矿大土木工程材料混凝土与砂浆学习教案

1、会计学1矿大矿大 土木工程土木工程(tm gngchng)材料材料 混混凝土与砂浆凝土与砂浆第一页，共122页。混凝土的起源可以混凝土的起源可以(ky)(ky)追塑到埃及金字追塑到埃及金字塔（最新研究认为：金字塔（最新研究认为：金字塔石料不是天然材料，而塔石料不是天然材料，而是用粘土、石灰等材料制是用粘土、石灰等材料制备而成的人工材料）、古备而成的人工材料）、古罗马时代宫殿的落成。罗马时代宫殿的落成。八十年代，我国甘肃省秦八十年代，我国甘肃省秦安县大地湾新石器时期遗安县大地湾新石器时期遗址出土了址出土了50005000年前的混凝年前的混凝土土100m3100m3，其的抗压强度，其的抗压强度为为

2、10MPa10MPa，这一发现堪称，这一发现堪称世界建筑史的一大奇迹。世界建筑史的一大奇迹。第1页/共122页第二页，共122页。 基本概念：基本概念：“混凝土混凝土” Concretus ” Concretus 共同生长共同生长法）法） 第一届巴黎万博会第一届巴黎万博会 钢筋混凝土小船钢筋混凝土小船1855 J.Monier 1855 J.Monier 砂浆制作的花盆用钢丝网加固砂浆制作的花盆用钢丝网加固(ji ) (ji ) 1887 M.Koenen 1887 M.Koenen 发明钢筋混凝土梁的计算方法发明钢筋混凝土梁的计算方法1892 Hennebique 1892 Hennebiq

3、ue 梁的剪切增强配筋方法梁的剪切增强配筋方法提出了预应力混凝土的概念提出了预应力混凝土的概念1928 E.Fregssinet1928 E.Fregssinet高拉力钢筋高强混凝土使预应力混凝土实用高拉力钢筋高强混凝土使预应力混凝土实用1934 1934 美国发明了减水剂美国发明了减水剂混凝土发展混凝土发展(fzhn)的的飞跃飞跃拉丁语拉丁语第2页/共122页第三页，共122页。p混凝土可应用于混凝土可应用于p大坝等水利工程大坝等水利工程(shulgngchng)(shulgngchng)p工业与民用建筑工业与民用建筑p给水排水工程给水排水工程p公路、铁路等交通工程公路、铁路等交通工程p水利

4、与水电工程水利与水电工程p地下工程地下工程p国防工程国防工程第3页/共122页第四页，共122页。第4页/共122页第五页，共122页。二、特点二、特点(tdin)(tdin)：1 1、优点：、优点： 原材料丰富原材料丰富(fngf)(fngf)、能耗低、能耗低不同材料的生产能耗表不同材料的生产能耗表第5页/共122页第六页，共122页。第6页/共122页第七页，共122页。改性：改性：采用轻质骨料可以降低混凝土的自重；采用轻质骨料可以降低混凝土的自重；掺入纤维或聚合物，可提高抗拉强度，大大降低混凝土的脆性；掺入纤维或聚合物，可提高抗拉强度，大大降低混凝土的脆性；掺入减水剂、早强剂等外加剂，可

5、显著缩短硬化周期掺入减水剂、早强剂等外加剂，可显著缩短硬化周期(zhuq)(zhuq)，改善力学性，改善力学性能。能。第7页/共122页第八页，共122页。水泥混凝土水泥混凝土沥青沥青(lqng)(lqng)混凝混凝土土聚合物混凝土聚合物混凝土水玻璃混凝土水玻璃混凝土石膏混凝土等石膏混凝土等轻混凝土：表观轻混凝土：表观(bio un)(bio un)密度小于密度小于1950 kg/m31950 kg/m3普通混凝土：表观密度普通混凝土：表观密度1950-2500kg/m1950-2500kg/m3 3 房屋、桥梁、路面等房屋、桥梁、路面等重混凝土：表观密度大于重混凝土：表观密度大于2600kg

6、/m2600kg/m3 3 采用重质骨料（重晶石、铁矿石、钢屑等）对采用重质骨料（重晶石、铁矿石、钢屑等）对X X射线，射线，r r射线有较高的屏蔽能力射线有较高的屏蔽能力（1 1）按胶结材料分）按胶结材料分三、砼的分类：三、砼的分类：第8页/共122页第九页，共122页。普通大孔砼：普通大孔砼：P0P0为为1500-1900 kg/m31500-1900 kg/m3 碎石、卵石，重矿渣碎石、卵石，重矿渣(kun zh)(kun zh)作骨作骨料料轻骨料大孔砼：轻骨料大孔砼：P0P0为为1500-1900 kg/m31500-1900 kg/m3 陶粒、浮石、碎砖、煤渣作骨料陶粒、浮石、碎砖、

7、煤渣作骨料轻混凝土：表观密度轻混凝土：表观密度(md)(md)小于小于1950 kg/m31950 kg/m3，它又分为，它又分为 ：第9页/共122页第十页，共122页。防水混凝土防水混凝土防辐射混凝土防辐射混凝土耐酸耐酸(nai sun)(nai sun)混凝土混凝土耐火混凝土等耐火混凝土等（5 5）按掺合料分）按掺合料分粉煤灰混凝土粉煤灰混凝土硅灰混凝土硅灰混凝土高炉矿渣高炉矿渣(kun zh)(kun zh)混凝土混凝土纤维混凝土纤维混凝土（4 4）按用途分）按用途分第10页/共122页第十一页，共122页。低强混凝土低强混凝土中强混凝土中强混凝土高强高强(goqing)(goqing

