【西南交通大學】《建築材料》（全58講）李固華 P18 - 18. 5.2 混凝土組成材料（中）

上一節我們介紹了七股料的幾配 現在我們看一下出股料的幾配 這個表就是出股料的幾配 出股料的幾配 我們看一下 5到10 5到16 一直到5到40 就是連續幾配 我們再看一下 連續幾配裏面 5到10一直到5到40 我們稱爲工程力基 工程力基的上限 我們稱爲最大工程力徑 比如說5到40 最大工程力徑就是40 那麼5到40我們再看一下 它的篩孔對應的 它的累進的篩移 5到40了 那麼到了 到了37.5 我們看一下對應的是多少了 是0到5 一上來53了63了 最上面都是0了 所以37.5對應的是 有數字了是0到5 我們把37.5 這種就稱爲 5到40它的最大累進 那麼上面呢 是方孔篩的尺寸 那麼方孔篩的尺寸 原來我們都是用的圓孔篩 後來呢 以國際接軌改成了方孔篩 原來呢我們上面呢 和5到10或者是 5到40這裏面呢 尺寸是一個對應的 現在不太對應了 不過我們仍然 習慣於寫 它的工程力徑 所以我們有時候講 最大的工程力徑 有時候也講 最大累進 我們看一下粗股料 它的匹配的空期率 空期率如果小於43 我們分 我們把它作爲 一類股料 小於等於45了就是二類股料 小於47就是三類股料 那麼最大累進 對拖泥土的性能是有影響的 那麼最大累進 一大的話 表面積 單位體積內的表面積就減少了 那麼相對來講 我們需要包股的 實際加的量呢 就減少了 所以我們成本就要低一點 所以最大累進提高了 那麼包股的 實際加的量少了以後 成本低了 那麼我們發現了 如果累進大於了40毫米 那麼特別是對於 流態的混凝土 大流態混凝土容易分層合體積 另外 我們界面的面積 減少了 單位體積內的界面的面積減少了 可能導致水泥漿體積的變化 容器較大了 界面硬利 那麼界面的缺陷就增加了 另外呢 我們粘結可能不流行氣了 所以我們最大累進 一般就取到40 結構混凝土一般取到40 如果大體積了 我們可以大一點 甚至我們特別大的體積 可以丟一些片石之類的 那麼對於我們建築工程 最大累進要滿足 不大於結構 界面尺寸的最小 界面的最小尺寸的 四分之一 不大於鋼筋淨聚的四分之三 等等 對於䨻層混凝土 我們最大累進就要小一點 爲什麼呢 因爲我們是流態的混凝土 這樣流態混凝土 我們累進大了容易分層合體積 高強混凝土 結構和高性能混凝土 前面我們講的 如果界面面積太小了 導致手機僵體 或者是導致了我們 這種鋼筋材料的僵體 體積變化 引起比較大的界面硬力 那麼它的缺陷就比較多 特有是界面方面缺陷就比較多 所以高強和高性能混凝土 用的古料的 最大累進相對就減少 那麼我們問一個問題 滿洲積配5到10 和5到40 要求的兩種古料 哪一種它的空氣力低呢 大家思考一下 這個圖就是 古料的 累進太大了 造成了混凝土結構不下來 轉換零了 下段出現了一些缺陷 第二我們看一下 強度 古料稱其骨架作用 所以具有一定的強度 那麼主要是要求 粗古料和 人工沙 或者機制沙 粗古料和機制沙它的母巖 我們要求在水飽和的狀態下 做成尺寸 我們切割成尺寸 5乘5再乘5 再乘5的立方體 或者是我們用鑽心取樣 取成一個直徑是5 高是5公分的 這樣一個圓柱體 做它的 飽水的抗氧強度值 那麼不同於岩石的種類 它的強度值 最低的一個要求 