环境不断变化着的。
2. 混凝土的结构要素
各种尺寸固体颗粒分布的均匀性； 各种固体颗粒堆积的密实性； 固体颗粒的总表面积; 总孔隙率与界面孔隙率； 孔隙特征与孔径分布
3. 混凝土结构的影响因素
骨料的种类与体积含量
碎石：表面粗糙、针片状多，需浆量大，界面粘结好；
卵石(砾石)：表面光滑、针片状少，需浆量小，但界面 粘结差。
结构特点 多物相、多孔性的堆积体 复杂而不均匀 非固定而多变
混凝土的理想结构——均匀、密实的堆积体
三、普通混凝土的组成材料
骨 料 水 水 泥 外加剂
（一） 骨 料 （Aggregate）
1. 骨料的定义与用途
骨料是岩石类材料 骨料在土木工程中的应用：
水泥混凝土 沥青混凝土 道路基础 铁路道渣 砂浆 每年用量约为20亿吨 骨料的生产
（2）颗粒级配与细度模数的测定
筛分法
砂 子 标 准 筛 ： 9.5 、 4.75 、 2.36 、 1.18 、 0.6 、 0.30 、 0.15mm共七个孔径的筛。
方法：将500g烘干的砂子试样由粗到细一次过筛，然后 称出余留在各个筛上的砂子质量。
计算：各个筛上的余量为分计筛余ai，各个筛及以上筛上 的分计筛余的和为累计筛余Ai。 则：累计筛余Ai = ai （i = 1……i） 然后用Ai作纵坐标，筛孔尺寸作横坐标，绘制级配曲线。 并用下式计算细度模数：
含有害杂质少，不得含有影响水泥凝结硬化和后 期混凝土耐久性的成分；
具有足够的强度和坚固性，以保证起到骨架和传 力作用。
（2）骨料的种类
按骨料粒径
粗骨料：粒径大于4.75mm的岩石颗粒，如卵石、碎石
细骨料：粒径小于4.75mm的岩石颗粒，如河砂、山砂、
海砂
按骨料的密度
如陶粒、煅烧页岩、 膨胀蛭石、膨胀珍珠
混凝土结构图
1—石子； 2—砂子； 3—水泥浆； 4—气孔
图5.1 普通混凝土结构示意图
（二）混凝土的结构
粗集料 混凝土的结构
泌水形成 的孔隙
混凝土体积构成 水泥石——25％左右
细集料 水泥+水→水泥浆+砂→水
水泥浆
泥砂浆+石子→混凝土拌合
孔隙
物→硬化混凝土
组成材料的作用
组成材料 硬化前 硬化后
二、混凝土的组成与结构
细骨料
粗骨料 过渡区
水泥石
混凝土的宏观结构
（一） 普通混凝土的组成 为了改善或提高混
凝土的性能
水泥
7~15%
水
14~21%
水泥浆
25~40%
混凝土外加剂
100%体积
新拌混凝土
混凝土中 的第五种
成分
石子
21~28%
骨料
凝结硬化
砂子
39~42%
60~75%
硬化混凝土
混凝土原材料
普通骨料：堆积密度在1520～1680kg岩/m、3的泡骨沫塑料料颗粒等。
密度在2500～2700kg/m3
轻骨料：堆积密度＜1120kg/m3的骨料
密度在<1000kg/m3
重骨料：堆积密度＞2080kg/m3的骨料
密度在3500～4000kg/m3
如铁矿石、重晶石等。
骨料的种类
碎石
（4）骨料的形状与表面特征
骨料的形状
骨料颗粒的外观几何形状，对于粗骨料有： 等径颗粒
球形体颗粒：没有菱角和边； 多面体颗粒：有菱角和边。 针状颗粒— 长度大于颗粒所属的平均粒径的2.4倍； 片状颗粒— 厚度小于平均粒径的0.4倍。
（4）骨料的形状与表面特征
骨料的表面特征 表面粗糙程度； 是否有棱角； 干净程度等。
卵石
普通骨料 重骨料
轻骨料
骨料的分类
（2）骨料的种类
按骨料来源分为： 天然岩石骨料：由天然岩石组成的骨料，如砂、卵石、
碎石等。 按岩石的主要成分分为：氧化硅矿物、碳酸盐矿物、氧
化铁矿物、硫化物矿物、粘土矿物等。 人工骨料：
热加工骨料：膨胀页岩、膨胀蛭石等； 工业副产物：矿渣、铁渣、粉渣等； 再生骨料：破碎混凝土、破碎粘土砖等。
当提高砂率；当采用3区砂时，应适当减小砂率。 细度模数按下式计算
M x＝（A2 A3 A4 A5 A6 ) 5A1 100 A1
式中：Mx——细度模数； A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为4.75、2.36、
1.18、0.6、0.3、0.15mm筛的累计筛余百分率，％。
超干硬性 混凝土
按维勃 稠度分
特干硬性 混凝土
干硬性 混凝土
半干硬性 混凝土
2、混凝土的种类
普通浇注 混凝土
按施工工 艺分
泵送 混凝土
离心成型 混凝土
喷射混 凝土
2、混凝土的种类
按配筋情 况分
