混凝土及砂漿的分類及技術(shù)性能培訓(xùn)講義PPT

1、混凝土及砂漿的分類及技術(shù)性能培訓(xùn)講義 第六章 混凝土及砂漿 混凝土是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材。土木建筑工程對(duì)混凝土質(zhì)量的基本要求是：具有符合設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度；具有與施工條件相適應(yīng)的和易性；具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。材料組成經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)制作節(jié)約能源。 第一節(jié) 普通混凝土的組成材料 普通混凝土（簡(jiǎn)稱為混凝土）是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料；水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起潤(rùn)滑作用，賦予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥漿硬化后

2、，則將骨料膠結(jié)為一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。1. 水泥 水泥是混凝土中最重要的組分。水泥品種的選擇，應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土工程性質(zhì)與特點(diǎn)，工程的環(huán)境條件及施工條件，結(jié)合各種水泥特性進(jìn)行合理的選擇。 水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇應(yīng)當(dāng)與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)。經(jīng)驗(yàn)證明，配制C30以下的混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.11.8倍，配制40以上的混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.01.5倍，同時(shí)宜摻入高效減水劑。2. 細(xì)骨料 由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積形成的、粒徑小于4.75的巖石顆粒（砂）稱為細(xì)骨料。混凝土用砂的質(zhì)量技術(shù)要求分述如下。2.1砂的粗細(xì)程度與顆粒級(jí)配 砂的粗細(xì)程度，是指不同粒徑的砂粒，混合

3、在一起后的總體的粗細(xì)程度，通常有粗砂、中砂與細(xì)砂之分。在相同用量條件下，細(xì)砂的總表面積較大，而粗砂的總表面積較小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥漿包裹，砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。因此，一般說用粗砂拌制混凝土比用細(xì)砂所需的水泥漿為省。 砂的顆粒級(jí)配，即表示砂中大小顆粒的搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充，為達(dá)到節(jié)約水泥和提高強(qiáng)度的目的，就應(yīng)盡量減小砂粒之間的空隙。要減小砂粒間的空隙，就必須有大小不同的顆粒搭配。 因此，在拌制混凝土?xí)r，砂的顆粒級(jí)配和粗細(xì)程度應(yīng)同時(shí)考慮。當(dāng)砂中含有較多的粗粒徑砂，并以適當(dāng)?shù)闹辛缴凹吧倭考?xì)粒徑砂填充其空隙，則可達(dá)到空隙及

4、總表面積均較小，這樣的砂比較理想，不僅水泥漿用量較少，而且還可提高混凝土的密實(shí)度與強(qiáng)度。砂的顆粒級(jí)配和粗細(xì)程度，常用篩分析的方法進(jìn)行測(cè)定。用級(jí)配區(qū)表示砂的顆粒級(jí)配，用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)。篩分析的方法，是用一套孔徑（凈尺寸）為9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15的標(biāo)準(zhǔn)篩，將500g的干砂試樣由粗到細(xì)依次過篩，然后稱得各篩余留在各個(gè)篩上的砂的重量，并計(jì)算出各篩上的分計(jì)篩余百分率ai及累計(jì)篩余百分率i（各個(gè)篩和比該篩粗的所有分計(jì)篩余百分率之和）。細(xì)度模數(shù)的計(jì)算公式為：式中ai-分計(jì)篩余百分率，即該號(hào)篩的篩余量除以試樣總量；i-累計(jì)篩余百分率，即該號(hào)篩與大于該號(hào)各篩分

5、計(jì)篩余百分率之和。細(xì)度模數(shù)（x）愈大，表示砂愈粗，砂的細(xì)度模數(shù)范圍 一般為3.70.7，其中x在3.7 3.為粗砂，x在.02.3為中砂，x在2.21.6為細(xì)砂，x在1.50.7為特細(xì)砂。普通混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)一般.在2.2 3.2之間較為適宜。國家規(guī)范將細(xì)度模數(shù)為3.7 1.6的普通混凝土用砂，以0.60篩孔的累計(jì)篩余量分成三個(gè)級(jí)配區(qū)，如表4-1所示及圖4-1所示。普通混凝土用砂的篩分曲線必須包容在三個(gè)級(jí)配曲線區(qū)域中的任一個(gè)區(qū)域以內(nèi)。圖6-3砂的1、2、3級(jí)配區(qū)曲線砂按技術(shù)要求分為三類： I類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C60的混凝土 II類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30C60的混凝土及有抗凍抗?jié)B或其他要求的混凝

