建材12 混凝土原材料

建材12混凝土原材料第1頁/共110頁第2頁/共110頁第3頁/共110頁第4頁/共110頁葛洲壩水力工程第5頁/共110頁地鐵第6頁/共110頁香港青馬大橋第7頁/共110頁預制混凝土結

構第8頁/共110頁二、混凝土的分類1.按表觀密度分類重混凝土——其表觀密度大于2800kg/m3，用重骨料和鋇水泥、鍶水泥等重水泥配制而成。具有防射線的性能，又稱防輻射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽結構材料。第9頁/共110頁普通混凝土——表觀密度2000kg/m3～2800kg/m3，用普通的天然砂石為骨料配制而成，為建筑工程中常用的混凝土。第10頁/共110頁輕混凝土——表觀密度小于1950kg/m3，是采用陶粒等輕質多孔的骨料，或者不采用骨料而摻入加氣劑或泡沫劑，形成多孔結構的混凝土。主要用作輕質結構材料和絕熱材料。第11頁/共110頁2.按用途分類結構混凝土防水混凝土道路混凝土防輻射混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土大體積混凝土膨脹混凝土裝飾混凝土等第12頁/共110頁3.按生產和施工方法分類泵送混凝土噴射混凝土碾壓混凝土自密實混凝土離心混凝土壓力灌漿混凝土預拌混凝土（商品混凝土）第13頁/共110頁第14頁/共110頁泵送混凝土PumpingConcrete泵送混凝土1第15頁/共110頁泵送混凝土PumpingConcrete泵送混凝土2第16頁/共110頁泵送混凝土3第17頁/共110頁泵送混凝土4第18頁/共110頁碾壓混凝土RCCP碾壓混凝土1第19頁/共110頁碾壓混凝土——RCC碾壓混凝土2第20頁/共110頁碾壓混凝土——RCC碾壓混凝土3第21頁/共110頁第22頁/共110頁4.按其抗壓強度（fcu）

混凝土還可分為：普通混凝土（fcu<60MPa)高強混凝土（fcu>60MPa)超高強混凝土（fcu>100MPa)第23頁/共110頁三、混凝土的優(yōu)點1、地方材料占80%以上，原材料易得且成本低。2、凝結前具有良好的可塑性，可以按工程結構的要求，澆筑成各種形狀和任意尺寸的結構或預制構件。3、硬化后有高的力學強度（抗壓強度可達120MPa)和良好的耐久性。第24頁/共110頁4、與鋼筋有牢固的粘結力，復合成鋼筋混凝土能大大擴展了混凝土的應用范圍。5、可根據不同要求，通過調整配比配制出不同性質的混凝土。6、可充分利于工業(yè)廢料作骨料或摻和料，有利于環(huán)境保護。第25頁/共110頁混凝土的缺點如自重大，比強度??；抗拉強度低，一般只有其抗壓強度的1/10-1/20；硬化速度慢，生產周期長，強度波動因素多等。第26頁/共110頁改性：1.采用輕質骨料可顯著降低混凝土的自重，提高比強度；2.摻入纖維或聚合物，可提高抗拉強度，大大降低混凝土的脆性；3.摻入減水劑、早強劑等外加劑，可顯著縮短硬化周期，改善力學性能。第27頁/共110頁5.2普通混凝土的組成材料水泥Cement+水water+砂Fine+石子Coarse+摻和料和外加劑Admixture——混凝土（Concrete）水泥+水——水泥漿（Paste）水泥漿＋砂——水泥砂漿（Mortar）水泥砂漿＋石子——混凝土（Concrete）第28頁/共110頁水泥混凝土的主要組份第29頁/共110頁水泥漿的作用在混凝土硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予混凝土拌合物一定的流動性，便于施工。水泥漿硬化后，起膠結作用，把砂石骨料膠結在一起，成為堅硬的人造石材－砼，并產生力學強度。

第30頁/共110頁混凝土結構圖第31頁/共110頁一、水泥水泥品種的選擇－－依據工程性質、工程環(huán)境、施工條件等合理選擇。水泥等級的選擇－－與配制的混凝土強度等級相適應。當混凝土強度：≤C30：fce.k=(1.5~2.0)fcu

