(1.4)-3.骨料混凝土工藝學(xué)

混凝土工藝學(xué)

第3講：骨料海砂樓”不能??？不是所有海砂建的房都不能住，啥樣的海砂能用？骨料作為一種惰性填充料，對(duì)混凝土和易性、尺寸穩(wěn)定性、耐久性、強(qiáng)度以及經(jīng)濟(jì)性具有重要作用。

如何選擇混凝土骨料呢？同學(xué)們對(duì)骨料有什么認(rèn)識(shí)呢？碎石

卵石機(jī)制砂河砂1.骨料的研究意義？

2.骨料的作用？

3.骨料的品質(zhì)要求？1.骨料的研究意義骨料：混凝土中最穩(wěn)定的組分！其他組分收縮相對(duì)較大，化學(xué)穩(wěn)定性也遠(yuǎn)不如骨料。臺(tái)灣學(xué)者黃兆龍教授經(jīng)常講，我們要法天師地，向大自然學(xué)習(xí)。山石河卵的存在歷史悠長(zhǎng)，其耐久性不言而喻。我們?cè)谥苽浠炷習(xí)r盡可能使骨料比例增大，這符合先人“天人合一、法天師地”的哲學(xué)思想。1.骨料的研究意義骨料的品質(zhì)差，嚴(yán)重影響和制約了混凝土工程質(zhì)量和混凝土技術(shù)進(jìn)步。我國(guó)前輩學(xué)者蔡正詠指出：我國(guó)混凝土質(zhì)量比西方國(guó)家的差，主要原因在于骨料的質(zhì)量。國(guó)際混凝土知名學(xué)者梅塔教授在著作中強(qiáng)調(diào)“我們必須像重視水泥那樣重視骨料”。2.骨料的作用混凝土中是否需要加骨料？純水泥制作構(gòu)件存在的問題：水

泥收縮成本高水泥石彈性模量較低加入骨料承受一定的變形降低成本提高剛度混凝土骨料作用：抑制收縮、防止開裂，穩(wěn)定混凝土的體積！因此骨料必須占據(jù)混凝土大部分體積。3.現(xiàn)代混凝土對(duì)骨料的品質(zhì)要求減少膠凝材料用量

具有良好的顆粒級(jí)配，使堆積空隙率小，顆粒總比表面積較小與膠凝材料有良好的粘結(jié)力

骨料顆粒表面干凈，具有一定粗糙度具有足夠的強(qiáng)度

含有害雜質(zhì)少，強(qiáng)度和堅(jiān)固性好耐久性高·

骨料的含水狀態(tài)骨料的密度骨料的粒徑與級(jí)配骨料的孔隙率骨料的形狀骨料的表面特征骨料的彈性模量骨料的強(qiáng)度骨料的堅(jiān)固性骨料的硬度混凝土配合比設(shè)計(jì)所要求影響新拌混凝土性能影響硬化混凝土性能3.現(xiàn)代混凝土對(duì)骨料的品質(zhì)要求3.1細(xì)集料的粒徑分布細(xì)度模數(shù)級(jí)配曲線的分區(qū)篩分析法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方孔篩：9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm1細(xì)集料的級(jí)配表征依據(jù)國(guó)標(biāo)《建筑用砂》（GB/T14684-2011）規(guī)定表1砂分計(jì)篩余與累計(jì)篩余的關(guān)系篩孔尺寸（mm）分計(jì)篩余量（g）分計(jì)篩余（％)累計(jì)篩余（％)4.75m1a1A1=a12.36m2a2A2=a1+a21.18m3a3A3=a1+a2+a30.60m4a4A4=a1+a2+a3+a40.30m5a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.15m6a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6<0.15m7

細(xì)集料的粒徑分布1細(xì)集料的級(jí)配表征砂的合格級(jí)配應(yīng)符合下表：

表2砂的顆粒級(jí)配天然砂級(jí)配區(qū)1區(qū)2區(qū)3區(qū)方篩孔累計(jì)篩余（%）4.75mm10?010?010?02.36mm35?525?015?01.18mm65?3550?1025?0600μm85?7170?4140?16300μm95?8092?7085?55150μm100?90100?90100?90

砂的實(shí)際顆粒級(jí)配除4.75mm和600μm篩檔外，可略有超出，但各級(jí)累計(jì)篩余超出值總和應(yīng)不大于5%。細(xì)集料的粒徑分布1細(xì)集料的級(jí)配表征1區(qū)2區(qū)3區(qū)/mm

