2.集料 Aggregate 石子的颗粒级配可分为连续级配和间断级配 连续级配是石子粒级呈连续性,即颗粒由小到大,每级石子占一定比例用连续级配的骨料配制的混凝土混合料,和易性较好,不易发生离析现象连续级配是工程上最常用的级配 间断级配也称单粒级级配采用间断级配易使混凝土混合物容易产生离析现象,导致施工困难配制高性能混凝土应采用连续级配石子配制C60以上强度等级高性能混凝土粗骨料宜采用10-25 mm及5-10 mm两级粗骨料配合 2.集料 Aggregate2.集料 Aggregate 石子各粒级的公称上限粒径称为这种石子的最大粒径石子的最大粒径增大,则相同质量石子的总表面积减小,混凝土中包裹石子所需水泥浆体积减少,即混凝土用水量和水泥用量都可减少配制普通强度等级混凝土时,在一定的范围内,石子最大粒径增大,可因用水量的减少提高混凝土的强度 然而石子最大粒径过大时,则由于骨料与水泥砂浆粘结面积下降等原因造成混凝土的强度下降 对于C50C60混凝土,粗集料最大粒径宜不大于25mm,对C60以上的混凝土宜小于 20mm 粗集料5-20mm最佳级配图 粗集料5-31.5mm最佳级配图 粗集料5-25mm最佳级配图 粗集料5-40mm最佳级配图 2.集料 Aggregate集料的粒形集料的粒形对混凝土工作性能及强度有重要的影响,集料的粒形对混凝土工作性能及强度有重要的影响,配制高性配制高性能混凝土应当尽量选择针片状含量低的粗集料以及圆形度较高的细集能混凝土应当尽量选择针片状含量低的粗集料以及圆形度较高的细集料,料,对工作性能要求高时应避免使用棱角多的机制砂。
对工作性能要求高时应避免使用棱角多的机制砂针状(颗粒长轴长度大于平均粒径的针状(颗粒长轴长度大于平均粒径的2.42.4倍)倍)片状(厚度小于平均粒径的片状(厚度小于平均粒径的0.40.4倍)倍)针片状仪2.集料 Aggregate集料的强度及坚固性集料在混凝土当中起到骨架的作用,集料在混凝土当中起到骨架的作用,通常情况下,集料的强度通常情况下,集料的强度都应高于混凝土的设计强度当混凝土设计强度等级较高时,集料强都应高于混凝土的设计强度当混凝土设计强度等级较高时,集料强度在很大程度上决定了混凝土的强度,但当集料强度足够高时,混凝度在很大程度上决定了混凝土的强度,但当集料强度足够高时,混凝土强度几乎不受集料强度的影响土强度几乎不受集料强度的影响我国行业标准普通混凝土用碎石我国行业标准普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法(或卵石质量标准及检验方法(JGJ53-92JGJ53-92)规定混凝土强度等级为)规定混凝土强度等级为C60C60及以上时应进行岩石抗压强度检验,其他情况下如有怀疑或认为及以上时应进行岩石抗压强度检验,其他情况下如有怀疑或认为有必要时也可进行岩石的抗压强度检验岩石的抗压强度与混凝土强有必要时也可进行岩石的抗压强度检验。
岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于度等级之比不应小于1.51.5,且火成岩强度不宜低于,且火成岩强度不宜低于80MPa80MPa,变质岩不,变质岩不宜低于宜低于60MPa60MPa,水成岩不宜低于,水成岩不宜低于30MPa30MPa2.集料 Aggregate集料的强度及坚固性集料的强度难以直接进行测量,一般通过压碎值指标和母岩强度集料的强度难以直接进行测量,一般通过压碎值指标和母岩强度来间接地进行评价来间接地进行评价岩石立方强度试验,是用母岩制成岩石立方强度试验,是用母岩制成 555 555 立方体,或直径与高立方体,或直径与高度均为度均为5 5的圆柱体试样,浸泡水中,待吸水饱和后进行抗压的圆柱体试样,浸泡水中,待吸水饱和后进行抗压试验石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比,不应低于试验石子抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比,不应低于1.51.52.