＞C30：fce,k=(0.9~1.5)fcu第32頁/共110頁二、細骨料

FineAggregate定義：粒徑在150μm—4.75mm之間的巖石顆粒稱為細骨料。第33頁/共110頁分類1、天然砂——天然砂是由自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質巖、風化巖石的顆粒。按其產源不同可分為河砂、湖砂、淡化海砂、山砂第34頁/共110頁2、人工砂——為經除土處理的機制砂和混合砂的統(tǒng)稱。

機制砂：是由機械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質巖、風化巖石的顆粒。

混合砂——是由機制砂和天然砂混合制成的。第35頁/共110頁人工砂的特點

其顆粒尖銳，棱角多，較潔凈，但片狀顆粒及細粉含量較多，且成本較高，一般只在當地缺乏天然砂源時才采用人工砂。第36頁/共110頁天然砂的特點河砂、湖砂和海砂由于長期受水流的沖刷作用，顆粒表面比較圓滑，比較潔凈，且產源較廣，但海砂中常含有貝殼碎片及可溶鹽等有害雜質。山砂顆粒多具棱角，表面粗糙，砂中含泥量及有機質等有害雜質較多。第37頁/共110頁

品質要求依據：《建筑用砂》（GB/T14684-2001）

按技術要求分為：Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類

Ⅰ類---大于C60；

Ⅱ類---C30-60及抗凍、抗?jié)B或其它要求的混凝土；

Ⅲ類---小于C30的混凝土或砂漿第38頁/共110頁對細骨料的質量要求：

1、含泥量、泥塊含量和石粉含量

2、有害物質含量

3、砂的粗細程度

4、砂的級配

5、砂的堅固性

6、表觀密度、堆積密度、空隙率

7、堿骨料反應第39頁/共110頁含泥量、石粉含量和泥塊含量含泥量：指天然砂中粒徑小于75μm的顆粒含量；石粉含量：指人工砂中粒徑小于75μm的顆粒含量；泥塊含量：指砂中粒徑大于1.18mm，經水洗、手捏后小于600μm的顆粒含量。第40頁/共110頁粘土、淤泥——粘附在砂粒表面妨礙水泥與砂的粘結，增大用水量，降低混凝土的強度和耐久性，并增大混凝土的干縮；人工砂中的石粉——對混凝土的和易性和密實度是有益的第41頁/共110頁有害物質含量砂中有害雜質有：草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊、爐渣等雜物，云母、輕物質、有機質、硫化物、硫酸鹽、氯鹽等。第42頁/共110頁有害雜質的危害云母——表面光滑的層、片狀物質，與水泥粘結性差，影響混凝土的強度和耐久性；硫化物及硫酸鹽——對水泥有侵蝕作用；有機質——影響水泥的水化硬化；第43頁/共110頁海砂含的氯化鈉等氯化物——對鋼筋有銹蝕作用，因此對使用海砂配制混凝土時，其氯鹽含量（折算成NaCl）不應大于0.1%,對預應力鋼筋混凝土結構，不宜采用海砂。第44頁/共110頁砂中有害雜質的處理當砂中有害雜質含量多，但有無合適砂源時，可過篩和用清水或石灰水（有機質含量多時）沖洗后使用，以符合就地取材原則。第45頁/共110頁砂的粗細程度砂的粗細程度——是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的總體的粗細程度。砂子通常分為——粗砂、中砂、細砂和特細砂等幾種。第46頁/共110頁在相同用砂量條件下，細砂的總表面積較大，粗砂的總表面積較小。在混凝土中砂子表面需用水泥漿包裹，賦予流動性和粘結強度，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。一般用粗砂配制混凝土比用細砂所用水泥為省。第47頁/共110頁砂的顆粒級配定義：是指不同大小顆粒和數量比例的砂子的組合或搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充，為達到節(jié)約水泥和提高強度的目的，就應盡量減小砂粒之間的空隙。第48頁/共110頁砂的顆粒級配圖第49頁/共110頁在拌制混凝土時，砂的粗細和顆粒級配應同時考慮。當砂中含有較多的粗顆粒，并以適量的中粗顆粒及少量的細顆粒填充其空隙，則可達到空隙率及總表面積均較小，這種砂是比較理想的，不僅水泥用量少，而且還提高混凝土的密實性與強度。第50頁/共110頁顆粒級配和粗細程度的定量表示砂的顆粒級配和粗細程度，常用篩分析的方法進行測定。用級配區(qū)表示砂的級配，用細度模數表示砂的粗細。第51頁/共110頁篩分析的方法1、是用一套孔徑（凈尺寸）為9.50mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm的7個方孔標準篩，篩除大于9.50mm的顆粒后，取500g干砂試樣，由粗到細依次過篩，然后稱量余留在各篩上的砂量；第52頁/共110頁篩分析的方法2、計算出每個篩上的分計篩余百分率a1、a2、a3

