10-1 混凝土的组成材料

10混凝土工程混凝土是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料，需要时掺入外加剂和矿物掺合料，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。混凝土按施工工艺分主要有：预拌混凝土、现场搅拌混凝土、离心成型混凝土、喷射混凝土、泵送混凝土等；按拌合料的流动度分有：干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、大流动性混凝土、自流平混凝土等。本手册着重介绍一般工业与民用建筑、构筑物等以水泥为主的普通混凝土及部分特殊性能混凝土。10-1混凝土的组成材料10-1-1水泥10-1-1-1常用水泥的种类常用的水泥有：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、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。性能见表10-1。10-1-1-2常用水泥的选用及各种水泥的适量范围常用水泥的选用及各种水泥的适用范围见表10-2、表10-3。常用水泥的种类表10-1项次水泥名称标准编号原料代号特性强度等级备注1硅酸盐水泥（GB175-1999）硅酸盐水泥熟料、0%~5%的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P·I、P·II早期强度及后期强度都较高，在低温下强度增长比其他种类的水泥快，抗冻、耐磨性都好，但水化热较高，抗腐蚀性较差42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5RR系指早强型水泥2普通硅酸盐水泥（GB175-1999）硅酸盐水泥熟料、6％~15％的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P·O除早期强度比硅酸盐水泥稍低，其他性能接近硅酸盐水泥32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R3矿渣硅酸盐水泥（GB1344-1999硅酸盐水泥熟料和20％~70％粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料P·S早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，但后期强度增长较快，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀性较好，耐热性较好，低干缩变形较大，析水性较大，耐磨性较差32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R4火山灰质硅酸盐水泥（GB1344-1999）硅酸盐水泥熟料和20％~50％火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成P·P早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，在高温潮湿环境中（如蒸汽养护）强度增长较快，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀性较好，但干缩变形较大，析水性较大，耐磨性较差32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R5粉煤灰硅酸盐水泥（GB1344-1999）硅酸盐水泥熟料和20％~40％粉煤灰、适量石膏磨细制成P·F早期强度较低，水化热比火山灰水泥还低，和易性好，抗腐蚀性好，干缩性也较小，但抗冻、耐磨性较差32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R6复合硅酸盐水泥（GB12958-1999）硅酸盐水泥熟料、15％~50%两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料P·C介于普通水泥与火山灰水泥，矿渣水泥以及粉煤灰水泥性能之间，当复掺混合材料较少（小于20%）时，它的性能与普通水泥相似，随着混合材料复掺量的增加，性能也趋向所掺混合材料的水泥32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R各种水泥的适用范围表10-3项次水泥名称水泥标准编号基本用途可用范围不适用范围使用注意事项1硅酸盐水泥GB175-1999混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土的地上、地下和水中结构受侵蚀水（海水、矿物水、工业废水等）及压力水作用的结构使用加气剂可提高抗冻能力2普通硅酸盐水泥GB175-19993矿渣硅酸盐水泥GB1344-1999混凝土和钢筋混凝土的地上、地下和水中的结构以及抗硫酸盐侵蚀的结构需早期发挥强度的结构加强洒水养护，冬期施工注意保温4火山灰质硅酸盐水泥GB1344-1999高湿条件下的地上一般建筑1．受反复冻融及干湿循环作用的结构2．干燥环境中的结构加强洒水养护，冬期施工注意保温5粉煤灰硅酸盐水泥GB1344-1999混凝土和钢筋混凝土的地上、地下和水中的结构；抗硫酸盐侵蚀的结构；大体积水工混凝土需早期发挥强度的结构加强洒水养护，冬期施工注意保温6抗硫酸盐硅酸盐水泥GB748-1996受硫酸盐水溶液侵蚀，反复冻融及干湿循环作用的混凝土及钢筋混凝土结构受硫酸盐（SO4-离子浓度在2500mg/L以下）水溶液侵蚀的混凝土及钢筋混凝土结构配制混凝土的水灰比应小些7高抗硫酸盐水泥受硫酸盐（SO4-离子浓度在2500~10000mg/L）水溶液侵蚀的混凝土及钢筋混凝土结构严格控制水灰比8快硬硅酸盐水泥GB199-1990要求快硬的混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构9高强硅酸盐水泥要求快硬、高强的混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构1．贮存过久，易风化变质2．需强烈搅拌，并最好采用预振和加压振捣10矾土水泥（高铝水泥）GB201-20001．耐热（＜1300℃）混凝土2．抗腐蚀（如弱酸性腐蚀、硫酸盐、镁盐腐蚀）的混凝土和钢筋混凝土1．特殊需要的抢修抢建工程2．在－5℃以上施工的工程1．蒸汽养护的混凝土2．连续浇筑的大体积混凝土3．与碱液接触的工程4．不宜制作薄壁构件1．后期强度有下降。混凝土应以最低强度稳定值作为设计强度2．不得与硅酸盐水泥、石灰及碱性物质混合3．未经试验不得使用外掺剂4．钢筋混凝土结构的钢筋保护层应加大1~2cm5．在混凝土硬化过程中，环境温度不得超过30℃11硅酸盐膨胀水泥建标55-611．有抗渗性要求的混凝土及砂浆2．预制构件的接缝及接头3．浇灌地脚螺栓及修补加固环境温度高于40℃的结构1．加强早期养护，养护期不少于14d2．易风化，贮存期不宜过长12石青矾土膨胀水泥JC56-681．