第一节骨料、矿物掺合料

Logo第二节、混凝土组成材料Logo一、骨料的定义均匀分布于胶凝材料之中，起填充、支撑或改性作用的颗粒状的材料，称之为骨料，又叫集料。Logo二、骨料的分类1、按照骨料的颗粒尺寸划分：细骨料—0.16mm～5mm（含5mm）粗骨料—5mm～Dmax2、按来源分类：天然骨料人造骨料工业灰渣骨料Logo细骨料（砂）Logo一、细骨料的定义粒径在0.16—5mm之间的岩石颗粒称为细骨料，又叫砂（sand)。二、细骨料的分类天然砂；人工砂：0.16—5mm破碎岩石。工业灰渣砂：炉渣、矿渣，有利于资源利用，但质量不稳定。Logo三、砂的性质及技术要求Logo1、砂的表观密度及堆密度砂的表观密度：一般在2.6~2.7g/cm3。表观密度越大，吸水率越小。干燥状态下堆密度：砂的堆积密度在1.35~1.55g/cm3，一般可取1.45g/cm3干燥状态下空隙率为35％－45％Logo砂的含水率计算式中：w´—材料的含水率，％m´—材料湿重，gm—材料干重，gLogo（2）砂的含水状态对工程的意义计算普通混凝土配合比时，一般以干燥状态的骨料为基准，按W/C确定用水量时，应补充干骨料的吸水；当骨料是润湿态时，要考虑扣除骨料的表面水。按体积比例配料时，砂的湿胀现象需加以注意。Logo2、砂中有害杂质及危害含泥量；泥块含量；云母含量；硫化物及硫酸盐含量；轻物质含量：煤粒、贝壳粒、软颗粒，密度小于2.0g/cm3。有机质含量；氯化物含量。Logo3、砂的粗细程度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。砂的粗细程度细度模数Mx砂的粗细程度对工程的意义在相同用砂量条件下。一般用粗砂配制混凝土比用细砂所用水泥为省。Logo细度模数Mx的定义及测定一套孔径（净尺寸）为4.75、2.36、1.18、0.60、0.300、0.15mm的6个标准筛。500g干砂试样由粗到细依次过筛，然后称量余留在各筛上的砂重，并计算出各筛上的分计筛余百分率；由分计筛余百分率计算累计筛余百分率。Logo累计筛余与分计筛余百分率关系筛孔尺寸（mm）分计筛余（％）累计筛余（％）4.75a1A1=a12.36a2A2=a1+a21.18a3A3=a1+a2+a30.60a4A4=a1+a2+a3+a40.30a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.15a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6Logo11654321005)(AAAAAAAMx细度模数的计算：Logo称取干燥状态下的砂子500g，进行筛分试验，已知4.75㎜、2.36㎜、1.18㎜、0.06㎜、0.03㎜、0.015㎜、筛底各筛上的分计筛余重量为39g、77g、70g、78g、95g、106g、34g，求其细度模数。Logo按细度模数将砂分类普通混凝土用砂的细度模数范围一般为3.7－0.7，理想的细度模数为2.75，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。Logo4、砂的级配o不同大小颗粒和数量比例的砂子的组合或搭配情况，谓之颗粒级配。o常用砂的筛分析方法进行测定。o用级配曲线表示砂的级配。Logo级配曲线的作法：以累计筛余百分率为纵坐标，以筛孔尺寸为横坐标，画出砂的筛分曲线。通过观察所计算的砂的筛分曲线是否完全落在三个级配区的任一区内，即可判定该砂级配的合格性。