1、第二章第二章混凝土原材料混凝土原材料检测技术培训混凝土原材料 水泥 掺合料 外加剂 细骨料 粗骨料 水第一节水 泥硅酸盐水泥 凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适当的石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。一、硅酸盐水泥的化学成分及矿物组成（一）硅酸盐水泥的主要化学成分（二）硅酸盐水泥的矿物组成（一）硅酸盐水泥的主要化学成分氧化钙 CaO：60%67%；氧化硅 SiO2 ：17%25%；氧化铝 Al2O3：3%8%；氧化铁 Fe2O3：1%6%；氧化镁 MgO：1%5%；三氧化硫 SO3：1%3%；碱 K2O+N2O：0.5%1.3%。（二）
2、硅酸盐水泥的主要矿物组成硅酸盐水泥熟料含有四种主要矿物：硅酸三钙 C3S，含量40%55%；硅酸二钙 C2S ，含量20%40%；铝酸三钙 C3A，含量2.5%15%；铁铝酸四钙 C4AF ，含量8%19%。 硅酸盐水泥性能取决于上述矿物组成的相对含量。硅酸盐水泥矿物形成条件800以下： CaOAl2O3、CaOFe2O3 、 C2S开始形成。800900 ：开始形成12 CaO7Al2O3。9001100 ： 2CaOAl2O3SiO2形成后又分解。开始形成C3A和C4AF。所有CaCO3均分解，游离CaO达最高值（20%）。11001200 ：形成C3A和C4AF的主要部分。 C2S含量达
3、到最大值。1260 ：初液相开始形成，大量形成C3S的必要条件。12001450 ： C3S形成，同时游离CaO逐渐消失。化学成分对最低共熔点的影响3CaOSiO2- 2CaOSiO2- 3CaO Al2O3 ： 14553CaOSiO2- 2CaOSiO2- 3CaO Al2O3-Na2O： 14303CaOSiO2- 2CaOSiO2- 3CaO Al2O3-Fe2O3： 13403CaOSiO2- 2CaOSiO2- 3CaO Al2O3-MgO： 13753CaOSiO2- 2CaOSiO2- 3CaO Al2O3-Fe2O3-MgO： 13003CaOSiO2- 2CaOSiO2-
4、3CaO Al2O3-Na2O-Fe2O3-MgO： 1280 二、硅酸盐水泥的凝结和硬化机理（一）凝结硬化的化学过程（二）凝结硬化的物理过程（一）凝结硬化的化学过程1、硅酸三钙 C3S2、硅酸二钙 C2S 3、铝酸三钙 C3A4、铁铝酸四钙 C4AF 5、石膏 CaSO41、硅酸三钙 C3S2（3CaOSiO2）+6H2O 3CaO2SiO2 3H2O+3Ca（OH）2 C3S最初反应较慢，以后反应较快。它在调水后几小时内发生初凝和终凝。2、硅酸二钙 C2S2（2CaOSiO2）+4H2O 3CaO2SiO2 3H2O+3Ca（OH）2 C2S的水化速度最慢，但在后期稳步发展。调水后须几天才
5、缓慢凝结。加入石膏的影响不大。3、铝酸三钙 C3A3CaOAl2O3+6H2O 3CaO Al2O3 6H2O C3A初始反应速度极快，以后反应较慢。铝酸三钙调水后发生瞬凝现象。加入15%石膏调和时则可得到正常的凝结时间。4、铁铝酸四钙 C4AF4CaO Al2O3 Fe2O3 +2Ca（OH）2 +10H2O 3CaO Al2O3 6H2O + 3CaOFe2O3 6H2O C4AF开始的反应速度较快，但以后变慢。它在几分钟内凝结。5、石膏 CaSO43CaO Al2O3 +3CaSO4 +31H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O 水泥水化反应速度最快的是石膏与铝酸三钙水化
6、反应，反应产物钙矾石吸附于水泥颗粒表面，减缓铝酸三钙水化速度，起到调节水泥凝结时间的作用。（二）凝结硬化的物理过程 特点 过程特点：1、水泥水化由表至内，由快变慢；2、硬化的水泥石是不均质结构；3、水泥石强度随水化龄期而发展，由快变慢；4、环境温度越高，凝结硬化速度越快。过程：1、初始反应期（510分钟内）；2、休止期（诱导期）（约0.52小时）；3、凝结期（610小时）；4、硬化期（728天或更长）。三、硅酸盐水泥矿物组成对水泥性能的影响（一）对强度的影响（二）对水化热的影响（三）对凝结时间和保水性的影响（四）对收缩的影响（五）对水泥脆性系数的影响（六）对耐久性的影响（七）对混凝土抗冲磨强度
