土木工程材料教案

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1、《土木工程材料》教案第四章白城师范学院土木工程系杨勇4.混凝土与砂浆4.1普通混凝土的组成材料4.2混凝土拌合物的性能4.3硬化后混凝土的性能4.4普通混凝土配合比设计及质量控制4.5其他种类混凝土及其新进展4.6砂浆学习目标：掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用。熟练掌握混凝土拌合物的性质及其测定和调整方法；硬化混凝土的力学性质、变形性质和耐久性及其影响因素；普通混凝土配合比设计方法。了解混凝土技术的新进展及其发展趋势。掌握砌筑砂浆的性质、组成、检测方法及其配合比设计方法。熟悉抹面砂浆的主要品种性能要求及其配制方法。混凝土是由胶凝材料、水和

2、粗、细集料按适当的比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。1）按胶结材料：水泥、沥青、硅酸盐、聚合物、硫磺混凝土等。2）按表观密度：重混凝土（>2600）、普通混凝土（2500~2000）、轻混凝土（<1950）。3）按施工工艺：泵送、喷射、真空脱水、碾压、热拌混凝土等。4）按用途：防水、防射线、耐酸、装饰、耐火混凝土等。5）按掺料：粉煤灰、硅灰、磨细矿渣、纤维混凝土等。6）按强度：低强（<30MPa）、中强（30~60MPa）、高强混凝土（≥60MPa）。7）按水泥用量：贫（<170kg）和富混凝土(≥230kg)。4.1普通混凝土的组

3、成材料普通水泥混凝土的组成材料主要是水泥、水、细骨料和粗骨料，还常包括掺和料和外加剂（各组成材料的作用不同）。基本工艺包括按配合比称量各组成材料、搅拌、运输、浇注、振捣、养护。4.1.1水泥1）水泥品种的选择：根据工程性质、部位、施工条件、环境状况、水泥的特性合理选择（表3-10）。2）水泥强度等级的选择：应于混凝土的设计强度等级相适应。一般以水泥强度为混凝土强度的1.5~2倍为宜。如水泥强度偏低，会使水泥用量过大，不经济，而且会影响混凝土其他技术性质。如水泥强度偏高，则水泥用量偏少，会影响混凝土和易性和密实度，导致该混凝土耐久性差。如必须用高强度水泥

4、配低强度混凝土时，可通过掺入一定量的混合材料来改善和易性，提高其密实度。4.1.2集料普通混凝土集料分两种：1）细集料（<4.75mm）：天然砂（河砂、海砂、山砂）和人工砂。2）粗集料（>4.75mm）：碎石和卵石。针状颗粒：长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者。片状颗粒：厚度小于平均粒径0.4倍者。2.集料的技术性质对混凝土性能的影响1）泥和泥块含量含泥量是指砂石中＜75μm的颗粒的含量。砂中原＞1.18mm水洗后手捏＜0.6mm的颗粒含量为砂的泥块含量。石中原＞4.75mm水洗后手捏＜2.36mm的颗粒含量为石的泥块含量。2）有害物质含量

5、草根、树叶等杂物；有机物、硫化物及硫酸盐；云母、轻物质、氯化物等。3）坚固性骨料的坚固性，按标准规定是用硫酸钠溶液检验，试样经5次循环后其重量损失应符合规定。4）碱含量骨料中若含有活性氧化硅，会于水泥中的碱发生碱-骨料反应，产生膨胀并导致混凝土开裂。5）级配和粗细程度骨料的级配是指骨料中不同粒径颗粒的分布情况（图4.2）。骨料的粗细程度是指不同粒径的颗粒混在一起的平均粗细程度。（1）砂的颗粒级配和粗细程度细度模数根据下式计算（精确至0.01）：根据细度模数Mx大小将砂按下列分类：Mx＞3.7特粗砂；Mx=3.1～3.7粗砂；Mx=3.0～2.3中砂；M

6、x=2.2～1.6细砂；Mx=1.5～0.7特细砂。砂的颗粒级配根据0.600mm筛孔对应的累计筛余百分率A4，分成Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区三个级配区，见下表。级配良好的粗砂应落在Ⅰ区；级配良好的中砂应落在Ⅱ区；细砂则在Ⅲ区。实际使用的砂颗粒级配可能不完全符合要求，除了4.75mm和0.600mm对应的累计筛余率外，其余各档允许有5%的超界，当某一筛档累计筛余率超界5%以上时，说明砂级配很差，视作不合格。以累计筛余百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标，根据上表的级区可绘制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级配区的筛分曲线，如下图所示。在筛分曲线上可以直观地分析砂的颗粒级配优劣。（2）石子

7、的颗粒级配和最大粒径石子的级配分为连续粒级和单粒级两种，也通过筛分确定。公称粒级的上限成为最大粒径。粒径大总表面积小，包裹水泥浆少，可节约水泥，粗骨料最大粒径应尽量大。但粒径大于40㎜可能造成强度下降。规范规定混凝土用骨料最大粒径：1≯1/4截面最小尺寸；2≯3/4钢筋最小净距；3≯1/2板厚或50㎜；4泵送混凝土(d/D)：碎石≯1/3，卵石≯1/2.5。混凝土用骨料粒径过大，对运输和搅拌都不方便。6）骨料的形状和表面特征骨料近似球形或正方体，表面光滑，表面积小，混凝土流动性好，但表面光滑与水泥粘结较差。砂的颗粒小较少考虑其形状，石子必须考虑针片状颗

8、粒的含量（限值见表4.7）。7）强度骨料强度是指粗骨料的强度。碎石可用抗压强度和压碎指标表示；