原材料基礎知識培訓

原材料基礎知識概述主講人：王春華2016.1.11

1.用于混凝土的原材料

普通混凝土組成材料是水泥、砂、石、水、摻合料和外加劑，其組成過程為：水＋水泥＋摻合料→水泥漿＋砂→水泥砂漿＋粗骨料→混凝土各成分的作用：

1、水泥漿能填充砂的空隙，起潤滑作用，賦予混凝土拌合物一定的流動性。

2、水泥砂漿能填充石子的空隙，起潤滑作用，也能流動。

3、水泥漿在混凝土硬化后起膠結作用，將砂石膠結成整體，產(chǎn)生強度，成為堅硬的水泥石。

由上可知，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，將砂石骨料膠結成整體，產(chǎn)生強度，成為堅硬的水泥石。1水泥

水泥是以硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏以及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。是商品混凝土的最重要原材料之一，也是決定混凝土性能的最重要部分。加水拌和成塑性漿體，能膠結砂、石等適當材料并能在空氣和水中硬化。

1.1水泥的分類依據(jù)GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》，通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥（P·IP·II）、普通硅酸鹽水泥(P·O)、礦渣硅酸鹽水泥（P·S）

、火山灰質硅酸鹽水泥(P·P)、粉煤灰硅酸鹽水泥(P·F)和復合硅酸鹽水泥(P·C)。公司現(xiàn)在使用的是普通硅酸鹽水泥（

P·O）。普通硅酸鹽水泥的強度等級分為：42.5、42.5R、52.5、52.5R四個等級。我公司用的P·O42.5水泥。1.2普通硅酸鹽水泥(P·O)的重要指標1、強度P·O42.5水泥3d抗壓強度≥17.0MPa，28d抗壓強度≥42.5MPa；3d抗折強度≥3.5MPa，28d抗折強度≥6.5MPa。2、細度

以比表面積表示，比表面積≥300㎡/㎏；3、凝結時間

初凝時間不小于45min，終凝時間不大于600min。4、安定性用試餅法和雷氏法測定。1.3試驗條件試驗時試驗室環(huán)境溫度為（20±2）℃，相對濕度不低于50%；水泥試樣、拌合水、標準砂、試模溫度應為（20±2）℃。水泥標準養(yǎng)護箱的溫度為20±1）℃，相對濕度不低于90%，水泥養(yǎng)護池水溫應為（20±1）℃。

1.4水泥的驗收1、按同一生產(chǎn)廠家，同一品種、同一等級、同一批號且連續(xù)進場的水泥，袋裝不超過200t為一批，散裝不超過500t為一批，每批抽樣不少于一次。2、當在使用中對水泥質量有懷疑或水泥出廠超過三個月時，應進行復驗，并按復驗結果使用。2摻合料1、選用的摻合料，應使混凝土達到預定改善性能的要求或在滿足性能要求的前提下取代水泥。

2、其摻量應通過試驗確定，其水泥的最大取代量應符合有關標準的規(guī)定。

3、對每批進廠的摻合料按規(guī)定進行相應的試驗，嚴格按品種、批號存儲使用，并掛標識牌，以防錯用、誤用。2.1摻合料的定義和種類

礦物摻合料以硅、鋁、鈣等一種或多種氧化物為主要成分，摻入混凝土中能改善混凝土性能的活性粉體材料。

目前混凝土中較為常用的礦物摻合料有粉煤灰、?；郀t礦渣粉、硅灰、鋼渣粉、磷渣粉、沸石粉及復合礦物摻合料等。

本公司常用的礦物摻合料是粉煤灰和?；郀t礦渣粉。

粉煤灰是從燃煤熱電廠煙道氣體中收集的一種粉狀材料，以SiO2和Al2O3為主要成分，含有少量CaO。

實踐證明：在混凝土中摻入一定量粉煤灰后，除了可以提高混凝土的后期強度外，用水量不變的情況下顯著改善混凝土拌合物的和易性，增加流動性和粘聚性，還可降低水化熱；若保持混凝土拌合物原有的和易性不變，使用優(yōu)質的粉煤灰可減少用水量，起到減水的效果，從而提高混凝土的密實度和強度，增強耐久性。2.2粉煤灰2.2.1粉煤灰的質量要求

