《建筑材料》第四章混凝土解析
《建筑材料(第4版)》教学课件-第4章 混凝土

§4.4 混凝土的配合比
2. 设计 施工的换算方法
∵由含水率公式可得:
mc′= mc
ms′= ms(1+a%)
mg′= mg(1+b%) mw′= mw - msa% - mgb%
设砂、石的含水率 分别为: a%、b%
∴
mc:ms:mg:mw
实验室配合比= 1:X :Y :W
mc′:ms′ :mg′ :mw′ 施工配合比= 1:X(1+a%) :Y(1+b%) :(W-Xa%-Y b%)
1、定义
三、耐久性
耐久性—— 砼在使用过程中抵抗各种破坏因素的作用,
能长期保持强度和外观完整的性能。
包括:
抗冻性——抵抗冻融循环破坏作用的能力。 用抗冻等级表示。(F50、F100、…… F400)
抗渗性——抵抗压力水渗透的能力。 用抗渗等级表示。(P4、P6、P8、P10、P12)
抗侵蚀性——抵抗水、酸、碱、盐腐蚀的能力。 抗碳化性——抵抗碳化的能力。 抗碱集料反应
一、和易性 3、坍落度的选用:
拌合物流动性的大小应根据构件类型、气候条件来等选用。 构件配筋较密或气候高温干燥,流动性要大,反之则要小。
GB50204-2015规范规定:
一、和易性 4、影响因素:
① 用水量(或水灰比):(水灰比=水/水泥=W/C) 不能太大 ② 水泥浆用量: 不能过多 ③ 砂率:要合理
95%以上保值率的那个值。
二、强 度
3、影响因素
① 水泥强度: 与砼强度成正比关系
水灰比(W/C): 与砼强度成反比关系
② 集料质量:
经验关系式: f28=Afce (C/W-B)
③ 养护条件(温度与湿度):
《建筑材料》教案-第四章-混凝土

第四章混凝土本章提要: 本章主要介绍普通混凝土的组成材料、性能和影响性能的因素,以及配合比的基本设计方法。
另外,还简单介绍了其他种类的混凝土。
第一节混凝土概述一、混凝土的分类混凝土:指胶凝材料、水、天然或人工的粗细骨料,必要时加入化学外加剂和矿物质混合材料,按适当比例配合,经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。
混凝土的种类很多,分类方法也很多。
(一)、按表观密度分(主要是骨料不同):1、重混凝土:干表观密度大于2600kg/m3的混凝土。
常由高密度骨料重晶石和铁矿石等配制而成。
主要用于辐射屏蔽方面。
2、普通混凝土:干表观密度为2000~2500kg/m3的水泥混凝土。
主要以天然砂、石子和水泥配制而成,是土木工程中最常用的混凝土品种。
3.、轻混凝土:干表观密度小于1950kg/m3的混凝土。
包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土等。
主要用于保温和轻质材料。
(二)、按所用胶凝材料分类:通常根据主要胶凝材料的品种,并以其名称命名,如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。
有时也以加入的特种改性材料命名,如水泥混凝土中掺入钢纤维时,称为钢纤维混凝土;水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等。
(三)、按使用功能和特性分类:按使用部位、功能和特性通常可分为:结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。
(四)、按施工工艺分:泵送混凝土、喷射混凝土、真空脱水混凝土、造壳混凝土(裹砂混凝土)、碾压混凝土、压力灌浆混凝土(预填骨料混凝土)、热拌混凝土、太阳能养护混凝土等多种。
(五)、按掺和料分:粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、磨细高炉矿渣混凝土、纤维混凝土等多种。
(六)、按抗压强度分:低强混凝土(抗压强度小于30Mpa)、中强混凝土(抗压强度30Mpa)和高强混凝土(抗压强度大于等于60Mpa);按每立方米水泥用量又可分为:贫混凝土(水泥用量不亏过170kg)和富混凝土(水泥用量不小于230kg)等。
建筑结构 05 第四章 混凝土结构02-打印版

4.2.2 轴压构件承载力
柱的计算长度L0取值:
注:表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度; 对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
5
2013.03
2.计算方法 (1)截面设计 已知:构件截面尺寸b×h,轴向力设计值N,构 件的计算长度L0,材料强度等级fc fy’ 。 求:纵向钢筋截面面积As’ 计算步骤如图4.2.5。
6
2013.03
(2)计算稳定系数 l0/b=5000/300=16.7 =0.869 (3)计算钢筋截面面积As′ =1677mm2 (4)验算配筋率 =1.86% > =0.6%,且<3% ,满足最小配筋率要求,且勿 300 300 4 25 纵筋选用4 如图。 Φ8@300 25(As′=1964mm2),箍筋配置φ8@300,
受压构件复合井字箍筋
筋箍筋。其原因是,内折角处受拉箍筋的合力向外。
柱钢筋图
电渣压力焊
3
2013.03
4.2.2 轴心受压构件承载力计算
配置纵筋和普通箍筋的柱, 称为普通箍筋柱; 配置纵筋和螺旋筋 或焊接环筋的柱, 称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。
普通箍筋柱中,箍筋是构造钢筋。 螺旋箍筋柱中,箍筋既是构造钢筋 又是受力钢筋。
(2)验算配筋率
(3)确定柱截面承载力
(1)确定稳定系数 l0/b=4500/300=15 =0.911
=0.9×0.911×(11.9×300×300+300×1256) =1187.05×103N=1187.05kN>N=800kN 此柱截面安全。
4.2.2 轴压构件承载力
思 考 题:
5.1在受压构件中配置箍筋的作用是什么?什么情况下需设置复合箍筋? 5.2轴心受压短柱、长柱的破坏特征各是什么?为什么轴心受压长柱的 受压承载力低于短柱?承载力计算时如何考虑纵向弯曲的影响?
