第四章_水泥混凝土

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1、第四章.水泥混凝土(concrete)第一节.概述一.砼定义水泥、水和骨料按适当比例配合拌制成混合料经硬化而成的人造石材。目前混凝土的用量约为120亿吨，是世界上用量最大的人工建筑材料，随着混凝土性能的不断提高，其用量及应用范围还会增加。混凝土广泛应用于建筑、桥梁、道路等土木工程领域。混凝土的发展自1824年发明了波特兰水泥之后，1830年前后就有了混凝土问世，1867年又出现了钢筋混凝上。混凝土和钢筋混凝土的出现，特别是钢筋混凝土的诞生，被誉为是对混凝土的第一次革命。上世纪30年代预应力钢筋混凝土的出现，被称为是混凝土的第二次革命

2、。70年代出现的混凝土外加剂，认为是混凝土的第三次革命。二.砼分类重砼(0≥2600kg/m3);普通砼(1950kg/m3＜0＜2600kg/m3);轻砼(0≤1950kg/m3)按表观密度分按抗压强度分低强砼(fcu＜30MPa);中强砼(fcu=30-60MPa)高强砼(fcu≥60MPa);超高强砼(fcu≥100MPa)按胶凝材料分水泥砼(水泥);石膏砼(石膏);沥青砼(沥青)但混凝土自重大、比强度小、抗拉强度低、变形能力差和易开裂等缺点，也有待研究改进。由于混凝土有上述重要优点，所以广泛应用于工业与民用建筑工程、水

3、利工程、地下工程、公路、铁路、桥涵及国防军事各类工程中，（1）央视大楼（2）三峡大坝（3）杭州湾跨海大桥图4.1混凝土工程实例图片三.砼特点混凝土在土建工程中能够得到广泛的应用，是由于它具有优越的技术性能及良好的经济效益。1.优点就地取材；造价低；可塑性好；耐久性高；与钢筋有牢固的粘结；性能可调整。2.缺点自重大；比强度小；抗拉强度低，性脆；导热系数大；硬化慢；生产周期长。砼的特点（1）砼用料中80%以上的砂石可就地取材，成本低；（2）凝结前具有良好的可塑性，可以按工程结构的要求，浇筑成各种形状的任意尺寸的整体结构或预制构件；（

4、3）硬化后有较高抗压强度和良好的耐久性；（4）砼与钢筋有牢固的粘结力，复合成钢筋混凝土，加大了砼的应用范围；（4）砼与钢筋有牢固的粘结力，复合成钢筋混凝土，加大了砼的应用范围；（5）可利用工业废料调制成不同性能的砼，有利于环境保护；（6）自重大、比强度小；（7）抗拉强度低；（8）硬化速度慢，生产周期长；（9）强度波动因素多。随着现代混凝土科学技术的发展，混凝土的不足之处已经得到或正在被克服。例如采用轻骨料，可使混凝土的自重和导热系数显著降低；在混凝土内掺入纤维或聚合物，可大大降低混凝土的脆性；混凝十采用快硬水泥或掺入早强剂、减水剂等

5、，可明显缩短其硬化周期。对砼的基本要求（1）具有符合设计要求的强度；（2）具有与施工条件相适应的施工和易性；（3）具有与工程环境相适应的耐久性；（4）材料配比的经济合理性。四.砼中各组成材料的作用砼组成材料水泥、水、细骨料和粗骨料，以及适量外加剂和掺合料水泥砼未硬化前(freshconcrete)起润滑作用水泥浆水砼硬化后(concrete)起胶结作用砼细骨料起骨架作用、抗风化骨料粗骨料抑制水泥浆收缩、耐磨普通水泥混凝土的组成材料普通混凝土的基本组成材料是天然砂、石子、水泥和水，为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外加剂或外掺

6、料。在混凝土中，砂、石起骨架作用，因此也称为骨料。水泥和水形成水泥浆，包裹在砂粒表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包裹在石子表面并填充石子间的空隙。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的流动性，便于施工。硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体，并产生一定的力学强度。（1）示意图（2）实物图图4.2混凝土结构5.002.501.250.6300.3150.16010080.063.050.040.031.525.020.016.010.05.0骨料（aggregate）的定义与分类碎石卵石天然砂人工砂混合

7、砂粗骨料细骨料mmmm骨料的作用⑴骨架作用，传递应力⑵抑制收缩，防止开裂为什么把砂石称为骨料？在传统观念中把砂石叫做骨料的原因是认为骨料起强度作用而作为混凝土的骨架，这是一种误解。骨料的骨架作用主要是稳定混凝土的体积而不是强度。纯的水泥浆体硬化后收缩过大，无法用于结构，必须有骨料对水泥浆体的收缩起约束作用，而且骨料在混凝土中必须占据大部分体积。决定混凝土强度的不是骨料对混凝土的强度其决定作用的是混凝土的水灰比（水胶比），所以目前用强度很低的轻骨料（陶粒）已能配制出C50的泵送混凝土。如果不能用足够包裹骨料的最少量的浆体和最大量的骨料

8、组成具有工程所需要的良好施工性能的拌和物，是不可能得到耐久的混凝土的。我国混凝土质量比西方国家的差，主要原因在于骨料的质量；骨料质量首先不是强度，重要的是使用级配和粒形良好的骨料可以得到最小用水量的拌和物。一.水泥(cement)1.