建筑材料课件七

第六章

混凝土及砂浆

混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。土木建筑工程对混凝土质量的基本要求是：具有符合设计要求的强度；具有与施工条件相适应的和易性；具有与工程环境相适应的耐久性。材料组成经济合理、生产制作节约能源。

第一节普通混凝土的组成材料

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。1.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1.1～1.8倍，配制Ｃ40以上的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.0～1.5倍，同时宜掺入高效减水剂。2.细骨料由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75ｍｍ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。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。

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。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Ａi（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。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；Ａi---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。细度模数（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，砂的细度模数范围一般为3.7～0.7，其中Ｍx在3.7～3.１为粗砂，Ｍx在３.0～2.3为中砂，Ｍx在2.2～1.6为细砂，Ｍx在1.5～0.7为特细砂。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。国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，如表4-1所示及图4-1所示。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。图6-3砂的1、2、3级配区曲线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2.2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。见下表。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（Ｋ2Ｏ及Ｎａ2Ｏ）起作用，产生碱骨料反应，使混凝土发生膨胀开裂。3.粗骨料粒径大于4.75ｍｍ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。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１／４；不得大于钢筋最小净距的３／４。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2.36、4.75、9.5、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90ｍｍ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。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6-5(P59)。3.2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４８ｈ，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10～20ｍｍ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200ｋＮ，卸荷后称取试样质量（ｍ0），再用孔径为2.36ｍｍ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 δa---------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。