骨料、胶凝材料对混凝土性能的影响.ppt

1、骨料、胶凝材料骨料、胶凝材料对混凝土性能的影响对混凝土性能的影响福建科之杰新材料有限公司福建科之杰新材料有限公司技术部：吴文贤技术部：吴文贤厦门建科院集团n n砂石、水泥、掺合料是混凝土中用量最大的组分，其质量好坏对混凝土的各项性能影响显著砂、石砂、石n n具有良好的颗粒级配，使堆积空隙率小，颗具有良好的颗粒级配，使堆积空隙率小，颗粒总比表面积较小，以减少水泥浆用量；粒总比表面积较小，以减少水泥浆用量；n n骨料颗粒表面干净，以保证与水泥浆有良好骨料颗粒表面干净，以保证与水泥浆有良好的粘结力；的粘结力；n n含有害杂质少，不得含有影响水泥凝结硬化含有害杂质少，不得含有影响水泥凝结硬化和后期混凝

2、土耐久性的成分；和后期混凝土耐久性的成分；n n具有足够的强度和坚固性，以保证起到骨架具有足够的强度和坚固性，以保证起到骨架和传力作用。和传力作用。骨料的基本要求：骨料的基本要求：砂、石砂、石骨料用量对混凝土与净浆收缩比的影响骨料用量对混凝土与净浆收缩比的影响骨料的特性及对混凝土性能的影响骨料的特性及对混凝土性能的影响n n骨料的含水状态骨料的含水状态n n骨料的密度骨料的密度n n骨料的粒径与级配骨料的粒径与级配n n骨料的孔隙率骨料的孔隙率n n骨料的形状骨料的形状n n骨料的表面特征骨料的表面特征n n骨料的弹性模量骨料的弹性模量n n骨料的强度骨料的强度n n骨料的坚固性骨料的坚固性n

3、 n骨料的硬度骨料的硬度混凝土配合比设计所要求影响新拌混凝土性能影响硬化混凝土性能砂、石砂、石n n细骨料的主要质量指标有：细骨料的主要质量指标有：（1）、有害杂质含量。粘土和云母。有机质、硫化物及硫酸盐。氯离子对钢筋有严重的腐蚀作用，当采用海砂配制钢筋混凝土时，海砂中氯离子含量要求小于0.06%（以干砂重计）；对预应力混凝土不宜采用海砂，若必须使用海砂时，需经淡水冲洗至氯离子含量小于0.02%。用海砂配制素混凝土，氯离子含量不予限制。海砂中的贝壳含量应予限制。砂、石砂、石n n砂含泥量砂含泥量 随着砂含泥量的增加，混凝土的坍落度减小，且随着砂含泥量的增加，混凝土的坍落度减小，且经时损失明显经

4、时损失明显 砂含泥量对混凝土强度的影响很大。随砂含泥量砂含泥量对混凝土强度的影响很大。随砂含泥量的增加，混凝土强度降低，工作性能变差。在相的增加，混凝土强度降低，工作性能变差。在相同的含泥量、混凝土强度和工作性的要求下要增同的含泥量、混凝土强度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量（或增加外加剂掺量），增加水泥用量和用水量（或增加外加剂掺量），增大了混凝土的成本大了混凝土的成本 砂含泥量大的混凝土，其早期碳化较为严重，对砂含泥量大的混凝土，其早期碳化较为严重，对混凝土的耐久性产生很大的影响混凝土的耐久性产生很大的影响 将砂中的总含泥量控制在将砂中的总含泥量控制在1%1%以内，其混凝土各项以内，

5、其混凝土各项性能均为稳定性能均为稳定砂、石砂、石n n石粉：指人工砂及混合砂中的小于石粉：指人工砂及混合砂中的小于75m75m以下的以下的颗粒颗粒,人工砂中的石粉绝大部分是母岩被破碎的人工砂中的石粉绝大部分是母岩被破碎的细粒，与天然砂中的泥不同，它们在混凝土中的细粒，与天然砂中的泥不同，它们在混凝土中的作用也有很大的区别。作用也有很大的区别。石粉含量高一方面使砂的比表面积增大，增加用石粉含量高一方面使砂的比表面积增大，增加用水量；另一方面细小的球形颗粒产生的滚珠作用水量；另一方面细小的球形颗粒产生的滚珠作用又会改善混凝土和易性。因此不能将人工砂中的又会改善混凝土和易性。因此不能将人工砂中的石粉

