混凝土骨料 PPT课件

复习 1 几个思考题 沸煮法安定性试验是检测水泥中f CaO含量是否过多掺混合材料的水泥最适于蒸汽养护 水泥熟料矿物组成中耐化学腐蚀能力最差的是C3A 若要求水泥的水化热较低 可适当提高C2S的含量 普通硅酸盐水泥的强度等级 常见的活性混和材料有粒化高炉矿渣 粉煤灰 火山灰火山灰水泥的性能特点 用水淬粒化高炉矿渣加入适量石膏共同磨细 即可制得矿渣硅酸盐水泥 含重碳酸盐多的湖水中 可以使用硅酸盐水泥 水泥比表面积是指单位质量水泥颗粒表面积的总合 2 第四章混凝土用骨料 4 1概述混凝土组成 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 几个概念混凝土拌合物 硬化前的混凝土或称新拌混凝土 水泥浆 水和水泥组成水泥浆 水泥砂浆 水泥浆包裹在砂的表面 并填充在砂的空隙中成为砂浆水泥浆和砂浆在混凝土拌合物中分别起到润滑砂 石的作用 使混凝土具有施工要求的流动性 并使混凝土成型密实 3 4 1 1骨料通常所用的砂 石的强度高于水泥石的强度 因此在混凝土中 砂 石起骨架作用 称为骨料 主要限制混凝土的干缩 减少水泥的用量和水化热 降低成本 并提高混凝土的强度和耐久性的作用 骨料占混凝土总体积的70 80 水泥石 20 30 此外还有少量的气孔 4 4 1 1骨料分类 有害矿物 云母 泥 5 4 1 2骨料骨料的强度 由于骨料的强度一般高于水泥石的的强度 因此混凝土的强度一般决定于水泥石和界面粘结的强度 而界面粘接的强度又决定于水泥石的强度和表面状况 粗糙程度 棱角的多少 粘附的泥等杂质的多少 吸水性的大小 凝结硬化条件及混凝土拌合物的泌水性等 6 4 1 3骨料的弹性模量 混凝土的弹性模量受骨料的影响很大两者成正比例关系骨料的弹性模量一般为 7 4 1 4表观密度 堆积密度4 1 5级配表示骨料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4 1 5 1筛分曲线骨料颗粒大小 用各筛上的筛余量按质量百分比表示 注意砂的分级P117三分区连续级配 粗骨料 8 4 1 5 2细度模数的计算公式为 在3 7 3 1为粗砂 在3 0 2 3为中砂 在2 2 1 6为细砂 在1 5 0 7为特细砂 9 4 1 5 3空隙率粗骨料一般为 碎石45 卵石35 45 砂40 4 1 5 4骨料的最大粒径 选择较大 4 1 5 5粗骨料的针片状含量针 长度大于平均粒径2 4倍 8 15 25 片 厚度小于平均粒径0 4倍4 1 5 6骨料的质量系数对于级配的分析 V1越小 水泥量少 配出性能好的混凝土较小的表面积 10 4 1 6杂质含量及控制含泥量75mm以下泥块含量1 18毫米 600微米 4 75毫米 2 36有害物质含量骨料的耐久性软弱颗粒风化骨料骨料的抗冻性 11 4 1 7骨料的化学反应AAR碱 骨料反应AAR的评价方法 砂浆棒法AAR的抑制措施 使用非活性材料控制水泥及混凝土中的碱含量控制湿度使用混合材及化学外加剂隔离混凝土间的物质交换 12 碱集料反应 是指混凝土中所含的碱 Na2O或K2O 与骨料的活性成分 活性SiO2 在混凝土硬化后潮湿条件下逐渐发生化学反应 反应生成复杂的碱 硅酸凝胶 这种凝胶吸水膨胀 导致混凝土开裂的现象 反应慢 潜在危害相当大 13 4 2 1细骨料粒径小于150 4 75m 的岩石颗粒 砂 称为细骨料 混凝土用的细骨料有天然砂和人工砂 天然砂 河砂 湖砂 山砂和淡化海砂 混凝土用砂的质量技术要求分述如下 2 1砂的粗细程度与颗粒级配砂的粗细程度 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 4 2技术要求 TB T10424 2004 14 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 15 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 i 各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和 16 17 图4 1砂的1 2 3级配区曲线 18 例1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 19 20 砂按技术要求分为三类 I类宜用于强度等级 C60的混凝土II类宜用于强度等级C30 C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土 III类宜用于强度等级 C30的混凝土和建筑砂浆 21 砂中有害杂质的含量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 见表 22 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 23 4 2 2粗骨料粒径大于4 75 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 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 24 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 25 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90 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 26 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4 3 27 4 2 2 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 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 28 压碎指标是将一定重量气干状态下10 20 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 29 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 30 4 2 2 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 应符合规范中的规定 31 水泥混凝土用粗骨料中有害杂质的含量 应符合TB T10