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第四章 水泥混凝土及砂浆 主讲：徐锋 混凝土在土木工程中的重要性 混凝土是用量最大的结构材料，每年世界混凝土 消耗量为11亿吨，是钢材消耗量的10倍以上； 混凝土是应用最广的结构材料，可用于桥梁、隧道、道路、水利、房屋建筑等工程； 原因： ①组成材料中砂、石等地方材料占80%以上，符合就地取材和经济的原则。 ②有良好的塑性，易于加工成型。 ③与钢筋有牢固的粘结力。 ④可代替钢材、木材。 ⑤抗压强度高，耐久性好，维修费用少。 定义：一般是指由胶凝材料，粗、细骨料，水及其他材料，按适当的比例配制而成的具有所需的形体、强度和耐久性的人造石材。 混凝土的分类 土木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。 4.1.1 普通混凝土的组成及作用 各组成材料的作用 水泥浆 润滑作用——与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性 胶结作用——包裹在所有骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨料胶结成整体，形成固体 水 混凝土中的拌和水有两个作用: 供水泥的水化反应 赋予混凝土的和易性 剩余水留在混凝土的孔（空）隙中 使混凝土中产生孔隙 对防止塑性收缩裂缝与和易性有利 对渗透性、强度和耐久性不利 各组成材料的作用 外加剂 化学外加剂：改善混凝土的性能 缓凝剂 ——使水泥浆凝结硬化速度减慢； 促凝剂 ——使水泥浆凝结硬化速度减慢； 减水剂——减少拌和需水量； 引气剂——在混凝土中引起封闭气孔； 矿物掺合料：减少水泥用量，改善混凝土性能 粉煤灰 硅灰 矿渣 若用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土，虽然满足强度要求的水泥用量少，但难以满足混凝土的和易性和耐久性的要求，不可取。 若用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土，满足强度要求的水灰比会很小，其和易性难以满足施工要求，也不可取。 二、骨料 碱－骨料反应 定义： 骨料中的活性SiO2与水泥中的Na＋、K＋等碱金属离子间的形成碱－硅酸盐凝胶的化学反应； 危害： 在骨料与水泥石的界面产生的碱－硅酸盐凝胶吸水后体积膨胀，导致水泥石开裂； 原因： 水泥中的含碱(Na2O、K2O)量＞0.6% 骨料中含有活性SiO2 ； 检验方法： 砂浆棒法，膨胀率＜0.10%。 某砂作筛分试验，分别称取各筛两次筛余量的平均值如下表所示： （3）该砂的级配 根据A4＝61.8％可知，该砂的级配为2区。A1～A5全部在2区规定的范围内，因此级配合格。 该砂的细度模数为： 因此该砂属于中砂。 请观察图中A、B、C三种石子的形状有何差别，分析其对拌制混凝土性能会有哪些影响。 粗 骨 料 （2）颗粒级配 粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用筛分法测定，即用2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80和100ｍｍ等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。 石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连续级配是工程上最常用的级配。 间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成的混凝土，可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离析现象，导致施工困难。 今搽皑秧蓑堕措表簿颁祈哑逮曹念傻壹斥观揍斌哥休毫志动丸谎斑刷按简第4章 水泥混凝土及砂浆1(骨料)第4章 水泥混凝土及砂浆1(骨料) 粗 骨 料 4、粗骨料的强度及坚固性 （1）粗骨料的强度 粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子的压碎指标来表示。 岩石立方强度试验，是用母岩制成5×5×5㎝ 立方体，或直径与高度均为5㎝的圆柱体试样，浸泡水中４８ｈ，待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于1.5。 压碎指标是将一定重量气干状态下10～20ｍｍ的石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到 200ｋＮ，卸荷后称取试样质量（ｍ0），再用孔径为2.36ｍｍ的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（m1），用下式计算压碎指标： 锅皂死巧郊枢权翘豌什饰茅爸酥整田评捏退受弯兴迟曾车豢骗风令檄省妹第4章 水泥混凝土及砂浆1(骨料