混凝土組成材料混凝土組成材料骨料篇骨料篇BUCEA2022-12-18現(xiàn)代混凝土材料理論與應(yīng)用培訓(xùn)第一頁，共九十九頁本節(jié)前言本節(jié)前言 骨料相對而言比較廉價(jià)而且不會與水發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反響，因此傳統(tǒng)觀念上人們把它作為混凝土的惰性填充料然而，由于人們?nèi)找嬲J(rèn)識到骨料對混凝土和易性、尺寸穩(wěn)定性、耐久性、強(qiáng)度以及經(jīng)濟(jì)性方面的重要作用因此我們必須象重視水泥那樣重視骨料2022-12-18第二頁，共九十九頁混凝土中最穩(wěn)定的組分是骨料混凝土中最穩(wěn)定的組分是骨料.如果不如果不能用足夠包裹骨料的最少量的漿體和最大量能用足夠包裹骨料的最少量的漿體和最大量的骨料組成具有工程所需要的良好施工性能的骨料組成具有工程所需要的良好施工性能的拌和物，是不可能得到耐久的混凝土的的拌和物，是不可能得到耐久的混凝土的我們必須充分認(rèn)識到我們必須充分認(rèn)識到：2022-12-18第三頁，共九十九頁我們應(yīng)該重視骨料的品質(zhì)我們應(yīng)該重視骨料的品質(zhì)2022-12-18第四頁，共九十九頁我國混凝土質(zhì)量比西方國家的差，主要原我國混凝土質(zhì)量比西方國家的差，主要原因在于骨料的質(zhì)量；因在于骨料的質(zhì)量；骨料質(zhì)量首先不是強(qiáng)度，重要的是骨料質(zhì)量首先不是強(qiáng)度，重要的是使用級使用級配和粒形良好的骨料可以得到較小用水量的配和粒形良好的骨料可以得到較小用水量的拌和物拌和物。

2022-12-18第五頁，共九十九頁授課提綱授課提綱骨料的定義與分類骨料的定義與分類骨料的加工制備骨料的加工制備骨料的作用骨料的作用級配與粒徑分布級配與粒徑分布粒形與外表織構(gòu)粒形與外表織構(gòu)有害物質(zhì)有害物質(zhì)吸水性和外表潮濕狀態(tài)吸水性和外表潮濕狀態(tài)強(qiáng)度與彈性模量強(qiáng)度與彈性模量關(guān)于機(jī)制砂關(guān)于機(jī)制砂2022-12-18第六頁，共九十九頁5.005.002.502.501.251.250.6300.6300.3150.3150.1600.16010010080.080.063.063.050.050.040.040.031.531.525.025.020.020.016.016.010.010.05.05.0骨料骨料aggregateaggregate的定義與分類的定義與分類碎碎石石卵卵石石天天然然砂砂人人工工砂砂混混合合砂砂粗骨料粗骨料細(xì)骨料細(xì)骨料mmmmmmmm?普通混凝土用砂、石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)普通混凝土用砂、石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)?JGJ52-2006?JGJ52-2006第七頁，共九十九頁骨料的制備骨料的制備需要提示注意的是破碎設(shè)備和工藝決定著顆粒的粒形對于石灰石等層狀沉積巖，鄂式破碎機(jī)和還擊式破碎機(jī)就容易產(chǎn)生扁平顆粒。