6、土； III類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30的混凝土和建筑砂漿2.2砂中有害雜質(zhì)的含量 為保證混凝土的質(zhì)量，砂中有害雜質(zhì)的含量，應(yīng)符合國家技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。見下表。砂中不應(yīng)含有活性氧化硅，因?yàn)樯爸泻械幕钚匝趸?，能與水泥中的堿分（2及2）起作用，產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，使混凝土發(fā)生膨脹開裂。3. 粗骨料 粒徑大于4.75的骨料為粗骨料（卵石和碎石）。對(duì)用于配制普通混凝土的卵石和碎石有以下技術(shù)要求：3.1最大粒徑、顆粒級(jí)配 （1）石子最大粒徑（Dmax） 石子各粒級(jí)的公稱上限粒徑稱為這種石子的最大粒徑。石子的最大粒徑增大，則相同質(zhì)量石子的總表面積減小，混凝土中包裹石子所需水泥漿體積減少，即混凝土用水量和水泥用量都

7、可減少。在一定的范圍內(nèi)，石子最大粒徑增大，可因用水量的減少提高混凝土的強(qiáng)度。 然而石子最大粒徑（Dmax）過大時(shí)，則由于骨料與水泥砂漿粘結(jié)面積下降等原因造成混凝土的強(qiáng)度下降。同時(shí)，最大粒徑的選用，要受結(jié)構(gòu)上諸因素和施工條件等方面的限制。根據(jù)我國鋼筋混凝土施工規(guī)范規(guī)定：混凝土用粗骨料的最大粒徑不得大于結(jié)構(gòu)物最小斷面的短邊長(zhǎng)度的；不得大于鋼筋最小凈距的 。另外還受攪拌機(jī)以及輸送管道等條件的限制。（2）顆粒級(jí)配 粗骨料的級(jí)配原理和要求與細(xì)骨料基本相同。級(jí)配試驗(yàn)采用篩分法測(cè)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等十二種孔

8、徑的圓孔篩進(jìn)行篩分。 石子的顆粒級(jí)配可分為連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配。連續(xù)級(jí)配是石子粒級(jí)呈連續(xù)性，即顆粒由小到大，每級(jí)石子占一定比例。用連續(xù)級(jí)配的骨料配制的混凝土混合料，和易性較好，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。連續(xù)級(jí)配是工程上最常用的級(jí)配。間斷級(jí)配也稱單粒級(jí)級(jí)配。間斷級(jí)配是人為地剔除骨料中某些粒級(jí)顆粒，從而使骨料級(jí)配不連續(xù)，大骨料空隙由小幾倍的小粒徑顆粒填充，以降低石子的空隙率。由間斷級(jí)配制成的混凝土，可以節(jié)約水泥。由于其顆粒粒徑相差較大，混凝土混合物容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，導(dǎo)致施工困難。石子顆粒級(jí)配范圍應(yīng)符合規(guī)范要求。碎石、卵石的顆粒級(jí)配規(guī)格見表6-5(P59)。3.2 粗骨料的強(qiáng)度及堅(jiān)固性（1）粗骨料的強(qiáng)度 粗骨

9、料的強(qiáng)度采用巖石立方體強(qiáng)度或粒狀石子的壓碎指標(biāo)來表示。 巖石立方強(qiáng)度試驗(yàn)，是用母巖制成555 立方體，或直徑與高度均為5的圓柱體試樣，浸泡水中，待吸水飽和后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。石子抗壓強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比，不應(yīng)低于1.5。壓碎指標(biāo)是將一定重量氣干狀態(tài)下1020的石子裝入一定規(guī)格的金屬圓桶內(nèi)，在試驗(yàn)機(jī)上施加荷載到 200，卸荷后稱取試樣質(zhì)量（0），再用孔徑為2.36的篩子篩除被壓碎的細(xì)粒，稱取試樣的篩余量（m1），用下式計(jì)算壓碎指標(biāo)：式中a-壓碎指標(biāo)值，%；0-試樣質(zhì)量，g；m1-壓碎試驗(yàn)后試樣的篩余量，g。壓碎指標(biāo)值越小，骨料的強(qiáng)度越高。（2）骨料的堅(jiān)固性 骨料的堅(jiān)固性是指在氣候、外力