8、)混凝土混凝土贫水泥贫水泥(shun)(shun)混混凝土凝土富水泥富水泥(shun)(shun)混混凝土凝土 特干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土干硬性混凝土低流动性混凝土低流动性混凝土大流动性混凝土大流动性混凝土第11页/共122页第十二页，共122页。第12页/共122页第十三页，共122页。混凝土的宏观(hnggun)结构粗骨料( lio)细骨料( lio)水泥石过渡区5.1 5.1 普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料第13页/共122页第十四页，共122页。普通普通(ptng)(ptng)混凝土混凝土的组成的组成水泥(shun)水水泥浆石子(sh z)砂子骨 料新拌混凝土1

9、00%体积6075%715%2540%1421%2128%3942%凝结硬化硬化混凝土混凝土外加剂 为了改善或提高混凝土的性能(Cement paste )(aggregate)第14页/共122页第十五页，共122页。各组成材料(cilio)的作用骨 料廉价的填充材料，节省水泥用量混凝土的骨架(gji)，减小收缩，抑制裂缝的扩展传力作用降低水化热提供耐磨性水泥浆润滑(rnhu)作用与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性胶结作用包裹在所有骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨料胶结成整体，形成固体第15页/共122页第十六页，共122页。第16页/共122页第十七页，共122页。原则上原则

10、上配制高强度混凝土选用高强度等级配制高强度混凝土选用高强度等级(dngj)(dngj)水泥水泥配制低强度混凝土选用低强度等级配制低强度混凝土选用低强度等级(dngj)(dngj)水泥水泥第17页/共122页第十八页，共122页。某施工队使用以煤渣某施工队使用以煤渣(mizh)掺量为掺量为30的火山的火山灰水泥铺筑路面。使用两灰水泥铺筑路面。使用两年后，表面耐磨性差，已年后，表面耐磨性差，已出现露石，且表面有微裂出现露石，且表面有微裂缝。缝。按按JTJ 01294公路混凝公路混凝土路面设计规范，对于土路面设计规范，对于“水泥混凝土路面，水泥水泥混凝土路面，水泥可采用硅酸盐水泥、普通可采用硅酸盐水

11、泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路水泥。中等及轻交通的路面，也可以采用矿渣硅酸面，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。盐水泥。”所以，用火山灰水泥铺筑所以，用火山灰水泥铺筑路面是选用水泥不当。路面是选用水泥不当。工程工程(gngchng)实例实例第18页/共122页第十九页，共122页。该路面磨损较严重，已该路面磨损较严重，已出现较多裂纹。出现较多裂纹。可见表面水泥砂浆层干可见表面水泥砂浆层干缩较大缩较大(jio d)、耐磨、耐磨性较差。从资料可见，性较差。从资料可见，水泥混凝土选用普通硅水泥混凝土选用普通硅酸盐水泥，其熟料矿物酸盐水泥，其熟料矿物组成分别为组成分

12、别为 C3S 53，C2S 25，C3A 15，C4AF 7。所选用的水泥熟料矿物所选用的水泥熟料矿物组成中组成中C3A含量较高，含量较高，当水泥中当水泥中C3A含量较高，含量较高，其耐磨性较差、干缩较其耐磨性较差、干缩较大大(jio d)，可见选用，可见选用水泥不当。水泥不当。工程工程(gngchng)实例实例第19页/共122页第二十页，共122页。骨料骨料( lio)粗骨料：粗骨料：在混合料中起在混合料中起骨架作用骨架作用（碎石（碎石(su sh)、砾石、砾石等）等） 细骨料：细骨料：在混合料中起填在混合料中起填充作用充作用(zuyng)（天然砂、人工（天然砂、人工砂和石屑）砂和石屑）

13、在在水泥混凝土水泥混凝土中，粒径中，粒径5mm（以圆孔筛计）（以圆孔筛计）在在沥青混合料沥青混合料中，粒径中，粒径2.36mm2.36mm（以方孔筛计）（以方孔筛计） 在在水泥混凝土水泥混凝土中，粒径中，粒径5mm5mm（圆孔（圆孔 方孔筛）方孔筛） 在在沥青混合料沥青混合料中，粒径中，粒径2.36mm2.36mm（以方孔筛计）（以方孔筛计） 细骨料：粒径在细骨料：粒径在0.16mm0.16mm至至5mm5mm之间的骨料之间的骨料二、骨料二、骨料河砂 海砂 山砂第20页/共122页第二十一页，共122页。骨料骨料( lio)的颗粒形状的颗粒形状第21页/共122页第二十二页，共122页。2.2

14、.粗骨料粗骨料( ( lio)-lio)-石石（1 1）强度）强度（2 2）坚固性）坚固性（3 3）级配）级配（4 4）最大粒径的选择）最大粒径的选择（5 5）表面特征）表面特征(tzhng)(tzhng)和形状和形状 （6 6）有害杂质的含量）有害杂质的含量（7 7）碱活性检验）碱活性检验1.1.细骨料细骨料( ( lio)-lio)-砂砂（1 1）级配和细度模数）级配和细度模数（2 2）有害杂质的含量）有害杂质的含量 1 1）含泥量和泥块含量）含泥量和泥块含量 2 2）云母含量）云母含量 3 3）轻物质含量）轻物质含量 4 4）有机质含量）有机质含量 5 5）硫化物和硫酸盐含量）硫化物和硫