砂子過細(xì)過粗，對(duì)混凝土的工作性、強(qiáng)度有很大影響。過粗砂區(qū)過細(xì)砂區(qū)2級(jí)配曲線圖1砂的級(jí)配曲線細(xì)集料的粒徑分布2區(qū)級(jí)配的砂，其粗細(xì)適中，級(jí)配較好，是配制混凝土的最理想的級(jí)配區(qū)。3細(xì)度模數(shù)普通混凝土用砂細(xì)度模數(shù)范圍：3.7~1.6；細(xì)度模數(shù)越大，表示砂越粗；Mx=3.7~3.1，粗砂Mx=3.0~2.3，中砂Mx=2.2~1.6，細(xì)砂Mx=1.5～0.7，特細(xì)砂，配制混凝土?xí)r要作特殊考慮。細(xì)集料的粒徑分布4細(xì)度模數(shù)與顆粒級(jí)配的關(guān)系某工程用砂經(jīng)篩分試驗(yàn)，各篩上的篩余量如表所示表3砂的篩余量篩孔尺寸/mm4.752.361.180.600.300.15A砂篩余量/g502750012020B砂篩余量/g50150150505035細(xì)集料的粒徑分布<例題>表4A砂分計(jì)篩余和累計(jì)篩余的計(jì)算結(jié)果篩孔尺寸/mm4.752.361.180.600.300.15篩余量/g502750012020分計(jì)篩余/％105500244累計(jì)篩余/％106565658993

表5B砂分計(jì)篩余和累計(jì)篩余的計(jì)算結(jié)果篩孔尺寸/mm4.752.361.180.600.300.15篩余量/g50150150505035分計(jì)篩余/％10303010107累計(jì)篩余/％104070809097細(xì)集料的粒徑分布4細(xì)度模數(shù)與顆粒級(jí)配的關(guān)系解：A砂和B砂的細(xì)度模數(shù)：A砂和B砂細(xì)度模數(shù)相同，屬于粗砂，那么二者的顆粒級(jí)配相同嗎？細(xì)集料的粒徑分布4細(xì)度模數(shù)與顆粒級(jí)配的關(guān)系圖2A砂和B砂的級(jí)配曲線間斷級(jí)配2區(qū)砂1區(qū)砂細(xì)集料的粒徑分布4細(xì)度模數(shù)與顆粒級(jí)配的關(guān)系工程中，砂的顆粒級(jí)配應(yīng)將砂的細(xì)度模數(shù)和級(jí)配曲線聯(lián)合應(yīng)用。5機(jī)制砂級(jí)配粒形不好，針片狀過多細(xì)度模數(shù)偏大，3.5以上級(jí)配不合理，兩頭大中間小75μm以下石粉含量多思考：從顆粒級(jí)配角度出發(fā)，這種機(jī)制砂對(duì)混凝土的性能有何影響？可以如何解決？粗顆粒多，離析泌水；細(xì)顆粒多，粘稠，保水性好，但和易性差。通過篩分調(diào)整含量，篩分優(yōu)化。細(xì)集料的粒徑分布細(xì)集料的粒徑分布問題：某混凝土攪拌站原使用砂的細(xì)度模數(shù)為2.7，后改用細(xì)度模數(shù)為2.1的砂，改砂后原混凝土配方不變，但發(fā)現(xiàn)混凝土坍落度明顯變小。粗砂變?yōu)榧?xì)砂，需漿體量增大，坍落度減小。

1顆粒級(jí)配3.2粗集料的顆粒級(jí)配篩分析法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方孔篩：100mm、75mm、63mm、53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm依據(jù)國(guó)標(biāo)《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）規(guī)定粗集料的顆粒級(jí)配混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用連續(xù)級(jí)配。連續(xù)級(jí)配是按照一定的粒徑比及其含量形成的連續(xù)的級(jí)配曲線，因大小顆粒搭配較好，配制的混凝土拌合物具有良好的和易性與較高的密實(shí)度，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。良好的骨料級(jí)配，松堆空隙率低，能有效地減少水泥用量，從而節(jié)約資源，降低排放。粗集料的顆粒級(jí)配國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)用卵石、碎石》（GB/T14685—2011)將松堆空隙率列入粗骨料分級(jí)指標(biāo)。連續(xù)級(jí)配松散堆積孔隙率類別Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類孔隙率（%）≤43≤45≤47我國(guó)粗骨料松堆空隙率一般在42%?50%。美國(guó)、日本，粗骨

料松堆空隙率在36%?42%。我國(guó)混凝土配制時(shí)砂率高、漿體多、水泥用量大，混凝土不

僅成本高，而且體積穩(wěn)定性也較差。粗集料的顆粒級(jí)配3.3粗集料的最大粒徑粗骨料中公稱粒徑的上限稱為該粒級(jí)的最大粒徑。水泥用量和稠度相同，用粒徑較大的骨料比粒徑較小的骨料配制的混凝土所需拌和用水量少；粒徑大的骨料使界面過渡區(qū)有更多的微裂縫，從而更加薄弱。骨料粒徑大于40mm后，增大骨料粒徑并無好處。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制備高強(qiáng)混凝土骨料最大粒徑不得大于25mm。最大粒徑選用原則：最大粒徑不得超過構(gòu)件截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間

距的3/4。混凝土的實(shí)心板：骨料的最大粒徑不超過板厚的1/2，且不得超過50mm。泵送混凝土：碎石不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的1/3，卵石不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑

的1/2.5粗集料的最大粒徑《混凝土結(jié)構(gòu)