水泥混凝土及砂漿骨料學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1水泥混凝土及砂漿水泥混凝土及砂漿(shjing)骨料骨料第一頁(yè)，共39頁(yè)。伊泰普大壩(d b)在與巴拉圭交界的巴拉那河上，有堪稱世界第一的在與巴拉圭交界的巴拉那河上，有堪稱世界第一的伊泰普大壩。大壩高伊泰普大壩。大壩高225米，長(zhǎng)米，長(zhǎng)8000米，所用混凝土米，所用混凝土達(dá)達(dá)1180萬(wàn)立方米。用這些混凝土，可建一個(gè)供萬(wàn)立方米。用這些混凝土，可建一個(gè)供200萬(wàn)人萬(wàn)人居住的城市，或者建造一條從大壩通到美國(guó)紐約的高速居住的城市，或者建造一條從大壩通到美國(guó)紐約的高速公路。公路。 第2頁(yè)/共39頁(yè)第二頁(yè)，共39頁(yè)。 其微結(jié)構(gòu)不是靜止的，而是隨時(shí)間不斷變化；新生成其微結(jié)構(gòu)不是靜止的，而是隨時(shí)間不斷

2、變化；新生成(shn chn)的水化物可以填充微裂縫，有自愈性的水化物可以填充微裂縫，有自愈性(Heal)； 與其它材料不同，它是使用前才在工程現(xiàn)場(chǎng)或就近生產(chǎn)的。與其它材料不同，它是使用前才在工程現(xiàn)場(chǎng)或就近生產(chǎn)的。第3頁(yè)/共39頁(yè)第三頁(yè)，共39頁(yè)。按所用膠結(jié)材料分按所用膠結(jié)材料分水泥混凝土聚合物浸漬混凝土聚合物膠結(jié)混凝土瀝青混凝土硅酸鹽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輕砼 1950kg/m3 低強(qiáng)度混凝土 30MPa中強(qiáng)度混凝土 3060MPa高強(qiáng)度混凝土 60MPa按抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值分按抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值分第4頁(yè)/共39頁(yè)第四頁(yè)，共3

3、9頁(yè)。第5頁(yè)/共39頁(yè)第五頁(yè)，共39頁(yè)。混凝土的宏觀(hnggun)結(jié)構(gòu)粗骨料( lio)細(xì)骨料( lio)水泥石過(guò)渡區(qū)4.1、普通混凝土的組成材料第6頁(yè)/共39頁(yè)第六頁(yè)，共39頁(yè)。水泥(shun)水水泥漿石子(sh z)砂子骨 料新拌混凝土100%體積6075%715%2540%1421%2128%3942%凝結(jié)硬化硬化混凝土混凝土外加劑 為了改善或提高混凝土的性能第7頁(yè)/共39頁(yè)第七頁(yè)，共39頁(yè)。骨 料廉價(jià)的填充材料，節(jié)省水泥用量混凝土的骨架，減小收縮，抑制(yzh)裂縫的擴(kuò)展傳力作用降低水化熱提供耐磨性第8頁(yè)/共39頁(yè)第八頁(yè)，共39頁(yè)。性有利(yul)對(duì)滲透性、強(qiáng)度和耐久性不利第9頁(yè)/共

4、39頁(yè)第九頁(yè)，共39頁(yè)。閉氣孔；礦物摻合料：減少水泥用量，改善混凝土性能粉煤灰硅灰礦渣第10頁(yè)/共39頁(yè)第十頁(yè)，共39頁(yè)。水泥4.1.2 混凝土組成混凝土組成(z chn)材料的技材料的技術(shù)要求術(shù)要求一、一、 水泥水泥(shun)第11頁(yè)/共39頁(yè)第十一頁(yè)，共39頁(yè)。工要求，也不可取。第12頁(yè)/共39頁(yè)第十二頁(yè)，共39頁(yè)。骨料細(xì)骨料粗骨料第13頁(yè)/共39頁(yè)第十三頁(yè)，共39頁(yè)。細(xì)骨料1 1、含泥量、石粉含量和泥塊含量、含泥量、石粉含量和泥塊含量 含泥量指天然砂中粒徑小于含泥量指天然砂中粒徑小于7575微米的顆粒微米的顆粒(kl)(kl)含量；石粉含量，是指人工砂含量；石粉含量，是指人工砂中粒徑小

5、于中粒徑小于7575微米的顆粒微米的顆粒(kl)(kl)含量；泥塊含量，則指砂中粒徑大于含量；泥塊含量，則指砂中粒徑大于1.181.18毫毫米，經(jīng)水浸細(xì)、手捏小于米，經(jīng)水浸細(xì)、手捏小于600600微米的顆粒微米的顆粒(kl)(kl)。應(yīng)符合下表。應(yīng)符合下表l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。l混凝土用砂的質(zhì)量(zhling)技術(shù)要求:第14頁(yè)/共39頁(yè)第十四頁(yè)，共39頁(yè)。2、砂中有害物質(zhì)含量、砂中有害物質(zhì)含量(hnling)砂中不應(yīng)含有活性氧化硅，因?yàn)?yn wi)砂中含有的活性氧化硅，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