7、的影响（一）对强度的影响 C3S具有较高强度，特别是早期强度；C2S的早期强度较低，但后期强度较高； C3A和C4AF的强度均在早期发展，后期强度几乎没有发展， C4AF的强度大于C3A（ C4AF 对强度的贡献未确定，试验结果不同）。 增加水泥比表面积可提高混凝土强度。 水泥熟料单矿物的水化产物的强度见表2.1-1。表2.1-1 水泥熟料单矿物的水化物强度矿物名称抗压强度（MPa）3d7d28d90d180dC3S29.632.049.655.662.6C2S1.42.24.619.428.6C3A6.05.24.08.08.0C4AF15.416.818.616.619.6水泥和混凝土化学
8、中水泥矿物强度（Butt报导的试验数据）7d28d180d365dC3S32.246.651.258.4C2S2.44.219.332.5C3A11.812.4-C4AF30.038.449.359.5（二）对水化热的影响水泥熟料矿物的水化热和水化速度：C3A C3S C4AF C2S水泥熟料矿物的水化热见表2.1-2。表2.1-2 水泥熟料矿物的水化热矿物名称水化热（J/g）3d7d28d90d180d365dC3S410461477511507569C2S8075184230222260C3A712787846787913-C4AF121180201197306-（三）对凝结时间和保水性的
9、影响水泥C3A含量越高，水化凝结时间越快；适量石膏掺量可调节水泥凝结时间；C3A保水性最强。（四）对收缩的影响C3A水化收缩率最大，比其它矿物提高35倍；C3S、 C2S和C4AF的水化收缩率相差不大。四种矿物的收缩率见表2.1-4。水泥越细，收缩越大。表2.1-4 四种矿物的收缩率矿物名称收缩率（ %）C3A0.002240.00244C3S0.000750.00083C2S0.000750.00083C4AF0.000380.00060（五）对耐久性的影响1、抗硫酸盐侵蚀 C3A含量低，水泥抗硫酸盐侵蚀能力强；2、抗氯离子侵蚀 铝酸盐含量高，水泥抗氯离子侵蚀能力强。（六）对混凝土抗冲磨强度
10、的影响 C3A含量低，水泥抗冲磨强度高。 水泥胶结强度高，抗冲磨强度高。四、水泥品种和分类（一）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（二）中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥及低热矿渣硅酸盐水泥（三）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥（四）复合硅酸盐水泥（五）抗硫酸盐硅酸盐水泥（六）低热微膨胀水泥（一）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥1、 型硅酸盐水泥 P：不掺混合材料；2、 型硅酸盐水泥 P：掺不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料；3、 普通硅酸盐水泥 PO：掺（5%且20%）混合材料。（二）中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥及低热矿渣硅酸盐水泥1、中热硅酸盐水泥 PMH： C3S含量 5
11、5%， C3A含量 6%；2、低热硅酸盐水泥 PLH： C2S含量 40%， C3A含量 6%；3、低热矿渣硅酸盐水泥 PSLH： C3A含量 8%；粒化高炉矿渣掺量按质量百分比计为20%60%，允许用不超过混合材总量50%的粒化电炉磷渣或粉煤灰取代。（三）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥1、矿渣硅酸盐水泥 PS：粒化高炉矿渣掺量按质量百分比计为： PSA （20%且50%）， PSB （50%且70%） ；2、火山灰质硅酸盐水泥 PP：火山灰质混合材料掺量按质量百分比计为（20%且40%） ；3、粉煤灰硅酸盐水泥 PF：粉煤灰掺量按质量百分比计为（20%且40%） 。（四