15、酸盐含量还需要测定还需要测定表观密度表观密度 堆积密度堆积密度二、骨料二、骨料第22页/共122页第二十三页，共122页。沙漠和海滩沙漠和海滩(hitn)细砂细砂第23页/共122页第二十四页，共122页。泉州某工程使用海砂泉州某工程使用海砂(hi sh)拌制打底砂浆拌制打底砂浆第24页/共122页第二十五页，共122页。海砂(hi sh)屋第25页/共122页第二十六页，共122页。海砂(hi sh)桥第26页/共122页第二十七页，共122页。挖砂船砂场第27页/共122页第二十八页，共122页。 2002年6月，从日晚至日中午，西安市持续降雨。日下午时许开始，灞河河水暴涨，陇海铁路线西安

16、市灞桥段铁路桥桥墩被洪水冲击松动。此后(c hu)，陇海线灞桥铁路桥第号桥墩、第号桥墩、第号、号和号桥墩相继发生塌陷，造成约多米的铁路桥完全垮塌断裂，余乘客滞留西安。桥梁年代久远、河道挖砂加剧河床下切及洪水水势浩大，是陇海铁路灞河桥被洪水冲垮的重要原因。 按照国家规定，在桥梁等建筑物500米内不得进行挖砂等作业。铁路部门认为，这样的距离，对于一般的小河、小桥，可以保证安全系数。对于灞河这样的大河、大桥，安全系数远远不够。 第28页/共122页第二十九页，共122页。西安洪水西安洪水(hngshu)冲垮灞河铁路桥冲垮灞河铁路桥汹涌汹涌(xingyng)的灞河河水还在继续猛的灞河河水还在继续猛涨涨

17、第29页/共122页第三十页，共122页。 由于灞河上游即为秦岭山脉，不时有大量砂石冲入河床，且质地比泾渭等河流的砂石要上乘得多，因此，早在30年前，灞河便成为了采砂人必选之地，年复一年的挖砂已造成(zo chn)灞河上游覆盖河床的砂石日渐采空，挖砂地点也由之往下。居民说，原来陇海线灞河铁路大桥下的砂石与保护大桥桥墩的斜坡几乎平齐，但现在的情况是，砂石已经在斜坡往下2米之处了疯狂挖砂把桥墩、桥基都掏空了。据记者了解，在垮桥下方有30多个砂站，每个砂站日存砂可达600多立方米，往往一天下来，有超过1万方砂石被挖砂人从距离陇海线不远的灞河铁路大桥屹立的灞河水中掏走。 第30页/共122页第三十一页

18、，共122页。 2004年9月7日晚，四川金马河三渡水大桥在出现塌陷10多个小时后，分别在21时40分和22时20分垮了。成都市交通局就垮桥事件召开新闻通气会。 据天府早报报道，西南交大桥梁专家钱永久(yngji)教授表示，像三渡水这样的大桥，其正常使用寿命应该在50年以上，但该桥的使用时间还远远不足这个数就垮塌了。经桥梁专家仔细勘查后初步认定，该桥垮塌的根本原因是河里采砂严重造成的。 经实地勘察，三渡水大桥的垮塌与过度采砂有着非常明显得关系。钱教授站在河堤上，指着对岸一座已堆成小山的河砂称，由于三渡水大桥上游河段的过度采砂，已经致使河床变窄，水流速度加剧。据称，在一般情况下，河底泥沙被水流冲

19、走后，都会有相应的泥沙来补充。但因为水流速度明显加快，桥墩附近的泥沙在被冲刷淘空后，没能得到有效补充，在重力作用下，桥墩必然向下塌陷，最终导致架拱变形破坏和桥面垮塌。 第31页/共122页第三十二页，共122页。三渡水大桥出现三渡水大桥出现(chxin)塌陷塌陷三渡水大桥三渡水大桥(d qio)新旧大桥新旧大桥(d qio)中部垮塌中部垮塌三渡水大桥新旧大桥中部垮塌，交通部门三渡水大桥新旧大桥中部垮塌，交通部门采取了采取了 封闭桥头封闭桥头(qiotu)的措施的措施第32页/共122页第三十三页，共122页。福建泉州晋江非法采砂愈演愈烈福建泉州晋江非法采砂愈演愈烈 福建省泉州市晋江上游及泉州湾

20、晋江入海口非法采砂活动愈演福建省泉州市晋江上游及泉州湾晋江入海口非法采砂活动愈演愈烈。一些采砂业主受高额经济利益的驱使，无视河道采砂管理的愈烈。一些采砂业主受高额经济利益的驱使，无视河道采砂管理的法律法规，进行掠夺性开采，使本来平整的河床变得支离破碎，严法律法规，进行掠夺性开采，使本来平整的河床变得支离破碎，严重危害河道行洪、防洪堤坝以及跨河桥梁重危害河道行洪、防洪堤坝以及跨河桥梁(qioling)的安全。泉州的安全。泉州市有关部门虽然对非法采砂活动进行过多次专项整治打击，但除局市有关部门虽然对非法采砂活动进行过多次专项整治打击，但除局部地区有所收敛外，收效甚微。部地区有所收敛外，收效甚微。第

21、33页/共122页第三十四页，共122页。日益严重的非法日益严重的非法(fif)采砂活动将河道搞得支离破采砂活动将河道搞得支离破碎碎选砂后丢弃在河道中央的废石已成了一座小山选砂后丢弃在河道中央的废石已成了一座小山(xio shn)，给河道行洪带来极大隐患，给河道行洪带来极大隐患盲目无度的非法采砂导致河床盲目无度的非法采砂导致河床下陷，使位于晋江上游西溪上下陷，使位于晋江上游西溪上的漳（平）泉（州）线跨河铁的漳（平）泉（州）线跨河铁路桥的桥墩基础路桥的桥墩基础(jch)严重裸严重裸露，直接威胁着铁路桥列车运露，直接威胁着铁路桥列车运行的安全行的安全泉州湾晋江入海口处的非法采砂活动也死灰复燃。泉州

