第4章 混凝土组成材料1

第四章混凝土本章提要: 本章主要介绍普通混凝土的组成材料、性能和影响性能的因素，以及配合比的基本设计方法。

另外，还简单介绍了其他种类的混凝土。

第一节混凝土概述一、混凝土的分类混凝土：指胶凝材料、水、天然或人工的粗细骨料，必要时加入化学外加剂和矿物质混合材料，按适当比例配合，经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。

混凝土的种类很多，分类方法也很多。

（一）、按表观密度分（主要是骨料不同）：1、重混凝土：干表观密度大于2600kg/m3的混凝土。

常由高密度骨料重晶石和铁矿石等配制而成。

主要用于辐射屏蔽方面。

2、普通混凝土：干表观密度为2000～2500kg/m3的水泥混凝土。

主要以天然砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品种。

3.、轻混凝土：干表观密度小于1950kg/m3的混凝土。

包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土等。

主要用于保温和轻质材料。

（二）、按所用胶凝材料分类：通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。

有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等。

（三）、按使用功能和特性分类：按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。

（四）、按施工工艺分：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。

（五）、按掺和料分：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。

（六）、按抗压强度分：低强混凝土（抗压强度小于30Mpa）、中强混凝土（抗压强度30Mpa）和高强混凝土（抗压强度大于等于60Mpa）；按每立方米水泥用量又可分为：贫混凝土（水泥用量不亏过170kg）和富混凝土（水泥用量不小于230kg）等。

第4章混凝土一、学习指导（一）内容提要本章主要讲述普通混凝土的组成材料，混凝土拌合物的性质，硬化混凝土的强度、变形性能及耐久性等性质，混凝土施工质量控制与强度评定，普通混凝土配合比设计，混凝土技术的新进展及其它种类混凝土简介等内容。

（二）基本要求学习内容的中心是围绕着如何采用满足质量要求的各种组成材料，配制成满足工程基本要求的混凝土来进行的。

围绕此中心，一是要求掌握各种原材料的质量要求及选择原则，二是要求掌握工程对混凝土基本要求的内容、表示方法及影响因素，三是掌握如何用基本组成材料设计配制出满足工程要求的混凝土。

1、掌握普通混凝土的各组成材料（包括砂、石、水、外加剂及掺合料等）的品种、质量要求、对混凝土性能的影响及其选用，掌握砂、石主要技术性质的测定方法。

2、熟练掌握混凝土拌合物的性质及其测定和调整方法。

3、掌握硬化混凝土的力学性质、变形性能和耐久性及其影响因素，掌握混凝土强度的测定方法。

4、熟悉混凝土强度质量的评定方法。

5、熟练掌握普通混凝土配合比设计方法。

6、了解混凝土技术的新进展及其发展趋势以及其它种类混凝土（三）重、难点提示1、重点提示：砂石的质量及其要求；减水剂的技术经济效果，外加剂的种类、对混凝土性能的影响及其选用；掺合料的品种及作用；混凝土拌合物的性质及要求；硬化混凝土强度、变形性能及耐久性等性质；混凝土强度质量的评定方法；普通混凝土配合比设计等。

2、难点提示：骨料的粗细程度与颗粒级配；减水剂的作用原理及技术经济效果，外加剂对混凝土的影响及选用；掺合料的作用；混凝土拌合物的性质及其测定和调整方法；硬化混凝土的力学性质、变形性能和耐久性及其影响因素；混凝土强度质量的评定方法；普通混凝土配合比设计方法；高性能混凝土等混凝土技术的新进展。

二、习题（一）判断题1、两种砂的细度模数相同，则二者的级配也一定相同。

（）2、级配相同的砂，细度模数一定相同。

（）3、混凝土中水泥用量越多，混凝土的密实度及强度越高。

商品混泥土原材料
1、水泥：
本单位采用XXX中联水泥厂生产的P.O42.5级水泥，其所检验项目的物理性能指标均符合GB175—2007标准的要求。

2、细骨料：
采用XX的河砂，规格为中砂、细度模数3.0-2.3、含泥量小于等于百分之三、泥块含量小于等于百分之一，其指标均符合JGJ52—2006标准中相应的技术要求，能配制C30以上及抗冻、抗渗或其它要求的混凝土。