《建筑材料》PPT课件

建筑材料种类繁多,根据化学成分建筑材料可分为无机材 料,有机材料和复合材料。见表1建筑材料分类按功能可 以分为建筑结构材料,墙体材料和建筑功能材料。见表— —建筑材料分类2建筑材料 是建筑施工专业的一门重要技 术基础课,主要研究建筑材料的组成和构造,性质和应用, 技术与标准,检验方法与保管等内容。
建筑材料
Construction Materials
山东水利职业学院
1
第一章 绪论
第二章 建筑材料的基本性质
第三章 气硬性胶凝材料
第四章 水泥
第五章 混凝土
第六章 建筑砂浆
第七章 墙体与屋面材料
第八章 建筑钢材
第九章 木材
第十章 防水材料
结束语
2
绪论
建筑材料的发展是随着人类社会生产力的不断 发展和人民生活水平不断提高而向前发展的。 随着社会生产力的发展,对建筑物的规模、质 量等方面的要求愈来愈高,这种要求与建筑材 料的数量、品种、质量等都有着相互依赖和相 互矛盾的关系。建筑材料的生产与使用就是在 不断的解决这个矛盾的过程中不断向前发展的。 同时相关学科的进步也为建筑材料的发展提供 了有利的条件。
木材,竹材,软木,毛毡
石油沥青,煤沥青,沥青防水制品
塑料,橡胶,涂料,胶粘剂
无机非金属材料和 聚合物混凝土、沥青混凝土,水泥刨花板,玻 有机材料的复合 璃钢
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7
砖混结构 :石材,砖,水泥混凝土,
建筑结构材料 钢筋
钢木结构:建筑钢材,木材
建
筑 墙体材料 材 料
砖及砌块:普通砖、空心砖,硅酸盐 及砌块
3
古代人类最初是“穴居巢处”。 火的利用使人类学会了烧制砖、瓦、陶瓷与石灰。 铁器时代以后有了简单的工具,建筑材料(木材、砖、石 等)才由天然材料进入人工生产阶段,为较大规模的土木 工程和人类需要的其他建筑物建立了基本条件。 在漫长的封建社会中,生产力停滞不前,建筑材料的发展 也极为缓慢,长期限于砖、石、木材作为结构材料。 资本主义的兴起,城市的出现于扩大,工业的迅速发展, 交通的日益发达,需要建造大规模的建筑物构筑物和建筑 设施,例如大跨度的工业厂房,高层的公用建筑以及桥梁、 港口等,推动了建筑材料的前进,在18~19世纪相继出现 了钢材、水泥、混凝土以及钢筋混凝土成为了主要的结构 材料。使建筑业的发展进入了一个新阶段。 工业的发展使一些具有特殊功能的材料,如绝热材料,吸 声材料、耐热、耐腐蚀、抗渗透以及防辐射材料应运而生。 人民生活水平的提高,对建筑物修饰的要求愈来愈高,于 是各种装饰材料层出不穷。
建筑材料第四章气硬性胶凝材料

1 2
H
2O
1
1 2
H
2O
4.2.2 建筑石膏的凝结与硬化
1.石膏的水化
1
1
CaSO4 2 H2O 1 2 H2O CaSO4 2H2O
2.石膏的凝结硬化
干燥硬化和结晶硬化两个过程交错进行
4.2.3 建筑石膏的特性
凝结硬化快 体积微膨胀 多孔性 防火性好,但耐火性差 环境的调节性 耐水性、抗冻性差
⑧舒适的居住功能:由于石膏板具 有独特的“呼吸”性能,可在一定范围 内调节室内湿度,使居住舒适。
⑨绿色环保:纸面石膏板采用天然 石膏及纸面作为原材料,决不含对人体 有害的石棉(绝大多数的硅酸钙类板材 及水泥纤维板均采用石棉作为板材的增 强材料)。
⑩节省空间:采用纸面石膏板作墙 体,墙体厚度最小可达74mm,且可保证 墙体的隔音、防火性能。
气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别
气硬性胶凝材料 只能 在 空气中
凝结硬化。
水硬性胶凝材料不仅可以在 空气中 凝 结硬化,还可以 在水中 更好地保持和发展
其强度。
判断题:
气硬性胶凝材料只能在空气中凝
结硬化,而水硬性胶凝材料只能在水中
凝结硬化。
错
既能在空气中 凝结硬化,又能 在水中凝结硬化
4.1 建筑石灰
胶凝材料
指经过自身的物理化学作用后,能够 由浆体变成固体,并在变化过程中把一些 散粒材料或块状材料胶结成具有一定强度 的整体的材料。
胶凝材料的分类
将在第四章 进行讲解
胶凝材料
有机胶凝材料(树脂、沥青等)
二者有何区别 ???
无机胶凝材料 本章的重点