分類細度燒失量需水量比三氧化硫含量I級≤12.0%≤5.0%≤95%≤3.0%II級≤25.0%≤8.0%≤105%≤3.0%III級≤45.0%≤15.0%≤115%≤3.0%2.2.2粉煤灰的驗收1、粉煤灰的取樣，應以連續(xù)供應的200噸相同等級的粉煤灰為一批；不足200噸的按一批計。2、每批的粉煤灰試樣，應測定細度、燒失量。對同一供灰單位每月測定一次需水量比，每季度應測定一次三氧化硫含量。3、粉煤灰的質量檢驗，應符合規(guī)范對粉煤灰的各項質量指標規(guī)定。當有一項指標達不到規(guī)定要求時，應重新從同一批中加倍取樣進行復檢，復檢后仍達不到要求的，該批粉煤灰應作為不合格品或降級處理。

4、取樣前必須詢問司機罐內是否有氣壓，在確定無壓時進行取樣，取樣時由驗料員用取樣器分多個點取樣，試樣不得少于留樣桶的三分之二，取樣時不允許司機代取。取樣后對粉煤灰進行試驗，試驗結果合格后方可通知司磅員過磅。2.3粒化高爐礦渣粉?；郀t礦渣粉（即通常所說的礦粉）是指從煉鐵高爐中過程中排出的，以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主要成分的熔融物，通過粉磨所得到的一種粉狀材料。

2.3.1礦渣粉的質量要求分類比表面積/(㎡/㎏)密度/(g/cm3）流動度比/%7d活性指數(shù)/%28d活性指數(shù)/%Cl-含量/%S75≥300≥2.8≥95≥55≥75≤0.06S95≥400≥2.8≥95≥75≥95≤0.06S105≥500≥2.8≥95≥95≥105≤0.06做礦粉活性試驗時，對比水泥的要求：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，7天強度35-45MPa;28天50-60MPa，比表面積300-400m2/kg,三氧化硫含量2.3-2.8%，堿含量為0.5-0.9%。

在混凝土中摻加礦渣粉使混凝土的性能得到以下幾個方面的改善：1、降低了混凝土的水化熱;2、可提高混凝土的耐久性，改善混凝土的抗?jié)B性能;

3、有利于提高混凝土的后期強度；4、對小摻量的混凝土，可以減少混凝土的收縮；5、改善坍落度損失。2.3.2礦渣粉使混凝土的性能改善2.4硅粉

硅粉也稱硅灰。在冶煉鐵合金或工業(yè)硅時，由煙道排出的硅蒸氣經(jīng)收塵裝置收集而得的粉塵稱為硅粉。硅灰具有較高的活性以及非常強的填充作用，摻入少量硅粉，可使混凝土致密、耐磨，增強其耐久性，一般用于配制高強混凝土。

2.5沸石粉

沸石粉是天然的沸石巖磨細而成的一種火山灰質鋁硅酸礦物摻合料。含有一定量活性SiO2和Al2O3，能與水泥生成的Ca(OH)2反應，生成膠凝物質。

沸石粉用作混凝土摻合料可改善混凝土和易性，提高混凝土強度、抗?jié)B性和抗凍性，抑制堿骨料反應。主要用于配制高強混凝土、流態(tài)混凝土及泵送混凝土。3骨料

骨料總體積占混凝土體積的60％～80％，根據(jù)粒徑大小分為粗骨料（粒徑＞4.75mm）和細骨料（粒徑為0.15～4.75mm）。

骨料的主要技術性質包括：顆粒級配及粗細程度、顆粒形態(tài)和表面特征、強度、堅固性、含泥量、泥塊含量、有害物質及堿骨料反應等。3.1細骨料（天然砂和機制砂）

1、天然砂：由自然條件作用而形成的，公稱粒徑小于5.00㎜的巖石顆粒.按其產(chǎn)源不同，可以分為河砂、山砂、海砂。2、機制砂：巖石經(jīng)除土開采、機械破碎、篩分而成的，公稱粒徑小于5.00㎜的巖石顆粒。一般要求：質地堅實、清潔、有害雜質含量少。圖1.河砂表觀圖圖2.機制砂表觀圖3.1.1