、a4、a5、a6（各篩上的篩余量占砂樣總質量的百分率）及累計篩余百分率A1、A2、A3、A4

、A5、A6

（各篩和比該篩粗的所有篩分計篩余百分率之和）。累計篩余百分率與分計篩余百分率的關系見下表。第53頁/共110頁累計篩余與分計篩余百分率關系篩孔尺寸分計篩余（％）累計篩余（％）4.75mma1A1=a12.36mma2A2=a1+a21.18mma3A3=a1+a2+a3600μma4A4=a1+a2+a3+a4300μma5A5=a1+a2+a3+a4+a5150μma6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6第54頁/共110頁砂的粗細－細度模數（Mx）砂的粗細程度用表示細度模數（Mx

），其計算公式為第55頁/共110頁細度模數（Mx

）愈大，表示砂愈粗，普通混凝土用砂的細度模數范圍一般為3.7－1.6，其中

Mx在3.7－3.1為粗砂，

Mx在3.0－2.3為中砂，

Mx在2.2－1.6為細砂。

第56頁/共110頁砂的顆粒級配砂的顆粒級配用級配區(qū)表示；對細度模數為3.7－1.6的普通混凝土用砂，根據600μm孔徑篩（控制粒級）的累計篩余百分率，劃分成為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)三個級配區(qū)，見下表。第57頁/共110頁砂的級配區(qū)范圍

（GB/T14684－2001）

方孔篩（mm）累計篩余（％）Ⅰ區(qū)Ⅱ區(qū)Ⅲ區(qū)9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~515~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm100~90100~90100~90第58頁/共110頁普通混凝土用砂的顆粒級配，應處于下表中的任何一個級配區(qū)中，才符合級配要求。除4.75mm及600μm篩外，允許有部分超出分區(qū)界限，但其總量不應大于5％。第59頁/共110頁篩分曲線以累計篩余百分率為縱坐標，以篩孔尺寸為橫坐標，根據上表的數值可以畫出砂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個級配區(qū)的篩分曲線，如下圖。通過觀察所計算的砂的篩分曲線是否完全落在三個級配區(qū)的任一區(qū)內，即可判定該砂級配的合格性。第60頁/共110頁同時也可根據篩分曲線偏區(qū)情況大致判斷砂的粗細程度，當篩分曲線偏向右下方時，表示砂較粗，篩分曲線偏向左上方時，表示砂較細。第61頁/共110頁篩分曲線圖第62頁/共110頁砂的選擇配制混凝土時宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。當采用Ⅰ區(qū)砂時，應適當提高砂率，并保證足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性；當采用Ⅲ區(qū)砂時，宜適當降低砂率，以滿足混凝土強度。第63頁/共110頁砂級配的調整在實際工程中，若砂的級配不合適，可采用人工摻配的方法來改善，即將粗、細砂按適當的比例進行摻合使用；或將砂過篩，篩除過粗或過細顆粒。第64頁/共110頁砂的堅固性定義：是指砂在自然風化、和其它物理、化學因素作用下抵抗破裂的能力。按標準規(guī)定，天然砂用硫酸鈉溶液檢驗，砂樣經5次循環(huán)后其質量損失應符合表5-5的規(guī)定；人工砂采用壓碎指標法進行試驗，壓碎指標值應符合表5-6的規(guī)定。第65頁/共110頁砂的堅固性指標