水硬性胶凝材料(水泥) 气硬性胶凝材料(石灰、石膏)
建筑材料 第四章 水泥 教案

章节名称 第四章 水泥授课目标了解水泥的分类、矿物成分及性能教学过程设计新课教学要点第一节硅酸碱水泥和普通水泥硅酸盐水泥(波特兰水泥)定义及代号熟料 →P •Ⅰ 组成 石膏掺料 (0-5%)石灰石或粒化高炉矿渣→P •Ⅱ (6-15%)混合材料→P ·0一、硅酸盐水泥的生产石灰石 原料 粘 土 −−−−→安比例混合磨细生料−−−→煅烧熟料−−−→磨细水泥成品(二磨一烧) 铁矿石石 膏石灰石 CaO; 粘土Al 2O 3和SiO 2 ;铁矿石 Fe 2O 3 ;石膏 CaSO 4水泥性能−−−→取决熟料−−−→取决矿物成分及含量比例 二、熟料的矿物成分及特性水化 凝结 硬化 产生强度 发展强度 保护强度水化热 初凝、终凝 护养:温度、湿度 水化速度 凝结硬化速度 强度发展速度 C 3A>C 3S>C 4AF>C 2S水化热初凝、终凝早期、后期强度性质C3S C2S C3A C4AF凝结硬化速度快慢最快较快水化时放热量高低最高中高低高早期低、后期高低中强度发展快慢快较快水化速度:C3A>C4AF>C3S>C2S三、凝结硬化过程调节水泥凝结----适量石膏过少:起不到缓凝作用过多:水泥腐蚀水化产物:水化硅酸钙、水化铁酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。
凝结标志着水泥浆市区流动性而具有一定的塑性强度,硬化则表示水泥浆固化后所建立的网状结构具有一定的机械强度。
四、技术性质决定水泥能否使用的条件:合格品、不合格品、废品含义、标准、意义(为什么、目的)过细能耗大、硬化收缩大、易开裂可能性小1.细度:粗细程度--- 适中不得大于某粒径过粗能耗小、使用受影响可能性大*细:表面积↑与水基础面积↑水化反应↑早期强度↑*国标规定:硅酸盐水泥细度--比表面积大于300m2/kg;普通水泥细度---0.08mm方孔筛筛余量不得超过10.0%否则为不合格品2.标准稠度用水量--------指水泥拌制成特定的塑性状态(标准稠度)时所需的用水量(以占水泥重量的百分数表示)。
建筑材料复习题及答案:第四章 普通混凝土及砂浆

第四章普通混凝土及砂浆一、填空题1.普通混凝土由(水泥)、(砂)、(石)、(水)以及必要时掺入的(外加剂)组成。
2.普通混凝土用细骨料是指(粒径小于4.75㎜)的岩石颗粒。
细骨料砂有天然砂和(人工砂)两类,天然砂按产源不同分为(河砂)、(海砂)和(山砂)。
3.普通混凝土用砂的颗粒级配按(0.6)mm筛的累计筛余率分为(1)、(2)和(3)三个级配区;按(细度)模数的大小分为(粗砂)、(中砂)和(细砂)。
4.普通混凝土用粗骨料石子主要有(天然卵石)和(人工碎石)两种。
5.石子的压碎指标值越大,则石子的强度越(小)。
6.根据《混凝土结构工程施工及验收规范》(GBJ50204)规定,混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的(1/4),同时不得大于钢筋间最小净距的(3/4);对于实心板,可允许使用最大粒径达(1/3)板厚的骨料,但最大粒径不得超过(40)mm。
7.石子的颗粒级配分为(连续级配)和(间断级配)两种。
采用(连续)级配配制的混凝土和易性好,不易发生离析。
8.混凝土拌合物的和易性包括(流动性)、(粘聚性)和(保水性)三个方面的含义。
其测定采用定量测定(流动性),方法是塑性混凝土采用(坍落度)法,干硬性混凝土采用(维勃稠度)法;采取直观经验评定(粘聚性)和(保水性)。
9.混凝土拌合物按流动性分为(流动性混凝土)和(干硬性混凝土)两类。
10.混凝土的立方体抗压强度是以边长为(150)mm的立方体试件,在温度为(20±2)℃,相对湿度为(95%)以上的潮湿条件下养护(28)d,用标准试验方法测定的抗压极限f)表示,单位为(MPa)。
强度,用符号(cc11.混凝土的强度等级是按照其(立方体抗压强度标准值)划分,用(C)和(立方体抗压强度标准)值表示。
有(C7.5)、(C10)、(C15)、(C20)、(C25)、(C30)、(C35)、(C40)、(C45)、(C50)、(C55)、(C60)、(C65)、(C70)、(C75 )、(C80)共16个强度等级。