22、湾晋泉州湾晋江入海口处的非法采砂活动也死灰复燃。泉州湾晋江入海口海上可以看到数十条非法采砂船在作业。这是一条江入海口海上可以看到数十条非法采砂船在作业。这是一条采砂船（右）将海砂输送到运输船上采砂船（右）将海砂输送到运输船上第34页/共122页第三十五页，共122页。 大量非法采砂场和数百艘违规采砂船每年从邕江捞起600多万吨砂石，使河道一再变窄，水位一降再降，不仅降低了邕江的自净能力，威胁饮用水安全，而且(r qi)危及邕江上6座大桥及邕江大堤的安全 广西南宁市中兴大桥下，大量广西南宁市中兴大桥下，大量(dling)的采砂船在作业的采砂船在作业广西南宁市柳沙园艺场附近广西南宁市柳沙园艺场附近

23、(fjn)，沿邕江两岸布满采砂场沿邕江两岸布满采砂场一名盗采砂石的工人正在东张西望，以确定是一名盗采砂石的工人正在东张西望，以确定是否安全否安全第35页/共122页第三十六页，共122页。河床塌陷河床塌陷(txin)江边房屋满是裂痕江边房屋满是裂痕 闽侯全境叫停采砂闽侯全境叫停采砂 靠江的房屋里满是裂痕靠江的房屋里满是裂痕(li hn)第36页/共122页第三十七页，共122页。 北京大大小小的非法砂石加工企业已经超过北京大大小小的非法砂石加工企业已经超过1000家，每年生产的非法砂石量超过家，每年生产的非法砂石量超过2000万万吨，按北京市场吨，按北京市场1吨砂成交价为吨砂成交价为40元至元

24、至50元计算，这些非法采来的砂石一年就可以卖元计算，这些非法采来的砂石一年就可以卖10亿元亿元 , 北京市一年建筑行业的用砂量约为北京市一年建筑行业的用砂量约为7000万吨，其中来自非法砂石加工厂的占到三分之一左万吨，其中来自非法砂石加工厂的占到三分之一左右。右。 非法采砂愈演愈烈非法采砂愈演愈烈(y yn y li)，究其原因是非法采砂几乎无成本的暴利驱使，究其原因是非法采砂几乎无成本的暴利驱使对对合法企业而言，扣除各种税费和生产经营成本，每吨砂利润不超过合法企业而言，扣除各种税费和生产经营成本，每吨砂利润不超过10元。而非法盗采的砂元。而非法盗采的砂石不交资源补偿费、开采费，也不交税，每吨

25、砂非法获利可达石不交资源补偿费、开采费，也不交税，每吨砂非法获利可达20元至元至30元。元。 第37页/共122页第三十八页，共122页。 盗采(do ci)者在北京潮白河河床内挖掘、运送砂石非法非法(fif)采砂者在北京潮白河河床内筛砂采砂者在北京潮白河河床内筛砂由于常年开采，北京永定河地区永定镇民房附近已形由于常年开采，北京永定河地区永定镇民房附近已形成成(xngchng)巨大的砂石坑巨大的砂石坑第38页/共122页第三十九页，共122页。 在河南汝河郏县王集段和襄县十里铺段的河道上，近百条私人采沙船(shchun)在河道上大肆挖沙，河道两岸的植被遭到破坏，防洪河堤多处塌陷，水土流失给河道

26、防洪带来安全隐患。 非法采沙船只在河南(h nn)汝河河道上采 因河道过度采沙，河南汝河襄县十里铺段的防洪堤出现(chxin)多处塌陷河南汝河襄县十里铺段汝河防洪堤出现河南汝河襄县十里铺段汝河防洪堤出现多处塌陷多处塌陷第39页/共122页第四十页，共122页。建筑工程混凝土用砂数量十分巨大。河滨及地下古河道是建筑用砂的重要来源。虽然建筑工程混凝土用砂数量十分巨大。河滨及地下古河道是建筑用砂的重要来源。虽然如此，也不可小看了海滨建筑用砂的价值。美国就把这项资源看作一项重要的现实资如此，也不可小看了海滨建筑用砂的价值。美国就把这项资源看作一项重要的现实资源，并对其储量进行了勘查计算；全美拥有普通海

27、砂和砾石资源源，并对其储量进行了勘查计算；全美拥有普通海砂和砾石资源l400亿吨。砾石不但亿吨。砾石不但是建筑材料，还是化肥、陶瓷生产不可缺少的是建筑材料，还是化肥、陶瓷生产不可缺少的球磨球磨材料。我国辽东半岛南端旅顺口材料。我国辽东半岛南端旅顺口柏岚子海滨的砾石，一度成为国内外有关厂家争相购买的抢手货。柏岚子海滨的砾石，一度成为国内外有关厂家争相购买的抢手货。 70年代以来，世界年代以来，世界每年开采海滨建筑用砂和砾石的价值，也在每年开采海滨建筑用砂和砾石的价值，也在2亿美元以上。我国改革开放以前，基建亿美元以上。我国改革开放以前，基建规模不大，河沙即可满足需要。规模不大，河沙即可满足需要。