砂的主要驗收指標砂子的主要驗收指標：細度模數(shù)含水率、含泥量、泥塊含量和人工砂或混合砂的石粉含量。表1.天然砂中含泥量及泥塊含量對于有抗凍、抗?jié)B或其他特殊要求的≤C25混凝土用天然砂，其含泥量不應大于3.0%，泥塊含量不應大于1.0%。表2.人工砂或混合砂中石粉含量

混凝土強度等級≥C60C55-C30≤C25含泥量(按質量計%)≤2.0≤3.0≤5.0泥塊含量（按質量計%）≤0.5≤1.0≤2.0混凝土強度等級≥C60C55-C30≤C25石粉含量/%MB＜1.4（合格）≤5.0≤7.0≤10.0MB≥1.4（不合格）≤2.0≤3.0≤5.0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砂的粗細程度。通常按細度模數(shù)Mx分為粗、中、細、特細四級，其范圍應符合下列規(guī)定。粗砂（3.7～3.1）、中砂（3.0～2.3）、細砂（2.2～1.6）、特細沙：1.5-0.7。一般配制混凝土時，宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)中砂。

砂的顆粒級配是指不同粒徑砂顆粒的分布情況。在混凝土中為節(jié)省水泥和提高混凝土的強度，就應盡量減少砂粒之間的空隙，有大小不同的顆粒合理搭配。如圖2-2所示的三種級配，圖（a）為單粒級級配，圖（c）為連續(xù)級配，級配良好。

3.2粗骨料（石）

粗骨料為粒徑＞4.75mm的巖石顆粒，分為卵石和碎石兩類。卵石：由自然條件作用形成的，公稱粒徑大于5.00㎜的巖石顆粒。碎石：天然巖石、卵石經(jīng)機械破碎、篩分而得的，公稱粒徑大于5.00㎜的巖石顆粒。

粗骨料比較理想的顆粒形狀為相近球形顆粒，針、片狀顆粒粒形較差，骨料表面的粗糙程度及孔隙特征對混凝土的強度有較高影響。

碎石表觀圖3.2.1碎石的質量要求1.顆粒級配顆粒級配有連續(xù)粒級和單粒粒級兩種?；炷劣檬瘧捎眠B續(xù)粒級，單粒級宜用于組合成滿足要求的連續(xù)粒級，也可以與連續(xù)粒級混合使用，以改善其級配情況。2.含泥量、泥塊含量及針、片狀顆粒含量