10、和其他物理力學(xué)因素作用（如凍融循環(huán)作用）下骨料抗碎裂的能力。堅(jiān)固性試驗(yàn)是用硫酸鈉溶液法檢驗(yàn)，試樣經(jīng)五次干濕循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過規(guī)范的規(guī)定。3.3有害雜質(zhì) 粗骨料中的有害雜質(zhì)主要有：粘土、淤泥及細(xì)屑；硫酸鹽及硫化物；有機(jī)物質(zhì)；蛋白石及其他含有活性氧化硅的巖石顆粒等。它們的危害作用與在細(xì)骨料中相同。各種有害雜質(zhì)的含量都不應(yīng)超出規(guī)范的規(guī)定。 粗骨料中的針狀（顆粒長(zhǎng)軸長(zhǎng)度大于平均粒徑的倍）和片狀（厚度小于平均粒徑的0.4倍）顆粒，不僅影響混凝土的和易性，而且會(huì)使混凝土的強(qiáng)度降低。骨料中針狀顆粒含量，應(yīng)符合規(guī)范中的規(guī)定。 水泥混凝土用粗骨料中有害雜質(zhì)的含量，應(yīng)符合GB/T14685-2001的規(guī)定

11、，見表6-43.4骨料的飽和面干吸水率 骨料的幾種含水狀態(tài)如圖所示。 （）全干狀態(tài)，（ ）氣干狀態(tài)； （c）飽和面干狀態(tài)（）濕潤(rùn)狀態(tài) 骨料的含水狀況除不含水分的絕干狀態(tài)以外，還有含與大氣濕度平衡的水分時(shí)的氣干狀態(tài)；顆粒表面干燥，而顆粒內(nèi)部的孔隙含水飽和的飽和面干狀態(tài)；顆粒表面吸附了水的潤(rùn)濕狀態(tài)。 骨料在飽和面干狀態(tài)時(shí)的含水率，稱為飽和面干吸水率。當(dāng)拌制混凝土?xí)r，由于骨料含水量的不同，將影響混凝土的用水量和骨料用量。計(jì)算混凝土中各項(xiàng)材料的配合比時(shí)，一般以干燥骨料為基準(zhǔn)，而一些大型水利工程常以飽和面干的骨料為準(zhǔn)。 砂石骨料的這一特性，在設(shè)計(jì)和稱料拌合混凝土中應(yīng)加以注意，并作相應(yīng)調(diào)整。如配合比設(shè)計(jì)是

12、以干骨料作基準(zhǔn)的，確定用水量時(shí)應(yīng)考慮補(bǔ)充干骨料的吸水；當(dāng)骨料是潤(rùn)濕態(tài)時(shí)，確定用水量時(shí)又應(yīng)考慮扣除骨料的表面水。4.混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水 在拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土用的水中，不得含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)，如油脂、糖類等。凡是能飲用的自來水和清潔的天然水，都能用來拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土。污水、PH值小于的酸性水、含硫酸鹽（按3計(jì)）超過水重的水均不得使用，在對(duì)水質(zhì)有疑問時(shí)可將該水與潔凈水分別制成混凝土試塊，然后進(jìn)行強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)，如果用該水制成的試塊強(qiáng)度不低于潔凈水制成的試塊強(qiáng)度，就可用此水來拌制混凝土。海水中含有硫酸鹽、鎂鹽和氯化物，對(duì)水泥石有侵蝕作用，對(duì)鋼筋也會(huì)造成銹蝕，因此一般不得用海水拌制混凝土

13、。 第二節(jié). 普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì) 混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量；混凝土拌合物凝結(jié)硬化以后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計(jì)荷載；并應(yīng)具有必要的耐久性1.混凝土拌合物的和易性1.1. 和易性的概念 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)）并能獲致質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面的含義。 流動(dòng)性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻密實(shí)地填滿模板的性能。流動(dòng)性的大小取決于混凝土拌合物中用水量或水泥漿

14、含量的多少。 粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析的性能。粘聚性的大小主要取決于細(xì)骨料的用量以及水泥漿的稠度等。 保水性是指混凝土拌合物在施工過程中，具有一定的保水能力，不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水的性能。保水性差的混凝土拌合物，由于水分分泌出來會(huì)形成容易透水的孔隙，從而降低混凝土的密實(shí)性。1.2. 和易性測(cè)定及評(píng)價(jià)指標(biāo) 目前，尚沒有能夠全面反映混凝土拌合物和易性的測(cè)定方法。在工地和試驗(yàn)室，通常是測(cè)定拌合物的流動(dòng)性，并輔以直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。（）坍落筒法 將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入標(biāo)準(zhǔn)圓錐筒中，逐層插搗并裝滿刮平后，垂直提起圓錐筒，混凝土拌合物由于自