Logo砂的级配区范围（JGJ52－92）孔径（mm）累计筛余（％）Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区9.50004.7510~010~010~02.3635~525~515~01.1865~3550~1025~00.6085~7570~4140~1603095~8092~7085~550.15100~90100~90100~90Logo筛分曲线图Logo砂级配的选择配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。当采用Ⅰ区砂时，应适当提高砂率，并保证足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性；当采用Ⅲ区砂时，宜适当降低砂率，以满足混凝土强度。Logo5、砂的坚固性定义：是指砂在气候、环境或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。按标准规定，用饱和硫酸钠溶液检验，砂样经5次循环后其质量损失应符合下表的规定：砂的坚固性指标（JGJ52-92）混凝土所处环境条件循环后的质量损失（％）在严寒及寒冷地区室外使用并经常处于潮湿或干湿交替状态≤8其它条件的混凝土≤10Logo粗骨料三峡大坝石料厂Logo一、粗骨料定义：粒径＞5mm的岩石颗粒二、分类：1、按密度分类：重骨料、普通骨料、轻骨料2、按来源分类Logo三、粗骨料的性质及技术要求Logo1、表观密度、堆密度、吸水率表观密度：ρog=2500～2900kg/m3；堆密度：ρˊo=1500～1800kg/m3；空隙率P=37%～44％；吸水率Wg＜3%。Logo2、最大粒径Dmax（D95)—公称粒级的上限（如20~40mm）；正效应：随着石子粒径增大，混凝土强度与石子粒径正相关；负效应：当石子最大粒径超过一定值后（如40mm），混凝土强度与石子粒径负相关。LogoDmax选择原则：不能大于钢筋最小间隙3／4；不能大于结构截面最小尺寸1／4；Logo3、Dmax与混凝土强度的关系对于低强度砼贫砼（水泥170kg/m3）：石子越大(Dmax80mm),越有利于提高强度；对于普通强度等级砼(C20-C40)当Dmax40mm时，Dmax，砼强度当Dmax40mm时，Dmax，砼强度对于高强度砼宜选Dmax25mm碎石。Logo4、粗骨料的颗粒级配定义：大小石子之间的相互搭配情况。级配测定的12个标准筛：2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80mm及100mm等。级配种类连续级配：骨料颗粒尺寸由大至小连续分布，其中每一级骨料都占有适当比例；间断级配或单级配：骨料粒级是间断的，缺少中间一级或几级的级配。Logo碎石或卵石的颗粒级配范围图Logo理想的颗粒级配在拌制混凝土时，砂的粗细和颗粒级配应同时考虑。Logo5、有害杂质限量含泥量泥块含量硫酸盐、硫化物含量有机物含量针、片状颗粒含量Logo3)、石子的表面特征影响骨料与水泥石之间的粘结性能，进而影响混凝土的强度。碎石→表面粗糙而且具有吸收水泥桨的孔隙特征，所以它与水泥石的粘结能力强；卵石→表面光滑且少棱角，与水泥石的粘结能力较差，但混凝土拌合物的和易性较好。在相同条件下，碎石混凝土比卵石混凝土强度高10％左右。Logo6、骨料的碱活性骨料中的活性SiO2(如蛋白石、玉髓等)或活性碳酸盐（如白云石质石灰岩、方解石质白云岩），在有水分存在的情况下，与可溶性碱（NaOH、KOH）反应生成膨胀型产物破坏硬化混凝土，将骨料的这种性质叫碱活性，具有碱活性的骨料叫碱活性骨料。Logo7、粗骨料的强度岩石强度法石子相应母岩的立方体或圆柱体(50x50x50mmorφ50X50mm),在保水状态下的抗压强度，表示石子强度。所选石子强度应不小于所配砼强度的1.5倍。