身破

13、坏； 骨料的破坏（可能性很小） 砼强度取决于：水泥石强度、水泥石与骨料表面的粘结强度,影响砼强度的因素： 水泥强度与水灰比 骨料种类及级配 养护条件与龄期 施工因素 外加剂与掺合料等,1、水泥强度与水灰比, 水泥标号：水灰比一定时，水泥标号愈高，水泥石强度愈高，砼强度也愈高 水灰比：水泥标号相同时，水灰比越小，水泥石强度愈高，与骨料粘结力愈大，砼强度就愈高, 砼强度fcu的经验计算公式 fcu = A fce（C/W B） （51） fce = c fce,k A、B与材料品种和施工条件有关的经验系数 c 强度等级富裕系数：1.01.13,砼抗压强度经验公式的运用： 1、已知水泥强度，估算某一

14、强度砼的水灰比 2、已知水泥强度和水灰比，估算配制出的砼可达到的强度。,2、骨料的种类及级配,碎石表面愈粗糙，骨料与水泥砂浆之间粘结力愈大，砼的强度愈高。 骨料的强度愈高，砼的强度愈高。 骨料粒形以三维长度相等或相近的球形或立方体形为好。 骨料级配愈好，填充愈密实，砼强度愈高。,3、砼的养护条件与龄期,砼强度取决于水泥的水化状况，受养护条件及龄期影响。 养护条件是混凝土成型后的养护温度与湿度。 龄期是砼在正常养护条件下所经历的时间。,在干燥的环境中，砼强度的发展会随水分的逐渐蒸发而减慢或停止。养护温度高时，硬化速度较快，养护温度低时，硬化比较缓慢，当温度低至0以下时，砼停止硬化，且有冰冻破坏的

15、危险。,砼浇筑后，应在12小时内进行覆盖草袋，塑料薄膜等；使用硅酸盐、普通水泥、矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，浇水养护时应不小于7d；使用火山灰水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或掺缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，浇水养护应不小于14天。,燥热条件下，浇水养护不得少于21d；平均温度低于5时，不得浇水养护，可涂刷保护膜，防止水分蒸发。 在正常养护条件下，砼的强度将随龄期的增长而不断发展。最初714d强度发展较快，28d可达到设计强度，强度发展可持续数十年之久。,各龄期混凝土强度的增长值,根据经验，砼强度与龄期的对数成正比： fn / f28 = lg n / lg 28 fn 砼 n d 龄期的抗压强度，

16、MPa f28 砼28d 龄期的抗压强度，Mpa n 养护龄期，n 3d,4、施工因素的影响,搅拌愈均匀，振捣愈密实，砼强度愈高，反之砼强度愈低，机械振捣比人工振捣更充分、均匀，砼强度更高。,5、外加剂与掺合料,掺入早强剂可提高砼的早期强度； 掺入减水剂、硅粉可提高砼的各凝期的强度； 掺入粉煤灰、矿渣可使砼的早期强度降低，但后期强度提高。,（二）砼的抗拉强度（ft）,砼的抗拉强度很低，一般约为抗压强度的7%14%，且随着砼强度的提高，拉、压强度比值逐渐减小。 抗拉强度与抗压强度的关系：,受拉构件不以混凝土来承受拉力，而是由内部钢筋承受拉力。 对抗裂性要求高的结构（如预应力钢筋混凝土构件、油库、

17、水池、水槽等），结构设计时，抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标。,（四）提高砼强度和促进砼强度发展的措施,1、采用高标号和快硬早强类水泥 2、采用低水灰比的干硬性砼 3、加强养护：蒸汽、蒸压养护 4、采用机械搅拌和振捣 5、掺入砼外加剂、掺合料,5.2.4 砼的变形与抗裂性 （一） 非荷载作用下的变形 1、湿胀干缩变形,砼长期在水中硬化，体积微膨胀；在空气中硬化，水泥石胶体逐渐干燥收缩，产生干缩；干缩砼再次吸水，大部分干缩变形会消失。,（1）干缩率 干缩率是按规定试验方法，干缩至规定龄期，测量试件干缩长度占原长度的百分比。,（53）,（2）影响砼干缩率的主要因素 单位用水量越大，水灰比越大，

