土木工程材料混凝土

2)含水状态及饱和面干吸水率
W干
G1 G2 G2
10% 0
W饱G1G 1G2 10% 0
3) 坚固性
定义： 砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗碎裂的能力。
骨料的坚固性取决于孔隙率、裂缝和杂质。
坚固性的测定
A. 天然砂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规定。 测试原理： 硫酸钠(NaSO410H2O)在砂的孔隙中结晶时将产生体积膨胀，使砂内部产生作用于孔壁的 应力，如坚固性不好将会使砂碎裂。
砂按技术要求分为三类：
I类宜用于强度等级>C60的混凝土 II类宜用于强度等级C30~C60的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土； III类宜用于强度等级<C30的混凝土和建筑砂浆
（二）有害杂质
项目
含泥量 ＜ 泥块含量 云母含量 ＜ 轻物质 ＜ 有机物含量 硫化物、硫酸盐 （ＳＯ３）＜
氯化物 ＜
大坝混凝土 普通混凝土 高强混凝土
活性粉末混凝土
150 40 25（碎石） 15（卵石） 0.6
（2）颗粒级配
原理和要求与细骨料基本相同。 级配试验采用筛分法测定:
即用2.36、4.75、9.5、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和90ｍｍ等十二 种孔径的圆孔筛进行筛分。
1% 合格
坚固性 质量损失 ＜
5%
8%
III 1.5% 0.7% 25% 1% 合格 12%
（三）最大粒径及颗粒级配
1.石子最大粒径（DM） 石子各粒级的公称上限粒径。 石子的最大粒径增大，则相同质量石子的总表面积减小，混凝土中包裹石子所需水泥浆 体积减少，即混凝土用水量和水泥用量都可减少。
在一定的范围内，石子最大粒径增大，可因用水量的减少提高混凝土的强度。
（四）物理性质
1)视密度、堆积密度和空隙率
应符合如下规定：
表观密度大于2 500 kg/m3；
松散堆积密度大于1 350 kg/m3；
空隙率小于47％。
骨料的含水状态 含水状态：完全干燥 气 干
饱和面干 含水湿润
含水量： 不含水 ＜有效含水量 ＝有效含水量 ＞有效含水量
完全干燥
气干
饱和面干
含水湿润
<1.0
<2.0
1) 根据使用地区和用途，在试验验证的基础上，可由供需双方协商确定
二、粗骨料（卵石与碎石）(Coarse Aggregate)
种类： 卵石（砾石,Gravel）：河卵石、海卵石、山卵石 碎石(Broken Stone)：天然岩石或大卵石破碎、筛分而成。
（一）颗粒形状与表面特征
砂中不应含有活性氧化硅。
因为砂中含有的活性氧化硅，能与水 泥中的碱分（Ｋ2Ｏ及Ｎａ2Ｏ）起作用， 产生碱骨料反应，使混凝土发生膨胀 开裂。
（三）砂的粗细程度及颗粒级配 (Gradation)
粗细程度指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。 颗粒级配是指砂中不同粒径颗粒的组配情况。
1) 测定方法：筛析法
37.5 53.0 63.0 75.0 90
5~10
95~10 80~10
表5-1砂中有害杂质含量的规定（GB/T14684-2001）
I类 1.0 0 1.0 1.0 合格
品质要求（按质量计）（%）
II类 3.0 ＜1.0 2.0 1.0 合格
III类 5.0 ＜2.0 2.0 1.0 合格
0.5
0.5
0.5
0.01
0.02
0.06
含泥量很大的骨料
此外：
碱－硅酸盐凝胶
骨料中针状颗粒含量，应符合规范中的规定：
混凝土强度等级>30 针片状颗粒<15%
C25~C15
针片状颗粒<25%
<C10
针片状颗粒<40%
（二）有害杂质
与砂类似。 碱活性骨料：对于重要工程的混凝土用石，先用岩相法检验出活性骨料的品种、类型、含
量。 活性二氧化硅：化学法或砂浆长度法——碱硅酸盐反应，不合格，按下述规定。 活性碳酸盐：岩石柱法——碱碳酸盐反应不合格，弃用。 规定： 1）使用低碱水泥或掺用某些掺合料。 2）当使用含钾、钠的外加剂时，必须进行专门的检验。
表 5-4 坚固性指标
项目 质量损失，％，
Ⅰ类
指标 Ⅱ类
<
8
8
Ⅲ类 10
B. 人工砂采用压碎指标法进行试验，压碎指标应小于5-5规定。
表 5-5 压碎指标
项目
指标
Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类
单级最大压碎指标，％，<
20
25
30
4) 石粉含量（人工砂）
