混凝土原材料性能介紹(周德元)

1、第一章工程材料的基本性質(zhì)1. 材料的基本物理性質(zhì)（1）密度和表觀密度1）密度密度是材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量（重量），又稱比 重，即與水的密度之比。密度的計(jì)算丫二G/V式中Y密度，g/cm3；G干燥材料的質(zhì)量，gV 材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積，cm3o材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積是指不包括材料內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體 積。為測定有孔材料的絕對密實(shí)體積，應(yīng)把材料磨成細(xì)粉，干燥后用 比重瓶測定其體積。2）表觀密度表觀密度是材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量（重量）。表觀 密度的計(jì)算式如下：Y o=G/V0式中Yo密度，g/cm3；G干燥材料的質(zhì)量，gVo材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積，cm3o材料在自然狀

2、態(tài)下的體積是指包括內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。材料的表觀密度一般指材料在干燥狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為 干表觀密度。當(dāng)材料含水時(shí)，所得表觀密度，稱為濕表觀密度。由于 材料含水狀態(tài)的不同，如絕干（烘干至恒重）、風(fēng)干（氣干）、含水（未 飽和）、吸水飽和等，可分別稱為干表觀密度、氣干表觀密度、濕表 觀密度、飽和表觀密度等。砂、石子等散粒材料的體積按自然堆積體積計(jì)算稱為堆積密度。 若以振實(shí)體積計(jì)算，則稱緊密堆積密度。（2）密實(shí)度和孔隙率1）密實(shí)度密實(shí)度是材料體積內(nèi)固體物質(zhì)所充實(shí)的程度。密實(shí)度的計(jì)算如下: D=V/V0= Y / Y o對于絕對密實(shí)材料，因丫尸Y，故密實(shí)度D二1或100%。對于 大多數(shù)建筑材料，

3、因丫。丫，故密實(shí)度D1或DV100%。2）孔隙率孔隙率是材料體積內(nèi)孔隙體積與材料總體積（自然狀態(tài)體積）的 比率。計(jì)算式如下：P二（VVo） /V0=lV/V0=lYo/Y由此可見：P+D二12、材料的力學(xué)性質(zhì)（1）強(qiáng)度材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。根據(jù)外力作用方式，材料強(qiáng)度有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）(“(*)(d)圖M 外力作用示意圖%）抗拉；（6）抗壓；（）拭剪；M抗彎強(qiáng)度等。在工程上，通常采用破壞試驗(yàn)法對材料的強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)測。材料的抗拉抗壓及抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式如下：R二 P/F式中R材料的極限強(qiáng)度，MPa；P*材料破壞時(shí)最大荷載，N;F試件受力而積，mm：材料的抗彎強(qiáng)度與試

4、件受力情況截面形狀及支承條件有關(guān)。一 般試驗(yàn)方法是將條形試件（梁）放在支點(diǎn)上，中間作用一集中荷載。 對矩形截而的試件，抗彎強(qiáng)度的計(jì)算式為：R尸3 1P_ /2bh2式中Rw材料的抗彎極限強(qiáng)度，MPa；P身-一彎曲破壞時(shí)的最大集中荷載，N；1兩支點(diǎn)的間距，mm；b、h分別為受彎試件截而的寬和高，mm。為便于材料的生產(chǎn)和使用，主要結(jié)構(gòu)材料均按強(qiáng)度值作為劃分 強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。普通水泥按抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度分為32.5,32. 5R、425、 42. 5R、62.5、62. 5R；普通混凝土有 C7. 5、CIO、C15、C20、C25、 C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 等強(qiáng)度等級。

5、材料的強(qiáng)度試驗(yàn)條件對測試所得數(shù)據(jù)影響很大，如試樣采取法、 試件的形狀和尺寸、試件的表面狀況、試驗(yàn)機(jī)的類型、試驗(yàn)時(shí)加荷速 度、環(huán)境的溫度和濕度，以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的取舍等，均在不同程度上影 響所得數(shù)據(jù)的代表性和精確性。第二章混凝土用砂及碎石混凝土用砂1 細(xì)度模數(shù)與級配區(qū)1.1砂按細(xì)度模數(shù)X分級粗砂：Uf=3. 73.1中砂：二3. 02. 3細(xì)砂：二2. 21.61.2砂按0. 630mm篩的篩余量分成I、II、1【三個(gè)級配區(qū)。2 質(zhì)量要求中的其他主要技術(shù)指標(biāo)2.1含泥量：MC30W3.0% C302.2泥塊含量：MC30W1.0%C30W2.0%2.3有害雜質(zhì)的限值：云母含量W2.0%輕物質(zhì)含量W1

6、.0%硫化物及硫酸鹽含量 W1.0%有機(jī)物含量比色法檢驗(yàn)合格2.4氯離子含量 W0.06% ； 預(yù)應(yīng)力混凝土不宜用海砂。2. 5堿活性檢驗(yàn)主要針對重要工程的混凝土用砂二、混凝土用碎石1 級配情況與公稱粒級1. 1級配情況分為連續(xù)粒級和單粒級。1. 2公稱粒級連續(xù)粒級分為6個(gè)規(guī)格510、516、520、525、531.5、540mm單粒級分為5個(gè)規(guī)格1020、1631.5、2040、31.563、4080mm2 質(zhì)量要求中的其他主要技術(shù)指標(biāo)2.1針片狀顆粒含量MC30W15% ;C30W25%.2. 2泥塊含量MC30W0.5%;C30W0. 7%.2. 3壓碎性指標(biāo)值水成巖C55 C40W10

7、%;WC35W16%.火成巖C55 C40W13%;WC35W30%.2.4堿活性檢驗(yàn)主要針對重要工程的混凝土用碎石三、砂石品質(zhì)對混凝土性能的影響1、配制混凝土宜優(yōu)先采用II區(qū)砂。采用【區(qū)砂時(shí)，由于砂的顆粒較粗，會(huì) 影響混凝土的和易性。采用【II區(qū)砂時(shí)，山于砂的顆粒較細(xì)，會(huì)使混凝土的強(qiáng)度降 低。2、砂的泥量過大，會(huì)增加混凝土的用水量。從而產(chǎn)生混凝土的強(qiáng)度降低、 收縮增大和體積不穩(wěn)定等不良影響。3、砂石中的泥塊含量對混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性能和收縮性能都有不良 的影響。4、配制泵送混凝土最好能采用細(xì)度模數(shù)M尸2. 32. 7的中砂，小于0. 315nun 的顆粒1330%,并含有510%細(xì)度0.

