第4章 第一～二节 普通混凝土及组成材料（课件）- 《建筑材料 第2版》同步教学（机工版·2014）

第4章 混凝土与砂浆 第一节 普通混凝土 第二节 普通混凝土的组成材料 第三节、普通混凝土的主要性质 第四节 砂 浆 第4章 混凝土与砂浆 混凝土是目前世界上用量最大的人工复合材料，是现代最重要的建筑材料之一。混凝土这种材料具有优越的技术性能及良好的经济效益，混凝土是由胶凝材料、粗细集料（或称骨料）以及水、外加剂和矿物掺和料按适当比例配合、拌制成混合物，经一定成型工艺，再经硬化而成的人造石材，又名“砼”。而砂浆由胶凝材料、细集料、掺加料和水等材料按适当比例配制而成。砂浆和混凝土在组成上的差别在于不含粗集料。 第一节 普通混凝土 钢筋混凝土斜拉桥主桥的斜拉板开裂严重 概况：某钢筋混凝土斜拉桥经过几年使用后，其主桥的斜拉板等上部主要构件均出现较多 裂缝，具体情况是：斜拉板开裂较多且较严重，很多斜拉板由上至下都出现裂缝，而开裂部位、裂缝形态基本相同。 分析：由于混凝土抗拉强度远低于其抗压强度，加之混凝土斜拉板在活动荷载、混凝土收缩徐变、温差等因素作用下，板内拉应力过大而导致斜拉板开裂。 一、混凝土的定义 广义上----凡由胶凝材料、骨料按适当比例配合，拌合制成的混合物，经一定时间硬化而成的人造石材统称之为混凝土。 目前工程上使用最多的是以水泥为胶结材料，以砂、石为骨料，加水及掺入适量外加剂和掺和料拌制的普通水泥混凝土（简称普通混凝土） 二、混凝土的分类 1、按表观密度分类 重混凝土——其表观密度大于2600kg/m3，用重骨料和钡水泥、锶水泥等重水泥配制而成。具有防射线的性能，又称防辐射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料。 普通混凝土——表观密度2100kg/m3～2500kg/m3，用普通的天然砂石为骨料配制而成，为建筑工程中常用的混凝土。 轻混凝土——表观密度小于1900kg/m3，是采用陶粒等轻质多孔的骨料，或者不采用骨料而掺入加气剂或泡沫剂，形成多孔结构的混凝土。主要用作轻质结构材料和绝热材料。 2、按用途分类 结构混凝土 防水混凝土 道路混凝土 防辐射混凝土 耐热混凝土 耐酸混凝土 大体积混凝土 膨胀混凝土等。 3、按其抗压强度（fcu） 混凝土还可分为： 低强度混凝土（fcu<30MPa) 高强度混凝土（fcu>60MPa) 超高强度混凝土（fcu>100MPa) 三、混凝土的特点 地方材料占80%以上，原材料易得且成本低。 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和任意尺寸的结构或预制构件。 硬化后有高的力学强度（抗压强度可达120MPa)和良好的耐久性。 与钢筋有牢固的粘结力，复合成钢筋混凝土能大大扩展了混凝土的应用范围。 可根据不同要求，通过调整配比配制出不同性质的混凝土。 可充分利于工业废料作骨料或掺和料，有利于环境保护。 混凝土的缺点 如自重大，比强度小； 抗拉强度低，一般只有其抗压强度的1/10-1/20； 硬化速度慢，生产周期长，强度波动因素多等。 改性： ——采用轻质骨料可显著降低混凝土的自重，提高比强度； ——掺入纤维或聚合物，可提高抗拉强度，大大降低混凝土的脆性； ——掺入减水剂、早强剂等外加剂，可显著缩短硬化周期，改善力学性能。 返回 第二节 普通混凝土的组成材料 水泥+水+天然砂+石子+掺和料和外加剂 水泥+水——水泥浆（Paste） 水泥浆＋砂——水泥砂浆（Mortar） 水泥砂浆＋石子——混凝土（Concrete） 外加剂－Admixture 掺和料 水泥浆的作用 在混凝土硬化前，水泥桨起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的流动性，便于施工。 水泥桨硬化后，起胶结作用，把砂石骨料胶结在一起，成为坚硬的人造石材－砼，并产生力学强度。 混凝土的结构 堆聚结构： 宏观匀质，微观非匀质 由不均匀分布的三相组成： 1）骨料相 2）水泥浆体相 3）过渡区相 影响混凝土的表观密度、弹性模量和尺寸稳定性 等物理性质。 骨料的孔隙率、孔径与分布，以及粒形、级配对混凝土的性能影响很大。 骨料相 (Aggregate Phase) 不均匀，含多种固相、孔隙和水。 固相：水化硅酸钙（C-S-H）、水化硫铝酸钙微晶；氢氧化钙片状大结晶；未水化水泥颗粒。 孔隙：毛细孔（微小）；气孔（大）。 水分：毛细孔水、吸附水和化学结合水。 硬化水泥浆体相 Hardened Cement Paste Phase 裂缝扩展的路径和方向 骨料 水泥石 骨料周围的过渡区 过渡区相 Transition Zone Phase 钢筋 沉降裂缝 水囊 混凝土表面 沉降裂缝 一、水泥的品质要求 水泥品种的选择—依据工程性质、工程环境、施工条件等合理选择。 水泥标号的选择—与配制的混凝土强度等