规定：6%~12%。 石粉少，粘聚性差； 石粉过多，增大用水量，W/C变大，强度降低。
表5-3普通混凝土用砂级配区的规定（GB/T14684-2001）
筛孔尺寸（㎜）
4.75（5.0） 2.36（2.5） 1.18（1.25） 0.60（0.63） 0.30（0.315） 0.15（0.16）
I区
10~0 35~5 65~35 85~71 95~80 100~90
级配区
II区 累计筛余百分率
0.60
0.30
0.15
筛余量(ｇ)
5
100
150
145
80
20
计算各筛的分计筛余百分数和累计筛余百分数如下表：
筛孔 尺寸(mm)
分计筛余量（g）
4.75
5
2.36
100
1.18
150
0.60
145
0.30
80
0.15
20
分计筛余（％）
a1=5/5=1 a2=100/5=20 a3=150/5=30 a4=145/5=29 a5=80/5=16
技术上： 骨料可提供混凝土很好的稳定 性和比水泥石更好的耐久性。
混凝土中骨料的基本要求
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； 骨料颗粒表面干净，以保证与水泥浆有良好的粘结力； 含有害杂质少，不得含有影响水泥凝结硬化和后期混凝土耐久性的成分； 具有足够的强度和坚固性，以保证起到骨架和传力作用。
根据细度模数，该砂属粗砂。 在级配区内画出该砂的筛分曲线，见图 5-1。该曲线落在 １区（粗砂区）内，说明该砂为粗砂， 级配合格。
当砂中含有较多的粗颗粒、适量的中粗颗粒及少量的细颗粒时，砂的空隙率、总表面积 均较小，级配较好。
——经济、和易性、密实性、强度均较好
2区砂优先选用。 1区砂较粗，应提高砂率、水泥用量，保证和易性， 3区砂较细，应降低砂率，保证强度。
水泥混凝土用粗骨料中有害杂质的含量，应符合GB/T14685-2001的规定，见表5-7。
表5-7 水泥混凝土用粗骨料中有害杂质含量的规定（按质量计）
项目 含泥量（<0.08㎜）＜
I 0.5%
指标 II
1.0%
泥块含量 ＜
0
0.5%
针片状颗粒含量 ＜
5%
15%
SO3含量 ＜ 有机质含量 ＜
0.5% 合格
a6=20/5=4
累计筛余（％）
A1=a1=1 A2=A1+ a2=21 A3=A2+ a3=51 A4=A3+ a4=80 A5=A4+ a5=96 A6=A5+ a6=100
计算细度模数：
F .M (A 2A 3A 4A 5A 6)5A 1 10 A 0 1
（ 2 1 5 1 8 0 9 6 1） 0 5 0 3 .4 10 10
粗骨料的颗粒级配范围应符合规范要求。 碎石、卵石的颗粒级配规格见表5-8 (P83表 5-8)。
表4-3 卵石或碎石的颗粒级配范围（GB/T14685-2001）
累计筛余（%）
级 公称 配 粒级（
筛孔尺寸（圆孔筛）（㎜）
情 ㎜） 况
2.36
4.75
9.50
16.0
19.0
26.5 0
31.5
用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。 标准筛：孔径（净尺寸）为9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15㎜
孔径（mm）筛余量（g）分计筛余百分数（%） 累计筛余百分数（%）
5
g1
2.5
g2
1.25
g3
0.63
g4
0.315
g5
0.16
g6
g7
a1= g1/5 a2= g2/5 a3= g3/5 a4= g4/5 a5= g5/5 a6= g6/5 a7= g7/5
表 5-6 石粉含量
项目
指标 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类
1
MB 值<1.40 石粉含量（按质量计），％ <3.0 <5.0 <7.01)
2 亚甲蓝
或合格 泥块含量（按质量计），％ 0
Байду номын сангаас<1.0
<2.0
3
试验 MB 值≥1.40 石粉含量（按质量计），％ <1.0 <3.0
<5.0
4
或不合格 泥块含量（按质量计），％ 0
以接近立方体或球状为好，针片状颗粒含量要少。 针状颗粒：长度大于平均粒径的2.4 倍或3倍 片状颗粒：厚度小于平均粒径的0.4倍或1/3
表面粗糙的骨料：和易性较差，但与胶结料的粘结力较强； 表面光滑的骨料：和易性较好，一般与胶结料的粘结力较差。
骨料的形状与表面特征
骨料的形状
等径颗粒骨料
式中 ai-----分计筛余百分率，即该号筛的筛余量除以试样总量； Ａi---累计筛余百分率，即该号筛与大于该号各筛分计筛余百分率之和。