造价技术与计量土建讲义23第三章第一节建筑结构材料五.docx
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造价技术与计量土建讲义23第三章第一节建筑结构材料五
三、混凝土
（一）普通混凝土组成材料
1．水泥
一般强度的混凝土
水泥强度等级宜为混凝土强度等级的1.5～2.0倍。
较高强度等级的混凝土
水泥强度宜为混凝土强度等级的0.9～1.5倍。
2．砂，砂是指在自然条件作用下形成的粒径在4.75mm以下的岩石粒料。
（1）分类：
人工砂和天然砂（包括河砂、湖砂、海砂和山砂）。
河砂、湖砂、海砂
受水流的冲刷作用，颗粒表面较光滑，拌制混凝土时需水量较少，但砂粒与水泥间的胶结力较弱。
海砂
常含有贝壳碎片及可溶性盐类等有害杂质。
山砂
颗粒多具棱角、表面粗糙，需水量较大，和易性差，但砂粒与水泥间的胶结力强，砂中含泥量及有机质等有害杂质较多，建设工程中一般采用河砂作为细骨料。
人工砂
是机制砂和混合砂的统称，混合砂是由机械砂和天然砂混合制成的砂。
（2）砂按技术要求分为三类
I类
I类宜用于强度等级大于C60的混凝土；
Ⅱ类
Ⅱ类宜用于强度等级为C30—C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；
Ⅲ类
Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。
【2016】配置混凝土的Ⅱ类砂的含泥量应（）。
A.>1.0%
B.<1.0%
C.>2.0%
D.<3.0%
【答案】D
（3）有害杂质含量。
砂中含泥量和泥块含量规定表
项目
指标
I类
Ⅱ类
Ⅲ类
含泥量（按质量计）（%）
<1.0
<3．O
<5．O
泥块含量（按质量计）（%）
O
<1.0
<2．O
（4）粗细程度及颗粒级配。
颗粒级配
级配良好的砂节约水泥，而且还可提高混凝土的和易性、密实度和强度。
筛分析法
1）筛分析法是用一套孔径为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm和0.15mm
的标准方孔筛的，按照筛孔的大小顺序，将用9.50mm方孔筛筛出的500g干砂，由粗到细过筛，称得各号筛上的筛余量。
2）计算出各筛上的分计筛余百分率（各筛上的筛余量占砂样总重的百分率），
3）计算累计筛余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6（各号筛的分计筛余百分率加上大于该筛的分计筛余百分率之和）。
细度模数
砂的粗细程度用细度模数Mx表示，计算公式为：
Mx=（A2+A3+A4+A5+A6）-5A1）／（100-A1）
砂按细度模数Mx分：
3.7～3.1为粗砂，3.0～2.3为中砂，2.2～1.6为细砂。
表3.1.6累计筛余与分计筛余的关系
筛孔尺寸（mm）
分计筛余（%）
累计筛余（%）
4.75
a1
A1=a1
2.36
a2
A2=a1+a2
1.18
a3
A3=a1+a2+a3
0.60
a4
A4=a1+a2+a3+a4
0.30
a5
A5=a1+a2+a3+a4+a5
O．15
a6
A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6
（5）三个级配区.
砂的颗粒级配用级配区表示，对细度模数为3.7～1.6的砂，按累计筛余百分率划分为三个级配区
1区砂
颗粒较粗，宜用来配制水泥用量多（富混凝土）或低流动性普通混凝土；
2区
砂颗粒级配区中，为中砂，粗细适宜，配制混凝土宜优先选用2区砂；
3区
颗粒偏细，所配混凝土拌和物黏聚性较大，保水性好，但硬化后干缩较大，表面易产生微裂缝，使用时宜适当降低砂率。
【例题】某砂样筛分结果列于表3.1.8中，试评定该砂的粗细程度和颗粒级配。
表3.1.8某砂样（干砂500g）筛分结果
筛孔尺寸（mm）
分计筛余
累计筛余率（%）
筛余量（g）
分计筛余率（%）
4.75
25
5
5
2.36
80
16
21
1.18
70
14
35
0.60
95
19
54
0.30
105
21
75
0.15
100
20
95
<0.15
25
'5
【答案】Mx=[（21+35+541+75+95）-5X5]/100-5=2.7
属于中砂，查表3.1.7得，该批砂颗粒级配区为2区。
结果评定：
该砂样为2区中砂。
（6）砂的物理性质。
随砂含水率的变化其堆积体积也发生变化。
在拌制混凝土时，砂子用量以质量控制较为可靠。
【2011】关于砌筑砂浆的说法，正确的是（）。
A．毛石砌体砌筑砂浆宜选用中砂
B．水泥混合砂浆宜采用强度等级高于42.5级的水泥
C．一般情况下，砂的含泥量不应超过5%
D．水泥石灰混合砂浆宜选用脱水硬化的石灰膏
【答案】C
【解析】本题目综合性很强。
注意不同章节同一材料的要求综合考虑。
3．石子
（1）碎石和卵石
碎石