目前比較先進(jìn)的破碎工藝是由鄂式破碎機(jī)圓錐式破碎機(jī)豎軸沖擊破碎機(jī)組成的加工設(shè)備與工藝系統(tǒng)2022-12-18第八頁，共九十九頁2022-12-18骨料加工主要設(shè)備圖示骨料加工主要設(shè)備圖示 鄂破 圓錐破 豎軸沖擊破第九頁，共九十九頁不同工藝加工出碎石質(zhì)量的比照不同工藝加工出碎石質(zhì)量的比照2022-12-18第十頁，共九十九頁骨料的作用骨料的作用 骨架作用，傳遞應(yīng)力骨架作用，傳遞應(yīng)力 抑制收縮，防止開裂抑制收縮，防止開裂 對于對于干硬性混凝土、低塑性混凝土和高強(qiáng)干硬性混凝土、低塑性混凝土和高強(qiáng)泵送混凝土粗骨料要求高于混凝土強(qiáng)度泵送混凝土粗骨料要求高于混凝土強(qiáng)度，普通普通泵送混凝土一般骨料可不要求立方體抗壓強(qiáng)度泵送混凝土一般骨料可不要求立方體抗壓強(qiáng)度指標(biāo)指標(biāo)2022-12-18第十一頁，共九十九頁為什么把砂石稱為骨料？為什么把砂石稱為骨料？在傳統(tǒng)觀念中把砂石叫做骨料的原因是認(rèn)為骨料起強(qiáng)度作用而作為混凝土的骨架，這是針對于傳統(tǒng)低塑性混凝土的理解骨料的骨架作用主要是穩(wěn)定混凝土的體積而不是強(qiáng)度純的水泥漿體硬化后收縮過大，無法用于結(jié)構(gòu)，必須有骨料對水泥漿體的收縮起約束作用，而且骨料在混凝土中必須占據(jù)大局部體積。

第十二頁，共九十九頁決定預(yù)拌混凝土強(qiáng)度的不是骨料決定預(yù)拌混凝土強(qiáng)度的不是骨料對混凝土的強(qiáng)度其決定作用的是混凝土的水灰比水膠比，所以目前用強(qiáng)度很低的輕骨料陶粒已能配制出C50的泵送混凝土2022-11-29第十三頁，共九十九頁骨料對混凝土收縮的影響骨料對混凝土收縮的影響第十四頁，共九十九頁第十五頁，共九十九頁骨料的級配與粒徑分布骨料的級配與粒徑分布骨料的級配應(yīng)該比較好，只有這樣，較少的細(xì)顆粒才能填充滿粗顆粒之間的空隙，這有利于減少骨料骨架中的空隙率砂石空隙又被膠凝材料漿體填充第十六頁，共九十九頁骨料的良好級配的特征骨料的良好級配的特征 骨料級配良好的重要考察指標(biāo)是具有較低的骨料級配良好的重要考察指標(biāo)是具有較低的空隙率尤其是粗骨料的空隙率影響著砂率和漿空隙率尤其是粗骨料的空隙率影響著砂率和漿骨比骨料具有適當(dāng)小的外表積骨料具有適當(dāng)小的外表積 在保證和易性的前提下，盡可能采用較多的在保證和易性的前提下，盡可能采用較多的大粒徑骨料大粒徑骨料有適當(dāng)?shù)募?xì)骨料，以滿足工作性要求有適當(dāng)?shù)募?xì)骨料，以滿足工作性要求第十七頁，共九十九頁良好的骨料級配可以控制用水量良好的骨料級配可以控制用水量2022-12-18第十八頁，共九十九頁。

第十九頁，共九十九頁粗骨料的分倉上料粗骨料的分倉上料為保證粗骨料的良好級配，降低空隙率，目前為保證粗骨料的良好級配，降低空隙率，目前越來越多的重要工程和商品混凝土攪拌站采用越來越多的重要工程和商品混凝土攪拌站采用5-10mm5-10mm和和10-20mm10-20mm兩級配或三級配分別計(jì)量兩級配或三級配分別計(jì)量上料原因是即使采石場做到了級配，運(yùn)到現(xiàn)場也沒原因是即使采石場做到了級配，運(yùn)到現(xiàn)場也沒有了級配，因此要求一律采用分單粒級進(jìn)料分有了級配，因此要求一律采用分單粒級進(jìn)料分級封閉儲存，級配后分級上料級封閉儲存，級配后分級上料2022-12-18第二十頁，共九十九頁第二十一頁，共九十九頁第二十二頁，共九十九頁砂的篩分析實(shí)驗(yàn)砂的篩分析實(shí)驗(yàn)砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂混合在一砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂混合在一起后的總體平均粗細(xì)程度通常有粗砂、起后的總體平均粗細(xì)程度通常有粗砂、中砂、細(xì)砂之分中砂、細(xì)砂之分砂的顆粒級配和粗細(xì)程度用篩分析的方法砂的顆粒級配和粗細(xì)程度用篩分析的方法進(jìn)行測定用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，進(jìn)行測定用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)2022-12-18第二十三頁，共九十九頁。