建筑材料》课程教案

建筑材料》课程教案第一章:建筑材料的概述一、教学目标1. 理解建筑材料的概念和分类。
2. 掌握建筑材料的基本性质和用途。
3. 了解建筑材料的发展趋势和可持续发展。
二、教学内容1. 建筑材料的定义和分类。
2. 建筑材料的基本性质:物理性质、化学性质和力学性质。
3. 建筑材料的用途和选择。
4. 建筑材料的发展趋势和可持续发展。
三、教学方法1. 讲授:讲解建筑材料的基本概念、性质和用途。
2. 案例分析:分析具体的建筑材料实例,让学生更好地理解建筑材料的实际应用。
四、教学评估1. 课堂提问:检查学生对建筑材料概念和分类的理解。
2. 课后作业:要求学生分析某个建筑材料的性质和用途,加深对建筑材料的认识。
第二章:混凝土一、教学目标1. 理解混凝土的组成和制作过程。
2. 掌握混凝土的性质和应用。
3. 了解混凝土的施工技术和质量控制。
二、教学内容1. 混凝土的组成:水泥、砂、石子、水等。
2. 混凝土的制作过程:搅拌、运输、浇筑、养护等。
3. 混凝土的性质:强度、耐久性、工作性等。
4. 混凝土的应用:楼板、柱、墙等结构。
5. 混凝土的施工技术和质量控制:模板、钢筋、混凝土浇筑等。
三、教学方法1. 讲授:讲解混凝土的组成、制作过程和性质。
2. 实验演示:观察混凝土的制作过程和性质实验。
3. 案例分析:分析具体的混凝土结构实例,了解混凝土的应用。
四、教学评估1. 课堂提问:检查学生对混凝土组成的理解。
3. 课后作业:要求学生分析某个混凝土结构的设计和施工,加深对混凝土的认识。
第三章:钢材一、教学目标1. 理解钢材的概念和分类。
2. 掌握钢材的性质和应用。
3. 了解钢材的连接和焊接技术。
二、教学内容1. 钢材的概念和分类:碳素钢、合金钢等。
2. 钢材的性质:强度、塑性、韧性、硬度等。
3. 钢材的应用:梁、柱、钢筋等结构。
4. 钢材的连接:焊接、螺栓连接等。
5. 钢材的焊接技术:焊接方法、焊接材料等。
三、教学方法1. 讲授:讲解钢材的概念、分类和性质。
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★混凝土的特点:
可塑性好、性能可调、可用钢筋增强、耐久 性好、原材料来源丰富; 但自重大、呈脆性、施工过程影响因素多。
本章内容
4.1 普通混凝土的组成材料
4.2 混凝土的主要技术性质
4.3 混凝土外加剂
4.4 普通混凝土配合比设计
4.5 其他品种混凝土
4.1 普通混凝土的组成材料
普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、 细骨料(砂)和水拌和,经硬化而成的一种人造石 材。
★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4.1。
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,根据600μm筛的累计筛余百分率
分成3个级配区,见表4.2。 为了更直观地反映砂的颗粒级配,以累计筛 余百分率为纵坐标,筛孔尺寸为横坐标,根据表 4.2的数值可以画出砂子3个级配区的级配曲线,
如图4.3所示。
图4.1 普通混凝土结构示意图 1—石子;2—砂子;3—水泥浆;4—气孔
1 水泥
1) 水泥品种的选择 配制混凝土时,一般可采用六大品种水泥, 必要时也可采用快硬水泥、铝酸盐水泥等。
详见第3章内容。
2)水泥强度等级的选择 水泥强度等级应与混凝土强度等级相适应。 一般以水泥强度(以MPa为单位)为混凝土强度等 级的1.5~2.0倍较适宜,水泥强度等级过高或过低,
实度,选择骨料时,应尽可能选用总表面积较小、
空隙率较小的骨料,而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。 (1)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。
(2)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 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4.2所示。