12、）复合硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 PC：两种或两种以上规定的混合材料，混合材料总掺量按质量百分比计应为（20%且50%） 。（五）抗硫酸盐硅酸盐水泥1、中抗硫酸盐硅酸盐水泥 PMSR： C3S含量 55%， C3A含量 5%；具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的能力；2、高抗硫酸盐硅酸盐水泥 PHSR： C3S含量 50%， C3A含量 3%；具有抵抗高浓度硫酸根离子侵蚀的能力。（六）低热微膨胀水泥 低热微膨胀水泥 LHEC：凡以粒化高炉矿渣为主要成分，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，磨细制成具有低热和微膨胀性能的水硬性胶凝材料。五、水泥品质检验（一）水泥品质指标（二）水泥品质检验（一）水泥品质指标
13、水泥胶砂强度；安定性；细度；凝结时间；三氧化硫含量（普通硅酸盐水泥3.5%）；氧化镁含量；碱含量；水化热。常用水泥的主要技术指标见表2-8。水泥水化热指标见表2-9。（二）水泥品质检验水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB/T17671-1999；水泥压蒸安定性试验方法GB/T50-92；水泥标准稠度用水量，凝结时间，安定性检验方法GB/T1346-2001；水泥胶砂流动度测定方法GB/T2419-2005；水泥细度检验方法 筛析法GB/T1345-2005；水泥化学分析方法GB/T176-1996；水泥密度测定方法GB/T208-94。水泥标准稠度用水量，凝结时间，安定性检验方法试验室温度：2
14、0 2 ，湿度50%。水泥500g，水142.5g。标准稠度用水量：试杆沉入净浆并距底板6mm1mm；初凝时间：试针沉至距底板4mm1mm，终凝时间：试针下沉不超过0.5mm；安定性：雷氏夹指针尖端间的距离增加值不大于5.0mm。水泥胶砂强度检验方法（ISO法） 试验室温度：20 2 ，湿度50%； 养护室温度： 20 1 ，湿度90%。 水泥450 2g，ISO标准砂1350 5g，水225 1g。 抗折加荷速度：50N/s10N/s。 抗压加荷速度：2400N/s200N/s。 强度值超出平均值10%，剔除。第二节掺合料掺合料分类 活性掺合料：粉煤灰、硅粉、水淬矿渣、磷渣、钢渣、沸石粉、火
15、山灰等； 非活性掺合料：岩粉（凝灰岩粉、石灰岩粉）、煤矸石粉等。一、粉煤灰（一）粉煤灰效用（二）粉煤灰品质指标（三）粉煤灰对混凝土性能的影响（四）粉煤灰品质检验（一）粉煤灰效用1、形态效应：滚珠润滑作用，减少用水量，改善和易性，增加强度和耐久性；2、火山灰效应：玻璃体二次水化反应；3、微集料效应：改善水泥混凝土颗粒级配，提高混凝土密实性。（二）粉煤灰品质指标细度；需水量比；烧失量；三氧化硫含量；游离氧化钙含量。见表2.2-1。表2.2-1 混凝土和砂浆用粉煤灰技术指标GB/T1596-2005项 目粉煤灰等级级级级细度(0.045筛余)不大于/%F类粉煤灰12.025.045.0C类粉煤灰需水
16、量比不大于/%F类粉煤灰95.0105.0115.0C类粉煤灰烧失量不大于/%F类粉煤灰5.08.015.0C类粉煤灰含水量不大于/%F类粉煤灰1.0C类粉煤灰三氧化硫不大于/%F类粉煤灰3.0C类粉煤灰游离氧化钙不大于/%F类粉煤灰1.0C类粉煤灰4.0雷氏夹增加距离不大于/mmF类粉煤灰5.0（三）粉煤灰对混凝土性能的影响1、对混凝土拌和性能的影响2、对混凝土强度的影响3、对混凝土温升的影响4、对混凝土体积稳定性的影响5、对混凝土耐久性的影响1、对混凝土拌和性能的影响优质粉煤灰减少用水量，劣质粉煤灰增加用水量；减少混凝土泌水率；提高混凝土可泵性；降低混凝土含气量；延长混凝土凝结时间。2、对
