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一级注册建筑师《建筑材料与构造》讲义:普通混凝土的组成材料

来源:考试网  [ 2016年3月18日 ]  【

一级注册建筑师《建筑材料与构造》讲义:普通混凝土的组成材料

  普通混凝土的组成材料

  普通混凝土(以下简称为混凝土)是由水泥、砂、石和水所组成的。为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外加剂和掺合料。

  (一)混凝土中各组成材料的作用

  在混凝土中,砂、石起骨架作用,称为骨料或集料; 水泥与水形成水泥浆,水泥浆包裹在骨料表面并填充其 空隙。硬化前,水泥浆起润滑作用,赋予混凝土拌合物一定流动性,便于施工操作。水泥浆硬化后,则将砂、石骨料胶结成一个坚实的整体。砂、石一般不参与水泥与水的化学反应,主要作用是节约水泥、承担荷载,限制硬化水泥的收缩。外加剂、掺合料起节约水泥和改善混凝土性能的 作用。

  混凝土中,骨料一般约占总体积的70%~80%,水泥浆(硬化后为水泥石)约占 20%~30% ,此外还含有少量的空气。

  (二)混凝土组成材料的技术要求

  1.水泥

  采用何种水泥,应根据混凝土工程特点和所处的环境条件。原则上是配制高强度等级 的混凝土,选用高强度等级水泥;配制低强度等级的混凝土,选用低强度等级水泥。用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时,会使水泥用量偏少,影响和易性及密实 度,所以应掺入一定数量的混合材料。须用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土时,使 水泥用量过多,不经济,而且要影响混凝土其他技术性质。

  2.细骨料

  粒径在0.15~5.0mm之间的骨料称为细骨料,一般有河砂、海砂、山砂、机制砂。砂的表观密度为2. 6~2. 7g/cm3,堆积密度为1500kg/m3,空隙率(干燥状态)为35%~ 45% ,级配好的为35% ~37%。

  配置混凝土时所采用的细骨料,应满足《建筑用砂》 (GB/T 14684-2001)的要求。

  (1)有害杂质

  配制混凝土的细骨料要求清洁不含杂质,以保证混凝土的质量。但砂中常含一些有害杂 质,如教土、淤泥、云母、粉砂等,站附在砂的表面,削弱水泥石与骨料的粘结,降低混凝土的强度;同时还增加混凝土的用水量,从而加大混凝土的收缩,降低抗冻性和抗渗性。一 些有机杂质、硫化物及硫酸盐,它们对水泥有腐蚀作用。

  对砂中的无定形二氧化硅含量有怀疑时,应根据结构或构件的使用条件,进行专门试 验测定其碱骨料反应的活性即潜在碱活性后,再确定其适用性。

  (2)颗粒形状及表面特征

  1)山砂的颗粒多具有棱角,表面粗糙,与水泥粘结较好,用它拌制的混凝土强度较高,但拌合物的流动性较差;

  2)河砂、海砂,其颗粒多呈圆形,表面光滑,与水泥的粘结较差,用来拌制混凝土,混凝土的强度则较低,但拌合物的流动较好。

  (3)砂的颗粒级配及粗细程度

  砂的颗粒级配即表示砂大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充。为达到节约水泥和提高强度的目的,就应尽量减小砂粒之间的空隙。

  砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起后的总体的粗细程度,通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同质量条件下,细砂的总表面 积较大,而粗砂的总表面积较小。在混凝土中,砂子的表面需要由水泥浆包裹,砂子的总表面积愈大,则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此,一般说用粗砂拌制混凝土比用、 细砂所需的水泥浆要省。

  砂的颗粒级配和粗细程度,常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级 配,用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法,是用一套孔径(净尺寸)为4. 75mm、2. 36mm、1. 18mm、0.60mm、0.30mm及0.15mm的标准筛,将500g的干砂试样由粗 到细依次过筛,然后称得余留在各个筛上的砂的质量,并计算出各筛上的分计筛余百分率 a,、az、向、a4、白和α6 (各筛上的筛余量占砂样总量的百分率)及累计筛余百分率Al 、A2、A3、A4、A5、A6 (各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率相加在一起)。

  细度模数(μr)愈大,表示砂愈粗。普通混凝土用砂的粗细程度按细度模数分为粗\ 中、细三级,其细度模数范围:μf在3. 70~3. 10为粗砂,μf在3. 00~2. 30为中砂,μf在2. 20~ 1. 60为细砂,μf在1. 50~0. 70为特细砂。

  根据0.60mm筛孔的累计筛余量分成三个级配区(表1-17),混凝土用砂的颗粒 级配,应处于表1-17中任何一个级配区以内。砂过粗(细度模数大于3. 7)配成的混 凝土,其拌合物的和易性不易控制,且内摩擦大,不易振捣成型;砂过细(细度模数小于0. 7)配成的混凝土,既要增加较多的水泥用茧,而且强度显著降低。所以这两种砂未 包括在级配区内。

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