砂的篩分析方法是用一套孔徑為砂的篩分析方法是用一套孔徑為9.50mm9.50mm、4.75mm4.75mm、2.36mm2.36mm、1.18mm1.18mm、及、及600600m m、300300m m、150150m m的標(biāo)準(zhǔn)方孔篩，將質(zhì)量為的標(biāo)準(zhǔn)方孔篩，將質(zhì)量為500g500g的干砂試的干砂試樣由粗到細(xì)依次過篩，然后稱得余留在各個樣由粗到細(xì)依次過篩，然后稱得余留在各個篩上的砂子質(zhì)量篩上的砂子質(zhì)量g g，計(jì)算分計(jì)篩余百分率，計(jì)算分計(jì)篩余百分率aiai各號篩的篩余量與試樣總量之比、累各號篩的篩余量與試樣總量之比、累計(jì)篩余百分率計(jì)篩余百分率AiAi該號篩的篩余百分率加上該號篩的篩余百分率加上該號篩以上各篩余百分率之和分計(jì)篩余該號篩以上各篩余百分率之和分計(jì)篩余與累計(jì)篩余的關(guān)系見表與累計(jì)篩余的關(guān)系見表5.15.1根據(jù)以下公式計(jì)算砂的細(xì)度模數(shù)根據(jù)以下公式計(jì)算砂的細(xì)度模數(shù)(Mx)(Mx)：2022-12-18第二十四頁，共九十九頁砂的粗細(xì)程度砂的粗細(xì)程度細(xì)度模數(shù)細(xì)度模數(shù)M Mx x篩孔尺寸，篩孔尺寸，mmmm分計(jì)篩余，分計(jì)篩余，%累計(jì)篩余，累計(jì)篩余，%5.005.002.502.501.251.250.6300.6300.3150.3150.1600.160a a1 1a a2 2a a3 3a a4 4a a5 5a a6 6A A1 1=a=a1 1A A2 2=a=a1 1+a+a2 2A A3 3=a=a1 1+a+a2 2+a+a3 3A A4 4=a=a1 1+a+a2 2+a+a3 3+a+a4 4A A5 5=a=a1 1+a+a2 2+a+a3 3+a+a4 4+a+a5 5A A6 6=a=a1 1+a+a2 2+a+a3 3+a+a4 4+a+a5 5+a+a6 63.7-3.1 3.7-3.1 粗粗 砂砂3.0-2.3 3.0-2.3 中中 砂砂2.2-1.6 2.2-1.6 細(xì)細(xì) 砂砂細(xì)度模數(shù)細(xì)度模數(shù)第二十五頁，共九十九頁。

/%1區(qū)2區(qū)3區(qū)/mm圖4.2 砂的級配曲線/mm/%篩分曲線超過篩分曲線超過3 3區(qū)往左上偏時(shí)，表示區(qū)往左上偏時(shí)，表示砂過細(xì)，拌制混凝土砂過細(xì)，拌制混凝土?xí)r需要的膠凝材料漿量多，易使混凝土收縮增大時(shí)需要的膠凝材料漿量多，易使混凝土收縮增大；超過；超過1 1區(qū)往區(qū)往右下偏時(shí)，表示右下偏時(shí)，表示砂過粗，配制的混凝土，其拌合物的和易性不砂過粗，配制的混凝土，其拌合物的和易性不易控制，而且內(nèi)摩擦大，不易振搗成型易控制，而且內(nèi)摩擦大，不易振搗成型處于處于2 2區(qū)級配的砂，區(qū)級配的砂，其粗細(xì)適中，級配較好，是配制混凝土的最理想的級配其粗細(xì)適中，級配較好，是配制混凝土的最理想的級配區(qū)區(qū)第二十六頁，共九十九頁例例4-14-1某干砂某干砂500g500g的篩分結(jié)果如下表所列試的篩分結(jié)果如下表所列試計(jì)算該砂的細(xì)度模數(shù)并評定其級配計(jì)算該砂的細(xì)度模數(shù)并評定其級配2022-12-18第二十七頁，共九十九頁第二十八頁，共九十九頁第二十九頁，共九十九頁石的最大粒徑石的最大粒徑DmaxDmax混凝土粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時(shí)不得大于鋼筋間最小凈距的3/4；對于混凝土實(shí)心板，骨料的最大粒徑不宜超過板厚的1/2，且不得超過50mm；對于泵送混凝土，骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。