17、混凝土强度的影响 随着粉煤灰掺量的增加，混凝土强度降低； 粉煤灰对混凝土早期强度降低较多，但对混凝土后期强度有补偿作用； 级粉煤灰掺量不大于15%时，对混凝土强度基本无影响。3、对混凝土温升的影响降低胶凝材料水化热，减少混凝土温升；削减温峰，推迟温升时间。4、对混凝土体积稳定性的影响适量优质粉煤灰可降低混凝土自生体积变形50%；适量优质粉煤灰可降低混凝土干缩30%；混凝土早期徐变增加，但后期徐变减小；降低混凝土温度收缩变形。5、对混凝土耐久性的影响对混凝土抗渗性的影响；对混凝土抗冻性的影响；对混凝土抗冲磨性能的影响；对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响；对混凝土抗碳化性能的影响；对混凝土抗氯离子侵蚀
18、性能的影响；抑制混凝土碱骨料反应。（四）粉煤灰品质检验 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB1596-2005 细度、需水量比、活性指数。 注意：标准砂粒径范围。粉煤灰等级细度（45方孔筛筛余）烧失量需水量比三氧化硫含量12%25%45%5%8%15%95%105%115%3%3%3%二、硅粉（一）硅粉的品质要求（二）硅粉对混凝土性能的影响（一）硅粉的品质要求SiO2含量：85%；比表面积：15000m2/kg。见表2.2-4。表2.2-4 硅粉品质要求GB/T18736-2002检测项目指 标烧失量，（%）6Cl-，（%）0.02SiO2，（%）85比表面积，（m2/kg）15000含水率，（%）
19、3.0活性指数(胶砂)(28d)，（%）85（二）硅粉对混凝土性能的影响1、对混凝土工作性影响2、对混凝土强度影响3、对混凝土体积稳定性影响4、对混凝土耐久性影响1、对混凝土工作性影响混凝土需水量增加；混凝土含气量降低；混凝土粘聚性提高；混凝土泌水率降低。2、对混凝土强度影响 混凝土强度尤其是早期强度明显提高。掺加硅粉是配制高强混凝土和抗冲磨混凝土的主要手段之一。3、对混凝土体积稳定性影响混凝土塑性收缩增加；混凝土自生体积变形增加；混凝土干缩增加；混凝土徐变降低。4、对混凝土耐久性影响混凝土抗渗性提高；混凝土抗冻性提高；混凝土抗冲磨和抗气蚀性能提高；混凝土耐腐蚀性能提高。三、水淬矿渣（一）矿渣
20、粉的化学成分与品质指标（二）矿渣粉对混凝土性能的影响（一）矿渣粉的化学成分与品质指标1、矿渣粉活性2、矿渣粉品质指标1、矿渣粉活性矿渣粉活性可用碱度b评定：b = （CaO + MgO + Al2O3）/SiO2当b1.4时，表明矿渣粉活性较高。2、矿渣粉品质指标主要品质指标： 密度；比表面积；活性指标。矿渣粉品质要求见表2.2-6。表2.2-6 矿渣粉品质要求GB/T18046-2000检测项目等 级S105S95S75密度，g/cm3 不小于2.80比表面积， m2/kg 不小于350活性指数,% 不小于7d95755528d1059575流动度比，% 不小于859095含水量，% 不大于
21、1.0三氧化硫，% 不大于4.0氯离子，% 不大于0.02烧失量，% 不大于3.0（二）矿渣粉对混凝土性能的影响1、对混凝土工作性的影响2、对混凝土强度的影响3、对混凝土体积稳定性的影响4、对混凝土温升的影响5、对混凝土耐久性的影响1、对混凝土工作性的影响需水量与矿渣粉细度、颗粒状况相关；凝结时间延长；混凝土粘聚性提高；混凝土泌水率与矿渣粉细度、颗粒状况相关；混凝土含气量降低。2、对混凝土强度的影响 矿渣粉对混凝土强度的影响取决于矿渣粉活性指数和矿渣粉细度。早期强度略有降低。3、对混凝土体积稳定性的影响单掺矿渣粉，混凝土干缩增加；单掺矿渣粉，混凝土自生体积变形增加；单掺矿渣粉，混凝土徐变降低。
22、矿渣粉的二次水化作用，有利于混凝土微裂缝的自愈合。同时掺加适量硫酸钙，混凝土体积稳定性提高。4、对混凝土温升的影响 矿渣粉对混凝土胶凝材料水化热降低幅度与矿渣粉活性指数和掺量相关。矿渣粉掺量大于30%，才能有效降低混凝土温升。5、对混凝土耐久性的影响 矿渣粉具有抑制混凝土碱集料反应的效果； 掺矿渣粉混凝土具有较好的抗硫酸盐侵蚀的效果； 掺矿渣粉混凝土具有独特的抗氯离子侵蚀的效果，这是海工高性能混凝土技术的关键所在。四、磷渣（一）磷渣的质量系数和活性指数（二）磷渣对混凝土性能的影响（一）磷渣的质量系数和活性指数1、质量系数K =（CaO+MgO+ Al2O3 ）/（SiO2+P2O5） 标准中K