3、粗骨料：
采用XX产的碎石，为5〜25mm的连续级碎石针片状含量小于百分之十，含泥量小于等于百分之一，其指标均符合JGJ52—2006标准中相应的技术要求，能配制C30以上及抗冻、抗渗或其它要求的混凝土。

4、掺合料：
采用XX产的I级粉煤灰，其指标符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB15996.《粉煤灰应用技术规范》GBJ146的技术要求。

5、水：
采用饮用水进行拌和。

6、外加剂：
采用XXXX工贸有限公司生产的泵送剂，其质量符合JC473—2001标准，最佳掺量以试验室实验结果为依据。

采用省建科院的NC-F4型引气剂来达到抗冻碎的设计，最佳掺量以实验室实验结果为依据。

采用省建科院的NC—P1型膨胀剂来达到抗渗碎的设计，最佳掺量以实验室实验结果为依据。

混凝土需要什么材料
混凝土是建筑工程中常用的一种材料，它的主要成分是水泥、砂、石子和水。

除了这些主要材料之外，混凝土还需要一些辅助材料来提高其性能和耐久性。

在混凝土施工中，选择合适的材料对于混凝土的质量和使用寿命至关重要。

下面我们来详细介绍混凝土需要的材料。

首先，水泥是混凝土的主要材料之一。

水泥是一种粉状物质，主要由石灰石和粘土经煅烧而成。

在混凝土中起着粘合作用，使得混凝土能够硬化成坚固的建筑材料。

水泥的种类有普通水泥、矿渣水泥、矿渣粉水泥等，根据不同的工程需求可以选择不同种类的水泥。

其次，砂是混凝土中的另一个重要材料。

砂的主要作用是填充水泥和石子之间的空隙，增加混凝土的密实性和强度。

常用的砂有河砂、海砂和人造砂等，选择合适的砂对混凝土的性能有着重要影响。

再者，石子是混凝土中的骨料，也是混凝土的主要承重材料。

石子的种类有鹅卵石、碎石和碎砂等，不同种类的石子对混凝土的强度和耐久性有着不同的影响。

在选择石子时，需要考虑其强度、吸水率和颗粒形状等因素。

此外，混凝土中还需要添加一些辅助材料来改善其性能。

例如，混凝土中常加入的掺合料有粉煤灰、矿渣粉等，它们可以提高混凝土的耐久性和抗渗性。

此外，混凝土中还可以添加一些外加剂，如减水剂、增塑剂和缓凝剂等，用来改善混凝土的工作性能和耐久性。

总的来说，混凝土需要的材料主要包括水泥、砂、石子和水，同时还需要一些辅助材料来提高其性能和耐久性。

在选择混凝土材料时，需要根据具体的工程要求和环境条件来进行合理的选择，以确保混凝土的质量和使用寿命。

希望本文对混凝土材料的选择有所帮助。

第1章 材料的基本性质１、烧结普通砖的尺寸为２40mm×1１5m ｍ×53m ｍ，已知其孔隙率为３7%,干燥质量为 2487g,浸水饱和后质量为 2984g 。

求该砖的密度、干表观密度、 吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。

解:砖自然状态下的体积:3300.2400.1150.053 1.462810m V -=⨯⨯=⨯ 干表观密度：3030 2.4871700kg/m 1.462810m V ρ-===⨯ 由孔隙率0001700100%1100%1100%37%V V P V ρρρ-⎛⎫⎛⎫=⨯=-⨯=-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭得砖的密度:ρ＝２６98 ｋｇ／ｍ３吸水率:29842487100%100%20%2487m m W m =⨯=⨯=干吸吸干－－ 开口孔隙率：3029842487()/100%/1.462810100%34%1000m m P V ρ-⎡⎤-⎡⎤=⨯=⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦干吸开水－ 闭口孔隙率:37%34%%P P P==开闭--＝32、已知碎石的表观密度为2.６5g ／c ｍ３，堆积密度为１.50g/cm 3,求 ２.5ｍ3 松散状态的碎石，需要多少松散体积的砂子填充碎石的空隙 ? 若已知砂子的堆积密度为１。

55g /cm ３,求砂子的重量为多少？解:0000002.5 1.5100%1100%1100%43%2.5 2.65V V V P V ρρ⎛⎫''-⎛⎫'=⨯=-⨯=-⨯= ⎪ ⎪'⎝⎭⎝⎭－＝ V ０=1.４２5m 3所以,填充碎石空隙所需砂子的体积为：300 2.5 1.425 1.075m V V '-=-=或30 2.543% 1.075m V P '⨯=⨯= 沙子的重量：1。

