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1、,建筑骨料 主讲教师：,集料概述,集料的定义集料是砼中用的砂子（细集料；粒径在0.154.75mm）、石子（料集料；粒径大于4.75mm）两种材料的总称。砂子、石子两种材料在砼中起骨架作，因此又将它们称为骨料。,碎 石,卵 石,骨料的种类,普通骨料,轻骨料,重骨料,骨料的分类,天然砂,人工砂,含水状态：完全干燥 气 干 饱和面干 含水湿润,含水量： 不含水 有效含水量 有效含水量 有效含水量,完全干燥 气 干 饱和面干 含水湿润,骨料的含水状态,完全干燥:含水率0.5%,气干状态：含水率与大气温度相平衡，但未达到饱和,饱和面干状态：内部含水达到饱和而表面干燥,完全润湿状态：不仅内部孔隙含水达到
2、饱和，而且表面还附有一层自由水,骨料的有害杂质,有害杂质的种类：粘土、泥块、云母；硫酸盐、硫化物、有机质；活性SiO2；针片状颗粒等。有害杂质的危害：影响水泥的水化、腐蚀水泥石；影响混凝土的和易性影响混凝土的强度与耐磨性；增大混凝土的收缩；引起碱骨料反应等。,含泥量很大的骨料,四种组成材料在混凝土中所起的作用：砂、石：骨架作用；抑制混凝土的收缩，提高砼强度，减少水泥用量。水泥水水泥浆：水泥浆包裹在砂粒的表面并填充砂粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又包裹石子表面并填充石子间的空隙。 凝结硬化前：起填充、润滑、包裹的作用凝结硬化后：起胶结作用,砂子,水泥浆,石子,砼中各组成材料的作用：,集料的分
3、类,第一节 细骨料砂,粒径在0.154.75mm之间的岩石颗粒，称为细骨料。细骨料主要采用天然砂、人工砂和工业副产品骨料。,砂按技术要求分为类、类、类类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。,技术要求,1.含泥量、石粉含量和泥块含量含泥量是指天然砂中粒径小于75m的颗粒含量；石粉含量是指人工砂中粒径小于75m的颗粒含量；泥块含量是指砂中原粒径大于1.18mm，经水浸洗、手捏后小于600m的颗粒含量。,表4-1 天然砂的含泥量和泥块含量(GB/T 146842001),表4-2 人工砂的石粉含量
4、和泥块含量(GB/T 146842001),表4-3 砂中有害物质含量（GB/T 14684-2001）,结论,砂中有害物含量过多时，应进行清洗或过筛，符合要求后方可使用。,2.有害物质含量,3.砂的粗细程度及颗粒级配,（1）颗粒级配,定义：,讨论与分析,是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。,颗粒级配不良，空隙率较大，则需较多的水泥浆填充;颗粒级配良好，空隙率较小，需较少的水泥浆填充。,结论,（2）粗细程度,定义：,讨论与分析,不同粒径的砂粒，混合在一起后的平均粗细程度。,3.砂的粗细程度及颗粒级配,结论,在砂用量相同的条件下，粗颗粒表面积小，细颗粒表面积大。包裹颗粒用的水泥浆多少就会有所差别。
5、,3.砂的粗细程度及颗粒级配,综上所述：在拌制混凝土时，砂的粗细程度和颗粒级配应同时考虑的问题。当砂中含有较多的粗颗粒，以适当的中颗粒及少量的 细颗粒填充，则既有较小的空隙率又具有较小的总表面积，不仅水泥用量少，而且可提高混凝土的密实度与强度。,150m,300m,600m,1.18mm,2.36mm,4.75mm,9.50mm,（3）筛分析试验评定砂的颗粒级配和粗细程度,主要仪器： 标准套筛、 摇筛机、 天平。,3.砂的粗细程度及颗粒级配,标准方孔筛,振筛机,试验步骤：,称取500g干砂，放于最上一只筛子。,将套筛装于摇筛机上，筛析10min。,取下套筛，逐个进行手筛。,称取各筛的筛余量，进