為防止混凝土難以流入模板和鋼筋之間的空隙，最大粒徑不得超過保護(hù)層厚度的2/3為宜2022-12-18第三十頁，共九十九頁最大粒徑對混凝土變化帶來兩種相反效果最大粒徑對混凝土變化帶來兩種相反效果膠凝材料和稠度相同，用通過粒徑較大的骨膠凝材料和稠度相同，用通過粒徑較大的骨料比粒徑較小的骨料配制混凝土所需拌合水料比粒徑較小的骨料配制混凝土所需拌合水用量少；用量少；粒徑較大的骨料是界面過渡區(qū)有更多微裂紋，粒徑較大的骨料是界面過渡區(qū)有更多微裂紋，從而更加薄弱；從而更加薄弱；對高強(qiáng)混凝土對高強(qiáng)混凝土2828天強(qiáng)度的影響更顯著天強(qiáng)度的影響更顯著一般情況，水膠比一定時(shí)，減少骨料粒徑一般情況，水膠比一定時(shí)，減少骨料粒徑會提高拉會提高拉-壓強(qiáng)度比壓強(qiáng)度比2022-12-18第三十一頁，共九十九頁骨料粒徑大于保護(hù)層厚度造成的缺陷骨料粒徑大于保護(hù)層厚度造成的缺陷砂漿收縮是混凝土的兩倍砂漿收縮是混凝土的兩倍第三十二頁，共九十九頁粗骨料的粒徑效應(yīng)粗骨料的粒徑效應(yīng)D Dm m增大，削弱了粗集料與水泥漿體的黏結(jié)，增大，削弱了粗集料與水泥漿體的黏結(jié)，增大了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性；增大了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性；粗骨料對水泥硬化體收縮起約束作用，粗骨料對水泥硬化體收縮起約束作用，由于二者彈性模量不同，因而混凝土內(nèi)部由于二者彈性模量不同，因而混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，產(chǎn)生拉應(yīng)力，D Dm m增大，拉應(yīng)力增大；增大，拉應(yīng)力增大；D Dm m增大，界面過渡區(qū)的氫氧化鈣晶體的定增大，界面過渡區(qū)的氫氧化鈣晶體的定向排列程度增大。

向排列程度增大2022-12-18第三十三頁，共九十九頁粗骨料的粒徑效應(yīng)粗骨料的粒徑效應(yīng) 水水膠膠比比越越低低，粗粗骨骨料料粒粒徑徑對對滲滲透透性性和和強(qiáng)強(qiáng)度度的的影影響響越越大大；抗抗?jié)B滲性性和和強(qiáng)強(qiáng)度度隨隨最最大大粒粒徑徑的的減減小小而而提提高高，彈彈性性模模量量有有所所下下降，收縮增大降，收縮增大2022-12-18第三十四頁，共九十九頁骨料粒徑對混凝土滲透性的影響骨料粒徑對混凝土滲透性的影響第三十五頁，共九十九頁骨料骨料粒徑粒徑與混與混凝土凝土抗凍抗凍性的性的關(guān)系關(guān)系第三十六頁，共九十九頁石子粒徑。