第3章混凝土材料要点解析.ppt

第三章 混凝土材料 3.1 混凝土概述 定义 混凝土是由胶结料和骨料混合、通过一定的工艺成型后、硬化而成的复合材料。胶结料是无机胶凝材料，或有机胶凝材料或二者的复合。水泥混凝土，通常简称混凝土，是由水泥浆胶结颗粒骨料或骨料构架而成的人造石材。 混凝土的特点 混凝土的特点有：耐久性能好；组分材料来源丰富，经济性好；容易成型为任意形状和尺寸的构件；可大量利用工业废料；可与钢材复合使用；性脆易裂，抗拉强度低；混凝土生产能耗较低，维护费用少。 3.1 混凝土概述 混凝土的种类 ① 根据表观密度—普通混凝土(≈2400kg/m3)、轻混凝土(＜1950kg/m3)、重混凝土(＞2600kg/m3)。 ② 根据用途(功能)—普通混凝土、道路混凝土、防水混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、膨胀混凝土、装饰混凝土等。 ③ 根据生产与施工方法—商品混凝土、泵送混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、压力灌浆混凝土、预应力混凝土、离心混凝土等。 ④ 按混凝土使用胶凝材料种类分—无机胶凝材料、有机胶凝材料、复合胶凝材料（聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土）。 ⑤ 按结构分—普通结构混凝土、细粒混凝土、大孔混凝土（无细骨料）、多孔混凝土（无骨料）。 3.1 混凝土概述 混凝土理论与技术的历史 1867年，钢筋混凝土理论；1916年，混凝土强度的水灰比理论；1925年，水灰比学说和恒定用水量法则；1928年，混凝土的收缩与徐变理论，预应力技术；20世纪中叶，混凝土减水剂等外加剂技术；20世纪90年代，高性能混凝土的概念与技术。混凝土工业经历了三次大革命：无筋混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土到现代混凝土。 混凝土的徐变是在持续（恒定）荷载作用下，混凝土产生随时间而增加的变形称为徐变。 3.1 混凝土概述 建筑工程对混凝土的基本要求 满足混凝土结构设计的强度要求，以保证构筑物能安全地承受各种设计荷载；满足混凝土施工所要求的和易性，以便硬化后能得到均匀密实的混凝土；具有与工程环境相适应的耐久性，以保证构筑物在所处环境中服役寿命；满足经济与生态的要求，能源与资源消耗低、环境负荷少等。 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（搅拌、运输、浇筑、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的性能，又称为工作性。 3.2 普通混凝土 普通混凝土是由水泥、粗细骨料外加剂及水拌合，经水化硬化而成的一种人造石。 3.2.1 普通混凝土的使用特点 使用普通混凝土主要特点—有较高的抗压强度及耐久性，混凝土拌和物有良好的塑性—便于施工塑制成型，混凝土与钢筋有牢固的黏结力，原材料丰富、价格较低，维修保养费用低；缺点：抗拉、抗弯强度较低，易产生裂缝，自重大、养护周期长、导热系数大，同时影响混凝土质量的因素较多，施工中要严格控制质量。 3.2 普通混凝土 3.2.2 混凝土的组成 混凝土由水泥、水、砂、石子、外加剂五种主要材料组成； 水泥是胶凝材料与水拌合形成水泥浆使混凝土具有流动性并产生胶结作用（20~30%）； 砂、石子起骨架作用（70~80%）； 外加剂起改性作用，小于水泥质量的5%（忽略）。 水泥与水组成水泥浆，水泥浆填充砂子空隙并包裹砂子形成砂浆，砂浆填充石子空隙并包裹石子成为混凝土。硬化后，水泥浆成为水泥石，将砂、石胶结成一个整体。 3.2 普通混凝土 3.2.3 对混凝土的基本要求 建筑工程中使用的混凝土，一般要满足以下四种基本要求：① 混凝土拌和物应有一定的和易性。② 有符合设计要求的强度。③ 有与工程环境相适应的耐久性。④ 在保证质量的前提下尽量降低水泥用量，以满足经济合理的要求。 3.2 普通混凝土 3.2.4 普通混凝土的组成材料 （1）水泥 水泥品种的选择和强度等级的选择原则是：一般水泥强度等级与混凝土强度等级之比1.5~2.0；高强度等级混凝土可取1.0~1.5；大于C60（混凝土标号：现在称为混凝土强度等级，采用立方体标准抗压强度。其抗压强度为60MPa）时，水泥强度等级不低于52.5。 （2）骨料 细骨料:其作用是填充粗骨料空隙，减少水泥浆干缩。 粗骨料：起骨架作用，坚固耐久。 3.2 普通混凝土 骨料的一般要求是： ① 表面清洁，含有害成分少。 ② 有足够的强度。 ③ 骨料的形状、表面特征。细骨料要求粒径为0.16~5mm，技术要求:天然砂和人工砂。天然砂有河砂、海砂、山砂之分，以洁净的河砂为优。 （3）砂颗粒级配：表示砂大小颗粒搭配情况。 分计筛余：各筛上的筛余量占砂样总重量的百分数。 累计筛余：各筛和比该筛粗的所有分计筛余量相加。或把等于或大于某号筛孔的砂重占砂总重量的百分率。 3.2 普通混凝土 （4）粗骨料 粗骨料是指大于5mm,起骨架作用，坚固耐久，空隙率大，比表面积小的颗粒，可分为碎石和卵石。颗粒级配用以表示石子大小搭配的情况。最大粒径是