4 普通混凝土
本章提要
主要介绍了普通混凝土的组成材料,混凝土 拌合物的和易性,硬化混凝土的强度、耐久性,
混凝土外加剂的作用原理和应用,普通混凝土配
合比设计方法等,简要介绍了其他品种混凝土,
如体现混凝土发展动态的高强混凝土、高性能混
凝土等。
混凝土( Concrete, 砼)是由胶凝材料、骨料 和水,必要时掺入化学外加剂和矿物质混合材料, 按适当比例配合,拌制成拌合物,经硬化而成的 人造石材。
表4.2 建筑用砂的颗粒级配(GB/T 14684—2001)
筛孔尺寸 9.50mm 4.75mm 1区 2区 3区
累计筛余百分率(%)
0 10~0 0 10~0 0 10~0
2.36mm
1.18mm 600μm
35~5
65~35 85~71
25~0
50~10 70~41
15~0
25~0 40~16
300μm
150μm
95~80
100~90
92~70
100~90
85~55
100~90
图4.3 砂的级配曲线
【例题】用500g烘干砂进行筛分试验,其结果如
表4.3所求。试分析该砂的粗细程度与颗粒级配。
【解】计算细度模数Mx
( A2 A3 A4 A5 A6 ) 5 A1 Mx 100 A1
A4、A5、A6,其计算关系如表4.1。
砂子的筛分析试验
总称量500g
表4.1 累计筛余率与分计筛余率计算关系
筛孔尺寸 筛余量(g) 分计筛余百分率(%) 4.75mm 2.36mm 1.18mm 600μm 300μm 150μm m1 m2 m3 m4 m5 m6 a1=(m1/500)×100% a2=(m2/500)×100% a3=(m3/500)×100% a4=(m4/500)×100% a5=(m5/500)×100% a6=(m6/500)×100% 累计筛余百分率(%) A1=a1 A2=a1+a2 A3=a1+a2+a3 A4=a1+a2+a3+a4 A5=a1+a2+a3+a4+a5 A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6
筛底
m7
a7=(m7/500)×100%
A7=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7
砂的粗细程度用细度模数Mx表示,其计算式
如下:
( A2 A3 A4 A5 A6 ) 5 A1 Mx 100 A1
建筑用砂按细度模数分为粗、中、细三种规 粗砂:3.7~3.1 中砂:3.0~2.3 细砂:2.2~1.6。
按胶凝材料不同,分为水泥混凝土、沥青混 凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等; ★按表观密度不同,分为重混凝土(ρ0> 2600kg/m3)、普通混凝土(ρ0=1950~2500kg/m3)、 轻混凝土(ρ0<1950kg/m3);
按使用功能不同,分为结构用混凝土、道路 混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土 及防辐射混凝土等;
图4.2 骨料颗粒级配示意图
(a)单一粒径;(b)两种粒径;(c)多种粒径
★(3)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A1、A2、A3、
称。
常用砂
《建筑用砂》 GB/T 14684-2001
砂按技术要求分为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的混凝土和建 筑砂浆。
1) 砂的粗细程度及颗粒级配
为了节约水泥,并使混凝土结构达到较高密
会导致水泥用量过少或过多,对混凝土的技术性
能及经济效果都不利。
2 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4.75mm的岩石颗粒,但不包括 软质岩、风化岩石的颗粒。按产源不同,天然砂 分为山砂、河砂和海砂。 人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统