水泥混凝土和砂浆复习题

例4-5. 为什么在拌制混凝土时，砂的用量应按 质量计，而不能以体积计量？
解
砂子的体积和堆积密度与其含水状态紧密相关。 随着含水率的增大，砂颗粒表面包裹着一层水 膜，引起砂体积增大。当砂的含水率为５％～ ８％时，其体积最大而堆积密度最小，砂的体 积可增加20％～30％。若含水率继续增大，砂 表面水膜增厚，由于水的自重超过砂粒表面对 水的吸附力而产生流动，并迁入砂粒间的空隙 中，于是砂粒表面的水膜被挤破消失，砂体积 减小。当含水率达２０％左右时，湿砂体积与 干砂相近；含水率继续增大，则砂粒互相挤紧， 这时湿砂的体积可小于干砂。
但最大粒径的确定，还要受到混凝土结构截面尺 寸及配筋间距的限制。按《混凝土结构工程施工 及验收规范》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，且不得大于 钢筋间最小净距的3／4。对于混凝土实心板，骨 料的最大粒径不宜超过板厚的1／2，且不得超过 50mm。
[评注]粗骨料最大粒径增大时，骨料总表面积减 小，因此包裹其表面所需的水泥浆量减少，可节 约水泥，并且在一定和易性及水泥用量条件下， 能减少用水量而提高混凝土强度。因此，在可能 的情况下，粗骨料最大粒径应尽量选用大一些。
例4-2．配制混凝土应考虑哪些基本要求？ 解 配制混凝土应考虑以下四项基本要求，即： １．满足结构设计的强度等级要求； ２．满足混凝土施工所要求的和易性； ３．满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； ４．符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成
本。
[评注] 强度要求达到95%强度保证率；经济原则 是在满足强度要求、和易性要求、耐久性要求的 前提下，尽量降低高价材料（水泥）的用量，达 到降低成本的目的。
筛孔尺寸（mm） 5.0
2.5
1.25 0.63 0.315 0.16
筛余量(ｇ)
5
100 150 145
80
20
解： 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
分计筛余量 （g）
分计筛余（％）
5.0
5
2.5
100
1.25
150
0.63
145
0.315
80
0.16
20
a1=5/500=1 a2=100/500=20 a3=150/500=30 a4=145/500=29 a5=80/500=16 a6=20/500=4
最大粒径的选用，除了受结构上诸因素的限制外， 还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。
例4-8．砂、石中的粘土、淤泥、细屑等粉 状杂质及泥块对混凝土的性质有哪些影响？
解
砂、石中的粘土、淤泥、细屑等粉状杂质 含量增多，为保证拌合料的流动性，将使 混凝土的拌合用水量（Ｗ）增大，即Ｗ／ Ｃ增大，粘土等粉状物还降低水泥石与砂、 石间的界面粘结强度，从而导致混凝土的 强度和耐久性降低，变形增大；若保持强 度不降低，必须增加水泥用量，但这将使 混凝土的变形增大。
由此可知，在拌制混凝土时，砂的用量应 按质量计，而不能以体积计量，以免引起 混凝土拌合物砂量不足，出现离析和蜂窝 现象。
[评注] 气干状态的砂随着其含水率的增 大，砂颗粒表面形成一层吸附水膜，推挤 砂粒分开而引起砂体积增大，这种现象称 为砂的湿胀，其中细砂的湿胀要比粗砂大 得多。
例 4-６．某干砂 500g 的筛分结果如下表所列。 试计算该砂的细度模数并评定其级配。
解：混凝土用砂、石必须限制其中活性氧 化硅的含量，因为砂、石中的活性氧化硅 会与水泥或混凝土中的碱产生碱骨料反应。 该反应的结果是在骨料表面生成一种复杂 的碱一硅酸凝胶，在潮湿条件下由于凝胶 吸水而产生很大的体积膨胀将硬化混凝土 的水泥石与骨料界面胀裂，使混凝土的强 度、耐久性等下降。碱骨料反应往往需几 年、甚至十几年以上才表现出来。故需限 制砂、石中的活性氧化硅的含量。
例4-3．何谓骨料级配？骨料级配良好 的标准是什么？
解
骨料级配是指骨料中不同粒径颗粒的 组配情况。
骨料级配良好的标准是骨料的空隙率和 总表面积均较小。使用良好级配的骨料， 不仅所需水泥浆量较少，经济性好，而 且还可提高混凝土的和易性、密实度和 强度。
[评注] 石子的空隙是由砂浆所填充的； 砂子的空隙是由水泥浆所填充的。砂子 的空隙率愈小，则填充的水泥浆量越少， 达到同样和易性的混凝土混合料所需水 泥量较少，因此可以节约水泥。
砂粒的表面是Baidu Nhomakorabea水泥浆所包裹的。在 空隙率相同的条件下，砂粒的比表面积 愈小，则所需包裹的水泥浆也就愈少， 达到同样和易性的混凝土混合料，其水 泥用量较少。
由此可见，骨料级配良好的标准应当 是空隙率小，同时比表面积也较小。
例4-4．为什么要限制砂、石中活性氧化硅 的含量，它对混凝土的性质有什么不利作 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 4-1。该曲线落 在１区（粗砂区）内，说明该砂为粗砂，级配合格。 [评注] Ｍx在3.7～3.1为粗砂，Ｍx在3.0～2.3为中砂， Ｍx在2.2～1.6为细砂，Ｍx在1.5～0.7为特细砂。
例4-7．什么是石子的最大粒径？工程上石子的 最大粒径是如何确定的？
解：粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒 径。
工程上对混凝土中每立方米水泥用量小于170 kg的贫混凝土，采用较大粒径的粗骨料对混凝土 强度有利。特别在大体积混凝土中，采用大粒径 粗骨料，对于减少水泥用量、降低水泥水化热有 着重要的意义。不过对于结构常用的混凝土，尤 其是高强混凝土，从强度观点来看，当使用的粗 骨料最大粒径超过40mm后，并无多大好处，因为 这时由于减少用水量获得的强度提高，被大粒径 骨料造成的较少粘结面积和不均匀性的不利影响 所抵消。因此，只有在可能的情况下，粗骨料最 大粒径应尽量选用大一些。
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： Mx （A2 A3 A4 A5 A6） 5A1 100 A1
（21 51 80 96 100） 5 3.43 100 1