075×1．55×１03＝１666．25kg3．某地红砂岩，已按规定将其磨细,过筛.烘干后称取5０g,用李氏瓶测得其体积为18。

第四章普通混凝土及砂浆一、填空题1.普通混凝土由（水泥）、（砂）、（石）、（水）以及必要时掺入的（外加剂）组成。

2.普通混凝土用细骨料是指（粒径小于4.75㎜）的岩石颗粒。

细骨料砂有天然砂和（人工砂）两类，天然砂按产源不同分为（河砂）、（海砂）和（山砂）。

3.普通混凝土用砂的颗粒级配按（0.6）mm筛的累计筛余率分为（1）、（2）和（3）三个级配区；按（细度）模数的大小分为（粗砂）、（中砂）和（细砂）。

4.普通混凝土用粗骨料石子主要有（天然卵石）和（人工碎石）两种。

5.石子的压碎指标值越大，则石子的强度越（小）。

6.根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GBJ50204）规定，混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的（1/4），同时不得大于钢筋间最小净距的（3/4）；对于实心板，可允许使用最大粒径达（1/3）板厚的骨料，但最大粒径不得超过（40）mm。

7.石子的颗粒级配分为（连续级配）和（间断级配）两种。

采用（连续）级配配制的混凝土和易性好，不易发生离析。

8.混凝土拌合物的和易性包括（流动性）、（粘聚性）和（保水性）三个方面的含义。

其测定采用定量测定（流动性），方法是塑性混凝土采用（坍落度）法，干硬性混凝土采用（维勃稠度）法；采取直观经验评定（粘聚性）和（保水性）。

9.混凝土拌合物按流动性分为（流动性混凝土）和（干硬性混凝土）两类。

10.混凝土的立方体抗压强度是以边长为（150）mm的立方体试件，在温度为（20±2）℃，相对湿度为（95%）以上的潮湿条件下养护（28）d，用标准试验方法测定的抗压极限f）表示，单位为（MPa）。

强度，用符号（cc11.混凝土的强度等级是按照其（立方体抗压强度标准值）划分，用（C）和（立方体抗压强度标准）值表示。

有（C7.5）、（C10）、（C15）、（C20）、（C25）、（C30）、（C35）、（C40）、（C45）、（C50）、（C55）、（C60）、（C65）、（C70）、（C75 ）、（C80）共16个强度等级。

第四章水泥混凝土4-1．普通混凝土的组成材料有哪几种？在混凝土硬化前后各起何作用？答：（1）普通混凝土的主要组成材料有水泥、细骨料、砂、粗骨料、石和水。

另外还常加入适量的掺合料和外加剂。

（2）在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。

在混凝土硬化前水泥浆起润滑作用。

赋予拌合物一定的流动性、粘聚性便于施工。

在硬化后则起到了将砂、石胶结为一个整体的作用，使混凝土具有一定的强度、耐久性等性能。

砂、石在混凝土中起骨架作用，可以降低水泥用量，减小干缩、提高混凝土的强度和耐久性。

4-2．何谓骨料级配？如何判断某骨料的级配是否良好？答：（1）骨料级配是指骨料中不同粒径颗粒的组配情况。

（2）骨料级配良好的标准是骨料空隙率及总表面面积均较小；在W/C一定时，达到相同和易性，最省水及水泥的骨料级配。

4-3．对混凝土用砂为何要提出级配和细度要求？两种砂的细度模数相同，其级配是否相同？反之，如果级配相同，其细度模数是否相同？答：（1）级配是为了保证各粒级都有合适的颗粒搭配，降低孔隙率。

良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。

这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。

（2）细度是为了混凝土和易性。

比表面积小，但是孔隙率大，需要较多的水泥浆填充，流动性差。

太细的话，比表面积大，需要大量的水泥浆来包裹砂子颗粒，水泥用量多，粘性大，流动性不好。

水泥最终使用是要加水硬化的，如果太粗则水化程度不完全，如果太细则水化速度太快而且造成混凝土早期强度太快，会产生裂缝或后期强度不够等。

（3）细度模数M=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1)，A1、A2、A3、A4、A5、A6是累计筛余百分数，沙的级配是由累计筛余百分数确定的，所以级配相同，细度模数相同。

反之细度模数相同，级配未必相同。