（GB/T14684－2001

）混凝土所處環(huán)境條件循環(huán)后的質量損失（％）在嚴寒及寒冷地區(qū)室外使用并經常處于潮濕或干濕交替狀態(tài)≤8(Ⅰ、Ⅱ類)其它條件的混凝土≤10(Ⅲ類)第66頁/共110頁堿骨料反應定義：水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與骨料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下會緩慢發(fā)生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。經堿骨料反應試驗后由砂制備的試件應無裂縫、酥裂、膠體外溢的現象，并在規(guī)定的試驗齡期膨脹率應小于0.10%。第67頁/共110頁三、粗骨料定義：粒徑＞4.75mm的巖石顆粒分類：卵石（礫石）碎石標準：《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2001）第68頁/共110頁碎石——由天然巖石經破碎、篩分而成，也可將大卵石軋碎、篩分而得。卵石——是由天然巖石經自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。按其產源可分為河卵石、海卵石、山卵石等幾種，其中河卵石應用較多。第69頁/共110頁按技術要求分為：分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類

Ⅰ類---大于C60；

Ⅱ類---C30-60及抗凍、抗?jié)B或其它要求的混凝土；

Ⅲ類---小于C30的混凝土第70頁/共110頁三峽大壩石料廠第71頁/共110頁三峽大壩石料加工廠第72頁/共110頁品質要求含泥量、泥塊含量有害雜質含量最大粒徑及顆粒級配骨料強度堅固性骨料的含水狀態(tài)第73頁/共110頁1.含泥量、泥塊含量含泥量：指天然砂中粒徑小于75μm的顆粒含量；泥塊含量：指砂中粒徑大于4.75mm，經水洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量第74頁/共110頁2.粗骨料中的有害物質草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊、爐渣等雜物；有機質、硫化物、硫酸鹽、氯化物等。針、片狀顆粒第75頁/共110頁針、片狀顆粒針狀顆粒：卵石、碎石顆粒的長度大于該顆粒所屬相應粒級平均粒徑2.4倍的。片狀顆粒：厚度小于平均粒徑0.4倍的。平均粒徑：指該粒級上、下限粒徑的算術平均值。第76頁/共110頁骨料顆粒形狀及表面特征理想的顆粒形狀——三維長度相等或相近的球形或立方體形顆粒；而三維長度相差較大的針、片狀顆粒粒形較差。粗骨料中針、片狀顆粒不僅本身受力時容易折斷，影響混凝土的強度，而且會增大骨料的空隙率。第77頁/共110頁針、片狀顆粒含量要求項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類針、片狀顆粒（%）（按質量計），＜51525第78頁/共110頁骨料表面特征骨料表面特征——主要是指骨料表面的粗糙程度及孔隙特征等。影響骨料與水泥石之間的粘結性能，進而影響混凝土的強度。第79頁/共110頁碎石→表面粗糙而且具有吸收水泥槳的孔隙特征，所以它與水泥石的粘結能力強；卵石→表面光滑且少棱角，與水泥石的粘結能力較差，但混凝土拌合物的和易性較好。在相同條件下，碎石混凝土比卵石混凝土強度高10％左右第80頁/共110頁3.骨料最大粒徑

和顆粒級配粗骨料的最大粒徑：公稱粒級的上限。（如19.0~37.5mm）《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204—2002）規(guī)定:混凝土用粗骨料的最大粒徑不得大于結構截面最小邊長尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋最小凈距的3/4；第81頁/共110頁對于混凝土實心板，可允許采用最大粒徑達1/2板厚的骨料，但最大粒徑不得超過50mm；對泵送混凝土，碎石最大粒徑與輸送管內徑之比，宜小于或等于1/3，卵石宜小于或等于1/2.5。第82頁/共110頁顆粒級配粗骨料與細骨料一樣，也要求有良好的顆粒級配，以減少空隙率，增強密實性，從而可以節(jié)約水泥，保證混凝土的和易性及混凝土的強度。第83頁/共110頁粗骨料的級配也是通過篩分試驗來確定，其標準方孔篩的孔徑為：

2.36、4.75、9.50、16、19、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0及90mm等十二個篩。