23、值应大于1.10。2、活性指数HH = 30%磷渣胶砂强度/基准水泥胶砂强度*100 标准中，H70%。（二）磷渣对混凝土性能的影响1、对混凝土工作性的影响2、对混凝土强度的影响3、对混凝土温升的影响4、对混凝土耐久性的影响1、对混凝土工作性的影响 磷渣对混凝土工作性的影响取决于磷渣粉磨工艺，颗粒级配、颗粒形状与细度决定了磷渣需水量比。规律与水淬矿渣粉相同。2、对混凝土强度的影响 混凝土抗压强度随磷渣掺量的增加而降低。掺磷渣混凝土的力学性能介于水淬矿渣与粉煤灰之间。3、对混凝土温升的影响 混凝土掺加磷渣部分取代水泥作为胶凝材料，可明显降低混凝土绝热温升（见表2-29）。这是水工混凝土采用磷渣的
24、主要作用。4、对混凝土耐久性的影响 掺磷渣粉混凝土在满足一定的含气量和混凝土水胶比条件下，可满足混凝土抗冻和抗渗耐久性。第三节外加剂一、外加剂品种 减水剂、泵送剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、膨胀剂、速凝剂、水下不分散剂等。 上述两种或两种以上外加剂的复合产品。1、减水剂 普通减水剂：木钙、糖钙等，减水率8%； 高效减水剂：萘系、胺基磺酸盐等，减水率15%； 聚羧酸盐减水剂：减水率15%，减水率更高，性能更精细、优越。 作用：改善混凝土工作性，减水，提高混凝土强度，增加混凝土密实性，提高混凝土耐久性。减水剂性能对比减水剂种类木钙萘系聚羧酸掺量0.15%0.3%0.3%1.0%0.1%0.4%减水率
25、8%12%12%25%最高可达45%保坍性能一般坍损大坍损小凝结时间0+90min-60+90min可调增强效果110%120%120%145%140%250%收缩率100%110%100%120%80%100%水泥适应性相对较差适应性强相对较差结构可调性不可调不可调结构可变多,高性能化潜力大作用机理静电排斥静电排斥空间位阻为主2、泵送剂 特定用途的高效减水剂。主要是萘系减水剂复合引气剂、缓凝剂，聚羧酸盐减水剂。 特点：混凝土坍落度损失小，混凝土凝结时间较长。 主要作用：满足混凝土工作性要求。3、早强剂 作用：提高混凝土早期强度。 产品：硫酸盐、氯盐、亚硝酸盐、三乙醇胺、羧酸盐等。 早强剂与减
26、水剂复合，即为早强减水剂。4、缓凝剂 作用：延缓混凝土凝结时间。 产品：柠檬酸、酒石酸钠、纤维素醚、葡萄糖等。 缓凝剂与减水剂复合，即为缓凝减水剂。 可在高温下使用的缓凝剂为高温缓凝剂。5、引气剂 作用：混凝土中引入细微气泡，降低气泡间隔系数，提高混凝土抗冻性。 产品：松香热聚物、松香皂、烷基磺酸盐等。 引气剂与减水剂复合，即为引气减水剂。6、膨胀剂 作用：补偿混凝土收缩变形或产生微膨胀作用。 产品：硫铝酸盐膨胀剂、氧化钙膨胀剂、轻烧氧化镁膨胀剂等。 膨胀剂也可与减水剂复合，制作混凝土防渗抗裂剂。7、速凝剂 作用：减短混凝土凝结时间。主要应用喷射混凝土、混凝土堵漏等。 产品：一类以铝酸盐和碳酸
27、盐为主，复合氟化钠、氯化钙、氯化铁、硫酸钙等无机盐；另一类以水玻璃为主，复合无机盐。8、水下不分散剂 作用：增加混凝土拌合物的粘聚性，提高混凝土水下抗分散能力。 产品：聚丙烯酰胺、纤维素、聚铁、聚铝、及上述聚合物与硅粉、早强减水剂复合物。二、外加剂的作用1、改善混凝土拌和物性能 提高混凝土流动度、减少离析和泌水、改变混凝土凝结时间、拌制自密实混凝土和水下不分散混凝土。2、提高混凝土强度 在保持混凝土和易性的基础上，降低用水量，减少水胶比，从而提高混凝土强度。3、提高混凝土耐久性 提高混凝土密实性，改善混凝土内部孔结构，混凝土耐久性提高；引入微小气泡，提高混凝土抗冻性。4、提高混凝土体积稳定性
28、降低混凝土用水量，混凝土干缩减少；降低或延迟水化放热，减少温差收缩变形；掺加混凝土减缩剂或混凝土微膨胀剂，补偿混凝土收缩，提高混凝土抗裂性。外加剂掺入水泥浆体后的孔径分布比例图 无害孔：孔径20nm ；少害孔：孔径为20100nm；有害孔：孔径为100200nm；多害孔：孔径200nm 。外加剂对水泥水化热的影响三、外加剂品质指标和检验（一）品质指标（二）检验标准和方法（一）品质指标1、外加剂匀质性检验(GB/T8077-2000) 含固量、pH值、氯离子含量、硫酸钠含量、碱含量、水泥净浆流动度、砂浆减水率等。2、掺外加剂混凝土性能 减水率、含气量、凝结时间差、抗压强度比、收缩率比等。见表2-