6、發(fā)生膨脹開(kāi)裂。細(xì)骨料第15頁(yè)/共39頁(yè)第十五頁(yè)，共39頁(yè)。堿硅酸鹽凝膠第16頁(yè)/共39頁(yè)第十六頁(yè)，共39頁(yè)。細(xì)骨料3、砂的顆粒級(jí)配與細(xì)度模數(shù)、砂的顆粒級(jí)配與細(xì)度模數(shù)砂的顆粒級(jí)配，即表示砂中大小顆粒的搭配情砂的顆粒級(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，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。有大小不同的顆粒搭配。 砂的粗細(xì)程度，是指不同粒徑的砂粒，混合在一起砂

7、的粗細(xì)程度，是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的總體的粗細(xì)程度。通常有粗砂、中砂與細(xì)砂后的總體的粗細(xì)程度。通常有粗砂、中砂與細(xì)砂(x sh)之分。在相同用量條件下，細(xì)砂之分。在相同用量條件下，細(xì)砂(x sh)的總表的總表面積較大，而粗砂的總表面積較小。在混凝土中，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，大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。因此，一般說(shuō)用粗砂拌制混凝土比用細(xì)砂一般說(shuō)用粗砂拌制混凝土比用細(xì)砂(x sh)所需的水所需的水泥漿為省。泥漿為省。 骨料骨料

8、( lio)粒徑越大，粒徑越大，堆積的空隙越多堆積的空隙越多，所需水泥漿用，所需水泥漿用量越大量越大第17頁(yè)/共39頁(yè)第十七頁(yè)，共39頁(yè)。細(xì)骨料因此，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(d do)空隙及總表面積均較小，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，

9、將500g的干砂試樣由粗到細(xì)依次過(guò)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)計(jì)算公式為:i-累計(jì)篩余百分率，即該號(hào)篩與大于該號(hào)各篩分計(jì)篩余百分率之和。116543215)(AAAAAAAMx第18頁(yè)/共39頁(yè)第十八頁(yè)，共39頁(yè)。細(xì)骨料細(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(ybn)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(ybn).在2.2 3.2之間較為適宜。國(guó)

10、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)。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)。第19頁(yè)/共39頁(yè)第十九頁(yè)，共39頁(yè)。第20頁(yè)/共39頁(yè)第二十頁(yè)，共39頁(yè)。 配制混凝土?xí)r配制混凝土?xí)r，宜優(yōu)先選用，宜優(yōu)先選用2 2區(qū)砂，當(dāng)采用區(qū)砂，當(dāng)采用1 1區(qū)砂時(shí)應(yīng)適當(dāng)區(qū)砂時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高提高(t go)(t go)砂率，并保證砂率，并保證足夠的水泥用足夠的水泥用量，以滿足混量，以滿足混凝土的和易性凝土的和易性，當(dāng)采用，當(dāng)采用3 3區(qū)時(shí)區(qū)時(shí)砂時(shí)，適當(dāng)降砂時(shí)，適當(dāng)降低砂率，以保低砂率，以保證混凝土的強(qiáng)證混凝土的強(qiáng)度。度。3 3區(qū)區(qū)2

11、2區(qū)區(qū)1 1區(qū)區(qū)砂的1、2、3級(jí)配區(qū)曲線(qxin)第21頁(yè)/共39頁(yè)第二十一頁(yè)，共39頁(yè)。案例案例(n l)方孔篩徑9.5mm4.75mm2.36mm1.18mm600m300m150m150m合計(jì)篩余量，g032.548.540.0187.5118.065.08.5500 計(jì)算各號(hào)篩的分計(jì)篩余率、累計(jì)篩余率、細(xì)度模數(shù)，并評(píng)定(pngdng)該砂的顆粒級(jí)配和粗細(xì)程度。 第22頁(yè)/共39頁(yè)第二十二頁(yè)，共39頁(yè)。5 . 61005005 .3210050011ma4.75mm：2.36mm：1.18mm：7 . 91005005 .4810050022ma0 . 81005000 .401005

12、0033ma600m5 .371005005 a解：（解：（1）各號(hào)篩的分計(jì)篩余率：）各號(hào)篩的分計(jì)篩余率：300m：6 .231005000 .11810050055ma150m：0 .131005000 .6510050066ma第23頁(yè)/共39頁(yè)第二十三頁(yè)，共39頁(yè)。（2）各號(hào)篩的累計(jì)）各號(hào)篩的累計(jì)(li j)篩余率為：篩余率為：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頁(yè)/共39頁(yè)第二十四頁(yè)，共39頁(yè)。AAAAAAAM1005)(165432x7 . 25 . 61005 . 65)4 .984 .858 .613 .242 .16(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 sh)，x在1.50.7為特細(xì)砂(x sh)。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。第25頁(yè)/共39頁(yè)第二十五頁(yè)，共39頁(yè)

