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混凝土基础知识文建混凝土有限公司前言混凝土是当今世界用量最大、用途最广的的工程材料之一。随着21世纪混凝土工程的的大型化、多功能化、施工与应用环境的复杂化、应用领域的扩大化以及资源与环境的优化，人们对传统的混凝土及混凝土材料提出了更高的要求，混凝土材料的高性能化和高功能化已成为21世纪混凝土材料科学与工程技术研究的重点和方向。那么什么是混凝土呢？混凝土是有胶凝材料、骨料及水按适当比例配合，经拌合、成型和硬化而制成的一种人造石材，可缩写为砼。混凝土在未凝结硬化以前称为混凝土混合料（亦称拌和物、拌和料、新拌混凝土或新鲜混凝土）。通常用水泥、水、砂、石子以及外加剂等按设计比例配制，经搅拌、成型、硬化而制成的水泥混凝土，称为普通混凝土，简称混凝土。目录第一章混凝土原材料11水泥2砂3石4水5外加剂6掺合料第一章混凝土实现高性能化的最重要技术途径就是实现混凝土材料的高性能化。除了传统的原材料外，使用优质的外加剂和矿物掺合料（亦称为矿物外加剂）已成为混凝土工作者的共识。混凝土的原材料主要有水泥、砂、石、外加剂、水和掺合料等六种，原材料的质量直接影响混凝土的性能。1、按生产工艺：按生产工艺可分为回转窑水泥和立窑水泥。回转窑的产量高，产品质量较好，所以在现代大型的水泥厂中，普遍采用回转窑。立窑由于燃烧不均匀，往往有些产品的细度、强度达不到技术指标要求，所以一般地方小水泥厂采用。水泥是一种最常用的水硬性胶凝材料。水泥呈粉末状，与水混合后，成为塑性胶体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂石散状材料牢固的胶结在一起。2、按矿物组成按矿物组成分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。这里主要介绍硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。第一章1、水泥（一）水泥分类：水泥可按生产工艺和矿物组成分类。水泥的技术要求定义⑴硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、0～5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（即国外通称的波特兰水泥）。硅酸盐水泥分为两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ类硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。⑵普通硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、6%～15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号P·O。强度等级硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。普通水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R。第一章1、水泥技术要求⑴不溶物（GB/T176）Ⅰ型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%；Ⅱ型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.5%。⑵烧失量（GB/T176）Ⅰ型硅酸盐水泥中烧失量不的大于3.0%，Ⅱ型硅酸盐水泥烧失量不得大于3.5%。普通水泥中烧失量不得大于5.0%。⑶氧化镁（GB/T176）水泥中氧化镁含量不宜大于5.0%。如果水泥经压蒸安定性试验合格，则水泥中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。⑷三氧化硫（GB/T176）水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%（矿渣水泥可放宽到4.0%）。第一章1、水泥⑸细度（GB/T1345）硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg（GB/T8074），普通水泥80μm方孔筛筛余不得超过10.0%。⑹凝结时间（GB/T1346）硅酸盐水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于6.5h。普通水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。⑺安定性（GB/T1346）用沸煮法检验必须合格。⑻强度水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，各强度等级水泥的各龄期强度不得低于下表数值。第一章1、水泥第一章1、水泥表1—1MPa品种强度等级抗压强度抗折强度3天28天3天28天硅酸盐水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0普通水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.0第一章1、水泥⑼碱（GB/T176）水泥中碱含量按Na2O+0.65K2O计算值来表示.若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中含碱量不得大于0.60%或由供需双方商定。4.特点和适用范围表1—2为硅酸盐水泥和普通水泥的主要特点和适用范围。表1—2水泥品种主要特点适用范围不适用范围硅酸盐水泥1.早强快硬2.水化热高3.耐冻性好4.耐热性差5.耐腐蚀性差6.对外加剂作用比较敏感1.适用快硬早强工程2.配制强度等级较高的混凝土1.大体积混凝土工程2.受化学侵蚀水及压力水作用的工程普通硅酸盐水泥1.早强2.水化热较高3.耐冻性较好4.耐热性较差5.耐腐蚀性较差6.低温时凝结时间有所延长1.地上地下及水中的混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构，包括早期强度要求较高的工程2.配制建筑砂浆1.大体积混凝土工程2.受化学侵蚀水及压力水作用的工程第一章1、水泥矿渣硅酸盐水泥1.早期强度低，后期强度增长较快2.水化热较低3.耐热性较好4.抗硫酸盐侵蚀较好5.抗冻性较差6.干缩性较大1.大体积工程2.配制耐热混凝土3.蒸汽养护的构件4.一般地上地下的混凝土和钢筋混凝土结构5.配制建筑砂浆1.早期强度要求较高的混凝土工程2.严寒地区并在水位升降范围内的混凝土工程火山灰硅酸盐水泥1.早期强度低后期强度增长较快2.水化热较低3.耐热性较差4.抗硫酸盐侵蚀性好5.抗冻性较差6.抗渗性较好7.干缩性较大1.大体积工程2.有抗渗要求的工程3.蒸汽养护的构件4.