29、31（GB8075-2005）（书中有误）。考试例题 高效减水剂的减水率为（ ）。A. 6 B. 8 C. 12 D. 15标准答案：标准答案：D 引气剂的减水率为（ ）。A. 6 B. 8 C. 12 D. 15标准答案：标准答案：A 为提高混凝土强度，可掺加下列混凝土外加剂（ ）。 A.减水剂 B. 引气剂 C.早强剂 D. 缓凝剂 标准答案：标准答案：AC（二）检验标准和方法混凝土外加剂应用技术规范GB/T50119-2003水工混凝土外加剂技术规程DL/T5100-1999四、外加剂与水泥的适应性影响适应性的主要因素： C3A含量； 石膏形态和掺量； 水泥碱含量。第四节细骨料一、细骨料
30、品质指标 常用细骨料有天然砂和人工砂。 砂的主要品质指标：碱活性、表观密度、细度模数、坚固性、有机质含量、含泥量、泥块含量。 砂的品质要求见表2.4-1。表2.4-1 砂的品质要求项 目指 标天然砂人工砂石粉含量（%） -618含泥量（%）C30，抗冻3-C305泥块含量不允许不允许坚固性（%）抗冻88非抗冻1010表观密度（kg/m3）25002500硫酸盐及硫化物（SO3含量）（%）11有机质含量（%）浅于于标准色云母含量（%）22轻物质含量（%）1-二、细骨料品质对混凝土性能的影响1、砂的颗粒级配与细度模数对混凝土性能的影响2、砂的含泥量和有机质含量对混凝土性能的影响3、砂的坚固性对混凝
31、土性能的影响4、砂的密度和吸水率对混凝土性能的影响5、海砂对混凝土性能的影响1、砂的颗粒级配与细度模数对混凝土性能的影响 根据砂的细度模数，砂可分为：粗砂（FM为3.13.7）、中砂（FM为2.33.0 ）、细砂（ FM为1.62.2 ）和特细砂（ FM为0.71.5 ）。 配制混凝土宜采用中粗砂， FM在2.42.8时，混凝土性能最佳 。 采用粗砂拌制的混凝土和易性差； 采用细砂配制混凝土用水量大，水泥用量多，混凝土易开裂。2、砂的含泥量和有机质含量对混凝土性能的影响 砂的含泥量是针对天然砂（小于0.08mm粒径的颗粒）而言，人工砂无所谓含泥量。含泥量高，混凝土强度低、抗冻性差、干缩大。含泥
32、量3%。 砂中不允许含有泥块。同样损害混凝土强度和耐久性。 有机质妨碍水泥水化，降低混凝土强度。3、砂的坚固性对混凝土性能的影响 砂的坚固性检测，即检验砂对硫酸钠饱和溶液结晶膨胀破坏的抵抗能力。 砂的坚固性，主要影响混凝土抗冻性、抗腐蚀耐久性和混凝土强度。4、砂的密度和吸水率对混凝土性能的影响 通常砂的密度越高，砂强度越高，配制的混凝土强度越高。配制高强混凝土宜采用坚硬致密的砂。 砂的吸水率大，相对地密度降低，还会影响骨料界面与胶凝材料的粘结强度，并降低混凝土的抗冻性、化学稳定性和抗磨性。5、海砂对混凝土性能的影响 海砂中含有高浓度的氯盐，对混凝土本体影响不大，但对钢筋混凝土中钢筋腐蚀破坏有隐
33、患。因此，在钢筋混凝土中应用海砂应慎重，需通过试验论证。 海砂带入钢筋混凝土的氯离子量不宜大于水泥质量的0.07%；带入预应力混凝土的氯离子量不宜大于水泥质量的0.03%。三、细骨料品质的检验标准和试验方法（一）砂品质检验标准（二）砂品质检验的试验方法（一）砂品质检验标准1、水工混凝土试验规程SL352-20062、水工混凝土砂石骨料试验规程DL/T5150-20013、建筑用砂GB/T14684-20014、水工混凝土施工规范SDJ207-825、水工混凝土施工规范DL/T5144-2001（二）砂品质检验的试验方法1、砂料颗粒级配试验2、砂料表观密度及吸水率试验3、砂料堆积密度及空隙率试验
34、4、砂料粘土、淤泥及细屑含量试验5、砂料泥块含量试验6、人工砂石粉含量试验7、砂料有机质含量试验8、砂料云母含量试验9、砂料轻物质含量试验10、砂料坚固性试验11、砂料硫酸盐、硫化物含量试验第五节粗骨料一、粗骨料分类和品质指标（一）粗骨料分类（二）粗骨料品质指标（一）粗骨料分类 粗骨料也可分为人工碎石骨料和天然骨料（卵石）。 从颗粒级配分，可分为连续级配骨料和间断级配骨料。 粗骨料的最大粒径，不大于钢筋净间距的2/3，小于构件断面最小边长的1/4，小于素混凝土板厚的1/2。 根据混凝土粗骨料粒径，可分为一级配骨料混凝土（520mm）、二级配骨料混凝土（540mm） 、三级配骨料混凝土（580m