28、90年代以后，出现了乱挖乱采海沙的问题，已经引起年代以后，出现了乱挖乱采海沙的问题，已经引起有关政府部门的重视。为了保护海岸稳定和环境的优美，海砂、砾石也不是可以随意有关政府部门的重视。为了保护海岸稳定和环境的优美，海砂、砾石也不是可以随意开采的。探明可供开采的地点和储量也是必要开采的。探明可供开采的地点和储量也是必要(byo)的。的。 随着周边国家和地区如日本、香港大型工程项目的兴建，广东、广西、福建、浙江、随着周边国家和地区如日本、香港大型工程项目的兴建，广东、广西、福建、浙江、山东沿岸海砂开采活动日渐频繁。山东沿岸海砂开采活动日渐频繁。 第40页/共122页第四十一页，共122页。表面状

29、态：表面状态： 砂按产源分为天然砂、人工砂两类，天然砂可分为：砂按产源分为天然砂、人工砂两类，天然砂可分为：河砂、湖砂：其颗粒圆滑，比较洁净，产源广；河砂、湖砂：其颗粒圆滑，比较洁净，产源广； 山砂：与河砂相比有棱角，表面粗糙，但含砂量和含有机杂质较山砂：与河砂相比有棱角，表面粗糙，但含砂量和含有机杂质较多；多；淡化海砂淡化海砂(hi sh)： 虽然有河砂的优点，但常混有贝壳碎片和含虽然有河砂的优点，但常混有贝壳碎片和含较多盐分。较多盐分。 人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统称。人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统称。 第41页/共122页第四十二页，共122页。 我国建筑用砂年需约我国

30、建筑用砂年需约6亿吨左右。目前我国多数地区应用的是天然砂，天然砂亿吨左右。目前我国多数地区应用的是天然砂，天然砂资源是一种地方资源、是短时间内不可再生和长距离运输的，随着基本建设的日资源是一种地方资源、是短时间内不可再生和长距离运输的，随着基本建设的日益发展和环境保护的需要，在我国不少地区出现天然砂资源逐步减少、砂质量下益发展和环境保护的需要，在我国不少地区出现天然砂资源逐步减少、砂质量下降、限采或禁采天然砂的情况，混凝土用砂供需矛盾尤为突出，而砂的价格降、限采或禁采天然砂的情况，混凝土用砂供需矛盾尤为突出，而砂的价格(jig)越来越高用砂高峰时甚至无砂可用影响了工程建设的进展。随着混凝土技术

31、的迅越来越高用砂高峰时甚至无砂可用影响了工程建设的进展。随着混凝土技术的迅速发展，现代混凝土对砂的技术要求则越来越高，特别是高强度等级和高性能混速发展，现代混凝土对砂的技术要求则越来越高，特别是高强度等级和高性能混凝土对骨料的要求很严，能满足其要求的天然砂数量越来越少，甚至没有。因此，凝土对骨料的要求很严，能满足其要求的天然砂数量越来越少，甚至没有。因此，发展新砂源（人工砂）势在必行。同时，我国有大量的金属矿和非金属矿，在采发展新砂源（人工砂）势在必行。同时，我国有大量的金属矿和非金属矿，在采矿和加工过程中伴随产生约矿和加工过程中伴随产生约40-60的尾矿，有相当尾矿没有合理利用、浪费资的尾矿

32、，有相当尾矿没有合理利用、浪费资源、占用土地、造成环境污染，而如果经过适当分选与加工，不少尾矿就可以制源、占用土地、造成环境污染，而如果经过适当分选与加工，不少尾矿就可以制成人工砂，既解决砂源和环境污染问题，又提高了资源利用率，形成综合效益。成人工砂，既解决砂源和环境污染问题，又提高了资源利用率，形成综合效益。第42页/共122页第四十三页，共122页。v建筑用砂（建筑用砂（GB/T14684-2001GB/T14684-2001）v普通混凝土用砂质量标准及检验普通混凝土用砂质量标准及检验(jinyn)(jinyn)方法方法JGJ52-92JGJ52-92类：类：类用于强度类用于强度(qing

33、d)(qingd)等级大于等级大于C60C60的混凝土的混凝土类：类：类用于强度类用于强度(qingd)(qingd)等级在等级在C30-C60 C30-C60 抗冻、抗抗冻、抗渗渗类：类：类用于强度类用于强度(qingd)(qingd)小于小于C30C30混凝土混凝土质量要求：质量要求：（1 1）泥及泥块含量）泥及泥块含量（2 2）有害物质）有害物质 （3 3）坚固性）坚固性: :（4 4）碱活性（碱活性物质）碱活性（碱活性物质）（5 5）颗粒级配及粗细程度）颗粒级配及粗细程度（6 6）骨料的形状和表面特征）骨料的形状和表面特征（7 7）强度）强度第43页/共122页第四十四页，共122页。

34、第44页/共122页第四十五页，共122页。第45页/共122页第四十六页，共122页。表表 4-2 砂砂中中有有害害杂杂质质含含量量的的规规定定（GB/T14684-2001） 品品质质要要求求（按按质质量量计计） （%） 项项目目 I类类 II类类 III类类 含含泥泥量量 1.0 3.0 5 5. .0 0 泥泥块块含含量量 0 1 1. .0 0 2 2. .0 0 云云母母含含量量 1.0 2.0 2.0 轻轻物物质质 1.0 1.0 1.0 有有机机物物含含量量 合合格格 合合格格 合合格格 硫硫化化物物、硫硫酸酸盐盐 （） 0.5 0.5 0.5 氯氯化化物物 0.01 0.02