一般情況下 古料它的強度與混凝土 沒有太直接的關係 也就是說古料的強度 高到一定程度了 混凝土的強度也不一定再提高 但是古料的強度 如果太低了 那麼可能影響了混凝土的強度 比如說 非洲啊 南美啊 南亞 這些地區 它鐵繁土了 廣泛的墳墓 該地區的混凝土 又很難配置到大於石頭造的混凝土 所以我們一般要求 古料還是要有一定的強度 一般要大於 混凝土的配置強度的 1.5倍 這個土是 不同的 不同品種的岩石的力學性能 我們看到 它的強度值還是比較高的 100多度 其實我們古料是一個散裝的材料 散裝材料 只對母巖的強度進行 平定顯然不夠 所以我們還用 另外一個方法叫壓碎尺表 比如說錯過量 我們取10到20毫米的 這種力級 再一定的加載速度 加載到200個千牛 我們壓碎實驗做了以後 小於2.36的石子 就認爲是壓碎的 壓碎的量 佔整個的量的比例 重視壓碎指標 顯然 壓碎指標越大的話 壓碎的量越多 古料的強度也就越低 低質沙也有類似的平定方法 根據壓碎指標的大小 我們也分爲三類古料 一類 二類 三類 一類古料有高強和硬度 二類有低強和硬度 三類有低強和硬度 這也是有具體的要求的 第三我們看一下耐久性 耐久性的要求 第一 堅固性 堅固性是在自然分化 和其他的物理化學作用下 抵抗破裂的能力 稱之爲堅固性 堅固性的平定方法 用飽和的硫酸鈉溶液浸泡 把沙或者石浸泡在飽和的硫酸鈉溶液裏面 浸泡以後 我們烘乾 烘乾四個小時 然後再浸泡四個小時 這樣就是一個循環 五次幹水循環以後 稱一下它的質量 稱一下它的質量損失 我們可以看到 硫酸鈉對沙石 它的這種侵蝕是比較厲害的 五次幹水循環 它的質量的損失可以達到5% 或者到12% 我們用硫酸鈉 這種嚴內皆經反覆的幹水循環 來模擬自然條件下 時尚感受 冰凍作用等物理 物理作用 這是堅固性的具體質量 沙 卵石 還有色石的 第二個是成分控制 我們要控制硫化物的含量 硫酸鹽的含量 以及其他的含量 我們看一下具體項目質量 對於沙 我們控制比如說雲母的含量 雲母的含量 我們必須控制 雲母增加了蓄水量 就是在水匯比相同的情況下 雲母的含量增加 也會降低混凝土的強度 比如說 雲母的含量達到5% 混凝土的強度可能要降低 達到15% 氫物質 有機物 都有可能降低混凝土的強度 有機物一般來講 對混凝土的早期強度有影響 28天 後來的強度 基本上沒有影響 硫化物和硫酸鹽 可能造成硫酸鹽腐蝕 硫化物 是造成 混凝土當中的鋼筋鏽石 石子裏面 有有機物和硫化物 硫酸鹽含量 這樣的要求 我們再看一下沙和石 這是它的泥和泥塊含量 天然沙 我們有含泥量和泥塊含量的要求 石子也一樣 那麼含泥量和泥塊含量 對於混凝土的性能 影響非常大 影響在 和鋼筋材料之間的粘結 影響我們的 和鋼筋材料裏面的 界面的結構 所以我們要重點地控制 嚴格地控制 對於機制沙來講 我們 因爲機制沙裏面含有石粉 那麼石粉我們定義 小於0.075 就稱爲石粉 對於天然沙和沙 小於0.075是泥 石粉的作用 跟泥的作用完全不一樣 所以我們 石粉的含量也是小於10% 波斯汗的含泥 這樣規定的 但是對於石粉的質量 所要求 這裏面有一個MB的值 MB的值 三類是小於1.4 MB值如果大於1.4 那主要的 是含用泥 而不是石粉 小於1.4 含的主要是石粉 所以我們寫三類 