表面粗糙，颗粒多棱角，与水泥浆黏结力强，配制的混凝土强度高，但其总表面积和空隙率较大，拌制混凝土水泥用量较多，拌和物和易性较差；
卵石
表面光滑，少棱角，空隙率及表面积小，拌制混凝土需用水泥浆量少，拌和物和易性好，便于施工，但所含杂质常较碎石多，与水泥浆黏结力较差，故用其配制的混凝土强度较低。
（2）按技术要求分类分为I类、Ⅱ类、Ⅲ类。
I类
I类宜用于强度等级大于C60的混凝土；
Ⅱ类
Ⅱ类宜用于强度等级为C30～C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；
Ⅲ类
Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。
（3）有害杂质含量。
碎石或卵石中的含泥量和泥块含量及针片状颗粒含量表
项目
指标
I类
Ⅱ类
Ⅲ类
含泥量（按质量计）（%）
<0.5
<1．O
<1.5
泥块含量（按质量计）（%）
O
<0.5
<0.7
针片状颗粒含量（按质量计）（%）
<5
<15
<25
（3）最大粒径与颗粒级配。
1）最大粒径。
粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不超过钢筋间最小净距的3/4。
对于混凝土实心板，粗骨料最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。
若采用泵送混凝土，还根据泵管直径加以选择。
2）颗粒级配
连续级配
连续级配比间断级配水泥用量稍多，但其拌制的混凝土流动性和黏聚性均较好，是现浇混凝土中最常用的一种级配形式。
间断级配
间断级配较适用于机械振捣流动性低的干硬性拌和物。
测定石子的最大粒径与颗粒级配仍采用筛分法
（4）强度与坚固性。
1）强度
石子的强度用岩石立方体抗压强度和压碎指标表示。
①用立方体强度检验时，将碎石或卵石制成50mm×50mm×50mm立方体（或直径与高均为50mm的圆柱体）试件，在水饱和状态下，测得其抗压强度与所采用的混凝土设计强度等级之比应不小于1.5；C30以上混凝土应不小于2．O。
一般情况下，火成岩试件的强度不宜低于80MPa，变质岩不宜低于60MPa，水成岩不宜低于30MPa。
②用压碎指标表示石子强度是通过测定石子抵抗压碎的能力，间接地推测其相应的强度。
（以质量单位g为单位）
压碎指标值Qe=（试样的质量G1-压碎试验后筛余的试样质量G2）/试样的质量G1
2）坚固性
坚固性试验一般采用硫酸钠溶液浸泡法，即将一定量的石子浸泡在一定浓度的硫酸钠溶液中，使溶液渗入集料中，形成结晶膨胀力，会对石子产生破坏，按破坏程度间接判断其坚固性。
碎石和卵石的压碎指标值
项目
指标（%）
I类
Ⅱ类
Ⅲ类
碎石压碎指标
<10
<20
<30
卵石压碎指标
<12
<16
<16
碎石或卵石的坚固性指标
项目
指标（%）
I类
Ⅱ类
Ⅲ类
质量损失（%）
<5
<8
<12
【2010】拌制混凝土选用石子，要求连续级配的目的是（）。
A．减少水泥用量
B．适应机械振捣
C，使混凝土拌和物泌水性好
D．使混凝土拌和物和易性好
【答案】D
【2011】现场配置C40混凝土，需对粗骨料（石子）进行强度检验，已知选用的石子试样2450g，标准施压后筛余量为2210g。
则其压碎指标值为（）。
A、10.86%
B、110.86%
C、90.20%
D、9.80%
【答案】D
【解析】（2450-2210）/2450=9.80%。
4．水
水质要求
对于设计使用年限为100年的结构混凝土，氯离子含量不得超过500mg/L;对使用钢丝或热处理钢筋的预应力混凝土，氯离子含量不得超过350mg/L。
混凝土企业设备洗刷水不宜用于预应力混凝土、装饰混凝土、不得用于使用碱活性或潜在碱活性骨料的混凝土。
在无法获得水源的情况下，海水可用于素混凝土，但不宜用于装饰混凝土。
未经处理的海水严禁用于钢筋混凝土和预应力混凝土。
水泥凝结时间对比试验
被检验水样应与饮用水进行水泥凝结时间对比试验。
对比试验的水泥初凝时间差及终凝时间差不应大于30min；同时，初凝和终凝时间应符合现行国家标准
被检验水样与饮用水样进行水泥胶砂强度对比试验，被检水样配制的水泥胶砂3d和28d强度不应低于饮用水配制的水泥胶砂3d和28d的90%。
控制指标
对硬化混凝土的养护用水，重点控制pH值、氯离子含量、硫酸根离子含量和放射性指标等。
对混凝土养护用水的要求，监测项目可适当减少，可不检验不溶物和可溶物、泥凝结时间和水泥胶砂强度。
【例题】对拌和水进行检验时，被检验水样应与饮用水进行水泥凝结时间对比试验。
对比试验的水泥初凝时间差及终凝时间差不应大于（）min。
A.15
B.20
C.30
D.45
【答案】C
5．外加剂
（1）外加剂的作用。
方便施工
1）能改善混凝土拌和物的和易性，减轻体力劳动强度，有利于机械化作业。
加快工期
2）能减少养护时间或缩短预制构件的蒸养时间，加快模板周转，还可以提早对预应力钢筋混凝土的钢筋放张