35、m）、四级配骨料混凝土（5150mm）、细石混凝土（510mm）、豆石混凝土（515mm）等 。（二）粗骨料品质指标 碎（卵）石的主要品质指标有：碱活性、颗粒级配、表观密度、吸水率、含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量、超逊径颗粒含量、压碎指标、坚固性、有机质含量、软弱颗粒含量。 粗骨料品质要求见表2.5-1和表2.5-2。表2.5-1 粗骨料的压碎指标骨料类别压碎指标（%）C55C40C35碎石水成岩1016变质岩或深成的火成岩1220火成岩1330卵石1216表2.5-2 粗骨料的品质要求检测项目指 标备 注含泥量(%)D20、D401D80、D1500.5泥块含量不允许坚固性（%）抗冻5非抗
36、冻12硫酸盐及硫化物含量（%）0.5折算SO3（%）有机质含量（%）浅于标准色抗压强度比95%表观密度（kg/m3）2550吸水率（%）2.5针片状颗粒含量（%）15二、粗骨料品质对混凝土性能的影响1、粗骨料级配对混凝土性能影响2、粗骨料吸水率及表观密度对混凝土性能影响3、粗骨料含泥量和泥块含量对混凝土性能影响4、粗骨料坚固性对混凝土性能影响5、粗骨料针片状颗粒含量对混凝土性能影响6、粗骨料强度和压碎指标对混凝土性能影响7、骨料碱活性对混凝土性能影响1、粗骨料级配对混凝土性能影响 由于混凝土中占体积3/4的为混凝土骨料，优化骨料级配，使骨料具有最大堆积密度，有利于改善混凝土工作性、降低混凝土胶
37、凝材料用量，提高混凝土强度，增加混凝土密实耐久性。 尽量使用较大粒径，同样有利于改善混凝土工作性、降低混凝土胶凝材料用量，提高混凝土抗裂性。2、粗骨料吸水率及表观密度对混凝土性能影响 一般来说，密度小的骨料结构疏松、孔隙率高、吸水率大，配制的混凝土强度较低，并对混凝土抗渗性、抗冻性化学稳定性和抗磨性均可能产生一定的不利影响。 3、粗骨料含泥量和泥块含量对混凝土性能影响 骨料含泥量高，骨料与胶凝材料粘结强度降低，混凝土抗渗、抗冻、抗冲磨均有不良影响。粗骨料含泥量应小于1%。 骨料中含有泥块时，混凝土强度降低，干缩增加，混凝土耐久性降低。骨料中不允许含有泥块。4、粗骨料坚固性对混凝土性能影响 坚固
38、性是决定骨料耐久性和体积稳定性的重要参数。有抗冻性要求时，粗骨料坚固性损失率5%，无抗冻性要求时，粗骨料坚固性损失率12%。5、粗骨料针片状颗粒含量对混凝土性能影响 粗骨料颗粒长度大于平均粒径2.4倍，称为针状颗粒；粗骨料颗粒厚度小于长度1/6，称为片状颗粒。 粗骨料针片状颗粒含量高，混凝土工作性降低；混凝土强度降低，尤其对高强混凝土，粗骨料针片状颗粒含量15%。6、粗骨料强度和压碎指标对混凝土性能影响 骨料的强度和压碎指标直接影响混凝土强度和变形性能，对高强混凝土影响更显著。 骨料强度和硬度对混凝土抗冲磨性能影响很大。7、骨料碱活性对混凝土性能影响 混凝土碱集料反应的三个必要条件： 1、骨料
39、碱活性；2、混凝土中足够的碱含量；3、潮湿环境，满足混凝土碱集料反应体积膨胀所需的水分。 混凝土碱集料反应预防为主，已经发生难以修复。预防混凝土碱骨料反应措施1、采用非碱活性骨料；2、控制混凝土中总碱含量，采用低碱水泥、低碱外加剂。混凝土中总碱含量小于3kg/m3；3、掺加优质粉煤灰等活性掺合料部分取代水泥；掺加30%粉煤灰可明显抑制混凝土碱骨料反应；4、掺加锂盐，锂盐对混凝土碱骨料反应有明显抑制作用；5、降低混凝土孔隙液pH值， pH值12，混凝土碱碳酸盐反应抑制明显。三、粗骨料品质检验标准和试验方法（一）粗骨料品质检验标准（二）粗骨料品质检验试验方法（一）粗骨料品质检验标准1、水工混凝土试
