第三章  混凝土（concrete） 混凝土是由胶凝材料、粗细骨料(又称集料)加水拌和后，经一定时间硬化而成的人造石材。世界上用量最大的人工建筑材料。 第一节     概  述 混凝土按照表观密度大小分为三类： (1)重混凝土(?0 2500Kg/M3) (2)普通混凝土(?0=1950~2500Kg/M3) (3)轻混凝土(?0 1950Kg/M3) ①轻骨料混凝土 ②多孔混凝土(泡沫混凝土、加气混凝土) ③大孔混凝土  混凝土按强度等级可分为： ①普通混凝土：强度等级为C7.5-C60； ②高强混凝土：强度等级为C60-000； ③超高强混凝土：强度等级大于C100。 ——按流动性分类： 干硬性混凝土、流动性混凝土、自流平（自密实）混凝土、泵送混凝土 ——按胶凝材料分类： 水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、水玻璃混凝土、碱矿渣混凝土、聚合物混凝土。 混凝土按施工工艺可分为： 泵送混凝土、喷射混凝土、真空脱水混凝土、造壳混凝土(裹砂混凝土)、碾压混凝土、压力灌浆混凝土(预填骨料混凝土)、热拌混凝土、太阳能养护混凝土等多种。 混凝土按掺合料可分为： 粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、磨细高炉矿渣混凝土、纤维混凝土等多种。 混凝土也可按功能或材料分类 如防水混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、纤维混凝土和聚合物混凝土。 第二节     普通混凝土的原材料  基本组分：水泥、集料(砂、石)和水 现代混凝土：水泥、集料(砂、石)、水、外加剂、掺合料(矿物外加剂)  一、  水泥cement 1.  水泥作用 与水形成水泥浆流动性（水泥浆）、强度（水泥石），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，赋于拌合物一定的和易性，便于施工，硬化后，将骨料胶结成一个整体。  2.  水泥选择 （1）水泥品种选择 根据砼所要求的性能指标及所处的环境条件、砼工程特点而选择水泥。  （2）水泥强度等级的选择 一般强度混凝土，水泥强度等级一般为混凝土强度等级的1.5-2倍。 对高强度混凝土，水泥强度等级一般为混凝土强度等级的1.0-1.5倍。 对超高强混凝土，选用高强度等级的水泥。 二、拌和与养护用水——提供流动性（水泥浆）及水泥水化。  优先采用符合国家标准的饮用水。 水中杂质含量限制值(pH值、氯化物、硫酸盐) 三、  细骨料（fine aggregate）                                ——砂sand 砂、石——起到骨架的作用，故而又称集料。  粒径在0.15-4.75mm之间  1.  有害杂质 ①粘土、粉砂、淤泥——影响与水泥石的粘结强度，增加需水量，从而增加了砼的收缩，降低砼强度与耐久性。 ②有机杂质、硫酸盐——影响砼整体强度，对水泥腐蚀作用。 ③海砂中对Cl-的控制  2.  颗粒形状及表面特征 天然砂(natural sand)：河砂、海砂 人工砂(artificial sand)：山砂、机制砂 从流动性上看，人工砂的颗粒形状及表面特征不及天然砂好 从粘结力上看，天然砂的颗粒形状及表面特征不及人工砂好 3.  砂的粗细程度和颗粒级配  骨料颗粒级配 筛分法  累计筛余与分计筛余的关系  砂级配区的规定、 砂的级配区筛分曲线   砂的细度模数及级配评定 4.  砂的坚固性 在气候、环境温、湿度及其他物理因素作用下抵抗破裂的能力——用Na2SO4溶液浸泡。 5.  