水泥混凝土及砂浆骨料学习教案

1、会计学1水泥混凝土及砂浆水泥混凝土及砂浆(shjing)骨料骨料第一页，共39页。伊泰普大坝(d b)在与巴拉圭交界的巴拉那河上，有堪称世界第一的在与巴拉圭交界的巴拉那河上，有堪称世界第一的伊泰普大坝。大坝高伊泰普大坝。大坝高225米，长米，长8000米，所用混凝土米，所用混凝土达达1180万立方米。用这些混凝土，可建一个供万立方米。用这些混凝土，可建一个供200万人万人居住的城市，或者建造一条从大坝通到美国纽约的高速居住的城市，或者建造一条从大坝通到美国纽约的高速公路。公路。 第2页/共39页第二页，共39页。 其微结构不是静止的，而是随时间不断变化；新生成其微结构不是静止的，而是随时间不断

2、变化；新生成(shn chn)的水化物可以填充微裂缝，有自愈性的水化物可以填充微裂缝，有自愈性(Heal)； 与其它材料不同，它是使用前才在工程现场或就近生产的。与其它材料不同，它是使用前才在工程现场或就近生产的。第3页/共39页第三页，共39页。按所用胶结材料分按所用胶结材料分水泥混凝土聚合物浸渍混凝土聚合物胶结混凝土沥青混凝土硅酸盐混凝土石膏混凝土水玻璃按密度分按密度分重砼 2600kg/m3普通砼 19502500kg/m3轻砼 1950kg/m3 低强度混凝土 30MPa中强度混凝土 3060MPa高强度混凝土 60MPa按抗压强度标准值分按抗压强度标准值分第4页/共39页第四页，共3

3、9页。第5页/共39页第五页，共39页。混凝土的宏观(hnggun)结构粗骨料( lio)细骨料( lio)水泥石过渡区4.1、普通混凝土的组成材料第6页/共39页第六页，共39页。水泥(shun)水水泥浆石子(sh z)砂子骨 料新拌混凝土100%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第7页/共39页第七页，共39页。骨 料廉价的填充材料，节省水泥用量混凝土的骨架，减小收缩，抑制(yzh)裂缝的扩展传力作用降低水化热提供耐磨性第8页/共39页第八页，共39页。性有利(yul)对渗透性、强度和耐久性不利第9页/共

4、39页第九页，共39页。闭气孔；矿物掺合料：减少水泥用量，改善混凝土性能粉煤灰硅灰矿渣第10页/共39页第十页，共39页。水泥4.1.2 混凝土组成混凝土组成(z chn)材料的技材料的技术要求术要求一、一、 水泥水泥(shun)第11页/共39页第十一页，共39页。工要求，也不可取。第12页/共39页第十二页，共39页。骨料细骨料粗骨料第13页/共39页第十三页，共39页。细骨料1 1、含泥量、石粉含量和泥块含量、含泥量、石粉含量和泥块含量 含泥量指天然砂中粒径小于含泥量指天然砂中粒径小于7575微米的颗粒微米的颗粒(kl)(kl)含量；石粉含量，是指人工砂含量；石粉含量，是指人工砂中粒径小

5、于中粒径小于7575微米的颗粒微米的颗粒(kl)(kl)含量；泥块含量，则指砂中粒径大于含量；泥块含量，则指砂中粒径大于1.181.18毫毫米，经水浸细、手捏小于米，经水浸细、手捏小于600600微米的颗粒微米的颗粒(kl)(kl)。应符合下表。应符合下表l由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75的岩石颗粒（砂）称为细骨料。l混凝土用砂的质量(zhling)技术要求:第14页/共39页第十四页，共39页。2、砂中有害物质含量、砂中有害物质含量(hnling)砂中不应含有活性氧化硅，因为(yn wi)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

6、发生膨胀开裂。细骨料第15页/共39页第十五页，共39页。碱硅酸盐凝胶第16页/共39页第十六页，共39页。细骨料3、砂的颗粒级配与细度模数、砂的颗粒级配与细度模数砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情砂的颗粒级配，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，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。有大小不同的颗粒搭配。 砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在一起砂

7、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、中砂与细砂后的总体的粗细程度。通常有粗砂、中砂与细砂(x sh)之分。在相同用量条件下，细砂之分。在相同用量条件下，细砂(x sh)的总表的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，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，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一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂(x sh)所需的水所需的水泥浆为省。泥浆为省。 骨料骨料

8、( lio)粒径越大，粒径越大，堆积的空隙越多堆积的空隙越多，所需水泥浆用，所需水泥浆用量越大量越大第17页/共39页第十七页，共39页。细骨料因此，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(d do)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。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，

9、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）。细度模数计算公式为: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。116543215)(AAAAAAAMx第18页/共39页第十八页，共39页。细骨料细度模数（x）愈大，表示砂愈粗，砂的细度模数范围一般(ybn)为3.70.7，其中 x在3.7 3.为粗砂， x在.02.3为中砂， x在2.21.6为细砂， x在1.50.7为特细砂。 普通混凝土用砂的细度模数一般(ybn).在2.2 3.2之间较为适宜。国

10、家规范将细度模数为3.7 1.6的普通混凝土用砂，以0.60筛孔的累计筛余量分成三个级配区。普通混凝土用砂的筛分曲线必须包容在三个级配曲线区域中的任一个区域以内。第19页/共39页第十九页，共39页。第20页/共39页第二十页，共39页。 配制混凝土时配制混凝土时，宜优先选用，宜优先选用2 2区砂，当采用区砂，当采用1 1区砂时应适当区砂时应适当提高提高(t go)(t go)砂率，并保证砂率，并保证足够的水泥用足够的水泥用量，以满足混量，以满足混凝土的和易性凝土的和易性，当采用，当采用3 3区时区时砂时，适当降砂时，适当降低砂率，以保低砂率，以保证混凝土的强证混凝土的强度。度。3 3区区2

