第四章 水泥混凝土
4.1 复习笔记
【知识框架】
混凝土中各组成材料的作用 水泥
混凝土的组成材料 细骨料
粗骨料
混凝土组成材料的技术要求 骨料含水状态
混凝土拌和及养护用水 混凝土外加剂 矿物掺和料 和易性的概念 测定方法及指标 混凝土拌合物的和易性 流动性的选择 影响因素 改善措施 脆性断裂
立方体抗压强度
立方体抗压标准强度与强度等级 混凝土的强度 抗拉强度
普通混凝土的主要技术性质 抗折强度 轴心抗压强度
影响混凝土强度的因素 化学收缩
干湿变形
混凝土的变形性能 温度变形
在荷载作用下的变形 混凝土的耐久性 耐久性概念
提高混凝土耐久性的措施 普通混凝土的质量控制 混凝土配合比设计的基本要求
混凝土配合比设计中的三个参数
混凝土配合比设计的基本资料
普通混凝土的配合比设计
设计步骤 配合比的试配、调整与确定
掺减水剂混凝土配合比设计
其他品种混凝土 水泥混凝土
【重点难点归纳】
混凝土是由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。

按胶凝材料的组成，混凝土可分为水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土、聚合物水泥混凝土等。

水泥混凝土是以水泥、骨料和水为主要原材料，也可加入外加剂和矿物掺合料等材料，经拌合、成型、养护等工艺制作的、硬化后具有强度的工程材料。

混凝土常按照表观密度的大小分类，分述见表4-1。

表4-1 混凝土的分类
此外，混凝土具有许多优点和一些缺点，其分述如表4-2。

表4-2 混凝土的优缺点
一般对混凝土质量的基本要求是：具有符合设计要求的强度；具有与施工条件相适应的施工和易性；具有与工程环境相适应的耐久性。

一、混凝土的组成材料
普通混凝土（简称混凝土）是由水泥、砂、石和水所组成；为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外加剂和矿物掺合料。

1．混凝土中各组成材料的作用
（1）砂、石（骨料）起充填作用、限制水泥石变形、提高强度、增加刚度和抗裂性等骨架作用。

（2）水泥浆起充填作用。

硬化前，水泥浆起润滑作用，硬化后将起粘接作用。

2．混凝土组成材料的技术要求
混凝土的技术性质在很大程度上是由原材料的性质及其相对含量决定的，也与施工工艺（搅拌、输送方式、成型、养护）有关。

（1）水泥
①水泥品种选择（见表4-3）
表4-3 水泥品种选择
②水泥强度等级选择
①配制高强度等级的混凝土，选用高强度等级水泥；配制低强度等级的混凝土，选用低强度等级水泥。

②高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时应掺入一定数量的掺合料。

低强度等级水泥配制高强度等级混凝土时不经济。

（2）细骨料
细骨料（砂）是指粒径小于等于4.75mm的骨料。

一般采用天然砂，它是岩石风化后所形成的大小不等、由不同矿物颗粒组成的混合物。

配制混凝土所用的细骨料的质量有以下要求：
①清洁不含杂质。

由于砂中常含有的一些有害杂质，如云母、黏土、淤泥、粉砂等，粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结，降低混凝土强度；同时还增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低抗冻性和抗渗性。

②颗粒形状及表面特征。

细骨料的颗粒形状和表面特征会影响其与水泥的粘结及混凝土拌合物的流动性。

人工砂和山砂的颗粒多棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，用它拌制的混凝土强度较高，但拌合物的流动性较差；河砂、海砂，颗粒多呈圆形，表面光滑，与水泥的粘结较差，用来拌制混凝土，混凝土的强度则较低，但拌合物的流动性较好。

③颗粒级配及粗细程度。

颗粒级配是指骨料中大小颗粒的搭配情况。

在混凝土中骨料之
间的空隙由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小骨料之间的空隙。

从图4-1可以看到：
a.如果是颗粒大小相同的骨料，空隙最大（图4-1（a））；
b.两种粒径的骨料搭配起来，空隙就减小了（图4-1（b））；
c.三种粒径的骨料搭配，空隙就更小了（图4-1（c））。

d.由此可见，要想减小骨料间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配，见图4-1（d）。

因此，砂也必须有良好的颗粒级配。

图4-1 骨料颗粒级配示意图
砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。

在相同质量条件下，细砂的总表面积较大，粗砂的总表面积较小。

砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分法进行测定。

用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。

筛分法是用一套直径为5mm、2.50mm、1.25mm、630μm、315μm 及160μm的标准筛，将500g（m0）干试样由粗到细依次过筛，称得各个筛上颗粒的质量m i，并计算出各筛上的分计筛余a1、a2、a3、a4、a5和a6（m i／m0）及累计筛余A1、A2、A3、A4、A5和A6（∑a i）。

累计筛余与分计筛余的关系见表4-4。

表4-4 累计筛余与分计筛余的关系
细度模数μf的公式：
细度模数愈大，表示砂愈粗。

砂的粗细程度按细度模数分粗、中、细三级，细度模数范围：3.7～3.1为粗砂；3.0～2.3为中砂；2.2～1.6为细砂；1.5～0.7为特细砂。

根据630μm筛孔的累计筛余量分成三个级配区，混凝土用砂的颗粒级配，可处于任何一个级配区以内。

以累计筛余百分率为纵坐标，以筛孔尺寸为横坐标，根据规定画出砂的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级配区的筛分曲线，如图4-2所示。

图4-2 砂的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级配区曲线
从筛分曲线也可看出细骨料的粗细，筛分曲线超过第Ⅰ区往右下偏时，表示砂过粗。

筛分曲线超过第Ⅲ区往左上偏时则表示砂过细。