18、水泥颗粒越细，掺入促凝剂，干缩率越大；最大粒径MD越大，级配良好，干缩率越小。,（3）湿胀干缩对结构的影响 湿胀系数比干缩系数小得多，而湿胀常产生有利的影响，所以在设计中一般不考虑湿胀的影响。 对于干缩，如果构件是能够自由收缩的，则混凝土的干缩只是引起构件的缩短而不会导致干缩裂缝。 但不少结构构件都程度不同地受到边界的约束作用，例如板受到梁的约束，梁受到支座的约束等，对于这些受到约束不能自由伸缩的构件，混凝土的干缩就会使构件表面产生有害的干缩应力（拉应力），导致表面裂缝的产生。结果使混凝土抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性能降低。 。,2、温度变形,温度变形是混凝土随着温度的变化，产生热胀冷缩的变形。

19、（1）温度变形系数,砼的温度变形系数随骨料的种类和配合比而改变。骨料为花岗岩、石英岩的大，石灰岩、白云岩、玄武岩的小。,（2）不利影响 ： 当温度变形受到约束时，就可能性产生裂缝，约束的程度越大裂缝就越宽。 对于大体积混凝土结构来说，由于混凝土硬化过程中，水泥的水化反应产生大量的水化热，导致混凝土内部温度上升，但是混凝土的导热性差，结果就会出现内外温度差，而导致温度应力的产生，使结构内部受压外部受拉，由于混凝土在只有很低的抗拉强度，如果拉应力超过了抗拉强度时，混凝土就要产生裂缝。,（3）防止温度变形的措施： 大体积砼施工时常采用低热水泥，减少水泥用量，掺加缓凝剂及采用人工降温，预冷骨料，以及预

20、埋冷却水管通水冷却等措施。一般纵向较长的钢筋砼结构物，每隔一定长度设置伸缩缝，以及在结构物中设置温度钢筋等。,3、砼的自生体积变形（化学收缩）,在砼硬化过程中，由于水泥水化生成物的体积比反应前物质的总体积小，从而引起砼的收缩，称为自生体积变形。 自生体积变形是不可恢复的，收缩量随硬化龄期的延长而增加。,（二） 荷载作用下的变形 1、受压应力应变关系,（二） 荷载作用下的变形 1、受压应力应变关系,阶段：（0.30.5）fcu，曲线近于直线，砼的变形主要是弹性变形，也有极少的塑性变形，有局部微裂缝产生。,阶段：=（0.30.5）fcu至（0.70.9）fcu，曲线曲率增大。此阶段的塑性变形与砼内

21、裂缝发展相联系，称为假塑性变形。内裂缝稳定扩展，发展到一定程度会自行停止。, 阶段：（0.70.9）fcu后，砼内出现不稳定裂缝扩展，砼表面出现可见裂缝，变形速度进一步加快。 阶段：应力达到极限抗压强度fcu后，裂缝发展为贯通裂缝，承载力下降，变形继续增加，直到破坏。,2、受拉应力应变关系,应力较低时，曲线更加接近于直线，当应力超过极限抗拉强度的70%时，曲线明显弯曲，随即发生破坏。,3、 重复荷载应力应变关系,当重复应力小于（0.30.5）fcu时，每次卸载有少量残余变形，且随重复次数的增加，塑性变形增量逐渐减小，最后稳定下来；当重复应力大于（0.50.7） fcu时，塑性变形逐渐增加，最后

22、破坏。,4、徐变与松弛,（1）徐变 随着荷载作用时间的延长，即使应力不变，砼变形将逐渐增大，这种随时间增长的变形称为徐变。,混凝土 的徐变曲线,徐变产生的原因 a、由水泥石的徐变所引起，而水泥石的徐变则是凝胶体中水份的迁移，及粘性流动所产生的。 b、砼内部的微裂缝在荷载的长期作用下不断增加（应力较小时）和扩展（应力较大时）所致。,a、（0.30.5）fcu时，变形随时间延长而增长，可达到瞬时变形的23倍。卸荷后，部分变形可恢复，保留部分永久变形。 b、（0.30.5）fcu时，徐变变形增长比应力增加的快。 c、（0.70.8） fcu时，砼的徐变不收敛，砼由于变形不断增长而导致破坏，持荷时间越