砂的物理性质 （1）  密度、表观密度、堆积密度 （2）  空隙率和填充率 （3）  含水状态：全干、气干、饱和面干、润湿四种状态 四、  粗骨料(coarse aggregate)——石子(crushed stone) 粒径大于4.75mm  (1)有害杂质含量(含泥量 、针片状颗粒含量、碱骨料反应 ) (2)颗粒形状及表面特征(碎石、卵石) (3)强度和坚固性 1)强度(抗压强度、压碎指标) 2)坚固性  (4)最大粒径与颗粒级配 1)最大粒径 2)颗粒级配(筛分析试验)  5.  石子的物理性质 （1）  密度、表观密度、堆积密度 （2）  空隙率和填充率 （3）  孔隙率和密实度 （4）  含水状态：全干、气干、饱和面干、润湿四种状态 五、其他品种的砼骨料  1.  矿渣骨料： ①粗骨料——高炉重矿渣破碎、筛分而成； ②细骨料——水淬高炉矿渣或粉碎后的高炉重矿渣与普通骨料砼相比，矿渣骨料砼有以下特点：①早强较高，后期相同或略有下降；②注意矿渣的稳定性，主要是CaO；③由于矿渣表面粗糙，易吸水，因而和易性不利；④不得使用矾水泥与矿值共同使用。  2．轻骨料——配制轻砼 ①工业废料轻骨料：膨胀矿渣珠，自然煤矸石，轻砂等； ②天然轻骨料：浮石、火山渣等； ③人造轻骨料：粘陶粒、页岩陶粒、粉煤灰陶粒等。 用于： （1）用于承重结构； （2）用于非承重结构，起隔热、保温、隔声等作用。  3．防护砼骨料——防射线幅射——比重较大，含水量调的重骨料或含硼较多的骨料。 4．再生砼骨料  六、原材料间配合比 1．水灰比和用水量 决定水灰比与用水量的因素：①强度②流动性 2．砂率：砂在砂、石总质量中的百分率。 3．水泥用量：考察因素：①强度；②和易性；③经济性 4.  单位用水量                     ——和易性 一、  混凝土拌合物的和易性 (1)和易性的概念(流动性、粘聚性和保水性)  (2)和易性的检测(流动性的检测) 1)坍落度试验 2)维勃稠度试验 3)其它方法 二、流动性(坍落度)指标的选择 三、砼流动性（Slump）损失   四、影响和易性的主要因素 1)材料品种与用量的影响 ①水泥品种和细度：用粉煤灰水泥拌制的混凝土流动性最好，保水性和粘聚性也较好。 ②水泥浆数量：水泥浆数量不能太多也不能太少 ③水灰比(单位用水量) 混凝土用水量选用表（kg/m3） ④砂率(sand percentage) 砂率与坍落度的关系曲线(最优砂率) 砂率与水泥浆用量的关系曲线 混凝土砂率选用表／％与砂率的计算公式  ⑤外加剂(减水剂、泵送剂)和掺合料(粉煤灰) 2)环境的温度与湿度的影响 环境的温度高，空气湿度小，拌合物水分蒸发快，坍落度损失大，坍落度小。  3)工艺对和易性(workability)影响 拌合好，塌落度(slump)大。 五、混凝土拌和物流变性 凡在适当外力作用下，材料的流动和变形性能，即为材料的流变性。 混凝土材料在拌和物阶段，由于有浆体的作用，因而具有流变性，但粗、细集料使得其流变性能的研究很复杂。 一般认为，混凝土拌和物符合宾汉姆模型。 混凝土拌和物流变性能研究的对象就是测试屈服剪切应力和塑性粘度这两个流变参数。 测试方法：回转粘度计 混凝土和易性测试塌落度，也就是对流变参数的简单反映。 第四节    混凝土结构和强度 随着水化的进行，混凝土开始凝结、硬化，最后形成具有强度的固体。在此过程中，混凝土的结构不断发生变化，其强度也在不断的增加。 一、混凝土的结构与结构缺陷 1．强度产生的原因： 胶凝材料水化产物，形成水泥石，水泥石包裹在集料周围。  2.  强度构成 （1）集料强度； （2）水泥石强度 （3）界面强度 受力前，在水泥石和界面处存在缺陷和裂缝： ①由于水泥的收缩，引起砂浆与粗骨料间产生拉应力，产生裂缝； ②水泥的泌水使与集料间形成界面裂缝； ③水泥水化热引起的裂缝； ④多余水的蒸发留下的孔隙； ⑤外力碰

材料——溷凝土.ppt