6、行计算。,粗细程度的评定：,计算细度模数 注意：Ai 在计算时不带。,评定标准：,颗粒级配的评定：方法一：用级配区评定；方法二：用级配曲线评定。,方法一：用级配区评定,表4-5 建筑用砂的颗粒级配(GB/T 14684-2001),注意：1)砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除4.75mm和 600m筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5。2)1区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10085，2区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10080，3区人工砂中150m筛孔的累计筛余可以放宽到10075。,评定标准：当砂的累计筛余均处于表中的任何一个级配区中，则颗粒级配合格，否则级配不
7、合格。,级配曲线,方法二用级配曲线评定,级配曲线,级配曲线,筛孔尺寸（mm）,累计筛余百分率,0.30,0.60,1.18,2.36,4.75,9.50,0.15,80,60,40,20,0,100,坚固性指标(GB/T 14684-2001),4.砂的坚固性,天然砂的坚固性是将试样在饱和硫酸钠溶液经5次浸渍后，检验其质量损失，以此判定砂的坚固性。,（1）天然砂,（2）人工砂,人工砂采用压碎指标试验法进行检测。,各粒级试样质量损失百分率Pi式中：Pi各粒级试样质量损失百分率(%)； G1各粒级试样试验前的质量(g)； G2各粒级试样试验后的筛余量(g)。,压碎指标(GB/T 14684-200
8、1),5.碱活性骨料反应,当水泥或混凝土中含有较多的强碱(Na2O Ka2O)物质时，可能与含有活性二氧化硅的骨料反应，这种反应称为碱-骨料反应。,（1）定义,（2）结果,导致混凝土内部产生局部体积膨胀，甚至使混凝土结构产生膨胀性破坏。,（3）措施,碱活性检验；使用低碱水泥，碱含量0.6%；掺入粉煤灰，避免碱骨料反应，节约水泥,碱-骨料反应有两种类型：一种是碱-硅酸反应；另一种是碱-碳酸盐反应。碱活性骨料为两大类，即活性硅质骨料和活性碳酸盐骨料。,混凝土发生 碱-骨料反应需具备三个条件：1）水泥中碱含量大于0.6%；2）砂、石骨料中含有一定的活性成分；3）有水存在。对于长期处于潮湿环境的重要混
9、凝土结构用砂，应采用砂浆棒（快速法)或砂浆长度法进行骨料的碱活性检验。经上述检验判断为有潜在危害时，应控制混凝土中的碱含量不超过3kg/m3,或采用能抑制碱-骨料反应的有效措施。,小结,细集料的表观密度、堆积密度、空隙率,表观密度自然状态下，单位体积（包括实体积和孔隙体积在内）材料的质量。堆积密度疏松、散粒状材料在堆积状态下，单位体积（包括实体积和孔隙体积在内）的质量。空隙率疏松、散粒状材料在堆积体积内，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。密实度在材料体积内、固体物质的充实程度。即固体物质体积占总体积的百分率。,建筑用砂规定：表观密度2500kg/m3，松散堆积密度1400kg/m3，空隙率
10、44%,空隙率的大小能反映散粒材料在堆积体积内的紧密程度。集料的级配良好，空隙率就越小，则材料越密实，能节约水泥。空隙率1密实度堆积密度可用来计算材料的运输量和用量，,第二节 粗骨料石子,粒径大于4.75的骨料为粗骨料(卵石和碎石)。,卵石是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒。按其产源不同可分为河卵石、海卵石、山卵石等。碎石是天然岩石或卵石经机械破碎、筛分制成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒。,卵石、碎石按技术要求分为、类类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类宜用于强度等级小于C30混凝土。,粗骨