集料 Aggregate集料的强度及坚固性常见用作混凝土集料岩石强度集料种类类岩石强度(MPa)平均值值最大值值最小值值石英岩250400124砂岩13025044玄武岩250500100花岗岗岩180250120石灰岩60120202.集料 Aggregate集料的强度及坚固性 压碎指标是将一定重量气干状态下1020的石子装入一定规格的金属圆桶内,在试验机上施加荷载到 200,卸荷后称取试样质量(0),再用孔径为2.36的筛子筛除被压碎的细粒,称取试样的筛余量(m1),用下式计算压碎指标: 式中a 压碎指标值,%;0 试样质量,g; m1 压碎试验后试样的筛余量,g。
压碎指标值越小,骨料的强度越高配制C60以上强度等级的高性能混凝土,应选择级配良好的玄武岩、石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石,岩石的抗压强度与混凝土的抗压强度等级之比不低于1.5,或其压碎值Qa小于10% 2.集料 Aggregate集料的强度及坚固性(2)骨料的坚固性 骨料的坚固性是指在气候、外力和其他物理力学因素作用(如冻融循环作用)下骨料抗碎裂的能力坚固性试验是用硫酸钠溶液法检验,试样经五次干湿循环后,其质量损失应不超过规范的规定2.集料 Aggregate集料的热学性质集料的热性质主要包括热膨胀系数、热导率、比热容等其中热集料的热性质主要包括热膨胀系数、热导率、比热容等其中热膨胀系数是较重要的指标,对混凝土性能有较大的影响,一方面影响膨胀系数是较重要的指标,对混凝土性能有较大的影响,一方面影响混凝土在混凝土在温度变化时的体积稳定性温度变化时的体积稳定性,另一方面集料与混凝土其他组分,另一方面集料与混凝土其他组分热膨胀系数若存在差异,在温度变化时有可能产生较大的热膨胀系数若存在差异,在温度变化时有可能产生较大的热应力而引热应力而引发微裂缝的形成和扩展发微裂缝的形成和扩展,进而影响混凝土的耐久性能。
进而影响混凝土的耐久性能常见集料热膨胀系数集料种类类石英岩砂岩玄武岩花岗岗岩石灰岩(10-5/)1.021.340.611.170.610.750.550.850.360.602.集料 Aggregate集料的化学性质集料的化学性质主要是指集料本身的化学组成及其与混凝土其他集料的化学性质主要是指集料本身的化学组成及其与混凝土其他组分、侵蚀性介质的化学反应活性组分、侵蚀性介质的化学反应活性碱集料破坏碱集料破坏2.集料 Aggregate集料的化学性质由于碱集料反应的潜伏期较长,当集料中含有的的活性硅等物质由于碱集料反应的潜伏期较长,当集料中含有的的活性硅等物质含量较高时应当进行集料的碱活性检验检验方法包括含量较高时应当进行集料的碱活性检验检验方法包括岩相法岩相法、砂浆砂浆棒法棒法、化学法化学法、快速砂浆棒法快速砂浆棒法和和混凝土棱柱体法混凝土棱柱体法,以及,以及压蒸法压蒸法等方法等方法岩相法通过分析集料岩石矿物种类、组成及比例来判断其碱活性;砂浆岩相法通过分析集料岩石矿物种类、组成及比例来判断其碱活性;砂浆棒法通过将集料与高碱水泥成型砂浆棒,检测其由碱集料反应产生的膨胀率棒法通过将集料与高碱水泥成型砂浆棒,检测其由碱集料反应产生的膨胀率大小来判断其碱活性;化学法是通过测定经粉碎至一定粒度的集料与大小来判断其碱活性;化学法是通过测定经粉碎至一定粒度的集料与NaOHNaOH溶液在一定条件下的反应量来判断其碱活性;快速砂浆棒法是在高温高碱环溶液在一定条件下的反应量来判断其碱活性;快速砂浆棒法是在高温高碱环境下加速碱集料反应,检测砂浆棒膨胀率大小;混凝土棱柱体法是通过检测境下加速碱集料反应,检测砂浆棒膨胀率大小;混凝土棱柱体法是通过检测混凝土棱柱体由碱集料反应的膨胀率大小判断集料的碱活性;而压蒸法则是混凝土棱柱体由碱集料反应的膨胀率大小判断集料的碱活性;而压蒸法则是通过在高温高压条件下加速碱集料反应,检测砂浆棒膨胀率或混凝土试件表通过在高温高压条件下加速碱集料反应,检测砂浆棒膨胀率或混凝土试件表面有无裂纹、超声脉冲速度和动弹模的变化来判断集料的碱活性。
