混凝土试验员基础培训
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一．普通混凝土的组成材料（水泥除外）
混凝土的组成：水泥，粗骨料（碎石或卵石），细骨料（砂），水（拌合），外加剂，经硬化而成的一种人造石材（砼）。
各成分的作用
砂，石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；
水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。
水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好的工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚固的整体。其结构如图1.
细骨料-砂子
普通混凝土的细骨料主要采用天然砂和人工砂。
天然砂是由自然风化，水流搬运和分选，堆积形成的粒径小于5（4.75）mm的岩石颗粒（但不包括软质岩，风化岩的颗粒）。按产源不同，天然砂分为山砂，河砂，海砂。
人工砂是经除土处理的机制砂，混合砂的统称。
砂按技术要求分为I类，II类，III类（类别不同，要求不同）。
I类宜用于强度等级大于C60的混凝土；
II类宜用于强度等级C30-C60及抗冻，抗渗或其他要求的混凝土；
III类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。
砂的粗细程度及颗粒级配
（1）选择细骨料的原则
为了节约水泥，并使混凝土结构达到较高密实度，选择骨料时，应尽可能选用总面积较小，空隙率较小的骨料（砂子的总表面积与粗细程度有关，空隙率则与颗粒级配有关）。
（2）粗细程度
砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的总体粗细程度。
（3）颗粒级配
砂的颗粒级配是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。
同样粒径的砂空隙率最大，若大颗粒间空隙率由中颗粒填充，空隙率会减小，若再填充以小颗粒，空隙率更小。如图2所示。
（4）砂的粗细程度与颗粒级配的评定
砂的粗细程度和颗粒级配，常用筛分析方法进行评定。
称取试样500g，将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛（附筛底）上进行筛分，然后称取各筛上的筛余量，计算各筛的分计筛余百分率a1,a2,a3,a4,a5,a6及累计筛余百分率b1,b2,b3,b4,b5,b6,其计算关系如表1.
建筑用砂按细度模数分为粗，中，细三种规格，其细度模数分别为：
粗砂：3.7-3.1；
中砂：3.0-2.3；
细砂：2.2-1.6；
特细砂：1.5-0.7
砂的颗粒级配用级配区表示，以级配区或级配曲线判定砂级配的合格性。对细度模数为3.7-1.6的建筑用砂，其颗粒级配必须符合见表2.
为了更直观的反映砂的颗粒级配，以累计筛余百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标，根据表2的数值可以画出砂子3个级配区得级配曲线，如图3所示。
例题用500g烘干砂进行筛分试验，其结果如表3所求。试分析该砂的粗细程度与颗粒级配。
评定结果：将累计筛余百分率与表2作对照，或绘出级配曲线，此砂处于II区，级配良好；细度模数为 2.66，属中砂。
小例题
1.1普通混凝土用细骨料是指公称粒径小于5mm的岩石颗粒。T
1.2 砂的粗细程度可用细度模数指标表示。T
1.3 配制混凝土用砂，石应尽量使总表面积小些，总空隙率小些。T
1.4 中砂的细度模数为3.0-
2.3 T
1.5 若砂子的筛分曲线落在规定的三个级配区中的任一个区，则颗粒级配及粗细程度都是合格的，即适用于配制混凝土。T
1.1.2含泥量，石粉含量和泥块含量
含泥量是指天然砂中粒径小于80（75）um的颗粒含量；石粉含量是指人工砂中粒径小于80（75）um的颗粒含量；泥块含量是指砂中原粒径大于1.18mm，经水侵洗，手捏后小于630（600）um的颗粒含量。
天然砂的含泥量应符合表 1.4的规定。
人工砂的石粉含量应符合表1.5的规定。
砂中泥块含量应符合表1.4和表1.5的规定。
1.1.3有害物质含量
国家标准规定砂中不应混有草根，树叶，塑料，煤块，炉渣等杂物，砂中如含有云母，轻物质，有机物，硫化物及硫酸盐，氯盐等，其含量应符合表1.6的
规定。