35、 0.06 第46页/共122页第四十七页，共122页。第47页/共122页第四十八页，共122页。碱骨料反应试验：碱骨料反应试验：材料材料(cilio)(cilio)：骨料，碱含量大于：骨料，碱含量大于1 12 2的高碱水泥，水的高碱水泥，水水泥：砂水泥：砂=1=1：2.252.25流动度为流动度为105-120mm105-120mm的砂浆，制成尺寸为的砂浆，制成尺寸为25mm25mm25mm25mm280mm280mm、端部带有不、端部带有不锈钢质测头的试件。锈钢质测头的试件。在在200C200C2020。C C温度下养护温度下养护24h24h脱模，并测量试件的长度作为基准长度。然脱模，并

36、测量试件的长度作为基准长度。然后将试件在后将试件在400C400C20C20C温度下养护，分别测定温度下养护，分别测定14d14d、1 1个月、个月、2 2个月、个月、3 3个月个月、6 6个月龄期的试件长度，求出各龄期的膨胀率。如果试件表面无裂缝、个月龄期的试件长度，求出各龄期的膨胀率。如果试件表面无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，且酥裂、胶体外溢等现象，且6 6个月龄期的膨胀率小于个月龄期的膨胀率小于O.10O.10，则判定为该，则判定为该骨料无潜在的碱一硅酸反应危害，反之则判定为有潜在的碱一硅酸反应危骨料无潜在的碱一硅酸反应危害，反之则判定为有潜在的碱一硅酸反应危害。害。第48页/共122页

37、第四十九页，共122页。极配的好坏直接影响砂子的堆积密度以及形成骨架极配的好坏直接影响砂子的堆积密度以及形成骨架(gji)的密实程度的密实程度第49页/共122页第五十页，共122页。骨料的粗细程度骨料的粗细程度：不同粒径的骨料颗粒混合在一起的平均：不同粒径的骨料颗粒混合在一起的平均粗细程度。粗细程度。与总表面积有关。与总表面积有关。骨料的颗粒级配骨料的颗粒级配：不同粒径颗粒的互相组合搭配情况不同粒径颗粒的互相组合搭配情况（5 5）颗粒）颗粒(kl)(kl)级配及粗细程度级配及粗细程度测定方法：筛分析法测定方法：筛分析法依据依据(yj)(yj)：建筑用砂（：建筑用砂（GB/T14684-GB/

38、T14684-20012001）筛孔尺寸：筛孔尺寸：9.50mm9.50mm，4.75mm4.75mm，2.36mm,1.18mm2.36mm,1.18mm，0.600mm0.600mm， 0.300mm 0.300mm，0.150mm0.150mm第50页/共122页第五十一页，共122页。砂筛分(shi fn)试验第51页/共122页第五十二页，共122页。筛孔尺寸筛孔尺寸 4.76mm4.76mm 筛孔尺寸筛孔尺寸 2.36mm2.36mm 筛孔尺寸筛孔尺寸 1.18mm1.18mm 筛孔尺寸筛孔尺寸 0.60mm0.60mm 筛孔尺寸筛孔尺寸 0.30mm0.30mm 筛孔尺寸筛孔尺寸

39、 0.15mm0.15mm 筛底筛底筛孔尺寸筛孔尺寸 9.50mm9.50mm 方孔筛方孔筛v试样：烘干至恒重，称取试样试样：烘干至恒重，称取试样500500克克v放在筛中，放置摇筛机上摇筛放在筛中，放置摇筛机上摇筛1010分钟分钟v取下，分别称量每个筛子上剩余砂量取下，分别称量每个筛子上剩余砂量v分别计算分计筛余和累计筛余量分别计算分计筛余和累计筛余量% %分计筛余分计筛余= =每个筛子每个筛子(shi zi)(shi zi)筛余量筛余量/ /砂子总量砂子总量* *% %累计累计(li j)(li j)筛余量筛余量= =各个筛和比该筛粗的所有各个筛和比该筛粗的所有份计筛余百分率加在一起份计筛

40、余百分率加在一起第52页/共122页第五十三页，共122页。筛孔尺寸，筛孔尺寸，mmmm分计筛余，分计筛余，% %累计筛余，累计筛余，% %4.752.361.180.600.300.15a1=(m1/ms)*100%a2=(m2/ms)*100%a3=(m3/ms)*100%a4=(m4/ms)*100%a5=(m5/ms)*100%a6=(m6/ms)*100%A1=a1A2=a1+ a2A3=a1+ a2+ a3A4=a1+ a2+ a3+ a4A5=a1+ a2+ a3+ a4+ a5A6=a1+ a2+ a3+ a4+ a5+ a6第53页/共122页第五十四页，共122页。 筛孔尺

41、寸，筛孔尺寸，mmI 区区II 区区III 区区9.500004.751001001002.363552501501.18653550102500.600.608571704140160.309580927085550.15100901009010090根据建筑用砂（根据建筑用砂（GB/T14684-2001GB/T14684-2001）选用）选用(xunyng)(xunyng)标准筛：标准筛：砂的级配区砂的级配区 累计累计(li j)(li j)筛余（按重量计）筛余（按重量计）%第54页/共122页第五十五页，共122页。第55页/共122页第五十六页，共122页。检测方法检测方法(fngf

42、)(fngf)：标准筛（单位：标准筛（单位mmmm）5.005.00、2.502.50、 1.25 1.25、 0.630 0.630、 0.315 0.315、0.1600.160，将抽，将抽样取得的样取得的 干砂干砂500g500g进行过筛。进行过筛。第56页/共122页第五十七页，共122页。 筛孔尺寸，筛孔尺寸，mmI 区区II 区区III 区区10.00005.001001001002.503552501501.25653550102500.6300.6308571704140160.3159580927085550.160100901009010090第57页/共122页第五十八页

