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《建筑材料》第四章混凝土解析
按施工工艺不同,又分为喷射混凝土、泵送 混凝土、振动灌浆混凝土等。
★混凝土的特点:
可塑性好、性能可调、可用钢筋增强、耐久 性好、原材料来源丰富; 但自重大、呈脆性、施工过程影响因素多。
本章内容
4.1 普通混凝土的组成材料
4.2 混凝土的主要技术性质
4.3 混凝土外加剂
4.4 普通混凝土配合比设计
4.5 其他品种混凝土
4.1 普通混凝土的组成材料
普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、 细骨料(砂)和水拌和,经硬化而成的一种人造石 材。
★砂、石在混凝土中起骨架作用,并抑制水 泥的收缩;水泥和水形成水泥浆,包裹在粗细骨 料表面并填充骨料间的空隙。 水泥浆体在硬化前起润滑作用,使混凝土拌 合物具有良好的工作性能,硬化后将骨料胶结在 一起,形成坚固的整体。其结构如图4.1。
砂的颗粒级配用级配区表示,以级配区或级
配曲线判定砂级配的合格性。对细度模数为3.7~
1.6的建筑用砂,根据600μm筛的累计筛余百分率
分成3个级配区,见表4.2。 为了更直观地反映砂的颗粒级配,以累计筛 余百分率为纵坐标,筛孔尺寸为横坐标,根据表 4.2的数值可以画出砂子3个级配区的级配曲线,
如图4.3所示。
图4.1 普通混凝土结构示意图 1—石子;2—砂子;3—水泥浆;4—气孔
1 水泥
1) 水泥品种的选择 配制混凝土时,一般可采用六大品种水泥, 必要时也可采用快硬水泥、铝酸盐水泥等。
详见第3章内容。
2)水泥强度等级的选择 水泥强度等级应与混凝土强度等级相适应。 一般以水泥强度(以MPa为单位)为混凝土强度等 级的1.5~2.0倍较适宜,水泥强度等级过高或过低,
实度,选择骨料时,应尽可能选用总表面积较小、
空隙率较小的骨料,而砂子的总表面积与粗细程
度有关,空隙率则与颗粒级配有关。 (1)粗细程度 砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一 起的总体粗细程度。
(2)颗粒级配
砂的颗粒级配是指粒径不同的砂粒互相搭配
的情况。
同样粒径的砂空隙率最大,若大颗粒间空隙 由中颗粒填充,空隙率会减小,若再填充以小颗 粒,空隙率更小,如图4.2所示。
4 普通混凝土
本章提要
主要介绍了普通混凝土的组成材料,混凝土 拌合物的和易性,硬化混凝土的强度、耐久性,
混凝土外加剂的作用原理和应用,普通混凝土配
合比设计方法等,简要介绍了其他品种混凝土,
如体现混凝土发展动态的高强混凝土、高性能混
凝土等。
混凝土( Concrete, 砼)是由胶凝材料、骨料 和水,必要时掺入化学外加剂和矿物质混合材料, 按适当比例配合,拌制成拌合物,经硬化而成的 人造石材。
表4.2 建筑用砂的颗粒级配(GB/T 14684—2001)
筛孔尺寸 9.50mm 4.75mm 1区 2区 3区
累计筛余百分率(%)
0 10~0 0 10~0 0 10~0
2.36mm
1.18mm 600μm
35~5
65~35 85~71
25~0
50~10 70~41
15~0
25~0 40~16
300μm
150μm
95~80
100~90
92~70
100~90
85~55
100~90
图4.3 砂的级配曲线
【例题】用500g烘干砂进行筛分试验,其结果如
表4.3所求。试分析该砂的粗细程度与颗粒级配。
【解】计算细度模数Mx
( A2 A3 A4 A5 A6 ) 5 A1 Mx 100 A1
A4、A5、A6,其计算关系如表4.1。
砂子的筛分析试验
总称量500g
表4.1 累计筛余率与分计筛余率计算关系
筛孔尺寸 筛余量(g) 分计筛余百分率(%) 4.75mm 2.36mm 1.18mm 600μm 300μm 150μm m1 m2 m3 m4 m5 m6 a1=(m1/500)×100% a2=(m2/500)×100% a3=(m3/500)×100% a4=(m4/500)×100% a5=(m5/500)×100% a6=(m6/500)×100% 累计筛余百分率(%) A1=a1 A2=a1+a2 A3=a1+a2+a3 A4=a1+a2+a3+a4 A5=a1+a2+a3+a4+a5 A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6
筛底
m7
a7=(m7/500)×100%
A7=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7
砂的粗细程度用细度模数Mx表示,其计算式
如下:
( A2 A3 A4 A5 A6 ) 5 A1 Mx 100 A1
建筑用砂按细度模数分为粗、中、细三种规 粗砂:3.7~3.1 中砂:3.0~2.3 细砂:2.2~1.6。
按胶凝材料不同,分为水泥混凝土、沥青混 凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等; ★按表观密度不同,分为重混凝土(ρ0> 2600kg/m3)、普通混凝土(ρ0=1950~2500kg/m3)、 轻混凝土(ρ0<1950kg/m3);
按使用功能不同,分为结构用混凝土、道路 混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土 及防辐射混凝土等;
图4.2 骨料颗粒级配示意图
(a)单一粒径;(b)两种粒径;(c)多种粒径
★(3)砂的粗细程度与颗粒级配的评定
砂的粗细程度和颗粒级配,常用筛分析方法
进行评定。
称取试样500g,将试样倒入按孔径大小从上 到下组合的套筛(附筛底)上进行筛分,然后称取 各筛上的筛余量,计算各筛的分计筛余百分率a1、 a2、a3、a4、a5、a6及累计筛余百分率A1、A2、A3、
称。
常用砂
《建筑用砂》 GB/T 14684-2001
砂按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。
Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土;
Ⅱ类宜用于强度等级C30~C60及抗冻、抗渗 或其他要求的混凝土; Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建 筑砂浆。
1) 砂的粗细程度及颗粒级配
为了节约水泥,并使混凝土结构达到较高密
会导致水泥用量过少或过多,对混凝土的技术性
能及经济效果都不利。
2 细骨料-砂子
普通混凝土的细骨料主要采用天然砂和人工
砂。
天然砂是由自然风化、水流搬运和分选、堆
积形成的粒径小于4.75mm的岩石颗粒,但不包括 软质岩、风化岩石的颗粒。按产源不同,天然砂 分为山砂、河砂和海砂。 人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统