6、视为有害物质。石粉视为有害物质。砂、石砂、石（2 2）、）、颗粒形状及表面特征。河砂和海砂颗粒表颗粒形状及表面特征。河砂和海砂颗粒表面少棱角、较光滑，混凝土流动性往往比山砂或面少棱角、较光滑，混凝土流动性往往比山砂或机制砂好，但与水泥粘结性能相对较差；山砂和机制砂好，但与水泥粘结性能相对较差；山砂和机制砂表面较粗糙，多棱角，混凝土拌合物流动机制砂表面较粗糙，多棱角，混凝土拌合物流动性相对较差，但与水泥粘结性能较好。水灰比相性相对较差，但与水泥粘结性能较好。水灰比相同时，山砂或机制砂配制的混凝土强度略高；而同时，山砂或机制砂配制的混凝土强度略高；而流动性相同时，因山砂和机制砂用水量较大，故流动性

7、相同时，因山砂和机制砂用水量较大，故混凝土强度相近。混凝土强度相近。砂、石砂、石（3 3）、坚固性。对某些重要工程或特殊环境下）、坚固性。对某些重要工程或特殊环境下工的混凝土用砂，应做坚固性检验。工的混凝土用砂，应做坚固性检验。（4 4）、粗细程度与颗粒级配。）、粗细程度与颗粒级配。良好的级配使砂形成最密致的堆积状态，可达良好的级配使砂形成最密致的堆积状态，可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。砂颗粒级配示意图砂颗粒级配示意图 砂、石砂、石（5 5）、砂的碱活性试验（快速法）、砂的碱活性试验（快速法）本条文为强制性条文，其前提条件一定是本条文为强制性条

8、文，其前提条件一定是“对于长期处于潮湿环境的重要混凝土结构用砂对于长期处于潮湿环境的重要混凝土结构用砂”。其它条件如果有要求，也要检测。其它条件如果有要求，也要检测。经过上述检验判断为有潜在危害时，应控制经过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混凝土中的碱含量不超过3kg/m33kg/m3，或采用能，或采用能抑制碱抑制碱骨料反应的有效措施。骨料反应的有效措施。（6 6）、）、砂的含水状态。砂的含水状态。砂、石砂、石n n粗骨料的主要技术指标有：粗骨料的主要技术指标有：（1 1）、）、有害杂质。主要有粘土、硫化物及硫有害杂质。主要有粘土、硫化物及硫酸盐、有机物等。酸盐、有机物

9、等。砂、石砂、石（2 2）、）、颗粒形态及表面特征。颗粒形态及表面特征。粗骨料中存在一定量的针、片状，使骨料的空隙率粗骨料中存在一定量的针、片状，使骨料的空隙率增大，并降低混凝土的强度，特别是抗折强度。增大，并降低混凝土的强度，特别是抗折强度。n n针状是指长度大于该颗粒所属粒级平均粒径的针状是指长度大于该颗粒所属粒级平均粒径的2.42.4倍的颗粒；倍的颗粒；n n片状是指厚度小于平均粒径片状是指厚度小于平均粒径0.40.4倍的颗粒。倍的颗粒。粗骨料的表面特征指表面粗糙程度。碎石表面比卵粗骨料的表面特征指表面粗糙程度。碎石表面比卵石粗糙，且多棱角，因此，拌制的混凝土拌合物流石粗糙，且多棱角，因

10、此，拌制的混凝土拌合物流动性较差，但与水泥粘结强度较高，配合比相同动性较差，但与水泥粘结强度较高，配合比相同时，混凝土强度相对较高。时，混凝土强度相对较高。思考？思考？表面特征与形状对混凝土性能有何影响？表面特征与形状对混凝土性能有何影响？表面粗糙和针片状颗粒需要更多的水泥浆表面粗糙和针片状颗粒需要更多的水泥浆影响混凝土的成本。影响混凝土的成本。表面光滑且等径颗粒易于流动，而粗糙且针片状表面光滑且等径颗粒易于流动，而粗糙且针片状 颗粒不易流动颗粒不易流动影响新拌混凝土的和易性。影响新拌混凝土的和易性。粗糙表面骨料与水泥浆的界面结合力较大粗糙表面骨料与水泥浆的界面结合力较大影响混凝土中界面区的结

11、合力。影响混凝土中界面区的结合力。影响混凝土的强度影响混凝土的强度骨料表面越粗糙，与水泥浆接触面越大，混凝土强度骨料表面越粗糙，与水泥浆接触面越大，混凝土强度越高；越高；针片状骨料使混凝土强度低于圆形骨料；针片状骨料使混凝土强度低于圆形骨料；大粒径骨料使混凝土强度低于小粒径骨料大粒径骨料使混凝土强度低于小粒径骨料砂、石砂、石（3）、粗骨料最大粒径。在条件许可的情况下，应尽量选得较大粒径的骨料。（4）、粗骨料的颗粒级配。（5）、粗骨料的强度。（6）、粗骨料的坚固性。砂、石砂、石n n砂率砂率砂率对和易性的影响非常显著：砂率对和易性的影响非常显著：对流动性的影响。在水泥用量和水灰比一定的条对流动性