混凝土強度等級

≥C60C55-C30

≤C25含泥量/%(按質量計）≤0.5≤1.0≤2.0泥塊含量/%(按質量計）

≤0.2≤0.5≤0.7針、片狀顆粒含量/%(按質量計)≤8≤15≤25表3.碎石或卵石中含泥量、泥塊含量及針片狀顆粒含量3.壓碎值指標

混凝土強度等級

C60-C40

≤C35碎石壓碎指標/%≤10≤16卵石壓碎指標/%≤12≤16表4.碎石和卵石的壓碎值指標

4.堿活性

對于長期處于潮濕環(huán)境的重要結構混凝土，其所使用的碎石或卵石應進行堿活性檢驗。巖石強度應比所配制的混凝土強度至少高20%，當混凝土強度≥C60時，應進行巖石抗壓強度檢驗。骨料驗收要嚴格按照公司規(guī)定執(zhí)行，在料車進入廠區(qū)后，由驗料員對砂石進行驗收，驗料員上車取樣，要對砂進行含泥量的試驗，結果達不到公司要求的，給予退貨；石子對整體的形狀、大小、石粉含量、石子材質進行目測，目測達不到公司要求的，給予退貨。在卸料時驗料員必須監(jiān)督卸料，發(fā)現(xiàn)上下嚴重不一致的，對其進行復驗，復驗不合格，讓其拉走。3.3骨料的驗收控制3.4骨料的劣質性能對混凝土的影響（一）砂石中常含有一些有害物質，如粘附在砂石表面的粘土、淤泥，妨礙水泥與骨料的粘結，增大用水量，降低混凝土的強度、抗凍性和耐磨性，并增大混凝土的干縮。云母呈薄片狀，表面光滑，與水泥粘結不勞，影響混凝土顆粒之間的粘結。有機物雜質易于腐爛，析出有機酸，對水泥產(chǎn)生腐蝕作用；硫酸鹽和硫化物也會對水泥產(chǎn)生腐蝕作用，造成混凝土的破壞。

含泥量高還會提高減水劑用量，增大坍落度損失，增加成本。（二）砂的粗細程度對混凝土的性能影響甚大。

在砂子用量相同的情況下，如果砂子過粗，拌出的混凝土拌合物粘聚性較差，容易產(chǎn)生離析泌水現(xiàn)象；如果砂子過細，雖然拌出混凝土的粘聚性較好，但需要包圍在砂子表面的水泥漿增多，也會增加減水劑和水的用量，增大坍落度損失，降低強度；而且用細砂配制的混凝土干縮大，容易產(chǎn)生微裂紋。

所以混凝土用砂不能過粗或過細，砂子的粗細程度一般認為細度模量在2.6—2.7時最好。（三）石子針片狀及粒徑

石子中針片狀含量超標時，不僅混凝土拌合物的和易性變差，而且會使混凝土的強度降低。石子的粒徑過大，用在鋼筋間距較小的結構中，會產(chǎn)生石子被卡住，混凝土澆筑不到位，產(chǎn)生蜂窩、孔洞等質量問題。針片狀的石子

因此，骨料質量必須符合現(xiàn)行國家標準，地方材料尚應因地制宜。為保證質量，必須有穩(wěn)定的貨源，定期進行系統(tǒng)檢驗，按批檢測骨料的顆粒級配，含泥量及粗骨料的針片狀含量、壓碎指標等，收料人員逐車對照標準目測，不符合要求的拒收。4化學外加劑

化學外加劑是在拌制混凝土過程中摻入，用于改善混凝土性能的物質。常用化學外加劑有普通減水劑、高效減水劑、引氣劑、引氣減水劑、緩凝劑、緩凝減水劑、早強劑、早強減水劑、防凍劑、膨脹劑、鋼筋阻銹劑等。（外加劑≠減水劑）

選用外加劑時，應根據(jù)混凝土的性能要求、施工工藝及氣候條件，結合混凝土的原材料性能、配合比及對水泥的適應性等因素，通過試驗確定其品種和摻量。4.1主要技術指標高效減水劑的主要技術指標：減水率、含固量、含氣量、凝結時間、坍落度1小時經(jīng)時變化量、抗壓強度比等指標。主要是：減水率和坍落度1小時經(jīng)時變化量。外加劑的摻量應以外加劑質量占混凝土中膠凝材料總質量的百分數(shù)表示。外加劑摻量宜按供方的推薦摻量確定。環(huán)境變化時可適當調整。普通減水劑：宜用于最低氣溫5℃以上強度等級為C40以下的混凝土。進場檢驗項目：PH值、密度、含固量、減水率。用于自密實混凝土泵送劑的減水率不宜小于20%。脂肪族減水劑聚羧酸減水劑有些攪拌站主要使用聚羧酸減水劑。其具有摻量低，減水率高等優(yōu)點，但也正是這些優(yōu)點，使得我們在進行質量監(jiān)控時需要做出更高的要求。4.2外加劑進廠驗收控制

