骨料、胶凝对混凝土性能的影响素材优秀PPT.ppt
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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,使积累空隙率小,颗具有良好的颗粒级配,使积累空隙率小,颗粒总比表面积较小,以削减水泥浆用量;粒总比表面积较小,以削减水泥浆用量;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合硬化含有害杂质少,不得含有影响水泥凝合硬化和后期混凝
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实性,以保证起到骨架具有足够的强度和坚实性,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骨料的形态骨料的形态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骨料的坚实性骨料的坚实性n
3、 n骨料的硬度骨料的硬度混凝土协作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:n n(1)、有害杂质含量。)、有害杂质含量。粘土和云母。粘土和云母。有机质、硫化物及硫酸盐。有机质、硫化物及硫酸盐。n n 氯离子对钢筋有严峻的腐蚀作用,当接受氯离子对钢筋有严峻的腐蚀作用,当接受海砂配制钢筋混凝土时,海砂中氯离子含海砂配制钢筋混凝土时,海砂中氯离子含量要求小于量要求小于0.06%(以干砂重计);对预(以干砂重计);对预应力混凝土不宜接受海砂,若必需运用海应力混凝土不宜接受海砂,若必需运用海砂时,需经淡水冲洗至氯离子含量小于砂时,
4、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。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。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n n随着砂含泥量的增加,混凝土的坍落度减小,随着砂含泥量的增加,混凝土的坍落度减小,且经时损失明显且经时损失明显n n砂含泥量对混凝土强度的影响很大。随砂含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,工作性能变泥量的增加,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差。在相同的含泥量、混凝土强度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量(或增加的要求
5、下要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外加剂掺量),增大了混凝土的成本n n砂含泥量大的混凝土,其早期碳化较为严峻,砂含泥量大的混凝土,其早期碳化较为严峻,对混凝土的耐久性产生很大的影响对混凝土的耐久性产生很大的影响n n将砂中的总含泥量限制在将砂中的总含泥量限制在1%1%以内,其混凝土以内,其混凝土各项性能均为稳定各项性能均为稳定砂、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裂开的人工砂中的石粉绝大部分是母岩被裂开的细粒,与自然砂中的泥不同,它们在混凝土中的细粒,与自然砂
6、中的泥不同,它们在混凝土中的作用也有很大的区分。作用也有很大的区分。n n石粉含量高一方面使砂的比表面积增大,增加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用又会改善混凝土和易性。因此不能将人工砂中的石粉视为有害物质。的石粉视为有害物质。砂、石砂、石(2 2)、)、颗颗粒形粒形态态及表面特征。河砂和海砂及表面特征。河砂和海砂颗颗粒表粒表面少棱角、面少棱角、较较光滑,混凝土流淌性往往比山砂或光滑,混凝土流淌性往往比山砂或机制砂好,但与水泥粘机制砂好,但与水泥粘结结性能相性能
7、相对较对较差;山砂和差;山砂和机制砂表面机制砂表面较较粗糙,多棱角,混凝土拌合物流淌粗糙,多棱角,混凝土拌合物流淌性相性相对较对较差,但与水泥粘差,但与水泥粘结结性能性能较较好。水灰比相好。水灰比相同同时时,山砂或机制砂配制的混凝土,山砂或机制砂配制的混凝土强强度略高;而度略高;而流淌性相同流淌性相同时时,因山砂和机制砂用水量,因山砂和机制砂用水量较较大,故大,故混凝土混凝土强强度相近。度相近。砂、石砂、石(3 3)、坚实性。对某些重要工程或特殊环境下)、坚实性。对某些重要工程或特殊环境下工的混凝土用砂,应做坚实性检验。工的混凝土用砂,应做坚实性检验。(4 4)、粗细程度与颗粒级配。)、粗细程
8、度与颗粒级配。良好的级配使砂形成最密致的积累状态,可达良好的级配使砂形成最密致的积累状态,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,其前提条件确定是本条文为强制性条文,其前提条件确定是“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”。其它条件假如有要求,也要检测。其它条件假如有要求,也要检测。经过上述检验推断为有潜在危害时,应限制经过上述检验推断为有潜在危害时,应限制混凝土中的碱含量不超过混凝土