23、长破坏应力越低。,影响徐变的因素： 初始应力的大小 加荷龄期越早，徐变越大 W/C大，砼强度低，徐变大 W/C一定，C较多，徐变大 水泥质量好，骨料级配好，徐变小； 掺入矿渣，火山灰质混合料，徐变大 养护质量好，可降低徐变,（2）应力松驰,荷载作用下，砼产生一定变形后，维持此变形不变，随时间的延长，砼内的应力将逐渐降低，这种现象称为应力松驰。 加载龄期越早，荷载持续时间越长，应力松弛现象越明显。,（三）砼的抗裂性 1、砼的裂缝,砼的开裂主要是由于拉应力超过了抗拉极限强度。 砼的干缩、冷缩、自身体积收缩等收缩变形在受周围约束时，以及自由膨胀变形会在内部引起拉应力，可能导致砼产生裂缝。,2、抗裂性

24、指标,（1）极限拉伸应变p （2）抗裂度：极限拉伸应变与温度变形系数的比值 D = p / （3）热强比H / R：单位体积的发热量与抗拉强度的比值 （4）抗裂性系数CR = p / T,3、提高砼抗裂性的措施,（1）选择适当水泥品种 （2）选择适当水灰比 （3）选用多棱角的碎石和人工砂 （4）掺入适量的粉煤灰或硅粉 （5）掺入减水剂和引气剂 （6）加强质量管理，提高均匀性 （7）加强养护,5.2.5 砼的耐久性,耐久性：抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持结构的安全，正常使用的能力。 砼的耐久性包括：抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀、抗碳化等。,（一）砼的抗渗性,

25、1、定义 砼的抗渗性是砼抵抗有压介质（水、油、溶液等）渗透作用的能力，它是决定砼耐久性的重要因素。 抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性；抗渗性， 抗冻性，抗侵蚀性,2、抗渗性的表示方法 抗渗等级：按标准试验方法标准试件所承受的最大水压力来表示。 W2、W4、W6、W8、W10、W12 能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 MPa 的水压力而不渗透。 渗透系数：越小，抗渗性越强。,3、影响砼抗渗性的主要因素 砼抗渗性主要与孔隙率（开口孔隙率）有关的因素有关： （1）水泥品种 （2）水灰比 （3）骨料级配和粒径 （4）砂率 （5）养护条件与龄期 （6）外加剂与混合材料,4、提高砼抗渗性的主要

26、措施 （1）选择合理的水泥品种 （2）采用较小的水灰比 （3）选择适宜的骨料粒径，级配良好且干净的骨料 （4） 掺入适量的减水剂、引气剂、放水剂和粉煤灰等混合材料 （5）适当增加砂率（6）加强养护,（二）砼的抗冻性,1、定义 抗冻性是砼在水饱和状态下能经受多次冻融作用而不破坏，同时出不严重降低强度的性能。,2、表示方法 抗冻等级是以28天龄期砼标准试件，在水饱和状态下所能承受的冻融循环次数N来确定。要求其强度降低不超过25%，质量损失不超过5%。 F50、F100、F150、F200、F300、F400,3、砼抗冻等级的选用 根据工程所处环境，年冻融循环次数按有关规范选用。 抗冻性好的砼，抗温

27、度变化，抗干湿变化、抗风化等性能也好，因此温和地区的水工建筑、民用建筑也应提出抗渗要求。,4、影响抗冻性的因素： （1）水泥品种、标号 （2）水灰比 （3）外加剂、掺合料 （4）骨料品质,（三）砼的抗磨及抗气蚀性,1、有抗磨性要求的砼，强度等级不应低于C30， 2、有抗气蚀性要求的应采用C50以上的细石砼，并在砼中掺入硅粉及高效减水剂，严格控制施工质量，保证砼密实、均匀、表面平整。,（四）砼的抗侵蚀性 主要取决于水泥的抗蚀性 （五）砼的碱骨料反应 水泥中的碱类与骨料发生化学反应，使砼发生不均匀膨胀，造成裂缝，强度模量下降等不良现象 ，这类碱与骨料发生的反应统称碱骨料反应。,发生碱骨料反应的必要

28、条件： 骨料中含有一定量的活性成分（活性氧化硅 ） 混凝土中含碱量（K2O及Na2O）较高 砼中有水分,防止碱骨料反应措施： 选择非活性骨料； 选用低碱水泥，控制砼总含碱量； 在砼中掺入活性掺合料，抑制碱骨料反应； 在砼中掺入引气剂 防止外界水分渗入砼内部,（六）砼的碳化（中性化）,1、定义 水泥石中的Ca(OH)2与空气中的CO2，在有水分存在的条件下，发生反应生成CaCO3，并使砼中Ca(OH)2浓度下降，称为砼的碳化。,2、碳化对砼的不利影响 （1）碳化引起砼收缩，使砼表层产生微细裂缝，严重影响砼结构的使用寿命。 （2）碳化发展到钢筋层时，使钢筋表层的钝化膜遭到破坏，发生生锈，最终导致钢