40、验规程SL352-20062、水工混凝土砂石骨料试验规程DL/T5150-20013、建筑用卵石、碎石GB/T14685-20014、水工混凝土施工规范SDJ207-825、水工混凝土施工规范DL/T5144-2001（二）粗骨料品质检验试验方法1、石料颗粒级配试验2、石料表观密度及吸水率试验3、石料堆积密度及空隙率试验4、石料振实密度及空隙率试验5、石料含泥量试验6、石料泥块含量试验7、石料有机质含量试验（二）粗骨料品质检验试验方法8、石料针片状颗粒含量试验9、石料超逊径颗粒含量试验10、石料软弱颗粒含量试验11、石料压碎指标试验12、石料坚固性试验13、石料抗磨损试验14、骨料碱活性试验1
41、4、骨料碱活性试验岩相法检测骨料碱活性；化学法检测骨料碱活性；砂浆棒长度法检测骨料碱活性；砂浆棒快速法检测骨料碱活性；混凝土棱柱体试验法检测骨料碱活性；碳酸盐骨料碱活性检验。根据上述试验综合判断骨料碱活性。抑制骨料碱活性效能试验。 岩相法检测骨料碱活性 硅酸活性矿物：隐晶-微晶石英、应变石英、火山玻璃、蛋白石、玉髓、鳞石英、方石英等； 碳酸盐活性矿物：细粒泥质白云岩或白云质灰岩、硅质灰岩或硅质白云岩。 砂浆棒长度法检测骨料碱活性 适用于反应较快的碱-硅酸反应和碱-硅酸盐反应，不适用于碱-碳酸盐反应。 水泥中水泥碱含量调整为水泥量的1.2%0.05%。 养护室温度：382 。 砂浆或石料半年膨胀
42、率超过0.10%，或3个月膨胀率超过0.05%时，即评为具有潜在危害性的活性骨料。反之，则评为非活性骨料。 砂浆棒快速法检测骨料碱活性 适用于检验反应缓慢或只有后期才产生膨胀的具有潜在危害的碱-硅酸反应骨料。 水泥中的碱含量为0.9%0.1%。 恒温水浴箱温度： 802 。 砂浆试件14d的膨胀率小于0.1%，则骨料为非活性骨料；砂浆试件14d的膨胀率大于0.2%，则骨料为具有潜在危害性反应的活性骨料；砂浆试件14d的膨胀率在0.1% 0.2%之间，为疑是活性骨料。 混凝土棱柱体试验法检测骨料碱活性 适用于碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应。 水泥碱含量调整为水泥量的1.25%。 养护室温度：382
43、 。 混凝土试件一年的膨胀率不小于0.04%时，则判定为具有潜在危害反应的活性骨料；膨胀率小于0.04%时，则判定为非活性骨料。 碳酸盐骨料碱活性检验 适用于碳酸盐岩石的研究与料场初选。 试件浸泡溶液：1mol/L氢氧化钠溶液。 恒温室温度： 202 。 浸泡84d试件膨胀率在0.10%以上时，该岩样应评为具有潜在碱活性危害。 抑制骨料碱活性效能试验 水泥碱含量调整为1.0%。 骨料为石英玻璃砂。 对掺用掺合料或外加剂的对比试件，若14d龄期砂浆膨胀率降低率Re不小于75%，并且56d的膨胀率小于0.05%，则相应掺量的掺合料或外加剂具有抑制碱-骨料反应的效能。 对工程选用的水泥制作的对比试件
44、，除满足14d龄期砂浆膨胀率降低率Re不小于75%的要求外，且14d龄期膨胀率不得大于0.02%，才能认为该水泥不会产生有害碱-骨料反应。第六节混凝土用水一、水的品质指标 混凝土用水分为拌和水和养护水。 拌和水和养护水采用符合国家标准的饮用水。 采用其它水质时，应符合以下要求： 1、水泥凝结时间差不得大于30min； 2、水泥砂浆28d抗压强度不得低于90%； 3、pH值、水中不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐含量符合表2-35的规定。表2-35 水工混凝土拌和与养护用水品质指标检测项目钢筋混凝土素混凝土pH值44不溶物（mg/L）20005000可溶物（mg/L）500010000氯化物（Cl
45、-）（ mg/L ）12003500硫酸盐（SO4 2-） （ mg/L ）27002700二、水的品质对混凝土性能的影响1、拌和水品质对混凝土凝结时间的影响2、拌和水品质对混凝土强度的影响3、拌和水中含有氯离子对混凝土耐久性的影响4、拌和水中含有CO2对混凝土耐久性的影响三、水质检验标准和分析试验方法（一）混凝土拌和水品质检验标准（二）水质分析试验方法（一）混凝土拌和水品质检验标准1、水工混凝土施工规范SDJ207-822、水工混凝土水质分析试验规程DL/T5152-20013、水工混凝土施工规范DL/T5144-20014、水质分析方法SL7894-1994（二）水质分析试验方法1、水样的采集与保存2、 pH值测定方法3、水的溶解性固形物测定4、水的氯离子含量测定5、水的硫酸根离子含量测定