15、重將會(huì)向下坍落。量測(cè)坍落的高度（以毫米計(jì)），即為坍落度。坍落度越大，則混凝土拌合物的流動(dòng)性越大。 在做坍落度試驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)觀察混凝土拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情況，以更全面地評(píng)定混凝土拌合物的和易性。坍落度法適用于骨料最大粒徑不大于40，坍落度值不小于10的混凝土拌合物。根據(jù)坍落度的不同，可將混凝土拌合物分為： 大流動(dòng)性混凝土（坍落度大于160）； 流動(dòng)性混凝土（坍落度為100150）； 塑性混凝土（坍落度為5090）及 低塑性混凝土（坍落度為1040）。 坍落度值小于10的拌合物為干硬性混凝土。()維勃稠度法（法） 對(duì)干硬性的混凝土拌合物通常采用維勃稠度儀測(cè)定其稠度。維勃稠度測(cè)試方法是：

16、在維勃稠度儀上的坍落度筒中按規(guī)定方法裝滿拌合物，垂直提起坍落度筒，在拌合物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動(dòng)臺(tái)，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，在透明圓盤的底面完全為水泥漿所布滿的瞬間，停止秒表，關(guān)閉振動(dòng)臺(tái)。此時(shí)可認(rèn)為混凝土混合物已密實(shí)。讀出秒表的秒數(shù)，稱為維勃稠度。該法適用于粗骨料最大粒徑不超過40，維勃稠度在30之間的混凝土拌合物的稠度測(cè)定。1.3 和易性的選擇 混凝土拌合物的坍落度，主要依據(jù)構(gòu)件截面大小，鋼筋疏密和搗實(shí)方法來確定。當(dāng)截面尺寸較小或鋼筋較密，或采用人工插搗時(shí)，坍落度可選擇大些。反之，如構(gòu)件截面尺寸較大，鋼筋較疏，或采用振動(dòng)器振搗時(shí)，坍落度可選擇小些。表68.注：上表系采用機(jī)械振搗混凝土?xí)r的坍落

17、度，采用人工搗實(shí)其值可適當(dāng)增大；需配制泵送混凝土?xí)r，應(yīng)摻外加劑，坍落度宜為120180。1.4影響和易性的因素（）水泥漿的數(shù)量 在混凝土拌合物中，水泥漿包裹骨料表面，填充骨料空隙，使骨料潤(rùn)滑，提高混合料的流動(dòng)性；在水灰比不變的情況下，單位體積混合物內(nèi)，隨水泥漿的增多，混合物的流動(dòng)性增大。若水泥漿過多，超過骨料表面的包裹限度，就會(huì)出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，這既浪費(fèi)水泥又降低混凝土的性能；如水泥漿過少，達(dá)不到包裹骨料表面和填充空隙的目的，使粘聚性變差，流動(dòng)性低，不僅產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象，還會(huì)使混凝土的強(qiáng)度和耐久性降低?；旌衔镏兴酀{的數(shù)量以滿足流動(dòng)性要求為宜。（）水泥漿的稠度 水泥漿的稀稠，取決于水灰比的大小。水灰比

18、小，水泥漿稠，拌合物流動(dòng)性就小，混凝土拌合物難以保證密實(shí)成型。若水灰比過大，又會(huì)造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良，而產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象。 水泥漿的數(shù)量和稠度取決于用水量和水灰比。實(shí)際上用水量是影響混凝土流動(dòng)性最大的因素。當(dāng)用水量一定時(shí)，水泥用量適當(dāng)變化（增減501003 ）時(shí)，基本上不影響混凝土拌合物的流動(dòng)性，即流動(dòng)性基本上保持不變。由此可知，在用水量相同的情況下，采用不同的水灰比可配制出流動(dòng)性相同而強(qiáng)度不同的混凝土。塑性混凝土用水量可根據(jù)骨料的品種與規(guī)格及要求的流動(dòng)性，參考下表選?。ㄋ冶龋?.40 0.80）。注：、本表用水量系采用中砂時(shí)的平均取值，采用細(xì)砂時(shí)，每立方米混凝土用水量可增加5 10，采用粗砂則可減少510。 摻用各種外加劑或摻合料時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。(3) 砂率砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石總用量的百分率。g0每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；s0每立方米混凝土的細(xì)骨料用量（kg）；s砂率（）； P_粗骨料的空隙率（）0s , 0g _砂、石堆積密度（kg/m3) 在混合料中，砂是用來填充石子的空隙。在水泥漿一定的條件下，若砂率過大，則骨料的總表面積及空隙率增大，混凝土混合物就顯得干稠，流動(dòng)性小。如要保持一定的流動(dòng)性，則要多加水泥漿，耗費(fèi)水泥。若砂率過小，砂漿量不足，不能在粗骨料的周圍形成足夠的砂漿層起潤(rùn)滑