而且，对于火成岩其强度不宜低于80MPa,变质岩不宜低于60MPa,水成岩不宜低于45MPa。Logo压碎指标是将一定质量气干状态下粒径10－20mm的石子，装入一标准圆筒内，放在压力机上在3－5min内均匀加荷达200kN,卸荷后称取试样重m0，然后用孔径为2.36mm的筛筛除被压碎的细粒，再称出剩余在筛上的试样重m1，压碎指标δa可按下式计算：压碎指标δa值愈小，表示粗骨料抵抗受压破坏的能力越强%1001ooammmLogo普通混凝土用碎石和卵石的压碎指标岩石品种混凝土强度等级压碎指标（％）水成岩C55~C40≤C35≤10≤16变质岩C55~C40≤C35≤12≤20火成岩C55~C40≤C35≤13≤30卵石C55~C40≤C35≤12≤16Logo8、粗骨料的坚固性(soundness)在受到干湿循环，冻融循环，化学侵蚀等作用下，骨料的强度降低，质量减少的程度，称之为坚固性。可采用直接冻融或硫酸盐浸泡法测定。如F25等于5次硫酸盐浸泡烘干循环。以其质量损失率表示坚固性。Logo矿物掺合料Logo一、矿物掺合料定义在配制混凝土过程中加入的无机粉末状材料，掺量大于水泥质量的5％，加入混凝土中，早期无明显的化学反应，这样的物质叫矿物掺合料。二、矿物掺合料种类1、非活性掺合料磨细石灰石、磨细石英粉等。2、活性矿物掺合料火山灰、硅灰、粉煤灰、矿渣、烧页岩、烧煤矸石、沸石粉等。Logo常见矿物掺合料Logo（一）、粒化高炉矿渣1、矿渣来源：高炉炼铁“浮渣”铁矿石中的非金属矿（SiO2，Al2O3），助熔剂（石灰石、白云石等），燃料灰分（SiO2，Al2O3）。2、化学成分CaO、MgO、SiO2、Al2O3，与硅酸盐熟料相比，其CaO低，MgO、SiO2、Al2O3高。CaO＋SiO2＋Al2O390%。Logo3、活性（从成分上讲）碱性系数：Mo1:碱性矿渣Mo=1:中性矿渣Mo，活性Mo1:酸性矿渣%%%%322OAlSiOMgOCaOMoLogo质量系数K：K，活性一般要求K≥1.2,当1.6时，质量优良。%100%%%%%%2232MnOTiOSiOOAlMgOCaOKLogo（1）经济作用（2）技术作用对混凝土拌合物性能的影响提高粘性，降低离析泌水；延缓初、终凝时间。对硬化混凝土性能的影响早期强度有所降低，但后期增长率大；降低水化热，有助于防止混凝土出现温度应力裂缝。混凝土致密，提高抗渗性；抗腐蚀性提高4、掺入矿渣粉的作用Logo（二）、粉煤灰1、来源：火电厂燃煤后除尘器收集的细粉2、种类:原状灰（烟道飞灰）分级灰（加工灰）磨细灰：原状灰经再磨而成，符合I、II级FA标准要求。干排灰湿排灰增湿灰I级灰II级灰III级灰Logo（二）、粉煤灰(FA,flyash)3、化学成分主成分：SiO2（50％）、Al2O3(30%);少量CaOLogo（二）、粉煤灰(FA,flyash)4、掺FA的作用（1）经济作用（2）技术作用对混凝土拌合物性能的影响具有减水作用，提高流动性和泵送性能；延缓初、终凝时间。对硬化混凝土性能的影响早期强度有所降低，但后期增长率大；降低水化热，有助于防止混凝土出现温度应力裂缝。混凝土致密，提高抗渗性；抗腐蚀性提高抗碳化能力有所降低Logo（三）、硅灰1、来源：硅铁厂冶炼硅铁或硅金属的副产品。2、化学组成：90％以上SiO2，少量Fe2O3、CaO、SO3，烧失量平均2.5%。Logo3、掺入硅灰的作用（掺量4％－10％）：不利的影响：增大需水量，增大粘性，降低流动度；硅灰难分散，拌合物不易流动；增大了砼成本。有利的影响：提高了粘性，降低离析泌水（用于喷射砼，水下灌浆工程，水下不分散砼）提高砼的早期及后期强度（用于配制早强及高强混凝土）；提高砼密实度、耐磨度（用于抗冲耐磨砼）；提高砼抗渗性、抗冻性；提高砼耐腐蚀性。