（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。3.3有懒害杂质粗骨料亮中的有社害杂质努主要有碗：粘土拔、淤泥暮及细屑贞；硫酸祥盐及硫恨化物；雁有机物乘质；蛋皇白石及投其他含照有活性域氧化硅稍的岩石际颗粒等炎。它们弱的危害辉作用与哄在细骨仗料中相擦同。各红种有害障杂质的量含量都刷不应超产出规范近的规定反。粗骨料侍中的针雄状（颗娇粒长轴降长度大疯于平均顶粒径的幻玉２～４惯倍）和站片状（道厚度小蠢于平均盲粒径的雷0.4夸倍）颗罗粒，不徒仅影响栗混凝土浑的和易斗性，而籍且会使阀混凝土露的强度榨降低。棕骨料中相针状颗宽粒含量狡，应符口合规范寒中的规权定。水泥混岗凝土用隐粗骨料区中有害脏杂质的尖含量，裤应符合GB/T浓1468肿5-20芽01的规定乔，见表伤6-43.4什骨料的劫饱和面翠干吸水桨率骨料的几档种含水状片态如图所混示。（ａ）块全干状剥态，（伴ｂ）广气干状年态；（c）饱和面撇干状态只（ｄ）半湿润状侄态骨料的删含水状偷况除不汪含水分辽的绝干炒状态以泻外，还淘有含与克大气湿语度平衡铺的水分好时的气盲干状态饭；颗粒侧表面干恨燥，而户颗粒内爷部的孔犯隙含水望饱和的仅饱和面沃干状态益；颗粒立表面吸扎附了水玩的润湿搅状态。骨料在饱燥和面干状耗态时的含凯水率，称碗为饱和面窗干吸水率旬。当拌制断混凝土否时，由弓于骨料仇含水量探的不同疏，将影委响混凝嗓土的用归水量和射骨料用粮量。计罩算混凝观土中各宏项材料胡的配合扔比时，耐一般以丢干燥骨馒料为基帖准，而邻一些大册型水利再工程常肃以饱和匀面干的相骨料为尿准。砂石骨料劈燕的这一特吴性，在设聚计和称料忌拌合混凝洒土中应加糊以注意，亏并作相应革调整。如命配合比设编计是以干赤骨料作基刮准的，确冷定用水量直时应考虑荷补充干骨窗料的吸水奔；当骨料烈是润湿态慎时，确定啄用水量时蛛又应考虑予扣除骨料海的表面水匆。4.混凝集土拌合及泥养护用水在拌制和衣养护混凝漂土用的水你中，不得胃含有影响马水泥正常使凝结与硬庙化的有害葬杂质，如始油脂、糖都类等。凡愁是能饮用钓的自来水牌和清洁的犹天然水，挣都能用来奏拌制和养美护混凝土谋。污水、PH值小于４惰的酸性水丢、含硫酸遍盐（按Ｓ奋Ｏ3计）超过罢水重１％扩的水均不破得使用，耕在对水质聋有疑问时竟可将该水孔与洁净水易分别制成狭混凝土试帜块，然后和进行强度缠对比试验南，如果用优该水制成组的试块强址度不低于讽洁净水制缓成的试块活强度，就惨可用此水犯来拌制混依凝土。海家水中含有扛硫酸盐、雪镁盐和氯辰化物，对绵水泥石有文侵蚀作用痛，对钢筋每也会造成悦锈蚀，因便此一般不机得用海水档拌制混凝杜土。第二节.常普通混咸凝土的主尖要技术性夕质混凝土禁在未凝勺结硬化蒜以前，称为混凝觉土拌合物病。它必须具献有良好的真和易性，嚷便于施工蜘，以保证场能获得良井好的浇灌待质量；混油凝土拌合诊物凝结硬汤化以后，启应具有足歪够的强度舅，以保证届建筑物能尽安全地承垄受设计荷扛载；并应责具有必要树的耐久性1.混赤凝土拌牺合物的骑和易性1.1.叛和易性价的概念和易性是指混凝伸土拌合物溜易于施工挥操作（拌猴合、运输腐、浇灌、剖捣实）并经能获致质永量均匀、轧成型密实镜的性能。屈和易性是咽一项综合忙的技术性紧质，包括闻有流动性土、粘聚性勾和保水性来等三方面矿的含义。流动性是指混凝膝土拌合物抽在本身自傍重或施工眯机械振捣馒的作用下分，能产生傅流动，并销均匀密实镇地填满模脆板的性能框。流动性棒的大小取梳决于混凝剥土拌合物遵中用水量标或水泥浆隆含量的多奶少。粘聚性是指混糟凝土拌粉合物在与施工过浑程中其紧组成材焦料之间毙有一定存的粘聚归力，不驼致产生修分层和霞离析的去性能。岭粘聚性棵的大小针主要取绢决于细鞠骨料的筐用量以棒及水泥景浆的稠饭度等。保水性是指混凝付土拌合物绍在施工过准程中，具模有一定的昨保水能力愉，不致产叉生严重泌袄水的性能窃。保水性型差的混凝锐土拌合物茅，由于水凳分分泌出送来会形成氏容易透水帮的孔隙，挡从而降低藏混凝土的段密实性。1.2华.和扇易性测昼定及评经价指标目前，套尚没有耐能够全歪面反映庭混凝土枣拌合物秀和易性粥的测定展方法。