12、的影响。在水泥用量和水灰比一定的条件下，由于砂子与水泥浆组成的砂浆在粗骨料间件下，由于砂子与水泥浆组成的砂浆在粗骨料间起到润滑和辊珠作用，可以减小粗骨料间的摩擦起到润滑和辊珠作用，可以减小粗骨料间的摩擦力，所以在一定范围内，随砂率增大，混凝土流力，所以在一定范围内，随砂率增大，混凝土流动性增大。另一方面，由于砂子的比表面积比粗动性增大。另一方面，由于砂子的比表面积比粗骨料大，随着砂率增加，粗细骨料的总表积增大，骨料大，随着砂率增加，粗细骨料的总表积增大，在水泥浆用量一定的条件下，骨料表面包裹的浆在水泥浆用量一定的条件下，骨料表面包裹的浆量减薄，润滑作用下降，使混凝土流动性降低。量减薄，润滑作用

13、下降，使混凝土流动性降低。所以砂率超过一定范围，流动性随砂率增加而下所以砂率超过一定范围，流动性随砂率增加而下降降砂、石砂、石对粘聚性和保水性的影响。砂率减小，混对粘聚性和保水性的影响。砂率减小，混凝土的粘聚性和保水性均下降，易产生泌凝土的粘聚性和保水性均下降，易产生泌水、离析和流浆现象。砂率增大，粘聚性水、离析和流浆现象。砂率增大，粘聚性和保水性增加。但砂率过大，当水泥浆不和保水性增加。但砂率过大，当水泥浆不足以包裹骨料表面时，则粘聚性反而下降足以包裹骨料表面时，则粘聚性反而下降合理砂率的确定：合理砂率的确定：合理砂率是指砂子填满石子空隙并有一定合理砂率是指砂子填满石子空隙并有一定的富余量，

14、能在石子间形成一定厚度的砂的富余量，能在石子间形成一定厚度的砂浆层，以减少粗骨料间的摩擦阻力，使混浆层，以减少粗骨料间的摩擦阻力，使混凝土流动性达最大值。或者在保持流动性凝土流动性达最大值。或者在保持流动性不变的情况下，使水泥浆用量达最小值。不变的情况下，使水泥浆用量达最小值。坍落度水泥用量合理砂率 砂率Sp 合理砂率 砂率Sp（a）砂率与坍落度的关系（b）砂率与水泥用量的关系砂、石砂、石砂、石砂、石n n石子级配砂、石砂、石砂、石砂、石n n集浆比在混凝土拌合物中，集料的表面和空隙要在混凝土拌合物中，集料的表面和空隙要由水泥桨来包裹和填充，使得混凝土拌合由水泥桨来包裹和填充，使得混凝土拌合物

15、有一定的流动性。若集料的含量过多，物有一定的流动性。若集料的含量过多，则水泥浆的数量相对较少，不足以被浆体则水泥浆的数量相对较少，不足以被浆体包裹和填充，则拌合物容易离析、粘聚性包裹和填充，则拌合物容易离析、粘聚性变差变差;相反，若集料的含量过少，水泥浆的相反，若集料的含量过少，水泥浆的数量相对过多，达一定限度时，将会出现数量相对过多，达一定限度时，将会出现流浆现象，使拌合物的粘聚性和保水性变流浆现象，使拌合物的粘聚性和保水性变差，同时，也会影响强度和耐久性差，同时，也会影响强度和耐久性水泥水泥n n近年来随着商品混凝土的发展，对水泥的品质要求越来越高。除要求水泥（按国家标准规定的检验项目，如

16、强度、凝结时间、安定性等）的性质稳定外，对水泥国标未作规定的指标要求也越来越高。很多水泥厂生产的水泥，虽完全满足水泥生产国家标准，但在配制、浇筑混凝土过程中出现很多问题，如凝结时间不正常、水泥用水量变化大等等n n水泥成分水泥的主要在成份为水泥的主要在成份为C C3 3S S、C C2 2S S、C C3 3A A及及C C4 4AFAF这些矿物成份，其吸附活性顺序通常认为这些矿物成份，其吸附活性顺序通常认为是是C C3 3ACAC4 4AFCAFC3 3SCSC2 2S S。其中。其中C C3 3A A水化速度水化速度最快的吸附量最大，而使溶液中的减水剂最快的吸附量最大，而使溶液中的减水剂大大减少，因此，在减水剂掺量一定时，大大减少，因此，在减水剂掺量一定时，混凝土流动性随着混凝土流动性随着C C3 3A A含量增大而降低，坍含量增大而降低，坍落度经时损失率也随之增大，有人作多次落度经时损失率也随之增大，有人作多次试验，当水泥中试验，当水泥中C C3 3A A含量超过含量超过8 8时，减水时，减水剂的适应性差。剂的适应性差。n n碱含量碱含量 水泥混凝土流动性随着碱含量的增加而提高，