改善质量
3）能提高或改善混凝土质量。
有些外加剂掺入到混凝土中后，可以提高混凝土强度，增加混凝土的耐久性、密实性、抗冻性及抗渗性，并可改善混凝土的干燥收缩及徐变性能。
有些外加剂还能提高混凝土中钢筋的耐锈蚀性能。
节约水泥
4）在采取一定的工艺措施之后，掺加外加剂能适当地节约水泥并不至于影响混凝土的质量。
特殊性能
5）可以使水泥混凝土具备一些特殊性能，如产生膨胀或可以进行低温施工等。
（2）外加剂的分类。
1）混凝土外加剂按其主要功能分为四类：
①改善混凝土拌和物流变性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。
②调节混凝土凝结时间硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。
③改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、防冻剂和阻锈剂等。
④改善混凝土其他性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、着色剂等。
2）混凝土外加剂按化学成分分为有机外加剂、无机外加剂和有机无机复合外加剂。
3）混凝土外加剂按使用效果分为减水剂；调凝剂（缓凝剂、早强剂、速凝剂）；引气剂、加气剂、防水剂、阻锈剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、泵送剂，以及复合外加剂（如早强减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂等）。
（3）常用混凝土外加剂。
1）减水剂。
技术经济效果
混凝土减水剂是指在保持混凝土坍落度基本相同的条件下，具有减水增强作用的外加剂。
混凝土掺入减水剂的技术经济效果：
保持坍落度不变，掺减水剂可降低单位混凝土用水量5%～25%，提高混凝土早期强度，同时改善混凝土的密实度，提高耐久性；保持用水量不变，掺减水剂可增大混凝土坍落度100～200mm，能满足泵送混凝土的施工要求；保持强度不变，掺减水剂可节约水泥用量5%—20%。
品种
①普通型减水剂木质素磺酸盐类，如木质素磺酸钙（简称木钙粉、M型），
②高效减水剂，如NNO减水剂，掺入NNO的混凝土，其耐久性、抗硫酸盐、抗渗、抗钢筋锈蚀等均优于一般普通混凝土。
【2016】掺和NNO高效减水剂可使混凝土（）。
A.提高早期强度
B.提高耐久性
C.提高抗渗性
D.降低抗冻性
E.节约水泥
【答案】ABCE
2）早强剂。
效果
是指能提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂
品种
若外加剂兼有早强和减水作用则称为早强减水剂。
①氯盐早强剂。
常用的有氯化钙（CaCl2）和氯化钠（NaCl）。
能缩短水泥的凝结时间，提高混凝土的密实度、强度和抗冻性。
氯盐早强剂不能用于预应力混凝土结构。
②硫酸盐早强剂。
常用的硫酸钠（Na2S04）早强剂，又称元明粉。
③三乙醇胺[N（C2H40H3）]早强剂。
是一种有机化学物质，强碱性、无毒、不易燃烧，溶于水和乙醇，对钢筋无锈蚀作用。
单独使用三乙醇胺，早强效果不明显，若与其他盐类组成复合早强剂，早强效果较明显。
三乙醇胺复合早强剂是由三乙醇胺、氯化钠、亚硝酸钠和二水石膏等复合而成。
3）引气剂。
效果
①引气剂是在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的稳定而密封的微小气泡，以减少拌和物泌水离析、改善和易性，同时显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性的外加剂。
兼有引气和减水作用的外加剂称为引气减水剂。
②引气减水剂减水效果明显，减水率较大，不但能起到引气作用而且还能提高混凝土强度，弥补由于含气量而使混凝土强度降低的不利，而且节约水泥。
常在道路、桥梁、港口和大坝等工程上采用。
解决混凝土遭受冰冻、海水侵蚀等作用时的耐久性问题。
品种
引气剂主要有松香树脂类，如松香热聚物、松脂皂等。
其中，以松香树脂类的松香热聚物的效果较好，最常使用。
可采用的引气减水剂有改性木质素磺酸盐类、烷基芳香磺酸盐类以及由各类引气剂与减水剂组成的复合剂。
应用
引气剂和引气减水剂，除用于抗冻、防渗、抗硫酸盐混凝土外，还宜用于泌水严重的混凝土、贫混凝土以及对饰面有要求的混凝土和轻骨料混凝土，不宜用于蒸养混凝土和预应力混凝土。
4）缓凝剂。
用途
缓凝剂用于大体积混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土或长距离运输的混凝土，不宜单独用于蒸养混凝土。
种类
缓凝剂有糖类，最常用的是糖蜜和木质素磺酸钙，糖蜜的效果最好。
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