43、，共122页。第58页/共122页第五十九页，共122页。第59页/共122页第六十页，共122页。第60页/共122页第六十一页，共122页。 细度模数（细度模数（M M x x）11654321005)(AAAAAAAMx砂的粗细砂的粗细(cx)程度：程度：粗砂粗砂 3.7 3.1 3.7 3.1中砂中砂 3.0 2.3 3.0 2.3细砂细砂(x sh) 2.2 1.6(x sh) 2.2 1.6特细砂特细砂(x sh)1.5 0.7(x sh)1.5 0.7普通普通(ptng)(ptng)混凝土用砂范围：混凝土用砂范围：3.71.63.71.6混凝土宜优先选用中砂混凝土宜优先选用中砂第

44、61页/共122页第六十二页，共122页。某干砂某干砂500g500g的筛分结果的筛分结果(ji gu)(ji gu)如下表所列。试计算该砂的细如下表所列。试计算该砂的细度模数并评定其级配度模数并评定其级配筛孔尺寸（mm） 4.75 236 1.18 0.60 0.30 0.15 筛余量() 5 100 150 145 80 20 例题例题(lt)第62页/共122页第六十三页，共122页。计计算算各各筛筛的的分分计计筛筛余余百百分分数数和和累累计计筛筛余余百百分分数数如如下下表表： 筛筛孔孔 尺尺寸寸(mm) 分分计计筛筛余余量量（g） 分分计计筛筛余余（） 累累计计筛筛余余（） 4.75

45、5 a1=5/500=1 A1=a1=1 2.36 100 a2=100/500=20 A2=A1+ a2=21 1.18 150 a3=150/500=30 A3=A2+ a3=51 0.60 145 a4=145/500=29 A4=A3+ a4=80 0.30 80 a5=80/500=16 A5=A4+ a5=96 0.15 20 a6=20/500=4 A6=A5+ a6=100 第63页/共122页第六十四页，共122页。第64页/共122页第六十五页，共122页。11654321005)(AAAAAAAMx总结总结(zngji)粗砂粗砂3.7 3.13.7 3.1中砂中砂3.0

46、2.33.0 2.3细砂细砂(x sh)2.2 1.6(x sh)2.2 1.6特细砂特细砂(x sh)1.5 0.7(x sh)1.5 0.7砂的细度模数与级配无关砂的细度模数与级配无关混凝土宜优先选用中砂混凝土宜优先选用中砂粗细程度粗细程度第65页/共122页第六十六页，共122页。问题(wnt)？砂的颗粒级配区与细度模数的意义相同吗？为什么？ 答：不相同。颗粒级配区不能区别(qbi)砂子的粗细程度的差别。细度模数相同，级配相同吗？级配相同，细度模数相同吗？ 答：细度模数相同，级配不一定相同；但级配相同，细度模数一定相同。第66页/共122页第六十七页，共122页。 类石子要求类石子要求(

47、yoqi)(yoqi)高，用于强度等级大于高，用于强度等级大于C60C60的混凝土的混凝土 类强度等级在类强度等级在C30-C60C30-C60及抗冻、抗渗或其他要求及抗冻、抗渗或其他要求(yoqi)(yoqi)的混凝土的混凝土 类用于强度小于类用于强度小于C30C30混凝土混凝土第67页/共122页第六十八页，共122页。第68页/共122页第六十九页，共122页。第69页/共122页第七十页，共122页。碱骨料反应(fnyng)产生的网状裂纹第70页/共122页第七十一页，共122页。（1 1）颗粒级配）颗粒级配（2 2）含泥量及泥块含量）含泥量及泥块含量（3 3）有害物质）有害物质（4

48、4）针片状颗粒含量）针片状颗粒含量（5 5）坚固）坚固(jing)(jing)性性（6 6）强度）强度（7 7）表观密度、堆积密度、空隙率）表观密度、堆积密度、空隙率（8 8）碱骨料反应（碱活性）碱骨料反应（碱活性）（9 9）石子最大粒径、颗粒形状与表面特征）石子最大粒径、颗粒形状与表面特征石子石子(sh z)(sh z)的质量要求的质量要求第71页/共122页第七十二页，共122页。v单粒级用于组成具有要求级配的连续粒级，也可以与连续粒级混合单粒级用于组成具有要求级配的连续粒级，也可以与连续粒级混合使用，以改善级配或配成较大密实度的连续级配。使用，以改善级配或配成较大密实度的连续级配。v单粒

49、级一般不单独用于配置混凝土，如果必须单独使用，则应作技单粒级一般不单独用于配置混凝土，如果必须单独使用，则应作技术经济分析，通过试验证明术经济分析，通过试验证明(zhngmng)(zhngmng)不发生离析或影响混凝土质不发生离析或影响混凝土质量。量。第72页/共122页第七十三页，共122页。石子石子(sh z)筛分试验筛分试验第73页/共122页第七十四页，共122页。表表 4-3 卵卵石石或或碎碎石石的的颗颗粒粒级级配配范范围围（GB/T14685-2001） 累累计计筛筛余余（%） 筛筛孔孔尺尺寸寸（圆圆孔孔筛筛） （） 级级配配情情况况 公公称称 粒粒级级（） 2.36 4.75 9

50、.50 16.0 19.0 26.50 31.5 37.5 53.0 63.0 75.0 90 510 95100 80100 015 0 516 95100 85100 3060 010 0 520 95100 90100 4080 010 0 525 95100 90100 3070 05 0 531.5 95100 90100 7090 1545 05 0 连连续续粒粒级级 540 95100 7090 3065 05 0 1020 95100 85100 015 0 1631.5 95100 85100 010 0 2040 95100 80100 010 0 31.563 95100