29、筋砼结构的破坏。,3、碳化对砼的有利影响 碳化作用产生的CaCO3填充了水泥石的孔隙，产生的水分有助于未水化的水泥水化，从而可提高砼碳化层的密实度，对提高抗压强度有利。,4、影响碳化速度的主要因素： （1）环境中的CO2浓度 （2）水泥品种 （3）水灰比 （4）环境湿度,5、减少碳化作用不利影响的措施 （1）采用适当的保护层 （2）合理选择水泥品种 （3）采用水灰比小，单位水泥用量较大的砼配合比 （4）使用减水剂，改善砼的和易性，提高砼的密实度 （5）加强施工质量控制,（七）提高砼耐久性的主要措施,1、合理选择水泥品种 2、选用质量良好，合格的砂石骨料 3、严格控制水灰比，提高砼密实性 4、掺

30、入减水剂及引气剂，改善砼内孔隙结构 5、改善施工操作，保证质量,5.3 砼的组成材料,砼是一个宏观匀质，微观非匀质的堆聚结构 。 水泥浆包裹砂粒，填充砂粒间的空隙形成水泥砂浆，水泥砂浆包裹石子并填充石子间的空隙而形成砼。,5.3.1 水泥 （一）水泥品种的选择,一般采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。,水泥进场须有出厂合格证或进场试验报告，对品种、标号、包装或散装仓号、出厂日期等应检查验收。 当对水泥质量有怀疑或出厂日期超过三个月（快硬硅酸盐水泥超过一个月）时，应复查试验，并试验结果使用。,（二）水泥标号的选择,根据砼设计强度等级选择，砼强度等级高， 水泥标号

31、也高。 水泥标号= （1.52）砼强度等级 高强砼： 水泥标号=（0.91.5）砼强度等级。,5.3.2 细骨料（砂）,细骨料是粒径为0.165mm的骨料。 细骨料有天然砂（河砂、海砂、山谷砂等）和人工砂（含6%12%粒径小于0.16mm的石粉），其中以河砂的质量最好。,（一）颗粒形状及表面特征,1、山谷砂和人工砂的颗粒多棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，砼强度较高，但拌和物的流动性较差。 2、河砂和海砂的颗粒少棱角，表面光滑，与水泥粘结较差，砼强度较低，但拌和物的流动性较好,（二）细骨料的有害杂质,有害杂质：云母、粘土、淤泥、有机物、化合物、轻物质等。 民用建筑用砂符合普通砼用砂质量标准及检验

32、方法；水工砼用砂符合水工砼施工规范；水运工程砼用砂符合水运工程混凝土施工规范。,（三）砂的粗细程度与颗粒级配,1、砂的粗细程度 砂的粗细程度是反映不同粒径的砂粒，混合后的总体粗细程度。 细度模数（f）是指不同粒径的砂粒混在一起后的平均粗细程度，用来表示砂的粗细程度。,（511） A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为用5.0、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16mm各筛上累计筛余百分率,粗砂f = 3.73.1 中砂f = 3.02.3 细砂f = 2.21.6 特细砂f = 1.50.7 拌制砼以中砂为宜，普通砼用砂的细度模数为3.71.6,2、砂的颗粒级配 砂的颗粒级配指砂不

33、同大小颗粒的搭配情况。 砂的级配常用各筛上累计筛余量百分率来表示，共分为I、II、III区级，级配较好的砂应处于同一区间。拌制砼应优先选择区的砂。,单一粒径,两种粒径,多种粒径,颗粒级配示意图,（四）砂的物理性质,1、砂的视密度、堆积密度及空隙率 （1）砂的视密度反映砂的密实程度 一般砂：视=2.5g/cm3 石英砂：视=2.62.7 g/cm3,（2）砂的堆积密度： 自然状态： = 14001600kg/m3 密实堆积： = 16001700kg/m3 （3）空隙率 天然河砂的空隙率为40%45% 级配良好河砂的空隙率40%,2、砂的含水状态 （1）含水状态 干燥状态：在不超过110的温度下

