建筑材料-4[1]

第四章混凝土一定义：由胶凝材料和骨料，必要时加入化学外加剂，矿物掺合料，按适当比例配合拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的复合材料。§4-1概述土木建筑工程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和易性；具有与工程环境相适应的耐久性。材料组成经济合理、生产制作节约能源。二、种类：二、种类：表观密度胶凝材料结构重混凝土：ρo≥2600kg/m3轻混凝土：ρo＜1950kg/m3普通混凝土：1950kg/m3≤ρo＜2600kg/m3二、种类：表观密度胶凝材料结构无机胶凝材料有机胶凝材料聚合物水泥砼复合胶凝材料聚合物浸渍砼二、种类：表观密度胶凝材料结构普通结构砼细粒砼大孔砼多孔砼第四章混凝土混凝土水泥浆（作用：润滑|、胶结）骨料（作用：骨架、抑制收缩）水水泥细骨料（砂）粗骨料（石）§4-2混凝土的组成材料普通混凝土（简称为混凝土）是由水泥、砂、石和水所组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体。第四章混凝土一、水泥：在混凝土中起润滑（硬化前）和胶结（硬化后）作用。１、水泥品种的选择：根据工程特点、所处环境及设计、施工要求，选择适当品种水泥。２、水泥强度等级的选择：水泥强度等级应与混凝土强度等级相对应，高强度等级混凝土选用高强度等级水泥，低强度等级混凝土选用低强度等级水泥。§4-2混凝土的组成材料经验证明，一般水泥强度等级与砼强度等级之比约为1.5~2.0，高强度砼可取0.9~1.5。第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料二、细骨料（砂）：由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75ｍｍ的岩石颗粒（砂）称为细骨料。其作用是填充粗骨料空隙，减少水泥浆干缩。１、有害物质及含量：表4-2砂中有害杂质含量的规定（GB/T14684-2001）品质要求（按质量计）（%）项目I类II类III类含泥量＜1.03.05.0泥块含量0＜1.0＜2.0云母含量＜1.02.02.0轻物质＜1.01.01.0有机物含量合格合格合格硫化物、硫酸盐（ＳＯ３）＜0.50.50.5氯化物＜0.010.020.06第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料二、细骨料（砂）：２、颗粒级配、粗细程度⑴颗粒级配：不同粒径的砂互相搭配的情况。⑵粗细程度：指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。砂粒偏粗节约水泥，但混凝土拌合物和易性差。反之，和易性好经济性差。（a）（b）显然，图（a）和图（b）比较，图（b）中的骨料更密实，是合理的颗粒级配。所以，级配反映砂的空隙率的大小。⑶颗粒级配、粗细程度的评定指标：级配曲线、细度模数砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析试验的试验及数据处理过程：称料（烘干砂５００克）——筛分（砂分析筛）——称量（天平）——数据处理——计算细度模数——判断粗细程度绘制级配曲线——判断颗粒级配第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料筛分析的方法，是用一套孔径（净尺寸）为9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15㎜的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率ai及累计筛余百分率Ａi（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。细度模数的计算公式为：式中ai-----分计筛余百分率，即该号筛的筛余量除以试样总量；Ａi---累计筛余百分率，即该号筛与大于该号各筛分计筛余百分率之和。11654321005)(AAAAAAAMx第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料•细度模数（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，砂的细度模数范围一般为3.7～0.7，其中•Ｍx在3.7～3.１为粗砂，•Ｍx在３.0～2.3为中砂，•Ｍx在2.2～1.6为细砂，•Ｍx在1.5～0.7为特细砂。普通混凝土用砂的细度模数一般.在2.2～3.2之间较为适宜。•国家规范将细度模数为3.7～1.6的普通混凝土用砂，以0.60㎜筛孔的累计筛余量分成三个级配区，普通混凝土用砂的筛分曲线必须包容在三个级配曲线区域中的任一个区域以内。第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料建筑材料讲稿表4-1普通混凝土用砂级配区的规定（GB/T14684-2001）级配区I区II区III区筛孔尺寸（㎜）累计筛余百分率4.7510~010~010~02.3635~525~015~01.1865~3550~1025~00.6085~7170~4140~160.3095~8092~7085~550.15100~90100~90100~90建筑材料讲稿第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料二、细骨料（砂）：3．颗粒形状及表面持征·细骨料的颗粒形状及表面待征会影响其与水泥的粘结及混凝土拌合物的流动性。山砂的颗粒多具有棱角，表面租糙，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，其颗粒多呈圆形，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。第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料二、细骨料（砂）：活性碱砂中不应含有活性氧化硅，因为砂中含有的活性氧化硅，能与水泥中的碱分（Ｋ2Ｏ及Ｎａ2Ｏ）起作用，产生碱骨料反应，使混凝土发生膨胀开裂。第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料三、粗骨料（卵石和碎石）粒径大于4.75ｍｍ的骨料为粗骨料。3.1最大粒径、颗粒级配（1）石子最大粒径（Dmax）石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径。石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。然而石子最大粒径（Dmax）过大时，则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。