11、料的技术要求,道理同砂子,1.含泥量、泥块含量及有害物含量,含泥量：粒径小于75m的颗粒含量；泥块含量：粒径大于4.75mm，经水洗、手捏后小于2.36mm的颗粒含量。有害物含量：有机物、硫化物、硫酸盐等，且不得混有草根、树叶等杂物。 影响强度和耐久性，满足表4-7的规定,表4-7 碎石和卵石中有害杂质量限值,表4-10 碎石、卵石的压碎指标,压碎指标：粗骨料抵抗受压破坏的能力，Qc越小，抵抗压碎的能力越强。坚固性：Na2SO4溶液，5次浸渍循环，质量损失,2.颗粒形状及表面特征,（1）颗粒形状 颗粒形状以三维长度相等（接近立方体或球形）为好。 针状颗粒是指长度大于骨料平均粒径2.4倍者；片状
12、颗粒是指颗粒厚度小于骨料平均粒径0.4倍者。 片状颗粒易折断，且会增大骨料的空隙率和总表面积，使混凝土拌合物的和易性变差，强度、耐久性降低。 平均粒径：一个粒级的上、下限粒径的算术平均值,针片状颗粒含量(GB/T 146852001),（2）表面特征,碎石表面粗糙且多棱角，与水泥浆粘结力强；卵石表面光滑少棱角，与水泥浆粘结能力差。,3.粗集料表观密度、堆积密度、空隙率,粗集料表观密2600kg/m3堆积密度1400kg/m3空隙率：,粗集料的颗粒级配,颗粒级配 为减少空隙率和总表面积，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。 粗骨料的颗粒级配有连续粒级与间断级配
13、（单粒级）两种。 连续级配 是石子由小到大连续分级，且相邻粒径比值小于2 单粒级是从1/2最大粒径到最大粒径，粒径大小差别小，一般不单独使用,4.粗骨料的最大粒径与颗粒级配,粗骨料的颗粒级配,（1）最大粒径：粗骨料公称粒级的上限叫做该粒级的最大粒径。从结构上考虑,最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4；不得超过钢筋最小净距的3/4；对于实心板，不得超过板厚的1/3且不得超过40mm；对于泵送混凝土，最大粒径与输送管道内径之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。,DM/D,卵石,高层建筑,超高层建筑,从施工上考虑从经济上考虑,1:2.5 1:3 1:3-1:41:4-1:5,碎石,当
14、最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径减小而增加，当大于150mm后，节约水泥的效果却不明显。,骨料粒径太大使转换梁浇筑不密实,工程实例分析,请观察图中A、B、C三种石子的形状有何差别，分析其对拌制混凝土性能会有哪些影响。,观察与讨论,分析答案,C卵石,A碎石1,B碎石2,A为碎石1，针片状颗粒含量较多。此针片状的碎石过多，表面积大，不仅会影响混凝土和易性，还会影响强度。B为碎石2，表面较粗糙，多棱角，比表面积较碎石1小，拌制混凝土时的性能优于碎石1。C为卵石，表面光滑、少棱角，空隙率及表面积较小。故拌制混凝土时所需水泥量较小。混凝土拌和物和易性较好。但卵石与水泥石粘结力会较差。在相同条件
15、下，混凝土强度较低。,分析：,某糖厂建宿舍，以自来水拌制混凝土，浇注后用曾装食糖的麻袋覆盖于混凝土表面，再淋水养护。后发现该水泥混凝土两天仍未凝结，而水泥经检验无质量问题，请分析此异常现象的原因。,案例分析,分析答案,由于养护水淋于曾装食糖的麻袋，养护水已成糖水，而含糖份的水对水泥的凝结有抑制作用，故使混凝土凝结异常。,分析：,5.强度,（1）岩石立方体抗压强度将母岩制成50mm立方体或圆柱体试件，在水饱和状态下浸泡48h，测定其极限抗压强度值。（2）压碎指标值 Qc压碎指标值 ； G1试样的质量，g； G2压碎后的筛余量，g。,气干状态9.5-19.0mm石子除去针状片状，放入测定仪内，3-5min内均匀加荷200KN，卸荷，2.36mm筛去压碎粒，称取筛余量,观看视屏,粗集料的压碎指标试验,
