清华大学《建筑材料》课件3-6混凝土组成材料.ppt

混凝土组成材料 胶凝材料的定义： 凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称胶凝材料。 胶凝材料分为无机胶凝材料（水泥、石灰、石膏等）和有机胶凝材料（沥青、树脂等） 无机胶凝材料分为只能在空气中硬化的气硬性胶凝材料，以及既能在空气中、也能在水中硬化的水硬性胶凝材料。 3.6.1 水泥(硅酸盐水泥 Portland cement） 水泥的生产 硅酸盐水泥矿物组成 硅酸三钙 C3S （45~60%） 硅酸二钙 C2S （15~30%） 铝酸三钙 C3A （2~13%） 铁铝酸四钙C4AF（9~15%） 硅酸盐水泥的强度等级 根据标准胶砂试件在规定龄期的抗压强度和抗折强度分级。 在同一强度等级中，根据早期强度高低，又分为普通和快硬（R）两种。 C3A + 6H? C3AH6 （水化铝酸钙） C3A+ 3C?·H2+26H? C3A·3C? ·H32 （钙矾石） 骨料的种类 1）天然骨料（Natural mineral aggregates) 卵石、砂、破碎天然岩石、(人工砂） 2）人造骨料 (Synthetic aggregates) 页岩、粘土烧制的轻骨料、重矿渣 3）再生骨料 （aggregate from recycled concrete and municipal wastes) 破碎混凝土及市政废弃物 粗、细骨料 粒径大于5mm的骨料为粗骨料，又称为“石子”； 粒径小于5mm的骨料为细骨料，又称为“砂”。 骨料的特性 1）取决孔隙率的特性：密度、吸水率、强度、硬度、弹模和稳固性 2）取决加工参数的特性：粒径、粒形及表面构造 3）取决化学和矿物组成的特性：强度、硬度、弹模及存在有害杂质 骨料表观密度与堆积密度 为了进行混凝土配合比设计，需要了解骨料的表观密度和堆积密度。 常用天然骨料，如花岗岩、砂岩和石灰岩的表观密度为2.60~2.70。 常用天然骨料的堆积密度（填充单位体积的骨料重）为1300~1750kg/m3。 吸水和表面附着水Absorption and Surface Moistures 1）烘干（Oven-dry condition） 所有可蒸发水在加热到100℃已全部逸出。 2）气干 (Air dry) 在空气中自然干燥，孔隙部分充水。 3）饱和面干（Saturated-surface dry condition） 骨料的所有孔隙都充满水，但表面没有水膜。 4）潮湿 (Wet or damp condition) 骨料水饱和，同时表面还有游离水分。 骨料的坚固性(soundness) 坚固性以骨料在干湿交替或冻融循环作用下，体积变化对混凝土劣化的影响程度表征。 骨料的坚固性在很大程度上与孔径分布孔隙特征有关。 当一种骨料受潮（或者冰冻后融化）时易被水饱和，而干燥（或冰冻）时水却难以流出，就会产生很高的静水压力而膨胀，使混凝土劣化。 为潮湿与冻融环境中的结构混凝土选用骨料时，进行坚固性检验十分必要。 骨料的粒径 通过筛分，可以得到骨料的筛分曲线，由此求得骨料的细度模数Mx： 骨料的粒形 希望骨料颗粒的形状接近球形。 针、片状颗粒的不利影响。 骨料的级配 级配就是将不同粒径的骨料颗粒混合，以尽量减小混凝土的空隙率，从而减少浆体用量；还可使新拌混凝土在运送过程中不易发生离析。 水泥混凝土常使用连续级配的骨料；而沥青混凝土常使用不同粒径的单粒级骨料，在搅拌站配合成为所需的骨料级配。 需要注意减水剂与水泥的相容性 相容性的好坏，影响混凝土的工作性，减水剂的掺量等。 相容性的影响因素包括减水剂与水泥两方面。 5. 膨胀剂 expansive agent 不同岩种骨料的弹性模量与泊松比 岩石种类 弹性模量(GPa) 泊松比(?) 花岗岩 6.0~ 60.0 0.11 ~ 0.23 闪长岩 60.0~80.0 0.25 辉绿岩 70.0~110.0 砂 岩 6.0~ 25.0 0.07~ 0.22 凝灰岩 2.0~ 20.0