同时，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和施工条件等方面的限制。规范规定：混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构物最小断面的短边长度的１／４；不得大于钢筋最小净距的３／４。第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料三、粗骨料（卵石和碎石）（2）颗粒级配粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配试验采用筛分法测定，即用2.36、4.75、9.5、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90ｍｍ等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配。连续级配是石子粒级呈连续性，即颗粒由小到大，每级石子占一定比例。用连续级配的骨料配制的混凝土混合料，和易性较好，不易发生离析现象。连续级配是工程上最常用的级配。间断级配也称单粒级级配。间断级配是人为地剔除骨料中某些粒级颗粒，从而使骨料级配不连续，大骨料空隙由小几倍的小粒径颗粒填充，以降低石子的空隙率。由间断级配制成的混凝土，可以节约水泥。由于其颗粒粒径相差较大，混凝土混合物容易产生离析现象，导致施工困难。表4-3卵石或碎石的颗粒级配范围（GB/T14685-2001）累计筛余（%）筛孔尺寸（圆孔筛）（㎜）级配情况公称粒级（㎜）2.364.759.5016.019.026.5031.537.553.063.075.0905~1095~10080~1000~150————————5~1695~10085~10030~600~100———————5~2095~10090~10040~80—0~100——————5~2595~10090~100—30~70—0~50—————5~31.595~10090~10070~90—15~45—0~50————连续粒级5~40—95~10070~90—30~65——0~50———10~20—95~10085~100—0~150——————16~31.5—95~100—85~100——0~100————20~40——95~100—80~100——0~100———31.5~63———95~100——75~10045~75—0~100—单粒级40~80————95~100——70~100—30~600~100第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料三、粗骨料（卵石和碎石）3.2粗骨料的强度及坚固性（1）粗骨料的强度粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子的压碎指标来表示。岩石立方强度试验，是用母岩制成5×5×5㎝立方体，或直径与高度均为5㎝的圆柱体试样，浸泡水中４８ｈ，待吸水饱和后进行抗压试验。石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于1.5。压碎指标是将一定重量气干状态下10～20ｍｍ的石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到200ｋＮ，卸荷后称取试样质量（ｍ0），再用孔径为2.36ｍｍ的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（m1）%100010mmma第四章混凝土§4-2混凝土的组成材料三、粗骨料（卵石和碎石）（2）骨料的坚固性骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用（如冻融循环作用）下骨料抗碎裂的能力。坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验，试样经五次干湿循环后，其质量损失应不超过规范的规定。3.3有害杂质粗骨料中的有害杂质主要有：粘土、淤泥及细屑；硫酸盐及硫化物；有机物质；蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩石颗粒等。它们的危害作用与在细骨料中相同。各种有害杂质的含量都不应超出规范的规定。3.4颗粒形状及表面特征粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的２～４倍）和片状（厚度小于平均粒径的0.4倍）颗粒，不仅影响混凝土的和易性，而且会使混凝土的强度降低。表4-4水泥混凝土用粗骨料中有害杂质含量的规定（按质量计）指标项目IIIIII含泥量（0.08㎜）＜0.5%1.0%1.5%泥块含量＜00.5%0.7%针片状颗粒含量＜5%15%25%SO3含量＜0.5%1%1%有机质含量＜合格合格合格坚固性质量损失＜5%8%12%•例．某干砂500g的筛分结果如下表所列。试计算该砂的细度模数并评定其级配筛孔尺寸（mm）4.752361.180.600.300.15筛余量(ｇ)51001501458020计算各筛的分计筛余百分数和累计筛余百分数如下表：筛孔尺寸(mm)分计筛余量（g）分计筛余（％）累计筛余（％）4.755a1=5/500=1A1=a1=12.36100a2=100/500=20A2=A1+a2=211.18150a3=150/500=30A3=A2+a3=510.60145a4=145/500=29A4=A3+a4=800.3080a5=80/500=16A5=A4+a5=960.1520a6=20/500=4A6=A5+a6=100计算细度模数：11654321005AAAAAAAMx）（43.31100510096805121）（根据细度模数，该砂属粗砂。在级配区内画出该砂的筛分曲线，见图。该曲线落在１区（粗砂区）内，说明该砂为粗砂，级配合格。[注]Ｍx在3.7～3.1为粗砂，Ｍx在3.0～2.3为中砂，Ｍx在2.2～1.6为细砂，Ｍx在1.5～0.7为特细砂。建筑材料讲稿5、砂的物理性质：⑴视密度：ρ′=2.6~2.7g/cm3⑵砂的含水状态：同细骨料四、拌和用水及养护用水：在拌制和养护混凝土用的水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，如油脂、糖类等。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污水、PH值小于４的酸性水、含硫酸盐（按ＳＯ3计）超过水重１％的水均不得使用，在对水质有疑问时可将该水与洁净水分别制成混凝土试块，然后进行强度对比试验，如果用该水制成的试块强度不低于洁净水制成的试块强度，就可用此水来拌制混凝土。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此一般不得用海水拌制混凝土。建筑材料讲稿第四章混凝土§4-3混凝土的主要技术