1.14坚固性
砂的坚固性是指砂在自然风化和其他外界物理，化学因素作用下，抵抗破裂的能力。
天然砂坚固性采用硫酸钠溶液法进行试验，砂样经5次循环后其质量损失应符合表1.7的规定。人工砂采用压碎指标法进行试验，压碎指标值应符合表1.8
的规定。
1.1.5表观密度，堆积密度，空隙率
砂的表观密度，堆积密度，空隙率应符合如下规定：表观密度大于2500kg/m3
松散堆积密度大于1350kg /m3，空隙率小于47%。
1.1.6 碱集料反应
碱集料反应是指水泥，外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与砂中碱活性矿物在潮湿
环境下缓慢发生反应，并导致混凝土的膨胀甚至开裂破坏。
经碱集料反应试验后，由砂制备的试件无裂缝，酥裂，胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀率应小于0.10%。
1.2粗骨料--石子
普通混凝土常用的粗骨料分卵石和碎石两类。
卵石是由自然风化，水流搬运和分选，堆积形成的，公称粒径大于5（4.75）mm的岩石颗粒。按其产源不同可分为河卵石，海卵石，山卵石等。
碎石是天然岩石或卵石经机械破碎，筛分制成的，粒径大于5（4.75）mm的岩石颗粒。
卵石，碎石按技术要求分为I类，II类，III类。
I类宜用于强度等级大于C60的混凝土；
II类宜用于强度等级C30- C60及抗冻，抗渗或其他要求的混凝土；
III类宜用于强度等级小于C30混凝土。
1.2.1 最大粒径和颗粒级配
（1）最大粒径Dmax
粗骨料公称粒级的上限为该粒级的最大粒径。
粗骨料的最大粒级增大，则其总表面积相应减小，包裹粗骨料所需的水泥浆量就减少，可节约水泥；或者在一定和易性和水泥用量条件下，能减少用水量而提高混凝土强度。
（2）颗粒级配
良好的粗骨料，对提高混凝土强度，耐久性，节约水泥是极为有利的。
粗骨料的颗粒级配分连续粒级和单粒粒级。
粗骨料颗粒级配好坏的判定也是通过筛分析法进行的。据国家标准，建筑用卵石，碎石的颗粒级配应符合表1.9的规定。
1.2.2 含泥量和泥块含量
粗骨料中含泥量是指粒径小于80（75）um的颗粒含量；泥块含量是指原粒径大于5（4.75）mm，经水侵洗，手捏后小于2.5（2.36）mm的颗粒含量。
粗骨料中含泥量和泥块含量应符合表1.10的规定。
1.2.3针片颗粒含量
卵石和碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒（平均粒径指该粒级上，下限粒径的平均值）。
针片状颗粒易折断，且会增大骨料的空隙率和总表面积，使混凝土拌合物的和易性，强度，耐久性降低。
其含量应符合表1.11的规定。
1.2.4有害物质
卵石和碎石中不应混有草根，树叶，树枝，塑料，煤块和炉渣等杂物。
卵石和碎石中如含有有机物，硫化物及硫酸盐，其含量应符合表1.12的规定。
1.2.5坚固性
坚固性是指卵石，碎石在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。
采用硫酸钠溶液法进行试验，卵石和碎石经5次循环后，其质量损失应符合表1.13的规定。
1.2.6强度
（1）岩石抗压强度
岩石抗压强度是将母岩制成50mm*50mm*50mm的立方体试件或50mm*50mm的圆柱体试件，测得的其在饱和水状态下的抗压强度值。
国家标准规定，岩石抗压强度：火成岩应不小于80MPa，水成岩应不小于30MPa。
（2）压碎指标
压碎指标表示石子抵抗压碎的能力，以间接地推测其相应的强度，其值越小，说明强度越高。
碎石和卵石的压碎指标应符合表1.14的规定。
1.2.7表观密度，堆积密度，空隙率
碎石和卵石的表观密度，堆积密度，空隙率应符合如下规定：表观密度大于2500kg/m3 松散堆积密度大于1350kg /m3，空隙率小于47%。
1.2.8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，在规定的试验龄期的膨胀率应小于0.10%。
小例题
1.5 骨料中含杂质较多时，将降低混凝土的强度T
1.6 配制混凝土用砂，石应尽量使总表面积小些，总空隙率小些T
1.7 石子级配中，空隙率最小的是单粒粒级w
1.8 针状颗粒是指颗粒长度大于颗粒所属相应粒级的平均粒径
2.4倍者T
1.3混凝土用水
对混凝土用水的质量要求：不得影响混凝土的和易性及凝结；不得有损于混凝土强度的发展；不得降低混凝土的耐久性，加快钢筋锈蚀及导致预应力钢筋脆断；不得污染混凝土表面。