妙在工地示和试验迁室，通趋常是测筛定拌合肚物的流对动性，项并辅以嫂直观经爬验评定僵粘聚性常和保水闹性。（１）坍酸落筒法将混凝土镜拌合物按腹规定方法膀装入标准厅圆锥筒中地，逐层插捧捣并装满解刮平后，旅垂直提起便圆锥筒，亿混凝土拌垒合物由于姨自重将会三向下坍落疾。量测坍其落的高度章（以毫米优计），即葱为坍落度成。坍落度陵越大，则派混凝土拌以合物的流瓣动性越大找。在做坍通落度试爱验的同占时，应糊观察混幸凝土拌喉合物的此粘聚性摄、保水圣性及含府砂等情泄况，以膝更全面戏地评定站混凝土蛇拌合物磁的和易样性。坍缎落度法童适用于战骨料最乓大粒径胁不大于灵40㎜斗，坍落天度值不葵小于1款0㎜的昼混凝土雾拌合物抹。根据坍狠落度的塘不同，曲可将混等凝土拌婚合物分王为：大流动碗性混凝化土（坍复落度大秒于16瓦0ｍｍ摇）；流动性贤混凝土舞（坍落邀度为1夕00～秧150离ｍｍ）议；塑性混而凝土（炊坍落度牧为50蒙～90盗ｍｍ）寒及低塑性混续凝土（坍店落度为1游0～40挣ｍｍ）。坍落度供值小于槽10ｍ拐ｍ的拌絮合物为逃干硬性晚混凝土绸。(２)膝维勃稠忙度法（则ＶＢ法庆）对干硬布性的混担凝土拌俯合物通舍常采用触维勃稠雪度仪测皆定其稠节度。维扮勃稠度历测试方皱法是：盼在维勃鸭稠度仪笨上的坍帜落度筒踢中按规徐定方法果装满拌宵合物，昆垂直提烂起坍落伙度筒，浓在拌合净物试体树顶面放遵一透明匠圆盘，狡开启振姐动台，残同时用培秒表计仔时，在台透明圆者盘的底查面完全处为水泥赏浆所布撒满的瞬右间，停骨止秒表推，关闭必振动台贪。此时骆可认为谅混凝土观混合物狂已密实柏。读出灭秒表的剂秒数，祝称为维搬勃稠度限。该法滤适用于休粗骨料碧最大粒朝径不超志过40愿ｍｍ，蜘维勃稠顽度在５瞎～30站ｓ之间惊的混凝雨土拌合宪物的稠国度测定应。混凝土狱拌合物业流动性帖按维勃遭稠度大匹小，可远分为4搏级：超跌干硬性跃（≥3别1s啦）；特跨干硬性钞（30禁～21剖s）赤；干硬挎性（2爆0～1汽1s董）；半避干硬性乌（10酱～5帐s）。1.3司和易庙性的选倚择混凝土拌堤合物的坍费落度，主预要依据构浆件截面大与小，钢筋祖疏密和捣说实方法来梢确定。当该截面尺寸机较小或钢宵筋较密，趟或采用人垮工插捣时斤，坍落度故可选择大手些。反之槐，如构件镜截面尺寸范较大，钢决筋较疏，储或采用振钻动器振捣该时，坍落刊度可选择苹小些。表烈6－8.注：①上表打系采用扒机械振音捣混凝梦土时的倾坍落度扛，采用泻人工捣杏实其值教可适当伶增大；②需配制清泵送混凝互土时，应舟掺外加剂虎，坍落度最宜为12叹0～18作0㎜。1.4影虾响和易性介的因素（１）踩水泥浆臣的数量在混凝秋土拌合丧物中，休水泥浆胆包裹骨挑料表面独，填充所骨料空掠隙，使茶骨料润户滑，提陪高混合短料的流蝇动性；幻玉在水灰霞比不变筛的情况衫下，单崇位体积仗混合物会内，随算水泥浆缩慧的增多饭，混合愤物的流祸动性增负大。若后水泥浆言过多，场超过骨余料表面匪的包裹脑限度，刻就会出鱼现流浆卖现象，恩这既浪左费水泥殿又降低女混凝土渐的性能开；如水烂泥浆过食少，达布不到包帖裹骨料丛表面和智填充空尺隙的目挑的，使饿粘聚性赏变差，琴流动性馅低，不叠仅产生狱崩塌现诵象，还未会使混抽凝土的惕强度和龟耐久性态降低。汉混合物绘中水泥汗浆的数卸量以满仅足流动泥性要求派为宜。（２）水难泥浆的稠缝度水泥浆的扮稀稠，取煤决于水灰稳比的大小巩。水灰比小皇，水泥浆点稠，拌合美物流动性醋就小，混狸凝土拌合设物难以保遥证密实成时型。若水会灰比过大田，又会造快成混凝土讯拌合物的落粘聚性和桂保水性不烂良，而产狡生流浆、第离析现象澡。水泥浆的品数量和稠炼度取决于匙用水量和痰水灰比。实际上诵用水量盗是影响勤混凝土林流动性仪最大的由因素。持当用水包量一定始时，水搜泥用量封适当变羞化（增盗减50那～10律0㎏／愁ｍ3）时，基勾本上不影谜响混凝土返拌合物的吩流动性，倚即流动性缠基本上保挺持不变。罪由此可知座，在用水深量相同的延情况下，婚采用不同鼠的水灰比杯可配制出温流动性相丧同而强度角不同的混姓凝土。塑性混凝毯土用水量巨可根据骨弟料的品种蚁与规格及倘要求的流巨动性，参竿考下表选乎取（水灰删比：0.俱40～0.80消）。注：、①本待表用水善量系采碌用中砂葱时的平峡均取值联，采用久细砂时奶，每立确方米混活凝土用赶水量可奴增加5完～逼10㎏熟，采用王粗砂则免可减少爷5～1静0㎏。②掺用袖各种外闲加剂或检掺合料沈时，用冻水量应脖相应调束整。(3)残砂率砂率是指混凝用土中砂的溜用量占砂岁、石总用子量的百分症率。ｍg0——每立方米浩混凝土