9、中的碱含量不超过3kg/m33kg/m3,或接受能,或接受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、有机物等。砂、石砂、石(2 2)、)、颗颗粒形粒形态态及表面特征。及表面特征。粗骨料中存在确定量的粗骨料中存在确定量的针针、片状,使骨料的空隙率、片状,使骨料的空隙率增大,并降低混凝土的增大,并降低混凝土的强强度,特殊是抗折度,特殊是抗折强强度。度。针针状是指状是指长长度大于
10、度大于该颗该颗粒所属粒粒所属粒级级平均粒径的平均粒径的2.42.4倍倍的的颗颗粒;粒;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倍的倍的颗颗粒。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,因此,拌制的混凝土拌合物流动动性性较较差,但与水泥粘差,但与水泥粘结结强强度度较较高,高,协协作比相同作比相同时时,混凝土,混凝土强强度相度相对较对较高。高。思索?思索?表面特征与形态对混凝土性能有何影响?表面特征与形态对混凝土性能有何影响?表面粗糙和针片状颗粒须要更多的水泥浆表面粗
11、糙和针片状颗粒须要更多的水泥浆 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淌,而粗糙且针片状表面光滑且等径颗粒易于流淌,而粗糙且针片状 颗粒不易流淌颗粒不易流淌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,混凝土骨料表面越粗糙,与水泥浆接触面越大,混凝土强度越高;强度越高;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
12、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。在条件许可的状况下,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)、粗骨料的坚实性。砂、石砂、石n n砂率砂率n n砂率对和易性的影响特别显著:砂率对和易性的影响特别显著:n n对流淌性的影响。在水泥用量和水灰比确定对流淌性的影响。在水泥用量和水灰比确定的条件下,由于砂子与水泥浆组成的砂浆在的条件下,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,可以减小粗粗骨料间起到润滑和辊珠作用,可以减小粗骨料间的摩擦力,所以在确定范围内,随砂骨料间的摩擦力,所以在确定范围内,随砂率增大,混
13、凝土流淌性增大。另一方面,由率增大,混凝土流淌性增大。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,在水泥浆用量加,粗细骨料的总表积增大,在水泥浆用量确定的条件下,骨料表面包袱的浆量减薄,确定的条件下,骨料表面包袱的浆量减薄,润滑作用下降,使混凝土流淌性降低。所以润滑作用下降,使混凝土流淌性降低。所以砂率超过确定范围,流淌性随砂率增加而下砂率超过确定范围,流淌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
14、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,当水泥浆不足以包袱骨料表面时,则粘聚性反而下降足以包袱骨料表面时,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确定合理砂率是指砂子填满石子空隙并有确定的富余量,能在石子间形成确定厚度的砂的富余量,能在石子间形成确定厚度的砂浆层,以削减粗骨料间的摩擦阻力,使混浆层,以削减粗骨料间的摩擦阻力,使混凝土流淌性达最大值。或者在保持流淌性凝土流淌性达最大值。或者在保持流淌性不变的状况下,使水泥浆用量达最小值。不变的状况下,使水泥浆
15、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n n在混凝土拌合物中,集料的表面和空隙要由水泥桨来包袱和填充,使得混凝土拌合物有确定的流淌性。若集料的含量过多,则水泥浆的数量相对较少,不足以被浆体包袱和填充,则拌合物简洁离析、粘聚性变差;相反,若集料的含量过少,水泥浆的数量相对过多,达确定限度时,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
16、家标准规定的检验项目,如强度、凝合时间、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,如凝合时间不正常、水泥用水量变更大等等n n水泥成分n n水泥的主要在成份为C3S、C2S、C3A及C4AF这些矿物成份,其吸附活性依次通常认为是C3AC4AFC3SC2S。其中C3A水化速度最快的吸附量最大,而使溶液中的减水剂大大削减,因此,在减水剂掺量确定时,混凝土流淌性随着C3A含量增大而降低,坍落度经时损失率也随之增大,有人作多次试验,当水泥中C3A含量超过8时,减水剂的适应性差。n n碱含量碱
17、含量n n水泥混凝土流淌性随着碱含量的增加而提高,水泥混凝土流淌性随着碱含量的增加而提高,但是到达确定量时,水泥会急剧水化,水泥但是到达确定量时,水泥会急剧水化,水泥浆流淌性大幅度下降浆流淌性大幅度下降,掺入减水剂后塑化效果掺入减水剂后塑化效果也明显降低也明显降低n n减水剂用于商品混凝土及泵送混凝土,施工减水剂用于商品混凝土及泵送混凝土,施工坍落度经时率增大。主要缘由是水泥中的碱坍落度经时率增大。主要缘由是水泥中的碱对铝酸三钙的溶出产生了促进作用,此时水对铝酸三钙的溶出产生了促进作用,此时水泥在缓凝剂泥在缓凝剂CaSO42H20CaSO42H20参与下很快形成了确参与下很快形成了确定量的定量
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