8、 16mm以下的顆粒。另外在碎石的顆粒 形狀，粒徑和空隙率都要適當(dāng)控制，以保證混凝土的可泵性。5、配制高強(qiáng)混凝土?xí)r，粗骨料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬，級配良好的碎石，針片狀 顆粒含量不宜大于5%o細(xì)骨料其細(xì)度模數(shù)不宜小于2. 6,含泥量不大于1. 5%o第三章外加劑及礦物摻合料一.混凝土外加劑1、外加劑按其主要使用功能分為四類：改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，包括各種減水劑和泵送劑等；調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間，硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、促凝劑和速凝劑等;改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑、阻銹劑和礦物外加劑 等；改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等。2、混凝土減水劑混凝土外加

9、劑中使用最廣泛的是減水劑，在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中，混凝土減水劑 規(guī)定了普通減水劑、高效減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等多個(gè)品種。但實(shí)際 上攪拌站大部分使用的都是復(fù)合減水劑，其一般是由高效減水劑、緩凝劑、引氣 劑和保塑劑等組份復(fù)合而成。因而具有減水、緩凝、保塑等功能。比較能滿足大 流動(dòng)性混凝土在使用上的要求。混凝土減水劑的技術(shù)要求有，摻外加劑混凝土性能指標(biāo)和勻質(zhì)性指標(biāo)兩個(gè)方 面。其中摻外加劑混凝土性能指標(biāo)包括減水率、泌水率比、含氣量、凝結(jié)時(shí)間差 抗壓強(qiáng)度比和收縮率比等。不同品種的減水劑規(guī)定了不同的指標(biāo)。勻質(zhì)性指標(biāo)，一般是對外加劑生產(chǎn)廠家，在產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性控制上的要求。 而對用戶來說，一些項(xiàng)LI也可作為

10、進(jìn)場驗(yàn)收的根據(jù)，如密度（比重）和水泥凈漿 流動(dòng)度等。3、減水劑的選用及進(jìn)場檢驗(yàn) 選用減水劑時(shí)，最好通過實(shí)際的混凝土試驗(yàn)，看是否與實(shí)際使用的水泥有較好的 適應(yīng)性。應(yīng)從混凝土的流動(dòng)性、保水性、坍落度損失、減水率和抗壓強(qiáng)度等方面 進(jìn)行比較。此外還要在摻量、性價(jià)比、以及供貨商的信譽(yù)方面都有所考慮。在減 水劑進(jìn)場時(shí)，應(yīng)對產(chǎn)品的勻質(zhì)性進(jìn)行檢驗(yàn)，一般是測定其比重和水泥凈漿流動(dòng)度 等，其結(jié)果應(yīng)符合供貨時(shí)商定的要求。4、外加劑與水泥的適應(yīng)性不同品種或不同熟料成分的水泥對同樣的減水劑，都可能表現(xiàn)出不同的使用 效果。一般說來，硅酸鹽水泥和普通水泥比混合水泥對減水劑的適應(yīng)性好，CQ 含量高或堿含量較多的水泥與減水劑的

11、適應(yīng)性會(huì)差一些。二.礦物摻合料礦物摻合料是指以硅、鋁、鈣等一種或多種氧化物為主要成份，摻入混凝土 中能改善新拌或碩化混凝土性能的粉體材料。如粉煤灰、礦渣粉、鋼渣粉、硅灰 、沸石粉和復(fù)合礦物摻合料等。其中應(yīng)用最普遍的是粉煤灰和礦渣粉，而硅灰則是高強(qiáng)混凝土中常用的摻合料。1、粉煤灰的主要技術(shù)要求指標(biāo)45 P篩篩余 W 需水量比 W燒失量 W三氧化硫 W2、礦渣粉的主要技術(shù)要求項(xiàng)目比表面積m2/kgI級II級III級122045951051155815333S105 級S95級S75級350350350活性指數(shù)%28dM1059575流動(dòng)度比事859095三氧化硫 W4.04.04.0燒失量 W3.

12、03.03.0第四章常用水泥一、常用水泥的種類和組成、代號(hào)1、硅酸鹽水泥水泥熟料+石膏+5%以下混合材P. I和P. II強(qiáng)度等級分為 42. 5 42. 5R 52. 5 52. 5R 62. 5 62. 5R2、普通硅酸鹽水泥水泥熟料+石膏+6%-15%混合材P.O強(qiáng)度等級分為 32. 5 32. 5R 42. 5 42. 5R 52. 5 52. 5R3、礦渣硅酸鹽水泥水泥熟料+20%-70%?；郀t礦渣+石膏P.S強(qiáng)度等級分為 32. 5 32. 5R 42. 5 42. 5R 52. 5 52. 5R4、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 水泥熟料+20%-50%火山灰質(zhì)混合材+石膏P. P 強(qiáng)度等級分為 32. 5 32. 5R 42. 5 42. 5R 52. 5 52. 5R5、粉煤灰硅酸鹽水泥水泥熟料+20%-40%粉煤灰