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1、1第二章 骨料、矿物掺合料内容：骨料在混凝土中作用，砂石材料的粗细和级配，颗粒特征、杂质含量等技术要求，石子的强度、坚固性、砂石碱活性，矿物掺合料的种类，作用机理。基本要求：1理解砂石骨料的作用及质量要求。22掌握砂石骨料技术参数的评定方法。13了解粉煤灰、磨细矿渣粉的特性及应用范围。3重点：砂石骨料的作用及质量要求以及评定方法。骨料的作用： 减少收缩； 提高弹模； 传递荷载； 降低成本。 分类： 细骨料：粒径 0.165.0mm；粗骨料：粒径大于 5.0mm。 按制取方式，可以分为天然骨料、人造骨料、工业灰渣骨料三种。矿物掺合料在高强高性能混凝土中被广泛使用，也称为“附加胶凝材料” ，可以
2、起到节约水泥用量、降低水化热、改善混凝土性能（拌合物和易性、凝结硬化时间， 硬化体强度、抗冻性、抗渗性、抗腐蚀性）的目的。第一节 细骨料一细骨料的分类天然砂、人工砂、工业灰渣。 天然砂按产源，分为：河砂、湖砂、山砂、海砂。 河砂、湖砂颗粒比较圆滑、质地坚硬，也比较洁净。 山砂颗粒多棱角，表面粗糙，容易含较多粘土和有机质，质地较差。 海砂内含有贝壳碎片及可溶性氯盐、硫酸盐等有害成分，一般情况下不直接 使用。 人工砂棱角多，片状颗粒多，且石粉多，成本也高。2某些工业灰渣，在试验合格后，可以代替砂使用。二砂的性能技术要求1砂的表观密度、堆积密度河砂的表观密度一般为 2.502.70g/cm3；堆积密
3、度一般为 13501650kg/m3；孔 隙率 3545。2含水率砂的含水不同使砂具有绝干、气干、饱和面干、潮湿等多种状态。 由于砂含有水，所以混凝土配合比设计时，要考虑根据砂的含水量对 W/C 作出 适当的调整。砂的含水润湿状况与砂的堆积体积有关，砂具有湿胀特性。这是因为砂被水润湿 后，在表面会形成一层水膜，引起松散砂子体积膨胀。湿胀量决定于砂的含水量和砂 的细度。一般砂含水 59时，湿胀量为 2025。当含水量再增加时，吸附 的水分发生迁移，砂子体积又逐渐缩小。当砂完全被水浸泡时，其体积又与干燥时的 体积相同。3颗粒级配、粗细程度3粗细程度即细度，是指不同大小砂粒的混合体中的粗细程度。 砂
4、的级配影响砂自身的空隙率。大小颗粒搭配合理，会实现细粒填充中粒空隙， 细、中粒填充粗粒空隙的紧密充填，降低空隙率。这将有利于改善拌合物的和易性和 硬化体的稳定性，并节约水泥用量。砂的颗粒级配和粗细程度使用砂筛余分析方法测定，并分别用级配曲线和细度模 数表示。 方筛孔孔径依次为 9.50mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm。 筛分前将砂样烘干至恒重，筛除大于 9.50mm 的颗粒，并计算其筛余百分率。称 取烘干砂试样 500g 放入标准筛中，经筛分后称取各筛上的筛余质量，计算分计筛余 百分率；各筛上分计筛余百分率与大于该号筛的所有筛之分计筛余百分率
5、之和叫做该 号筛的累计筛余百分率。（式 21）1165432 1005 ）（细度模数细度模数 3.73.0，粗砂；3.02.3，中砂；2.21.6，细砂；1.50.7，特细 砂。 砂的细度模数只反应砂子总体上的粗细程度，并不能反应级配的优劣。细度模数 相同的砂子其级配可能有很大差别。砂子的颗粒级配好坏直接影响堆积密度，各种粒 径的砂子在量上合理搭配，可使堆积起来的砂子空隙达到最小，因此，级配是否合格 是砂子的一个重要技术指标。 根据累计筛余量，画出筛余曲线。区的砂子偏粗，保水能力差，适合于配“富 混凝土”和低流动性混凝土；区砂粗细适中，级配良好，工艺性能好；区砂偏细， 配制的混凝土粘聚性大，保
