2020年岩土工程师基础知识高频考点：普通混凝土原材料的技术要求

　　普通混凝土原材料的技术要求

　　普通混凝土原材料为水泥、水、细集料(砂)及粗集料(石子)，必要时还可加入各种外加剂及矿物掺和料。在混凝土中，砂与石子主要起骨架作用，称为集料，又称骨料，还可起到减小混凝土因水泥硬化产生的收缩作用。

　　(二)细集料

　　粒径在 0.15～5mm 之间的集料为细集料，一般采用天然砂(河砂、海砂及山砂)。

　　配制混凝土时所采用的细集料，应满足《建筑用砂》(GB/T14687-2001)的要求，其技术要求有下列几方面。

　　1.有害杂质

　　凡存在于砂或石子中会降低混凝土性质的成分称为有害杂质。砂中有害杂质包括泥、泥块、云母、轻物质、硫化物与硫酸盐、有机物质及氯化物等。

　　海砂含氯盐，对钢筋有锈蚀作用。

　　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,测定其碱集料反应的活性，即碱活性检验后，再确定其适用性。

　　2.砂的粗细程度与颗粒级配

　　混凝土用砂的选用，主要应从砂对混凝土的和易性与水泥用量(即混凝土的经济性)的影响这两个方面进行考虑。因此，主要考虑砂的粗细程度(细度模数)与级配。

　　砂的颗粒级配是指砂中不同粒径颗粒的搭配情况。级配良好的砂，具有较小的空隙率，用来配制混凝土，不仅所需水泥浆量较少，而且还可以提高混凝土的流动性、密实度和强度。

　　混凝土用砂应优先选用级配良好的粗砂。这种砂的空隙率与总表面积均小，不仅水泥用量较少，还保证了混凝土有较高的密实度与强度。

　　(三)粗集料

　　集料中粒径大于 5mm 的称为粗集料，混凝土用粗集料有碎石和卵石两种。碎石表面粗糙，具有棱

　　角，与水泥浆粘结较好;而卵石多为圆形，表面光滑，与水泥浆的粘结较差。在水泥用量和水用量相同的情况下，碎石拌制的混凝土强度较高，但流动性较小。

　　根据《建筑用碎石、卵石》(GB/T 14685-2001)，混凝土用石子的技术要求有下列几方面。

　　1.有害杂质

　　有害杂质包括泥、泥块、硫化物与硫酸盐、有机质等，其含量应符合表 12-15 中的规定。

　　对重要工程的混凝土所使用的石子，应进行碱活性检验。

　　2.针、片状颗粒含量

　　石子的形状以接近立方体或球形的为好，不应含有较多的针、片状颗粒。

　　针、片状颗粒受力易折断，当含量较多时，会增大粗集料空隙率，影响混凝土的工作性及强度，因此其含量应加以限制。

　　3.强度

　　碎石的强度用岩石的块体抗压强度或压碎指标表示，卵石的强度就用压碎指标表示。

　　4.颗粒级配与最大粒径

　　石子级配好坏对节约水泥，保证混凝土具有较高密实度、强度与工作性，有很密切的关系。石子的级配也通过筛分试验来确定。

　　混凝土用石子最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的 1/4，同时不得超过钢筋间最小净距的 3/4。对混凝土实心板，石子的最大粒径不宜超过板厚的 1/3，且不得超过 40mm。

　　5.坚固性

　　有抗冻要求的混凝土所用石子，要测定其坚固性。即用硫酸钠溶液浸渍法检验，试样经五次循环浸渍后，其质量损失应不超过现行标准的规定。

　　6.碱—集料反应

　　经碱—集料反应试验后，由卵石、碎石制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象发生，在规定试验龄期的膨胀率应小于 0.10%。

　　(四)水

　　在拌制和养护混凝土用水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质。拌制混凝土用水宜优先采用符合国家标准的饮用水。若采用其他水源时，水质要求符合《混凝土用水标准》(JGJ 63— 2006)的规定。

　　(五)普通混凝土外加剂

　　外加剂是指在混凝土拌和物中掺入不超过水泥质量的 5%，且能使混凝土按要求改变性质的物质，并在混凝土配合比设计时，不考虑对混凝土体积或质量的变化。常用的外加剂有减水剂、早强剂、缓凝剂、速凝剂、引气剂、防水剂、防冻剂、膨胀剂等。

　　1.减水剂

　　减水剂是指能保持混凝土在稠度不变的条件下，具有减水增强作用的外加剂。混凝土中掺入减水剂，可有如下经济技术效果：

　　(1)提高流动性。在配合比不变的情况下，可增大坍落度 100～200mm，且不影响混凝土强度。

　　(2)提高强度。在保持坍落度不变的情况下，可减少用水量 10%～15%，混凝土强度可提高 10%～20%，特别是早期强度提高更显著。

　　(3)节约水泥。在保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量 10%～15%。

　　(4)改善混凝土的某些性能。如减少混凝土拌和物的泌水、离析现象发生，延缓拌和物凝结，减慢水化放热速度，提高抗渗性及抗冻性等。

　　2.早强剂

　　早强剂是指能提高混凝土早期强度的外加剂，多在冬季或紧急抢修时采用。

　　3.缓凝剂

　　缓凝剂是指能延缓混凝土凝结的外加剂，适用于高温季节施工、大体积混凝土工程、泵送与滑模方法施工及较长时间停放或远距离运送的商品混凝土。

　　4.速凝剂

　　速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，主要用于隧道与地下工程、引水涵洞等工程锚喷支护时的喷射混凝土。

　　5.引气剂

　　引气剂是指在搅拌混凝土过程中能引入大量分布均匀稳定而封闭的微小气泡的外加剂。

　　外加剂除上述几种外，还有防水剂(如三氯化铁防水剂、硅酸钠类防水剂等)、防冻剂(如亚硝酸钠型防冻剂、硝酸钙型防冻剂、氯盐类防冻剂等)、膨胀剂(如硫铝酸钙类膨胀剂等)、发气剂等。

　　(六)矿物掺和料

　　通常掺和料是活性矿物质，如粒化高炉矿渣与粉煤灰等活性混合材料。但掺和料是在混凝土搅拌时掺入使用的，而混合材料则是在水泥生产磨细熟料时掺入的。

　　例 1：用高强度等级水泥配制低强度混凝工时，为保证工程的技术经济要求，应采用( )措施。

　　(A).掺混合材料

　　(B).减少砂率

　　(C).增大粗集料粒径

　　(D).增加砂率

　　答案：(A)

　　例 2：碱活性检测的目标是( )。

　　(A).游离二氧化碳

　　(B).二氧化硅

　　(C).活性二氧化硅等

　　(D).碳酸钙答案：(C)