一般混凝土和钢筋混凝土工程5.配制建筑砂浆1.早期强度要求较高的混凝土工程2.严寒地区并在水位升降范围内的混凝土工程3.干燥环境中的混凝土工程4.有耐磨性要求的工程第一章1、水泥粉煤灰硅酸盐水泥1.早期强度低，后期强度增长较快2.水化热较低3.耐热性较差4.抗硫酸盐侵蚀性好5.抗冻性较差6.干缩性较小1.地上地下、水中和大体积混凝土工程2.蒸汽养护的构件3.一般混凝土工程4.配制建筑砂浆1.早期强度要求较高的混凝土工程2.严寒地区并在水位升降范围内的混凝土工程3.有抗碳化要求的工程第一章1、水泥第一章1、水泥㈢质量检验1.检验标准水泥质量检验标准主要有：⑴《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T1346—89）⑵《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T17671—99）⑶《水泥细度检验方法（80μm筛筛析法）》（GB/T1345—91）⑷《水泥比表面积测定方法（勃氏法）》（GB8074—87）第一章2、砂（一）砂的分类及其技术要求1砂的分类砂可按产源、细度模数和加工方法分类。⑴按产源不同分为河砂、海砂和山砂。1）河砂因长期受流水冲洗，颗粒呈圆形，一般大工程都采用河砂。2）海砂因长期受海水冲刷，颗粒圆滑，较干净，但常混有贝壳及其碎片,且氯盐含量较高。3）山砂存在于山谷或旧河床中，颗粒多带棱角，表面粗糙，石粉含量较高。⑵按细度模数可分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。⑶按其加工方法不同可分为天然砂和人工破碎砂两大类。1）不需要加工而直接使用的天然砂，包括河砂、海砂和山砂。2）人工破碎砂则是将天然石材破碎而成的或加工粗骨料过程中的碎屑。第一章2、砂2技术要求依据《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52—2006），砂的技术要求有：⑴细度模数1）粗砂（μf为3.7～3.1）2）中砂（μf为3.0～2.3）3）细砂（μf为2.2～1.6）4）特细砂（μf为1.5～0.7）⑵类别砂按GB/T14684《建筑用砂》技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。⑶用途Ⅰ类用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类宜用于强度等级C30-C60抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。第一章2、砂级配区累计筛余（%）公称直径）Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区5.00mm10~010~010~02.50mm35~525~015~01.25mm65~3550~1025~0630μm85~7170~4140~16315μm95~8092~7085~55160μm100~90100~90100~90⑷颗粒级配砂的颗粒级配应处于下表2—1中的任何一个区内。配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。当采用区砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，满足混凝土的和易性；当采用Ⅲ区砂时，就反之。⑸含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量应符合表2—2的规定。表2—2第一章2、砂强度含量%项目≥C60C55~C30≤C25含泥量≤2.0≤3.0≤5.0泥块含量≤0.5≤1.0≤2.0混凝土强度等级≥C40C35~C30C25~C15贝壳的含量（按质量计，%）≤3≤5≤8第一章2、砂注：①对有抗冻、抗渗要求的混凝土用砂，其含泥量不应大于3%。②对C10级和低于C10级的混凝土用砂，其含泥量可酌情放宽。⑹重要工程的混凝土所使用的砂，应采用化学法和砂浆长度法进行骨料的碱活性检验。⑺采用海砂配制混凝土时，其氯离子含量应符合有关规定。1）对素混凝土，海砂中氯离子含量不予限制。2）对钢筋混凝土，海砂中氯离子含量不应大于0.06%（以干砂的百分率计，下同）。3）对预应力混凝土不宜用海砂。若必须使用海砂时，则应经淡水冲洗，其氯离子含量不得大于0.02%。⑻表观密度、堆积密度、空隙率砂的表观密度大于2500Kg/m3；堆积密度大于1350Kg/m3；空隙率小于47%。（二）特点及适用范围表2—3为砂的主要特点和适用范围。表2—3第一章2、砂品种规格特点适用范围粗砂砂中粗颗粒过多，保水性差配制水泥用量较多或低流动性混凝土中砂粗细适宜，级配好配制各类混凝土细砂配制的混凝土拌合物的粘聚性稍差保水性好，但硬化后干缩较大，表面宜产生裂缝（三）质量检验砂的质量检验标准主要有《普通混凝土用砂质量标准及检验方法（JGJ52—2006）。每验收批至少应进行颗粒级配、含泥量、泥块含量检验。如为海砂，还应检验其氯离子含量。对重要工程或特别工程应根据工程要求，可增加检测项目。泵送混凝土用的砂，对0.315mm筛孔的通过量不应少于15%，对0.16mm筛孔的通过量不应少于5%。第一章2、砂第一章3、石（一）石的分类1.石的分类石可按石的形状和级配不同分类。⑴按生产工艺不同分为碎石和卵石。⑵按石子级配不同分为连续粒级和单粒级两种。2.类别按卵石、碎石按GB/T14684《建筑用砂》技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。（二）石的技术要求⑴颗粒级配碎石和卵石的颗粒级配应符合表3—1的规定。第一章3、石2.364.759.5161926.531.537.5536375905~1095~10080~1000~1505~1695~10085~10030~600~1005~2095~10090~10040~80—0~1005~2595~10090~100—30~70—0~505~31.595~10090~10070~90—15~45—0~505~40—95~10070~90—30~65——0~5010~2095~10085~1000~15016~31.595~10085~1000~10020~4095~10080~1000~10031.5~6395~10075~10045~750~10040~8095~10070~10030~600~100单粒粒级（mm）连续粒级(mm)方孔筛累计筛余%公称粒径mm表3—1第一章3、石⑵含泥量、泥块含量和针片状含量应符合下表3—2的规定。项目指标≥C60C55~C30≤C25含泥量（按质量计），%≤0.5≤1.0≤2.0泥块含量（按质量计），%≤0.2≤0.5≤0.7针片状颗粒（按质量计），%≤8≤15≤25表3-2第一章3、石⑶碎石的压碎指标值碎石的压碎指标值应符合表3—3的规定。岩石品种混凝土强度等级碎石压碎指标值（%）沉积岩C60~C40≤C