11、2区区1 1区区砂的1、2、3级配区曲线(qxin)第21页/共39页第二十一页，共39页。案例案例(n l)方孔筛径9.5mm4.75mm2.36mm1.18mm600m300m150m150m合计筛余量，g032.548.540.0187.5118.065.08.5500 计算各号筛的分计筛余率、累计筛余率、细度模数，并评定(pngdng)该砂的颗粒级配和粗细程度。 第22页/共39页第二十二页，共39页。5 . 61005005 .3210050011ma4.75mm：2.36mm：1.18mm：7 . 91005005 .4810050022ma0 . 81005000 .401005

12、0033ma600m5 .371005005 a解：（解：（1）各号筛的分计筛余率：）各号筛的分计筛余率：300m：6 .231005000 .11810050055ma150m：0 .131005000 .6510050066ma第23页/共39页第二十三页，共39页。（2）各号筛的累计）各号筛的累计(li j)筛余率为：筛余率为：4.75mm%5 . 611 aA2.36mm：%2 .16%7 . 9%5 . 6212aaA1.18mm：%3 .248.0%7 . 9%5 . 63213aaaA600m%8 .6137.58.0%7 . 9%5 . 643214a

13、aaaA300m：%4 .856 .2337.58.0%7 . 9%5 . 6543215aaaaaA150m6543216aaaaaaA4 .980 .136 .235 .370 . 87 . 95 . 6第24页/共39页第二十四页，共39页。AAAAAAAM1005)(165432x7 . 25 . 61005 . 65)4 .984 .858 .613 .242 .16(x在3.7 3.为粗砂，x在.02.3为中砂，x在2.21.6为细砂(x sh)，x在1.50.7为特细砂(x sh)。普通混凝土用砂的细度模数一般.在2.2 3.2之间较为适宜。第25页/共39页第二十五页，共39页

14、。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：1、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(gufn)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(gufn)中的规定。水泥混凝土用粗骨料中有害杂质的含量，应符合GB/T14685-2001的规定。第26页/共39页第二十六页

15、，共39页。含水状态：完全(wnqun)干燥 气 干 饱和面干 含水湿润含水(hn shu)量： 不含水(hn shu) 有效含水(hn shu)量 有效含水(hn shu)量 有效含水(hn shu)量 完全干燥(gnzo) 气 干 饱和面干 含水湿润 2 骨料的含水状态 第27页/共39页第二十七页，共39页。粗骨料骨料的含水状况除不含水分的绝干状态(zhungti)以外，还有含与大气湿度平衡的水分时的气干状态(zhungti)；颗粒表面干燥，而颗粒内部的孔隙含水饱和的饱和面干状态(zhungti)；颗粒表面吸附了水的润湿状态(zhungti)。骨料在饱和面干状态(zhungti)时的含水

16、率，称为饱和面干吸水率。当拌制混凝土时，由于骨料含水量的不同，将影响混凝土的用水量和骨料用量。计算混凝土中各项材料的配合比时，一般以干燥骨料为基准，而一些大型水利工程常以饱和面干的骨料为准。砂石骨料的这一特性，在设计和称料拌合混凝土中应加以注意，并作相应调整。如配合比设计是以干骨料作基准的，确定用水量时应考虑补充干骨料的吸水；当骨料是润湿态时，确定用水量时又应考虑扣除骨料的表面水。第28页/共39页第二十八页，共39页。粗骨料3、最大粒径、颗粒级配、最大粒径、颗粒级配（1）石子最大粒径（）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。石子各粒级的公称上限粒径称为这种

17、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，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。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（然而石子最大粒径（Dmax）过大时，则由于骨料与水）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。同泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降。同时时(tngsh)

18、，最大粒径的选用，要受结构上诸因素和，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。另外还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。第29页/共39页第二十九页，共39页。粗骨料（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2.5、5、10、16、20、25、31.

19、5、40、50、63、80和100等十二种孔径(kngjng)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。第30页/共39页第三十页，共39页。粗骨料4、粗骨料的强度及坚固性

20、、粗骨料的强度及坚固性（1）粗骨料的强度）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表示(biosh)。 岩石立方强度试验，是用母岩制成岩石立方强度试验，是用母岩制成555 立方体，或直立方体，或直径与高度均为径与高度均为5的圆柱体试样，浸泡水中，待吸水的圆柱体试样，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压碎指标是将一定重量气干状态下1020的石子装入一定的

21、石子装入一定规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到规格的金属圆桶内，在试验机上施加荷载到 200，卸，卸荷后称取试样质量（荷后称取试样质量（0），再用孔径为），再用孔径为2.36的筛子筛的筛子筛除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（除被压碎的细粒，称取试样的筛余量（m1），用下式计算），用下式计算压碎指标：压碎指标：第31页/共39页第三十一页，共39页。粗骨料式中a-压碎指标值，%； m0-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。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(yn s)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。第32页/共39页第三十二页，共39页。PP骨料颗粒压碎强度(qingd)试验示意图 1.5倍倍（ 1.2 1.7）混凝土强度混凝土强度(qingd)第33页/共39页第三十三页，共39页。观察(gunch)与讨论分析(fnx)答案C卵石 A碎石1B碎石2第34页/共39页第三十四页，共39页。分析(fnx)：A为碎石1，针片状颗粒含量较多。此针片状的碎石