6、水性好，使用不当易增加混凝土的干缩量，产生微裂纹， 故选用的砂率应稍小。 砂子的粗细程度和颗粒级配反映混凝土中的细骨料所具有的总的表面积和空隙率 的大小。希望总的表面积和空隙率都小，就需要有较多的粗砂和适量的细砂相组合。 但砂子过粗不能很好的填充石子的空隙，因此宜优先选用区中砂。44对砂中有害杂质的限量表 21 砂中有害杂质种类及对混凝土的影响 杂质种类杂质种类杂质危害杂质危害 泥、泥块影响混凝土强度，增大干缩，降低抗冻、抗渗、耐磨性 云母使混凝土内部出现大量未能胶结的软弱面，降低混凝土强度 氯盐腐蚀混凝土中的钢筋 有机质产生酸，腐蚀混凝土 硫酸盐、硫化 物产生膨胀性破坏轻物质混凝土表面因膨胀
7、而剥落破坏5坚固性直接反映骨料在气候或其它物理因素作用下抵抗破坏的能力。骨料的坚固性与原 岩的解理、孔隙率、孔分布、孔结构及其吸水能力等因素有关。当水进入这些弱面及 孔穴中，受冻后结冰膨胀。交变的结晶，膨胀压力导致骨料沿弱面崩裂。故骨料的坚 固性一般可以理解为抗冻性。 坚固性的检测有：直接冻融法；饱和硫酸钠溶液浸泡循环法。饱和硫酸钠在干燥 过程中失去水分，产生结晶膨胀，其性能相当于水结冰膨胀。第二节 粗骨料1.表观密度、堆积密度表观密度一般为 25002900kg/m3；堆积密度一般为 15001800kg/m3；空隙率 3744。52最大粒径，颗粒级配（1）最大粒径（Dmax） 粗骨料公称粒
8、级的上限值称为骨料的最大粒径（Dmax） 。Dmax 越大，则相同石子 的总表面积越小，混凝土中包裹石子所需浆体越少，即混凝土用水量和水泥用量都可 减少。在一定的和易性和水泥用量条件下，这时因减少用水量，W/C 降低而提高混凝 土的强度，在一定范围里，Dmax 的影响是正效应。产生负效应是因为 Dmax 超过合适 值后,石子与水泥砂浆粘结面积下降,且在大尺寸石子下侧易形成水膜,气囊空腔 原始微裂纹集中区域,导致混凝土强度下降。水泥浆水W/Cf D总表面积粘结面积f几点规定: Dmax结构截面最小尺寸的 1/4 Dmax钢筋最小净间距的 3/4。 对实心混凝土板，Dmax板厚的 1/2，但 Dm
9、ax50mm。 泵送混凝土 品种泵送高度 mDmax 与管径之比 5013.0 5010014.0碎石 10015.0 5012.5 5010013.0卵石 10014.0 粗骨料 Dmax 不得大于 40mm，当泵送高度超过 50m 时，碎石最大粒径不得大于 25mm，卵石不得大于 30mm。 C60 Dmax31.5mm、C60 Dmax25mm (JGJ552000) （2）颗粒级配 空隙率的降低 连续级配 16：454035323130 间断级配 12：45251163 最紧密堆积（正四面体） 理论上如上所述，实际在运输、搅拌中易产生离析，更多采用连续级配。3有害杂质含量杂质种类与细骨料相同，对混凝土的影响也是相同的，只是标准要求值有差异。4骨料碱活性碱活性反应是骨料中的反应活性二氧化硅反应活性二氧化硅（如蛋白石、玉髓等）或碳酸盐类成分6（如白云质石灰岩、方解石质石灰岩中的白云石等） ，可在一定条件下与水泥中的碱 产生膨胀性反应，破坏已硬化的混凝土。将这种可和强碱起破坏性反应的骨料称为碱 活性骨料。5强度、坚固性强度可用岩石立方体（或圆柱体）抗压强度、压碎指标两种方法测试评定。 坚固性测试方法与细骨料相同，用直接冻融法和饱和硫酸钠浸泡循环法。