14、。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：1、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(gufn)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(gufn)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。第26頁(yè)/共39頁(yè)第二十六頁(yè)

15、，共39頁(yè)。含水狀態(tài)：完全(wnqun)干燥 氣 干 飽和面干 含水濕潤(rùn)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) 氣 干 飽和面干 含水濕潤(rùn) 2 骨料的含水狀態(tài) 第27頁(yè)/共39頁(yè)第二十七頁(yè)，共39頁(yè)。粗骨料骨料的含水狀況除不含水分的絕干狀態(tài)(zhungti)以外，還有含與大氣濕度平衡的水分時(shí)的氣干狀態(tài)(zhungti)；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)(zhungti)；顆粒表面吸附了水的潤(rùn)濕狀態(tài)(zhungti)。骨料在飽和面干狀態(tài)(zhungti)時(shí)的含水

16、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。第28頁(yè)/共39頁(yè)第二十八頁(yè)，共39頁(yè)。粗骨料3、最大粒徑、顆粒級(jí)配、最大粒徑、顆粒級(jí)配（1）石子最大粒徑（）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。石子各粒級(jí)的公稱上限粒徑稱為這種

17、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，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可減少。在一定的范圍內(nèi)，石子最大水量和水泥用量都可減少。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。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（然而石子最大粒徑（Dmax）過(guò)大時(shí)，則由于骨料與水）過(guò)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)時(shí)(tngsh)

18、，最大粒徑的選用，要受結(jié)構(gòu)上諸因素和，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(guó)鋼筋混凝土施工規(guī)范施工條件等方面的限制。根據(jù)我國(guó)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。另外還受攪拌機(jī)以及輸送管道等條件的限制。第29頁(yè)/共39頁(yè)第二十九頁(yè)，共39頁(yè)。粗骨料（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2.5、5、10、16、20、25、31.

19、5、40、50、63、80和100等十二種孔徑(kngjng)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。第30頁(yè)/共39頁(yè)第三十頁(yè)，共39頁(yè)。粗骨料4、粗骨料的強(qiáng)度及堅(jiān)固性

20、、粗骨料的強(qiáng)度及堅(jiān)固性（1）粗骨料的強(qiáng)度）粗骨料的強(qiáng)度 粗骨料的強(qiáng)度采用巖石立方體強(qiáng)度或粒狀石子的壓碎指標(biāo)來(lái)粗骨料的強(qiáng)度采用巖石立方體強(qiáng)度或粒狀石子的壓碎指標(biāo)來(lái)表示表示(biosh)。 巖石立方強(qiáng)度試驗(yàn)，是用母巖制成巖石立方強(qiáng)度試驗(yàn)，是用母巖制成555 立方體，或直立方體，或直徑與高度均為徑與高度均為5的圓柱體試樣，浸泡水中，待吸水的圓柱體試樣，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的石子裝入一定的

21、石子裝入一定規(guī)格的金屬圓桶內(nèi)，在試驗(yàn)機(jī)上施加荷載到規(guī)格的金屬圓桶內(nèi)，在試驗(yàn)機(jī)上施加荷載到 200，卸，卸荷后稱取試樣質(zhì)量（荷后稱取試樣質(zhì)量（0），再用孔徑為），再用孔徑為2.36的篩子篩的篩子篩除被壓碎的細(xì)粒，稱取試樣的篩余量（除被壓碎的細(xì)粒，稱取試樣的篩余量（m1），用下式計(jì)算），用下式計(jì)算壓碎指標(biāo)：壓碎指標(biāo)：第31頁(yè)/共39頁(yè)第三十一頁(yè)，共39頁(yè)。粗骨料式中a-壓碎指標(biāo)值，%； m0-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。骨料的堅(jiān)固性 骨料的堅(jiān)固性是指在氣候、外力和其他物理力學(xué)因素(yn s)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(guò)規(guī)范的規(guī)定。第32頁(yè)/共39頁(yè)第三十二頁(yè)，共39頁(yè)。PP骨料顆粒壓碎強(qiáng)度(qingd)試驗(yàn)示意圖 1.5倍倍（ 1.2 1.7）混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度(qingd)第33頁(yè)/共39頁(yè)第三十三頁(yè)，共39頁(yè)。觀察(gunch)與討論分析(fnx)答案C卵石 A碎石1B碎石2第34頁(yè)/共39頁(yè)第三十四頁(yè)，共39頁(yè)。分析(fnx)：A為碎石1，針片狀顆粒含量較多。此針片狀的碎石