素混凝土
钢筋混凝土
纤维混凝土
3、混凝土的特性
（7）生产工艺复杂，质量难以控制，管理困难
（6）自重大 （5）抗拉强度低 （4）适用范围广泛 （3）来源广、造价低 （2）强度高耐久性好 （1）混凝土拌合物具有可塑性
2、混凝土的种类
早强混凝土
超早强混 凝土
按强度 特征分
高强混凝 土
高性能混 凝土
超高强混 凝土
坍落度：测定混凝土拌和物和易性的一 种指标，用拌和物在自重作用下向下坍
落的高度表示。其单位为cm。
2、混凝土的种类
低塑性 混凝土
塑性混 凝土
按坍落度 大小分
流态混 凝土
流动性 混凝土
大流动性 混凝土
2、混凝土的种类
3.关于骨料粒径及其分布的几个基本概念
颗粒级配 指的是大小粒径的骨料颗粒的互相搭配的比例情
况——不同粒径颗粒的分布。 粗细程度
指的是不同粒径粗细骨料混合在一起的总体粗细程 度——平均粒径大小。 最大粒径
指的是粗骨料公称粒级的上限—允许最大值。
（1）砂子的颗粒级配与粗细程度
细度模数Mx 细度模数表征砂的粗细程度，可以理解为质均粒径， 由筛分法测定。
混凝土结构是一个各粒种、尺矿寸物掺的和颗料粒粉堆末颗聚粒体来，填砂充石；颗粒
由此形成一个固体颗粒密堆聚体结构。
堆积成骨架，水化物与水泥颗粒堆积成水泥石
复杂与非匀质性
骨料种类不一，形状与尺寸不等，分布不均；
水泥石组成与结构不均；
薄弱过渡区(厚度约10～50μm)的存在
非固定与可变性 水泥石和过渡区的组成与结构是随时间、温度与湿度
M = [(A +A +A +A +A )-5A ]/(100-A )
x
23456
1
1
砂的颗粒级配：指砂不同大小颗粒的搭配情况。
单一粒径
两种粒径
多种粒径
颗粒级配示意图
（3）石子的颗粒级配
石子的级配有连续级配和间断级配两种：
连续级配 要求颗粒尺寸由大到小连续分级，每一 级骨料都占有适当比例，这种级配较好；
水泥石含有晶体和非晶体的水化物、
1. 混凝土的结构特点 未水化水泥颗粒、各种孔隙和水； 砂石骨料含有各种岩石矿物和孔隙
多物相、多孔性复合体
界面也含有水泥水化物和孔隙
水泥石与砂石骨料均是多物相、多孔性材料
粗骨料堆积的孔隙由细骨料来填充；
固体颗粒堆聚体
细骨料堆积的孔隙由水化物和水泥颗
一、普通混凝土介绍
普通混凝土是指以水泥为胶凝材料，砂子和石子为 骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一 定强度的“人工石材”，即水泥混凝土，是目前工程 上最大量使用的混凝土品种。“混凝土”一词通常可 简作“砼”。
普通混凝土：一般来讲，普通混凝土是指区别于特 殊混凝土而用于一般建筑工程、市政等方面的混凝 土。
隙，并包裹石子
骨料
廉价的填充材料，节省水泥用量 混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展 传力作用 降低水化热 提供耐磨性
（三）各组成材料的作用
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
水泥
砂
石
水 外加剂 掺合料
普通混凝土 曾是主流，目前在民用建筑中仍大量采用
外加剂混凝土
一级和沿海城市，70%以上
现代混凝土 目前正在推广应用
（二） 混凝土的结构
宏观上，混凝土是一个砂、石颗粒状骨料分布在 水泥石中形成的复合结构，主要由三相构成： 砂、石骨料是混凝土的骨架——分散相； 水泥石是混凝土的基体相——连续相； 骨料与水泥石间的过渡区——界面相。
砂和石子——70％以上 孔隙和自由水——1％～
5%。
水泥+水 润滑作用 胶结作用 砂+石子 填充作用 骨架作用
（三）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 填充作用——填充砂的孔隙，并包裹砂粒；填充石子的空
间断级配 是人为地剔除骨料中的某些粒级，造成 粒级的间断，大粒径骨料间的空隙由比其小几倍的 小粒径颗粒填充，从而降低堆积空隙率。
石子的颗粒级配也用筛分法测定。
细骨料
空隙率35%
通 过 率
55%粗+45%细 空隙率24%
粗骨料
空隙率44%
筛孔
级配的选择 宜优先选择级配在2区的砂；当采用1区砂时，应适
较理想的颗粒形状：三维长 度相等，相近的球形或立方 体颗粒。 较差的颗粒形状：三维长度 相差较大的针、片状颗粒。