在外加劑取樣時，不允許使用司機提供的瓶子取樣，不允許司機隨意取樣（一個罐體的車輛除外），由驗料員或試驗員親自取樣，取樣后進行混凝土試拌，合格后給予卸料。5水

水是混凝土的主要組成材料之一，它不僅是保證新拌混凝土有足夠的流動度，以滿足輸送和施工的需要，也是水泥水化反應的一個反應物。

配制混凝土對拌合用水的水質有嚴格的質量要求。應該滿足JGJ63-2006《混凝土用水標準》的規(guī)定。

混凝土用水是混凝土拌合用水和混凝土養(yǎng)護用水的總稱，包括飲用水、地表水、地下水、再生水、混凝土企業(yè)設備洗刷水和海水等。5.1水的取樣和檢驗1.取樣

水質檢驗水樣不應少于5L，用于測定水泥凝結時間和膠砂強度的水樣不應少于3L。水質全部項目檢驗宜在取樣后7d內完成。

放射性性檢驗、水泥凝結時間檢驗和水泥膠砂強度試件成型宜在取樣后10d內完成。2.檢驗頻率

地表水每6個月檢驗一次；

地下水每年檢測一次；

再生水每3個月檢驗一次，在質量穩(wěn)定一年后，可每6個月檢驗1次；

混凝土企業(yè)設備洗涮水每3個月檢驗一次，在質量穩(wěn)定一年后，可一年檢驗1次；

當發(fā)現(xiàn)水受污染和對混凝土性能有影響時，應立即檢驗。

混凝土拌合用水不應有漂浮明顯的油脂和泡沫，不應有明顯的顏色和異味。

混凝土企業(yè)設備洗涮水不宜用于預應力混凝土、裝飾混凝土、加氣混凝土和暴露于腐蝕環(huán)境的混凝土；不得用于使用堿活性或潛在堿活性骨料的混凝土。未經(jīng)處理的海水嚴禁用于鋼筋混凝土和預應力混凝土。在無法獲得水源的情況下，海水可用于素混凝土，但不宜于裝飾混凝土。5.2混凝土拌合用水的要求1、新出廠的水泥為什么不能立即使用？答：新出廠水泥的溫度一般較高，有的水泥廠規(guī)定應冷卻至50℃使殘存的游離氧化鈣消解，水泥性能得到穩(wěn)定時才能進行性能檢驗。但也有的并未能這樣做到，以致有的預制廠或工地因立即使用了新出廠的水泥而引起了工程質量事故的發(fā)生。原材料基礎知識問題解答（一）

2、為什么不能使用過期（水泥出廠日期超過三個月）水泥或者受潮結塊的水泥？答：水泥中的活性礦物組成與空氣中的水分、CO2等發(fā)生化學反應，從而導致水泥變質的現(xiàn)象，稱為風化或者受潮。水泥在長期存放的過程中極易受潮，受潮水泥由于水化產(chǎn)物的凝結硬化，大都出現(xiàn)結塊現(xiàn)象，失去了活性，強度下降，嚴重的甚至不能再用于工程中。另一方面，即使水泥不受潮，長期處于大氣環(huán)境中，其活性也會降低。3、為什么水泥不能隨意摻合使用？答：水泥品種很多，強度等級也各不相同，不同品種的水泥性能有些差別很大，當不同品種的水泥摻合以后，水泥性能發(fā)生變化，強度等級降低，不但造成浪費，而且往往容易發(fā)生質量事故。所以不同品種、不同強度等級的水泥應該分別儲運，不能混雜，更不能摻合使用。4、“混凝土中摻粉煤灰而減少水泥是以次充好，獲得經(jīng)濟效益”這種說法對不對？答：這種說法是錯誤的。混凝土中摻粉煤灰而減少水泥獲得經(jīng)濟效益是次要因素。長期以來，實踐證明：國內外在混凝土中摻入一定量粉煤灰后，除了粉煤灰本身的火山灰活性作用，生成硅酸鈣凝膠，作為膠凝材料一部分起增強作用外，在混凝土的用水量不變的情況下，可以起到顯著改善混凝土拌合物和易性的效應