34、烘干至恒重，砂含水率为零。 气干状态：砂含水率与大气湿度相互平衡时的状态。, 饱和面干状态：砂子表面干燥而内部孔隙含水达到饱和时的状态。饱和面干砂既不从砼拌合物中吸取水分，也不放出水分，配制砼较好。 湿润状态：砂子不仅内部孔隙含水饱和，而且表面也吸附一层自由水。,干燥状态,气干状态,饱和面干状态,湿润状态,砂的含水状态,（2）饱和面干吸水率 饱和面干砂的含水率称为饱和面干吸水率，简称吸水率。砂的颗粒越坚实，吸水率就越小，品质就越好。 工民建按干燥状态砂（含水率0.5%）及石子（含水率0.2%）来设计砼配合比。,3、砂的坚固性 砂的坚固性是指砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。

35、,5.3.3 粗骨料,粗骨料是粒径5mm的骨料。 常用的粗骨料有卵石和碎石。 （一）颗粒形状及表面特征 较理想的颗粒形状：三维长度相等，相近的球形或立方体颗粒。 较差的颗粒形状：三维长度相差较大的针、片状颗粒。,1、碎石表面粗糙，与水泥石的粘结能力强，砼强度高，但和易性差。 2、卵石表面光滑，棱角少，与水泥石的粘结能力差，但和易性好。 3、针状、片状的颗粒使空隙率增大，易被折断，应限量。,（二）有害杂质,有害杂质：粘土、淤泥、细屑、有机物、硫化物、硫酸盐等。 民用建筑应符合普通砼用碎石或卵石质量标准为检验办法；水工砼应符合水工砼施工规范 ；水运工程砼用砂符合水运工程混凝土施工规范,（三）最大粒

36、径及颗粒级配,1、最大粒径（DM） （1）定义 DM是粗骨料公称粒径级的上限值。 DM愈大，骨料的空隙及表面积愈小，水泥用量愈小，砼愈密实，水化热愈小，收缩愈小。,（2）砼最大粒径选择的影响因素 强度 当DM 40， DM ，低强度的砼强度上升，高强度的砼强度反而降低。 大体积的砼结构： DM =80150mm，普通砼： DM =2040mm。, 结构最小尺寸 粗骨料的最大粒径不大于结构截面最小尺寸的 1/4。 钢筋净距 粗骨料的最大粒径不大于钢筋最小净距的 2/33/4。,2、颗粒级配 （1）砼级配确定方法 连续级配：由最大粒径开始，由大到小各粒径相连，每一粒径级占适当比例。 间断级配：抽去

37、中间一、二级石子，粒径不相连，易产生离析，增加施工难度 。,（2）超、逊径石子的允许含量 超径：某一级石子中混杂有超过这一级粒径的石子。超径石子含量不大于5% 逊径：某一级石子中混杂有小于这一级粒径的石子。逊径石子含量不大于10%。,（三）物理力学性质,1、视密度、堆积密度及空隙率 粗骨料视密度不小于2.60g/cm3。球形或立方体形状的颗粒且级配良好的粗骨料堆积密度较大，空隙较小。 2、吸水率 粗骨料的吸水率1.0%,3、强度 粗骨料的强度可用岩石立方体强度或压碎指标两种方法进行检验。 （1）极限抗压强度 / 砼强度不小于1.5，且极限抗压强度：岩浆岩不小于80MPa，变质岩不小于60MPa

38、，沉积岩不小于30MPa。,（2）压碎指标 将一定质量气干状态下粒径1020mm的石子装入标准圆筒内，放在压力机上，在35min内均匀加载达200KN，其压碎的细粒（小于2.5mm）占试样重量的百分率为压碎指标。,4、坚固性 有抗冻、耐磨、抗冲击性能要求的砼所用粗骨料，要求测定其坚固性。对严寒及寒冷地区室外且处于干湿变换的砼，粗骨料经五次循环的质量损失应不大于8%。其它条件下的砼骨料经五次循环后的质量损失应不大于12%。,5.3.4 砼拌和及养护用水,凡可饮用的水均可拌制和养护砼，不可用海水、未经处理的工废水、污水及沼泽水。 缺乏淡水时，可用海水拌制素砼，钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土不能用海水拌制对钢筋砼。,