《混凝土2组成材料》PPT课件.ppt

第三节 普通混凝土的主要组成材料 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。,一、水泥 水泥是混凝土中最重要的组分。 水泥品种的选择，应当根据混凝土工程性质与特点，工程的环境条件及施工条件，结合各种水泥特性进行合理的选择。 水泥强度等级的选择应当与混凝土的设计强度等级相适应。经验证明，配制C30以下的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.11.8倍，配制40以上的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.01.5倍，同时宜掺入高效减水剂。,二、细骨料 由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径0.165.0的岩石颗粒（砂）称为细骨料。混凝土用砂的质量技术要求分述如下。 1.砂的粗细程度与颗粒级配 (1)概念: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。在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。,砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。 因此，在拌制混凝土时，砂的颗粒级配和粗细程度应同时考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙及总表面积均较小，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实度与强度。,(2)筛分试验: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。 筛分析的方法，是用一套孔径（净尺寸）为10.0、5.0、2.50、1.25、0.63、0.315、0.16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i（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。,砂的累计筛余与分计筛余的关系,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；i-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。,砂级配区的规定,图5-3砂的1、2、3级配区曲线,2.有害杂质,粘土、粉砂、淤泥影响与水泥石的粘结强度，增加需水量，从而增加了砼的收缩，降低砼强度与耐久性。 有机杂质、硫酸盐影响砼整体强度，对水泥腐蚀作用。 海砂中对Cl-的控制,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（2及 2）起作用，产生碱骨料反应，使混凝土发生膨胀开裂。,为保证混凝土的质量，砂中有害杂质的含量，应符合国家技术规范的规定。见下表。,3.颗粒形状及表面特征 天然砂(natural sand)：河砂、海砂 人工砂(artificial sand)：山砂、机制砂 从流动性上看，人工砂的颗粒形状及表面特征不及天然砂好 从粘结力上看，天然砂的颗粒形状及表面特征不及人工砂好,4. 砂的物理性质,（1）密度、表观密度、堆积密度 （2）空隙率和填充率 （3）含水状态：全干、气干、饱和面干、润湿四种状态 （4）砂的坚固性 在气候、环境温、湿度及其他物理因素作用下抵抗破裂的能力用Na2SO4溶液浸泡。,骨料的饱和面干吸水率 骨料的几种含水状态如图2所示。,图54骨料的含水状态 （）全干状态，（ ）气干状态；（c）饱和面干状态（）湿润状态,三、粗骨料 粒径大于5的骨料为粗骨料（卵石和碎石）。对用于配制普通混凝土的卵石和碎石有以下技术要求： 1.最大粒径与颗粒级配 （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。根据我国钢筋混凝土施工规范规定：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；不得大于钢筋最小净距的 。另外还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。,（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5、10、20、40、80、150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。 石子颗粒级配范围应符合规范要求。碎石、卵石的颗粒级配规格见表5-8(P84)。,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555 立方体，或直径与高度均为5的圆柱体试样，浸泡水中，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1020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 200，卸荷后称取试样质量（0），再用孔径为2.36的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（m1），用下式计算压碎指标： 式中 a-压碎指标值，%； 0-试样质量，g； m1-压碎试验后试样的筛余量，g。 压碎指标值越小，骨料的强度越高。,（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.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。 粗骨料中的针状（颗粒长轴长度大于平均粒径的倍）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。骨料中针状颗粒含量，应符合规范中的有关规定。,四、混凝土拌合及养护用水 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、P