与碱性介质接触的结构2．环境温度高于80℃的结构3．受反复冻融循环的结构1．不得在负温下施工2．不得与石灰及各种硅酸盐水泥混用3．贮存时严格防潮4．施工时养护期不少于14d5．施工温度超过30℃时，凝固时间显著缩短，应采取相应措施13无收缩性不透水水泥建标58-61喷射砂浆防水层非潮湿环境中的结构14石膏矿渣水泥建标31-611．水中或潮湿环境中的混凝土结构2．地下、水中或井下的1．受反复冻融作用的混凝土结构2．需早期发挥强度的结1．不得与各种硅酸盐水泥混合使用2．加强养护，养护期至少14~21d，在最初7d内不得受水浸泡或受水冲抗硫酸盐侵蚀的混凝土结构3．大体积混凝土构3．钢筋混凝土结构刷3．宜选用较小的坍落度（1~5cm），严格控制水灰比4．不宜在10℃以下的温度中施工5．贮存期不宜过久15砌筑水泥GB/T3183-19971．钢筋混凝土预制构件之间的锚固连接（浆描法）2．抢修及修补工程的灌孔、接缝、填充补强等要求膨胀量大的混凝土不宜使用砌筑水泥1．未经试验不得掺ty其他外加剂2．可与硅酸盐水泥混合，但混合后即失去其原有特性。不得与其他水泥混用3．使用温度不得低于5℃，不得高于40℃4．水泥严防受潮常用水泥的选用表10-2混凝土工程特点或所处环境条件优先选用可以使用不得使用环境条件在普通气候环境中的混凝土普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥在干燥环境中的混凝土普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥在高湿度环境中或永远处在水下的混凝土矿渣硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥严寒地区的露天混凝土、寒冷地区的处在水位升降范围内的混凝土普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥严寒地区处在水位升降范围内的混凝土普通硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥受侵蚀性环境水或侵蚀性气体作用的混凝土根据侵蚀性介质的种类、浓度等具体条件按专门（或设计）规定选用厚大体积的混凝土粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥工程特点要求快硬的混凝土快硬硅酸盐水泥、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、粉煤灰硅酸盐水泥高强（大于C60）的混凝土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、粉煤灰硅酸盐水泥有抗渗性要求的混凝土普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥不宜使用矿渣硅酸盐水泥有耐磨性要求的混凝土硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥注：1．蒸汽养护时用的水泥品种，宜根据具体条件通过试验确定。2．复合硅酸盐水泥选用应根据其混合材的比例确定。10-1-1-3水泥的验收与保管水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验，其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过三个月（快硬硅酸盐水泥超过一个月）时，应进行复验，并按复验结果使用。钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。检查数量：按同一生产厂家、同一等级、同一品种、同一批号且连续进场的水泥，袋装不超过200t为一批，散装不超过500t为一批，每批抽样不少于一次。检验方法：检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。为能及时得知水泥强度，可按《水泥强度快速检验方法》（ZBQll004）预测水泥28d强度。入库的水泥应按品种、强度等级、出厂日期分别堆放，并树立标志。做到先到先用，并防止混掺使用。为了防止水泥受潮，现场仓库应尽量密闭。包装水泥存放时，应垫起离地约30cm，离墙亦应在30cm以上。堆放高度一般不要超过10包。临时露天暂存水泥也应用防雨篷布盖严，底板要垫高，并采取防潮措施。水泥贮存时间不宜过长，以免结块降低强度。常用水泥在正常环境中存放三个月，强度将降低10%~20%；存放六个月，强度将降低15%~30%。为此，水泥存放时间按出厂日期起算，超过三个月应视为过期水泥，使用时必须重新检验确定其强度等级。水泥不得和石灰石、石膏、白垩等粉状物料混放在一起。10-1-2砂砂按其产源可分天然砂、人工砂。由自然条件作用而形成的，粒径在5mm以下的岩石颗粒，称为天然砂。天然砂可为河砂、湖砂、海砂和山砂。人工砂又分机制砂、混合砂。人工砂为经除土处理的机制砂、混合砂的统称。机制砂是由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。混合砂是由机制砂和天然砂混合制成的砂。按砂的粒径可分为粗砂、中砂和细砂，目前是以细度模数来划分粗砂、中砂和细砂，习惯上仍用平均粒径来区分，见表10-4。砂的分类表10-4粗细程度细度模数μi平均粒径（mm）粗砂3.7~3.10.5以上中砂3.0~2.30.35~0.5细砂2.2~1.60.25~0.3510-1-2-1砂的技术要求1．颗粒级配混凝土用砂按0.630mm筛孔的累计筛余量可分为三个级配区，见表10-5。砂的颗粒级配应处于表中的任何一个区域内。配制混凝土时宜优先选用II区砂。II区宜用于强度等级C30~C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；I区宜用于强度等级大于C60的混凝土；III区宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。对于泵送混凝土用砂，宜选用中砂。砂颗粒级配区表10-5筛孔尺寸（mm）级配区I区II区III区累计筛余（％）10.000005.0010~010~010~02.5035~525~015~01.2565~3550~1025~00.6385~7170~4140~160.31595~8092~7085~550.16100~90100~90100~902．砂的质量要求（表10-6）砂的质量要求表10-6质量项目质量指标含泥量（按重量计％）混凝土强度等级≥C30≤3.0＜C30≤5.0泥块含量（按重量计％）≥C30≤1.0＜C30≤2.0有害物质限量云母含量（按重量计％）≤2.0轻物质含量（按重量计％）≤1.0硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3按重量计％）≤1.0有机物含量（用比色法试验）颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法，进行强度对比试验，抗压强度比不应低