分計篩余百分率及累計篩余百分率的計算與砂相同。第84頁/共110頁碎石或卵石的顆粒級配范圍第85頁/共110頁第86頁/共110頁連續(xù)級配和間斷級配連續(xù)級配——是按顆粒尺寸大小由小到大連續(xù)分級（4.75mm—Dmax）,每一級骨料都占有一定比例。連續(xù)級配的特點：顆粒級差小（D/d≈2）,配制的混凝土拌和物和易性好，不易發(fā)生離析。第87頁/共110頁間斷級配——是人為剔除某些中間粒級顆粒，大顆粒的空隙直接由比它小得多的顆粒去填充。間斷級配特點：顆粒級差大（D/d≈6）,空隙率的降低比連續(xù)級配快得多，可最大限度地發(fā)揮骨料的骨架，減小水泥用量。但混凝土拌和物易產生離析現象。第88頁/共110頁單粒級－－宜用于組合成具有所要求級配的連續(xù)粒級，也可與連續(xù)粒級配合使用，以改善骨料級配或配成較大粒度的連續(xù)粒級。工程中一般不宜采用單一的單粒級配制混凝土。第89頁/共110頁4、骨料的堅固性

定義：卵石、碎石在自然風化和其他物理、化學因素作用下抵抗破裂的能力。當骨料由于干濕循環(huán)或凍融交替等風化作用引起體積變化而導致混凝土破壞時，即認為體積穩(wěn)定性不良。第90頁/共110頁現象：具有某種特征孔結構的巖石會表現出不良的體積穩(wěn)定性。如頁巖、砂巖較易遭受冰凍以及骨料內鹽類結晶所導致的破壞。檢驗方法：硫酸鈉溶液浸漬法骨料越密實，強度高，吸水率小時，其堅固性越好；而結構疏松，礦物成份越復雜不均勻，其堅固性越差。第91頁/共110頁碎石或卵石的堅固性指標

在硫酸鈉溶液中的5次循環(huán)后的重量損失（％）Ⅰ類5Ⅱ類8Ⅲ類12第92頁/共110頁5、強度原則：骨料強度＞混凝土強度骨料強度指標：

巖石立方體強度壓碎指標

第93頁/共110頁巖石立方體強度檢驗

巖石立方體強度:將碎石的母巖制成直徑與高均為5cm的圓柱體試件或邊長為5cm的立方體，在水飽和狀態(tài)下測定其極限抗壓強度值。根據GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》：火成巖≥80MPa;

變質巖≥60MPa；水成巖≥30MPa第94頁/共110頁壓碎指標壓碎指標檢驗——是將一定質量氣干狀態(tài)下粒徑9.5－19.0mm的石子，裝入一標準圓筒內，放在壓力機上按1kN/s的速度，均勻加荷至200kN,并穩(wěn)荷5s,卸荷后稱取質量為G1的試樣，然后用孔徑為2.36mm的篩篩除被壓碎的細粒，再稱出剩余在篩上的試樣質量G2，壓碎指標Qe可按下式計算：第95頁/共110頁PP巖石立方體抗壓強度

>1.5倍混凝土強度骨料顆粒壓碎指標試驗示意圖第96頁/共110頁壓碎指標壓碎指標Qe值愈小，表示粗骨料抵抗受壓破壞的能力越強。第97頁/共110頁普通混凝土用碎石和卵石的壓碎指標巖石品種碎石壓碎指標（％）＜卵石壓碎指標（％）＜Ⅰ類1012Ⅱ類2016Ⅲ類3016第98頁/共110頁表觀密度、堆積密度、空隙率表觀密度應大于2500kg/m3松堆積密度應大于1350kg/m3空隙率應小于47%第99頁/共110頁堿骨料反應經堿骨料反應試驗后由卵石、碎石制備的試件應無裂縫、酥裂、膠體外溢的現象，并在規(guī)定的試驗齡期膨脹率應小于0.10%。第100頁/共110頁6.骨料的含水狀態(tài)第101頁/共110頁骨料的含水狀態(tài)可分四種：

1.干燥狀態(tài)——骨料其含水率等于或接近于零；

2.氣干狀態(tài)——骨料含水率與大氣濕度相平衡，但末達到飽和狀態(tài)；

3.飽和面干狀態(tài)——骨料其內部孔隙含水