二類要求就更嚴格 一類全部都是石粉 第四 我們看一下顆粒的形狀 和表面特徵 碎石 或者是 機制沙 它是有棱角的 表面比較粗糙 和我們卵石和沙 它是不一樣的 我們發現碎石 機制沙 半質的混凝土 流動性就要差一點 但是表面比較粗糙 粘性力比較強 半質的混凝土 強度是比較高的 卵石相反 它呈橢圓形 表面比較光滑 半質的混凝土 流動性就比較好 一般來講 我們配置普通的混凝土 採用就地取材的原則 我們由碎石 由卵石就地取材 但是對於高強混凝土 我們用碎石 因爲它粘性力比較強 配置的強度比較高 另外 像碎石 卵石 機制沙它有棱角 所以我們還要控制 它的針狀片狀 含量 針狀的長度大於 該粒徑的平均粒徑的 2.4倍是針狀 片狀是厚度小於 平均粒徑的0.4倍 這也是片狀 我們可以看一下下來的圖 這裏有片狀 有針狀 而左邊這個粒形近乎圓形 這個是比較好的 同樣 針狀片狀 我們把它分級 一類二類三類 我們補充一下 機制沙裏面的一些內容 爲什麼要補充 機制沙裏面的內容呢 因爲我們現在 經過了大規模的 同步工程建設以後 現在用的矽谷料裏面 50%多的都是機制沙 比如說成都 我們機制沙的用量 超過了90% 所以我們補充一下 這個方面的 一些簡單的知識 第一 機制沙的石粉含量 其實石粉是人工沙中 粒徑小於0.75的 顆粒的含量 這種含量 在我們整個機制沙中 它的粒級的分佈 是相對比較粗的 平均粒徑 36.9億萬米 並且有一定的硬度 有一定的強度 可以起危機料作用 和天然沙中的泥粉 完全不一樣 天然沙中的泥粉 也是小於0.75 但是它顆粒的分佈 集中在16個μm以下 平均粒徑只有8.4個μm 它的液線素線 也完全不一樣 那麼我們 評定機制沙 它的性能 剛纔我們講了 我們用亞加蘭指標 MB值來進行評定 這是我們石粉的含量的 一些技術標準 我們看到 地方標準 行業標準 以及國家標準 對石粉含量的要求 是不一樣的 所以對石粉的含量 我們現在來說 還是有爭議的 第二個就是 機制沙與核沙的 顆粒搭配 就是粒的匹配 其實機制沙和核沙 它的匹配是完全不一樣的 但是我們目前的國標和行業標準 沒有完全把它們確認開來 我們看一看這個圖 看它的分析塞魚 累計塞魚也不容易看得出來 分析塞魚 我們可以看到 核沙 它的分析塞魚 是靠左邊的 而機制沙是靠右邊的 平均粒徑 這個是 平均粒徑大概是 2到3左右 當然了這個機制沙 它的匹配是不太好的 好的機配可能再往 左一點 但是怎麼和核沙 是不同的 那麼機制沙 它的匹配和誰有關係 和我們機制沙 它的母煙有關係 母煙的品種 母煙的分化程度 另外還和我們機制沙的 生產工藝有關係 我們現在給大家兩個圖 這兩個圖就是 可以生產出優質的 機制沙這樣一個生產的工藝 那麼我們 可以看一下 各個國家 機制沙的指標 那麼二區我們前面講過 二區是比較好的 積累區 認爲比較好的積累區 所以我們國家把二區定位 是一類股料 這裏面還有美國的 標準 澳大利亞的標準 日本的標準 當然了我們不能 迷信國外的 它的標準 不一定適合我們 也不一定是最優的 我們可以相互比對 第四 混凝土用水 混凝土用水就是潔淨的水 可以飲用水就行了 不能用海水 工業污水 下面有混凝土用水的一些具體指標 前面我們介紹了 水泥 粗細股料 和水 這就是普通混凝土的 組成 我們這一節就介紹完了