51、 75100 4575 010 0 单单粒粒级级 4080 95100 70100 3060 010 0 第74页/共122页第七十五页，共122页。3 3、石子的质量要求、石子的质量要求(yoqi)(yoqi)：（2 2）含泥量及泥块含量、）含泥量及泥块含量、 （3 3）有害物质）有害物质第75页/共122页第七十六页，共122页。骨料( lio)的有害杂质有害杂质的种类：粘土、泥块、云母；硫酸盐、硫化物、有机质；活性SiO2；针片状颗粒等。有害杂质的危害：影响水泥的水化、腐蚀水泥石；影响混凝土的和易性影响混凝土的强度(qingd)与耐磨性；增大混凝土的收缩；引起碱骨料反应等。 含泥量很大的

52、骨料( lio)第76页/共122页第七十七页，共122页。（平均（平均(pngjn)(pngjn)粒径指该粒径上、下限的平均粒径指该粒径上、下限的平均(pngjn)(pngjn)值）值）v碎石和卵石碎石和卵石(lunsh)(lunsh)颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径径2.42.4倍者为针状颗粒；倍者为针状颗粒；v厚度小于平均粒径厚度小于平均粒径0.40.4倍者为片状颗粒倍者为片状颗粒类：小于类：小于5%5%，类：小于类：小于15%15%，类：小于类：小于25%25%。第77页/共122页第七十八页，共122页。类：小于类：小于5%5%，类：

53、小于类：小于8%8%，类：小于类：小于12%12%。第78页/共122页第七十九页，共122页。配制配制C60以上的混凝土时，应进行骨料以上的混凝土时，应进行骨料( lio)的强度试验。的强度试验。第79页/共122页第八十页，共122页。%100010mmma应符合要求应符合要求：第80页/共122页第八十一页，共122页。第81页/共122页第八十二页，共122页。* *最大粒径越大，所用水泥浆或砂浆的数量越小，最佳的最大最大粒径越大，所用水泥浆或砂浆的数量越小，最佳的最大粒径取决于砼中的水泥用量。在水泥用量少的砼中（每粒径取决于砼中的水泥用量。在水泥用量少的砼中（每1m21m2砼砼的水泥

54、用量）采用大骨料有利；在普通的水泥用量）采用大骨料有利；在普通(ptng)(ptng)配合比的砼构配合比的砼构件中，骨料粒径件中，骨料粒径40mm40mm并不好。并不好。骨料最大粒径受结构型和配筋疏密骨料最大粒径受结构型和配筋疏密(sh m)(sh m)限制。限制。第82页/共122页第八十三页，共122页。v最大粒径不得大于构件最小载面尺寸的最大粒径不得大于构件最小载面尺寸的1/41/4，同时不得大于钢筋间最，同时不得大于钢筋间最小净距的小净距的3/43/4。v砼实心板，最大粒径不宜超过板厚砼实心板，最大粒径不宜超过板厚1/31/3，且不得大于，且不得大于40mm40mm。v对于采用泵送的混

55、凝土，当泵送高度在对于采用泵送的混凝土，当泵送高度在50m50m以下时，最大粒径与输送以下时，最大粒径与输送管内径之比，碎石不宜大于管内径之比，碎石不宜大于1 1：3 3，卵石不宜大于，卵石不宜大于1 1：2.52.5。v大体积混凝土为节省大体积混凝土为节省(jishng)(jishng)混凝土做抛石混凝土。混凝土做抛石混凝土。骨料最大粒径受结构形式和配筋疏密骨料最大粒径受结构形式和配筋疏密(sh m)(sh m)限制限制混凝土结构工程施工质量验收规范混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204-2002)(GB 50204-2002)第83页/共122页第八十四页，共122页。碎石碎石(

56、su sh)：有棱角，表面有棱角，表面(biomin)粗糙，与水泥粘接较好粗糙，与水泥粘接较好,但混凝土拌合物和易性较差，但与水泥粘结强度但混凝土拌合物和易性较差，但与水泥粘结强度高。高。卵石：卵石：颗粒表面光滑，拌制的混凝土和易性较好，颗粒表面光滑，拌制的混凝土和易性较好，但与水泥粘结性差，强度相对低。但如果保但与水泥粘结性差，强度相对低。但如果保持流动性相同，卵石比碎石适量少用水，因持流动性相同，卵石比碎石适量少用水，因此卵石混凝土强度不一定低。此卵石混凝土强度不一定低。第84页/共122页第八十五页，共122页。第85页/共122页第八十六页，共122页。第86页/共122页第八十七页，

57、共122页。过多过多(u du)加水板墙加水板墙第87页/共122页第八十八页，共122页。混凝土拌合用水标准混凝土拌合用水标准(biozhn)(biozhn)（JGJ63-89JGJ63-89）第88页/共122页第八十九页，共122页。第89页/共122页第九十页，共122页。v良好的和易性良好的和易性，便于施工保证良好的浇灌质量便于施工保证良好的浇灌质量v硬化后，有硬化后，有足够强度足够强度，保证全安承受设计荷载，保证全安承受设计荷载v具有必要的具有必要的耐久性耐久性第90页/共122页第九十一页，共122页。和易性和易性保水性保水性粘聚性粘聚性流动性流动性混凝土拌合物在混凝土拌合物在自重或机械振捣自重或机械振捣作用下能作用下能产生流产生流动动，并均匀密实并均匀密实的填满模板的性的填满模板的性