上述各种面有无裂纹、超声脉冲速度和动弹模的变化来判断集料的碱活性上述各种方法单独使用难以准确判断集料的碱活性,往往需要几种方法结合使用方法单独使用难以准确判断集料的碱活性,往往需要几种方法结合使用2.集料 Aggregate集料孔隙率集料中存在孔径变化范围很大的毛细孔,最大的孔甚至肉眼都能集料中存在孔径变化范围很大的毛细孔,最大的孔甚至肉眼都能看到,最小的孔一般也比水泥石的凝胶孔大这些孔有的封闭在集料看到,最小的孔一般也比水泥石的凝胶孔大这些孔有的封闭在集料内部,有的能扩展到颗粒的表面集料的孔隙率和孔结构影响集料和内部,有的能扩展到颗粒的表面集料的孔隙率和孔结构影响集料和水泥石的粘结、混凝土的抗冻性、以及集料的化学稳定性等性能水泥石的粘结、混凝土的抗冻性、以及集料的化学稳定性等性能2.集料 Aggregate集料的含水状态a)a)全干状态:在全干状态:在105105中烘干至恒重,孔隙中的水被烘干;中烘干至恒重,孔隙中的水被烘干;b)b)气干状态:除掉表面水分,但部分内部孔隙中仍然充满水;气干状态:除掉表面水分,但部分内部孔隙中仍然充满水;c)c)饱和面干:所有孔隙充满水,但在表面无水分;饱和面干:所有孔隙充满水,但在表面无水分;d)d)湿润状态:所有孔隙充满水,而且表面有水膜。
湿润状态:所有孔隙充满水,而且表面有水膜a) b) c) d)a) b) c) d)2.集料 Aggregate集料的杂质含量 为保证混凝土的质量,砂中有害杂质的含量,应符合国家技术规范的规定如果是海砂,还要考虑氯离子的含量混凝土强度等级C30C30含泥量(按质量计),3.05.0含泥块量(按质量计),1.02.0硫化物及硫酸盐含量(折算成SO3,按质量计),)1.0云母含量(按质量计),2.0轻物质含量(按质量计),1.0 高性能混凝土用的粗细集料含泥量宜控制在1%以下,达不到时应采取冲洗或其他措施进行处理杂质导致的胀爆破坏2.集料 Aggregate集料性质对混凝土性质的影响混凝土的性质质相应应集料的性质质耐久性抗冻冻性抗干湿性抗冷热热性耐磨性碱-集料反应应稳稳定性,孔隙率,孔结结构,渗透性,饱饱和度,抗拉强度,黏土矿矿物孔结结构,弹弹性模量热热膨胀胀系数硬度存在异常的硅质质成分强度强度,表面状态态,清洁洁度,颗颗粒形状,最大粒径收缩缩和徐变变弹弹性模量,颗颗粒级级配,颗颗粒形状,清洁洁度,最大粒径,黏土矿矿物耐磨性硬度热热膨胀胀系数热热膨胀胀系数,弹弹性模量热导热导 率热导热导 率比热热容比热热容容重相对对密度,颗颗粒形状,级级配,最大粒径弹弹性模量弹弹性模量,泊松比经济经济 性颗颗粒形状,级级配,最大粒径,需要的加工量,可获获得量2.集料 Aggregate再生集料随着旧混凝土结构物的拆除和大规模的基础设施建设随着旧混凝土结构物的拆除和大规模的基础设施建设,每年产生大量的废弃混凝土,其处理已经造成不可忽视,每年产生大量的废弃混凝土,其处理已经造成不可忽视的经济、环保和社会问题。
的经济、环保和社会问题2.集料 Aggregate再生集料2.集料 Aggregate细集料的生产过程2.集料 Aggregate粗集料的生产过程3.外加剂 Admixture 外加剂是指在拌和混凝土过程中掺入以改善混凝土性外加剂是指在拌和混凝土过程中掺入以改善混凝土性能为目的物质,其掺量一般不大于水泥质量的能为目的物质,其掺量一般不大于水泥质量的5 5在现代混凝土技术中,外加剂已成为继水泥、砂、石、水后混代混凝土技术中,外加剂已成为继水泥、砂、石、水后混凝土的不可或缺的凝土的不可或缺的第五组分第五组分 外加剂特别是高效减水剂的出现是混凝土发展历史上外加剂特别是高效减水剂的出现是混凝土发展历史上的一次飞跃性的发展的一次飞跃性的发展 工作性能大大提高 早期的浇注的混凝土 19601975流态混凝土现在自流平混凝土20年以后?强度性能大大提高 20年代的江汉关大楼 90年代的广州中信大厦 3.外加剂 Admixtu。